Strategii de Mentenanta Curs

8/13/2019 Strategii de Mentenanta Curs

1/142

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIETIFACULTATEA DE INGINERIE MECANIC I ELECTRIC CATEDRA T. F. M. I.

STRATEGII DE MENTENAN PENTRU CRE TEREA SIGURAN EI SISTEMELOR DE TRANSPORT I

DEPOZITARE A HIDROCARBURILOR

Noti e de curs

Conf. dr. ing. Andrei Dumitrescu

2010


2/142

2


3/142

3

Introducere

Dup cum este cunoscut, rezistena mecanic rezidual i sigurana n exploatare a

conductelor metalice (cu tubulatura realizat din evi de oel) pentru transportulhidrocarburilor (iei, gaze naturale, produse petroliere), precumi a sistemelor de depozitarea hidrocarburilor, este determinat n principal de urmtoarelecategorii de factori :

factori privind agresivitatea produselor transportate i, mai ales, agresivitateasolului n care se amplaseaz conductele, aciunea corosiv a acestora determinnd generarea ntubulaturile conductelor a defectelor superficiale locale care cauzeaz n marea majoritate acazurilor avarierea conductelor;

factori privind calitatea o elurilor din care sunt fabricateevile care alctuiesctubulatura conductelor, imperfeciunilei defectele de structur i/sau nerealizarea nivelurilor prescrise ale caracteristicilor mecanice de rezisten i tenacitate ale oelurilor reprezentnduna din cauzele principale sau secundare care determin cedarea conductelor n cursul

exploatrii; factori privind concep ia constructiv a conductelor i tehnologiile de fabricare aevilori de realizare a conductelor prin sudarea cap la cap aevilori celorlalte componentecare intr n alctuirea tubulaturii;

factori privind regimul de lucru la transportul hidrocarburilor prin conducte(calitatea produselor transportate, presiunea de operare a conductei, regimul de curgere afluidelor n conduct, temperatura de lucru etc.), a cror monitorizarei meninere n limitele prescrise determin comportarea corespunztoare a conductelor sau crearea condiiilor decedare a acestora n cursul exploatrii; n aceast categorie pot fi inclui i factorii caredetermin suprasolicitarea mecanic accidental a conductelor (alunecrile de teren, seismele,aciunea apelor freatice etc.).

n acest context rezult c strategia ce trebuie adoptat n vederea stabilirii capacitii portante rezidualei ntocmirea programelor de mentenan pentru orice conduct destinat transportului hidrocarburilor trebuie s cuprind urmtoarele etape:

A. determinarea (diagnoza) st rii tehnice a conductei (prin inspecii periodice cumetode adecvate), cu precizarea dimensiunilor, formeii localizrii defectelor;

B. stabilirea caracteristicilor mecanice de rezisten i tenacitate ale materialuluievilori mbinrilor sudate ale conductei, care s poat garanta o comportare corespunztoare nexploatare aevilori mbinrilor sudate ale conductelor;

C. estimarea rezisten ei mecanice reziduale (remanente) a conducteii a durateidisponibile pentru exploatarea conductei n condiii de securitate tehnic acceptabil, prin

utilizarea unor metode adecvate (fundamentatetiinifici aplicabile practic);D. programarea lucr rilor de mentenan i stabilirea tehnologiilor de adecvate pentrurealizarea acestor lucr ri.

Intervenia aspectelor economice n utilizarea acestor ci de aciune este sugestivrelevat de diagrama din figura 1, care arat cum crete sigurana n exploatare a conductelor,concomitent cu cheltuielile de exploatare, odat cu frecvena inspeciilor (reviziilor tehnice)realizate pentru evidenierea strii lor tehnicei pentru luarea unor msuri operative dementenan preventiv.

Exploatareai mentenana corespunztoare a sistemelor de conducte pentru transportul produselor petroliere implic asigurarea parametrilor cerui fluidului vehiculat (presiune,temperatur , debit), a etaneitii conductei, a funcionrii dispozitivelor de condensi a

proteciei catodice, precumi meninerea acoperirii anticorozive exterioarei interioare.


4/142

4

Fig. 1. Costul reviziilor tehnicei probabilitatea de avariere n funcie de frecvena reviziilor

tehnice efectuate cu patrule mobile la o conduct

Exploatareai mentenana conductelor petroliere se realizeaz pe baza unor proceduricare trebuie s reglementeze urmtoarele aspecte: organizareai managementul activitilor

de exploatarei mentenan, proceduri privind pornireai nchiderea sistemului de conducte,limite impuse parametrilor de exploatare, planificarea activitilor de control al striiconductei, cu precizarea frecvenei inspeciilor i a criteriilor de acceptabilitate, sisteme demonitorizare a conductei, inclusiv a proceselor de coroziune, proceduri pentru situaii deurgen i un sistem de raportare a rezultatelor inspeciilor.

Datele privind exploatarea conductei sunt nregistrate pe toat durata de via aacesteia i ele cuprind, n principal, informaii privind coninutul i rezultatele inspeciilordesf urate (natura operaiilor, zonele controlate, periodicitatea inspeciilor, metodele decontrol). Este necesar evidenierea urmtoarelor informaii: incidente funcionale ideterior ri ele conductei, reparaii i modificri constructive, valorile nregistrate ale parametrilor de exploatare.

De asemenea, se impune un control periodici realizarea unei mentenanecorespunztoare a echipamentului de siguran: dispozitive de protecie la suprapresiune,sisteme de nchidere n caz de avarie, robinete de nchidere automat. n plus, este foarteimportant, n exploatarea oricrei conducte petroliere, meninerea temperaturii de lucru ntrecea minim i cea maxim de proiectare.

Pentru asigurarea unei funcionri corespunztore a unui sistem de conducte petroliere,sunt foarte importante activitile de inspec ie, care au drept obiectiv garantarea faptului c fabricarea, transportul, instalareai exploatarea acestui sistem sunt realizate n conformitatecu standardele, normelei caietul de sarcini stabilite. Inspecia unei conducte are dou funciuni distincte,i anume:

controlul calitii (QC Quality Control ), realizat de ctre executant, avnd caobiectiv respectarea prevederilor tehnologiei de fabricaie;


5/142

5

asigurarea calitii (QA Quality Assurance ), realizat de ctre proprietarulconductei sau o societate de inspecie, att n timpul construciei (pentru depistarea problemelor n stadiu incipienti prevenirea repetrii lor), ct dup ncheierea instalrii(ncercri de recepie, n principal controlul nedistructiv al mbinrilor sudate).

Inspecia sistemelor de conducte petroliere se desf oar n trei etape: n timpul

fabricaiei evilor pentru conducte, al instalrii conductelori al exploatrii acestora.Inspecia n timpul fabricrii i instalrii urmrete urmtoarele obiective: materialele utilizate s corespund specificaiilor; procedurile de sudarei materialele de adaos s corespund prescripiilor; geometria rostuluii tehnologia de sudare s corespund prescripiilor; sudorii s aib calificarea corespunztoare, certificat; instruciunile generale de fabricaie s fie respectate; s fie aplicat controlul vizual al tuturor mbinrilor sudate, n vederea depistrii

abaterilor profilului, cr pturilor, porozitii, lipsei de topire etc.; controlul nedistructiv s fie aplicat n mod corespunztor;

s se aplice toate procedurile de control prescrise; s se elaboreze rapoarte periodice de inspecie i un raport final de recepie.Controlul calitii mbinrilor sudate se efectueaz prin urmtoarele metode:

controlul vizual, macroscopic, care se recomand a fi efectuat dup depunereafiecrui strati se aplic n propor ie de 100% pentru depistarea defectelor de suprafa i aabaterilor de form i dimensionale ale custurilor sudate, pentru evaluarea strii suprafeeicusturii naintea aplicrii acoperirii protectoare, precumi a calitii acoperirii aplicate ncondiii deantier;

controlul nedistructiv, n principal radiografic sau, la cerere, cu ultrasunete sau pulberi magnetice; n cazul mbinrilor sudate cap la cap, se recomand controlul n propor iede 100% folosind metoda radiografic i/sau cea cu ultrasunete; controlul cu ultrasunete serecomand la nceputul instalrii conductei, n cazul procedeelor de sudare ce pot conduce lalips de topire sau n cazul unor custuri speciale;

controlul distructiv, la cererea beneficiarului, ce cuprinde: ncercarea la traciune,determinarea duritii n zona custurii, ncercarea de ncovoiere prinoc, ncercarea landoirei, eventual, ncercarea tenacitii prin metodele mecanicii ruperii.

Inspecia din timpul exploatrii conductei are rolul de a preveni avarierea prematur sau accidental a acesteia (pe baza detectrii tuturor defectelor aprute n timpul funcionrii)i se nscrie n ansamblul activitilor de mentenan ale sistemului de conducte, alturi dereviziii de reparaii preventiv planificate. Principalele obiective urmrite n cadrul inspecieisunt urmtoarele:

controlul adncimii de ngroparei a deplasrilor conductei; controlul strii asamblrilor mecanicei a armturilor; depistarea coroziunii exterioarei interioare, msurarea grosimii de peretei

controlul sistemului de protecie mpotriva coroziunii; detectarea deterior rilor mecanice ale conductei, acoperirilori anozilor; detectarea pierderilor de fluid.

Cunoaterea strii tehnice a conductelor destinate transportului hidrocarburilorreprezint una din cerinele principale care trebuie ndeplinit pentru a putea elabora programe de mentenan fundamentatetiinific pentru acesteai a le asigura o durat deexploatare n siguran ct mai lung. Cunoaterea precis i detaliat a strii tehnice aconductelor permite operatorului acestora s practice mentenana preventiv i predictiv, cuintervenii necostisitoarei s diminueze semnificativ riscul apariiei avariilor, ale caror


6/142

6

consecinte pot fi inlaturate numai prin lucrari de mentenanta corectiva (reparaii) foartecostisitoare.

n acest context,inspec iile periodice ale conductelori monitorizarea permanent astrii tehnice a acestora sunt cele mai eficiente metode, att pentru meninerea integritii lori asigurarea unei durate ndelungate de funcionare, cti pentru programarea raional a

lucr rilor de mentenan. Frecvena inspeciilor conductei se stabilete pe baza evaluriiriscului de avariere a acesteia (prin analiza mecanismelor de degradare / avariere), a precizieimetodelor de control, a rezultatelor inspeciilor anterioare, a modificrii parametrilor de lucrui a eventualelor reparaii.

Urmrind graficul de variaie n timp a ratei (probabilitii sau frecvenei) de defectarea conductelor, prezentat n diagrama (de tip cad de baie) din figura 2, se observ c, pedurata de funcionare a unei conducte, probabilitatea cea mai mare de apariie a cedrilorcorespunde perioadei de timp n care conducta este foarte nou (i se produc defectrilenumite timpurii sau precoce, n cursul probrii, punerii n funciune i exploatrii primare aconductei)i perioadei de timp cnd conducta aflat n exploatare este foarte veche (ifrecvena cedrilor crete continuu, mai ales datorit efectelor coroziunii avansate, impunnd, pentru meninerea costurilor de exploatare a conductei n limite raionale, luarea msurilor dereabilitare, modernizare sau nlocuire a conductei). Aa cum sugereaz graficul din figura 1,inspecia periodic, monitorizarea permanent a strii tehnice i aplicarea oportun amsurilor de mentenan preventiv (ntreinere) pot determina creterea important a perioadei de exploatare (funcionare) normal, caracterizat printr-un nivel minim al ratei(probabilitii sau frecvenei) de defectare.

Metodele sau tehnicile aplicate pentru inspecia i supravegherea conductelor pot fidirecte sau indirecte, utilizarea lor asigurnd c: a) conductele nu se defecteaz saudeterioreaz n cursul exploatrii normale (metode proactive); b) deterior rile sau defectelesunt detectate nainte de a cauza probleme majore (metode reactive); principalele metode deinspecie i supravegere folositei posibilitile oferite de acestea sunt prezentate sintetic ntabelul 1. Operatorul oricrei conducte trebuie s evalueze cauzele asociate cu cel mai marerisc de cedare (defectare, avariere) al acesteiai s opteze pentru metoda de inspecie cea maieficient din punctul de vedere alinerii sub control a cauzelori reducerii riscului de apariiea evenimentelor nedorite n cursul exploatrii conductei.

Fig. 2. Graficul de variaie n timp a ratei (probabilitii sau frecvenei) de defectare (cedare) a

conductelor pentru transportul hidrocarburilor: I. Etapa cedrilor timpurii ;II. Etapa funcionrii normale ; III. Etapa cedrilor trzii ; IV. Prelungirea etapelor IIi IIIn cazul conductelor inspectate, monitorizatei ntreinute corespunztor


7/142

7

Tabelul 1. Metodele de inspectarei monitorizare a conductelor pentru transportul hidrocarburilor

Metoda

Defecte/ Deteriorarice se pot evidenia

E c h

i p e

d e c o n t r o

l

t e r e s t r e s i a e r

i e n e

V e r

i f i c a r e a s t

r i

i

t e h n

i c e c u

P I G - u r i

i n t e l i g e n

t e

V e r

i f i c a r e a c a l

i t i i

p r o

d u s u

l u i

t r a m s p o r t a t

C o n

t r o l u

l

s c u r g e r

i l o r d e

f l u

i d

C o n

t r o

l u l g e o t e h n

i c

P r o

t e c

i a c a t o

d i c

s i

v e r

i f i c a r e a s t

r i

i

i z o

l a i e i

P r o

b a

d e p r e s

i u n e

Deterior ri cauzate de interveniile ilicite laconduct P R R

Deterior ri cauzate de corodarea la exteriora tubulaturii R P R

Deterior ri cauzate de corodarea la interior atubulaturii R P R

Fisuri generate de solicitrile mecanicei/sau de coroziune R R

Deteriorarea nveliului /izolaiei de protecie anticorosiv P

Defectele materialuluievilori defectelembinrilor sudate ale tubulaturii R R

Deterior ri cauzate de micrile solului ncare este amplasat conducta R

Pierderea etaneitii conductei (scurgeri degaz sau lichid) R P R R

P metod proactiv, R metod reactiv

Programele de inspectare a conductelor pot s prevad inspecii interioarei/ sauinspecii exterioare. Inspeciile interioare se pot realiza numai cu ajutorul instalaiilor(dispozitivelor) de control inteligent (denumite n mod obinuit PIG inteligent), care potdepista direct defectele din peretele tubulaturii conductei, n timp ce inspeciile exterioare(cum sunt, de exemplu, inspeciile periodice efectuate pentru stabilirea strii protecieicatodicei depistarea defectelor de izolaie) nregistreaz i monitorizeaz efectele factorilorexterni care concur la degradarea conducteii permit numai o estimare (o evaluare cu unnivel de ncredere nu prea ridicat) a tipului, poziiei i caracteristicilor dimensionale aledefectelor.

Defini ii fundamentale

Mentenan a reprezint totalitatea aciunilor tehnico-organizatorice efectuate n scopulmeninerii/restabilirii strii de funcionare a unui produs/instalaie/sistem.

Mentenan a poate fi preventiv (planificat prin efectuarea anumitor aciuni) sau corectiv (neplanificat aciuni de diminuare a defectelor aprute).

Mentenan (pt. STDH): complexul de activiti efectuat pentru a menine un sistem detransport i depozitare a hidrocarburilor (STDH) n starea corespunztoare asigur rii

cerinelor sale funcionale. Activitile pot fi de inspectare (control planificat), supraveghere,ncercare, ntreinere, nlocuire (elemente defecte), remediere (a unor defeciuni)i reparare.


8/142

8

Siguran a n exploatare (func ionare) a unui sistem (STDH) reprezint capacitateaacelui sistem de a funciona f r defeciuni i f r abateri eseniale de la caracteristicileimpuse. Siguran a n func ionare se apreciaz, de regul, prin probabilitatea ca sistemul s opereze n mod satisf ctor pentru cel puin o perioad dat, atunci cnd este utilizat ncondiii prescrise. Ea se refer practic la frecven a avariilor sistemului; astfel, cu ct aceast frecven este mai redus, cu att sigurana sistemului este mai mare.Conduct : toate pr ile sistemului fizic prin care gazele/ieiul/produsele petroliere suntvehiculate, incluznd tubulatura realizat din evi, supapele, fitingurile, flanele (inclusivuruburile sau prezoanelei garniturile de etanare), regulatoarele, recipientele sub presiune,amortizoarele de vibraii, robinetele i alte accesorii ataate la tubulatur , staiile decomprimare/pompare, staiile de reglare msurarei ansamblul acestora.

Elementele unei conducte sunt: conducta propriu-zis, curbele, fitingurile, flanele,colectoarele, separatoarele de lichide, staiile de lansare/primire PIG, dispozitivele de msur i control, bornele de marcare a traseului, prizele de potenial, staiile de protecie catodic,robinetele, regulatoarele de presiune, compresoarele etc.

Conduct de transport (magistral ): conduct care funcioneaz n regim de nalt presiune, mai mare de 6 bari, inclusiv instalaiile, echipamentelei dotrile aferente, prin carese asigur transportulieiului sau gazelor naturale ntre punctele de preluare din conducteledin amontei punctele de predare la consumatori distribuitori/furnizorii, respectiv, tranzitulntre punctele de intrarei punctele de ieire n/dinar .

Sistem na ional de transport : reeaua de transport al gazelor naturale, respectivansamblul de conducte magistrale, precumi instalaiile, echipamentelei dotrile aferenteacestora, care funcioneaz la presiune mai mare de 6 bari, prin care se asigur preluareagazelor naturale extrase din perimetrele de exploatare sau a celor provenite din importitransportul acestora n vederea livr rii ctre distribuitori, ctre consumatorii direci, lanmagazinare, la exporti ctre beneficiarii din ter e ri.

PIG : dispozitiv care se poate deplasa la interiorul unei conducte pentru a o cur a sau ao inspecta; PIG de la Pipeline Inspection Gauge.

Clas de loca ie: o categorie de ncadrare (convenional) a ariei geografice n care esteamplasat o conduct, stabilit innd seama de o serie de criterii specificate privind numrul iapropierea cldirilor sau obiectivelor destinate activitilor umane, numrul persoanelor care seafl frecvent n acestea, mrimea i importana lor socio economic etc. i luat nconsiderare la prescrierea condiiilor de proiectare, execuie, operare, ncercarei mentenan aconductei.

Inspec ie: activitate de evaluare a conformitii prin observarei judecare, nsoite dup caz de operaii de msurare, ncercare sau comparare efectuate cu echipamente adecvate.

Anomalie : o imperfeciune, un defect (inclusiv o pierderile de metal sau fisurile) sau o

zon deteriorat, care pot s diminueze integritatea unei conducte, n sensul diminuriirezistenei sale la presiune interioar sau la alte solicitri mecanice impuse. Imperfec iune : (1) discontinuitate evideniat n cursul testrii sau inspectrii unei

conducte, care necesit evaluarea privind respectarea unor criterii de acceptare; (2) oanomalie, alta dect lipsa de material datorit coroziuniii care nu este un punct de sudur saude amorsare a arcului electric, care poate fi eliminat prin polizare la o adncime ce nudepete 12,5 % din grosimea nominal a peretelui conductei sau care este o lips dematerial cauzat de coroziune n dreptul creia grosimea neafectat minim a pereteluiconductei este de cel puin 90 % din grosimea nominal. O imperfeciune care nu necesit alteremedieri dect polizarea pentru eliminarea efectului de concentrare a tensiunilor.

Defect: (1) imperfeciune care nu respect criteriile specificate de acceptabilitate; (2)

nendeplinirea unei cerine referitoare la o utilizare intenionat sau specificat a unui produs. Discontinuitate structural general : o surs de intensificare a tensiunilor mecanice


9/142

9

sau deformaiilor care afecteaz o zon relative larg a unei conductei are un efectsemnificativ asupra strii de tensiuni mecanicei deformaii generate n conduct. Exemple deastfel de discontinuiti: jonciunile dintre flane sau capace / fundurii elementele conducteirealizate din eav, racordurile amplasate pe elementele conductei, mbinrile dintreelementele conductei realizate dinevi cu diametre sau grosimi de perete diferite.

Discontinuitate structural local : o surs de intensificare a tensiunilor mecanice saudeformaiilor care afecteaz o zon relative restrns a unei conductei nu are un efectsemnificativ asupra strii de tensiuni mecanicei deformaii generate n conduct. Exemple deastfel de discontinuiti: filetele cu raze mici la vrf, racordurile mici, mbinrile sudate culips de ptrundere.

Coroziune : deteriorarea materialului metalic al unei conducte prin aciunea chimic sauelectrochimic a fluidului transportat sau a mediului n care este amplasat conducta.

Eroziune : deteriorarea materialului unei conducte prin aciunea mecanic abraziv aunui fluid.

Cedare : termen general utilizat pentru a sugera c un echipament aflat n funciune adevenit complet inoperabil, este operabil dar este incapabil s realizeze performanefuncionale satisf ctoare sau este serios deteriorati a devenit nefiabil sau nesigur pentru a fiutilizat n continuare.

Avari e: eveniment sau incident care nu genereaz efecte majore asupra sntii populaiei i/sau asupra mediului, dar care are potenial s produc un accident major.

Incident (la o conduct ): o sc pare (pierdere) neintenionat de fluid vehiculat datorit cedrii unei conducte.

Accident ecologic: eveniment produs ca urmare a unor marii neprevzutedeversri/emisii de substane sau preparate periculoase/poluante, sub form de vapori sau deenergie rezultate din desf urarea unor activiti antropice necontrolate/brute, prin care sedeterioreaz sau se distrug ecosistemele naturalei antropice.

Accident major : orice eveniment survenit cum ar fi o emisie de gaze, un incendiu sau oexplozie, care rezult din evoluii necontrolate n cursul exploatrii unei conductei careconduce la apariia imediat sau ntrziat a unor pericole grave asupra sntii populaieii/sau asupra mediului.

Risc (n cazul unui sistem de conducte): o msur a pierderii de potenial, care exprim att probabilitatea producerii unui incident, cti mrimea consecinelor acestuia.

Management al riscului : program global care const n identificarea pericolelor poteniale privind un echipament/sistem, evaluarea riscului asociat cu aceste pericole ntermenii probabilitii de producerei consecinelor incidentelor, diminuarea riscului prinreducerea probabilitii i/sau consecinelor acestorai msurarea diminurii riscului datorit acestor aciuni.

Evaluare a riscului (la o conduct ): proces sistematic prin care sunt identificate potenialele pericole, se estimeaz probabilitatea materializrii acestora prin avarii sau accidente tehnicei seevalueaz consecinele producerii unor astfel de evenimente nedorite. Evaluarea riscului poate aveadiverse scopurii se poate realiza la diferite niveluri de detaliere, depinznd de obiectiveleoperatorului conductei.

Principiul ALARP ( As Low As Reasonable Practicable ): un principiu de baz privind definireariscului tolerabil (admisibil) pentru o conduct: riscul trebuie redus la nivelul cel mai sczut care poatefi raional realizat. Acest principiu impune proprietarului conductei s reduc riscul la nivelul la careconsecinele producerii unor incidente sunt suficient de reduse, iar reducerea lui n continuare arimplica costuri dispropor ionate n raport cu beneficiile obinute. Principiul recomand aplicareaanalizei valorii la conducta considerat, determinarea raportului dintre costul asigur rii diferitelorniveluri ale risculuii beneficiile oferite de fiecare dintre aceste niveluri, exprimate prin probabilitatea producerii de incidente i prin mrimea consecinelor acestorai stabilirea riscului tolerabil alconductei ca fiind nivelul de risc corespunztor minimului raportului cost / beneficii.


10/142

10

1. Procesul de deteriorare a STDH. Cauzele ced rii acestora

Conductele pentru transportul produselor petroliere sunt supuse aciunilor de natur

chimic i mecanic ale fluidului transportati ale mediului nconjur tor, care pot avea carezultat un proces de deteriorare a acestora, ce conduce la apariia unor cedri (avarii) aleconductei. Avariile conductelor subterane (ngropate), n general, apar ca urmare amanifestrii unor aciuni fie fizice, fie chimice, fie combinate, fizico-chimice. Fluidul vehiculatn conductei mediul exterior (solul) n care sunt amplasate acestea sunt factorii determinani principali ai cedrii conductelor.

Rezultatul aciunilor de natur chimic este corodarea conductei, viteza de coroziune putnd fi determinat prin msurarea grosimii de perete la intervale determinate n timp.Efectul coroziunii se accentueaz cu creterea vitezei de curgerei a temperaturii fluiduluivehiculat prin conduct. Principalii factori ce provoac coroziune sunt gazele naturalei desond vehiculate prin conduct (componenii agresivi din aceste gaze pot fi: CO2, O2 i H2S),

contactul cu soluli activitatea unor bacterii ce pot fi ntlnite n sol sau n apele reziduale.Principalii factori mecanici ce pot provoca deteriorarea conductelor sunt urmtorii:a) erodarea conductei sub aciunea fluidului transportat, ce poate fi accentuat de

prezena unor particule solidei/sau de creterea vitezei de curgere; b) vibraii ale conductei, datorate neuniformitii funcionrii utilajelor de pompare,

care pot provoca ruperea mbinrilor sudate, deteriorarea suprafeelor de etanare, distrugereaizolaiei termice a conductelor etc.;

c) oboseala termic a conductelor, datorat nclzirii i r cirii periodice aacestora, cu pierderea etaneitii flanelor, apariia unor fenomene de fluaj etc.;

d) nerespectarea regimului de funcionare, ce conduce laocuri hidraulice, ce potconduce uneori la distrugerea complet a unor por iuni de conduct;

e) nghearea local a apei sau fluidului vehiculat, ce poate provoca rupereaconductei sau a armturilor;f) desprinderea acoperirii interioare a conductei, ce conduce la coroziune local i

uneori la astuparea conductei;g) nfundarea conductei datorit sedimentrii treptate a pr ilor solide din fluidul

vehiculat, datorat vitezei necorespunztoare de curgere.n ceea ce privete cauzele avariilor conductelor pentru transportul hidrocarburilor,

depistate prin examinarea ulterioar a ruperilor (tenace sau fragile), acestea se mpart, n dou mari grupe (tabelul 1.1): cauze generatoare de avarii n condiiile presurizrii la ncercareahidraulic i cauze generatoare de avarii n timpul exploatrii normale a conductelor.

Strile de avarie, corespunztoare cauzelor din prima grup, se datoreaz n principalurmtoarelor defecte, preexistente n sistemul de transport prin conducte:

1) defecte n peretele componentelor de tubulatur (deterior ri mecanice, fisuri,suprapuneri din laminare);

2) defecte n sudurii mai ales n sudurile longitudinale (fisuri superficiale, topireinsuficient, pori, incluziuni de zgur , incluziuni la limita dintre MBi ZIT, neptrunderi,remedieri neconforme);

3) defecte de sudare (sudare f r prenclzire, material depus n exces, arderi prinamorsare de arc, zone clite);

4) defecte specifice sudrii efectuate n teren (peantier).Strile de avarie, generate de cauzele din grupa a doua, se datoreaz:

1) defectelor i deterior rilor prin peretele elementelor tubulare (deprecierimecanice, coroziuni, fisurare sau fracturare prin hidrogen n cmpul petelor dure, blistering);


11/142

11

2) defectelori deterior rilor din suduri, n special longitudinale (defecte de sudare,coroziune selectiv, fisurare sau fracturare prin hidrogen n zonele clite);

3) anomaliilor de construcie-execuie i exploatare-supraveghere, respectivsituaiilor speciale (solicitri suplimentare neconsiderate, ncreituri, inflamri i arderiinterioare, explozii, aciuni de diversiunei sabotaj).

Datele statistice mai recente privind cedarea n exploatare a conductelor pentrutransportul lichidelori gazelor (ap, produse petroliere lichide, gaze naturale etc.), prezentaten tabelul 1.2, au fost interpretate n sensul stabilirii probabilitilor de cedare a conductelordatorit diverselor cauze, n tabelul 1.2 fiind expuse aceste rezultate pentru cedrile produsede fenomenele de coroziune.

Tabelul 1.1. Date statistice privind cedrile gazoductelor *Cedrile survenite

La ncercarea de presiunehidraulic n timpul exploatriiCauzele cedrilor, respectiv alesc prilor de gaze Numrul

de cazuri % Numrulde cazuri %

Materialul de baz 0 - 6 5,66 Petele dure n tubulatur 0 - 1 0,94

Suprapunerile din laminare 4 8,89 10 9,43 Alte defecte n corpul tubulaturii 5 11,11 5 4,72

Suduri longitudinale defecte 20 44,44 7 6,60Suduri transversale defecte 4 8,89 7 6,60 Deteriorarea exterioar 3 6,67 31 29,25

Coroziunea general 0 - 20 18,87Coroziunea fisurant (CFS) 0 - 2 1,89 Defect ri n timpul poz rii 2 4,44 3 2,83

Cedarea (ruperea) prin oboseal 0 - 3 2,83Cauze nespecificate 7 15,56 11 10,38Total 45 100,00 106 100,00

* date obinute din analiza avariilor la gazoductele din S.U.A.

Tabelul 1.2. Statistica cedrii conductelor de transport*

Cauza cedrii Frecvena absolut a cedrilor Frecvena relativ a cedrilor

Solicitrile mecanice 1077 0,567Coroziunea 523 0,275

Defectele materialuluievilorsau sudurilor 152 0,080

Defectele de operare 107 0,056Alte cauze 42 0,022

Probabilitatea cedrii conductelor datorit coroziunii, %Durata exploatrii, Lungimea conductei, km

ani 40 160 16001 0,61 2,41 21,275 3,01 11,49 70,5120 11,49 38,64 99,24

* statistic efectuat cu datele nregistrate prin monitorizarea conductelor din S.U.A.i Canada n perioada 1980-1991; lungimea medie a conductelor a fost de 350 km.


12/142

12

2. Imperfec iuni i defecte specifice sistemelor de conducte

pentru transportul hidrocarburilor i cauzele acestora

Imperfectiunile (anomaliile de configuratie, dimensiuni, microstructura etc. prezenten peretele tubulaturii unei conducte, care nu afecteaza inadmisibil capacitatea portanta aconductei)i defectele (imperfectiunile cu influente negative semnificative asupra funcionriicorectei capacitii portante a unei conducte, care impun luarea unor masuri de supravegerei mentena) tubulaturii conductelor, care se pot depista cu ocazia inspectiilor efectuate cumetodele anterior prezentate, se pot clasifica n urmatoarele categorii:

I. Imperfec iuni i defecte geometrice produse prin deformarea local atubulaturii conductelor. n aceast categorie se ncadreaz toate abaterile de dimensiuniiform care modific semnificativ configuraia seciunii transversale a tubulaturii conductei, principalele tipuri de astfel de imperfectiuni sau defecte fiind: scobiturilei deformrile locale(urmele de lovituri sau de interaciune cu diverse elemente din mediul n care se afl amplasat conducta).

Deform rile locale sunt defecte sau imperfeciuni mai puin severe, deoarece numodific grosimea peretelui tubulaturii conductei, producnd numai variaii locale ale curburiiseciunii transversale a acesteia. Deformrile locale influeneaza curgerea produselor nconductei pot produce dificulti majore la efectuarea operatilor de curaire sau splare i lainspecia interioar a conductelor, prin blocarea deplasrii sculelor de lucru sau dispozitivelorde tip PIG inteligent. Deformrile locale de natur elastic, produse, de exemplu, deinteraciunea conductelor cu buci de roc se pot elimina prin simpla ndepartare a cauzei(bucilor de roc ce au produs deformarea), n timp ce deformrile locale de natura plastic sunt mai greu de remediati pot avea efecte mai nocive, deformarea plastic local putnd produce ecruisarea materialului tubulaturiii diminuarea important a tenacitii acestuia(creterea tendinei acestuia spre comportarea fragil la rupere). Cteve exemple de astfel dedefecte depistate pe tubulaturile unor conducte destinate transportului hidrocarburilor sunt prezentate n figura 2.1.

Scobiturile , care constau din deformarea plastic local a tubulaturii conducteiindepartarea de material prin efect de achiere, sunt defecte sau imperfeciuni cu mare severitate.La realizarea acestora, odat cu ndepartarea materialului se producei ecruisarea stratuluisuperficial al fundului scobiturii, astfel c prezena acestor imperfeciuni sau defecte poateconduce la declanarea unor procese de fisurare fragil i la iniierea ruperii. Cteva exemple deastfel de defecte depistate pe tubulaturile unor conducte destinate transportului hidrocarburilorsunt prezentate n figura 2.2.

Deformrile localei scobiturile sunt defecte foarte severe, cu influene semnificative privind diminuarea capacitii portante a conductelor, dac sunt amplasate pe mbinarilesudate aleevilori/sau tubulaturii conductelori/sau dac interacioneaza, fiind adiacente, cualte defecte cu efect de concentrare a tensiunilor mecanice sau de fragilizare a materialuluitubulaturii.

II. Imperfec iuni i defecte de tip lips de material. Aceste imperfeciuni saudefecte constau n subierea general sau local a peretelui tubulaturii conductei prin pierdereade metal n prezena sau absena unui proces corosiv. Cele mai ntalnite imperfeciuni saudefecte din aceasta categorie sunt micor rile uniforme ale grosimii peretelui tubulaturii produse de procesele de coroziune general i plgile sau cavernele de coroziune produse decoroziunea localizat, la interiorul sau la exteriorul tubulaturii conductelor. Defectele dinaceasta categorie sunt cele mai ntalnite, imaginile unor astfel de defecte fiind prezentate nfigura 2.3.


13/142

13

Fig. 2.1. Defecte de tip deformare local depistate pe tubulaturile unor conducte

Fig. 2.2. Defecte de tip scobituri, obinute prin deformarea plastic local i ndepartareade material prin efect de achiere, depistate pe tubulaturile unor conducte


14/142

14

Fig. 2.3. Defecte de tip lips de material, produse prin coroziune localizat,depistate pe tubulaturile unor conducte


15/142

15

Imperfeciunile i defectele de tip lips de material aprute pe suprafaa exterioar atubulaturii conductelor pot fi evideniate att prin inspeciile cu dispozitive de tip PIGinteligent, cti prin inspeciile periodice efectuate pentru stabilirea strii proteciei catodicei depistarea defectelor de izolaie. n cea de-a doua modalitate de evideniere, inspecia striiizolaiei indic deteriorarea sau distrugerea local a stratului de protecie anticorosiv a

tubulaturii, aa cum se arat n imaginile din figura 2.4, permind a se aprecia, funcie dedurata dintre inspeciile succesivei de agresivitatea solului n care este amplasat conducta,apariia i extinderea imperefeciunilor sau defectelor de tip lips de material produse prinaciunea corosiv a solului.

Fig. 2.4. Aspectul suprafeelor exterioare ale unorevi din compunerea tubulaturii unorconducte pentru transportul gazelor naturale cu stratul de protecie anticorosiv

deteriorat sau distrus

III. Fisuri sau cr p turi. Fisurile sunt defectele cu cea mai mare nocivitate, care produc puternice efecte de concentrare a tensiunilor mecanicei micoreaz sensibilcapacitatea portant a conductelor. Dimensiunile lor se pot modifica n timp prin cretere(dezvoltare) stabil, pn la atingerea unor dimensiuni critice, la care se poate produce propagarea instabil i ruperea tubulaturii. n funcie de caracteristicile de tenacitate alematerialului tubulaturii, fisurile pot genera fenomene de rupere fragil (ce se desf oar cuviteze marii se propag pe distane mari, dnd natere la avarii cu consecine importante) saufenomene de rupere ductil (ce se desf oar cu viteze micii sunt precedate de procese dedeformare plastic, care consum o parte important din energia disponibil i contribuieastfel la oprirea fenomenuluii la limitarea consecinelor acestuia).

Fisurile pot fi generate n cursul exploatrii conductelor, datorit intervenieifenomenelor de oboseal, coroziune sub tensiune, coroziune n prezenta hidrogenului etc., sau


16/142

16

pot exista n tubulatura conductei nc de la punerea sa n funciune (fisurii defecte similare produse la laminareaevilor sau fisuri n mbinrile sudate ale evilor sau tubulaturiiconductelor).

n figura 2.5 sunt prezentate imaginile unor astfel de defecte depistate peevile i pembinrile sudate ale unor conducte.

Fig. 2.5. Defecte plane de tip fisur depistate peevilei mbinrile sudate

ale tubulaturilor unor conducte

n tabelul 2.1 este prezentat modul de clasificare al factorilor care pot afectaintegritatea conductelor SNT (Sistemul Naional de Transport - al hidrocarburilor princonducte). Aceti factori sunt grupai n trei clasei anume:

factori dependeni de timp (n special coroziunea); factori stabili (intrinseci), cum ar fi defectele de fabricaie; factori independeni de timp (deteriorare mecanic, for e exterioare etc.).

n figurile 2.6-2.8, sunt prezentate trei criterii pentru clasificareai codificareaanomaliilor (imperfeciunilori/sau defectelor) conductelor apar innd SNT. Astfel, n figura2.6, este detaliat clasificarea anomaliilor (defectelor) dup criteriul cauzei care a determinatapariia acestora, n figura 2.7 se prezint clasificarea anomaliilor (defectelor) dup criteriul

configuraiei, dimensiunilor, naturiii localizrii acestora, iar, n fine, n figura 2.8 se indic clasificarea anomaliilor (defectelor) pe baza criteriului efectelor acestora asupra etaneitiiconductei.


17/142

17

Tabelul 2.1. Definireai clasificarea pericolelor / factorilor care pot afecta / influena

integritatea conductelor SNTClasa Categoria Tipul Denumirea

1 a coroziune exterioar 2 a coroziune interioar A. Factoridependen i de timp 3 a coroziune fisurant sub tensiune1 defecte de fabricare

a defecte ale mbin rilor sudate ale evilor b defecte ale evilor

2 defecte de construc ie (montare / sudare)

a defecte ale mbin rilor sudate circulare (dintre evileconductei)

b defecte privind realizarea sudurilorc cute sau bucle datorit curb rii / ndoirii

d filete deteriorate / mbin ri cu mufe sau man oanedeteriorate

3 defecte ale elementelor componente de tip specialmontate pe conduct

a mbin ri cu flan e neetan e sau deteriorate

b func ionare necorespunz toare a robinetelor / vanelormontate pe conduct

c cedarea carcaselor/sistemelor de etan are ale unorelemente montate pe conduct

B. Factoristabili (intrinseci)

d alte tipuri de defecte

1 deteriorare mecanic / deteriorare produs de o ter parte

a deteriorare cauzat de prima, secunda sau ter a parte (cucedare instantanee sau imediat )

b evi deteriorate n prealabil (moduri de cedare ntrziat )c deteriorare prin vandalism / interven ie ilicit

2 a procedur de operare incorect 3 for e exterioare sau legate de intemperii

a vreme rece / cu temperaturi sc zute b tr snetec ploi toren iale sau inunda ii

C. Factoriindependen i de

timp

d mi cri seismice / cutremure


18/142

18

Fig. 2.6. Clasificarea anomaliilor (defectelor) dup criteriulcauzei care a determinat apariia anomaliei


19/142

19

Fig. 2.7. Clasificarea anomaliilor (defectelor) dup criteriulconfiguraiei, dimensiunilor, naturiii localizrii anomaliei

Fig. 2.8. Clasificarea anomaliilor (defectelor) pe baza criteriuluiefectelor anomaliei asupra etaneitii conductei


20/142

20

3. Metode de diagnoz a st rii tehnice a conductelor

Metodele sau tehnicile aplicate pentru inspecia i supravegherea conductele pot fi

directe sau indirecte, utilizarea lor asigurnd c: a) conductele nu se defecteaz saudeterioreaz n cursul exploatrii normale (metode proactive); b) deterior rile sau defectelesunt detectate nainte de a cauza probleme majore (metode reactive). Operatorul oricreiconducte trebuie s evalueze cauzele asociate cu cel mai mare risc de cedare (defectare,avariere) al acesteiai s opteze pentru metoda de inspecie cea mai eficient din punctul devedere al inerii sub control a cauzelori reducerii riscului de apariie a evenimentelornedorite n cursul exploatrii conductei.

Programele de inspectare a conductelor pot s prevad inspecii interioarei/ sauinspecii exterioare. Inspec iile interioare se pot realiza numai cu ajutorul instalaiilor(dispozitivelor) de control inteligent, care pot depista direct defectele din peretele tubulaturiiconductei, n timp ceinspec iile exterioare nregistreaz i monitorizeaz efectele factorilorexterni care concur la degradarea conducteii permit numai o estimare (o evaluare cu unnivel de ncredere nu prea ridicat) a tipului, poziiei i caracteristicilor dimensionale aledefectelor.

Pentru stabilirea strii tehnice a conductelor se utilizeaz n prezent ca metod direct inspecia interioar a conductei cu dispozitive electronicei mecanice complexe cunoscutesub denumirea de PIG-uri inteligente. Dup efectuarea unei inspecii in-line acestedispozitive trebuie s fie capabile s furnizeze informaii despre:

abaterile de la geometria seciunii transversale a conductei (deformri puterniclocalizate, ovalizri, cutri, prezena derivaiilor, racordurilor, valvelor etc.);

deterior rile de tipul pierderi de material din peretele conductei (caverne, plgi decoroziune, scobituri, striuri etc.);

deterior rile de tip fisur din peretele conductei; traseul tridimensional al conducteii poziiile n lungul conducteii pecircumferin ale deterior rilor semnalate.

Pentru fiecare din aceste categorii de informaii exist module specializate ce pot fiintroduse independent, sau cuplate ntr-un ansamblu, n funcie de scopul urmrit icomplexitatea inspeciei. Aplicarea corect i interpretarea corespunztoare a rezultatelorinspeciei in-line cu ajutorul PIG-urilor inteligente joac un rol esenial n managementulintegritii conductelor. Schema general de realizare a inspeciilor cu ajutorul dispozitivelorde tip PIG inteligent, de prelucrare, interpretarei valorificare a informaiilor obinute n urmaefecturii unor astfel de inspecii este prezentat n figura 3.1.

Exist mai multe principii care stau la baza detectrii anomaliilor (deterior rilor,degradrilor) unei conducte cu ajutorul PIG-urilor inteligente: a) inducia magnetic (MFL Magnetic Field Leakage); b) ultrasunetele (UT); c) curenii turbionari (EDDY).

Principalele tipuri de PIG-uri sunt prezentate n figura 3.2, dintre acestea cele maiutilizate n prezent fiind PIG-urile cele prevzute cu senzori magnetici sau cu traductoareultrasonore, iar cele mai moderne, cu multiple avantaje de utilizarei precizie adeterminrilor, fiind PIG-urile EMAT.

Inspecia cu dispozitive (instalaii, PIG-uri) inteligente, furnizeaz informaii directei precise privind starea de defecte a tubulaturii conductelor, a cror interpretare permiteaprecierea rezistenei mecanice reziduale a conductelori fundamentarea deciziilor privindmeninerea lor n exploatare sau executarea unor lucr ri de mentenan. Produsele informatice

realizate de firmele specializate n inspecia conductelor cu dispozitive inteligente permit prelucrarea automat a determinrilor efectuate de aceste dispozitivei furnizarea


21/142

21

informaiilor privind starea tehnic a conductelor analizate n forme uor de interpretatiutilizat de ctre cei care decid modul de exploatare al conductelor.

O prim form de redare a rezultatelor inspectrii cu dispozitive inteligente a uneiconducte o constituie histograma de distribuie a defectelor pe lungimea traseului acesteia.Aceast histogram, avnd n abscis poziia defectului pe lungimea traseului de conduct

analizati n ordonat numrul de defecte constatate la inspecie grupate pe clase n funcie deadncimea maxim, poate fi furnizat n formele prezentate spre exemplificare n figurile 3.3i 3.4.

Fig. 3.1. Schema general de realizare a inspeciilor cu PIG inteligenti de utilizare a informaiilor


22/142

22

Fig. 3.2. Principalele tipuri de dispozitive de tip PIG inteligent folosite la inspectarea striitehnice a conductelor pentru transportul hidrocarburilor

Fig. 3.3. Histogramele distribuiei defectelor pe un traseu de conduct, realizate cu produsul informatic de prelucrare al rezultatelor inspeciei cu PIG-ul al firmei PII


23/142


24/142

24

Unele produse informatice de prelucrare a datelor pot s transforme histogramele dedistribuie a defectelor grupate pe clase de adncime, n histograme de distribuie a defectelorgrupate pe clase de gravitate, criteriul de ierarhizare pe clase fiind, de exemplu, coeficientulde reparaie estimat ERF , a crui semnificaie va fi prezentat de n scap. 6.1; o astfel dehistogram a fost prezentat pentru exemplificare n figura 3.5.

Produsele informatice de prelucrare a datelor pot realizai ncadrarea defectelor(depistate la inspecia conductelor) cu ajutorul diagramei de acceptare a defectelor DAD; aa cum se poate observa n figura 3.6, rezultatele inspeciei unei conducte, prelucrate n sensul determinrii caracteristicilord i L ale fiecrui defect, sunt redate peDAD sub forma punctelor caracteristice nominale ale defectelor, imaginea astfelobinut putnd s fie interpretat rapid, prin ncadrarea fiecrui defect (n funcie de poziia punctului su caracteristic nominal n raport cu curba caracteristic a diagramei)n categoria defectelor acceptate sau n categoria defectelor neacceptate.

Fig. 3.6. Clasificarea cu ajutorul DAD a defectelor depistate pe un traseu de conduct,folosind produsul informatic de prelucrare al rezultatelor inspeciei cu PIG-ul al firmei PII

Utilizatorul produselor informatice de prelucrare a datelor poate analiza rezultatelegenerale ale inspeciei unei conducte (transpuse grafic n formele anterior prezentate)i poatesolicita precizri detaliate privind zonele din traseul inspectat n care au fost depistateaglomer ri de defecte i/sau defecte de gravitate mare. Pentru aceste zone, produseleinformatice configureaz histogramele de distribuie a defectelor, aa cum se arat, pentruexemplificare n figurile 3.7i 3.8 i pot reface ncadrarea cu ajutorul DAD a acestora,realiznd diagrame de tipul celor prezentate n figurile 3.9i 3.10; comparnd figurile 3.9i3.10, se poate observa c DAD pot fi construite cu curbe caracteristice dup diferitenormative sau standarde, funcie de solicitrile beneficiarului, aa cum se va prezenta nsubcapitolul 6.2.

Pentru zonele de pe traseul unei conducte inspectat, n care au fost depistateaglomer ri de defectei/sau defecte de gravitate mare, se pot solicita produselor informatice


25/142

25

i furnizarea de informaii privind configuraia, poziia i dimensiunile caracteristice aledefectelor. Aceste informaii pot fi furnizate beneficiarului fie n forma redat spreexemplificare n figurile 3.11i 3.12, fie n forma indicat n exemplul din figura 3.13.

Fig. 3.7. Histogramele distribuiei defectelor ntr-o zon cu defecte de gravitate mare de pe un traseu de conduct, realizate cu produsul informatic al firmei ROSEN (v. fig. 3.4)

Fig. 3.8. Histogramele distribuiei defectelor ntr-o zon cu defecte de gravitate mare de peun traseu de conduct, realizate cu produsul informatic al firmei ROSEN (v. fig. 3.7)


26/142

26

Fig. 3.9. Clasificarea cu ajutorul DAD a defectelor depistate ntr-o zon cu aglomer ri dedefecte de pe un traseu de conduct, folosind produsul informatic al firmei ROSEN, cu

curba caracteristic a DAD realizat pe baza prescripiilor B31G

Fig. 3.10. Clasificarea cu ajutorul DAD a defectelor depistate ntr-o zon cu aglomer ride defecte de pe un traseu de conduct, folosind produsul informatic al firmei ROSEN,

cu curba caracteristic a DAD realizat pe baza prescripiilor ASME 085

Inspecia periodic cu dispozitive de tip PIG inteligent poate furnizai informaiilenecesare stabilirii unor valori medii pentru vitezele de cretere (dezvoltare) a defectelor

superficiale locale de tip pierdere de material produse prin coroziune.


27/142

27

Fig. 3.11. Imaginea unei zone cu aglomer ri de defecte de pe un traseu de conduct,

obinut cu ajutorul produsului informatic al firmei PII varianta I

Fig. 3.12. Imaginea unei zone cu aglomer ri de defecte de pe un traseu de conduct,obinut cu ajutorul produsului informatic al firmei PII varianta II


28/142


29/142

29

c vitezele de coroziune pot fi mult mai mari n cazul influenei unor factori care favorizeaz coroziunea localizat.

Tabelul 3.1. Gradele de corozivitatei vitezele medii de coroziune pentru diferite condiii

Tipul soluluiTipul

umiditiiRezistivitatea,

cm CorozivitateViteza mediede coroziune,mm/an

apa de mare,saramur 50000 Neobservabil sub 0,05

Metodele bazate pe rezultatele inspec iilor cu PIG-uri inteligente pot conduce ladeterminarea cu acuratee suficient a vitezei de cretere a defectelor de coroziune dac acesterezultate (concretizate n lungimea, limea i adncimea fiecrui defect) sunt valorificatecorespunztor. n mod uzual, viteza de coroziune se determin pe baza diferenei dintreadncimea defectului la momentul iniial i adncimea determinat n momentul inspeciei.Pentru defectele externe de coroziune este important s se determine cauzai s se estimezemomentul declanrii procesului de coroziune prin corelarea cu alte informaii cum ar fi:deterior ri provocate de alte lucr ri n zon, intreruperi accidentale ale proteciei catodice etc.

n lipsa acestor informaii se consider c procesul de coroziune se desf oar uniform

pe toat durata; dac se dispune doare de rezultatele unei singure inspecii, durata luat ncalcul este fie din momentul instalrii conductei, fie jumtate din aceast durat, apreciindu-sec iniial starea izolaiei a fost bun, iar protecia catodic a funcionat corespunztor.

Cele mai bune rezultate se obin evident dac se dispune de rezultatele a dou inspeciii exist determinri, de tipul celor prezentate spre exemplificare n figura 3.14, privindmodificarea dimensiunilor defectelor locale de tip lips de material; n aceste condiii vitezade coroziunevcor pentru fiecare defect va fi:

inscor

hhv

12 = , (3.1)

undeh2 este adncimea maxim a defectului determinat la ultima inspecie, h1 adncimea maxim a

aceluiai defect determinat la inspecia anterioar , ins durata dintre inspecii.

Fig. 3.14. Imaginea unei zone cu aglomer ri de defecte de pe traseul unei conducte pentru

transportul gazelor naturale, obinut la dou inspecii succesive realizate cu PIG inteligent


30/142

30

Compararea rezultatelor inspeciilor se poate face pe baza urmtoarelor elemente:listele cu caracteristicile defectelor, imaginile defectelor obinute prin prelucrarea informatic a semnalelor, gruprile de defecte (clustere) sau diagramele semnalelor.

Determinarea vitezei de coroziune pe baza compar ri celor dou seturi de date esteafectat de erori care au n principal doua surse: erorile proprii ale instrumentelor cu care s-au

efectuat inspeciile si erorilei aproximaiile introduse la prelucrarea datelor cu ajutorul produselor informatice specializate.Cele mai bune rezultate se obin dac cele dou inspecii s-au realizat cu acelai tip de

PIG inteligent, de ctre acelai furnizor de astfel de servicii,i se determin viteza decoroziune pe baza compar rii diagramelor semnalelor.

Deoarece inspeciile se succed la intervale de civa ani (standardelor mai noirecomand 5 7 ani ntre inspecia conductelor de gaze cu dispozitive de tip PIG inteligent), pentru a se compara valorile adncimii defectelor, este necesar ca datele primare obinute lacele dou inspecii s se prelucreze cu acelai algoritmi produs informatic. De obicei se iaun consideraie numai determinrile la care s-a obinut vcor 0,4 mm/an, deoarece evoluiadefectelor respective prezint interes pentru planificarea lucr rilor de mentenan i reabilitareale tubulaturii conductei.


31/142

31

4. Evalu rile de risc i managementul riscului aplicate la

elaborarea programelor de mentenan pentru STDH

Dup cum este cunoscut, accidentele tehnice sunt evenimente neprevzute i nedoritecare apar aleator n timpul funcionrii normale sau anormale a unui sistem tehnic/tehnologici care produc ocedare sau oavarie a sistemului.

Cedarea (defectarea) presupune de regul depirea de ctre cel puin una dintrecaracteristicile tehnice ale sistemului a limitelor impuse de funcionarea sa corect, iar avariareprezint deprecierea semnificativ a caracteristicilor sistemului produs prin degradare saudistrugere. Cedrile i avariile sunt evenimente aleatoare ce pot fi caracterizate din acest punctde vedere prin probabilitatea p de producere.

Deoarece avariile sunt evenimente grave, s-au stabilit limite de acceptabilitate aconsecinelor, pe baza crora au fost caracterizate caavarii minore cele ale cror consecinese ncadreaz n limitele de acceptabilitate,i avarii majore cele ale cror consecinedepesc aceste limite. Consecinele avariilor majore constituie pericole din punctul de vedereal integritii fizice a sistemului respectivi a sistemelor conexe, al sntii i vieiioamenilor, al calitii mediului ambianti/sau al echilibrului ecosistemelor.

Ca urmare,riscul tehnic a fost definit ca posibilitatea producerii unei avarii majore pedurata exploatrii sistemului tehnic, ce caracterizeaz acest eveniment nedorit prin probabilitatea p a producerii evenimentului, prin gravitateaG a consecinelor acestuiai prinnivelul de acceptabilitate a acestor consecine.

n condiiile cuantificrii gravitii G prin adoptarea unor scri convenionale i alimpunerii unor limite de acceptabilitate a acesteia, n planul p-G pot fi delimitate cele treidomenii caracteristice ale riscului tehnic, aa cum se prezint n figura 4.1:

1) domeniul riscului neglijabil , asociat cedrilor sau avariilor minore (evenimente cuconsecine reduse), sau avariilor majore extrem de rare (improbabile);

2) domeniul riscului acceptabil , aferent avariilor minore frecvente sau avariilor majorerare i foarte rare (cu probabilitate redus de producere);

3) domeniul riscului inacceptabil aferent avariilor majore, cu probabilitate de producerecare nu poate fi neglijat.

Fig. 4.1. Definirea n planul probabilitate p gravitateG a domeniilor riscului tehnic


32/142

32

Cu ajutorul unei scri de gravitatei acordnd un punctaj P pentru un domeniu al probabilitii de producere a avariilor, rezult diagrame de tipul celor prezentate n figura 4.2,n care domeniile riscului tehnic au fost delimitate pe baza criteriului P x G 4.

Consecin e

catastrofaleexterneG = 5

Consecin ecatastrofale

interneG = 4

DOMENIUL RISCURILOR INACCEPTABILEPXG >4

Consecin egraveG = 3

Consecin e

semnificativeG = 2

Consecin eminoreG = 1

DOMENIUL RISCURILOR ACCEPTABILEPXG 4

Consecin enule

G = 0

G

P

Evenimenteimprobabile

P = 1( p 10 -10)

Evenimenteextrem de rare

P = 2(10 -10 < p 10 -8)

Evenimenterare

P = 3(10 -8 < p 10 -6)

Evenimenteprobabile

P = 4(10 -6 < p 10 -4)

Evenimentefrecvente

P = 5( p > 10 -4)

Fig. 4.2. Scara probabilitate P gravitate Gi domeniile riscurilor tehnice

Analiznd diagramele din figurile 4.1i 4.2 se constat c aducerea riscului tehnic ndomeniul riscului neglijabil sau acceptabil se poate realiza prin recurgerea la mijloace tehnicei manageriale care s reduc probabilitatea producerii evenimentelor nedoritei/sau s diminueze gravitatea consecinelor.

n practic, sunt ns situaii n care eliminarea tuturor riscurilor inacceptabile nu este posibil tehnici/sau economic, r mnnd anumite riscuri reziduale ce pot conduce, cu o probabilitate ce nu poate fi neglijat, la producerea unor avarii majore.

Fundamentareai elaborarea unei strategii coerente de prevenire, limitarei combaterea efectelor avariilor majore generate de riscurile reziduale constituie obiectulmanagementuluiriscurilor , concept care are n vedere:

elaborarea unor strategii adecvate de supraveghere tehnic, monitorizarei predicie; investigarea riguroas i profund a tuturor accidentelor survenite n sistemul respectiv

sau n sisteme similare;


33/142


34/142

34

bazate pe presupuneri conservatoare, concretizate n coeficieni de siguran, ce conduc lastabilirea grosimii peretelui tubulaturii conductei, care asigur o probabilitate mic de avarie.Probabilitatea de avariei consecinele variaz funcie de tipul conductei, de agentulvehiculat, de mediul nconjur tor etc. Probabilitile de avarie vor fi o anticipare a probabilitii de manifestare a tuturor modurilor de degradare posibile ntlnite la o conduct.

Normele (codurile)i standardele actuale referitoare la conducte cuprind (implicit)i probabilitatea avariei, prin factorul de siguran i consecinele avariei, prin zona de siguran .

Normelei standardele sunt de regul prescriptivei nu pot fi aplicate la conductediferite cu necesiti diferitei riscurile asociate acestora. Se vizeaz mpiedicarea apariiei denoi riscurii crearea unui mediu inflexibil pentru operatori, astfel nct acetia s aplice noitehnologii care pot identificai reduce riscurile cheie.

Autoritile competente, din rile cu tradiie n activitatea de transport alhidrocarburilor, se ndeprteaz de abordrile prescriptive n construcia i operareaconductelor, adoptndmanagementul riscului ca cea mai economic i mai sigur cale pentrumeninerea i mbuntirea nivelului de siguran al conductelor. Prin acumularea unuivolum mare de date statistice cu grad mare de ncredere s-au dezvoltat metodologii de analiz ce permit evaluarea riscurilor pentru producerea evenimentelor nedorite pe baza unordiagrame de tipul celor prezentate n figurile 4.1i 4.2.

Evaluarea riscurilor este un proces analitic pentru identificarea tuturor pericolelor posibile ale conducteii a consecinelor oricror efecte neprielnice cauzate de aceste pericole.Analiza riscurilor pentru evaluarea integritii i siguranei conductelor este de ajutor n luareadeciziilor, dar trebuie completat i cu alte elemente.

Elementele cheie ale evalurii riscurilor conductelor sunt sintetizate n figura 4.3.

Fig. 4.3. Schema evalurii riscurilor n cazul conductelor


35/142

35

Eliminarea riscurilor inacceptabile n exploatarea sistemelor tehnice n general const n prevenirea producerii scenariilor posibile, identificate n etapele anterioare de analiz.Metodele, mijloacelei procedeele de prevenire a producerii avariilor majore sunt denumiteconvenional bariere de prevenire a riscurilor principale . Dup natura lor, acestea pot fibariere tehnologice (BT)i bariere de utilizare (BU).

Barierele tehnologice sunt subsisteme materiale apar innd sistemului n discuie, carese opun n mod automat producerii unei avarii majore sau a unui eveniment generator deavarie major . Ele pot fi statice (izolaii, incinte de protecie, blindaje, mprejmuiri etc.) saudinamice (supape de securitate, regulatoare etc.).

Barierele de utilizare sunt aciuni datorate interveniei factorului uman, fundamentate pe reglementri precisei puse n aplicare, fie n urma alertrii operatorului de ctre sistemelede alarm specializate, fie n urma observrii nemijlocite a funcionrii anormale a sistemuluitehnologic.

Barierele tehnologice se concep n procesul de proiectare a sistemuluii sematerializeaz la realizarea i punerea n oper a acestuia; din aceast cauz ele suntcaracterizate de o fiabilitate mai bun dect barierele de utilizare, care sunt afectate de erorileumane, inerente n multe situaii n care se iau decizii n condiii extreme.

n cazul sistemelor de conducte pentru transportul hidrocarburilor se pot controlaireduce avariilei consecinele acestora prin urmtoarele dou categorii de aciuni:

a. Controlul probabilit ii producerii avariilor, care se poate realiza prin:a.1. aciuni privind prevenirea deterior rii conductelor: marcarea traseului

conductelor; izolarea conductelor (izolare special); mrirea adncimii de pozare; alegerea corect a grosimii peretelui; urmrirea n exploatare.

a.2. aciuni viznd controlul proceselor de coroziune: verificri ale protecieicatodice; reabilitarea nveliurilor de protecie anticorosiv (izolaieianticorosive); urmrirea special n exploatare a strii tehnice a conductei.

b. Controlul consecin elor avariilor, care se poate realiza prin: urmrirea idetectarea scurgerilor; remedierea operativ a defectelor depistate; urmrirea special nexploatare a conductelor

Aciunile privind controlul probabiliti producerii avariilor i controlulconsecinelor avariilor sunt stabilite prin norme interne care reglementeaz amplasarea unorconstrucii n vecintatea conductelor prin ncadrarea n clase de locaie.

Pentru atingerea obiectivelor legate de reducerea riscurilor de producere aaccidentelori avariilor n sistemele de conducte s-a introdus conceptul demanagemental riscului , definit de Oficiul pentru Sigurana Conductelor din SUA ca fiind: un procesde baz complex al deciziilor conducerii, executat ca un program, completat prin roluriiresponsabilit i precise n privina operaiilor zilnice, ntreinerii, asistenei tehnice i

deciziilor operatorului. Managementul riscului cuprinde att riscul (evaluareai controlulriscului), cti aspecte ale managementului integritii (metode de atenuare a riscului,metode de msurare a performanei atenurii, organizarea controlului riscului).

Managementul riscului recunoate c nu este posibil s elimine toate riscurileiadmite c cel mai bun mod de a controla riscurile este utilizarea analitic i economic aresurselor disponibilei nu respectarea oarb a unei norme, aceasta nsemnnd c abordarease schimb de la metode normative (restrictive) privind proiectareai operarea conductelor,la stabilirea unor obiectivei inte precise. Noile metode de management trebuie s in contde aceste aspecte aa cum sugereaz schema din figura 4.4, care evideniaz factorii caretrebuie luai n considerare la luarea deciziilor bazate pe evalurile de risc.

n uneleri (SUA, Canada) se aplic programe complete de management al riscului

sub forma unor sisteme de management al riscului. Aceste sisteme de management cuprindmanagementul riscului ntr-un sistem de management al conductelor de transport al


36/142

36

hidrocarburilor, al crui rol este s garanteze c ntregul complex este pus n aplicare,verificat, controlati perfecionat.

Fig. 4.4. Factorii care influeneaz luarea deciziile n managementul riscului

Un astfel sistem de management are la baz un plan de management sub forma uneidocumentaii care explic modul cum este condus companiai bunurile acesteia, preciznd:cine este responsabil pentru fiecare aspect privind bunurilei administrarea acestora; cemetodei procedee se aplic pentru atingerea scopurilor; cum sunt acestea puse n funciune;cum este evaluat performana; cum este verificati controlat regulat ntregul sistem.ntregul sistem de management al riscului este supus unui proces permanent derevizuire verificarei control. n cazul identificrii unor deficiene sau apariiei unorinformaii noi privind modificarea condiiilor iniiale, trebuie ntocmitei aplicate proceduricare s garanteze ncadrarea riscurilor n domeniul celor acceptabile.

n cadrul sistemului de management al riscului, evaluarea aptitudinii de utilizare nsiguran a sistemelor tehnice n generali a conductelor n particular (definit n prezent princonceptulFitness For Service FFS) se face pe baza unor proceduri riguroase, fundamentatei reglementate de un numr apreciabil de lucr ri tiinifice, standardei normative (ntre careremarcm ASME B 31.8 S i Z662-03 ). O astfel de procedur trebuie s cuprind urmtoareleseciunii/sau capitole:

Organizare i utilizare; n aceast seciune sunt precizate principalele aspecte privind organizarea, aplicabilitateai limitele procedurii, informaiile necesare (ce trebuieavute la dispoziie, respectiv trebuie culese n cursul reviziilor tehnice) pentru a putea aplica prescripiile acesteiai tehnicile de analiz care sunt folosite pentru a apreciai califica oconduct (cu anumite defecte ale tubulaturii depistate la reviziile tehnice) prin prismaaptitudinii sale reziduale de utilizarei a duratei sale remanente de via.

Responsabilit i; n aceast seciune sunt prevzute responsabilitile principalilorfactori implicai n gestionareai asigurarea integritii i siguranei n exploatare a uneiconducte, respectiv n evaluarea aptitudinii sale de utilizare, astfel:

Proprietarul Utilizatorul unui conducte are responsabilitatea deplin pentru

evaluarea aptitudinii de utilizare a acesteia, att n raport cu prescripiile standardului saunormativului ales ca referin, ct i cu cerinele regulamentelor sau prescripiilor tehnice


37/142

37

aplicabile la un moment dat. Proprietarul Utilizatorul trebuie s asigure c rezultateleevalurii FFS sunt fundamentatetiinific i documentatei sunt furnizate nregistr rileadecvate referitoare la conducta evaluat.

Inspectorul, care lucreaz mpreun cu un inginer/specialist n verificarea(controlul) conductelor prin metode nedistructive, trebuie s fie responsabil din parteaProprietarului Utilizatorului pentru a stabili c cerinele pentru inspecii i ncercri suntsatisf cute. Inspectorul, trebuie s garantezei c toate datele de inspecie necesare evaluriiFFS sunt n concordan cu prescripiile aplicabile din standardul sau normativul ales careferin i va fi de asemenea responsabil de acurateea global a metodelori procedeelor decontrol pentru depistarea naturiii mrimii defectelor coninute de tubulatura conducteiexaminate.

Inginerul este responsabil din partea Proprietarului Utilizatorului pentrurealizarea tehnic a evalurilor FFS, documentarea acestora, interpretarea rezultateloriformularea recomandrilor care rezult n urma evalurilor FFS.

O evaluare FFS poate presupune cunotine din mai multe domenii inginereti, aacum se descrie n continuare:

a) Inginerie n domeniul tiin ei materialelor ; aceste cunotine sunt necesare pentru identificarea mecanismelor de degradare a materialelor conductelor, stabilirea vitezelorde coroziune/eroziune, determinarea proprietilor materialelor, inclusiv a caracteristicilor derezisten mecanic i tenacitatei a legitilor de cretere a fisurilor, proiectarea unor lucr riadecvate de mentenan i elaborarea documentaiei tehnologice asociate acestora;

b) Inginerie mecanic sau structural ; aceste cunotine sunt necesare pentrucalculul grosimii minime de peretei/sau presiunii maxime admisibile de operare ( MAOP) pentru o conduct sau pentru realizarea unei analize a strilor de tensiuni mecaniceideformaii din tubulatura unei conducte, aceste lucr rii fiind n mod obinuit realizate pe bazacodurilor, normativelori standardelor viznd proiectarea conductelor;

c) Inginerie n domeniulinspec iilor i examin rilor nedistructive; acestecunotine sunt necesare pentru stabilirea unui plan de inspecii care este capabil s detecteze,s caracterizezei s stabileasc dimensiunile defectelor sau degradrilor, pentru selectareaiimplementarea procedurilor de examinare n corelaie cu experiena n domeniul ncercrilornedistructive;

d) Inginerie n domeniul Mecanicii Ruperii ; aceste cunotine sunt necesare pentru evaluarea, prin utilizarea conceptelori principiilor mecanicii ruperii materialelor, ainfluenelor defectelor locale (de tip pierdere local de material sau de tip fisur ) depistate nevile care alctuiesc tubulatura unei conductei/sau n mbinrile sudate ale tubulaturii;

f) Inginerie de proces; aceste cunotine sunt necesare pentru documentareacondiiilor de operare trecutei viitoare ale conductei, incluznd condiiile normale i

anormale de exploatarei precizarea caracteristicilor fluidului coninut/transportati aconinutului de contaminani care determin degradarea conductei supuse analizei. Calific ri; n aceast seciune se prezint calificrile care trebuie avute de

personalul implicat n evaluarea FFS a conductelor. Principiul de baz care se promoveaz n prezent este acela c nivelul de cunotine

sau experien pentru toi participanii la realizarea evalurilor FFS trebuie msurat(cuantificat) att n funcie de complexitatea, rigoarea, cerinele i semnificaia evalurii carese realizeaz, ct i n funcie de rolul individual al fiecrui participant n cadrul programuluide evaluare. Fiecare participant trebuie s fie capabil s-i demonstreze competena pentrulucr rile n care este implicat cu un pachet corespunztor de documente mputerniciri,certificri, diplome de licen, autorizri etc.

Procedurile de evaluare a aptitudinii de utilizare (FFS) a conductelor trebuie s cuprind prescripii tehnice de estimare a rezistenei mecanice reziduale a acestora n


38/142

38

prezena diverselor tipuri de defecte localei/sau n condiiile aciunii diverselormecanisme sau fenomene de degradare.

Pentru defectele al cror mecanism de producere nu este unic, procedura de evaluareFFS poate conine modaliti multiple sau procedee combinate de interpretare. O schem amodului de organizare a procedurii n astfel de situaii, cu precizarea principalelor clase

(modaliti) complexe de degradare a conductelor, este sugerat n figura 4.5, iar modalitatea decalificarei de caracterizare a defectelor n funcie de dimensiunilei amplasarea acestora petubulatura conductelor este precizat n diagrama din figura 4.6.

Fig. 4.5. Organigrama de realizare a evalurii FFS a conductelor

Procedura general de evaluare FFS a conductelor trebuie s cuprind, n general,urmtoarele pr i:

1 Identificarea mecanismelor de defectare i degradare . Primul pas n evaluareaFFS a unei conducte este acela de a identifica tipul defectelori cauzele degradrii. Metodelede proiectarei realizare a conductei, materialulevilori orice informaie privind utilizareaicondiiilor de exploatare ale conductei pot fi utilizate pentru a identificai definicorespunztor cauzele degradrii.

2 Aplicabilitatea i limitele evalu rii FFS . Aplicabilitateai limitele fiecreiseciuni a procedurii de evaluare trebuie descrisei precizate cu claritate, pentru a se puteastabili msura n care rezultatele evalurii se pot utiliza pentru fundamentarea deciziilor privind meninerea n funciune a conductei analizate sau realizarea la aceasta a unor lucr ride mentenan.

3 Cerin ele referitoare la date . Datele necesare pentru evaluarea FFS depind de tipuldefectului sau al mecanismului de degradare ale conductei supuse analizei. Cerinele


39/142


40/142

40

Principalii factori care trebuie considerai la stabilirea aplicabilitii i limitelor unei proceduride evaluarea FFS a unei conducte sunt prezentai i comentai succint n continuare.

Datele (informa iile) disponibile despre conduct . Volumul de date (informaii)solicitat depinde de tipul mecanismului de degradare al conducteii de nivelul de evaluare.Datele referitoare la conducte trebuie s cuprind unele sau toate urmtoarele elemente:

a) Cartea conductei sau alt documentaie care s precizeze condiiile de proiectare aconductei, s descrie tipul/clasa conducteii s conin informaii complete privind materialuldin care sunt realizateevile conductei, grosimea de peretei presiunea de lucru, temperaturaminim de exploatare etc.;

b) Planul izometric al conductei la nivelul suficient pentru realizarea evalurii.Planul izometric al conductei trebuie s includ suficiente detalii care s permit un calculal flexibilitii sale, dac o astfel de analiz este stabilit ca fiind necesar de ctre inginer pentru determinarea presiunii maxime admisibile de operare a conductei ( MAOP ). Atuncicnd nu sunt disponibile planurile izometrice originale sunt necesare schie detaliate cutoate datele necesare calculului MAOP .

c) Calculele originale sau actualizate de proiectare pentru cazurile de solicitare aleconductei la probele de presiunei n cursul exploatrii.d) nregistr rile referitoare la inspecia componentelor de la data fabricrii (punerii n

funciune) a conductei.e) Buletinele/rapoartele de ncercare.f) O nregistrare referitoare la proba hidraulic iniial, incluznd presiunea de

ncercare i temperatura materialului pe durata ncercrii sau, dac temperatura nu estecunoscut, temperatura apei din conducta testat sau temperatura ambiant.

Istoricul func ion rii i mentenan ei conductei. Volumul de date necesar laevaluarea FFS a unei conducte depinde de mecanismul de degradare al acesteiai de nivelulde evaluare.

Pentru conducta supus evalurii trebuie sa fie disponibil un raport care s includ cel puin urmtoarele:

a) Diagrama real presiune temperatur , incluznd i eventualele condiii perturbatorii de funcionare a conductei; n cazul n care aceasta nu este disponibil, trebuierealizat o form aproximativ a acesteia pe baza datelor de exploatare disponibilei aconsultrii cu personalul de operare al conductei.

b) Documentarea oricrei modificri semnificative a condiiilor de utilizare incluznd presiunea, temperatura, coninutul de fluidi viteza de coroziune; att condiiile trecute deexploatare, cti cele viitoare de operare trebuie analizatei documentate.

c) Datele referitoare la instalarei un sumar al tuturor interveniilori reparaiilorincluznd calculele necesare, schimbrile de material, proiectei proceduri de reparare,inclusiv procedurile de tratament termic postsudare, dac este cazul; calculele trebuie s includ grosimea de perete impus i MAOP cu definireai admiterea unor ncrcrisuplimentare cum sunt cele masice, din cutremur etc.

d) nregistr rile realizate n cursul tuturor testelor (ncercrilor) hidraulice realizate ncadrul reparaiilor, incluznd presiunea de ncercarei temperatura materialului metalic pedurata ncercrii sau, dac temperatura materialului metalic nu este disponibil, temperaturaapei sau cea ambianta, daca sunt disponibile.

e) Rezultatele examinrilor din timpul utilizrii, incluznd msur rile de grosime de perete sau alte rezultate ale controlului nedistructiv, care pot ajuta la determinarea integritiistructurale a conducteii la stabilirea vitezei de degradare a acesteia prin coroziune sau prin alt

mecanism.


41/142


42/142

42

Remedierea / Mentenan corectiv . Remedierea este absolut necesar nurmtoarele cazuri: atunci cnd un defect nu este acceptabil n starea lui actual; durata deserviciu restant este minim sau greu de estimat; experiena disponibil referitoare la analiz este insuficient ca s asigure o evaluare adecvat.

Metodele adecvate de remediere sunt prevzute n cadrul fiecrei proceduri de

evaluare FFS, fiecare situaie n parte impunnd stabilirea atent a tipului de intervenie. Dup efectuarea interveniei trebuie ntreprinse verificri periodice pentru a se stabili dac activitile de mentenan au mpiedicat apariia altor degradri i condiiile prevzute potasigura protecia viitoare mpotriva dezvoltrii de noi defecte.

Fig. 4.7. Definirea strategiei de conceperei realizare a programelor de mentenan pentru conductele destinate transportului hidrocarburilor


43/142

43

Monitorizarea n exploatare. n anumite circumstane viteza viitoare dedegradare nu poate fi estimat cu uurin sau durata de utilizare restant a conductei analizateeste scurt. Monitorizarea n serviciu este o metod prin care degradarea viitoare saucondiiile care conduc la degradri viitoare pot fi evaluate sau nivelul de ncredere al durateide serviciu restante estimate poate fi mrit.

Metodele de monitorizare utilizate n mod tipic includ: probe de coroziune pentrudeterminarea vitezei de coroziune; probe de hidrogen pentru evaluarea activitiihidrogenului; inspecii cu dispozitive de tip PIG inteligent, pentru msurarea pierderii demetal sau fisur rii; msurarea variabilelor eseniale de procesi a contaminanilor.

Fiecare procedur de evaluare FFS impune prevederea unor condiii adecvate demonitorizare a conductei supuse analizei.

Documenta ia. O evaluare FFS trebuie s fie suficient documentat astfel caanaliza s poat fi repetat mai trziu. Urmtoarele elemente trebuie s fie incluse ndocumentaie:

a) Datele de proiectare ale conductei analizate, cele referitoare la mentenana i

istoricul operaional; b) Datele referitoare la inspecie, incluznd toate citirile utilizate n cadrul evalurilorFFS.

c) Rezultatele estimrilor i analizelor, incluznd: numrul standardului utilizat,nivelul de evaluarei orice alte documente de referin utilizate pentru evaluarea defectuluisau degradrii; condiiile viitoare de operarei proiectare, incluznd presiunea, temperaturaicondiiile de funcionare anormal; calculul grosimii minime de perete sau/i MAOP ; calcululduratei restante de operarei a timpului pn la urmtoarea inspecie; orice remediere aconductei sau recomandare de monitorizare a acesteia pentru continuarea oper rii.

Pe baza celor anterior prezentate s-a definit, n schema din figura 4.7 de pe pagina precedenta, cadrul generali poziia cercetrilor necesare pentru elaborarea unui program dementenan adecvat.


44/142

44

5. Metode moderne de prescriere i verificare a caracteristicilor de

tenacitate ale evilor care alc tuiesc tubulatura conductelor

Evaluarea rezistenei mecanice rezidualei a duratei de via remanente a uneiconducte pe tubulatura creia au fost depistate (prin metode anterior precizate) defecte cudiferite configuraii, dimensiunii amplasri impune cunoaterea caracteristicilor de rezistent mecanic i tenacitate ale materialuluievilor din care s-a realizat tubulatura conductei.

Problema prescrieriii verificrii prin ncercri experimentale a caracteristicilor derezisten mecanic (rezistena la rupere Rm i limita de curgere convenional Rt 0,5) este n prezent pe deplin rezolvat; de exemplu, rezultatele cercetrilor experimentale efectuate peevi din oelurile X42, X52i X60, au evideniat urmtoarele aspecte:

tubulaturile conductelor au caracteristicile mecanice Rm, Rt 0.5 i A5 (alungirea procentual dup rupere) situate deasupra valorilor minime prescrise n API Spec. 5L , ceea cedenot c la fabricarea conductelor se practic un control riguros al calitii materialuluitubular utilizati tehnologiilor de sudare aplicate;

cmpurile de mpr tiere a valorilor caracteristicilor mecanice determinate prinncercarea la traciune sunt incluse n intervalele de variaie a acestor caracteristici prescrise nstandardul API Spec. 5L pentru oelurile cu cerine de calitate PSL 2, cu precizarea c limitelemaxime ale acestor intervale nu sunt atinse n mod uzual, cmpurile de mpr tiere fiindsituate ntr-o zon situat imediat deasupra limitelor inferioare ale acestor intervale, iarvalorile cu cea mai mare frecven din cmpurile de mpr tiere fiind mai aproape de limiteleinferioare ale intervalelor pe msur ce crete gradul de rezisten mecanic al oelului;

curbele caracteristice convenionale la traciune CCCT ale MBi mbinrilorsudate ale tubulaturilor conductelor pentru transportul hidrocarburilor pot fi descrise analitic

astfel:

em

e

K

E

> pentru


45/142

45

comportare necorespunztoare a mbinrii la solicitrile mecanice, mai ales la cele dencovoiere.

Tabelul 5.1. Caracteristicile definitorii ale expresiilor analitice ale CCCT pentru oelurilecele mai utilizate la realizarea conductelor pentru transportul hidrocarburilor

Clasasau

graduloelului

Rt 0,5 min,MPa

Rm min.MPa

A5 min,%

m K ,

MPa Re,MPa e

X42 290 414 25 0,083 464 268 0,001306X52 359 455 25 0,056 492 348 0,001673X60 414 517 18 0,058 571 397 0,001935

5.1. Tenacitatea determinat prin ncercarea la ncovoiere prin ocPentru stabilirea tenacitii evilor i mbinrilor sudate ale tubulaturilor conductelor

realizate din oeluri se utilizeaz ca ncercare de referin ncercarea la ncovoiere prinoc(Notched Bar Impact Testing NBIT sau Charpy V Impact Testing CVIT), efectuat nconformitate cu prevederile standardului API Spec. 5L , epruvetele utilizate fiind prelevate dinMBi mbinrile sudate aa cum se prezint n figura 5.1; epruvetele notate cu L sunt orientate nlungul fibrajului de laminare al platbandei semifabricat din care s-a realizateava din care au fost prelevate, epruvetele notate cu T sunt orientate transversal n raport cu fibrajul de laminare al platbandei semifabricat din care s-a realizateava din care au fost prelevate, iar epruvetele marcatecu W sunt orientate transversal n raport cu o mbinare sudat, cresttura acestora fiind amplasat nCUS sau n ZIT (ct mai aproape de linia de fuziune).

Fig. 5.1. Prelevarea epruvetelor pentru ncercarea la ncovoiere prinoc:a. definirea poziiilor epruvetelor; b. formai dimensiunile epruvetelor

Epruvetele prismatice cu cresttur n form de V folosite la ncercarea la ncovoiere prin oc au lungimea L = 5,255 mm, nlimea h = 075,0 075,010

+ mm i grosimeab n funcie de

diametrul exterior D e i grosimea peretelui s ale evilor din care se preleveaz, fiind utilizateurmtoarele variante tipodimensionale: epruvete normale E1, avnd b1 = 075,0 075,010

+ mm;

epruvete reduse E3/4, cub3/4= (3/4)10 = 7,5 mm, epruvete reduse E2/3, cu b2/3=(2/3)10 = 6,67mm i epruvete reduse E1/2, cu b1/2 = (1/2)10 = 5,0 mm, toate cu cresttura n form de V prelucrat pe una din pe una din feele L b.


46/142

46

Programul experimental de verificare a tenacitii evilor unei conducte prin ncercareala ncovoiere prinoc se realizeaz la diferite temperaturit i: temperatura ambiant t a 20 oC,t 0 = 0 oC, indicat de API Spec. 5L ca temperatur de referin i la mai multe temperaturit i 0 oC. Numrul epruvetelor ncercate la fiecare temperatur t i este multiplu de 3.

Pentru fiecare epruvet testat la o temperatur t i, ncercarea la ncovoiere prinocfurnizeaz valorile urmtoarelor caracteristici de tenacitate: energia de rupere KV(b,t i ), n J ifibrozitatea ruperii (ponderea ariei zonei cu aspect fibros din suprafaa de rupere) F(b,t i ).Aceste valori se pot reprezenta grafic sub forma unor curbe de tipul KV = f(b1,t i) i F =f 1(b1 ,t i), pentru convertirea valorilor energiei de rupere KV(b,t i ), cu b [5 mm;10 mm), nvalori KV(b1= 10 mm ,t i ) utilizndu-se formula recomandat de M.J. Rosenfeld:

),(=),( 11 ii t b KV bb

t b KV . (5.3)

Cu ajutorul curbelor KV = f(b1,t i) i F = f 1(b1 ,t i) se pot stabili mrimile urmtoarelorcaracteristici definitorii pentru comportarea la rupere a materialuluievilor folosite larealizarea tubulaturilor conductelor:

energia de rupere de nivel ductil (Upper Shelf Impact Energy) KV d (b1 ) (valoareamedie a energiei de rupere corespunztoare epruvetelor la care F = 1), energia de rupere denivel fragil KV f (b1 ) (valoarea medie a energiei de rupere corespunztoare epruvetelor la care

F = 0) i mrimea intervalului de temperaturi n care se realizeaz tranziia ductil fragil acomportrii la rupere a oelului din care sunt confecionate evile supuse analizei (intervalulde temperaturi n care epruvetele ncercate au prezentat fibrozitatea F (0 ,1)) t d-f = t M - t m;

temperatura de tranziie ductil fragil, (Ductile Brittle Transition Temperature) carese poate stabili folosind criterii convenionale privind: a) nivelul energiei de rupere (ImpactEnergy); n acest caz temperatura de tranziie se noteaz t KVX i reprezint temperatura la careenergia de rupere KV are o valoare prescris X (de obicei, X = 27 Ji temperatura de tranziie se

noteaz t KV 27); b) nivelul fibrozitii suprafeei de rupere; n acest caz temperatura de tranziie senoteaz t FX i reprezint temperatura la care fibrozitatea F are o valoare prescris X (de obicei, X =0,85i temperatura de tranziie se noteaz t F 85 sauSATT / Shear-Area Transition Temperature).

La verificarea tenacitii evilor pentru conducte cu ajutorul ncercrii la ncovoiere prinoc trebuie avute n vedere urmtoarele particulariti:

realizarea unui program experimental complet, care s permit obinerea tuturorcaracteristicilor de tenacitate prezentate mai nainte, nu este ntotdeauna posibil (eantioanelede eav care se pot extrage din tubulatura conductelor au dimensiuni redusei nu se poate prelucra setul complet de epruvete necesar efecturii ncercrilor);

n foarte multe cazuri, tipodimensiunea epruvetelor ce se pot preleva dinevi pentruefectuarea CVIT nu coincide cu tipodimensiunea avut n vedere la formularea prescripiilor dinstandardele, specificaiile i normativele n vigoare, ceea ce determin apariia unor dificultimajore la interpretarea rezultatelor acestei ncercri;

prescripiile moderne privind tenacitateaevilor pentru conducte nu impundeterminarea experimental a dependenelor KV = f(b,t i) i F = f 1(b,t i), ci verificarearespectrii unor condiii privind mrimea caracteristicilor de tenacitate la o temperatur dereferina t r , stabilit n funcie de temperatura minim de funcionare a conducteit s, sau privind poziia temperaturiit s fa de o temperatur de tranziie de referin, definit convenional,t tr .

Particularitile evideniate anterior privind verificarea tenacitii evilor pentruconducte cu ajutorul ncercrii la ncovoiere prinoc au determinat alctuirea unor proceduricoerente de utilizare a rezultatelor acestei ncercri. n continuare se prezint o procedur , bazat pe recomandrile din standardul API Publ. 581 , Base Resource Document on Risk- Based Inspection , pentru prelucrareai interpretarea rezultatelor ncercrii la ncovoiere prin


47/142

47

oc n scopul caracterizrii complete a tenacitii evilor din oel destinate realizriiconductelor pentru transportul hidrocarburilor. Pentru nelegerea modului de utilizare, procedura este aplicat rezultatelor experimentale prezentate n figura 5.2, obinute prinefectuarea ncercrii la ncovoiere prinoc pe epruvete E2/3, cu orientarea T, prelevate dintr-un eantion extras dintr-oeav din oel X60 (sudat longitudinal), cu De = 508 mm (20 in)i

s = 9,5 mm.Procedura prezint urmtoarele etape: se efectueaz ncercarea la ncovoiere prinoc, la diferite temperaturit i, pe

epruvetele reduse cu grosimeab cea mai mare care pot fi prelevate dinevile supuse analizeitenacitii i se reprezint grafic dependena KV = f(b,t i);

prin schematizarea dependenei grafice KV = f(b,t i) n conformitate curecomandrile din figura 5.3 se pot definii determina valorile parametrilor ACV , BCV , C CV i

DCV i se poate da dependenei KV = f(b,t i) o expresie analitic de forma: KV (b,t i) = ACV + BCV th[(t i DCV )/C CV ]; (5.4)

Fig. 5.2. Rezultatele experimentale obinute prin efectuarea ncercrii la ncovoiere prinoc pe epruvete E2/3 prelevate

dintr-oeav de oel X60

Fig.5.3. Diagrama de principiu pentrudefinirea parametrilor care intervin nexpresia analitic a funciei KV = f(b,t i)

se stabilete expresia analitic a dependenei KV = f(b1,t

Date post:	04-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	veronica-matei
View:	285 times
Download:	1 times

Strategii de Mentenanta Curs

Documents