РАГС - РОССИЙСКИЙ АРХИВ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ, а также строительных норм и правил (СНиП) |
||||||||||||||||||||||
|
СТО Газпром 2-2.3-220-2008 Методика мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводных систем "высокой стороны" КС.ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ» СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ МЕТОДИКА СТО Газпром 2-2.3-220-2008 Москва 2008 Предисловие
Введение Настоящий стандарт разработан в рамках
Программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ОАО «Газпром»
на 2007 год, утвержденной Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б. Миллером
07 февраля Целью разработки настоящего стандарта является определение методических и технических требований к процессу непрерывного слежения и регистрации напряженно-деформированного состояния трубопроводов компрессорных станций, работающих в условиях циклических или внезапных подвижек грунтов, вызывающих перемещения опорных конструкций и подземной части трубопроводов. Содержание СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА «ГАЗПРОМ»
Дата введения - 2009-01-22 1 Область применения1.1 Настоящий стандарт распространяется на трубопроводы технологического газа (далее - трубопроводы) компрессорных станций и дожимных компрессорных станций ОАО «Газпром», на которые распространяются требования СНиП 2.05.06-85* [1]. 1.2 Настоящий стандарт устанавливает требования к технологическому процессу мониторинга напряженно-деформированного состояния, а также к организации и проведению работ при мониторинге напряженно-деформированного состояния трубопроводов компрессорных станций и дожимных компрессорных станций ОАО «Газпром». 1.3 Положения настоящего стандарта обязательны для применения газодобывающими и газотранспортными дочерними обществами ОАО «Газпром», а также специализированными организациями, привлекаемыми к разработке системы мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводов компрессорных станций и дожимных компрессорных станций ОАО «Газпром». 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты: ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования ГОСТ Р 52330-2005 Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования СТО Газпром 2-3.5-046-2006 Порядок экспертизы технических условий на оборудование и материалы, аттестации технологий и оценки готовности организаций к выполнению работ по диагностике и ремонту объектов транспорта газа ОАО «Газпром» Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по соответствующим указателям, составленным по состоянию на 1 января текущего года, и информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 3 СокращенияВ настоящем стандарте применены следующие сокращения: ДКС - дожимная компрессорная станция; КИК - коммутационно-измерительная колонка; КС - компрессорная станция; КЦ - компрессорный цех; НДС - напряженно-деформированное состояние; НК - неразрушающий контроль; ТПО - трубопроводная обвязка. 4 Основные положения4.1 Последовательность и объем работ4.1.1 Разработка и монтаж системы мониторинга НДС могут проводиться как на этапе эксплуатации, так и па этапе строительства, реконструкции или ремонта трубопроводов КС и ДКС ОАО «Газпром». Если монтаж системы мониторинга НДС проводится на этапе эксплуатации трубопроводов, для определения исходных уровней напряжений/деформаций на момент установки стационарных датчиков необходимо предварительно провести оценку напряженно-деформированного состояния ТПО в соответствии с Методикой оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2]. В том случае, когда монтаж системы мониторинга НДС проводится на этапе строительства, реконструкции или ремонта трубопроводов, замыкающий стык должен выполняться после установки датчиков контроля НДС. 4.1.2 Отслеживаемые в ходе мониторинга изменения уровня НДС ТПО являются следствием воздействия непроектных нагрузок, связанных с изменением высотного положения опорной системы. Контроль высотных отметок трубопроводов осуществляется с помощью геодезического нивелирования в соответствии с приложением А. 4.1.3 При создании системы мониторинга НДС ТПО работы должны проводиться в следующем порядке: - анализ проектной, исполнительной и эксплуатационной документации; - выбор сечений для размещения стационарных датчиков контроля НДС; - монтаж стационарной системы мониторинга НДС; - разработка регламента мониторинга и обучение персонала эксплуатирующей организации. 4.2 Требования к организациям, обслуживающему персоналу и средствам контроля4.2.1 Привлекаемые для разработки систем мониторинга НДС трубопроводов специализированные организации должны соответствовать требованиям СТО Газпром 2-3.5-046. 4.2.2 К проведению контроля допускаются специалисты, прошедшие обучение по используемому методу НК с аттестацией на уровень квалификации не ниже второго, в соответствии с ПБ 03-440-02 [3]. 4.2.3 Используемые приборы и другие средства НК должны иметь необходимые документы, подтверждающие правомерность их применения. 5 Анализ проектной, исполнительной и эксплуатационной документации5.1 Эксплуатирующая организация обязана предоставить исполнителю работ по мониторингу НДС всю имеющуюся проектную, исполнительную и эксплуатационную документацию по объекту мониторинга. 5.2 По проектной документации необходимо проанализировать: - чертежную документацию на трубопровод с опорами и подвесками; - характеристику грунтов на локальных участках трубопровода; - диаметры и толщины стенок, сведения о материале труб, характеристики соединительных фасонных изделий; - план и профиль трубопровода, проектные решения на отдельных участках; - расчет трубопровода на прочность (выписку из него с указанием обозначения расчета), содержащий перечень рассчитываемых узлов трубопровода, действующих на них нагрузок и температурных воздействий, а также перечень режимов эксплуатации; - производственные инструкции (технологические регламенты) по эксплуатации трубопроводов. 5.3 По исполнительной документации необходимо проанализировать: - комплект схем и чертежей трубопровода, которые должны давать возможность контроля соответствия трубопровода требованиям проекта, оснащения контрольно-измерительными приборами и т.п., с указанием расположения сварных соединений и опор; - согласования по отклонению от проектной документации. 5.4 По эксплуатационной документации необходимо проанализировать: - технические условия работы объекта (температура и давление рабочей среды, давление и температура испытаний, испытательная среда, срок службы); - сертификаты на трубы и другие элементы; - результаты технического освидетельствования; - отказы, имевшие место за период с начала пусконаладочных работ, связанные с подвижками опорной системы и фунтов; - данные о реконструкции трубопровода. 5.5 По результатам анализа технической документации составляется заключение, содержащее: - перечень проанализированной документации; - сведения об исходных данных о трубопроводе; - сведения о ремонте и реконструкции трубопровода; - сведения об отказах и истории нагружения трубопровода. 5.6 Если имели место отклонения положения труб от проектных параметров, то должна быть установлена их возможная причина: - вследствие некорректного исполнения проектных заданий; - подвижек фундаментных оснований опор трубопроводов; - просадки подземных трубопроводов в процессе эксплуатации. 5.7 При отсутствии какой-либо технической документации, в особенности касающейся материалов и механических свойств отдельных элементов ТПО (сертификаты и паспорта труб, отводов, тройников и т.д.), должны быть выполнены работы но ее восстановлению в соответствии с Временной инструкцией по восстановлению технической документации на технологические трубопроводы компрессорных станций, дожимных компрессорных станций и станций подземных хранилищ газа [4]. 6 Выбор сечений для размещения стационарных датчиков6.1 Контроль НДС трубопроводов производится в зонах локализации напряжений при возможных непроектных кинематических нагрузках, связанных с перемещением опорной системы трубопроводов. Зоны локализации напряжений определяются на основе статического расчета в соответствии с Методикой оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2]. 6.2 Расчеты на статическую прочность выполняются для проектных нагрузок и для возможных отдельных (и в сочетаниях) кинематических нагрузок от опорной системы. Целью расчетов является выявление сечений трубопроводов с максимальными напряжениями для установки в этих сечениях стационарных датчиков. 6.3 Требования, предъявляемые к средствам расчета - программным пакетам; - приобретенное средство расчета должно быть лицензионным программным продуктом; - если средство расчета является собственным программным продуктом, оно должно быть апробировано на достаточном количестве верификационных задач с известными аналитическими решениями в области строительной механики; - программное средство расчета должно предоставлять численные результаты расчетов статических напряжений и перемещений элементов конструкций в балочной или стержневой постановке задачи безотносительно основ численных методов; - программное средство должно иметь возможность учитывать при расчете нагрузки типа сосредоточенных и распределенных сил, давлений, моментов, гравитационных и температурных нагрузок, а также нагрузок, заданных в виде перемещений; - расчетные схемы для определения НДС ТПО в части задания нагрузок, воздействий и коэффициентов надежности по нагрузке должны быть составлены с учетом требований СНиП 2.05.06-85* [1]; - расчетные схемы должны адекватно отражать условия закрепления в граничных условиях, виды нагрузок, конструкции опор с трением, характеристики жесткости и линейные размеры запорно-регулирующей арматуры и т.д. 6.4 При задании нагрузок в расчетных схемах должны быть учтены; - собственный вес трубопроводов и конструкций; - номинальное внутреннее давление; - температурные перепады; - силы трения на опорах; - возможные кинематические нагрузки в перемещениях. 6.5 Если программное средство основано на методах конечных элементов, размер элемента должен определяться в каждой конкретной модели из соображений допустимости расчетной погрешности и представительности графической формы результатов расчета. Для расчетной схемы ТПО КЦ в балочной
постановке (диаметр труб от 325 до 6.6 Для подземных участков трубопроводов расчетная схема должна отражать условия работы трубопровода и взаимодействие его с фунтом в части весовой нагрузки и фактической опорной системы. 6.7 При выполнении статических расчетов расчетные схемы должны быть скорректированы в граничных условиях с учетом измеренных фактических статических перемещений под нагрузкой. 6.8 Результаты расчетов должны содержать: - числовые данные по перемещениям, внутренним усилиям и напряжениям; - эпюры перемещений, максимальных эквивалентных или продольных напряжений, продольных сил и изгибающих моментов; - табличные значения продольных напряжений в расчетных узлах, соответствующих положению площадок измерения напряжений при заданиях в расчетной схеме нагрузок и граничных условий на момент проведения измерений. 6.9 В результатах расчетов должны быть указаны участки с максимальными уровнями напряжений, а также даны сопутствующие пояснения о допустимости/недопустимости расчетных значений по отношению к нормативным значениям. 7 Требования к системе мониторинга напряженно-деформированного состояния7.1 Первичные (датчики) и вторичные (индикация результатов измерения) средства контроля НДС должны обеспечивать: - возможность контроля деформации и/или напряжений в продольном (осевом) направлении трубы; - погрешность измерений деформаций (напряжений) не более 5 %; - стабильность измерений в диапазоне температур от минус 40 °С до плюс 100 °С; - флуктуацию (отклонения) показаний измерений вследствие ползучести крепежных элементов не более 1 % в год; - диапазон измеряемых деформаций не менее 2×10-3. Датчики должны быть обеспечены системой температурной коррекции или термостатической защитой и иметь гидромеханическую защиту. Конструкция средств контроля должна соответствовать требованиям безопасности, установленным на КС (искровзрывобезопасность и т.п.). 7.2 В качестве стационарных датчиков контроля НДС ТПО используются следующие первичные средства измерения: - бумажные или фольговые тензорезисторы; - тензодатчики струнного типа; - оптоэлектронные измерители перемещений (деформаций); - магнитошумовые датчики; - акустические датчики; - механические тензопреобразователи. 7.3 Бумажные или фольговые тензорезисторы с надежной гидромеханической защитой тензорозеток могут быть использованы, если назначенный срок мониторинга НДС не превышает двух лет. Кроме того, бумажные тензорезисторы должны быть продублированы в каждой розетке. При назначенном сроке мониторинга НДС более двух лет в качестве стационарных датчиков должны быть использованы тензодатчики струнного типа или механические тензопреобразователи. Технические характеристики струнных датчиков деформации, удовлетворяющих предъявленным требованиям, приведены в приложении Б. 7.4 Оптимальное количество датчиков и их распределение по ТПО определяется на основе статических расчетов участков с нагрузками в виде возможных перемещений. 7.5 Порядок подготовки измерительной площадки (размер, способ зачистки, необходимость травления и т.д.) для каждого средства измерения индивидуален и не должен противоречить правилам эксплуатации КС (необратимые повреждения изоляции, утонения стенок трубы, царапины, вмятины, задиры и т.д. - недопустимы). Применение электродуговой сварки при монтаже стационарных датчиков недопустимо. Рекомендуется ударно-конденсаторная приварка крепежных шпилек (аналогично креплению контактов средств электрохимической защиты). 7.6 Для надземных и подземных
участков ТПО КЦ рекомендуется устройство КИК с размещением в них стационарных
терминалов, блоков сопряжения и интерфейсов. Допустимая длина кабелей от
датчиков до блоков сопряжения должна быть не менее 7.7 Система мониторинга НДС должна обеспечивать автоматический сбор основной (деформации, напряжения) и режимной (температура стенки трубы и рабочее давление) информации и передачу се на компьютер. 7.8 Программные средства должны отвечать следующим требованиям: - опрос каждого датчика в автоматическом режиме с заданной периодичностью или в ручном режиме по команде; - запись в базу данных показаний датчиков и режимных параметров (давление и температура); - хранение калибровок датчиков (при необходимости) и перевод показаний датчиков в единицы напряжения и деформации трубопроводов; - построение временных трендов показаний каждого датчика; - автоматическое отслеживание выхода показаний датчиков за контрольные уставки и выдача предупредительных сигналов; - архивация данных и передача их в диагностический центр; - возможность изменения в процессе эксплуатации количества подключенных к системе датчиков. 8 Регламент мониторинга напряженно-деформированного состояния8.1 Начальным показаниям датчиков должны быть поставлены в соответствие: - параметры эксплуатации ТПО на момент монтажа датчиков (внутритрубное давление, температура стенки трубы и окружающего воздуха или грунта); - результаты выполненных в соответствии с Методикой оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2], измерений текущих значений напряжений ТПО в точках установки датчиков (только в случае монтажа системы мониторинга НДС на этапе эксплуатации ТПО КЦ); - результаты геодезического нивелирования, выполненного в соответствии с приложением А. 8.2 При настройке стационарных датчиков с «плавающим нулем» в рабочем диапазоне измерений (например, начальное натяжение струны) точка отсчета должна делить диапазон измерений в отношении 1:3 («сжатие» к «растяжению») при наличии рабочего давления газа в трубе и в отношении 1:7 для трубы без давления. 8.3 За каждым датчиком должны быть зафиксированы по три индивидуальные «уставки» - в зависимости от режима эксплуатации трубопровода на момент монтажа датчика. «Уставка» датчика - установленное значение продольного напряжения (пересчитанного из деформации для плоского напряженного состояния), при котором необходимо принятие определенных мер, а именно: - при повышении значения напряжения на 50 МПа («уставка» № 1) - провести повторные геодезические измерения на данном участке ТПО; - при повышении напряжения до предельного по СНиП 2.05.06-85* значения («уставка» ,№ 2) - провести повторные геодезические измерения на данном участке ТПО, а специализированной организации - провести работы по выяснению причин повышения напряжения и его устранению; - при повышении напряжения до значения, равного 85 % от предела текучести («уставка» № 3), - остановить эксплуатацию участка ТПО КЦ, а специализированной организации - провести работы по выяснению причин повышения напряжения и его устранению. 8.4 Периодичность проведения опроса датчиков мониторинга НДС должна составлять: - для стационарных терминалов - не реже одного раза в неделю; - для датчиков с переносным устройством считывания - не реже одного раза в месяц. 8.5 При проведении опроса датчиков необходимо фиксировать следующие режимные параметры: - давление в трубопроводе в месте установки датчика; - температуру трубопровода в месте установки датчика; - температуру окружающей среды (при необходимости). 8.6 Плановые геодезические измерения в течение первых двух лет мониторинга НДС проводятся не реже двух раз в год (весной и осенью), а внеплановые - по «уставке» № 1. 8.7 На основе анализа полученных в результате мониторинга НДС данных специализированная организация составляет плановый годовой отчет о возможности нормальной эксплуатации ТПО КЦ. Отчет также может содержать рекомендации по изменению регламента мониторинга НДС. При производстве работ по устранению причин повышенных значений напряжений («уставки» № 2 и № 3) специализированная организация также составляет заключение о причинах нештатной ситуации и принятых мерах по ее устранению. 9 Требования безопасности при проведении работ9.1 При проведении работ следует соблюдать требования пожарной безопасности ВППБ 01-04-98 [5] и правила по охране труда, предусмотренные на КС, на которой проводятся работы по мониторингу. 9.2 На рабочих местах, где проводится мониторинг, должны быть обеспечены условия электробезопасности в соответствии с требованиями ПОТР М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00 [6]. 9.3 Перед работами все специалисты по мониторингу НДС должны пройти соответствующий инструктаж по технике безопасности с регистрацией в специальном журнале. Приложение А
|
[1] |
Строительные нормы и правила СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы |
[2] |
Методика оценки напряженно-деформированного состояния
технологических трубопроводов компрессорных станций (утверждена ОАО «Газпром»
12 августа |
[3] |
Правила аттестации ПБ 03-440-02 Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля |
[4] |
|
[5] |
Правила пожарной безопасности ВППБ 01-04-98 Правила пожарной безопасности для предприятий и организаций газовой промышленности |
[6] |
Правила по охране труда ПОТР М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00 Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок |
Ключевые слова: мониторинг, напряженно-деформированное состояние, трубопроводы, компрессорная станция