Первые результаты опытно-промышленного внедрения средств механизированного ультразвукового контроля на объектах ООО «СГМ»
Первые результаты опытно-промышленного внедрения средств механизированного ультразвукового контроля на объектах ООО «СГМ»
06.11.2015 / «Территория Нефтегаз»

А.В. Землянский, Г.В. Карпенко, А.Н. Сарнавский

1 января 2014 года были введены в действие Временные требования к организации сварочно-монтажных работ, применяемым технологиям сварки, неразрушающему контролю качества сварных соединений и оснащенности подрядных организаций при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте магистральных газопроводов ОАО «ГАЗПРОМ».

В этом документе указано, что сварку протяженных участков линейной части трубопроводов (более 1 км) следует осуществлять только механизированными и автоматическими сварочными комплексами, а неразрушающий контроль сварных соединений проводить с применением средств ультразвукового контроля в объеме 100% для трубопроводов всех категорий, и радиографического контроля в объеме 100% для трубопроводов категорий В, I и II, и 25% для трубопроводов категорий III и IV. При этом для швов, сваренных автоматическими комплексами, следует применять только установки автоматизированного ультразвукового контроля.

Резко отказываться от проведения 100%-ного радиографического контроля, как это было до 01.01.2014, было страшновато. Поэтому практически все субподрядчики увеличили объемы УЗК, но продолжали контролировать стыки радиографией в объеме 40 - 90%. При анализе форм СВ-2газ за январь 2014 года выяснилось, что процент ремонтных стыков по результатам радиографического контроля составляет 2,16%, а по результатам ультразвукового контроля - 0,35%. Примерно такая же ситуация наблюдалась и в феврале 2014 года. Таблица 1.

Таблица 1. Сравнение процента брака по результатам РК и УЗК

Проанализировав сложившееся положение, а также учитывая результаты опытных испытаний комплекса для автоматического ультразвукового контроля Argovision Арговижн, прошедших в конце 2013 года, которые показали слишком высокую выявляемость дефектов (до 70 % ремонтных стыков), ООО «СГМ» обратилось в ОАО «Газпром» с просьбой провести совещание с целью уточнения реальных сроков перехода на ультразвуковой контроль и определения перечня оборудования для механизированного и автоматического УЗК, которое может применяться при строительстве объектов ОАО «Газпром».

Совещание прошло в конце марта 2014 года, на нем было принято решение провести квалификационные испытания нескольких видов оборудования для неразрушающего контроля сварных соединений (ультразвукового и радиографического), скорректировать с учетом результатов испытаний Реестр средств неразрушающего контроля качества сварных соединений и только после этого начать широкомасштабное опытно-промышленное внедрение средств механизированного и автоматизированного УЗК. А до тех пор контроль сварных соединений проводить, в основном, радиографическим методом.

Квалификационные испытания оборудования были проведены ПАО «ГАЗПРОМ» и ООО «Газпром ВНИИГАЗ» при содействии сварщиков и дефектоскопистов субподрядных организаций ООО «СГМ»: АО «Краснодаргазстрой» и АО «Ленгазспецстрой». Длились они несколько дольше, чем рассчитывали, и, в конечном итоге, новая редакция Реестра средств неразрушающего контроля была утверждена только в декабре 2014 года (доступен на сайте ООО «Газпром ВНИИГАЗ»).

За время проведения квалификационных испытаний были предприняты попытки решить и некоторые вопросы, касающиеся организации внедрения средств МУЗК и АУЗК для контроля сварных швов трубопроводов в трассовых условиях.

Это: в первую очередь вопрос снятия наружного усиления продольного шва для обеспечения полного акустического контакта при УЗК.

Второе, что надо было сделать на трубах - это обеспечить наличие зоны контроля - зоны, свободной от изоляции и консервационного покрытия. Длина этой зоны определяется расчетом, с учетом толщины стенки трубопровода и размеров искателя. К примеру, для труб с толщиной стенки свыше 25 мм, длина зоны контроля составляет 150 мм. В ТУ на трубы диаметром 1420 мм эта величина составляет 140 ± 30 мм. При выборочном измерении длин концов труб, свободных от изоляции, на разных объектах ООО «СГМ», выяснилось, что обычно эти длины меньше 140 мм, а следовательно, может возникнуть необходимость очистки концов труб от изоляции на 10 – 30 мм. Таблица 2.

Таблица 2. Пример из акта осмотра труб Ø 1420, изготовленных Ижорским и Волжским трубными заводами по ТУ 1381-012-05757848-2005, ТУ 1381-003-47966425-2006 

В мае 2015 года по инициативе Департамента капитального ремонта постоянно действующая комиссия ОАО «ГАЗПРОМ» по приемке новых видов трубной продукции приняла решение о внесении изменений в ТУ, касающиеся увеличения длины концов, свободных от изоляции, и снятии наружного усиления продольных швов.

Третий, самый главный и самый сложный вопрос, который следовало решить до начала широкомасштабного внедрения средств УЗК, это разработка новых норм оценки дефектов. Как известно, оборудование ультразвукового контроля позволяет выявлять плоскостные дефекты с очень небольшим раскрытием и высотой. Радиографический метод выявления таких дефектов не гарантирует. Нормы оценки опасности дефектов в нашей стране основаны на результатах радиографического контроля, который долгое время (40 – 50 лет) считался основным при строительстве трубопроводов. Поэтому опасными, недопустимыми считались дефекты значительного раскрытия, не очень большой протяженности – 25 – 50 мм. А выявляемые ультразвуком дефекты имеют значительную протяженность 70 - 300 мм, иногда и больше, но малое раскрытие. В мировой практике принято оценивать опасность дефектов не только по их размерам и форме, но и с учетом особенностей различных методов сварки, типоразмера труб, формы разделки кромок, пластичности и прочности стали полученного шва, погрешности оборудования для УЗК и т.д.. Для каждого серьезного проекта делаются расчеты, так называемая «инженерная оценка», учитывающая указанные выше факторы, в результате которых разрабатываются специальные нормы оценки дефектов, обычно значительно более мягкие, чем нормы для дефектов, выявляемых радиографическим контролем.

Сегодня новые нормы оценки дефектов по результатам МУЗК и АУЗК разработаны ООО «Газпром ВНИИГАЗ» для основных типоразмеров труб, сталей прочности, применяемых для строительства объектов ПАО «ГАЗПРОМ» и утверждены его руководством. При этом ударная прочность металла сварных швов должна быть не менее определенных расчетных значений (75 и 100 Дж/см2 ).

На наш взгляд целесообразно провести совещание, посвященное вопросам возможности применения новых норм, в решениях которого отразить принятые концепции.

ООО «СГМ» и его субподрядчики разработали Мероприятия по внедрению средств МУЗК и АУЗК. В порядке их выполнения мы изучили коммерческие предложения фирм-поставщиков оборудования и обучающих центров, заключили договоры на поставку и обучение, приобрели оборудование, обучили и аттестовали специалистов, провели допускные испытания технологий сварки и контроля. Отчеты о внедрении средств МУЗК составляются еженедельно.

В соответствии с указаниями ПАО «ГАЗПРОМ» все субподрядчики ООО «СГМ», осуществляющие работу на объектах, где проектом было предусмотрено выполнение Временных требований, были готовы начать опытно-промышленное применение средств МУЗК в начале июля 2015 года. Допускные испытания технологий сварки и ультразвукового контроля прошли практически у всех субподрядчиков ООО «СГМ», занятых строительством газопровода «Южный коридор». Но, к сожалению, сейчас строительство объектов Восточного маршрута МГ «Южный коридор» приостановлено, сооружение МГ «Бованенково-Ухта» начнется зимой, а в остальных проектах применение Временных требований не предусмотрено. АО «Краснодаргазстрой» начало применение этого оборудования 02.06.2015. Появились первые результаты. Во время допускных испытаний некоторая информация появилась и у других субподрядчиков.

Сводная информация об испытываемых комплексах автомотической сварки и механизированного УЗ-контроля приведена в Таблице 3.

Хочется отметить общие для всех результаты.

Во всех случаях на первых стыках, сваренных автоматическими комплексами, ультразвуковые приборы выявили плоскостные дефекты малого раскрытия, не обнаруженные радиографическим контролем. Наличие этих дефектов подтвердили результаты вскрытия дефектных мест. Сведения о дефектах позволили подкорректировать работу сварочных головок, и в последующем объем обнаруженных дефектов резко сократился.

Таблица 3. Сведения о допускных испытаниях сварки и контроля. 

Отдельные дефекты, выявленные УЗК, можно квалифицировать как требующие ремонта, если проводить оценку по действующим нормам (СТО Газпром 2-2.4-083-2007). Те же дефекты, оцениваемые по новым нормам, считаются проходными, допустимыми. При этом показатель качества сварки, определяемый с учетом действующих норм, недопустимо высок (выше 3%). В этом случае сварку надо останавливать, а сварщиков и технологии переаттестовывать. Если оценивать дефекты по новым нормам, то показатель практически нормальный. Сейчас, когда мы оценили высокую производительность УЗК (используя современное оборудование), его оперативность, возможность по его результатам корректировать работу сварочных головок и, в конечном итоге, повышать качество сварки, нецелесообразно работать привычными методами.

Что касается снятия наружного усиления продольного шва и изоляционного покрытия, то во время проведения допускных испытаний с этим проблем не было. Часть труб, поступивших для строительства Восточного маршрута Южного коридора, где проходили испытания, имела усиление, снятое до 0,5 мм. В других случаях продольные швы снимали шлиф-машинкой за 12-15 минут/стык. Ширина конца трубы, свободная от изоляционного покрытия, тоже обеспечивала нормальную работу приборов: у прибора MScan SUPOR неширокие сканеры, для прибора Harfang фирма-изготовитель специально изготовила узкий сканер, у прибора OMNISCAN искатели расположили так, чтобы обеспечить работу с шириной зоны контроля до 120 мм, как есть на большинстве труб. Вообще для средств МУЗК проблема обеспечения широкой (150-160 мм) зоны контроля не так важна, как для приборов АУЗК. А вот трубы, поступившие для строительства МГ «Сила Сибири», имеют еще и консервационное покрытие, на удаление которого требуется уже не 15 минут, а 30-40. Все это следует учитывать при определении времени и стоимости проведения АУЗК.

Следует также обратить внимание еще на одну проблему: В Комментарии к Временным требованиям есть положение о том, что для контроля сварных стыков, полученных при применении автоматических комплексов, следует применять оборудование для автоматического УЗ-контроля. Принимая во внимание высокую стоимость оборудования для АУЗК, а также не очень высокую производительность автоматических сварочных комплексов (25-38 стыков в смену), ООО «СГМ» письмом № 04-16256 от 07.04.2015 обратилось в ОАО «ГАЗПРОМ» с просьбой разрешить использовать оборудование МУЗК вместо АУЗК, и получило положительный ответ. Однако, это возможно при соблюдении следующих условий: приборы должны позволять измерять протяжённость, высоту и глубину залегания дефектов; иметь каналы TOFD; иметь систему записи и хранения результатов контроля, при этом производительность сварки не должна быть более 40 стыков в смену.

И еще одно. В нашей стране до сих пор отсутствуют нормативные документы, регламентирующие порядок проведения ультразвукового контроля, основанного на дифракционно-временном методе (TOFD), определение размеров, характера и допустимости дефектов. Это может несколько затруднить широкое внедрение приборов, реализующих метод TOFD. Одним из таких приборов является белорусская установка MScan Supor, которую сегодня весьма успешно начало применять АО «Краснодаргазстрой». В Белоруссии перевели 3 европейский стандарта на русский язык и присвоили им статус государственных стандартов Белоруссии. Это:

  • СТБ ENEN-6-2013- Аутентичный перевод стандарта EN 583-6-2008. «Контроль неразрушающий. Ультразвуковой метод. Часть 6. Дифракционно-временной метод обнаружения и измерения несплошностей».
  • СТБ EN15617-2013 – аутентичный перевод стандарта EN 15617-2009. «Контроль неразрушающий сварных соединений. Дифракционно-временной метод (TOFD). Границы допустимости».
  • СТБ ISO 10863-2013. Аутентичный перевод стандарта ISO 10863-2011. «Контроль неразрушающий сварных соединений. Применение Дифракционно-временного метода (TOFD)». Рис.9

ООО «СГМ» полагает, что целесообразно сделать эти 3 стандарта национальными российскими или придать им статус Газпромовских СТО. Порядок превращения иностранных стандартов в российские предстандарты подробно описан в ГОСТ Р 1.16-2011. «Стандарты национальные предварительные. Правила работки, утверждения, применения и отмены». Надо только найти источник финансирования и разработчика стандартов.

И последнее. С 01.07.2015 введено в действие СТО Газпром 2-2.4-917-2014 «Инструкция по радиографическому контролю качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных трубопроводов.

В указанном документе введено много новых понятий, классификаций, требований, которых не было в действующих отраслевых нормативных документах ПАО «Газпром» (СТО Газпром 2-2.4-83-2006, Временные требования к организации сварочно-монтажных работ, применяемым технологиям сварки, неразрушающему контролю качества сварных соединений и оснащенности подрядных организаций при строительстве, реконструкции м капитальном ремонте магистральных газопроводов ОАО «Газпром»). Чтобы работать с соблюдением требований нового СТО Газпром придется менять применяемую сегодня технологию радиографического контроля.

Перечень замечаний ООО «СГМ» мы направляли в ПАО «Газпром» и ООО «Газпром ВНИИГаз». После подробного обсуждения этих замечаний было принято несколько изменений к СТО. По решению ПАО «Газпром» в ближайшее время будет проведен семинар с участием подрядных организаций, где будет рассмотрен порядок работы с использованием указанного документа.