Снижение потерь продукта на объектах транспорта газа (с помощью контроля герметичности)

Шитов Д.В., Шагалова К.А.

//Журнал "ТехНадзор" №6(103) июнь 2015г. 

Развитие газотранспортной системы является одним из важнейших факторов роста экономики. Правильность работы оборудования, задействованного в организации бесперебойного снабжения газом потребителей, является не только гарантом стабильности и безопасности, но и значительно снижает потери продукта. Одним из методов, позволяющих выявлять потери газа при его транспортировке, является контроль герметичности по отношению к внешней среде (в соответствии с СТО Газпром 2-4.1-406-2009, СТО Газпром 2-2.3-385-2009).

Обследование линейных участков МГ осуществляется в два этапа. На первом этапе производится периодическое воздушное патрулирование и контроль утечек с помощью лазерных локаторов или другой подобной аппаратуры.

На втором этапе производится уточнение местоположения источника утечек акустическим течеискателем или портативным газоанализатором.

Для окончательного решения о размерах повреждения производится шурфовка трубопровода с соблюдением всех необходимых мероприятий по безопасному ведению работ.

Протяженность и разветвленность газотранспортной системы, удалённость некоторых объектов, расположение их на открытом воздухе зачастую не позволяют своевременно выявлять малые по величине утечки продукта. К таким объектам, в частности, относятся крановые узлы, представляющие собой, как правило, линейный кран с обводной и свечной линией, байпасные и свечные краны, а также надземную обвязку.

Установка датчиков-сигнализаторов утечек газа на крановых узлах нецелесообразна вследствие специфики их расположения (на открытой местности) и полностью исключает создание систем мониторинга герметичности данного типа оборудования. С другой стороны, большое количество узлов, сочленений, соединений и уплотнений делает их уязвимыми с точки зрения возникновения локальных утечек в процессе эксплуатации. Разумеется, величина протечек относительно невелика. Однако, количество таких «микроутечек», умноженное на многочисленность узлов, приводит к колоссальным потерям газа в окружающую среду.

Анализ результатов технического диагностирования крановых узлов позволяет составить перечень элементов, в которых наиболее вероятно возникновение утечек газа. Условно их можно разделить на три группы:

- утечки через элементы надземной части оборудования;

- утечки через элементы подземной части оборудования;

- утечки через внутренние узлы элементов трубопроводной арматуры.

1) Утечки через элементы надземной части оборудования.

Обязательному контролю герметичности по отношению к внешней среде должны быть подвержены все элементы надземной части оборудования (СТО Газпром 2-4.1-406-2009, «Методика по техническому диагностированию крановых узлов линейной части МГ с подземной установкой запорно-регулирующей арматуры», 2007г.). К наиболее опасным (с точки зрения потери герметичности) надземным узлам относятся все резьбовые соединения вспомогательного оборудования, такие как соединения импульсных трубок и арматуры малого диаметра, соединения манометрических сборок, трубопроводы отбора импульсного газа. Данные несоответствия несложно обнаружить при диагностировании, подтвердить обмыливанием и устранить, как правило, без остановки эксплуатации газопровода. (Фото 1, 2)

2) Утечки через элементы подземной части оборудования.

Наиболее объемные утечки во внешнюю среду подземной части оборудования эффективно выявляются визуально при проведении вертолетного обследования.

В  случае отсутствия явных признаков негерметичности при проведении обследования без шурфовки необходимо сконцентрировать внимание на участках выхода из-под земли колонн удлинителя штока арматуры и стояков отбора газа (Фото 3). Опыт показывает, что подземные утечки в большей степени обнаруживаются именно в этих местах. Обмыливание в данном случае не даст результатов, поэтому рекомендуется использовать портативные газоанализаторы.

После проведения шурфовки тщательному обследованию при помощи газоанализаторов  подлежат:

- соединения гайки и шпильки корпуса крана (например, фирмы Grove) (Фото 4);

- места соединения трубок отбора газа, набивочных трубок, дренажной трубки с корпусом арматуры и элементов трубок между собой;

- резьбовые соединения корпуса;

- все сварные соединения.

Стояки отбора газа, выполненные из катушки малого диаметра и небольшой толщины, под воздействием грунта нередко подвержены перемещениям в пространстве относительно основного трубопровода, что инициирует развитие трещин в угловом сварном соединении, и может привести к аварии. Нередки случаи возникновения таких трещин и, как следствие, микроутечек внутри подрезов (причём допустимых по результатам визуального и измерительного контроля). Специфика формы дефекта типа «подрез» не позволяет надёжно выявлять внутри него трещины на его границах с основным металлом. Расположенные с «высокой стороны давления» данные дефекты представляют угрозу безопасной эксплуатации газопроводов. (Фото 5).

3) Утечки через внутренние узлы элементов трубопроводной арматуры.

Наиболее часто встречаются утечки газа, вызванные негерметичностью сальниковых и других уплотнений. Здесь можно выделить утечки продукта через уплотнения штока напрямую во внешнюю среду или изначально в колонну удлинителя штока.

Главным фактором борьбы с негерметичностью по отношению к внешней среде является ее своевременное обнаружение и устранение на ранней стадии. В настоящее время существуют методики, описывающие процедуру обследования находящихся на воздухе элементов газотранспортной системы на предмет выявления негерметичности, но определение допустимости размера утечки на месте в соответствии с ними затруднительно. Поэтому специалистам, проводящим данный контроль, необходимо руководствоваться здравым смыслом, анализируя, например, силу и направление ветра при локализации источника утечки. Для выявления данного рода несоответствий хорошо себя зарекомендовали портативные газоанализаторы с выносным гибким сенсором. В отдельных случаях для подтверждения источника утечки целесообразно использовать обмыливание.

Согласно требованиям нормативной документации любая негерметичность по отношению к внешней среде является недопустимой. Реалии повседневной жизни таковы, что устранить все выявляемые несоответствия единовременно не представляется возможным (наличие рабочего давления на участке газопровода, необходимость заказа необходимой арматуры). Поэтому стоит разграничивать критические дефекты герметичности, требующие незамедлительного устранения, и несоответствия, носящие скорее незначительный характер. Необходимо создать критериальную оценку опасности дефектов, связанных с негерметичностью. В качестве основополагающих могут, например, выступать следующие тезисы:

- любые утечки на дефектах типа «трещина», «сквозной свищ» должны подлежать незамедлительному устранению;

- утечки через соединительные элементы надземной обвязки, находящиеся после отсекающей арматуры должны подлежать незамедлительному устранению;

- некоторые незначительные утечки, устранение которых потребует сброса давления на протяженном участке, можно оставлять до проведения ремонта в режиме мониторинга, периодически отслеживая изменение ее интенсивности.

Вывод.

Контроль герметичности по отношению к внешней среде объектов транспорта газа призван не только повышать безопасность работы оборудования, но и значительно снижать величину потерь. При этом:

- для выявления утечек целесообразно использовать газоанализаторы с выносным гибким сенсором, доступность и эффективность работы которых подтверждена на большом количестве крановых узлов;

- необходимо создать критериальную оценку опасности дефектов негерметичности оборудования.

 Список нормативной документации:

• СТО Газпром 2-4.1-406-2009 «Методика оценки ресурса запорно-регулирующей арматуры магистральных газопроводов»;
• СТО Газпром 2-2.3-385-2009 «Порядок проведения технического обслуживания и ремонта трубопроводной арматуры»;
• СТО Газпром 2-3.5-454-2010 «Правила эксплуатации магистральных газопроводов»;
• СП 36.13330.2012 «Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*»;
• «Методика по техническому диагностированию крановых узлов линейной части МГ с подземной установкой запорно-регулирующей арматуры», 2007г.