10.7 Для трубопроводів, що були в експлуатації, обов'язкове експериментальне визначення критичного КІН Κlcабо ударної в'язкості KCV матеріалу, твердості за Бринелем, границі міцності і границі текучості. Розрахунок на статичну міцність слід здійснювати за поточними значеннями цих параметрів, наведених у протоколах контролю, оформлених випробувальними лабораторіями згідно з 13.1.
10.8 Приклади розрахунку ділянки трубопроводу з дефектом наведені у додатку К.
11.1 Для прийняття обгрунтованих рішень відносно терміну подальшої експлуатації трубопроводу, порядку та обсягів проведення ремонтних робіт, встановлення придатних термінів до найближчих діагностичних обстежень або експлуатаційного моніторингу параметрів, що є критичними, після розрахунку на статичну міцність слід провести розрахунок довговічності для дефектів згідно з 12.1.2 або 12.1.3.
11.2 При розрахунку довговічності встановлюється коефіцієнт запасу міцності за довговічністю, який дорівнює 2. Тоді довговічність удвічі менша за розрахункову довговічність. Метод визначення розрахункової довговічності регламентується згідно з 11.3, 11.4.
11.3 Розрахунок довговічності полягає у перевірці виконання умови переходу труби з дефектом у критичний стан за максимальних робочих параметрів навантажувань та врахування швидкості росту дефектів з плином часу (зміни розмірів дефекту), деградації механічних характеристик матеріалу. Розрахункова довговічність визначається мінімальним проміжком часу від поточного стану до кінцевого, який відповідає руйнуванню труби з дефектом, тобто n = 1.
11.4 У разі, коли умова статичної міцності при розрахунку довговічності виконується безумовно, довговічність визначається як проміжок часу від поточного стану до кінцевого, за який дефект проросте на глибину до 80 % від товщини стінки труби в зоні дефекту.
11.5 Для розрахунку довговічності беруть до уваги наступні пошкоджувальні фактори, що з плином часу погіршують стан трубопроводу:
-деградація механічних властивостей матеріалу;
-корозійне ураження;
-стрес-корозія;
-циклічне навантажування.
11.6 Для пошкоджувального фактора "деградація механічних властивостей матеріалу" слід встановити закон зміни з часом параметрів, визначених згідно з 6.1. Для фактора "корозійне ураження" слід визначити швидкості корозії в різних напрямках конструкції; для фактора "стрес корозія" та "циклічна втома" слід визначити швидкість росту тріщиноподібного дефекту. Обробку експериментальних даних вищевказаних параметрів слід проводити аналогічно процедурі визначення швидкості корозії згідно з ДСТУ 4046.
11.7 Для розрахунку довговічності слід використовувати консервативні аналітичні або експериментальні залежності швидкостей розвитку пошкоджень у матеріалі від зазначенених факторів. При цьому перевагу надають експериментальним залежностям. Рекомендовані способи визначення швидкостей
розвитку дефекту або пошкоджень у матеріалі наведені в додатку Ж.
11.8 Розрахунок довговічності виконується з урахуванням максимально допустимих значеньпараметрів, а також для поточних значень параметрів на момент часу, для якого виконується розрахунок, з урахуванням прогнозованих розмірів дефекту згідно з додатком Ж.
11.9 У разі одночасної дії на матеріал декількох пошкоджувальних факторів, таких як корозійне ураження, стрес-корозія або циклічне навантажування їх можна розглядати незалежно один від одного. Отримані кількісні значення параметрів пошкоджуваності слід підсумовувати. Пошкоджувальний фактор, такий як "деградація механічних властивостей матеріалу", розглядається одночасно з іншими пошкоджу
вальними факторами.
11.10 Для отримання консервативних рішень у розрахунках слід використовувати такі значення параметрів, що відповідають найбільш несприятливим умовам експлуатації, або найбільшій швидкості розвитку пошкоджень.
Для прийняття обгрунтованих висновків щодо терміну подальшої експлуатації ділянки трубопроводу, заходів для забезпечення безпечної експлуатації та обсягу ремонтних робіт використовують результати розрахунку на статичну міцність і довговічність.
12.1 Висновки та рекомендації за результатами розрахунків на статичну міцність
12.1.1 На ДОР (рисунок 2) зображено області, за якими дефекту призначають певну категорію небезпеки. На ДОР визначається точка, що відповідає стану міцності даного дефекту згідно з 10.2. У залежності від ії розташування в одній з областей робиться висновок про категорію небезпеки даного дефекту.
Висновки та ступінь небезпеки дефектів із рекомендаціями за результатами розрахунку на статичну міцність представлені в таблиці 2.
Таблиця 2 - Категорії дефектів та управлінські рішення
|
Категорія пошкодження |
Категорія дефекту |
Рішення |
|
Легка |
Незначний |
Ремонт не обов'язковий. Провести розрахунок на довговічність у термін до 12 місяців. За рівнем довговічності призначити спостереження за дефектом |
|
Середня |
Помірний |
У термін до 6 місяців провести розрахунок на довговічність та виконати ремонтні роботи для переведення дефекту в категорію "дефект незначний" або понизити тиск у трубопроводі до значень ≤ 0,9 Рmaxабо нижче, який повинен бути розрахований. Як виняток - обмежений термін експлуатації з першим моніторингом через 6 місяців, один раз на рік |
|
Значний |
У термін до двох місяців вжити заходів щодо усунення дефекту або переведення дефекту в категорію "дефект помірний". Як виняток - обмежений термін експлуатації з першим моніторингом через 2 місяці, 2 рази на рік |
|
|
Важка |
Критичний |
Виконати ремонтні роботи з усунення дефекту; зменшити тиск до безпечних значень; зупинка експлуатації трубопроводу |
12.1.2 Трубопровід із дефектом вважається працездатним, а дефект допустимим за критеріями статичної міцності, якщо коефіцієнт запасу міцності (КЗМ) n, визначений відповідно до розділу 10, задовольняє нерівності
n ≥ k (k- допустимий КЗМ згідно з формулою (6).
Висновок повинен містити наступні фрази: категорія пошкодження легка, дефект незначний; експлуатація ділянки трубопроводу з даним дефектом за умови сталості його розмірів допускається; ремонт не обов'язковий, провести розрахунок на довговічність, за дефектом встановити спостереження.
Розрахунки довговічності для цієї групи дефектів мають довідковий характер. Їх слід розглядати узагальнено з метою їх використання в аналізі безпечної експлуатації, планування термінів та обсягів проведення технічного діагностування.
12.1.3 Трубопровід із дефектом вважається умовно непрацездатним, а дефект умовно недопустимим за критеріями статичної міцності, якщо КЗМ знаходиться в діапазоні 1,1 ≤ n < k . Виникає ситуація, коли руйнування конструкції не передбачається, однак за даним стандартом з урахуванням системи коефіцієнтів надійності дефект вважається недопустимим.
12.1.3.1 Для дефекту цієї категорії, якщо КЗМ знаходиться в діапазоні 1,1σВ/σТ≤ n < k , висновок повинен містити наступні фрази: категорія пошкодження середня, дефект помірний, у термін до шести місяців провести розрахунок на довговічність та виконати ремонтні роботи для переведення дефекту в категорію "дефект незначний" або понизити тиск у трубопроводі до значень 0,9Ртах або нижче, який повинен бути розрахований. Як виняток - обмежений термін експлуатації, з першим моніторингом через 6 місяців, 1 раз на рік.
12.1.3.2 Для умовно недопустимого дефекту, якщо коефіцієнт запасу міцності знаходиться в діапазоні 1,1 ≤ n < 1,1σΒ/ σΤ, висновок повинен містити наступні фрази: категорія пошкодження середня, дефект значний, у термін до двох місяців вжити заходів щодо усунення дефекту або переведенню дефекта в категорію "дефект помірний". Як виняток - обмежений термін експлуатації, з першим моніторингом через два місяці, 2 рази на рік.
12.1.3.3 Надати інформацію, яким саме шляхом переводять дефект в іншу категорію: за рахунок зменшення тиску або виконання ремонтних робіт.
12.1.3.4 Розрахунок довговічності для кожного з умовно недопустимих дефектів має бути окремий. Для кожного дефекту слід скласти індивідуальний план із технічного моніторингу, діагностичного дослідження або ремонту, які слід провести в термін до шести місяців.
12.1.4 Трубопровід із дефектом вважається непрацездатним, а дефект безумовно недопустимим, якщо коефіцієнт запасу міцності n < 1,1. Висновок повинен містити наступні фрази: категорія пошкодження важка, дефект критичний, виконати ремонтні роботи з усунення дефекту; зменшити тиск до безпечних значень; зупинка експлуатації трубопроводу.
12.1.5 Для обчислення рівня допустимого внутрішнього тиску в разі невиконання умови міцності згідно з 12.1.3 - 12.1.4 розрахунок безпечного рівня навантажень (внутрішній тиск, зовнішні навантаження) виконують за процедурою згідно з 10.3 - 10.6, послідовно зменшуючи в розрахунку значення внутрішнього тиску. Внутрішній тиск, за якого умова міцності виконується, вважається безпечним.
12.1.6 За умови наявності на ділянці дефектів різних категорій пошкодження висновок про ділянку робиться для дефекту, який відноситься до більш небезпечної категорії.
12.2 Висновки та рекомендації за результатами розрахунку на довговічність
12.2.1 Рекомендації щодо терміну подальшої експлуатації ділянки трубопроводу приймаються на основі розрахунку довговічності для кожного виявленого під час технічної діагностики дефекту з урахуванням обсягу виконаних на цій ділянці ремонтних робіт. Рішення оформляється у вигляді звіту.
12.2.2 Висновки та рекомендації щодо терміну подальшої експлуатації труби з дефектом приймають за результатами розрахунку довговічності, причому слід розрізняти випадки, коли довговічність може і не може бути коректно зпрогнозована.
12.3 Довговічність може бути коректно прогнозована
12.3.1 Якщо для кожного дефекту ділянки трубопроводу, де проводилась технічна діагностика і розрахунки, виконуються умови згідно з 12.1.2. Проведений аналіз довговічності для кожного дефекту за розділом 11 прогнозує довговічність Т > 5 років. Подальша експлуатація ділянки виконується в звичайному режимі з плановими заходами контролю, діагностики і моніторингу, які встановлюються чинними документами на технічне обслуговування та експлуатацію.
12.3.2 Якщо для кожного дефекту ділянки трубопроводу, де проводилась технічна діагностика і розрахунки, виконуються умови згідно з 12.1.2, а проведений аналіз довговічності всіх невідремонтованих дефектів за процедурою, викладеною в розділі 11, прогнозує довговічність Т < 5 років, подальша експлуатація цієї ділянки дозволяється на Т років.
12.3.3 Для продовження експлуатації трубопроводу після завершення терміну, визначеного відповідно до 12.3.1 або 12.3.2, потрібно провести технічне діагностування трубопроводу та оцінку дефектів за даним стандартом. За результатами оцінки у технічному звіті треба довести, що технічний стан магістрального трубопроводу впродовж попереднього періоду дії пошкоджувальних факторів не досяг граничного стану, проаналізувати фактори, що можуть вплинути на ріст існуючих або утворення нових дефектів і на підставі цього призначити термін подальшої експлуатації.
12.4 Довговічність не може бути коректно прогнозована
12.4.1 Якщо ділянка трубопроводу вичерпала термін експлуатації, визначений проектною документацією, і для неї не можуть бути достовірно встановлені пошкоджувальні фактори, на ділянці потрібно провести технічне діагностування наступних найбільш небезпечних зон:
-ділянки з відхиленнями проекту від чинних НД;
-ділянки з дефектами;
-ділянки в складних геокліматичних умовах;
-криволінійні ділянки;
-ділянки найбільшої навантаженості;
-ділянки з відхиленнями у системах катодного захисту.
Технічне діагностування проводиться для виявлення дефектів та відхилень від проектних показників, здійснення оцінок стану міцності або встановлення постійного моніторингу діагностичними системами контролю.
12.4.2 Прогнозування довговічності ділянки трубопроводу, на якій були проведені обстеження не в повному обсязі відомих пошкоджувальних факторів, слід виконувати за окремими методиками з використанням статистичного та ймовірнісного аналізу (ДСТУ 4046).
12.5 Труби з поверхневими осьовими або кільцевими дефектами, відносна глибина яких більше 80 % від товщини стінки, не допускаються до експлуатації (НПАОП 60.3-1.03-04).
13.1 Необхідні вимоги до змісту протоколів обстежень - згідно з ДСТУ ISO/I EC 17025.
13.2 Результати розрахунків викладають у вигляді науково-технічного звіту (далі - звіту) згідно з ДСТУ 3008 та цим стандартом.
13.3 Звіт із розрахунками повинен складатись з наступних розділів:
-вступ;
-вихиднівихідні дані до розрахунку;
-результати розрахунку;
-висновки.
13.4 У вступі повинна бути наведена загальна інформація про об'єкт дослідження у вигляді пояснювальної записки до розрахунку, а саме:
-реквізити трубопроводу та підстава для виконання розрахунків;
-загальні дані про діагностичні обстеження (об'єм, способи тощо);
