СТО Газпром 2-2.3-243-2008

  Главная      Учебники - Газпром     

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   260  261  262  263  264  265  ..

 

 

 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

Дочернее открытое акционерное общество «Оргэнергогаз»

Общество с ограниченной ответственностью

«Информационно-рекламный центр газовой промышленности»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛЕ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИБОРОВ, ОСНОВАННЫХ НА МАГНИТОШУМОВОМ МЕТОДЕ

СТО Газпром 2-2.3-243-2008

1 РАЗРАБОТАН

Дочерним открытым акционерным обществом «Оргэнергогаз»

 

2 ВНЕСЕН

Департаментом по транспортировке, подземному хранении и использованию газа ОАО «Газпром»

 

3 УТВЕРЖДЕН И

Распоряжением ОАО «Газпром» от 15 августа 2008 г. № 250

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

с 20.04.2009

 

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

Содержание

Введение

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения и сокращения

4 Применяемые средства измерений и их характеристики

5 Подготовка к проведению измерений

5.1 Этапы подготовки к проведению измерений

6 Проведение измерений

7 Оформление выходных документов

8 Калибровка средств измерений

9 Требования безопасности при проведении работ

Приложение А (справочное)

Приложение Б (справочное)

Библиография

 

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 2007 г. № 01-12, и на основании п. 4.2 Перечня приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2006-2010 гг., утвержденного Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б. Миллером 11 октября 2005 г. №01-106.

Настоящий стандарт определяет единый порядок проведения измерений деформаций/напряжений в металле трубопроводов, изготовленных из ферромагнитных материалов, на объектах ОАО «Газпром».

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к технологическому процессу, организации и безопасности работ при проведении измерений напряженно-деформированного состояния в металле трубопроводов технологического газа компрессорных станций и дожимных компрессорных станций ОАО «Газпром», на которые распространяется действие СНиП 2.05.06-85* [1], с использованием приборов, основанных на магнитошумовом методе.

1.2 Настоящий стандарт обязателен для применения при проведении диагностических работ на объектах газодобывающих и газотранспортных дочерних обществ ОАО «Газпром».

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)

ГОСТ Р 51350-99 (МЭК 61010-1-90) Безопасность электрических контрольно-измерительных приборов и лабораторного оборудования. Часть 1. Общие требования

ГОСТ Р 52330-2005 Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования

ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений

ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

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 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины в соответствии с ГОСТ Р 52330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 ферромагнитные материалы: Железо, никель, кобальт или другие вещества, которые имеют высокую магнитную проницаемость.

3.1.2 магнитная проницаемость: Физическая величина, характеризующая изменение магнитной индукции вещества под действием магнитного поля (равна отношению модуля магнитной индукции к модулю напряженности магнитного поля).

3.1.3 магнитошумовой метод: Метод определения напряженно-деформированного состояния конструкций из ферромагнитных материалов путем измерения магнитного шума, возбуждаемого магнитными импульсами.

3.1.4 калибровочная характеристика: Зависимость, осуществляющая преобразование относительного значения магнитоупругости в абсолютные единицы напряжений.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

МШМ — магнитошумовой метод;

ТПО — трубопроводная обвязка;

НДС — напряженно-деформированное состояние.

4 Применяемые средства измерений и их характеристики

4.1 Технические требования, которым должны удовлетворять средства измерений НДС трубопроводов, эксплуатируемых на объектах ОАО «Газпром», изложены в Методике оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2].

4.2 Применяемая в ОАО «Газпром» Методика оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2] не накладывает ограничений на какой-либо конкретный тип средств для прямых измерений деформаций/напряжений.

4.3 Экспертиза соответствия технических условий на применяемые средства измерений установленным техническим требованиям производится в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-046.

4.4 Настоящий стандарт разработан в соответствии с ГОСТ Р 8.563, устанавливающим порядок разработки методик выполнения измерений.

4.5 Приборы, основанные на МШМ, по результатам сравнительных испытаний признаны приоритетными при проведении оценки НДС технологических трубопроводов компрессорных станций ОАО «Газпром» на этапе их эксплуатации [3].

4.6 Технические характеристики ряда приборов, основанных на МШМ, удовлетворяющие требованиям, предъявленным в Методике оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2], приведены в приложениях А и Б.

5 Подготовка к проведению измерений

5.1 Этапы подготовки к проведению измерений

5.1.1 Анализ технической документации на объект контроля, включающий:

- выявление марок сталей и уточнение типоразмеров узлов и мест расположения сварных соединений;

- анализ режимов работы объекта измерения и причин отказов;

- выявление конструктивных особенностей узлов и мест расположения сварных соединений.

5.1.2 Составление карты контроля со схемой измерений. Определение сечений для измерений на участке трубопровода должно соответствовать требованиям, изложенным в Методике оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2].

5.1.3 Подготовка площадок измерений согласно схеме измерений, заключающаяся в выполнении следующих работ с учетом особенностей приборов МШМ:

- необходимо освободить участок трубы от кожуха, битумной мастики или изоляции и произвести зачистку металлической поверхности до шероховатости Rz40;

- поверхность, подготовленная к измерениям, должна представлять собой площадку размером, в 2 - 3 раза превышающим линейные размеры первичного измерительного преобразователя (не менее 5×5 см), равномерно зачищенную до металлического блеска;

- зачистка должна осуществляться наждачной бумагой разнонаправленно, без выделенных направлений зачистки;

- при зачистке площадки измерений нельзя применять инструменты, которые могут привести к остаточным напряжениям в поверхностном слое (при термическом воздействии) металла (например, шлифовальные машины);

- на зачищенной поверхности площадки не должно наблюдаться неоднородностей по цвету и структуре металла;

- поверхности для рабочих измерений и для калибровочных измерений по способу и чистоте обработки должны быть подготовлены идентично;

- крашеные или окисленные поверхности следует очищать до чистого металла;

- процедура подготовки измерительной площадки (размер, характер обработки и т.д.) не должна противоречить правилам эксплуатации оборудования магистральных газопроводов (необратимые повреждения изоляции, утонение стенок трубы, царапины, вмятины, задиры и т.д. - недопустимы);

- границы измерительных площадок должны отстоять от сварных швов (продольных и кольцевых) не менее чем на 10 см;

- поверхность площадок должна быть сухой.

5.2 Производится расчет ожидаемых напряжений в сечениях ТПО в соответствии со СНиП 2.05.06-85* [1]. В соответствии с ожидаемыми напряжениями и марками сталей осуществляется подбор калибровочных характеристик.

5.3. Перед проведением измерений магнитошумовые приборы прогреваются в течение 10 - 15 мин.

6 Проведение измерений

6.1 Режим измерения прибора МШМ выбирается в соответствии с рекомендациями изготовителя средства измерения, а также с учетом опыта работы специалиста, выполняющего измерения. Проведение калибровочных и натурных измерений для магнитошумовых приборов связано с выбором величины и частоты тока намагничивания. Магнитошумовые приборы, как правило, оснащены системой выбора оптимального тока намагничивания. При отсутствии таких систем оператору следует придерживаться следующих правил.

6.1.1 Величина тока определяет силу магнитного поля в области контакта датчика с материалом. Если сила магнитного поля слишком велика, то материал или магнитная схема датчика может оказаться в состоянии магнитного насыщения. Чувствительность измерительной системы к определению величины напряжения становится ниже. Если сила магнитного поля слишком мала, то уровень считываемого сигнала может оказаться недостаточным, диапазон измерений сужается, а чувствительность вновь ослабевает.

6.1.2 Характеристика «напряжение - магнитоупругость» линейна не во всем диапазоне. При увеличении величины тока намагничивания линейность и чувствительность смещаются в сторону малых значений деформаций и напряжений и наоборот, поэтому перед измерениями желательно знать, в каком диапазоне напряжений следует ожидать результаты.

6.1.3 Частота тока непосредственно связана с глубиной измерения в поверхностном слое. Возможность применения метода измерения шумов Баркгаузена лишь для определенных глубин объясняется наличием демпфирования. Величина демпфирования зависит от магнитной проницаемости материала, электрической проводимости и частотного диапазона измерения. Чем ниже магнитная проницаемость или частотный диапазон, тем больше глубина измерения.

6.2 При проведении измерений следует избегать попадания осадков (снега и дождя) на поверхность площадки, т.к. наличие влаги может изменить переходное сопротивление контакта датчика прибора с металлом трубы.

6.3 Фиксируемая измеряемая величина по каждой измерительной площадке должна быть усреднена по выборке из 4 - 6 измерений по всей поверхности площадки. Усреднение должно производиться без учета «выбросов» по ГОСТ Р ИСО 5725-2.

6.4 При получении значительных «выбросов» (аномальных результатов) измерений необходимо:

- перезачистить измерительную площадку и повторить измерение;

- провести измерения рядом с площадкой, при контроле которой получены «выбросы» измерений;

- провести анализ причин «выброса» измерений с учетом качества подготовки площадки, наличия концентраторов напряжения, влияния значительного изгибающего момента, наличия участков трубы с металлом другой марки стали;

- с учетом проведенного анализа повторить измерение.

6.5 Если на участке трубопровода проводится серия измерений при разных режимах работы (в т.ч. с давлением/без давления), необходимо:

- фиксировать параметры режима работы (давление и температуру стенки трубы) по каждому сечению измерения;

- на границах участка или в характерных точках проводить измерения перемещений (с помощью датчиков статических перемещений), соответствующие каждому режиму работы.

7 Оформление выходных документов

7.1 При завершении измерений оформляется протокол с обязательной регистрацией следующих данных:

- наименование линейно-производственного управления или компрессорной станции, номер компрессорного цеха, наименование участка трубопровода;

- результаты визуального контроля объекта измерений;

- режимы работы объекта измерений, его наработка с начала эксплуатации, температура окружающего воздуха;

- сведения об отказах, ремонтах, реконструкции, сезонных регулировках опорных конструкций;

- тип применяемого прибора, параметры измерений;

- дата проведения измерений, фамилия, инициалы и подпись специалиста, выполнявшего измерения (его квалификация, номер свидетельства).

7.2 К протоколу прикладывается схема объекта измерений с указанием измерительных площадок и измеренных величин, а также внутреннее давление, рабочая температура и толщина стенки трубы для каждой измерительной площадки.

8 Калибровка средств измерений

8.1 Для калибровки средств измерений МШМ следует использовать образцы, наиболее точно соответствующие испытываемому материалу, в частности:

- микроструктура калибровочного образца должна соответствовать микроструктуре реального испытываемого материала. Это касается режима термообработки, состава, твердости и иных характеристик стали. Не следует использовать калибровочные характеристики, полученные с горячекатаным материалом, для испытания нормализованного материала (одной марки стали);

- обработка и чистота поверхности калибровочного образца должны соответствовать обработке и чистоте поверхности испытываемого материала.

8.2 Калибровка средств измерения и исследуемого материала должна производиться на оборудовании, реализующем линейное или плосконапряженное состояние образца материала в диапазоне напряжений от 100 МПа по сжатию до 300-350 МПа по растяжению (до 80 % от предела текучести) с интервалом, не превышающим 20 МПа.

8.3 Линейная (одноосная) калибровка без значимой потери точности используется, если одна из компонент плосконапряженного состояния составляет менее 25 % предела текучести.

8.4 Линейная (одноосная) калибровка проводится с использованием разрывной машины или на образцах типа «консольная балка», с применением методов тензометрии или расчетных методов. Результатом калибровки является однозначное соответствие магнитоупругого параметра и деформации (напряжения при этом пересчитываются по закону Гука).

8.5 Двухосная калибровка проводится на крестообразных образцах с последовательным ступенчатым нагружением в продольном и поперечном направлениях, с использованием методов тензометрии (например, данное калибровочное устройство поставляется изготовителем совместно с прибором «Stresscan-500C»). В результате калибровки двум значениям магнитоупругого параметра (в продольном и поперечном направлениях) соответствуют два значения деформаций (напряжения при этом должны быть пересчитаны по обобщенному закону Гука).

8.6 При отсутствии калибровочных характеристик исследуемого материала или сертификатов качества на трубы можно проводить оперативную калибровку по месту измерения напряжения в кольцевом направлении при ступенчатом нагружении трубы внутренним давлением. Результаты измерений при этом приводятся в соответствие численным значениям напряжений по зависимости кольцевого напряжения от давления по Методике оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций [2].

8.7 При построении калибровочных характеристик необходимо учитывать, что магнитошумовые приборы имеют ряд параметров (глубина измерения, величина и частота тока намагничивания и т.д.), характеризующих режим измерения. Калибровочные характеристики должны быть получены для каждого режима, используемого для натурных измерений.

9 Требования безопасности при проведении работ

9.1 Используемые средства измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51350, предъявляемым к оборудованию класса I.

9.2 К эксплуатации средств измерений допускается персонал, подготовленный в соответствии с ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00 [4] и изучивший руководство по эксплуатации средства измерения.

9.3 Запрещается оставлять средства измерений МШМ без надзора во включенном состоянии.

Приложение А
(справочное)

Технические характеристики прибора «Интроскан»

А.1 Производитель прибора - ООО «Фирма РКК» (Российская Федерация).

А.2 Назначение прибора

А.2.1 Анализатор напряжений и структуры металлов магнитошумовой «Интроскан» (далее - анализатор) предназначен для перемагничивания объектов из ферромагнитных материалов и приема магнитного шума (шум Баркгаузена), возникающего в процессе их перемагничивания, обработки и вывода информации о спектральной плотности принимаемого магнитного шума.

Область применения анализатора - машиностроительная, авиационная, автомобильная, судостроительная и иные отрасли промышленности.

А.2.2 Анализатор используется для контроля внутренних механических напряжений, толщины упрочненного слоя, выявления шлифовальных прижогов, зон термического влияния и других физико-механических параметров ферромагнитных материалов и изделий при наличии корреляционной связи между шумами Баркгаузена и физико-механическими свойствами.

А.2.3 Нормальными условиями применения анализатора являются:

- температура окружающего воздуха от 0 °С до плюс 40 °С;

- относительная влажность воздуха от 45 % до 80 %;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

- напряжение питающей сети 220 В с допускаемыми отклонениями от минус 33 до плюс 22 В и частотой питающей сети (50 ± 1) Гц либо напряжение постоянного тока 12 В с допускаемыми отклонениями от минус 1,5 до плюс 2 В.

А.2.4 Степень защиты от проникновения твердых тел и воды IP 20 по ГОСТ 14254.

А.3 Технические характеристики

А.3.1 Анализатор обеспечивает установку следующих частот перемагничивания контролируемого изделия: 15, 30, 45, 60, 90 и 120 Гц с погрешностью не более ± 0,3 %.

А.3.2 Анализатор обеспечивает установку поля перемагничивания контролируемого изделия в диапазоне от 1 до 200 относительных единиц с погрешностью не более ±(0,5 + 0,007∙IМ) отн. ед., где IМ - установленная относительная величина поля перемагничивания.

А.3.3 Анализатор обеспечивает перемагничивание контролируемого изделия в двух режимах:

- стабилизация магнитного поля;

- стабилизация магнитного потока.

А.3.4 Анализатор обеспечивает вращение вектора перемагничивающего поля в диапазоне углов от 0° до 180° (при использовании четырехполюсного датчика).

А.3.5 Минимальный интервал вращения вектора перемагничивающего поля составляет 1 град.

А.3.6 Частотные диапазоны фильтрации магнитного шума равны: (5-30), (5-200), (5-1000), (20-30), (20-200), (20-1000) и (200-1000) кГц с погрешностью не более ± 2 %.

А.3.7 Анализатор обеспечивает как автоматическую, так и ручную адаптацию к уровню измеряемого шума.

А.3.8 Анализатор обеспечивает установку времени измерения в диапазоне от 0,1 до 10 с.

А.3.9 Питание анализатора осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, частотой (50 ± 1) Гц. Допускаемые отклонения напряжения питания составляют от минус 33 до плюс 22 В.

А.3.10 Время установления рабочего режима: 10 мин.

А.3.11 Продолжительность непрерывной работы: не менее 8 ч.

А.3.12 Потребляемая мощность: не более 30 ВА.

А.3.13 Габаритные размеры (не более):

- электронного блока: 318×180×105 мм;

- универсального датчика: 59×36×19 мм;

- четырехполюсного датчика: 35×60×125 мм.

А.3.14 Длина кабелей для подключения датчиков: не менее 2 м.

А.3.15 Масса анализатора: не более 5 кг.

А.3.16 Средняя наработка на отказ: не менее 2500 ч.

А.3.17 Средний срок службы анализатора: не менее 5 лет.

А.4 Указания по мерам безопасности

А.4.1 По безопасности анализатор соответствует требованиям ГОСТ Р 51350, предъявляемым к оборудованию класса I.

А.4.2 Анализатор должен иметь надежное электрическое соединение с клеммой защитного заземления, расположенной на задней панели. Возле клеммы защитного заземления нанесен знак < ╧ >.

А.4.3 Индикатор заряда батареи и включения питания, расположенный на лицевой панели, автоматически извещает оператора о подаче на анализатор электрического напряжения. Мигание индикатора свидетельствует о текущем состоянии процесса заряда аккумуляторной батареи управляющего компьютера.

А.4.4 Запрещается:

- оставлять прибор без надзора во включенном состоянии;

- производить замену его элементов при включенном состоянии (под напряжением).

Приложение Б
(справочное)

Технические характеристики прибора «Stresscan-500C»

Б.1 Производитель прибора - фирма «AST» (США).

Б.2 Принцип работы

Принцип работы прибора основан на методе измерения величины магнитоупругости материалов. Прибор использует специализированные запатентованные датчики, предназначенные для возбуждения и считывания в тестируемом материале сигнала магнитоупругости. Прибор представляет замеры в единицах измерения шума Баркгаузена, получивших название «параметр магнитоупругости», который определяется как относительная величина, пропорциональная усредненному значению пиковых амплитуд шума Баркгаузена.

Б.3 Технические характеристики

Б.3.1 Глубина измерений: 0,2, 0,07 и 0,02 мм.

Б.3.2 Нормальные условия работы - при температуре окружающего воздуха от 0 °С до плюс 50 °С.

Б.3.3 Время непрерывной работы прибора в режиме измерения при полностью заряженных батареях составляет от 1 до 6 ч.

Б.3.4 Цикл зарядки разряженных батарей: не менее 8 ч.

Б.4 Режимы работы прибора

Б.4.1 Режим «MEAS»

Режим используется для повседневного тестирования материалов, на которые уже имеются калибровочные характеристики (режим может быть использован только в случае наличия в памяти измерительной системы заранее записанных калибровочных характеристик).

Б.4.2 Режим «CAL»

Режим используется для создания и записи в измерительную систему набора данных, определяющих форму калибровочной характеристики. Кроме того, режим используется для установки нижнего и верхнего пределов отбраковки. Калибровочные характеристики используются для преобразования относительного значения параметра магнитоупругости в абсолютную величину напряжений.

Б.4.3 Режим «EXPMNT»

В данном режиме осуществляется измерение неоткалиброванной величины относительной магнитоупругости тестируемой области объекта измерения. Кроме того, режим используется для проведения экспериментов и построения калибровочных характеристик.

Библиография

[1]

Строительные нормы и правила

Магистральные трубопроводы

СНиП 2.05.06-85*

[2]

Методика оценки напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов компрессорных станций (утверждена ОАО «Газпром» 12 августа 2002 г.)

[3]

Третья международная конференция «Энергодиагностика и CONDITION MONITORING», Нижний Новгород, сентябрь 2000 г. Сборник трудов, том 2, часть 1. -М., ООО «ИРЦ Газпром», 2001, с. 44-62

[4]

Правила по охране труда

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок

ПОТ Р М-016-2001,

РД 153-34.0-03.150-00