В основе уязвимых мест трубопровода лежит общий виновник: коррозия. Этот постепенный износ и потеря материала происходят, когда металлическая поверхность вступает в контакт с окружающей средой. Этому коварному противнику способствуют несколько факторов, в том числе влажность, кислород, примеси в транспортируемой жидкости, а также колебания температуры и давления. Поэтому, когда клиент обратился к Eddyfi с предложением более эффективного решения для борьбы с локальными потерями металла в трубопроводах нефтебазы, передающих серную кислоту в ближайший выпуск, у нас было просто решение для борьбы с этой неустанной угрозой целостности активов. Читайте дальше, чтобы узнать больше.
Разрушение трубопровода в результате локальной коррозии может иметь серьезные последствия в различных аспектах. С экономической точки зрения это может привести к значительным финансовым потерям для операторов трубопроводов из-за потерь продукции и сбоев в цепочке поставок. Воздействие на окружающую среду вызывает серьезную озабоченность, поскольку отказы трубопроводов могут привести к разливам и утечкам опасных веществ, вызывая загрязнение и долговременный экологический ущерб. Угрозы безопасности возникают из-за возможности пожаров, взрывов и угроз для здоровья близлежащих жителей и рабочих. Может произойти повреждение инфраструктуры, затрагивающее окружающие строения и требующее дорогостоящего ремонта. Юридические и нормативные последствия, репутационный ущерб и потеря доверия заинтересованных сторон еще больше усугубляют последствия выхода из строя трубопровода. Чтобы смягчить эти последствия, надежный мониторинг коррозии, программы технического обслуживания,
Редкие ультразвуковые проверки толщины уже давно используются для оценки целостности трубопровода. Этот метод включает проведение дискретных измерений в определенных местах по длине трубопровода, часто в основных точках по окружности. Хотя этот процесс может предоставить ценную информацию о локальной коррозии или утонении, он не дает полного понимания общего состояния трубопровода. Прерывистый характер этого подхода увеличивает риск пропуска важных проблемных областей, оставляя потенциальные угрозы не обнаруженными.
Магнитные манжеты с системой контроля Sonyks™ открыли коммерческие возможности ультразвукового контроля среднего радиуса действия (MRUT), совершив прорыв в контроле трубопроводов. В этой передовой методике используются направленные ультразвуковые волны с частотой выше 100 кГц, которые распространяются по длине трубы, что позволяет осуществлять эффективный мониторинг с высоким разрешением и 100% охватом. Используя свойства, присущие самому трубопроводу, среднечастотные волноводные испытания могут обнаруживать и локализовать дефекты, коррозию и другие аномалии на больших расстояниях из одного положения инструмента. Этот метод предлагает целостную оценку целостности трубопровода, значительно снижая риск недосмотра.
Недавний запрос клиента о системе Sonyks привел к демонстрации технологии на месте. Клиент хотел изучить возможность замены разреженного ультразвукового контроля толщины чем-то более эффективным для определения локальных потерь металла в трубопроводах резервуарного парка, подающих серную кислоту к ближайшему выпускному отверстию. Если возникают технологические проблемы выше по потоку, влияющие на чистоту кислоты, то повышается риск локальной потери металла в отверстии трубы. Чтобы снизить этот риск, необходима более комплексная стратегия контроля коррозии. На рис. 1 показан 20,32-сантиметровый (8-дюймовый) магнитоинструмент с центральной частотой 128 кГц на одном из участков трубы резервуарного парка.
На рисунке система Sonyks, контролирующая участок трубы из нержавеющей стали диаметром 20,32 см (8 дюймов), по которому течет серная кислота
Среднечастотный контроль предлагает несколько явных преимуществ по сравнению с традиционными ультразвуковыми контролями толщины. Во-первых, он обеспечивает всестороннее сканирование, обнаруживая геометрические особенности и коррозию по всей длине секции трубы, и особенно полезен при охвате труднодоступных участков. Использование Magneto-tools с прибором Sonyks обеспечивает более целенаправленную оценку состояния трубопровода, что позволяет проводить упреждающее техническое обслуживание и предотвращать дорогостоящие неожиданности. Кроме того, MRUT является неразрушающим методом, что сводит к минимуму сбои в работе и позволяет проводить проверки во время эксплуатации трубопровода. Эта функция сокращает время простоя, максимально повышает эффективность работы и сводит к минимуму влияние на производственные графики. Вы не можете победить это!
Инструменты Magneto обеспечивают результаты скрининга со значительно меньшим уровнем шума по сравнению с другими инструментами, доступными на рынке. Чтобы проиллюстрировать это, на рис. 2 показаны А-скан и С-скан одной из секций трубы, выбранных для демонстрации клиенту. Сканирование эффективно идентифицирует инструмент и определяет положение мертвой зоны, представленной серой областью с центром в позиции 0 м по оси X. Отклики, измеренные позади инструмента, располагаются слева от его положения, а все, что находится справа, рассматривается как движение вперед.
В обратном направлении сканирование идентифицирует изгиб сварного шва, который выделяется как примечательная особенность. Кривая амплитуды расстояния (DAC) для этого сварного шва должна быть установлена на уровне -14 дБ, учитывая, что крышка сварного шва является 20%-ным отражателем. С другой стороны, элемент в прямом направлении, расположенный чуть более 5 м, соответствует накладному фланцу. Этот фланец установлен как функция 0 дБ, что указывает на 100% отражатель. Однако важно соблюдать осторожность при настройке DAC для фланцев из-за сложных ультразвуковых взаимодействий, вызванных их геометрией.
В этом конкретном случае настройка DAC в прямом направлении была облегчена за счет регулировки коэффициента затухания и уровня на основе DAC, установленных с использованием сварного шва изгиба при обратном сканировании. Несмотря на проблемы, связанные с фланцами, результаты демонстрируют отношение сигнал/шум (SNR) в диапазоне 60 дБ, что значительно ниже уровня шума метода, равного 32 дБ.
Рисунок 2: А-скан одной из секций трубы с фланцами, выбранной для демонстрации.
Высокое отношение сигнал-шум, продемонстрированное этой системой (GWT), означает, что отклики от небольших дефектов, которые раньше могли быть не обнаружимыми, трудно различимыми или искаженными когерентным шумом, теперь могут быть идентифицированы. К счастью, сканирование, показанное на рис. 2, не содержит каких-либо аномалий. Тем не менее, если локальная потеря металла когда-либо станет проблемой в этом разделе, то Sonyks выявит ее гораздо раньше в программе мониторинга коррозии, чем любой другой метод с непревзойденным охватом просеивания. Как правило, низкий уровень шума инструментов Magneto позволяет надежно обнаруживать локальные потери металла, составляющие менее 3% площади поперечного сечения. Интересно, что единственная аномалия, о которой сообщалось во время демонстрации, помимо правильных геометрических элементов трубы, заключалась в том, что желтая лестница доступа (показана на рисунке 1) имела небольшой контакт с поверхностью трубы. Подобное контактное состояние вызывает локальное изменение жесткости стенки трубы, что, в свою очередь, вызывает отражение, как показано ниже на рис. 3. На изображении также показан общий уровень шума 60 дБ для сканирования, что невероятно мало для метода GWT. Контакт лестницы не является дефектом в традиционном понимании дефекта трубопровода. Тем не менее, вибрация любых насосов в системе или регулярное использование лестницы может со временем вызвать локальную потерю металла.
Рисунок 3: Отображение усиления с поправкой на время (TCG) А-скана и части С-скана, где контакт с лестницей вызвал отражение
Таким образом, среднечастотные волны можно использовать для выявления локальных потерь металла и оказания помощи операторам трубопроводов в совершенствовании своих процедур картографирования коррозии. Хотя GWT испытания известны своей способностью обеспечивать общую оценку целостности трубопровода, их также можно использовать для сосредоточения внимания на конкретных областях, представляющих интерес, таких как области с известной или предполагаемой коррозией.
Включение волноводного контроля наряду с традиционными методами, такими как разреженные ультразвуковые проверки толщины, обеспечивает более комплексную процедуру картирования коррозии. Такое сочетание локального осмотра с более широким охватом скрининга с помощью MRUT помогает операторам получить подробное представление о состоянии трубопровода и, следовательно, помогает усовершенствовать стратегии мониторинга коррозии.
