– ТЭК: Виктор Юрьевич, специалисты вашего предприятия были в составе комиссии по расследованию причин аварии. Выводы уже сделаны. Какие?
– Виктор Степачев: Основной причиной аварии был признан дефект трубы стресс-коррозионного происхождения, возникновение и развитие которого было обусловлено наличием ряда негативных факторов.
– ТЭК: Схожий вывод был сделан комиссией, расследовавшей причины аварии, которая случилась на том же газопроводе в апреле 2003 года. Что же такое стресс-коррозия?
– В.С.: Во всех странах, занятых добычей и транспортировкой природного газа и нефти, существуют серьезные проблемы, связанные со стресс-коррозионным разрушением магистральных газо- и нефтепроводов. Эти разрушения наносят огромный экономический и экологический ущерб, часто становятся причиной пожаров, взрывов и человеческих жертв. Количество аварий на магистральных трубопроводах, вызванных стресс-коррозионным разрушением, имеет тенденцию к увеличению, что обусловливается их старением. Особенно часто они регистрируются в России, Канаде, США, в странах Европейского Союза. Как следствие, данная проблематика уже давно находится в центре внимания многих экспертов и научных сотрудников, причастных к нефтегазовой отрасли. К примеру, высокая аварийность магистральных газопроводов в России заставила ОАО «Газпром» принять программу переизоляции всех труб к 2010 году (!).
|
Впервые стресс-коррозионные разрушения магистральных трубопроводов были отмечены около 30 лет назад. Однако до настоящего времени несмотря на интенсивные исследования этой проблемы причины и механизмы стресс-коррозии трубной стали окончательно не выяснены. В первую очередь, это связано с комплексным характером стресс-коррозионного процесса, в котором взаимодействует множество разнородных факторов. При высоком давлении, высокой температуре и в условиях агрессивной среды под действием растягивающих напряжений металла усиливается коррозийное воздействие на трубы, а в случае отслоения защитного покрытия от металла все эти факторы приводят к разрушению труб.
Особый интерес представляют научные исследования факторов, определяющих стресс-коррозионную активность грунтов так называемого околотрубного пространства. Исследования в этой области позволят существенно продвинуться как в понимании общих закономерностей стресс-коррозии, так и в разработке методов диагностики и профилактики стресс-коррозионных повреждений магистральных трубопроводов.
Различные анализы механизмов стресс-коррозии, проведенные рядом ученых, указывают на возможность участия широкого круга микроорганизмов в инициации и развитии стресс-коррозионных трещин в трубной стали. Свидетельства тому можно найти в литературе, посвященной микробиологически индуцируемой коррозии металлов и их сплавов. Кроме того, в последнее время появились работы, указывающие на возможность прямого участия некоторых бактерий в таком специфическом механизме стресс-коррозии как водородное охрупчивание. Тем не менее, следует признать, что в настоящее время работы по изучению роли микроорганизмов и химических факторов окружающей среды в стресс-коррозии трубной стали находятся на начальном этапе развития и имеют во многом противоречивый характер.
– ТЭК: Вы сказали о том, что проблема стресс-коррозии уже давно интересует многих экспертов во всем мире. А существует ли возможность обмена мнениями специалистов в этой отрасли и принимают ли участие в подобных форумах специалисты вашего предприятия?
– В.С.: Сегодня такие форумы проводятся. Они открывают возможности для открытой дискуссии и обмену опытом и анализу совместных проблем в области борьбы с коррозией. Так, форум Anticor 2005, на котором присутствовали и специалисты нашего предприятия, собрал более шестидесяти научных и технических специалистов, ведущих ученых из России, Казахстана, Украины, Узбекистана, Канады, Германии, Турции и Великобритании. Было заслушано более 30 докладов, проходила оживленная, острая, весьма полемизированная дискуссия делегатов, обсуждались и наиболее волнующие и актуальные вопросы в сфере борьбы с коррозией, в том числе и со стресс-коррозией, как наименее изученной на сегодняшний день.
Думаю, что нам важно отработать системный подход к управлению коррозионными рисками. Об этом говорили и участники форума в Стамбуле. Так, представители компании «Интеркор, Инк.», обобщив опыт компаний – мировых лидеров в области управления проектами, проектирования и руководства строительством трубопроводов, а также обеспечения их безаварийной работы, таких как американские Gulf Interstate Engineering, Fluor Daniel Drive, Willbros, Universal Ensco, нидерландская Rosen, британская Arctic Pacific Contractors, канадская Marr Associates и ряд других, пришли к выводу, что обеспечение безопасного функционирования трубопроводов, как и любых других опасных производственных объектов, сводится к формированию системы отношений, способной с наибольшей результативностью обеспечить упорядочение технической, экономической, социально-психологической и правовой сторон деятельности управляемой системы на всех ее иерархических уровнях.
К сожалению, западные компании, предлагающие прогрессивные технологии обеспечения безопасности и надежности эксплуатации трубопроводов, работая со своими клиентами, соблюдают строгую конфиденциальность передаваемых документов. Вместе с тем, исходя из практики работы зарубежных компаний для организации безаварийного функционирования опасных производственных объектов, достаточно обеспечить наличие следующих компонентов:
- системы управления безопасной эксплуатацией трубопроводов и других опасных объектов (в укоренившейся практике зарубежных компаний эта система получила название Pipeline Integrity Management Systems);
- подразделений, отвечающих за функционирование систем безопасной эксплуатации трубопроводов;
- политики (стратегии) компании по повышению уровня безаварийности;
- порядка принятия организационных и управленческих решений в виде инструкций, приказов, осуществления распорядительных мер, основанных на требованиях промышленной безопасности, установленных соответствующими нормативно-правовыми актами, к проектированию, строительству, приемке в эксплуатацию, эксплуатации, расширению, реконструкции, техническому перевооружению, консервации и ликвидации опасного производственного объекта;
- квалифицированного уровня персонала, подготовленного для ведения работ на опасных производственных объектах.
Решение указанных выше задач позволит разработать систему по управлению и планированию коррозионными рисками на различных стадиях производственной деятельности. Внедрение такой системы возможно через разработку системы корпоративных стандартов, определяющих требования и процедуры как по оценке рисков, так и их приемлемости на разных этапах производственного процесса: от проектирования и при последующей эксплуатации.
– ТЭК: Насколько разработка и внедрение коррозионного риск-менеджмента актуальны для отечественной нефтегазовой инфраструктуры? Ведь не секрет, что большинство наших трубопроводов уже практически исчерпали свой амортизационный срок службы.
– В.С.: Коррозионный риск-менеджмент, безусловно, актуален для всех без исключения предприятий и объектов нашей нефтегазовой отрасли. Причем, независимо от сроков эксплуатации, поскольку само понятие «амортизационный срок службы» было введено исходя из общих экономических требований к любого рода объектам для установления нормозатрат на обслуживание и реновацию и является условным. С позиций обеспечения эксплуатационной надежности газопроводов определяющим должно быть обслуживание «по техническому состоянию». Такой подход уже давно практикуется западными компаниями. Ведь реконструкция объектов вследствие коррозионных процессов – весьма дорогое удовольствие. В России, к примеру, разрабатывается методика определения сроков службы газопроводов в целом как системных звеньев, распределенных в пространстве. Такая методика должна определять на перспективу зависимость возможного срока службы систем газопроводов, эксплуатирующихся в едином гидравлическом режиме, от вложенных средств на дальнейшую эксплуатацию с учетом реконструкции или капитального ремонта.
– ТЭК: Виктор Юрьевич, вернемся к украинским реалиям. Как можно предупредить аварии, подобные той, что случилась на МГ «Уренгой – Помары – Ужгород»?
– В.С.: С целью продления срока службы любого трубопровода необходимо его качественное обслуживание, включая и комплексное диагностическое обследование. Чтобы избежать проявлений дефектов стресс-коррозионного происхождения, уже на этапе выбора трассы газопровода необходимо учитывать, что серьезное влияние на процесс образования стресс-коррозионных повреждений оказывают химический, ионный и микробиологический состав грунтов, их обводненность, содержание углекислого газа и кислорода, естественный потенциал коррозии стали в грунтовой среде и др. К примеру, российский ВНИИСТ разработал методику комплексной диагностики на основе расчета индексов вероятности с учетом перечисленных факторов, а также проектных данных по давлению, температуре, расстоянию от компрессорной станции.
Должен сказать, что концептуально подходы специалистов нашей компании к решению данных вопросов, в основном, согласуются с мировой практикой и заключаются в том, что основой мониторинга технического состояния служат базовые обследования, проводимые наземными методами, которые являются технически достоверными и экономически наиболее приемлемыми в условиях ограниченных ресурсов (в том числе финансовых). Анализ полученных данных базового обследования и данных эксплуатирующей организации по технологическому контролю, по отказам и авариям линейной части трубопровода дает возможность оценить техническое состояние трубопровода (состояние защищенности, изоляционного покрытия, коррозии трубы, а также швов и металла трубы) и локализовать наиболее опасные участки трубопровода, требующие проведения дополнительных обследований.
– ТЭК: Что такое наземные методы обследования и в чем их преимущества?
– В.С.: За более чем шестидесятилетний период существования в структуре ОАО «ИПП «ВНИПИтрансгаз» направления диагностики и противокоррозионной защиты, которая ныне развивается в ООО «ВТГ «ДИПТРАНСГАЗ», сложилась система обследования, содержащая совокупность методов и средств контроля, а также исполнителей – специалистов контроля, которые взаимодействуют по правилам, установленным соответствующей нормативной документацией с учетом мирового опыта. Учитывая, что объект контроля, как правило, имеет значительную линейную протяженность, мы применяем передвижные лаборатории, оснащенные аппаратурой в зависимости от условий эксплуатации и состояния трубопровода.
Вообще же, базовые обследования технического состояния линейных объектов, которые осуществляются нашими специалистами, предусматривают определение (диагностирование) коррозионного состояния трубопровода, техническую диагностику конструкционной прочности швов и металла трубы, определение остаточного ресурса, прогнозирование долговечности трубопровода. В своей работе мы используем методы определения коррозионной агрессивности среды, места нахождения трубопровода, потенциалов трубопровода, параметров установок электрохимзащиты и эффективности средств защиты от коррозии, состояния изоляционного покрытия и коррозионного состояния трубопровода и т.п.
Детальность работ, их объемы и сроки выполнения определяются совместно заказчиком и исполнителем в техническом задании, программе работ и оформляются контрактом на проведение коррозионных обследований и технического диагностирования.
Стоимость работ по обследованию технического и коррозионного состояния 1 км трубопровода, которая определяется контрактом, зависит от срока и условий эксплуатации трубопровода, его состояния, параметров системы противокоррозионной защиты, других технических и природных факторов.
По результатам обследований нашими специалистами могут быть выполнены работы по составлению проектно-сметной документации на ремонт и замену трубы, а также на реконструкцию существующих средств катодной защиты или на строительство новых установок катодной защиты.
Базовые обследования служат основным эталоном на последующие 5 лет для ежегодных эксплуатационных контрольных наблюдений.
– ТЭК: Виктор Юрьевич, надо полагать, что эксплуатирующая компания должна быть заинтересована в создании информационной базы, которая позволила бы с большей эффективностью решать вопросы безопасной эксплуатации объектов?
– В.С.: Совершенно верно, решение практических задач, которые возникают в процессе эксплуатации объектов нефтегазовой сферы и связаны с анализом значительного объема информации, требует широкого использования информационных систем.
Ресурс трубопровода, к примеру, зависит от факторов среды, условий и режимов эксплуатации, характеристик материала, который деградирует в процессе работы, наличия «стартовых» и возникающих в процессе эксплуатации дефектов, достоверности получаемой информации. Все эти факторы достаточно сложные, специфические и взаимозависимые, поэтому ресурс трубопровода не может быть надежно определен на стадии проектирования и должен регулярно уточняться по показателям надежности согласно данным мониторинга технического состояния и по результатам аналитических и экспертных оценок.
Оптимальная реализация обеспечения надежности и безопасности трубопровода может быть осуществлена в рамках разработки компьютерной информационно-аналитической системы.
Создаваемая на основе современных подходов механики деформированного твердого тела, механики разрушения, металловедения, методов, средств и систем технической диагностики, теории надежности и рисков, а также информационных технологий информационно-аналитическая система предназначена решать такие основные задачи:
- формировать наиболее полное информационное обеспечение трубопровода;
- использовать расчетные методики, которые регламентируются нормативными документами разных стран;
- анализировать изменения величин и параметров в зависимости от изменений режимов эксплуатации;
- осуществлять анализ текущего технического состояния трубопровода, а также его прогнозируемых показателей;
- анализировать возможные риски и предусматривать меры, которые бы гарантировали поддержку нормативного уровня показателей надежности и безопасности;
- формировать базу знаний на основе предыдущего опыта, расчетного анализа, статистики возникновения отказов и аварий;
- давать рекомендации по планированию упреждающих мер и ремонтов, выдачу пользователям расчетов и рекомендаций из выбора предельно допустимых уровней нагрузок в зависимости от размеров дефектов, параметров испытаний, режимов эксплуатации, материалов, сроков и методов восстановления долгосрочной способности дефектного конструктивного элемента.
|
Специалистами нашей компании разработана, испытана и внедрена в производство технология проведения работ по паспортизации трубопроводов и других объектов нефтегазовой отрасли, которая, в частности, включает: сбор, анализ и систематизацию техно-эксплуатационных данных о системе трубопроводов (вплоть до характеристики каждого сварочного шва и механико-химических свойств отдельной трубы); сбор необходимых паспортных данных о сопредельных коммуникациях и землевладельцах; внесение, увязывание и отображение электронных компьютерных трасс трубопроводов, соотнесение с данными обследований их технического состояния.
В ходе работ по паспортизации выполняются точная локализация местоположения трубопроводов, их закрепление на местности, создание необходимых цифровых картографических материалов по территории их прохождения, поиск инженерных коммуникаций, которые пересекают трубопроводы, а также анализируется технический архив организаций, которые эксплуатируют данный объект.
Результаты паспортизации закладываются в основу компьютерной географической информационной системы (ГИС) магистральных трубопроводов, что служит базой для проведения дальнейшего технического обследования их состояния. После выполнения всех диагностических работ материалы обследований заносятся в созданную ГИС, которая передается соответствующим службам компании, эксплуатирующей данный объект.
– ТЭК: Виктор Юрьевич, осуществляя диагностику технического и коррозионного состояния объектов нефтегазовой сферы, специалисты ООО «ВТГ «ДИПТРАНСГАЗ» обходятся собственными силами, знаниями и опытом, или же приходится обращаться за помощью в другие организации?
– В.С.: Специалисты нашего предприятия ежегодно определяют техническое состояние 700-1000 км линейной части трубопроводов, а также трубопроводов технологической обвязки трех-четырех компрессорных станций. Нашими специалистами обследованы магистральные трубопроводы различного назначения, подземные хранилища газа и другие объекты нефтегазовой отрасли в Украине, Азербайджане, Беларуси, Грузии, Казахстане, Латвии, Литве, Молдове, России, Туркменистане и Узбекистане.
Конечно же, выполняя диагностику металла трубы и сварных швов, определяя конструкционную прочность и остаточность ресурса тех или иных объектов нефтегазовой отрасли, мы, порой, прибегаем к помощи специалистов ведущих организаций в вопросах антикоррозионной защиты в Украине, России и других странах. За более чем шестидесятилетний срок работ в этой сфере у нас сложились очень хорошие партнерские отношения, в частности, с Институтом электросварки им. Патона Национальной академии наук Украины, Физико-Механическим институтом НАНУ (Львов); Институтом проблем материаловедения НАНУ (Киев); Институтом целостности конструкций (Киев); Центром сертификации и контроля «Східтехексперт» (Харьков); Институтом микробиологии и вирусологии им. Заболотного НАНУ (Киев); ООО «ВНИИГАЗ» и ОАО «ВНИИСТ» (Российская Федерация); Shell (Голландия – Великобритания); Tebodin (Голландия); Jotun (Норвегия) и др. |