О ПРОБЛЕМЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Практически вся добытая нефть с момента своей добычи из скважины и до доставки до места переработки: на площадках нефтебаз по хранению и перевалке нефти и нефтепродуктов; резервуарных парках и наливных станциях магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов; товарно-сырьевых парков центральных пунктов сбора нефтяных месторождений и, на конец, на нефтеперерабатывающих производствах, так или иначе хранится в специальных резервуарах для хранения нефти – резервуарах. Учитывая значительные объемы хранимой нефти, а так-же то, что резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов являются объектами повышенной опасности с высокими рисками возникновения аварий, обеспечение безаварийной эксплуатации резервуаров для хранения нефти является важнейшей задачей не только для обеспечения промышленной и экологической безопасности как таковой, но и для сохранения углеводородной энергетической составляющей мировой экономики в будущем, сохранения нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли в принципе. А безаварийная эксплуатация оборудования для хранения нефти в огромной степени и напрямую зависит от обеспечения износостойкости этого оборудования.

Несмотря на использование современных технологий и достигнутый на сегодняшний день опыт в проектировании и строительстве резервуаров, аварии на данных объектах не являются таким уж редким явлением. При эксплуатации резервуаров появляются различные дефекты, снижающие надежность резервуаров и приводящие к авариям различной степени опасности.

Практика показывает, что все допущенные дефекты по причине их возникновения можно условно разделить на три основные группы:

- ошибки, допущенные при проектировании резервуаров;

- дефекты, допущенные при изготовлении и монтаже резервуаров (непровары сварных соединений, поры, шлаковые включения и т.п.);

- дефекты, появляющиеся в процессе эксплуатации (коррозионный износ основного металла и сварных швов, трещины и деформации конструкций; неравномерная осадка оснований) [1, 2].

Таким образом, основными факторами, оказывающих влияние на износостойкость резервуаров при разработке магистерской диссертации можно рассмотреть следующие факторы, влияющие на износостойкость резервуаров:

- факторы, влияющие на износостойкость резервуаров на стадии проектирования объекта;

- факторы, влияющие на износостойкость резервуаров на стадии строительства объекта

- факторы, влияющие на износостойкость резервуаров на стадии эксплуатации объекта.

К факторам, влияющим на износостойкость резервуаров на стадии проектирования объекта необходимо отнести:

- вопросы обеспечения требований к конструкции резервуаров (в целом и отдельных его элементов) с целью предотвращения каких-либо застойных зон в резервуарах, могущих вызывать повышенный износ резервуара;

- вопросы обеспечения надежности основания резервуаров с целью предотвращения осадки днища резервуаров (и, как следствие – избыточным деформациям днища при заполнении и опорожнении резервуаров, которая влечет за собой разрушение защитного покрытия стенок);

- вопросы обеспечение свободного и удобного доступа внутрь резервуара для проведения полноценной актикоррозионной защиты внутренней поверхности резервуара после изготовления и при ремонтах и техническом обслуживании резервуаров;

- вопросы обеспечения прибавки на коррозию в зависимости от степени агрессивности среды и предполагаемого срока эксплуатации резервуаров.

Факторами, влияющими на износостойкость резервуаров на стадии строительства объекта являются:

- вопросы выбора методов подтверждения качества защитных покрытий;

- вопросы выбора методов испытаний резервуаров, порядка приемки законченного строительством резервуара;

- вопросы обеспечения порядка проведения строительно-монтажных работ в резервуаре, выбора необходимых инструментов, оснастки и приспособлений, необходимых для предотвращения повреждения уже нанесенного защитного покрытия.

Факторами, влияющими на износостойкость резервуаров на стадии эксплуатации объекта являются:

- вопросы снижения износа за счет выбора оптимального технологического режима (уменьшения количества циклов заполнения/опорожнения и др.)

- вопросы снижения износа при эксплуатации резервуаров (предотвращение повреждения при эксплуатации и ремонте; систематические проверки состояния покрытий, соблюдение регламентов технического обслуживания и ремонтов резервуаров).

Анализ происходящих аварийных ситуаций, связанных с резервуарами, показал, что основными неисправности (видами дефектов) стальных резервуаров являются:

- коррозионный износ элементов конструкций резервуаров (днищ, стенок, крыш) – порядка 55 процентов всех выявляемых дефектов;

- деформации геометрической формы резервуаров (хлопуны днищ, вмятины и выпучины корпусов, осадка оснований) – порядка 25 процентов всех выявляемых дефектов;

- дефекты сварных швов (отпотины, свищи, трещины, непровары) – порядка 20 процентов всех выявляемых дефектов [1]:

Таким образом, своевременное выявление дефектов при эксплуатации резервуаров являются основными в вопросах обеспечения безопасной эксплуатации резервуаров.

Сложившаяся на сегодняшний день нормативно – правовая практика в вопросах регулирования контроля за техническим состоянием резервуаров в качестве технических и организационных решений, призванных предотвратить эти дефекты, должно быть обеспечено следующее [3]:

- должен быть организован периодический контроль за техническим состоянием резервуара, включающий в себя внешний осмотр поверхности резервуара для обнаружения утечек, повреждений стенки, признаков осадки основания, состояния отмостки, осмотр понтона через смотровые люки, осмотр плавающей крыши, защитных лакокрасочных покрытий и оборудования;

- работы по техническому диагностированию резервуара (как частичного – без вывода резервуаров из эксплуатации, так и полного – с выводом из эксплуатации), включающие в себя визуальный и измерительный контроль состояния оборудования и все доступные виды инструментального контроля, таких как: ультразвуковая толщинометрия, ультразвуковой контроль сварных соединений и основного металла, геодезический контроль осадки резервуаров, контроль избыточным давлением, капиллярный контроль, магнитопорошковая дефектоскопия, акустико-эмиссионный контроль, радиографический контроль, магнитный контроль, измерение твердости переносными приборами, и другие)

- для обеспечения проведения мониторинга герметичности днища в конструкции резервуара в основании резервуара должна устанавливается система контроля протечек с использованием гибких мембран.

Данные требования доказали на практике свою эффективность и действенность, но в то - же время, в них есть один существенный недостаток – отсутствие требований по осуществлению непрерывного мониторинга технического состояния резервуаров. По сути, прописанные в существующих ныне нормативных документах условия, запреты ограничения, связанные с контролем технического состояния резервуаров разработаны исходя из опыта другой, доцифровой эпохи развития технологий.

С целью устранения данного пробела считаю целесообразным рассмотреть вопросы по разработке и внедрению системы мониторинга состояния резервуаров за счет применения информационных технологий, позволяющих осуществлять непрерывный контроль комплексных параметров резервуаров, включая деформации конструкций и неравномерность осадки оснований резервуаров и, в случае превышения допустимых показателей, позволяющей оповещать персонал о возникшей аварийной ситуации.

Указанная работа должна быть разбита на следующие этапы:

1. Проведение анализа всех существенных факторов, влияющих на техническое состояние резервуаров. Изучение и систематизация всех известных на сегодняшний день факторов, влияющих на техническое состояние резервуаров; определение дефектов, которые могут быть вызваны указанными факторами; экспертное определение степени опасности дефектов на техническое состояние резервуаров.

2. Определение перечня дефектов, которые возможно контролировать дистанционно, постоянно, в режиме реального времени. Анализ возможных дефектов, которые могут возникнуть при эксплуатации резервуаров; анализ существующих и апробированных на практике методов инструментального контроля этих дефектов (ультразвуковая толщинометрия, ультразвуковой контроль сварных соединений и основного металла, геодезический контроль осадки резервуаров, контроль избыточным давлением, капиллярный контроль, магнитопорошковая дефектоскопия, акустико-эмиссионный контроль, радиографический контроль, магнитный контроль, измерение твердости переносными приборами, и другие) и анализ возможности интеграции существующих методов инструментального контроля дефектов резервуаров с проектируемой платформой анализа, обработки и передачи данных, выполненной на основе информационных систем.

3. Разработка информационной системы контроля комплексных параметров резервуаров, влияющих на его безопасность.   Разработка программного комплекса, который на основе «сигналов предупреждения» (сигналов о возникших дефектах резервуаров, выявленных датчиками инструментального контроля дефектов) и выявляемых фактов отклонений от технологического процесса будет сигнализировать о возникновении дефекта и рассчитывать агрегированный показатель технического состояния резервуара.

После разработки и успешной опытно-промышленной апробации данных комплексов, и внесения соответствующих изменений в нормативные требования по порядку мониторинга технического состояния резервуаров состояние безопасности при эксплуатации резервуаров будет значительно повышено.