Новая концепция обслуживания объектов трубопроводного транспорта
Authors: Александр Евгеньевич Зорин , Виталий Иванович Суриков , Николай Евгеньевич Зорин 
Published: December 2024

В настоящее время в ПАО «Транснефть» происходит формирование новой системы управления техническим состоянием трубопроводов на базе единого набора критериев прочностной надежности и риска. Внедрение указанной системы требует, в частности, существенного увеличения достоверности используемых данных о механических свойствах металла труб и сварных соединений, а также объема этих данных для оценки их статистических характеристик. Проведенный анализ показал, что решение данной задачи невозможно в рамках существующей концепции металлургического производства, а также проектирования и обслуживания опасных производственных объектов, выстроенной по схеме «строение металла – механические свойства металла – эксплуатационные свойства конструкции». В такой схеме «слабым звеном» являются механические свойства металла, поскольку их получение на реальной конструкции сильно затруднено, а также сопряжено с рядом методических и технических сложностей и недостатков. В качестве альтернативы предлагается перестроить систему обслуживания объектов трубопроводного транспорта таким образом, чтобы она основывалась на получении и использовании наиболее ценной информации, необходимой для достоверной оценки работоспособности анализируемых объектов. Основой в такой системе является проведение стендовых или модельных испытаний, по результатам которых устанавливаются критерии сопротивления конструкции: прочности, долговечности, трещиностойкости и т. д. Затем для испытанных труб определяются ключевые параметры строения металла (химические, структурные и деформационные) и их сочетания, при которых обеспечиваются или не обеспечиваются установленные критерии сопротивления конструкции. Следующим этапом является проведение лабораторных испытаний, направленных на установление эмпирической взаимосвязи между параметрами строения металла и теми механическими свойствами, которые используются при проведении расчетов прочности и долговечности. Поскольку параметры строения металла могут быть оперативно определены неразрушающим способом в процессе эксплуатации конструкции, получение указанной информации позволяет использовать свойства металла труб, уточненные по полученным непосредственно с анализируемой зоны параметрам строения металла при выполнении расчетов, оценке технического состояния участков трубопроводов, проведении экспертизы промышленной безопасности, планировании замены и других компенсирующих мероприятий. В результате это позволит выйти на качественно иной уровень эффективности обслуживания объектов трубопроводного транспорта. Ключевые слова:надежность, безопасность, обслуживание объектов трубопроводного транспорта, параметры строения металла, механические свойства металла, эксплуатационные свойства конструкции, стендовые испытания
Currently, Transneft PJSC is developing a new system for pipeline technical condition management based on a unified set of criteria for strength reliability and risk. The implementation of this system requires, in particular, a significant increase in the reliability of the used data on the mechanical properties of pipe and welded joint metal, as well as the amount of these data to assess their statistical characteristics. Our analysis has revealed that this problem cannot be solved within the existing concept of metallurgical production and design and maintenance of hazardous production facilities, built according to the scheme “metal structure – mechanical properties of metal – operational properties of a structure”. In such a scheme, the “weak link” is the mechanical properties of the metal, since obtaining them on a real structure is very difficult task and also involves a number of methodological and technical difficulties and shortcomings. As an alternative, we suggest to rebuild the maintenance system for pipeline transport facilities in such a way that it is based on obtaining and using the most valuable information necessary for reliable assessment of the analyzed facilities operability. The basis of such a system is conducting bench or model tests, based on the results of which the structural resistance criteria are established: strength, durability, crack resistance, etc. Then, for the tested pipes, key metal structure parameters (chemical, structural, and deformation) and their combinations are determined, at which the established structural resistance criteria are met or not met, respectively. The next step is to conduct laboratory tests aimed at establishing an empirical relationship between the parameters of metal structure and the mechanical properties that are used in strength and durability calculations. Since the metal structure parameters can be promptly determined by non-destructive method in the process of structure operation, obtaining of this information allows to use the pipe metal properties specified by the metal structure parameters obtained directly from the analyzed zone, when performing calculations, assessing the technical condition of pipeline sections, conducting industrial safety expertise, planning replacements and other compensatory activities. As a result, this will make it possible to reach a qualitatively new level of efficiency of pipeline transport facilities maintenance.