Управление качеством важнейших процессов при сооружении подводного нефтепровода в акватории Балтийского моря тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат наук Щербань, Павел Сергеевич

• Щербань, Павел Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Щербань, Павел Сергеевич

Оглавление

Введение

Актуальность темы диссертации

Степень разработанности проблемы

Цель и задачи исследования

Методы исследования

Научная новизна

Практическая значимость

Положения выносимые на защиту

Реализация результатов работы

Глава 1 .Анализ этапов и основных параметров процессов сооружения

П

подводного нефтепровода в акватории Балтийского моря

1.1.Общее описание процессов сооружения подводного нефтепровода и анализа основных внешних и внутренних ^ факторов, влияющих на качество

1.2.Анализ нормативных документов, обеспечивающих проведение технологических процессов и контроль качества над ними по ряду ^ ^ основных параметров

1.3.Актуализация процесса сварки подводного нефтепровода и

анализ возникающих дефектов и несоответствий

Глава 2. Разработка метода комплексного анализа качества сварочных

50

работ на подводном нефтепроводе

2.1.Анализ основных элементов и параметров сварки подводного нефтепровода и их места в структуре рассматриваемого сварочного 50 процесса

2.2.Использование методов анализа дерева неисправностей и исследования опасности и работоспособности к процессу сварки 57 подводного нефтепровода

2.3.Анализ видов и последствий потенциальных отказов в ходе процесса сварки подводного нефтепровода с определением

предельных чисел риска на разных этапах

Глава 3. Исследование проблемы управления вероятностью возникновения и вероятностью обнаружения дефектов сварных

85

соединений подводного нефтепровода с целью снижения риска аварийных ситуаций

3.1. Разработка алгоритма управления вероятностью возникновения

85

дефектов сварных соединений подводного нефтепровода

3.2.Применение алгоритма управления вероятностью возникновения дефектов в сварном соединении подводного 97 нефтепровода

3.3.Исследование проблемы управления вероятностью обнаружения дефектов на различных этапах процесса сооружения 111 подводного нефтепровода

3.4.Исследование последствий аварий подводного нефтепровода по

122

причинам низкого качества сварных соединений

Заключение

Список литературы

Приложение А - Группы факторов, оказывающих влияние на завозимые материалы на различных под-этапах процесса

транспортировки

Приложение Б - Сводные данные по хранению материалов

Приложение В - Этапы проведения сварочно-монтажных работ на

149

нефтепроводе в акватории Балтийского моря

Приложение Г - Укладка подводного нефтепровода в акватории

152

Балтийского моря

Приложение Д - Допустимые отклонения положения стыкового

соединения и формы сварного шва подводного нефтепровода

диаметром 273/18 мм

Приложение Е - Допустимые размеры дефектов сварного шва

154

промыслового трубопровода

Приложение Ж - Дефекты сварных швов нефтепровода выявленные

158

при контроле рентгеном

Приложение И - Причины возникновения различных дефектов при

161

сварке

Приложение К - Сводная таблица данных для FMEA - анализа

Приложение JI - Применение метода HAZOP к процессу сварки

170

подводного нефтепровода

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление качеством важнейших процессов при сооружении подводного нефтепровода в акватории Балтийского моря»

Введение

Актуальность темы диссертации. В настоящее время наметился переход от освоения запасов нефти и газа суши к разработке морских залежей углеводородов. Добыча нефти на шельфе широко распространена за рубежом в Норвегии, Великобритании, Соединенных Штатах Америки, Франции, в результате чего данными странами накоплен большой опыт по разработке и освоению морских месторождений.

Однако, сооружение сложных технических объектов по добыче и транспортировке углеводородов в условиях открытого моря по прежнему является серьезным вопросом с точки зрения обеспечения их качества.

Это связанно в первую очередь с тем, в каких природных условиях происходит весь цикл работ, а также с контролем и управлением организационными, техническими, человеческим и другими группами факторов. Кроме того необходимо учитывать высокую уязвимость акваторий, в которых производится нефтедобыча. В свою очередь это накладывает серьезные экологические требования по обеспечению надежности работы как добывающих, так и транспортных систем морского нефтепромысла. В результате этого, с одной стороны многофакторность решаемой задачи и сложность контроля и управления параметрами процесса сооружения объектов морской нефтедобычи, а с другой стороны высокая степень ответственности за их надежность и исполнение создают ряд рисков для управления которыми необходимо создать специализированную систему управления качеством процессов при сооружении объектов нефтегазового комплекса в море.

Степень разработанности проблемы. Поскольку в Российской Федерации относительно интенсивное освоение морских месторождений началось сравнительно недавно, и имеет широкие перспективы в будущем, то представляемый вопрос является крайне важным.

До последнего времени в России отсутствовали серьезные нормативные документы государственного и международного уровня по рассматриваемому вопросу. При реализации любых нефтегазовых проектов на шельфе использовался зарубежный опыт, который не всегда может быть применим в условиях нашей страны. В результате этого создание системы управления качеством процесса сооружения морских объектов нефтегазового комплекса с учетом более суровых условий окружающей среды и повышенной экологической уязвимости зон перспективной нефтедобычи на Российском шельфе актуально.

Здесь следует отметить, что одной из самых уязвимых систем морских нефтепромыслов является транспортная, поскольку на долю нефтепроводов приходиться до сорока процентов выбросов нефти в окружающую среду. Вследствие этого необходимо в первую очередь при разработке вопроса управления качеством процесса сооружения морских объектов нефтегазового комплекса уделять наибольшее внимание проблеме обеспечения качества процесса сооружения морских промысловых нефтепроводов.

Рассматривая представленный вопрос в региональном плане следует отметить то, что подавляющая часть запасов углеводородов находящихся на суше Калининградской области - исчерпана, в связи, с чем разработка морских залежей (в которых сосредоточено до 50% запасов нефти по региону), крайне перспективна. Все это совместно с географическими особенностями региона, развитой инфраструктурой нефтегазового комплекса, а так же с учетом опыта и рядом новых технических проектов по освоению месторождений акватории южной Балтики компанией ООО «Лукойл-Калининградморнефть» открывает перспективы по исследованию и разработке выше обозначенных проблем управления качеством процесса сооружения подводных нефтепроводов.

Цель исследования: целью исследования является разработка системы управления качеством процесса сооружения подводного нефтепровода, на шельфе Балтийского моря, на основе исследования уровней качества поставки и хранения

оборудования, материалов, и качества проведения строительных и сварочных работ. В качестве характерного примера избран нефтепровод от НСП «Романово» к МЛ СП «Д-6», сооруженный компанией ООО «Лукойл-Калининградморнефть».

Задачи исследования:

1. Проанализировать этапы процесса сооружения подводного нефтепровода от НСП «Романово» к МЛСП «Д-6» и выявить основные внешние и внутренние факторы, повлиявшие на качество процесса.

2. Установить наиболее дефектоносные процессы, влияющие на качество и надежность сооружаемой технической системы.

3. Разработать методику выявления и анализа несоответствий при сооружении морского нефтепровода на шельфе Балтийского моря.

4. Разработать алгоритм по оценке влияния внешних и внутренних параметров процесса сооружения на качество подводных нефтепроводов в исследуемой акватории.

5. Разработать методику по управлению качеством процессов сооружения морских нефтепроводов в условиях Балтийского моря.

6. Исследовать и оценить степень влияния несоответствий уровня качества на уровень риска сооружения и эксплуатации подводного нефтепровода для природной среды

Объект исследования: система управления процессом сооружения подводного нефтепровода, предмет исследования: изменение уровня качества сооружаемого нефтепровода, в зависимости от видов и последствий несоответствий процессов и материалов.

Методы исследований. В диссертационной работе использовались методы математической статистики, планирования эксперимента, моделирования

процессов, а также методы экспертных оценок, РТА, НАгОР, БЕМА- анализы, нормировка векторов, метод главных компонент и другие инструменты по управлению качеством.

Научная новизна: состоит в том, что впервые был разработан алгоритм управления качеством процесса сооружения подводного нефтепровода на этапе реализации сварочных технологий, заключающийся в применении последовательного анализа причин возникновения несоответствия на различных этапах сварки с помощью использования комплексного подхода (БТА, НА^ОР, БМЕА) и последующей обработкой полученных фактических и экспертных данных с использованием нормированных векторов и метода главных компонент с целью получения объективной информации о качественных характеристиках сварного соединения.

Практическая значимость: полученные результаты нашли практическое приложение с непосредственным участием диссертанта в разработке компанией ООО «Лукойл-Калининградморнефть» внутреннего документа - «Практические рекомендации по управлению качеством сварочных процессов при сооружении подводного нефтепровода диаметром 273 мм»

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика проведения комплексного анализа сварочного процесса на основе использования трех методов менеджмента риска (РТА, НА20Р, БЕМА -анализы) с целью выявления основных базовых элементов управления влияющих на качество сварного соединения, последующего установления взаимосвязей между ними, их группировки по подпроцессам, и выявления наиболее дефектоносного из них на различных этапах сварочных работ при сооружении морского нефтепровода.

2. Алгоритм управления уровнем дефектности сварного соединения на основе контроля и управления вероятностью возникновения и вероятностью обнаружения дефектов на различных этапах процесса сварки

3. Метод установления вероятности возникновения дефектов сварного соединения с использованием нормированных векторов и метода главных компонент.

4. Методика управления вероятностью обнаружения дефектов сварного соединения различными методами неразрушающего контроля по средством увеличения их точности.

5. Метод установления взаимосвязи между уровнем дефектности сварного соединения и степенью риска его разрушения по причинам низкого качества сварочных работ, с последующей оценкой экологических последствий.

Реализация результатов работы: Основные положения диссертационной работы и результаты исследований автора докладывались, обсуждались и были положительно оценены на следующих научных конференциях:

- 66-ая международная конференция «Нефть и Газ», РГУНГ им. И.М. Губкина, Москва, 2012 г.;

9- ая Всероссийская конференция «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», РГУНГ им. И.М. Губкина, Москва, 2012 г.;

- 67-ая международная конференция «Нефть и Газ», РГУНГ им. И.М. Губкина, Москва, 2013 г.

Публикации. В ходе выполнения диссертационной работы опубликовано 6 научных статей, в том числе 3 из них в изданиях входящих в перечень ВАК.

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Щербань П.С. Управление качеством сварки подводных нефтепроводов в акватории Балтийского моря / П.С. Щербань, В.Я. Кершенбаум // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. 2013. - № 2 - с.-3-6 .

2. Щербань П.С. Комплексный подход использования методов менеджмента риска к проблеме управления качеством процесса

сооружения подводного нефтепровода / П.С. Щербань, В.Я. Кершенбаум // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. 2013. - № 4 - с. 1519.

3. Щербань П.С. К вопросу об управлении риском при процессе сооружения подводных нефтепроводов в акватории Балтийского моря / П.С. Щербань, В.Я. Кершенбаум // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом 2013. - № 12-в редакции

Статьи в сборниках научных трудов и сборниках материалов конференций

4. Щербань П.С. Система менеджмента качества процесса сооружения подводных нефтепроводов на шельфе Балтики / П.С. Щербань // Сборник тезисов 9-ой Всероссийской конференции «Актуальные проблемы развития Нефтегазового комплекса России, 2012, - с. 102

5. Щербань П.С. Управление качеством процесса сооружения подводного нефтепровода от НСП «Романово» до МЛСП «Д-6» / П.С. Щербань // Сборник тезисов 66-ой международной конференции «Нефть и Газ». РГУНГ.:М, 2012 г. - с. 76.

6. Щербань П.С. Исследование уровня качества сварных швов подводного нефтепровода от НСП «Романово» до МЛСП «Д-6» / П.С. Щербань // Сборник тезисов 67-ой международной конференции «Нефть и Газ». РГУНГ.:М, 2013 г. - с. 101.

Структура работы. Диссертация состоит из одного тома, включающего введение, три главы, общие выводы по работе, список литературы, представленный 103 источниками, а также 10 приложений. Общий объем работы составляет 190 страниц и включает в себя вместе с приложениями 47 рисунков и 33 таблицы.

В первой главе рассматриваются ключевые вопросы процесса сооружения подводных нефтепроводов, нормативно технической документации,

обеспечивающей качество процессов с целью выявления уровня их дефектоносности. а также выделяется роль процесса сварки в ходе сооружения подводного нефтепровода - как наиболее опасного и дефектоносного. Целью главы является обзор ситуации сложившейся в настоящий момент в нормативно технической базе по изучаемому вопросу, анализ факторов и процессов, влияющих на строительство нефтепровода на основе представляемого примера и вычленение наиболее дефектоносного процесса.

Во второй главе с использованием комплексного подхода базирующегося на трех методах менеджмента риска (РТА, НАгОР, БМЕА- анализы) последовательно анализируются подэтапы процесса сварки морского нефтепровода, выявляются базовые элементы управления, устанавливаются взаимосвязи между ними и группируются по подпроцессам. Далее, выделенные подпроцессы анализируются при помощи БМЕА-анализа, в ходе которого устанавливаются наиболее дефектоносные из них.

В третьей главе предлагается алгоритм оценки уровня дефектности сварных швов сооружаемого морского нефтепровода на основе управления с одной стороны вероятностью возникновения дефектов в различных подпроцессах сварки, а с другой стороны вероятностью их обнаружения несколькими методами неразрушающего контроля. Одновременно с этим в третьей главе анализируется взаимосвязь между уровнем дефектности сварного шва и риском его разрушения с оценкой возможного последующего экологического ущерба.

Глава 1. Анализ этапов и основных параметров процессов сооружения подводного нефтепровода в акватории Балтийского

моря

1.1. Общее описание процессов сооружения подводного нефтепровода и анализом основных внешних и внутренних факторов, влияющих на

качество

В современном мире освоение углеводородных ресурсов морей и океанов происходит нарастающими темпами. Так с конца сороковых годов двадцатого века осуществлялось конструирование и использование первых прибрежных морских платформ по добыче нефти, однако качественный скачок технологий по освоению морских залежей пришелся на 70-ые годы, когда началось активное освоение ресурсов Северного моря и Мексиканского залива. В настоящий момент, можно утверждать, что нефтегазовый комплекс в целом находиться на пороге нового качественного технологического скачка, по результатам которого доступными для освоения станут ресурсы глубоководных морей и океанического шельфа, Арктики и Антарктики, а также сверхглубоких нефтеносных горизонтов.

В результате поэтапного развития техники и технологий по добыче углеводородов в море сформировалась отдельная подструктура нефтегазового комплекса, управление которой связано с различными видами рисков. Одним из наиболее значимых элементов данной подструктуры, являются подводные нефтепроводы. Это обуславливается несколькими основными причинами, во первых сложностью их конструирования и сооружения, во вторых агрессивностью природной среды, в которой проложен подводный нефтепровод, и наконец высокой степенью риска и серьезной ответственностью нефтедобывающей компании по эксплуатации данного объекта.

На протяжении последних нескольких десятилетий осуществлялось большое количество исследований различных проблем, связанных с морскими подводными трубопроводами. В частности за рубежом исследованием проблем проектирования, сооружения и эксплуатации подводных нефтепроводов занимались: С. Andrew, С. Ben, G. Boyun, S. Shanghong, J. Chacko, A. Ghalambor, M. Braestrup, J. Andersen, M. Mohitpour, W. Muhlbauer , R. Woodson, и В. Yong.

В России в данной области серьезные научные исследования проводились следующей группой ученых: П.П. Бородавкиным, Г.Г. Васильевым, Ю.А. Горяиновым, М.П. Дубровским, К.Я. Капустиным, М.В. Лисановым, A.C. Федоровым и другими.

Однако, здесь следует подчеркнуть, тот факт, что в Российской Федерации подобных технических сооружений насчитывается не так много и опыт их строительства и эксплуатации не велик. Одновременно с этим наша страна обладает одним из самых высоких потенциалов по залежам шельфовых углеводородов [47, 48].

В результате вопрос управления качеством процесса сооружения подводных нефтепроводов приобретает первостепенное значение. Здесь следует упомянуть тот факт, что все виды работ, как по проектированию, так и по процессу сооружения нефтепровода могут служить зоной интенсивного приложения инструментария управления качеством, посредствам которого уменьшается количество несоответствий на каждом из этапов проектирования и сооружения и как следствие уменьшается риск последующей эксплуатации [49]. При исследовании проблемы управления качеством процесса сооружения подводного нефтепровода возникают сложности с получением необходимого объема статистической информации и фактических данных, поскольку как отмечалось ранее количество подобных объектов в нашей стране крайне не велико. Поэтому при дальнейших исследованиях возьмем за основу характеристики подводного нефтепровода в акватории Балтийского моря расположенного в Калининградской

области и соединяющего морскую платформу «Д-6» и нефтесборный пункт «Романово», а также ряд статистических данных из нефтепроводов Северного моря со схожими природными условиями. Рассматривая процесс сооружения подводного нефтепровода, первоначально коснемся ряда управленческих и организационных решений. В ходе сооружения подводного нефтепровода любая компания, а в случае с нефтепроводом в Балтике компания «Лукойл-Калининградморнефть» в разработке проекта и организации процесса строительства руководствуется следующим поэтапным управленческим подходом (Рисунок 1.1). Первоначально разработывается общая стратегия освоения шельфа (в рассматриваемом примере шельфа Балтийского моря), с определением перспективных зон нефтедобычи. Далее рассчитывается и обосновывается экономическая целесообразность разработки месторождений углеводородов [76, 80].

Под наиболее перспективные месторождения разрабатываются отдельные проекты, включающие в себя как под-проекты по созданию морских буровых платформ, так и по сооружению системы подводных морских нефтепроводов. Выбор компанией «Лукойл-Калининградморнефть» проекта по освоению месторождения Д-6 «Кравцовское» и сооружению подводного нефтепровода основывался на заключениях экспертов об эффективности и целесообразности разработки данного месторождения, а также на оценке предложенных проектов НИГЦ ООО иТЧ1С01ЧЕ и «НИПИшельф». В итоге, после согласования проекта с правительством Калининградской области, с природоохранными организациями и с министерством природных ресурсов, началась проработка технической и технологической части проекта, как освоения месторождения, так и создания подводного нефтепровода [71].

Техническая и технологическая часть основывалась на исходных данных по проектируемому объекту НТК (по планируемым объемам перекачки нефти, по ее типу и температуре, по оптимальным экономическим затратам и предлагаемым срокам эксплуатации) (Таблица 1.1).

Координационный совет компании по освоению морских месторождений УВ

Разработка стратегии по освоению шельфа

Разработка проекта по освоению месторождения

• Разработка компанией альтернативных проектов по освоению месторождения

• Выбор компанией оптимального проекта

• Утверждение и согласование проекта надзорными органами

• Разработка РД

• Проработка технической и технологической частей проекта

Организация и проведение строительных работ

• Согласование и контроль за взаимодействием и слаженностью работы структур компании и сторонних организаций в ходе осуществлении проекта

• Контроль качества осуществленных работ и их приемка

• Пусконаладочные работы

Поставщики и субподрядчики

Разработка плана по организации работ

Проведение открытого тендера на поставку комплектующих Заключение договоров с поставщиками и

субподрядчиками Разработка оптимальных

логистических схем поставок Разработка плана по поставкам и хранению материалов Заключение договоров со строительными организациями на проведение работ

Комплексное апробирование

• Аттестационные испытания, режимная наладка, испытания на надежность, гарантийные испытания.

Рисунок 1.1- Этапы процесса сооружения подводного нефтепровода

Кроме того ее основой являлись международные стандарты и российские руководящие документы, которые определяли уровень качества и безопасности как применяемых материалов и технологических операций по трубоукладке, так и трубопроводной системы в целом.

Применение данных правил и норм, а также исходных проектных данных регулировалось в зависимости от природных условий, установленных для акватории предполагаемых работ. Соответственно с этими базовыми положениями разрабатывались экономические показатели и затраты на сооружение нефтепровода, в частности, определялась технологическая схема и технологический режим, производилась трассировка, рассчитывался оптимальный подход к монтажу, осуществлялась планировка контроля и обслуживания [78].

Предложенный подход, включающий в себя разработанные схемы подсистем и процессов, учитывающий экономические показатели по рентабельности, подвергался рискологическому анализу, в ходе которого рассматривалась окружающая среда и человеческая деятельность - формирующие основные опасности для проекта. Данный анализ степени риска основывается на комбинированной оценке вероятности возникновения риска и степени ущерба от негативной ситуации.

Анализируя различные предложенные проекты, исходя из степеней риска -проект может быть утвержден проектной комиссией или перейти на корректировку, в ходе которой он возвращается к этапу первоначальной оценки в зависимости от исходных данных проектирования, природных условий, правил и норм.

Важно отметить то, что в первую очередь управление качеством процесса сооружения подводного нефтепровода должно происходить на стадии проектирования (Рисунок 1.2) .

Рисунок 1.2 - Последовательность элементов управления разработкой проекта

сооружения подводного нефтепровода

Так выявление и устранение ошибок и недоработок в сфере качества: исполнения технических схем, расчета и управления технологическими режимами на данном этапе, позволяет значительно снизить расходы на их устранение, чем при выявлении оных на последующих стадиях работ [61].

Разработка проектов основывалась на многочисленных нормативных требованиях по технической безопасности и безопасности окружающей среды и по процессам сооружения и прокладки подводных нефтепроводов и управлению их качеством: ВСН - 012-88 - «Строительство трубопроводов и контроль качества», ВН 39-1.9-005-98 - «Нормы проектирования и строительства морских газопроводов», DNV-OSF-lOl - «Submarine pipeline systems» [19, 16, 96]. Базой для создания проектов по нефтепроводу служили следующие исходные требования:

Таблица 1.1 - Основные технические требования к нефтепроводу, сооруженному на Балтике

Критерий Показатель

Диаметр труб, мм. 273,1x18,3

Длина, м. 47300

Тип стали API5L

Срок эксплуатации нефтепровода до 35 лет

Объемы перекачки нефти до 158 м /час

Тип нефтяной смеси: Плотность: 826 кг/м3 Вязкость: 4,9 МПа/с

Давление в нефтепроводе 6 МПа

Глубина эксплуатации до 40 м

Тип дна песчаный, галечно-валунный

Тип придонных течений среднеинтенсивные до 3 м/с

От процесса проектирования нефтепровода перейдем к поэтапному анализу процессов его сооружения. Документальной основой для проведения строительных работ на нефтепроводе являлся ПОР (проект организации работ).

Выделим этапы, в ходе реализации которых последовательно изменялся набор входных и выходных параметров, характеризующих состояние сооружаемой системы и влияющих на подходы к управлению качеством.

Предварительным этапом, не оказавшим непосредственного влияния на качество технологического процесса, являлась расчистка и подготовка строительного участка. На данном предварительном этапе производился выбор строительных зон, с последующей их зачисткой тяжелой техникой и подведением подъездных путей и необходимых коммуникаций.

Рассматривая этапы процесса сооружения подводного нефтепровода (Рисунок. 1.3) отметим, что на различных этапах по внутренним составляющим процесса меняются объекты управления качеством и их характеристики. Так, на рисунке схемотично указаны основные группы показателей качества, по которым осуществляется контроль и управление от этапа к этапу.

Первым этапом работ, в ходе которого могли возникнуть несоответствия, являлась транспортировка узлов и материалов от баз хранения до зоны сборки нефтепровода. Транспортные схемы, вследствие этого, были разработаны с учетом местных условий, (во избежание излишней перевалки материалов). Транспортировка материалов в основном осуществилась железнодорожным и автомобильным транспортом [7]. Транспортировка материалов к месту сооружения подводного нефтепровода от завода изготовителя до зоны проведения работ применительно к факторам, оказывающим влияние на качество материалов, представляет собой определенную последовательность. На различных ее стадиях возможно возникновение несоответствий по различным причинам. Представим саму последовательность процесса транспортировки и группы факторов, оказывающих на нее влияние (Приложение - А) [7].

I Контроль 1

Расчистка и обустройство строительного Доставка труб и оборудования на строительную качества труб и

1 , 1. Хранение

оборудования материалов

участка площадку У \ ^

Основные группы показателей качества:

1. Качество труб и сварочных материалов при транспортировке и приемке

2. Качество труб и сварочных материалов при хранении

3. Качество сварного шва при ручной и автоматической сварке

4. Качество дефектоскопии гидроиспытаний

5. Качество монтажных работ

6. Качество сварочных работ в море

7. Качество монтажа нефтепровода платформе

8. Качество итогового контроля

и

к

Сварка плетей (ручная) контроль качества сварных швов

Сварка плетей (автоматич е екая) контроль качества сварных швов

Гидроиспытания плетей

Сборка плетей и пр отаскивание через защитный кожух

Подготовка дна Разработка траншеи

Спуск и буксировка до места укладки

Укладка нефтепров ода

Стыковка плетей нефтепровода

Стыковка нефтепров од а и платформы

Очистка и испытание

Рисунок 1.3 - Этапы процесса сооружения, монтажа и укладки подводного нефтепровода в Балтийском море и основные

группы показателей качества

В целом, обобщая их, можно выделить: механические воздействия при погрузочно-разгрузочных работах (возникновение которых приводит в частности к деформации труб), нарушение методов промежуточного складирования (деформации труб, ухудшение качества сварочных материалов), воздействие окружающей среды (ухудшение качества электродов, флюса, проволоки), нарушение сроков транспортировки и простои (как следствие - нарушение принципов хранения материалов).

После транспортировки различных материалов по прибытию они подвергаются приемочному контролю, для отбраковки дефектных партий (выявления, как производственного брака, так и несоответствий возникших в ходе нарушений методов транспортировки) и с целью уменьшения вероятности возникновения последующих дефектов, вследствие использования некачественных материалов. Рассмотрим последовательность приемочного контроля по различным видам материалов [11, 14].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Щербань, Павел Сергеевич, 2013 год

Список литературы

1. Александровская, JT.H. Современные методы обеспечения безопасности сложных технических систем / JI.H. Александровская, А.П. Афанасьев, A.A. Лисов. - М.: Логос, 2011. - 208 с.

2. Алешин, Н.П. Ультразвуковая дефектоскопия: справочное пособие / Н.П.Алешин, В.Г. Лупачев. - Минск, Выш. шк., 1987. - 271 с.

3. Андронов, A.M. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов / A.M. Андронов, Е. А. Копытов, Л. Я. Гринглаз. - СПб.: Питер, 2004. -461 с.

4. Арсеньев, Ю.Н. Управление рисками / Ю.Н. Арсеньев. - М.: Высш. шк., 1997. -420 с.

5. Басовский, Л.Е. Управление качеством: учебник / Л.Е. Басовский, В.Б. Протасьев. М.: ИНФРА-М, 2001. - 212 с.

6. Беляев, Ю.К. Основные понятия и задачи математической статистики / Ю.К. Беляев, В.П. Носко. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 192 с.

7. Блинов, Д.Н. Организация и производство сварочно-монтажных работ/ Д.Н.Блинов, Н.Б. Лялин - М.: Стройиздат, 1988. - 311 с.

8. Бородавкин, П.П. Морские нефтегазовые сооружения: учебник для вузов - ч.2. / П.П. Бородавкин. - М.: Недра 2007. - 408 с.

9. Бородавкин, П.П. Подводные трубопроводы / П. П. Бородавкин, В. Л. Березин, О. Б. Шадрин. - М.: Недра, 1979. - 416 с.

10.Бухгалтер, Э.Б. Экология нефтегазового комплекса: учебное пособие в 2 томах / Э.Б. Бухгалтер, А.И. Владимиров, В.В. Ремизов. - М.: Нефть и газ. 2003. - 411 с.

П.Васильев, Г.Г. Технологические риски отказов на стадии строительства морских трубопроводов / Г.Г. Васильев, Ю.А. Горяинов, А.Н. Лаврентьева // Безопасность и эксплуатационная надежность - 2013. - №3. - с. 26-29

12.Вентцель, Е.С. Прикладные задачи теории вероятностей / Е.С. Вентцель, JI. А. Овчаров. - М.: Радио и связь, 1983. - 416 с.

13.Виноградов, B.C. Оборудование и технология дуговой, автоматической и механизированной сварки / B.C. Виноградов. -М.: Академия, 1997. - 391 с.

14. Владимиров, А.И. Управление качеством элементов газонефтяных трубопроводов / А.И. Владимиров, В.Я. Кершенбаум. - М.: Российская инженерная академия, 2003. - 337 с.

15.Владимиров, А.И. Промышленная безопасность магистрального трубопроводного транспорта / А.И. Владимиров, В.Я. Кершенбаум. — М.: Национальный институт нефти и газа, 2005. - 640 с.

16. ВН 39-1.9-005-98 Нормы проектирования и строительства морского газопровода. - М.: ОАО "Газпром", 1998. - 36 с.

17.Воробьев, Ю. JI. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов / Ю. JI. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И.Соколов. — М.: Ин-октаво, 2005. - З68.с.

18.ВСН 006-89 Строительство магистральных трубопроводов - сварка. - М.: ВНИИСТ, 1989.- 117 с.

19.ВСН 012-88 Строительство трубопроводов - контроль качества. - М.: Миннефтегазстрой, 1989.— 51 с.

20.Гладков, Э.А. Управление процессами и оборудованием при сварке / Э.А. Гладков. М.: Центр "Академия" 2006. - 432. с.

21.Гмурман, В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В. Е. Гмурман - М.: Высшая школа, 1998. - 404 с.

22.Горбачев, В. И. Радиографический контроль сварных соединений / В. И. Горбачев, А. П. Семенов. - М.: Компания Спутник +, 2009. - 464 с.

23.Горяинов, Ю.А. Морские трубопроводы / Ю.А. Горяинов, A.C. Федоров, Г.Г. Васильев и др. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2001. - 131 с.

24.ГОСТ 12.2.003-91 Оборудование производственное. Общие требования по безопасности. - М.: Стандартинформ, 2007. - 11 с.

25.ГОСТ 12.3.003-86 Работы электросварочные. Требования безопасности. - М.: ГСП, 1986-21 с.

26.ГОСТ 12.4.011-89 Средства защиты рабочих. Общие требования. - М.: ИПК, 2001 -6 с.

27.ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов. - М.: ИПК, 1980.-24 с.

28.ГОСТ 23118-99 Конструкции стальные строительные. Общие технические условия. - М.: МНТКС, 1999. - 35 с.

29.ГОСТ 25997-83 Сварка металлов плавлением статистическая оценка качества по результатам неразрушающего контроля. - М.: ГСП, 1988- 18 с.

30.ГОСТ 30242 - 97 Дефекты при сварке металлов плавлением, классификация, обозначения и определения. - Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации метрологии и сертификации, 1997 - 11 с.

31.ГОСТ 3242-79 Соединения сварные, методы контроля качества. - М.: ИПК, 1979.-11 с.

32.ГОСТ Р 51814.2-2001. Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов. - М.: Стандартинформ, 2001.- 18 с.

33.ГОСТ Р 51901.11 - 2005 Менеджмент риска, исследование опасности и работоспособности. - М.: Стандартинформ, 2006. - 46 с.

34.ГОСТ Р 51901.12-2007. Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов. М.: Стандартинформ, 2007. - 35 с.

35.ГОСТ Р 51901.13 - 2005 Менеджмент риска, анализ дерева неисправностей. -М.: Стандартинформ, 2006. - 16 с.

36.ГОСТ Р 53500-2009 Трубы из низколегированных сталей для морских трубопроводов. - М.: Стандартинформ. - 2011. - 90 с.

37.ГОСТ Р 54382 - 2011 Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования. — М.: Стандартинформ, 2012. - 269 с.

38.ГОСТ Р ИСО 10042-2009 Сварка. Сварные соединения из алюминия и его сплавов, полученные дуговой сваркой. Уровни качества. - М.: Стандартинформ, 2011. - 24 с.

39.ГОСТ Р ИСО 15614-1. Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Проверка процедуры сварки. - М.: Стандартинформ, 2011. - 28 с.

40.Дубров, A.M. Многомерные статистические методы / A.M. Дубров, B.C. Мхиторян, Л.И. Трошин. - М.: Финансы и статистика, 1998. - 352 с.

41. Дубров, A.M. Обработка статистических данных методом главных компонент / A.M. Дубров. -М.: Статистика, 1978. - 135 с.

42. Дубровский, М.П. Морские шельфовые и речные гидротехнические сооружения / М.П. Дубровский. - М.: Недра, 1995. - 246 с.

43.3анковец, П.В. Использование математического моделирования для исследования влияния сварочных материалов на качество сварных соединений трубопроводов / П. В. Занковец // Трубопроводный транспорт [Теория и практика] - 2010,- № 4 (20). - с. 24-27.

44.Зуев, В.М Радиографический контроль сварных соединений / В.М. Зуев, Р.Л. Табакман, Ю.И. Удралов. -М.: Энергоатомиздат, 2001. - 148 с.

45.Кане, М.М. Системы, методы и инструменты менеджмента качества / М.М. Кане, Б.В. Иванов, В.Н. Корешков, А.Г. Схиртладзе. - СПб.: Питер, 2012. - 576 с.

46.Капустин, К.Я. Строительство морских трубопроводов / К. Я. Капустин, М. А. Камышев,- М.: Недра, 1982. - 208 с.

47.Кершенбаум, В.Я. Освоение шельфа проблемы нефтегазовой техники / В.Я. Кершенбаум // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2007. - № 4

- с. 2-4

48.Кершенбаум, В.Я. Освоение шельфа проблемы нефтегазовой техники / В.Я. Кершенбаум // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. -2008. -№ 1 - с. 17-19

49.Кершенбаум, В.Я. Шельфовые проекты и конкурентоспособность отечественной нефтегазовой техники / В.Я. Кершенбаум // Бурение и нефть.-2008.-№ 1 - с. 14-16

50.Клюев, В. В. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Под ред. В. В. Клюева.— М.: Машиностроение, 1995. - 657 с.

51.Клячкин, В.Н. Многомерный статистический контроль технологического процесса / В.Н. Клячкин. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 192 с.

52.Кожевников, Ю. В. Теория вероятностей и математическая статистика / Ю. В. Кожевников. - М.: Машиностроение, 2002.- 416 с.

53.Козлитин, A.M. Методы анализа риска разливов нефти на объектах нефтедобычи / A.M. Козлитин, П.А. Козлитин // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2009. - № 2. - с.45-47.

54.Лисанов, М.В. Аварийность на морских нефтегазовых объектах / М.В. Лисанов, С.И. Сумской, A.B. Савина, Е.А. Самусева // Oil&Gas Journal Russia.- 2010. -№ 5(39). - с. 20-25.

55.Лукин И. С. Лукойл в открытом море / И. С. Лукин, Н.В. Черников. - К.: Центр, 2012.-240. с.

56.Лупачев, В.Г. Ручная дуговая сварка / В.Г. Лупачев. - Минск.: Вышэйшая школа, 2010. - 416 с.

57.Мещеряков, C.B. Новые решения экологических проблем на предприятии ООО "Лукойл-Калининградморнефть" / C.B. Мещеряков // Экология и промышленность России. - 2003. - №10:. - с. 26-27.

58.Миттаг, X. Статистические методы обеспечения качества/ X. Миттаг, X. Ринне

- М.: Машиностроение, 1995. - 616.с.

59.Мишин, В. М. Управление качеством / В.М. Мишин. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2005.-463 с.

60.Мустафин, Ф.М. Сварка трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Н.Г. Блехерова, О.П. Квятковский и др. — М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. - 352 с.

61.Носиков, Б.Д. Сооружения континентального шельфа: учебник для вузов / Б.Д. Носиков. М.: Московский инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева. 1986. - 303 с.

62.ПБ 03-273-99 Правила аттестации сварщиков. - М.: ПИО ОБТ, 2000. - 17 с.

63.РД 03 - 495-02 Регламент аттестации сварщиков. - М.: Госгортехнадзор России, 2002. - 78 с.

64.Розенталь, Р. Методика повышения надежности и качества FMEA: мировой и российский опыт развития / Р. Розенталь // Стандарты и качество. - 2010. - №4. -с 15-18.

65.Российский морской регистр судоходства - Правила классификации и постройки морских подводных трубопроводов, 2009. - 204 с.

66.Самойлов, Б.В. Сооружение подводных трубопроводов: учебное пособие для вузов / Б.В. Самойлов. - М.: Недра, 2003. - 304 с.

67.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 Проектирование, строительство, реконструкция и эксплуатация предприятий, планировка и застройка населенных мест. - М.: Минздрав, 2001 - 23 с.

68.Сенцов, С.И. Методы анализа риска разливов нефти на объектах нефтедобычи / С.И. Сенцов // Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - 2006. - № 2. - с.6-11.

69.Сенцов, С.И. Проблемы качества конечной продукции строительства и пути их решения / С.И. Сенцов // Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - 2007. - № 1. - с.52-58.

70.Сенцов, С.И. Пути повышения эффективности использования различных методов и их комбинации для обеспечения качества сварных стыков магистральных трубопроводов / С.И. Сенцов // Магистральные и промысловые

трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - 2005. -№ 3. - с.67-72.

71.Сивкова, А. П. Новый проект компании на Балтике / А.П. Сивкова // Балтийская нефть - 2011. - №2 (76) - с. 5

72.Смирнова, В.В. Особенности оценки опасностей возникновения аварий при проектировании объектов обустройства шельфовых месторождений / В.В. Смирнова, Э.Г. Ямаева // Трубопроводный транспорт [Теория и практика]-2013.-№ 1 (35)-с. 26-30.

73.СП 105-34-96 Свод правил проведения сварочных работ и контроля качества сварных соединений. - М.: ОАО "Газпром", 1996, - 80 с.

74.СП 11-107-98 Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций проектов строительства, приложение к приказу МЧС России от 31.03.98 № 221 - 37 с.

75.Стеклов, О.И. Основы сварочного производства / О.И. Стеклов. - М.: Высшая школа, 1986. - 161 с.

76. Стратегия изучения и освоения нефтегазового потенциала континентального шельфа Российской Федерации на период до 2020 года (Проект). URL: http://www.mnr.gov.rii/regulatory/detail.php?ID=20321

77.Схиртладзе, А.Г. Системы, методы и инструменты менеджмента качества / А.Г. Схиртладзе, М.М. Кане, Б.В. Иванов, В.Н. Корешков. - СПб.: Питер, 2009. - 560 с.

78.Технический отчет по итогам строительства подводного нефтепровода от МЛСП Д-6 до береговой задвижки №70 - «Лукойл-Калининградморнефть», Калининград 2004. - 177 с.

79.Тутубалин, В.Н. Теория вероятностей и случайных процессов. Основы математического аппарата и прикладные аспекты. / Тутубалин В.Н. - М.: Изд-во МГУ, 1992.-400 с.

80.Шанько, О. Д. Перспективы нефтедобычи мы связываем с морским шельфом/ О.Д. Шанько // Балтийская нефть 2012. - №2 (88) - с. 1-3

81. Щербань, П.С. К вопросу об управлении риском при процессе сооружения подводных нефтепроводов в акватории Балтийского моря / П.С. Щербань, В.Я. Кершенбаум // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. - 2013.-№12-вредакции

82.Щербань, П.С. Комплексный подход использования методов менеджмента риска к проблеме управления качеством процесса сооружения подводного нефтепровода / П.С. Щербань, В.Я. Кершенбаум // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2013. - № 4 - с. 15-19.

83.Щербань, П.С. Управление качеством сварки подводных нефтепроводов в акватории Балтийского моря / П.С. Щербань, В.Я. Кершенбаум // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2013.-№ 2-е.-3-6.

84.Щербинский, В.Г. Ультразвуковой контроль сварных соединений / В.Г. Щербинский Н.П. Алешин. - М. :МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 496 с.

85.Andrew, С. Subsea pipeline engineering/ С. Andrew. -Tulsa,Т: PennWell Corporation., 2008. -589 pp.

86.ANSI/ASME В 31.8. Gas transmission and distribution piping systems. - New York, NY: The American society of mechanical engineers. 2005. -193 pp.

87. API 1111 R ecommended Practice for the Design, Construction, Operation, and Maintenance of Offshore Hydrocarbon Pipelines. — Washington, W: API Publishing Services, 1999.-58 pp.

88.Ben, C. Construction of marine and offshore structures/ C. Ben. - New York, NY: CRC Press, 2007. -797 pp.

89.Boyun, G. Offshore pipelines/ G. Boyun, S. Shanghong, J. Chacko, A Ghalambor. -Burlington, Bur: Elsevier Ltd., 2005. -277 pp.

90.BS ISO 6520-1:2007 Welding and allied processes. Classification of geometric imperfections in metallic materials. - London: British Standards Institute, 2007. - 66 pp.

91.BS ISO 3834:2005 Quality requirements for fusion welding of metallic materials criteria for the selection of the appropriate level of quality requirements. - London: British Standards Institute, 2006. - 18 pp.

92.BS ISO 5817:2003 Welding. Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding excluded). Quality levels for imperfections. - London: British Standards Institute, 2003. - 38 pp.

93.BS 8010 - 3: 1993 Code of practice for pipelinesPipelines subsea: design, construction and installation. - London: British Standards Institute, 1993. - 82 pp.

94.DIN EN ISO 13920 - General tolerances for welded constructions - Tolerances for lengths, angles and shapes. - Berlin: Deutsches Institut Fur Normung, 1996. - 7 pp.

95.DIN EN ISO 9013 - Thermal cutting - Classification of thermal cuts - Geometrical product specification and quality tolerances. - Berlin: Deutsches Institut Fur Normung, 2002. - 26 pp.

96.DNV-OS-F 101. Submarine Pipeline Systems. - Oslo: Det Norske Veritas, 2007. -240 pp.

97.Improving the Safety of Marine Pipeline. Report of Committee on the safety of marine pipelines. - Washington: National Academy Press, 1994. - 142 pp.

98. ISO 14731 Welding coordination. Tasks and responsibilities. - Geneva: ISO copyright office, 2006. - 10 pp.

99. Magnusson, K. Six Sigma / K. Magnusson, D. Kroslid, B. Bergman. - Lund, Studentlitteratur: The Pragmatic Approach, 2003. - 233 pp.

100. Mohitpour, M. Pipeline Design & Construction / M. Mohitpour, H. Golshan, A. Murray. - New York, NY: The American society of mechanical engineers. 2007. -727 pp.

101. Muhlbauer, W. Pipeline Risk Management Manual / W. Muhlbauer - London, L: Elsevier Ltd. 2003. - 395 pp.

102. Woodson, R. D. Offshore Pipeline Failures / R. D. Woodson California Univ. Berkley Dept. Of Civil Engineering, 1990. - 70 p.

103. Yong, B. Subsea pipelines and risers / B. Yong, B. Qiang - Oxford, Ox: Elsevier Ltd., 2005.-809 pp.

Приложение А - Группы факторов, оказывающих влияние на завозимые материалы на различных подэтапах процесса транспортировки

Приложение Б - Сводные данные по хранению материалов

Материалы Возникающие в ходе хранения несоответствия Факторы, влияющие на возникновения несоответствий В ходе хранения материалов зарегистрировано случаев:

Трубы Нарушение целостности покрытия Царапины и расслоения изоляционного слоя - Механические при неправильной и неаккуратной укладке труб в штабели 7

Нарушение геометрических параметров труб (Овальность, изгиб) Изменение формы сечения трубы, изгиб трубы Статические, связанные с нарушением формирования штабеля 9

Нарушение целостности торцов Сколы и трещины на торцах труб - Механические, при операциях по отгрузке и изъятию труб со склада 5

Электроды Отсыревание Нарушение качества электродов Воздействие избыточной влажности и Многочисленные случаи

Проволока Коррозия Коррозия нарушение 2 бухты

Флюс Переувлажненность Нарушение структуры флюса условий и методов хранения 6 мешков

Приложение В - Этапы проведения сварочно-монтажных работ на нефтепроводе в акватории Балтийского моря

Труба Центратор

■ ■■■■

.Держатель

1. Проверка качества торцов и центровка труб

Электрод Сварочный аппарат

\( — '

2. Ручная дуговая сварка труб 3. Автоматическая сварка в трехтрубные заготовки в трехтрубные заготовки

Ультразвуковой и радиографический контроль

V

4. Проверка качества сварных швов

Первый этап сварочных работ - сварка трехтрубных заготовок

Электрод Труба \

I

У

Держатель

1. Сварка трехтрубных заготовок в 500 метровые секции

Ультразвуковой и радиографический контроль

2. Контроль качества сварных швов

Системма гидравлических испытании

3. Гидравлические испытания секций

Второй этап сварочных работ - сварка 500 метровых секций

Труба

. Держатель

" дд д

Транспортеры

1. Транспортировка секций труб к берегу

Понтоны

2. Центровка секций труб на берегу и в море

3. Сварка 500 м. секций труб в 1,5 км. плети

Ультразвуковой и радиографический контроль

4. Контроль качества сварных швов

Третий этап сварочных работ - сварка 1,5 км плетей

Приложение Г - Укладка подводного нефтепровода в акватории Балтийского моря

макух_________

("труба в трубе')

понтоны

трубоукладочное судно

подводная траншея

плеть трубопровода

понтоны

трубоукладочное судно

V

\

1 1 'I' '■.'■ —1—!-1—:''1 г '

-п! 11 .--..и ' I—-Ы—1—I: ■ ■ I. 1,1-Ц1

кожух

("труба в трубе")

подводная траншея

плеть трубопровода

Приложение Д - Допустимые отклонения положения стыкового соединения и формы сварного шва подводного

нефтепровода диаметром 273/18 мм.

Размеры, мм

Уел« в »г ос

СЙЗН «1 •!"{€««8

сяириош с пеаннгпни

Копструьтиышс .ыемент « рзшеры

под с а то плени ыч

«.ро ««« свари »(ЛС VI и \

яехгясЛ

еазрншо шва

Способ сварки

в

в

X

13

С в

9 *

3

¡2 С с

*

0

1

I

« <3

•х

15

СП

ЗП; ■Ш: Р; Г

Ж1;

ЗП: р

111

14

"Ж" 1Г ИГ

14)

0.5

+0,5

■НО

1.5

1,0

2.0

♦1,0

♦и

±0,5

1.5

И

12

О

_1б Л

и

28

И

+4

+ 1.5 -1.0

1,5

2.0

1-2,0 -1,5

П р к и г ч а н и с. При способе с парки ЗН ииор Ь ** О'1,1.

Приложение Е - Допустимые размеры дефектов сварного шва промыслового трубопровода

Тип дефекта Условные обозначения Схематическое изображение дефекта Допустимые размеры дефектов сварного шва

Промысловые трубопроводы

Поры в сечении в плане глубина длина длина на 300

сферические, радиальные Аа Максимально допустимая суммарная площадь проекций пор на радиографическом снимке не должна

удлиненные жш превышать 5% площади

цепочка Ав Л:Г «( участка, ширина которого равна Б, а длина - 50 мм.

скопление Ас не допускаются

канальная Ак -9" 0,258, но не более 3 мм. 18, но не более 30 мм. 30 мм.

Шлаковые включения компактные Ва —— «(((( 0,58, но не более 7 мм.

удлиненные ва ЛГ (ШШ 0,18 28, но не более 50 мм. 50 мм.

цепочка Вв тши 28, но не более 30 мм. 30 мм.

скопление Вс тш не допускаются

в корне шва Да 0,18, но не более 1 мм. 28, но не более 50 мм. 30 мм.

Непровары, несплавления между валиками Дв 28, но не более 30 мм. 30 мм.

по разделке Дс не допускаются

вдоль шва Еа (<(Ш

Трещины поперек шва Ев Рисунок

разветвленные Ее Рисунок

утяжина ¥а Рисунок Максимально допустимая глубина - до 2 мм, при этом плотность изображения на радиографическом снимке не должна превышать плотности изображения основного металла

Наружн ые превышение проплава ¥ь Рисунок 5 мм. 50 мм. 50 мм.

подрез Бс ЛГ Рисунок 0,18, но не более 3 мм. 150 мм. 150 мм.

Дефект сборки смещение кромок Бс! Рисунок 0,28, но не более 0,5 мм.

0,258, но не более 4 мм. 300 мм., но не более одного на стык

Приложение Ж - Дефекты сварных швов нефтепровода выявленные при

контроле рентгеном

Смещение и несовпадение кромок Смещение с отсутствием провара Внешняя вогнутость

Локальная пористость

Рассеянная пористость

Пористость в корне шва

Непровар

Подрез

Прожег

Приложение И - Причины возникновения различных дефектов при сварке

Вид дефекта Причины возникновения

Непровар в корне шва 1. Нарушение режима: малая сила тока, мала скорость подачи проволоки; велика скорость сварки 2. Смещение электрода относительно оси шва 3. Притупление выше нормы 4. Велико смещение электрода относительно зенита 5. Велико проскальзывание свариваемой секции

Сквозной прожег 1. Нарушение режима: велика сила сварочного тока, велика скорость подачи проволоки; мала скорость сварки 2. Малое смещение электрода относительно зенита 3. Велик зазор в корне разделки

Трещины в шве Отклонение от норм химического состава проволоки или флюса; повышенное содержание углерода и серы в проволоке или серы во флюсе; Концентраторы напряжений

Подрез кромок 1. Большая сила тока 2. Низкое напряжение на дуге 3. Велико смещение электрода относительно зенита

Чрезмерное усиление шва 1. Неправильное смещение электрода относительно зенита

Вид дефекта Причины возникновения

2. Недостаточная величина разделки 3. Мала скорость сварки для применения силы тока

Поры и свищи выше допускаемых техническими условиями 1. Ржавчина на кромках или проволоке 2. Влага во флюсе или на кромках 3. Некондиционный флюс

Непровар одной кромки Смещение электрода относительно оси зенита

Шлаковые включения Недостаточно защищен шов от шлака Некачественная зачистка

Приложение К - Сводная таблица данных для ЖМЕА - анализа

Подпроцесс Потенциальное несоответствие Последствие несоответствия Значение Б Потенциальные причины несоответствия Возникновение С? Меры по предотвращению Обнаружение Б Меры по обнаружению ПЧР

1. Приемочный контроль материалов и их последующее хранение Нарушение зоны допуска Зона концентрации напряжений; Зона повышенной коррозии; 5 Литье низкого качества 4 Отбраковка 2 Толщино-метрия; 100% внешний осмотр; 40

2. Подготовка труб к зачистке Поры; Нарушение структуры металла; Трещины; Разрушение сварного соединения; Мина замедленного действия; 6,5 Нарушение стандартов по зачистке; Подготовка под сборку; Неправильные измерения; 10 Доп. контроль и измерения 1 Внешний осмотр с зачисткой до металл, блеска 65

3. Разделка кромок Нарушение угла скоса кромки Узкий шов; Непровар; Нарушение распределения металла; 10 Человеческий фактор; Неверные измерения; Погрешности 4 До разделка кромки 1 Внешний осмотр; Измерения мерительной линейкой; 40

Концентратор напряжений измерительных приборов; щупами, универсальны

Широкий шов; ми шаблонами;

Перерасход металла; Нарушение геометрии; 10 3 Повторное снятие кромки 1 30

Концентратор напряжений;

Нарушение притупления кромки Притупление больше нормы; Неправильная форма шва; Прожеги в корне; 10 5 Повторное снятие кромки 1 50

4. Фиксация и центровка труб на суше Нарушение соосности Смещение; Нарушение геометрии шва; 9 Низкая степень контроля за соосностью; Слабая фиксация; 5 Жесткая фиксация и тщательная центровка 2 Доп. измерения 90

5. Прихватка и сварка корня шва на суше Нарушение соосности; Неравномер. нагрев; Нарушение геометрии шва; Концентратор внутренних 10 Человеческий фактор; Нарушение методов выполнения 5 Сварка контрольного образца и анализ ее качества; Высокая 2 Внешний осмотр; Мерительные инструменты; 100

Непровар корня; Каверны; Прожег; Пережег; Поры напряжений; Трещины; Свищи; прихваток; Нарушение скорости сварки; Нарушение режима сварки; Использование электродов / проволоки низкого качества; квалификация сварщика; Опыт; Соблюдение режима сварки; Шаблоны;

6. Зачистка Низкое качество зачистки Поры, шлак 4 Человеческий фактор 5 Зачистка до металлического блеска 3 Пооперац. контроль 60

7. Сварка последующих слоев Прожег Образование отверстия в наплавленном слое 10 Большая сила сварочного тока; Низкая скорость сварки; 2 Контроль скорости и силы тока 2 Визуальный контроль и соблюдение режима сварки 40

Пережег Окисление границ зерен металла; Ослабление металла; 10 1 3 30

Шлаковые включения Ухудшение прочностных свойств; 5 Низкое качество электродов; 3 Контроль степени зачистки и 3 Контроль степени зачистки и 45

Концентратор напряжений; Плохая зачистка; качества электродов качества электродов

Поры 7 Высокая влажность 5 Контроль за влажностью среды, стыка, электродов 2 Введение доп. мер по осушке 70

Нарушение формы шва 3 Неустойчивый режим, неправильное, положение электрода, низкая квалификация 5 Соблюдение режима сварки, качественная разделка кромок, квалификация персонала 1 Контроль режима сварки, контроль положения электрода 15

Кратеры 5 Образуются при резком прерывании сварки 2 Плавное прекращение сварки 2 Визуальный контроль и соблюдение режима сварки 20

Подрезы 4 Неустойчивый режим, неправильное, положение электрода 4 Соблюдение режима сварки, качественная разделка кромок 2 Контроль режима сварки, контроль положения электрода 32

Трещины 10 Различные причины, в основном связанные с внешними условиями и режимом 2 Контроль внешних условий и режима сварки 2 Контроль внешних условий и режима сварки 40

сварки

8. Термообработка Недогрев Не снятие сварочных напряжений и деформаций 4 Нарушение температуры и контроля времени процесса, нарушение зоны нагрева 4 Контроль времени, температуры и площади нагрева 3 Доп. проверки качества металла 48

Перегрев Нарушение структуры металла, хрупкость, повышенный износ 6 2 4 48

9. Неразруш. контроль Пропуск недопустимых дефектов 5 5 Повышение квалификации дефекто-скопистов 3 Введение доп. мер по контролю, использование доп. способов 75

10. Фиксация и центровка труб в море Нарушение соосности Смещение; Нарушение геометрии шва; 10 Низкая степень контроля за соосностью; Слабая фиксация; 7 Жесткая фиксация и тщательная центровка 2 Доп. измерения 140

11. Прихватка и сварка корня шва в море Нарушение соосности; Нарушение нагрева; Непровар; корня; Нарушение формы; Концентратор внутренних напряжений; Трещины; 6,5 Человеческий фактор; Нарушение методов выполнения прихваток; Нарушение 5 Сварка контрольного образца и анализ ее качества; Высокая квалификация сварщика; 4 Внешний осмотр; Мерительные инструменты, шаблоны; 130

Каверны; Прожег; Пережег; Поры; Свищи; скорости и режима сварки; Использование некач. электродов / проволоки; Опыт; Соблюдение режима сварки;

12. Зачистка в море Низкое качество зачистки Поры, шлак 10 Человеческий фактор 6.5 Зачистка до металлического блеска 1 Пооперац. контроль 65

13. Сварка последующих слоев в море Прожег Образование отверстия в наплавленном слое 10 Большая сила сварочного тока; Низкая скорость сварки; 2 Контроль скорости и силы тока 2.5 Визуальный контроль и соблюдение режима сварки 50

Пережег Окисление границ зерен металла, ослабление металла 10 2 2.5 50

Шлаковые включения Ухудшение прочностных свойств, концентратор напряжении 6.5 Низкое качество электродов, плохая зачистка 10 Контроль степени зачистки и качества электродов 1 Контроль степени зачистки и качества электродов 65

Поры 5 Высокая влажность; 9.5 Контроль за влажностью среды, стыка, электродов; 2 Введение доп. мер по осушке; 95

Нарушение формы шва

Кратеры

Подрезы

Трещины

3 Неустойчивый режим, неправильное, положение электрода, низкая квалификация; 8 Соблюдение режима сварки, качественная разделка кромок, квалификация персонала; 1 Контроль режима сварки, контроль положения электрода; 24

5 Образуются при резком прерывании сварки 4 Плавное прекращение сварки 2 Визуальный контроль и соблюдение режима сварки 40

4 Неустойчивый режим, неправильное, положение электрода 5 Соблюдение режима сварки, качественная разделка кромок 2 Контроль режима сварки, контроль положения электрода 40

10 Различные причины, в основном связанные с внешними условиями и режимом сварки 2,5 Контроль внешних условий и режима сварки 2 Контроль внешних условий и режима сварки 50

Приложение Л - Применение метода HAZOP к процессу сварки подводного нефтепровода

Порядковый номер Управляющее слово Элементы РТА Описание Возможные причины Последствия Существующие меры дополнительно го контроля Оценка ситуации Требуемые действия Является элементом подпроцесса ПМЕА

- ' - | _ .„¡г , ' л А , V Жк ' \ , * * , »' "... < » ^ ^ «* - ^Рассматриваемое древо РТА: дерево РТА для ручной дуговой сварки на суше - " . * » > - ~г-,«г ' ' « »г ^ "'* ^ 7- ' 3 " % "¿А*« ' - ' : «с й< ' . ~

-Рассматриваемая часть: Ветвь В,блок 1. . ** ' л ^ № -» « ^ * - ** **................:.........?

1 НЕТ Е, Трубы не центрированы Не жесткая фиксация; Сбой в измерениях и положении центраторов; Деформация сварного шва Дополнительные измерения Недопустима Рассмотреть возможность доп. проверок по центровке 4

2 БОЛЬШЕ е2 Зазор больше проектного Сбой в измерениях и положении труб Деформация сварного шва, перерасход метала; Непровар Дополнительные измерения Недопустима Необходимо проверять величину межтрубного зазора 4

корня шва;

3 МЕНЬШЕ е2 Зазор меньше проектного Сбой в измерениях и положении труб Деформация сварного шва, нарушение формы шва, непровар Дополнительные измерения Недопустима Необходимо проверять величину межтрубного зазора 4

4 БОЛЬШЕ Ез Величина разделки кромок больше проектной Низкое качество торцевой обработки, сбой в измерениях Возможность возник, внутренних дефектов, перерасход металла, нарушение формы шва Дополнительные измерения Недопустима Доп. проверка величины разделки кромок 4

5 МЕНЬШЕ Ез Величина разделки кромки меньше проектной Низкое качество торцевой обработки, сбой в измерениях Непровар, возможность возник, внутренних дефектов Дополнительные измерения Недопустима Доп. проверка величины разделки кромок 4

6 НЕТ е4 Свариваемые трубы фиксированы не жестко Сбой в фиксации труб, низкое качество фиксаторов Возник, различных дефектов сварного шва Проверка фиксации труб перед сваркой Недопустима Проверка фиксации труб перед сваркой 4

, уг. 1 • , •* •Ж'-*ра1>сматриваемая*часть: I

7 БОЛЬШЕ Р„ Скорость Низкая Возник. Нет Недопустима Повышение 5

сварки выше нормального значения квалиф. сварщика различных дефектов сварного шва, непровар квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов

8 МЕНЬШЕ Бп Скорость сварки ниже нормального значения Низкая квалиф. сварщика Возник, различных дефектов сварного шва, пережог, прожег Нет Недопустима Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 5

9 БОЛЬШЕ Б12 Длинна сварочной дуги больше нормального значения Низкая квалиф. сварщика Нарушение нанесения металла, внутренние дефекты Нет Недопустима; Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 5

10 МЕНЬШЕ Б|2 Длинна сварочной дуги меньше нормального значения Низкая квалиф. сварщика Возможность появления каверн, нарушение нанесения металла Нет Недопустима Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 5

11 НЕТ Б|3 Неправильно задана полярность Низкая квалиф. сварщика Непровар Контроль полярности перед началом сварки Недопустима Контроль полярности перед сваркой 5

13 БОЛЬШЕ Б,4 Сила тока и напряжение Сбой в подаче тока, Пережег и Контроль показаний Недопустима Проверка инвертора 5

Б,5 выше заданных сбой в инверторе, низкая квалиф. сварщика прожег инвентора перед началом работы

14 МЕНЬШЕ Б,4 и,5 Сила тока и напряжение ниже заданных Сбой в подаче тока, сбой в инверторе, низкая квалиф. сварщика Непровар Контроль показаний инвентора Недопустима Проверка инвертора перед началом работы 5

17 МЕНЬШЕ Б,6 Глубина проплав, меньше заданной Неверные манипуляции электродом, низкая квалиф. сварщика Непровар Нет Недопустима Доп.сварка контрольных образцов 5

18 БОЛЬШЕ б2, Скорость ветра больше допустимой Отсутствие или слабость защитных укрытий Колебания сварочной дуги, непровар, поры и шлаковые включениия Измерение скорости ветра Недопустима Создание укрытий зоны сварных работ 5

19 БОЛЬШЕ Б22 Температура выше допустимой Нарушение хода сварочных работ Доп. усталость металла Измерения температуры В большинстве случаев допустима Изменение времени проведения сварочных работ 5

20 МЕНЬШЕ Р22 Температура ниже допустимой Отсутствие или защитных укрытий Повышенная хрупкость металла Измерения температуры Недопустима Создание укрытий зоны сварных работ 5

21 БОЛЬШЕ Б2З Влажность выше допустимой Отсутствие или слабость защитных укрытий Образование пор в корне шва Измерения влажности Недопустима Остановка сварочных работ, проведение сварки в укрытых зонах 5

22 ДРУГОЙ, ЧЕМ Бз, Применение электрода низкого качества Низкое качество приемочного контроля, нарушение техники хранения Образование пор и шлаковых включений в корне шва, непровар Доп. контроль качества электродов перед осуществлением сварки Недопустима Расширенная выборка при входном контроле, контроль условий хранения 5

23 ДРУГОЙ, ЧЕМ Е3, Влажный электрод Низкое качество приемочного контроля, нарушение техники хранения Образование пор и шлаковых включений в теле шва, несплавление кромок, иные внутренние дефекты Доп. контроль качества электродов перед осуществлением сварки; Доп. сушка электродов; Недопустима; Расширенная выборка при входном контроле, контроль условий хранения 5

24 ДРУГОЙ, ЧЕМ Бз2 Применение иных материалов Низкое качество приемочного Образование пор и шлаковых Доп. контроль качества Недопустима; Расширенная выборка при входном 5

низкого качества контроля, нарушение техники хранения включений в корне шва, непровар материалов контроле, контроль условий хранения

25 НЕТ б4 Квалиф. сварщика не соответств. нормативам по работам Отсутствие опыта, практики и аттестации на сварку объекта Различные сварочные дефекты, непровар Сварка дополнительных контрольных образцов, переаттестация Требует доп. квалификации Аттестация персонала 5

11Р *Ш Щ' Ш ■ Рассматриваемая часть: Ветвь В, блок .1 .^31111* , '¿¿Ш

26 БОЛЬШЕ 1|| 112 Сила тока и напряжение выше заданных Сбой в подаче тока, сбой в инверторе, низкая квалиф. сварщика Пережег и прожег, повышенный размер зоны термического влияния, усталость металла Контроль показаний инвентора Недопустима Проверка инвертора перед началом работы 7

27 МЕНЬШЕ Зи J12 Сила тока и напряжение ниже заданных Сбой в подаче тока, сбой в инверторе, низкая квалиф. сварщика Несплав, кромок Контроль показаний инвентора Недопустима Проверка инвертора перед началом работы; 7

28 БОЛЬШЕ 1,3 Скорость сварки выше нормального значения Низкая квалиф. сварщика Различные дефекты в теле сварного шва Нет Недопустима Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 7

29 МЕНЬШЕ Скорость сварки ниже нормального значения Низкая квалиф. сварщика Различные дефекты в теле сварного шва; Пережог; Прожог; Нет Недопустима Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 7

30 БОЛЬШЕ Ди Длинна сварочной дуги больше допустимой Низкая квалиф. сварщика Нарушение формы сварного шва, дефекты поверхности, внутренние дефекты Нет Недопустима Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 7

31 МЕНЬШЕ Длинна сварочной дуги меньше допустимой Низкая квалиф. сварщика Возможность появления каверн, нарушение нанесения металла Нет Недопустима Повышение квалиф. сварщика, сварка контрольных образцов 7

32 БОЛЬШЕ Скорость ветра больше Отсутствие или слабость Колебания сварочной Измерение Недопустима; Создание укрытий 7

допустимой защитных укрытий дуги, поры и шлаковые включения, нарушение формы шва скорости ветра зоны сварных работ

33 БОЛЬШЕ ^22 Температура выше допустимой Нарушение хода сварочных работ Доп. усталость металла Измерения температуры В большинстве случаев допустима Изменение времени проведения сварочных работ 7

34 МЕНЬШЕ •¡22 Температура ниже допустимой Отсутствие или слабость защитных укрытий Повышенная хрупкость металла сварного шва Измерения температуры Недопустима Создание укрытий зоны сварных работ 7

35 БОЛЬШЕ Ьз Влажность выше допустимой Отсутствие или слабость защитных укрытий Образование пор в теле шва Измерения влажности Недопустима Остановка сварочных работ, проведение сварки в укрытых зонах 7

36 ДРУГОЙ, ЧЕМ 131 Применение электрода низкого качества Низкое качество приемочного контроля, нарушение техники хранения Образование пор и шлаковых включений в теле шва, несплавление кромок, иные внутренние Доп.контроль качества электродов перед осуществлением сварки Недопустима; Расширенная выборка при входном контроле, контроль условий хранения 1,7

дефекты

37 ДРУГОЙ, ЧЕМ Влажный электрод Низкое качество приемочного контроля, нарушение техники хранения Образование пор и шлаковых включений в теле шва, несплавление кромок, иные внутренние дефекты Доп. контроль качества электродов перед осуществлением сварки; Доп. сушка электродов; Недопустима; Расширенная выборка при входном контроле, контроль условий хранения 1,7

38 ДРУГОЙ, ЧЕМ 132 Применение иных материалов низкого качества Низкое качество приемочного контроля, нарушение техники хранения Образование пор и шлаковых включений в теле шва, несплавление кромок, иные внутренние дефекты Доп. контроль качества материалов Недопустима Расширенная выборка при входном контроле, контроль условий хранения 1,7

39 НЕТ J4 Квалиф. сварщика не достаточна к выполняемы работам Отсутствие опыта, практики и аттестации на сварку объекта Различные сварочные дефекты Сварка дополнительных контрольных образцов, переаттестация Требует доп. квалификации Аттестация персонала 7

€ . ||| Райматрнва^мая яа'^ть':>1 »етвь В, блок 11

40 БОЛЬШЕ н, Температура выше заданной Нарушение режима, сбой в технологии Доп. усталость металла, ослабление Контроль температуры сварочных горелок, Недопустима Рассмотреть вопрос о установке автомат. 8

его прочностных свойств температуры тела трубы и зоны термообработки системы контроля температуры

41 МЕНЬШЕ н, Температура ниже заданной Нарушение режима, сбой в технологии Не снятие некоторых внутренних напряжений Контроль температуры сварочных горелок, температуры тела трубы и зоны термообработки Допустима, но не желательна Рассмотреть вопрос о установке автомат, системы контроля температуры 8

42 БОЛЬШЕ н2 Время больше заданного Нарушение режима, сбой в технологии Доп. усталость металла, ослабление его прочностных свойств Контроль за хронометражем термической обработки Недопустима Создание временной шкалы процесса, автомат, слежение 8

43 МЕНЬШЕ н2 Время меньше заданного Нарушение режима, сбой в технологии Не снятие некоторых внутренних напряжений Контроль за хронометражем термической обработки Допустима, но не желательна Создание временной шкалы процесса, автомат, слежение 8

44 БОЛЬШЕ Н3 Площадь больше заданной Неверное определение зоны термического влияния Доп. усталость металла вне зоны сварного шва и зоны Применение различных методов по определению зоны термического Недопустима; Определение зоны влияния температуры на опытных образцах, 8

термического влияния, ослабление прочностных свойств металла влияния, контроль зоны распределения пламени горелок контроль зоны на стыке

45 МЕНЬШЕ Н3 Площадь меньше заданной Неверное определение зоны термического влияния; Не снятие некоторых внутренних напряжений Применение различных методов по определению зоны термического влияния, контроль зоны распределения пламени горелок Недопустима Определение зоны влияния температуры на опытных образцах, контроль зоны на стыке 8

46 БОЛЬШЕ 1| Время испытаний больше проектного Нарушение режима Доп. напряжения в сварном стыке и теле трубы Контроль за хронометражем Недопустима Установка автомат, системы по контролю окончания испытаний 9

47 МЕНЬШЕ г. Время испытаний меньше проектного Нарушение режима Риск пропуска дефектного шва Контроль за хронометражем Недопустима Установка автомат, системы по контролю окончания испытаний 9

Доп. напряжения в сварном стыке и теле трубы Установка

48 БОЛЬШЕ h Давление выше проектного Нарушение режима Контроль за давлением на входе и в теле трубы Недопустима системы контроля давления в нескольких точках 9

Установка

49 МЕНЬШЕ h Давление ниже проектного Нарушение режима Риск пропуска дефектного шва Контроль за давлением на входе и в теле трубы Недопустима системы контроля давления в нескольких точках 9

|, ЛУг V У ' т.?" сМатр! ¡ваемое древо F.TA:> Элемент! W Ж. -V '■ ЯНКэдМ г '' л дерева РТА д шЁшШШШЯШ ля автоматическо1 ф а дуговой сварк! па суше

i'b V- V; к - с ШШ

? Jb. 4Ш ссматриваемая часть: Ветвь I -V? >, V; Е, блок Р. подблок 1Е4имИ—С1. w ттт

50 НЕТ Б31 Качество применяемой проволоки Низкое качество приемочного контроля, нарушение процесса хранения Низкое качество корневого слоя, Ввести дополнительный приемочный Недопустима; Расширить выборку, по контролю проволоки перед 1

низкое различные дефекты контроль включением партии в работу

Низкое Низкое Низкое Ввести Провести

51 НЕТ Р32 качество флюса качество приемочного контроля, качество корневого слоя, дополнительный приемочный контроль Недопустима; изменения в порядке хранения и 1

нарушение процесса хранения, влажность различные дефекты сушки флюса

52 МЕНЬШЕ и41 Скорость подачи проволоки недостаточна Слабый зажим проволоки, износ канавок подачи, нарушение регуляции Нарушение положения металла в сварном шве, перегрев металла Установить датчик скорости подачи Недопустима Регулировка давления прижимного ролика 5

53 НЕТ Смятие проволоки Приварка конца проволоки к мундштуку Сбой сварочного процесса, каверны и другие дефекты Установить датчик конечной меры сечения проволоки Недопустима Заменить наконечник мундштука 5

54 НЕТ Нарушение движений автомата Пробуксовка фрикц. сцепления ходового механизма Сбой сварочного процесса, каверны и другие дефекты Визуальный контроль и мониторинг автоматической сварки Недопустима Зажать фрикцион 5

55 НЕТ Качество применяемой проволоки Нарушение приемочного контроля, Низкое качество сварочных Ввести дополнительный приемочный Недопустима; Расширить выборку по контролю 7

низкое нарушение процесса хранения слоев, различные дефекты контроль проволоки перед сваркой