АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ВНУТРИТРУБНОЙ ДИАГНОСТИКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ

Аннотация. Магистральные газопроводы представляют собой критически важный элемент энергетической инфраструктуры, обеспечивающий непрерывность поставок. Эффективность и безопасность их функционирования напрямую коррелируют с своевременным и точным обнаружением дефектов. Традиционные подходы к диагностике зачастую демонстрируют ограниченную эффективность и сопряжены с определенными рисками. Статья направлена на актуализацию применения современных роботизированных комплексов для осуществления внутритрубной диагностики магистральных газопроводов. В работе анализируются преимущества использования робототехнических решений, включая повышение метрики точности, минимизацию профессиональных рисков и возможность эксплуатации в неблагоприятных условиях. Описаны важные аспекты применения и функционирования роботизированных комплексов при проведении диагностики магистральных газопроводов.

Ключевые слова: магистральный газопровод, внутритрубная диагностика, роботизированные комплексы, информационные технологии.

Роботизированные системы, способные передвигаться внутри трубопроводов, позволяют проводить детальное обследование их состояния. Они собирают данные в реальном времени, что обеспечивает непрерывный мониторинг без прерывания транспортировки газа. Преимущества очевидны: более точное выявление дефектов, снижение рисков для персонала. Цель статьи - проанализировать внутритрубную диагностику магистральных газопроводов с применением роботизированных комплексов.

Магистральные трубопроводы, по которым транспортируются нефть, газ и нефтепродукты, являются жизненно важной, но сложной и протяженной инфраструктурой. Их бесперебойная работа требует постоянного технического надзора и своевременного обслуживания, поскольку любые нарушения могут привести к катастрофическим последствиям – от финансовых потерь до экологических катастроф. Поэтому задачи точной диагностики и непрерывного мониторинга приобретают первостепенное значение.

Несмотря на широкое использование существующих методов неразрушающего контроля (например, ультразвуковой и магнитной дефектоскопии), они сталкиваются с рядом ограничений. Многие из этих методов требуют остановки трубопровода, зависят от человеческого фактора и не всегда обеспечивают необходимую точность или масштабируемость в реальных условиях эксплуатации.

Перспективным направлением становится применение автономных роботизированных систем для внутренней диагностики трубопроводов. Эти интегрированные комплексы, оснащенные разнообразными сенсорами, видеокамерами, осветительными приборами и системами связи, способны самостоятельно перемещаться по трубе. Они собирают, обрабатывают и оперативно передают диагностические данные в центр управления, что позволяет не только своевременно обнаруживать дефекты, но и формировать более эффективные стратегии технического обслуживания[5].

Роботизированные решения предлагают значительные преимущества: они минимизируют риски, связанные с человеческим фактором, позволяют проводить мониторинг без прерывания рабочего процесса, обеспечивают доступ к самым труднодоступным участкам и открывают возможности для применения интеллектуальных алгоритмов анализа и предиктивного обслуживания. В контексте цифровой трансформации отрасли такие системы становятся ключевым элементом концепции «умной» инфраструктуры.

Одним из важных условий для обеспечения надежности работы магистральных трубопроводов (МТ) является диагностика с использованием комплекса внутритрубных инспекционных снарядов (ВИС), таких как профилемеры и дефектоскопы [4]. Эти устройства являются подвижными мобильными роботами (МБР), которые перемещаются в потоке транспортируемого продукта под действием избыточного давления, создаваемого жидкостью или газом внутри трубопровода.

Современное управление техническим состоянием и целостностью объектов газотранспортной системы ПАО «Газпром» требует долгосрочного планирования работ по техническому обслуживанию и ремонту магистральных газопроводов. Основой для такого планирования служат сведения о фактическом состоянии трубопроводов, получаемые, как правило, с помощью внутритрубных диагностических обследований. Тем не менее, применение стандартных внутритрубных устройств для диагностики технологических трубопроводов компрессорных станций не представляется возможным. Это связано с их сложной пространственной конфигурацией, наличием многочисленных отводов и изгибов, а также с ограничениями по скорости движения, характерными для магистральных газопроводов. В ответ на эти вызовы были созданы специализированные сканеры-дефектоскопы. Эти устройства способны самостоятельно перемещаться по трубопроводам, преодолевать криволинейные и вертикальные участки, и оснащены аппаратурой для получения точных данных о внутренней полости, геометрии, а также о повреждениях основного металла и сварных швов. Основные технические требования к таким сканерам для внутритрубной диагностики технологических трубопроводов компрессорных станций закреплены в нормативных документах. В настоящее время в реестре ПАО «Газпром» числятся два диагностических комплекса для этой цели: телеуправляемый ТДК-400-М-Л (разработчик ЗАО «Диаконт») и автономный роботизированный А2072 «IntroScan» (разработчик АО «ИнтроСкан Технолоджи»)[1].

Выявление дефектов в трубах на некоторых участках магистральных газопроводов (МГ) сталкивается с трудностями по ряду причин. Проблемы возникают на подводных переходах через водоемы, в резервных нитках этих переходов и на участках с подкладными кольцами.

Обычные методы диагностики внутри труб, такие как ультразвуковые дефектоскопы, которые перемещаются с помощью водной пробки или потока, не показали своей эффективности. В связи с этим предложено использовать самодвижущийся ультразвуковой дефектоскоп, который управляется через оптико-волоконный кабель. Этот дефектоскоп, установленный на транспортном средстве, способен перемещаться в трубопроводе, заполненном водой, длиной до 7,5-20 тысяч метров[3].

Основная сложность заключается в отсутствии возможности осмотреть внутреннюю часть трубы, пока система работает. Из-за этого повреждения, такие как ржавчина, трещины, искривления или наслоения, выявляются поздно, когда требуется дорогостоящий ремонт или случается авария. Ситуацию усугубляет то, что большинство трубопроводов находятся в труднодоступных местах: под землей, в воде или в других зонах, где обычные способы диагностики неэффективны или невозможны.

В России протяженность газораспределительных сетей, включая региональные газопроводы и газопроводы-отводы среднего и высокого давления (до 0,6 МПа), значительно превышает длину магистральных трубопроводов. Диагностика газопроводов-отводов представляет собой более сложную задачу по сравнению с диагностикой магистральных газопроводов.

Наиболее сложными участками региональных распределительных газопроводов являются крановые узлы, подводные переходы, пересечения с дорогами и технологические перемычки. Движение диагностического оборудования (магнисканов) в газопроводах-отводах часто прерывается из-за сужений или сварных швов, что ведет к потере данных.

Для решения этой проблемы предлагаются и применяются (в основном на магистральных газопроводах) снаряды с управляемыми байпасными отверстиями. Эти снаряды регулируют скорость движения, сбрасывая избыточное давление газа через каналы с регулируемыми заслонками. Другой подход заключается в использовании подвижных манжет на снаряде для уменьшения перепада давления при прохождении сужений [2].

Заключение. Внедрение роботов для обследования и анализа магистральных трубопроводов – это ключевой элемент цифровизации промышленной инфраструктуры. Эти системы позволяют проводить диагностику, не прерывая транспортировку, с высокой точностью и минимальным вмешательством человека. Использование роботов повышает безопасность эксплуатации трубопроводов и открывает путь к интеллектуальному управлению инфраструктурой. В условиях растущей нагрузки на энергетику и ужесточения требований к надежности и экологичности, роботизированные системы становятся неотъемлемой частью современной промышленной диагностики.