4 июля 2000 г.
Автор: Константин Баскаев, специально для "СКВАЖИНЫ"
Труба нуждается в уходе
Для начала упомяну о нескольких авариях на газопроводах, произошедших сравнительно недавно на территории нашей страны.
В ночь на 1 декабря 1999 года на границе Кировской области и Татарии произошла крупная авария на участке газопровода Уренгой-Помары-Ужгород в районе отрезка Пермь-Казань-Нижний Новгород-2. Взрыв произошел на участке газопровода высокого давления на двух из восьми веток диаметром 1220 миллиметров каждая. По мнению специалистов, скорее всего, вначале произошел взрыв на одном участке, а потом от толчка - на второй. Еще одна ветка газопровода была сильно деформирована. Обошлось без жертв - ближайшая деревня Кировской области находится в пяти километрах от места взрыва. Из-за пожара была прекращена подача газа в шесть населенных пунктов Кировской области, где проживают 24 тысячи человек. Первым огненный факел заметил пилот самолета Ан-2 авиакомпании "Татарстан". Еще через несколько минут подтверждение о том, что на газопроводе бушует пожар, пришло в МЧС из АО "Таттрансгаз". За последние десять лет это самая крупная авария на газопроводе, проходящем через территорию республики. На месте происшествия обнаружены две воронки диаметром 20 метров и глубиной около 5 метров каждая. Вокруг воронок на 300 метров выгорела земля. Зарево пожара было видно за несколько десятков километров от места взрыва.
В ночь на 20 марта 2000 года произошла авария на магистральном газопроводе Ухта-Торжок в Вологодской области.
13 апреля 2000 года в Выборгском районе Ленинградской области между населенными пунктами Вещево и Озерная произошел прорыв магистрального подземного газопровода Санкт-Петербург-Выборг-госграница. Эксперты "Лентрансгаза" оценили повреждение как механическое и исключают возможность террористического акта. Это ЧП не вызвало снижения экспортных поставок газа, потому что произошло не на самой магистрали, а на ее рукаве, отходящем на Выборг. Инцидент привел к суточным перебоям с газом в этом городе.
19 апреля 2000 года около 19 часов взорвался магистральный газопровод на участке Валдай-Рига (Новгородская область). Не исключено, что причина взрыва - износ металла, усугубленный весенними погодными перепадами.
В Ставропольском крае 28 июня 2000 года произошел прорыв газопровода Ставрополь-Грозный. Причиной разрыва на одном из участков магистрального газопровода послужили сильные оползни.
Этот список аварий на газопроводах можно было бы продолжать, вероятно, до бесконечности. Но не в этом цель. Дело в том, что российскими специалистами разработана технология, которая может помочь избежать если не всех, то большинства подобных аварий. Проблема будет, вероятно, более понятна если знать число газопроводов, пролегающих по нашей стране. Так вот, только "Газпром" имеет сеть магистральных трубопроводов общей протяженностью свыше 150 тысяч километров! А еще трубопроводы АК "Транснефть" и технологические трубопроводы прочих компаний. Так что такой "трубы" в целом наберется миллион километров. А может и более.
Трубопроводные системы, транспортирующие природный газ, нефть и нефтепродукты как в России, так и в других странах мира имеют большую протяженность и сложную структуру. Аварии на них сопровождаются тяжелыми последствиями, воздействием на окружающую среду, промышленность и население. Экономические потери, вызванные проблемами с поставками нефти и газа, также весьма и весьма серьезны.
Для раннего прогнозирования аварийных ситуаций на трубопроводах в международной практике используются методы неразрушающего внутритрубного контроля. Магнитные или ультразвуковые внутритрубные дефектоскопы применяются для проведения внутритрубной дефектоскопии. Они позволяют определить геометрию трубопровода, установить дефекты трубы.
Ремонт или замена участков трубопроводов - дорогостоящие процедуры. И все же ремонт до возникновения аварийной ситуации обойдется гораздо дешевле. Хотя бы потому, что поток газа или нефти можно пустить на время проведения работ по обходному пути. Не следует забывать и о социальных последствиях аварий. Людям гораздо спокойнее жить у трубопроводов, на которых не происходит аварий. Поэтому правильная и качественная оценка опасности дефектов может принести высокий экономический и социальный эффект уже за счет правильного ранжирования трубопроводов по срокам их замены или ремонта.
При определении очередности ремонта дефектных участков трубопроводов необходимо учитывать последствия даже от гипотетической аварии на трубопроводе в результате разрушения. Например, разрыв трубопровода в пустынной и местности и вблизи жилья будут иметь различные как социальные и экологические последствия, так опять же и экономические. Специалисты однако отмечают, что действующие стандарты анализа опасности обнаруженных дефектов трубопроводов в большинстве случаев дают слишком завышенную оценку опасности дефектов "трубы". А это тоже экономика - то есть неоправданные затраты финансовых средств и материальных ресурсов.
Хорошие результаты по снижению необоснованного ремонта трубопроводов, при снижении опасной нагрузки на природу и при повышении безопасности трубопроводов специалисты получают при объединении современных методов внутритрубной дефектоскопии и современных численных методов механики сплошной среды.
В АОЗТ "НПО ВНИИЭФ-Волгогаз" под руководством и при участии ученых и специалистов ОАО "Газпром" специально для этого разработана технология PipEstTM. Она основывается на трехмерном нелинейном численном анализе прочности исследуемых трубопроводов по данным внутритрубной дефектоскопии без упрощений и с учетом всех действующих нагрузок, на высокоточном моделировании разрушения трубопровода и образования горючих газовых смесей при авариях, на численном анализе воздействия поражающих факторов как на человека, так и на прилегающие объекты.
В июне во время прохождения выставки "Нефтегаз-2000" на научно-практической конференции специалисты ВНИИЭФ-Волгогаз Г. С. Клишин и В. Е. Селезнев представили доклад "Методика ранжирования участков трубопроводов на базе численного анализа по результатам внешней и внутритрубной диагностики".
Именно в этом докладе говорится о возможностях технологии PipEstTM. Благодаря этой технологии специалисты трубопроводного транспорта получили уникальную возможность, опираясь на результаты современных методов математического моделирования, проводить многосторонний анализ не только существующих, но и сооружаемых и проектируемых трубпроводных систем. При этом можно достоверно определить не только сами опасные участки, но и установить степень опасности повреждений и сроки необходимого ремонта. Необходимость и очередность ремонта дефектных участков трубопроводов осуществляется по результатам комплексного численного анализа.
При математическом моделировании рассматриваются механизм разрушения трубопровода, образование утечек транспортируемых по "трубе" продуктов, возможность распространения их в окружающей среде, и даже вероятная опасность их воздействия на человека и окружающую среду.
Применение современных вычислительных методов позволяет существенно повысить качество внутритрубной диагностики при одновременном улучшении конструкции снарядов-дефектоскопов. Дело в том, что математическая оценка параметров магнитного поля, создаваемого в трубе, позволяет еще на стадии разработки дефектоскопа спроектировать его магнитную систему соответствующим образом. Сценарии гипотетических аварийных ситуаций разрабатываются при этом математически, исходя из анализа расследований ЧП, случавшихся ранее и численного анализа устойчивости "трубы" как системы к внешним и внутренним воздействиям.
Из множества программ в качестве средства моделирования состояния трубопроводов, используемого в чисто вычислительной технологии PipEstTM, были выбраны программыне комплексы ANSYS и LS-DYNA. Разработчики PipEstTM объясняютя свой выбор тем, что наряду с иными достоинствами ANSYS до настоящего времени остается единственной в мире программой, имеющей международный сертификат качества ISO9001. Такой же сертификат имеет и программный комплекс LS-DYNA.
Технология PipEstTM помимо анализа состояния магистральных газопроводов может быть успешно применена для оценки состояния технологических трубопроводов газораспределительных станций (ГРС). В настоящее время в России эксплуатируется около 3 тысяч ГРС, из которых 45 процентов находятся в эксплуатации свыше 20 лет. Ежегодно в эксплуатацию вводятся около 50 ГРС. Естественно эти станции и их трубопроводы нуждаются в оценке технического состояния оборудования, а старые ГРС - в его реконструкции и замене.
Сотрудничество ученых и специалистов ВНИИГАЗ и "НПО ВНИИЭФ-Волгогаз" позволило разработать и обосновать эффективность применния сильфонных компенсаторов, разработанных в СКТБ "Компенсатор" (Санкт-Петербург) и предназначенных для разгрузки трубопроводов выходных коллекторов ГРЯ "Северная" (АО "Лентрансгаз").
Применение технологии PipEstTM специалистами "Газпрома" и "НПО ВНИИЭФ-Волгогаз" для решения практических задач показало, что для внедрения современных диагностических методов и соответствующих технологий в практику проведения ремонтов дефектных участков трубопроводов необходимо внести изменения в действующие национальные и международные стандарты и нормативные документы, полагают разработчики. Действующие в настоящее время стандарты и нормативные документы не стимулируют развитие новых методов и средств обнаружения дефектов, а значит и предупреждения возможных аварий на трубопроводах.
 


Все замечания и пожелания присылайте по адресу: skv@nefte.ru

ЗАО "Независимое нефтяное обозрение "СКВАЖИНА" (С) 1999 Все права защищены