Vnitřní inspekce ropovodů

Metoda inspekce ropovodů inteligentním ježkem

K vnitřní inspekci ropovodů se používá zařízení zvané inteligentní ježek. Inteligentní ježek je mechanicko-elektronické zařízení, které je pomocí proudu přepravovaného média neseno potrubím. Jedná se o soustavu modulů spojených pohyblivými klouby a nesoucích záznamové zařízení, zdroje, čidla a vysílač. Manžety připevněné na trupu ježka působí jako těsnění a umožňují tak pohyb celého systému v ropovodu. Elektronika pracuje na principu proměnlivé rychlosti ultrazvukového signálu v různých prostředích (látkách). V průběhu chodu inteligentního ježka ropovodem jsou načtená data ukládána a částečně zpracována v procesorovém systému inteligentního ježka.

Zařízení je vybaveno ODO-metrem, který po dobu běhu měří vzdálenost (délku potrubí). Pozici vady na obvodu určuje snímač, který definuje azimutové polohy ve 360o. Přesnost načtených dat vzhledem ke vzdálenosti se zjišťuje pomocí stacionárních vysílačů, kdy přijímač v inteligentním ježkovi přijme přesný časový impuls z vysílače - markeru, jehož poloha je s vysokou přesností zaměřena. Přesná znalost polohy se využívá později při vyhodnocování, kdy se neshodují vzdálenosti naměřené inteligentním ježkem s údaji zjištěnými geodetickým zaměřením.

Otevřít náhled obrázku
Otevřít náhled obrázku
Otevřít náhled obrázku

Co objeví metoda vnitřní inspekce ropovodu?

Metoda vnitřní inspekce ropovodu je způsob zjišťování jeho stavu. Identifikuje anomálie o rozměrech > 3 x 3 mm zevně i uvnitř potrubí. Pro lepší pochopení si představme koberec z Hodonína do Litvínova o šířce 1,6 m.V okamžiku, kdy máme záznam z inspekčního běhu, vidíme, co se děje na kterémkoli místě tohoto pomyslného koberce, a to jak shora, tak zespodu v rozlišení 3 x 3 mm. Kromě magistrální trasy, které přirovnání patřilo, máme dalších 300 km ropovodu, které jsou také naskenovány a dokážeme je „číst“.

Anomálie jsou odchylky od ideálního rozměru s určitou tolerancí, např: potrubí s tloušťkou stěny 9,6 mm může mít rozměry 9,4 - 9,8 mm (tato odchylka nebude zaregistrována).
Anomálie lze rozdělit do dvou základních skupin, a to instalace a vady.

Instalacemi rozumíme: T-kus, šoupě, oblouk, příruba, obvodový svar, hrdlo, odběr, signalizátor průchodu ježka, délka trubky, již opravené vady. Instalace jsou montážní záležitosti a vždy se jedná o invazní okolnost.

Otevřít náhled obrázku
Otevřít náhled obrázku

Vadami jsou:

  • defekty na vnitřní stěně potrubí s rozsahem > 9 mm2 (úbytky materiálu)
  • defekty na vnější stěně potrubí s rozsahem > 9 mm2 (úbytky materiálu, vrypy)
  • laminace, vlysky, převalky
  • zvlnění, vybouleniny

Vady jsou dvojího druhu, a to z výroby a vzniklé za provozu.

Ultrazvuková metoda – inspekce ropovodu

Charakteristiky jednotlivých vad

Úbytek materiálu - zeslabení stěny trubky v důsledku korozního úbytku (vnitřní/vnější) nebo tzv. vypadlý materiál z výroby. S velkou přesností je možno určit zda se jedná o vadu izolace podle polohy korozního úbytku. Pokud se místo korozního úbytku nachází na spodní části potrubí a je lineární, tedy leží ve směru toku média, jedná se s velkou pravděpodobností o vadu izolace.

Laminace - vada z výroby převalky, vměstky nebo necelistvosti. Laminace mohou mít kontakt s vnějším, nebo vnitřním povrchem. Jejich interpretace je obtížná. Je nutné dokonalé místní proměření při odkryvu.

Vyboulenina - promáčknuté potrubí nepravidelné vlomeniny (při manipulaci došlo ke zlomení trubky), promáčkliny (např.: položení potrubí na neupravený tvrdý podklad - kámen, při sedání okolního zásypu), ohýbání oblouku za studena. Vybouleniny jsou dobře interpretovatelné.

Vryp - vada z výroby, kdy byly z povrchu potrubí odsekány převalky. Jdou dobře interpretovat. Jsou nebezpečné tím, že jsou potenciálním zdrojem trhlin, které inteligentní ježek nedokáže objevit. Na vrypy je proto zaměřena zvýšená pozornost při odkryvech a opravách.

Převzato z prezentace firmy Enbridge Inc.

Inspekční běhy v roce 2005

Prakticky okamžitě po havárii na ropovodu Družba v Čáslavi byl 9. 2. 2005 z Velké Bíteše do Nového Města nasazen ultrazvukový ježek od německé firmy NDT. Tento ježek se skládá ze tří sekcí, kde v první jsou zdroje, druhá sekce komprimuje a ukládá surová data a poslední nese sestavu ultrazvukových snímačů. Celková délka zařízení je 2,7 m.

31. 3. 2005 následovalo nasazení dalšího, speciálního ježka, rovněž od firmy NDT, který měl upraveno postavení senzorů tak , aby dokázal detekovat trhliny. Senzory (bylo jich153), byly rozloženy do tří skupin, tak aby se stopy vzájemně překrývaly. Byl to referenční běh tohoto typu ježka na našich ropovodech.

Posledním ježkem na trase ropovodu Družba byl ježek Geo-pig od firmy Tuboscop. Toto zařízení využívá princip gyroskopu, kdy jsou při běhu registrovány a později vyhodnocovány všechny výchylky nástroje ve třech osách. Je tak získán obraz trajektorie ropovodu. Tato akce probíhala od 26. 7. 2005.

Tým, který všechny akce zastřešoval, byl složen jednak ze specialistů firmy MERO ČR, a. s. a mezinárodních specializovaných firem.

Otevřít náhled obrázku
Ježek NDT, ultrazvukový,
V.Bíteš DN 500
Otevřít náhled obrázku
Spojovací kardan druhé a třetí
části trhlinového ježka NDT
Otevřít náhled obrázku
Ježek Geo-pig, Tuboscop,
DN 500, Nové Město

Inspekční běhy

Ochranu životního prostředí považuje MERO ČR, a. s., za přirozenou součást svých aktivit. EMS je zaveden jako součást systému řízení společnosti podle ISO 14 001. MERO ČR, a. s., se snaží vyloučit z provozování ropovodů co nejvíce rizikových faktorů.

Existuje více metod, jak monitorovat stav ropovodu. Způsoby, jak stav potrubí sledovat zevnitř, vycházejí z metod běžných v materiálové defektoskopii.

Principy základních metod

Všechny měřicí elementy jsou upevněny na tělese, pro které se u nás vžil název ježek (snad podle vzhledu).

UltraScan - tato metoda pracuje na principu proměnlivosti rychlosti ultrazvukového signálu v různých prostředích (materiálech). Dokáže registrovat všechny změny vyplývající z proměnlivosti síly stěny, tedy materiálové úbytky, laminace. Dává přehled o rozměrech instalací. Rozpozná vybouleniny. Vzdálenost je měřena odometricky.

ScoutScan- metoda při níž inspekční ježek přesně určí trajektorii ropovodu a jeho nadmořskou výšku. Po doplnění s geodetickými daty má provozovatel přehled o krytí na kterémkoli místě vedení. Výhodné při lokalizaci potrubí, které nebylo při pokládce topograficky zaměřeno.

CalScanCalScan – ježek, který má na korpusu nainstalována ramena, která těsně kopírují profil potrubí a snímají jeho geometrii. Údaje jsou ukládány do paměti přístroje. Načtená data se později vyhodnocují, výsledkem jsou informace o stavu geometrie. Při opakovaných bězích je možno na základě geometrických změn zjistit např. posun půdy ve svahu, promáčknutí těžkými mechanismy apod. Data jsou dobře interpretovatelná. Samozřejmostí je změření délek mezi obvodovými sváry a délky měřeného úseku.

MagneScan - metoda, která na principu změn uzavřeného elektromagnetického pole v oblasti defektu dokáže tento defekt objevit, a to i uvnitř stěny materiálu. Elektromagnety, umístěné na těle ježka, jsou zakončeny kartáči, pro dokonalejší rozptyl elektromagnetického pole. Snímače zaznamenávají změny hodnot elektromagnetického pole. Metoda zjišťuje úbytek materiálu, trhliny v materiálu, laminace. K měření vzdálenosti se používá ODO metr (kolečko, jehož počet otáček je načítán, o definovaném průměru, pružně uložené na ramínku a kopírující vnitřní povrch potrubí).

TranScan - podobně jako MagneScan identifikuje vady na základě změn v elektromagnetickém poli v oblasti anomálie, produkuje elektromagnetické pole ve dvou na sebe kolmých směrech, v radiálním a axiálním. Byl vyvinut na základě požadavků zjišťování stavu svarů, identifikuje trhliny ve svarech, dokáže odhalit kontakt s cizím tělesem, např. s vyosenou chráničkou či se souběžným potrubím.

Společnost provádí vnitřní kontroly v pravidelných pětiletých intervalech. Záznamy jsou vyhodnocovány a na základě závažnosti je přistupováno k opravám.

Kromě pravidelných pětiletých kontrol společnost používá i jiné typy ježků:

Ježek únikový - jedná se o zařízení, s vestavěným citlivým mikrofonem, který dokáže zachytit zvuk media unikajícího trhlinou, je-li únik větší než 10 litrů za minutu. Ježek je vybaven i teploměrným čidlem (záznam teploty média je později vyhodnocen a slouží k určení velikosti dávky antidepresantů zabraňujícím gelovatění ropy, vstřikovaného na výstupní čerpací stanici do potrubí ropovodu) a měřičem vzdálenosti. Společnost používá tuto kontrolní metodu těsnosti ropovodu na ropovodu IKL, a to přibližně jedenkrát za jeden až dva měsíce. Doplňková metoda k únikovému systému řízení technologie provozu.

Ucpávkový ježek - používá se v případě výřezů potrubí, kdy se volné konce potrubí po výřezu zazátkují tímto ježkem, navaří se nový doměrek a ježci jsou po opětném uvedení ropovodu do provozu vyjmuti z nejbližší komory po směru toku.

Kalibrační ježek - před inspekčním během je důležité zjistit průchodnost potrubí. K tomuto účelu slouží kalibrační ježek. Má nainstalovanou kruhovitou desku z měkkého materiálu (nesmí uvíznout) o průměru 95 % světlosti potrubí. Po projetí trasou jsou na obvodu desky patrné změny v geometrii, ty jsou vyhodnoceny a je přikročeno k dalším krokům, tzn. běhům dražších zařízení.

Podmínkou pro úspěšný běh inspekčního zařízení je úsad zbavené potrubí. Proto se pravidelně provádějí čisticí běhy na všech úsecích ropovodu. MERO ČR, a. s., používá po dlouhodobých zkušenostech typy ježků kartáčový, manžetový, magnetický a scaling.


Orientační rozdělení vad

Rozlišujeme vady geometrie, vady povrchové a uvnitř stěny

Nejrozšířenějšími vadami na potrubí jsou:

A) Vady rozměrů, tvaru, polohy a hmotnosti

Úbytkem rozumíme změny síly stěny pod minimální jmenovitou hodnotu, např.: korozní úbytky, vypadlé převalky, plošné úbytky na nedokonale kalibrovaných trubkách a pod.
Vyboulenina je plošné, obvykle kruhové, vmáčknutí potrubí dovnitř, způsobené nevhodně podloženým, nebo vůbec nepodloženým potrubím v místech skalního podloží - snižuje průřez potrubí. V oblasti rádiusů vzniká nežádoucí napětí v materiálu.
Ovalita je způsobena nešetrnou přepravou, nevhodnou manipulací při výstavbě, sedáním krycí vrstvy zeminy.
Tento typ defektů lze velmi dobře vyhodnotit.

B) Vady povrchu

Pleny, šupiny, zaválcované okuje jsou vady vzniklé při tepelném zpracování a úpravě povrchu.
Vrypy vzniklé při odstraňování vad – poznatky z praxe říkají, že vrypy jsou potenciálními nositeli trhlin.
Koroze povrchová rovnoměrná, důlková.
Identifikace těchto vad je bezproblémová, konečné hodnocení a posouzení možností oprav je provedeno po místním lokálním proměření vady.

C) Necelistvosti

Trhliny vnější, vnitřní podélné, příčné, šroubovicové, rozvětvené.
Laminace - nesoudržnost viditelná na příčném řezu probíhající rovnoběžně s povrchem.
Defekty tohoto typu nelze vždy stoprocentně identifikovat, pro potvrzení defektů je vždy nutno provést lokání proměření, které určí případný kontakt necelistvosti s vnitřním či vnějším povrchem a stanoví další postup opravy.
Kritéria hodnocení vychází z předpisu ASME/B31G, výsledků experimentálních prací, pevnostních výpočtů, praktických poznatků a zkušeností z technologie výroby trub.
Všechny výše uvedené vady byly identifikovány na ropovodu Družba.

Aktuálně

O zakázku na výstavbu nového zásobníku na ropu v Nelahozevsi se ucházejí čtyři zájemci


více informací