СПОСОБ РАЗМЕТКИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА
METHOD OF MARKING THE MAIN PIPELINE

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано для точного определения местоположения определенной трубы. Наиболее применимо оно для трубопроводов, расположенных в труднодоступных местах и средах (морское дно, заболоченные местности и т.п.), где работы по разрывам трубопровода затруднены и ошибки при замене труб недопустимы, а повторный внутритрубный контроль проблематичен.
Все ответственные магистральные трубопроводы периодически подвергаются контролю с помощью пропускания через них внутритрубного магнитного или акустического дефектоскопа. Такие дефектоскопы перемещаются с помощью транспортируемого продукта (нефть, газ). В результате такой диагностики получают дефектограммы, подлежащие расшифровке. Неоднородности, утолщения и другие отклонения от нормы определенной трубы, обнаруженные на дефектограмме, должны быть найдены на трассе, изучены и устранены. Трубопровод в определенном (по дефектограмме) месте раскапывается или поднимается из водной среды для выявления интересующей зоны на трубопроводе. Часть трубопровода, которая заинтересовала, освобождается от изоляции. Далее с помощью ручных дефектоскопов, толщиномеров пытаются найти дефектное место. Чаще всего это место найти невозможно из-за того, что зачистили не ту трубу. Обычно все трубы обезличены, не имеют номеров и разыскиваются в расчетах расстояния от определенного репера, который есть на трассе и визуализируется на дефектограмме. Поэтому вероятность допущения ошибки весьма высока. Особую остроту эта проблема приобретает в том случае, когда есть много дефектных мест и нет возможности повторного пропуска внутритрубного дефектоскопа. Так можно забандажировать, вырезать и заменить целую трубу или трубу не с самым опасным дефектом.
Для получения полной информации о техническом состоянии трубопровода и обеспечения его безопасной эксплуатации необходима надежная система разметки трубопровода, получение и обработка информации о состоянии магистрали, выявлении дефектных зон, наличие которых привело (или может привести) к возникновению аварийных ситуаций. Поэтому в настоящее время разработано много методов разметки трубных магистралей, основанных на применении маркеров, реперов и т.п.
8
В а.с. №1214984 (МПК: F17D 3/00, опубл. 28.02.86, Бюл. №8) приведен пример применения большого числа маркерных (индикаторных) пластин в виде накладок - так называемых пассивных маркеров. Различные комбинации этих пластин определяют номер данной трубы. Эти пластины создают утолщение на теле трубы, которое видно на дефектограмме. Пластины устанавливают вдоль трубопровода со смещением друг относительно друга как по его диаметру, так и по оси. Закрепляют их с помощью сварки, что само по себе уже является негативным фактором, так как место сварки является концентратором напряжений в теле трубы и может спровоцировать возникновение трещин, что недопустимо. Кроме того, подобная индикация имеет ограниченные информационные возможности.
9
В качестве маркерных пластин используют также накладки, закрепление которых выполняется без приварки к трубе, но и они имеют свои недостатки. Так, в патенте РФ №2511787 (МПК: F17D 5/02, опубл. 10.04.2014) представлены накладки с коррозионно-стойкого композитного пластического материала с магнитными свойствами, которые накладываются на верхнюю часть изолированного трубопровода и удерживаются на нем за счет силы магнитного притяжения смонтированных на них постоянно действующих магнитов. Следует отметить, что такой способ разметки также имеет низкие информативные возможности. Магнитные свойства композитного материала ниже, чем стали. Кроме того, распознаванию маломагнитного композитного репера будет мешать толстостенная изоляция трубы, которая отдаляет его от ферромагнитной массы трубы.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению есть способ разметки магистрального трубопровода, который заключается в том, что по длине трубопровода устанавливают маркеры в виде пластин, которые обнаруживаются на дефектограммах трубопровода, продиагностированного с помощью внутритрубного дефектоскопа, как идентификационные признаки, которые заранее занесены в техническую документацию магистрального трубопровода (Системы определения местоположения дефектов на трубопроводе. А.Н. Коваленко. Ж-л «Контроль и диагностика», №2, 2016, с. 28-20).
Согласно этому решению разметку осуществляют с помощью накладных маркерных пластин, регулярно размещенных вдоль трубопровода на базовых трубах. Дефектной может быть любая труба, чаще всего не базовая. Для того, чтобы найти дефектную трубу, нужно отсчитать расстояние от базовой трубы с маркерной пластиной, которая видна на дефектограмме. Для облегчения определения местоположения базовых труб с маркерными пластинами на месте их закладки на поверхности земли устанавливают специальные метки (реперы) с записью их удаленности и номером такого маркера. От этого репера по данным дефектограммы осуществляется измерение дистанции до дефектной зоны трубопровода.
Но такая методика разметки неточна, сложна и неудобна в исполнении. Это связано прежде всего с тем, что поверхностные метки, как и надписи на них, есть недостаточно надежное информативное средство, ведь в силу многих факторов - как природных, так и человеческих, они могут быть разрушены, повреждены или просто удалены. К тому же установка меток и измерения от них могут стать проблематичными из-за сложности поверхностного ландшафта. Очевидно, что при таких условиях найти нужную трубу, отсчитывая расстояние от базовой, достаточно сложно. А ошибки при определении места раскопки приводят к большим затратам.
В основу изобретения поставлена задача повышения точности и информативности способа разметки магистрального трубопровода путем использования в качестве маркеров пластин с комбинацией сквозных отверстий, которая соответствует определенному номеру, что обеспечивает высокую точность обозначения всех монтажных швов, удешевляет процесс разметки трубопровода, повышает скорость и точность поиска необходимой (пораженной) трубы.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе разметки магистрального трубопровода, заключающемся в том, что по длине трубопровода устанавливают маркеры в виде пластин, которые обнаруживаются на дефектограмме трубопровода, продиагностированного с помощью внутритрубного дефектоскопа, как идентификационные признаки, которые заранее заносят в техническую документацию магистрального трубопровода, согласно изобретению в качестве маркеров применяют пластины со сквозными отверстиями, комбинация которых соответствует определенному номеру, при этом пластины закрепляют в околошовной зоне перед проведением операции изоляции монтажного шва. По длине трубопровода могут быть установлены пластины с комбинацией отверстий в виде цифр. Кроме того, могут быть установлены пластины с выполненными по их периферийной части прорезями, количество которых соответствует номеру участка трубопровода.
Предложенный в данном техническом решении способ предусматривает новую систему разметки трубной магистрали с применением пластин, пригодных для нумерации практически неограниченного количества монтажных швов. Пластины имеют несколько рядов сквозных отверстий, прикрытых съемными заглушками, каждой из которых присвоен номер, и для обозначения конкретного монтажного шва или определенного участка трубы достаточно лишь освободить от заглушек соответствующие отверстия пластины, нумерация и комбинация сочетаний которых заблаговременно указана в технической документации.
Использование таких пластин не требует установки поверхностных реперов, поскольку в технической документации указано расстояние каждого монтажного шва от начала отсчета. Это значительно упрощает и удешевляет поиск нужной трубы, подлежащей ремонту или замене.
Максимально упрощенные идентификационные признаки могут состоять, как минимум, из одного отверстия, которое открывается из множества всех отверстий, выполненных на пластине. В этом случае количество обозначенных монтажных швов (при условии задействования одного отверстия) соответствует количеству отверстий на пластине. Если же открывать два, три и более отверстий и создавать из них определенную комбинацию (позиционирование по вертикали и горизонтали), то количество идентификационных признаков (а, значит, и обозначенных мест) возрастает в десятки, а то и в сотни раз.
При необходимости на пластинах могут быть выполнены боковые прорези, количество которых соответствует номеру участка трубопровода. Это дополнительный информативный признак, но даже при его отсутствии вариаций сочетания отверстий будет более чем достаточно для обозначений.
Опираясь на вышеизложенную информацию, можно констатировать, что, манипулируя различными комбинациями отверстий и количеством прорезей пластины, можно создавать максимально упрощенную и достаточно эффективную систему разметки. И чем большим будет количество расположенных идентификационных признаков вдоль трубопровода, тем точнее будут перенесены результаты дешифровки дефектограммы на реальный трубопровод.
С помощью отверстий в пластинах могут быть изображены и цифры. Это могут быть как арабские цифры (1, 2, 3, … 9, 10 и т.д.), так и римские (I, II, III … IX, X и т.д.).
Разработанный способ разметки с помощью маркерных пластин с отверстиями может быть успешно применен при различных ситуациях, возникающих на магистральных трубопроводах в течение всего периода их эксплуатации.
Вариантов применения идентификационных признаков на основе отверстий может быть множество, и конкретика зависит от индивидуальных условий проектирования трубопровода, его построения, назначения, местонахождения и т.п. Например, в некоторых случаях идентификационные признаки можно присваивать на отдельной части трубы или не всем монтажным швам. Поскольку каждый монтажный шов имеет отношение к двум трубам, расположенным справа и слева от него, то возможна разметка через один монтажный шов. В технической документации должен указываться способ разметки трубопровода, где и как располагаются эти идентификационные признаки.
Описанная в прототипе технология предусматривает закрепление пластин на базовую трубу поверх ее изоляции, в результате чего возникают сложности выявления маркерной пластины из-за слоя изоляции, который является причиной рассеивания магнитных (или акустических) полей. Отличием предлагаемого технического решения является то, что маркерные пластины закрепляют перед тем, как произвести операцию изоляции монтажного шва. Такая последовательность действий существенно повышает выявляемость пластины и соответствующих в ней отверстий при внутритрубной диагностике, потому что в этом случае создаются условия для беспрепятственного прохождения магнитного поля (или акустического излучения), исходящего от движущегося внутритрубного дефектоскопа.
На представленных чертежах схематично показаны некоторые возможные варианты использования отверстий для маркировки монтажных швов:
- на фиг. 1 - пример маркерной пластины на 30 индикаторных отверстий;
- на фиг. 2 - пример маркерной пластины на 15 возможных позиций для двух отверстий;
- на фиг. 3 - пример изображения цифр с помощью отверстий, которые обозначают шов под №957.
Изображенная на фиг. 1 пластина имеет тридцать сквозных отверстий (шесть по вертикали и пять по горизонтали) с пронумерованными заглушками (№1-30). Эта пластина способна обеспечить 30 номеров за счет открытия одного отверстия. На фиг. 1 заглушка под номером 10 снята, что свидетельствует о том, что эту пластину используют для маркировки монтажного шва под номером 10. На пластине выполнены три боковые прорези, что свидетельствует о ее принадлежности к третьему участку трубной магистрали.
Широкие возможности предлагаемого способа маркировки продемонстрированы на примере пластины, изображенной на фиг. 2, которая спроектирована на 15 отверстий. Только двумя открытыми отверстиями этой пластины можно создавать 105 комбинаций обозначений, которыми можно обозначить 105 монтажных швов. При этом в технической документации приводится таблица с номерами пластин, которые соответствуют расположению отверстий. На этой пластине выполнено пять боковых прорезей, свидетельствующих о том, что ею обозначают пятый участок магистрали.
Процесс разметки может быть максимально упрощен, если, ориентируясь на занесенный в техническую документацию номер монтажного шва, открывать отверстия в произвольном порядке, соблюдая при этом непременное условие - их количество должно соответствовать цифре, указанной в техдокументации. При таком варианте разметки отпадает необходимость в строгом соблюдении той или иной комбинации отверстий, т.к. открывать последние можно в любом порядке. Такая разметка очень удобна, ее возможности ограничены лишь площадью пластины.
Следует отметить, что самой простой и самой наглядной есть комбинация отверстий в виде цифр, как это показано на фиг. 3. Здесь, как пример, 45 отверстий пластины группируют с образованием числа 957, что соответствует номеру монтажного шва - №957. Таким же образом можно обозначить любой монтажный шов, создавая на пластине соответствующие ему цифровые обозначения. Эта пластина способна обеспечить 999 номеров.
Идентификационные пластины плотно прикрепляют к поверхности трубы и сквозные отверстия легко выявляются на дефектограммах как магнитных, так и акустических внутритрубных дефектоскопов. Толщина идентификационной пластины должна быть не менее толщины усиления сварных швов, которые хорошо выявляются на дефектограммах. Чем толще будет пластина, тем легче она определяется на дефектограмме. Диаметры сквозных отверстий и проемы между ними также должны иметь достаточные размеры для распознавания.
Реализация предложенного способа:
На строительство магистралей поставляются трубы определенной длины, покрытые изоляцией. Концы таких труб (около 30-ти см) свободны от изоляции - это необходимо для удобства выполнения монтажных швов. После сварки в зоне пересечения кольцевого монтажного шва и продольного заводского шва прикрепляется (приклеивается) определенная идентификационная пластина с отверстиями с отраженными в технической документации идентификационными признаками. Таким образом, место нахождения пластины строго детерминировано (пересечение монтажного и продольного швов) и легко находится на дефектограмме. При этом перед установкой на пластине открывают заглушки, формируют номера или нужные комбинации отверстий.
В дальнейшем околошовная зона вместе с пластиной изолируется, покрывается битумом пр.
Для определения номеров заглушек могут быть использованы специальные трафареты, которые повторяют геометрию пластины и помогают правильно открыть нужные отверстия в соответствии с требованиями техдокументации.
Возможности данного способа разметки трубопровода можно рассмотреть на примере пластины, имеющей 30 отверстий, как это изображено на фиг. 1. Удаляя только по одной заглушке, такой пластиной можно обозначить 30 монтажных швов. Дополнительно привлекая прорези (а их 3), можно получить 30×3=90 обозначений. Для увеличения этого числа каждый следующий ряд обозначений может быть смещен относительно продольного заводского шва трубопровода, например, на 30°, 60°, 90°, 120°, что даст, к примеру, 210×(360/30)=2520 номеров.
Таким образом, с помощью такой простой схемы, задействуя лишь одно отверстие, можно обозначить 2520 монтажных швов, а, значит, охватить достаточно большой промежуток протяженности трубной магистрали. А с учетом того, что трубы поставляются, как правило, длиной 12 м, то при обозначении этим простым методом каждого монтажного шва этот промежуток составит 2520×12=30240 м. Если же использовать не одно отверстие, а комбинацию нескольких, то эта протяженность может быть на порядок выше.