Monitorizarea, diagnoza si mentenanta sistemelor tehnologice petroliere si petrochimice

TEMA: Mentenanta conductelor

Cuprins:

1

Generalitati 3

Evaluarea starii tehnice a sistemelor de conducte, în scopul prelungirii duratei de viata 5

Degradarea materialelor 5

Încercarile de rezistenta urmaresc, în principal, determinarea urmatoarelor caracteristici mecanice ale materialelor 5Programul de inspectie 6

Inspectia vizuala 7

Masuratori 8

Controale nedistructive 8

Controale metalografice 8

Incercari distructive 9

Verificarea suporturilor 9

Evaluarea defectelor conductelor 9

Mentenanţa conductelor 12

Categoriile de intervenţii ale sistemului de mentenanţă planificată 12

Elaborarea programului de mentenanţă 13

Stabilirea tehnologiilor de realizare a lucrărilor de mentenanţă 14

Elaborarea şi calificarea procedurilor de realizare a reparaţiilor şi eliberarea

autorizaţiilor de lucru15

Tipurile de coroziune specifice conductelor 16

Protectia anticorosivǎ 19

Bibliografie 23

Generalitati

2

Transportul petrolului si produselor petroliere se poate realiza în principal prin doua

metode: prin conducte si prin alte mijloace, cum sunt navele fluviale sau maritime, cisternele de

cale ferata si cisternele auto.

În practica, cel mai utilizat mod de transport ramâne sistemul de conducte, datorita

avantajelor pe care le prezinta:

- functionarea în mod continuu;

- regularitate în transport, ceea ce face posibila evitarea întârzierilor;

- se preteaza la introducerea mecanizarii si automatizarii;

- deoarece multe din conducte sunt subterane, deci ferite de cei mai multi dintre factorii

care le-ar putea deteriora, necesita o exploatare simpla si comoda;

- pe conducte se pot pompa succesiv diferite lichide, mod de pompare care ar aduce

numeroase avantaje economice;

- transportul pe conducte elimina în mare parte pierderile de produse;

- din punct de vedere economic, transportul pe conducte ramâne unul dintre cele mai

eficiente;

- în cazul conductelor, fata de celelalte sisteme de transport, întreaga energie este utilizata

numai pentru vehicularea produsului.

Se poate încerca realizarea unei clasificari a conductelor. Astfel, din punctul de vedere al

produsului vehiculat se deosebesc: conducte de petrol, de gaze, de apa, de abur, de gazolina etc.

Acestea pot fi împartite, la rândul lor, dupa calitatea fluidului transportat ca, de

exemplu: conducte de petrol curat, de petrol murdar, sau de petrol asfaltos, parafinos

etc. Conductele de gaze la rândul lor, pot fi: de gaz sarac sau de gaz bogat (gaz care nu a fost

supus procesului de dezbenzinare). Cele de apa pot fi de apa industriala sau de apa potabila.

Dupa modul în care sunt construite exista conducte simple si conducte complexe. Primele se

definesc ca un ansamblu de tevi de metal legate între ele prin sudura, flanse, mufe, sau alte

mijloace de asamblare, care au un diametru interior constant si nu prezinta ramificatii. Celelalte

prezinta portiuni în care diametrul interior este diferit ( portiuni ce pot fi montate în serie sau în

paralel ) si diferite ramificatii.

3

Ca şi pentru alte instalaţii industriale, şi la conducte trebuie să se asigure o fiabilitate

adecvată, cel puţin egală cu fiabilitatea instalaţiilor în care acestea se integrează. Această

condiţie trebuie pusă cu mai multă acuitate acolo unde defectarea conductelor poate provoca

daune mari industriei în cauză sau chiar mediului, cum este cazul conductelor petroliere, al

conductelor pentru transportarea diverselor gaze toxice sau explozive, al conductelor care

transportă medii radioactive (în centralele nuclearo-electrice şi în instalaţiile nucleare) etc.

Dimensionarea conductelor se face cu ajutorul calculului hidraulic, mecanic şi termic,

acesta din urmă pentru conductele la care elementele componente şi transportul fluidelor sunt

influenţate fie de temperatura acestora, fie de temperatura mediului în care se instalează. În

vederea efectuării acestor calcule, precum şi pentru a realiza şi a exploata în condiţii

corespunzătoare sistemele de conducte, trebuie să se aibă în vedere:

- alegerea materialului, a tipului conductelor, a îmbinării tronsoanelor de ţevi etc.,

materialele trebuie să reziste la acţiuni corosive, erozive sau abrazive ale mediului de

lucru şi la parametrii de exploatare, precum şi la acţiunea spaţiului ambiental al

conductelor; în cazul îmbinărilor prin sudare este necesar ca acestea să fie

compatibile din punctul de vedere al sudabilităţii;

- stabilirea traseelor pentru amplasarea conductelor şi a reazemelor, cu luarea în

considerare a condiţiilor de exploatare, a siguranţei în funcţionare, a reducerii

costurilor de investiţie, a posibilităţilor de extindere;

- dimensionarea economică a diametrului conductei prin stabilirea vitezei

corespunzătoare de curgere a fluidului şi respectiv a grosimii peretelui ţevii;

- asigurarea compensării deformaţiilor termice ale conductelor şi a pretensionării

acestora pentru reducerea tensiunilor mecanice, atât în conducte cât şi în utilajele la

care sunt racordate

- calcule la comportare în regim dinamic (vibraţii) şi evaluarea acţiunilor reţelei asupra

reazemelor şi aparaturii conexe etc.;

- alegerea pe baza unor calcule tehnico-economice a grosimii optime a izolaţiei

termice la conductele care transportă fluide calde sau la cele care nu trebuie să fie

influenţate de temperatura mediului în care sunt instalate

4

Evaluarea st a rii tehnice a sistemelor de conducte, în scopul prelungirii duratei

de via ta

Având în vedere vechimea echipamentelor energetice instalate în tara noastra se poate

pune un semn de întrebare referitor la posibilitatea functionarii în continuare si în conditii de

siguranta a acestor echipamente.

Multa vreme, elementele care compun conductele de apa si abur (tronsoane drepte,

coturi, reductii, fitinguri, ramificatii, robinete, etc) au fost considerate ca având o importana

secundara. Aceasta apreciere este în prezent invalidata.

Odata cu cresterea parametrilor de functionare conductele au capatat o importana_

deosebita si în consecinta , mentenanta acestora a devenit o preocupare majora în cadrul

activitatii generale de mentenanta a instalatiilor din centralele termoelectrice. Conceptul modern

de mentenanta a echipamentelor energetice îl reprezinta mentenanta orientata pe starea

componentului.

Degradarea materialelor

Cele mai importante mecanisme de degradare ale materialului de baza al conductelor care

functioneaza la presiuni si temperaturi ridicate, le reprezinta degradarea micro-structurala la

temperatura si degradarea la fluaj prin pori.

Degradarea la fluaj depinde de patru factori principali : timp temperatura,deformatie si

tensiune, si apare în special în zonele care prezinta un nivel ridicat de tensiune. Degradarea în

aceste zone va fi mai accentuata decât în zonele adiacente (portiuni drepte), unde nivelul de

tensiuni este mai redus; durata de viata restanta a traseului de conducte fiind determinata de

elementele cel mai puternic solicitate.

Încercarile de rezistenta urmaresc, în principal, determinarea urmatoarelor caracteristici

mecanice ale materialelor :

1. eforturi unitare limita corespunzatoare atingerii unei anumite deformatii permanente :

– limita de elasticitate tehnica;

– limita de curgere tehnica;

– limita tehnica de fluaj.

5

2. eforturi unitare limita corespunzatoare ruperii materialului :

– rezistenta de rupere la tractiune;

– rezistenta de rupere la compresiune;

– rezistenta de rupere la forfecare;

– rezistenta la oboseala;

– rezistenta tehnica de durata.

3. deformatiile limitt pana la rupere :

– alungirea la rupere;

– gatuirea la rupere.

4. caracteristicile elastice :

– modulul de elasticitate longitudinal si/sau transversal;

– coeficientul de contractie transversala (coeficientul lui Poisson)

Programul de inspectie

Programul de inspectie a conductelor, bazat pe conceptul abordarii pe trei nivele va cuprinde :

Nivelul 1 : Analiza si evaluarea preliminara a starii conductei :

- verificarea fabricatiei, montajului si a istoriei de functionare;

- inspectia vizuala a conductei;

- analiza preliminara a starii de tensiune si a duratei remanente de viata;

- calculul preliminar al propagarii fisurii la fluaj (daca este cazul);

- recomandari privitoare la planul de inspectie.

Nivelul 2 : Examinarea conductei :

A. Examinari nedistructive :

- metode de examinare nedistructiva: examinari vizuale, examinari cu lichide penetrante

si/sau pulberi magnetice, examinari cu ultrasunete, masuratori de duritati, masuratori de

grosimi de perete, examinari cu radiatii penetrante, replici metalografice ;

- masurarea deformatiilor remanente ale conductelor care functioneza în domeniul

temperaturilor de fluaj.

B. Examinari nedistructive orientate pe component:

- componente care functioneza în domeniul temperaturilor sub limita de fluaj;

6

- componente care functioneza în domeniul temperaturilor de fluaj si sunt supuse la

solicitari ciclice;

- conducte cu diametru mic racordate la conductele principale (aerisiri, goliri, by-pass);

- suporturile si sistemele de sustinere ale conductei.

Nivelul 3 : Analiza starii conductei bazata pe o abordare stiintifica:

- recalcularea tensiunilor rezultate din presiunea interna în regim static;

- recalcularea tensiunilor produse de solicitari variabile-oboseala oligociclica;

- analiza de material – compozitia chimica;

- calculul concentrarii tensiunii la limita de topire a îmbinarii sudate;

- analiza de tensiuni elasto - plastica în conditii de fluaj;

- prelevarea de material pentru încercari mecanice distructive;

- calculul sau estimarea nivelului de degradare la fluaj si/sau a modificarilor

microstructurale pe baza rezultatelor examinarilor metalografice;

- calculul duratei de initiere a fisurii;

Inspectia vizuala

Firma executanta a inspectiilor si verificarilor are obligatia de a verifica, pentru fiecare

circuit corespondenta dintre planurile initiale, elaborate de proiectantul acestora, cu situatia reala,

rezultatele inspectiei vizuale urmand a fi marcate pe schemele izometrice aferente.

Se vor verifica:

- geometria conductelor, respective cotele de gabarit, cotele între diferitele elemente;

- date referitoare la suporti

- evidentierea zonelor lipsa si motivatia (modificare circuite, demontari anterioare).

Dupa des-izolarea circuitelor se va continua inspectia vizuala pentru a se putea evidential

urmatoarele elemente :

- existenta marcajului tronsoanelor si continutul acestora ;

- aspectul exterior al elementelor de conducta cu identificarea ;

- zonelor afectate de coroziune / eroziune / exfoliere / arsuri, zonelor cu deformatii.

- aspectul exterior al sudurilor existente (fisuri, deformatii, defecte vizibile etc);

- identificarea, localizarea si cotarea sudurilor (de fabrica si de montaj);

7

Masuratori

Se vor efectua masuratori ale diametrelor, circumferintelor precum si masuratori ale

grosimilor peretilor cu US. Pentru conductele care lucreaza în domeniul fluajului se vor efectua

masuratori ale deformatiilor si se va calcula viteza fluajului

Controale nedistructive

Aceste controale se vor efectua de personal autorizat

- valorile masuratorilor de duritate pentru elementele drepte si curbe;

- valorile masuratorilor de duritate pentru piese “T”;

- valorile masuratorilor de duritate pentru suduri;

- rezultatele controlului defectoscopic cu ultrasunete US pentru elementele de conducta si

pentru suduri;

- rezultatele controlului defectoscopic cu lichide penetrante LP pentru elementele de

conducta si pentru suduri ;

Controale metalografice

Pentru elementele de conducte, cu tensiuni rezultate din calculul gradului de epuizare,

peste valorile medii, tinând cont si de rezultatele expertizarilor si controalelor anterioare se va

determina microstructura utilizând metoda replicilor metalografice. Examinarile prin replici

metalografice au urmatoarele avantaje :

- nu necesita decuparea unor probe din component ;

- poate fi aplicata în orice zona a instalatiei;

- este o metoda ieftina;

- rezultatele se pot evalua într-un timp mai scurt, în comparatie testele traditionale de fluaj.

Metoda de evaluare utilizând examinarile microstructurii materialului are însa si dezavantaje:

- selectarea zonelor în care se vor face replici, impune realizarea unei analize prealabile

pentru stabilirea zonelor critice;

- interpretarea rezultatelor si evaluarea duratei de viata a componentului necesita o

experienta deosebita, deoarece corelarea este relativ grosiera între nivelul de degradare la

fluaj si fractiunea de viata consumata.

8

Incercari distructive

Aceste încercari se refera în principal la cercetari referitoare la compozitia chimica,

încercari mecanice de scurta si lunga durata, analiza metalografica si analiza fractografica pe

epruvete de tractiune si de încovoiere prin soc.

Verificarea suporturilor

Verificarea suporturilor se va face atât cu conductele în stare rece, cât si în stare calda.

Verificarea vizuala a conditiilor generale ale suporturilor (starea de fapt-blocati sau

deblocati, calitatea elementelor de prindere- orientarea corecta a elementelor articulate);

Verticalitatea tijelor suporturilor suspendati, absenta deformatiilor localizate ale tijelor;

Verificarea functionarii suporturilor cu arc (constanti sau variabili);

Verificarea deplasarilor sistemului de conducte (libertatea ne-restrictionata a deplasarii în

toate planurile, determinarea deplasarilor verticale pentru toate punctele de racordare ale

suporturilor, [precum si a deplasarilor în toate cele 3 planuri ale racordurilor conductelor la

utilaje].

Evaluarea defectelor conductelor

Integritatea conductelor de transport a gazelor natural face in prezent obiectulc unor noi

reglementări, coduri şi standarde în toate zonele lumii. Un element cheie al integritării

conductelor, in aceste noi initiative, este acela de evaluare a defectelor care apar în mod

inevitabil pe durata de viată a unei conducte, prin urmare, metodele de evaluare sunt necesare

pentru a determina gradul deseveritate al defectelor atunci când sunt detectate în conducte.

Deteriorarea mecanica nu pot fi caracterizata ca un criteriu singular, iar localizarea

serefera la limitarea prejudiciului pentru o portiune din sectiunea transversala a conductei sau la

o dimensiune limitata pe lungimea acesteia (de exemplu: pe o lungime de mai putin de

cinci diametre ale tevii). Cele mai cunoscute si caracterizate defecte mecanice sunt prezentate in

continuare.

Deformatiile produse de lovituri, reprezentate ca depresiuni (infundari), care produc o

perturbare gravă a curburii peretelui tevii, cauzate de contactul cu un corp străin din care rezultă

deformarea plastică a peretelui tevii. Deformatia poate fi clasificata ca fiind:

9

- aplatisare sau deformatie simpla care produce o modificare fără probleme în curbura

peretelui tevii, nu contine un concentrator de tensiuni sau reducerea grosimii de perete şi nu se

schimbă raza de curbura a circumferintei unei suduri adiacente sau a profilului imbinarii sudate;

- limitată (constrânsa), adica deformatie care nu-si revine, deoarece contactul nu este

eliminat. Deformatia produsa de un colt de stanca este un exemplu de deformatie constransa;

- complexa, adica crestatura sau sant care introduce concentratori de tensiunisau alte

defecte secundare sau o deformatie care afectează raza de curbură aunei suduri adiacente.

Scobituri, reprezentate ca deterioari pe suprafata conductei cauzate de contactul cu un

obiect străin care a deplasat sau a eliminat material din conducta, cu pierdere de metal,

deteriorarea microstructurii, fisuri etc. Scobiturile de obicei apar atunci cand, de exemplu un de

excavator zgarie suprafata exterioara a conductei.

Defecte combinate, deformatii si scobituri care se găsesc împreună, care contin fisuri sau

deteriorare de material sau atunci când una sau ambele sunt în apropiereaunei imbinari sudate.

Defectul trebuie să fie tratat cu prudentă. Daunele mecanice complexe nu sunt uşor de evaluat,

nici nu se incadreaza in “regulile de aur” aplicabile in astfel de situatii. Multe caracteristici ale

defectelor sau combinatii ale acestor caracteristici pot afecta gradul de severitate al distrugerilor.

Aceste caracteristici pot include una, mai multe sau toate elementele din următoarele:

Modificări de formă ale teavii: 

- deformare localizata cu modificarea curburii pe directia circumferentială şi/sau

modificarea rectilinitatii axile a tevii;

- ovalizarea sectiunii transversale în apropierea sau la pozitia scoasa din punctual de

contact sau din zona celui mai semnificativ contact.

Modificări de grosime de perete:

- pierdere de material prin taiere, zgariere, frecare, polizare, daltuire;

- reducere cauzata de intindere sau anomalie de forma similara;

- suprapunerei de material;

- tensiunilor reziduale şi eforturi.

- concentratori locali de tensiuni, de exemplu, in colturile unei scobituri; 

- alte creşteri sau reduceri de tensiuni ale datorită schimbărilor în forma;

10

Modificări ale proprietătilor materialelor:

- modificarea proprietătilor mecanice (şi magnetice) ale materialului tevii din cauza

deformări plastice. Eforturile pot creşte curgerea, pot reduce ductilitatea (de exemplu, alungirea

la tractiune) şi/ sau pot afecta tenacitatea.

- modificări datorită transformărilor de faza care rezultă la încălzire şi răcire rapidă;

 Alte anomalii sau defecte:

- fisuri de suprafată, formate, fie pe suprafata interioară sau pe suprafata exterioară în

timpul rerotunjire. Fisuri la rerotunjire sunt de cele mai multe ori pe un plan înclinat de  45 °, la

directia radială şi/sau “forma de Z”;

- fisuri ascunse sau acoperite, în special în stratul deformate;

-extinderea fisurilor sau microfisurilor de oboseală, coroziune;

- fisuri produse de coroziune sub sarcina;

- coroziune locale sau generalizata, uneori legate acoperirea de protective deteriorata

şi/sau prezenta rocilor în imediata vecinătatea peretelui tevii;

-alte defecte sau anomalii, cum ar fi defectele latente dintr-o imbinare sudata sau dintr-o

imbinare sudata adiacenta. Figura de mai jos prezinta modul in care un defect simplu de pe

suprafata tevii se poate transforma intr-o rupere, deci o defectare majora.

11

Mentenanţa conductelor

Sistemul de mentenanţă planificată

Activităţile de mentenanţă a conductelor reprezintă ansamblul de măsuri organizatorice,

tehnice şi economice privind întreţinerea (mentenanţa preventivă) şi repararea (mentenanţa

corectivă) conductelor.

Sistemul de mentenanţă trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe:

a) asigură că toate conductele sunt disponibile (la parametrii proiectaţi, cu realizarea tuturor

cerinţelor funcţionale) un timp îndelungat (la nivelul durabilităţii lor economice), cu un

nivel acceptabil (tolerabil) al riscului de producere a incidentelor;

b) permite planificarea lucrărilor de mentenanţă în perspectiva apropiată şi îndepărtată, astfel

încât acestea să poată fi pregătite corespunzător, iar durata lor să poată fi estimată;

c) permite evaluarea şi planificarea finanţării lucrărilor de mentenanţă şi asigură un nivel

minim al cheltuielilor legate de efectuarea lucrărilor de mentenanţă.

Sistemul de mentenanţă, care îndeplineşte aceste cerinţe, este un sistem de mentenanţă

preventiv planificată, cu planificare controlată, care are la bază programe de mentenanţă

elaborate riguros, cu activităţi definite şi proiectate detaliat, a căror aplicare este flexibilă,

termenele de efectuare şi conţinuturile planificate ale acestora putând fi modificate sau menţinute

în funcţie de rezultatele unor activităţii periodice de verificare a stării tehnice a conductelor.

Deoarece există posibilitatea ca în cursul exploatării să intervină şi cedări neprevăzute

sau neaşteptate, este necesar ca sistemul de mentenanţă al să îndeplinească în paralel şi cerinţele

unui sistem de reparaţii (neplanificate) după necesităţi, reglementând modul în care trebuie să se

intervină în regim de urgenţă (accidental), pentru efectuarea lucrărilor de mentenanţă adecvate

rezolvării incidentelor produse intempestiv (adică, limitarea amplorii cedărilor, minimizarea

consecinţelor incidentului şi repunerea în funcţiune a conductelor în deplină siguranţă tehnică).

Categoriile de intervenţii ale sistemului de mentenanţă planificată

Sistemul de mentenanţă preventiv planificată, cu planificare controlată prevede,

programează şi realizează următoarele categorii de intervenţii: activităţi de supraveghere şi

întreţinere (SI); revizii tehnice (Rt); reparaţii curente (RP).

12

Supravegherea şi întreţinerea – SI presupune controlul modului de operare a conductelor,

depistarea primelor semne ale degradării şi apariţiei anomaliilor şi furnizarea de informaţii

privind efectuarea unor intervenţii de terţă parte la conducte sau producerea unor solicitări

exterioare accidentale datorită unor manifestări climatice sau mişcări ale pământului

Reviziile tehnice – Rt sunt activităţi planificate prin care se determină / verifică starea

tehnică a conductelor, se evaluează rezistenţa mecanică reziduală a acestora, se estimează durata

lor de viaţă remanentă şi, pe această bază, se programează reparaţiile şi se stabileşte conţinutul

acestora.

Reparaţiile – RP sunt intervenţii care se execută periodic, de obicei, planificat, având ca

scop remedierea sau eliminarea anomaliilor de pe tronsoanele de conductă sau de pe elementele

componente de tip special ale conductelor; în funcţie de amploarea lucrărilor care se execută şi

de valoarea (costul) acestora, reparaţiile curente se împart în reparaţii de gradul I – RP1 şi

reparaţii de gradul II – RP2;

Reparaţiile de gradul I – RP1 constau din remedierea unor anomalii / defecte cu

extindere mică sau moderată sau refacere straturi de vopsirii şi izolatii pe suprafeţe relativ

restranse, înlocuirea unor segmente scurte de tubulatură, înlocuirea unor componente simple de

conductă sau efectuarea unor intervenţii cu caracter provizoriu sau permanent, pentru rezolvarea

unor incidente minore sau moderate .

Reparaţiile de gradul II – RP2 constau din remedierea unor anomalii / defecte cu

extindere mare, înlocuirea unor porţiuni de tubulatură sau unor componente complexe ale

conductelor, realizarea unor lucrări de întreţinere de mare amploare sau efectuarea unor

intervenţii cu caracter definitiv pentru rezolvarea unor incidente.

Elaborarea programului de mentenanţă

Sistemul de mentenanţă preventiv planificată, cu planificare controlată se bazează pe

adoptarea unor mărimi de referinţă pentru intervalele de timp dintre diferitele categorii de

intervenţii pe care le prevede şi pe ajustarea permanentă şi diferenţiată a acestei programări, în

funcţie de rezultatele:

- activităţilor de supraveghere şi întreţinere, care asigură cunoaşterea şi ţinerea sub control

a stării tehnice a conductelor;

- evaluărilor efectuate cu ocazia reviziilor tehnice periodice, care permit aprecierea cu un

13

nivel de încredere rezonabil a rezistenţei mecanice reziduale

Mărimile efective ale intervalelor de timp şi termenele la care se planifică diversele categorii de

intervenţii prevăzute de sistemul de mentenanţă se stabilesc şi se modifică pe baza interpretării

informaţiilor obţinute din activităţile de supraveghere şi întreţinere şi de revizie tehnică.

Intervale de timp mai mici decât cele de referinţă se pot prevedea pentru intervenţiile de

mentenanţă la zonele tronsoanelor de conductă şi la elementele componente ale conductelor care

se află în următoarele situaţii şi în altele similare:

a) eventualele incidente au consecinţe majore şi sunt dificil de rezolvat;

b) au suferit suprasolicitări accidentale produse fie de operarea incorectă, fie de intervenţii

de terţă parte, fie de fenomenele meteorologice sau de mişcări ale pământului;

c) au fost sediul unor incidente produse recent, au evidenţiat anomalii a căror extindere poate

genera incidente, au relevat deteriorări premature ale izolaţiei anticorosive şi iniţierea unor

procese de deteriorare a tubulaturii etc.

Intervale de timp mai mari decât cele de referinţă se pot prevedea pentru intervenţiile de

mentenanţă la zonele tronsoanelor de conductă şi la elementele componente ale conductelor

aflate în următoarele situaţii şi în altele similare:

a) eventualele incidente se pot rezolva rapid şi uşor.

b) sunt utilizate la presiuni de operare mai mici decât cele de proiectare şi, ca urmare,

intensitatea tensiunilor generate de solicitările mecanice este redusă, iar probabilitatea de cedare

este neglijabilă.

c) au fost supuse recent unor inspecţii şi a rezultat că nu prezintă anomalii, iar straturile lor

de protecţie anticorozivă sunt intacte.

Stabilirea tehnologiilor de realizare a lucrărilor de mentenanţă

Tehnologia de reparaţie necesar a fi aplicată pentru efectuarea oricărei

lucrări de mentenanţă pe tronsoanele de conductă cuprinde următoarea succesiune de etape

tehnologice:

a) Etapa operaţiilor tehnologice de asigurare a accesului în locul / zona de pe conductă pe

care se efectuează lucrarea de mentenanţă;

b) Etapa operaţiilor tehnologice de pregătire a conductei în locul / zona pe care se

efectuează lucrarea de mentenanţă;

14

c) Etapa operaţiilor tehnologice de pregătire a pieselor de schimb şi a materialelor cu care se

efectuează lucrarea de mentenanţă;

d) Etapa operaţiilor tehnologice de reparare efectivă a tubulaturii;

e) Etapa operaţiilor tehnologice de verificare a calităţii reparaţiilor

f) Etapa operaţiilor tehnologice de refacere a protecţiei anticorozive;

g) Etapa operaţiilor tehnologice de acoperire a conductei şi de refacere a terenului din zona

de operare la efectuarea lucrării de mentenanţă;

Elaborarea şi calificarea procedurilor de realizare a reparaţiilor şi eliberarea

autorizaţiilor de lucru

Operaţiile principale ale proceselor tehnologice de mentenanţă, care influenţează esenţial

calitatea reparaţiilor efectuate şi/sau a căror efectuare poate implica riscuri notabile privind

securitatea şi sănătatea executanţilor sau privind integritatea conductei pe care se lucrează trebuie

să fie executate pe baza unor proceduri calificate; în această categorie sunt incluse:

a) operaţiile de săpare şi de consolidare a gropii în care se realizează lucrările;

b) operaţiile de susţinere şi rezemare a conductelor în cursul operaţiilor de mentenanţă;

c) operaţiile de măsurare a grosimilor de perete ale tubulaturii conductelor în zonele cu

anomalii care trebuie remediate prin lucrări de mentenanţă;

d) operaţiile de pregătire (curăţire, sablare etc.) a tubulaturii conductelor în vederea

efectuării de reparaţii;

e) operaţiile de rotunjire prin polizare sau frezare a reliefului anomaliilor de pe tubulaturile

conductelor;

f) operaţiile de debitare a unor fragmente / porţiuni / sectoare de tubulatură;

g) operaţiile de sudare sau de încărcare prin sudare realizate pe tubulaturile conductelor,

precum şi operaţiile de preîncălzire şi/sau tratament termic postsudare conexe acestora;

h) operaţiile de aplicare pe tubulaturile conductelor a învelişurilor de reparare din materiale

compozite;

i) operaţiile de perforare a tubulaturii conductelor aflate sub presiune în vederea înlocuirii

unor sectoare de tubulatură, pentru cuplarea unor ramificaţii;

j) operaţiile de refacere a învelişurilor de protecţie anticorosivă ale conductelor pe care s-au

efectuat lucrări de mentenanţă;

15

k) operaţiile de reinstalare şi de acoperire a conductelor după efectuarea lucrărilor.

Tipurile de coroziune specifice conductelor

În literatura de specialitate se precizează că, de fapt, coroziunea reprezintă fenomenul de

distrugere parţială sau totală a materialelor, în general şi a meta-lelor în special, în urma unor

reacţii chimice, electrochimice, care au loc prin interacţiunea lor cu mediul înconjurător.

Coroziunea reprezintă, un fenomen natural normal, întrucât dacă se are în vedere faptul

că la producerea metalului din minereu s-a înglodat în aceasta o energie, este firească tendinţa

acestuia de a trece la o stare energetică coborâtă cât mai stabilă.

Coroziunea poate fi de mai multe feluri, în funcţie de caracterul chimic, electrochimic şi de

locul unde se produce: electrochimicǎ, chimicǎ, a solului, microbiologicǎ, cauzatǎ de solicitǎrile

mecanice, prin eroziune, in pitting.

Coroziunea electrochimică

Coroziunea electrochimică este întotdeauna asociată cu o circulaţie de curent, care are

urmatoarele efecte:

- intrare de curent dinspre electrolit spre metal corespunde reducerii metalului (protecţie).

- iesire de curent dinspre metal spre electrolit corespunde oxidǎrii metalului (coroziune).

Aceasta se manifestă în momentul în care metalul vine în contact cu solul, considerat ca un

electrolit şi reprezintă, de fapt, atacul distructiv exercitat de mediul corosiv, prin intermediul

unor reacţii electrochimice.

Coroziunea chimică

Ea reprezintă procesul de distrugere a materialelor metalice, în urma acţiunii chimice

directe a mediului, fără să aibă loc un schimb de sarcini electrice. Pe cale chimică, metalele se

distrug în contact cu gazele industriale uscate, la temperatură ridicată sau în soluţii care nu

16

conduc curentul electric. În practică, deseori, coroziunea chimică este transformată în coroziune

electro-chimică, prin condensarea vaporilor de apă.

Se întâlneşte des coroziunea cauzată de variaţia concentraţiei oxigenului de-a lungul suprafeţei

metalice, denumită coroziune prin aerare diferenţială.

Coroziunea solului

De obicei conductele de distribuţie se pozează în soluri diferite şi la adâncimi variabile.

Din această cauză coroziunea subterană este un proces complex, influenţat, în special, de

transportul oxigenului în sol şi de conductibilitatea solului.

Cei mai importanţi componenţi chimici ai solului sunt cei solubili în apă (acizi, baze, sulfaţi,

cloruri, carbonaţi), precum şi unele gaze (oxigen, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat).

Coroziunea fierului în sol

Cel mai intalnit exemplu de coroziune este ruginirea fierului, o reactie chimicǎ complexǎ

in care fierul se combinǎ si cu oxigen si cu apa pentru a forma oxid de fier. Oxidul este un solid

care mentine aceeasi formǎ generalǎ a metalului din care a fost format, dar mai poros si mai

voluminous, fiind slab si fragil.

Se pot folosi trei metode pentru a preveni ruginirea fierului :

1. Crearea unui aliaj din fier care sǎ reziste coroziunii.

2. Adǎugarea unui strat dintr-un material care sǎ reactioneze cu substantele corozive mult

mai rapid decat fierul, astfel pe masurǎ ce acel strat se consumǎ, fierul este protejat.

3. Acoperirea cu un strat impermeabil.

Coroziunea microbiologicǎ

Este fenomenul de distrugere a metalelor sub acţiunea directă a microorganismelor. Ea

poate avea loc în condiţii anaerobe sau aerobe. Procesele de coroziune microbiologică sunt

17

variate şi efectele lor apar sub diferite aspecte, deoarece se produc în atmosferă, în apă, în sol,

atacând conductele subterane sau aeriene.

Mecanismele prin care actioneaza microorganismele la distrugerea materialului sunt

urmatoarele:

1.Producerea unor derivati metabolici care actioneazǎ ca agenti corozivi: acizi organici,

hidrogen sulfurat, CO, etc.

2.Formarea unor zone eterogene pe suprafata materialului metalic; o colonie de

microorganisme se fixeazǎ pe metal si determinǎ gradiente de concentratie pentru acceptorii de

electroni precum si aparitia coroziunii prin aerare diferentialǎ.

3.Modificarea peliculelor protectoare de pe suprafata metalului, care duc la initierea

pittingurilor.

Coroziunea cauzată de solicitările mecanice cuprinde:

● Coroziunea fisurantă

● Coroziunea produsă de eforturile mecanice

●Coroziunea cauzată de solicitările la oboseală

Coroziunea prin eroziune

Este un proces de distrugere cauzat de abraziunea mecanică şi de atacul corosiv al unui

lichid sau gaz. Condiţiile care favorizează acest proces sunt:

viteze mari de circulaţie a gazelor şi lichidelor;

corpuri solide în suspensie;

curgerea turbulentă a fluidelor;

amestecuri de două faze cu mişcare rapidă şi schimbări de direcţie.

Coroziunea în „pitting”

18

Este o formă de atac localizat. Pelicula de protecţie a metalului, odată distrusă, în anumite

puncte permite mediului agresiv să atace şi să producă o penetrare rapidă a metalului.

Termenul „pitting” este folosit pentru ilustrarea acelui tip de atac localizat în care lărgimea

zonei afectate de coroziune este de acelaşi ordin de mărime sau mai mică decât adâncimea

acesteia.

Protectia anticorosivǎ

Protecţia împotriva coroziunii reprezintă totalitatea măsurilor care se iau pentru a feri

materialele tehnice de acţiunea agresivă a mediilor corosive.

Metode de prevenire a coroziunii

Metodele de prevenire a coroziunii constau în:

alegerea corectă a materialelor utilizate în construcţia de aparate şi utilaje

industriale, din punct de vedere al rezistenţei la coroziune;

evitarea punerii în contact a unui metal cu un alt metal mai electronegativ decât

el, de exemplu aluminiu alături de aliajele cuprului sau oţelurilor aliate etc ;

la fel se va evita punerea în contact a metalelor ecruisate cu metalele recoapte

sau turnate,deoarece din cauza diferenţei de potenţial electrochimic dintre ele,în prezenţa unui

19

electrolit corespunzător,primele se corodează;

prelucrarea mai îngrijită a suprafeţei metalului,deoarece adânciturile,

zgârieturile favorizează şi accelerează coroziunea.

Metode de acoperire a suprafetelor metalice cu invelisuri anticorosive

Protecţia prin învelişuri anticorosive se realizează prin acoperirea metalului cu un strat subţire de

material autoprotector.

Proprietǎţile principale ale unei izolaţii de calitate :

Rezistenţa mecanicǎ şi termicǎ în timp;

Capacitate de electroizolare;

Inerţie bacteriană şi chimică;

Aderenţa, impermeabilitate la apă şi la aer.

Avantajele unei izolaţii de calitate

Optimizarea distribuţiei curentului de protecţie şi reducerea necesarului de curent;

Minimizarea influenţei exercitatǎ asupra altor structuri metalice;

Funcţionarea eficientă a protecţiei catodice.

Calitatea izolaţiei este determinată de următorii factori:

Aplicareaîn fabrică a izolaţiei;

Aplicarea în santier a izolaţiei;

Condiţiile de transport şi manipulare;

Condiţiile de pozare şi acoperire cu pământ.

Stratul protector poate fi :

A.metalic ;

B.nemetalic.

A .Metode anticorosive cu strat metalic :

a) Cǎmǎsuirea este un process metalurgic de legare a straturilor ale acelorasi sau diferite

metale.

b) Smǎltuirea in industrie este folositǎ in mod obisnuit pentru protectia suprafetelor

impotriva coroziunii sau frecǎrii..

c) Galvanizarea este procesul de acoperire a unui metal, cum ar fi fierul sau otelul, cu un

strat subtire de zinc pentru a-l proteja de actiunea coroziunii. Zincul este intrebuintat cu mai

multǎ usurintǎ decat alte metale de protectie cum ar fi cositorul, cromul, nichelul sau aluminiul.

20

B.Straturile protectoare nemetalice pot fi organice sau anorganice,realizate prin utilizarea

lacurilor,vopselelor,emailurilor sau a foliilor de masă plastică,etc.

Alegerea uneia sau alteia dintre metodele de protecţie este funcţie de:

- parametrii tehnologici de funcţionare a instalaţiei;

- forma şi dimensiunile obiectului protejat;

- calitatea materialului suport;

- amplasarea obiectului de protejat în instalaţie;

-tehnologiile de aplicare şi posibilităţile de execuţie a protecţiei

anticorosive.

Protectia pasivǎ – izolaţiile

Tipuri de izolaţii:

Aplicate la cald:

●Mastic de bitum, ●folii PVC, ●benzide bitum, ●polietilenǎ extrudatǎ, ●benzi din

polietilenǎ, ●benzi termocontractile.

Aplicate la rece:

●Benzi autoadezive, pe baza de polietilenǎ, ●cauciuc butilic , ●cauciuc nitrilic.

●Poliuretan,● benzi si mastic din petrolatum.

Izolaţii moderne:

a) preizolare cu polietilenǎ extrudatǎ.

b) polietilenă extrudată şi polietilenă + cauciuc butilic (în şantier).

c) Materiale noi pe bază de cauciuc butilic şi polietilenă.

Se utilizeazǎ două tipuri de sisteme de izolare:

sistemul cu o singurǎ bandă (izolare, suduri cap-cap, curbe, ramificaţii).

sistemul cu douǎ benzi (cele douǎ tipuri de materiale se aplică separat→izolare teuri de

branşament).

Materiale de izolare aplicate necorespunzǎtor

21

Bibliografie

22

Goluri colectate in rasinǎ epoxidicǎ.

Degradarea oxidativǎ a fibrelor compozite carbon-carbon.

1. Norme tehnice specifice SNT privind mentenanţa conductelor de transport gaze natural;

2. L. Lupescu, N. Nicolescu, F. Zamfir si A. Trusca: “Metode de Estimare a Riscului la

Componentele unei Centrale Electrice, pe baza Conditiilor de Functionare a acestora”, a

XXIX-a Conferinta Nationala pe probleme de Termoficare, STTR Brasov 2002;

3. Ing. Lazar Lupescu, ing. Nicolae Nicolescu: “Evaluarea starii tehnice a sistemelor de

conducte sub presiune”;

4. http://www.petroleumclub.ro ;

5. Micloşi V., ş.a., Bazele proceselor de sudare, Editura Diadactică şi Pedagogică,

Bucureşti, 1984;

6. Trifan C.,Distribuţia gazelor naturale prin reţele de conducte, Editura Universităţii din

Ploieşti 2005;

7. Alexandru F., Necula S.,Conducte şi armături,E.T. Bucureşti, 1963;

8. Prescriptii Tehnice – 2010;

9. Maria Constantinescu, Teodora Badea: „Coroziune si Protectie Anticorosivǎ”, Editura

Didacticǎ si Pedagogicǎ, Bucuresti, 1978;

10. Ion Iliutǎ, Marin Bulearcǎ:”Protectii Anticorozive”, Editura Atlas Press, Bucuresti, 2003.

11. T. Badea, G. Ciura, A. Cojocaru:’’Coroziunea şi controlul coroziunii’’, Editura

MatrixRom, Bucureşti, 2000;

12. Caracterizarea generală a reţelelor de conduicte – notite de curs.

23