Площадь заштрихованной области, ограниченной кривой термического цикла и линией Т=100 єС, являлась искомым параметром, по которому оценивалась эффективность теплоотводящего устройства. Для нахождения площади использовали метод трапеций.
а)
б)
Рис. 10 Диаграмма температуры покрытия (а) и визуализация распределения температур с использованием теплоотводящего устройства
Установлено, что при длине теплоотводящих пластин более 30 см перегрев кромки покрытия не наблюдается. Эффективность применения теплоотводящих пластин длиной 15 см составила 40%.
Основные выводы
Разработаны методы диагностирования целостности защитных покрытий труб при строительстве магистральных газопроводов, включая акустический импедансный метод, позволяющий выявлять скрытые отслаивания покрытия и проводить контроль при низких температурах окружающего воздуха без использования жидкой контактной среды, метод контроля тепловых процессов, сопровождающих сварку, позволяющий проводить оценку и нейтрализацию избыточного термического воздействия сварки на покрытие.
Выполнен контроль защитного покрытия труб диаметром 1420 мм со сроком хранения более 20 лет. Установлено, что адгезионная прочность защитного покрытия в бездефектных областях в среднем составляет 130-150 Н/см, адгезионная прочность покрытия в окрестности отслоений превышает показатели бездефектных областей и составляет в среднем 190-210 Н/см. Установлен механизм развития отслоений защитного покрытия, сопровождающийся упрочнением и снижением эластичности клеевого слоя на границе отслоений под действием факторов окружающей среды, ведущее впоследствии к увеличению его хрупкости и дальнейшему увеличению размеров отслоения.
Разработана номенклатура стандартных имитационных образцов металла труб с характерными скрытыми дефектами и повреждениями защитных покрытий, предназначенных для настройки и калибровки акустических импедансных дефектоскопов, включая образцы с имитаторами дефекта в виде расслаивания покрытия, с имитацией комбинированного покрытия и термоусаживаемой манжеты, с имитацией плотности сопряжения неприклеенного к металлу трубы покрытия.
Разработан метод предохранения защитного покрытия труб при хранении на трубных базах, включающий использование средств предохранения покрытия в виде специальных укрывных (изолирующих от воздействия факторов окружающей среды) и подстилающих материалов, применение специальных подставок и опор, периодическую перекладку труб в штабелях.
Рассчитаны параметры теплового поля при сварке труб с определением степени влияния температуры сварочного процесса на состояние защитных покрытий на торцевых кромках. Разработан и реализован метод экспериментального измерения температуры при сварке на внутренней и наружной стороне стенки трубы в окрестности сварного шва с применением многоканального измерительного комплекса. Установлено, что полученная расчетная зависимость распределения температур при сварке согласуется с экспериментальной зависимостью с учетом введенного поправочного коэффициента с расхождением не более 5 %.
Предложен для промышленного применения и опробован метод контроля и способы предупреждения развития повреждений покрытий при сварочных работах при строительстве трубопроводов, включая применение модернизированного устройства для предохранения защитного покрытия от деформации, интегрированного с теплоотводящим устройством. Выбрана и обоснована оптимальная длина быстросъемных теплоотводящих пластин.
По результатам работы разработаны рекомендации ОАО «Газпром» «Инструкция по диагностике защитных покрытий труб ультразвуковыми методами», регламентирующие использование разработанных методик при диагностировании отслаиваний защитного полиэтиленового покрытия труб, а также «Методические указания по хранению, монтажу и ремонту труб с защитными покрытиями», устанавливающие требования к методике проведения работ по обеспечению целостности и ремонту защитных покрытий труб и монтажных секций труб на этапах приемки, хранения и монтажа в базовых и трассовых условиях. Рекомендации внедрены в ходе нового строительства газопроводов Бованенково-Ухта и Ухта-Торжок.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах
1. Новоселов Ф.А. Планирование сроков ремонтных работ ЛЧМГ на основе постоянного мониторинга // Газовая промышленность, 2011. - № 2. - С. 61-62.
2. Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С. Анализ защитной способности заводских покрытий труб на основе данных внутритрубной дефектоскопии после продолжительной эксплуатации газопровода // Контроль. Диагностика, 2011. - №11. - С. 25-29.
3. Колотовский А.Н., Кузьбожев А.С.. Новоселов Ф.А. Методика обработки данных о техническом состоянии газопроводов перед капитальным ремонтом защитного покрытия труб // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2012. - №1. - С. 38-42.
4. Колотовский А.Н., Кузьбожев А.С.. Новоселов Ф.А Разработка метода контроля защитного покрытия труб при эксплуатации газопроводов после капитального ремонта // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2011. - №12. - С. 8-12.
5. Колотовский А.Н., Кузьбожев А.С., Новоселов Ф.А. Методы Восстановления заводских покрытий труб при строительстве и ремонте газопроводов // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2012. - № 2. - С. 23-28.
6. Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С. Предупреждение повреждений заводских покрытий труб при хранении // Контроль. Диагностика, 2012. - № 10. - С. 51-57.
7. Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С. Предупреждение повреждений заводских покрытий труб при выполнении сварных соединений газопроводов // Контроль. Диагностика, 2013. - № 2. -С. 34-40.
8. Кузьбожев А.С., Шишкин И.В., Новоселов Ф.А. Способ предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов Патент РФ № 2474752. Заявл. 20.01.2012 г. Опубл. 10.02.2013 г.
9. Кузьбожев А.С., Шишкин И.В., Новоселов Ф.А. Мониторинг заводских защитных покрытий труб при хранении труб, монтаже и ремонте газопроводов // В сб. докл. IX Всерос. науч.-техн. конф. «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (30 янв. -1 февр. 2012 г.). - Москва: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина - 2012. - 420 с.
10. Колотовский А.Н., Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С., Шишкин И.В. Методы защиты заводских изоляционных покрытий от повреждений при хранении труб, монтаже и ремонте газопроводов // В сб. докл. IV Межд. науч.-техн. конф. Газотранспортные системы: настоящее и будущее (26-27 окт. 2011 г.). - Москва: Газпром ВНИИГАЗ. - 2012. - 102 с.
11. Кузьбожев А.С., Новоселов Ф.А. Разработка способов предупреждения повреждений полимерных покрытий труб при монтаже и ремонте газопроводов // В сб. докл. VIII Межд. науч.-техн. конф. «Ашировские чтения» (26-29 сент. 2011 г.). - Самара: СГТУ. - 2011. - 112 с.
12. Кузьбожев А.С., Колотовский А.Н., Новоселов Ф.А. Метод выявления отслаиваний полимерного антикоррозионного покрытия газопроводов // В сб. докл. Межд. конф. «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии» (23-25 мая 2011 г.). - Москва: ИФХиЭ им. А.Н. Фрумкина РАН - 2011. - 145 с.
13. Новоселов Ф.А. Опыт работы ООО «Газпром трансгаз Ухта» в организации работ по отбраковке труб при капитальном ремонте изоляционных покрытий магистральных газопроводов // В сб. докл. IV Межд. науч.-техн. конф. «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» (6-11 окт. 2008 г.). - Москва: ОАО Газпром. - 87 с.
14. Новоселов Ф.А. Планирование сроков проведения ремонтных работ на основе постоянного мониторинга // В сб. докл. V Межд. науч.-техн. конф. «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» (4-9 окт. 2010 г.) - Москва: ОАО Газпром. - 31 с.