Совершенствование методов входного контроля обетонированных труб для строительства нефтегазопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат наук Попова, Алёна Ивановна

• Попова, Алёна Ивановна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Попова, Алёна Ивановна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ОБЕТОНИРОВАННЫХ ТРУБ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ

1Л. Существующие методы входного контроля

1Л Л. Объект исследования и его технические характеристики

1 Л.2. Предмет исследования - входной контроль обетонированных труб

1.1.3. Методы контроля, применяющиеся для входного контроля обетонированных труб

1.2. Применяемые методики обследования элементов конструкции обетонированной трубы

1.3. Существующие теоретические и экспериментальные подходы к контролю бетона

1.3.1. Методы неразрушающего контроля применяемые для обследования бетона строительных конструкций

1.3.2. Контроль бетона в составе сложной конструкции

1.4. Примеры промышленного применения существующих методик

1.5. Несовершенство существующих методик для контроля качества бетона обетонированных труб

1.6. Цели и задачи исследования

2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Формирование методического комплекса

2.1.1. Методики определения прочности бетона

2.1.2. Методические рекомендации к тарировке ультразвуковых дефектоскопов для контроля прочности бетона

2.1.3. Метод определения размера пустотных дефектов

2.1.4. Правила обработки результатов ультразвукового контроля прочности бетона

2.2. Определение критериев качества бетонного слоя обетонированной трубы

2.3. Основные положения, принятые в основу диссертационного исследования

2.4. Выводы

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Основные направления исследований

3.2. Выбор метода ультразвукового контроля

3.3. Усовершенствование методики построения градуировочной зависимости

3.4. Исследование влияния пустотных включений и стальной арматуры

в бетоне на изменение времени прохождения импульса

3.4.1. Создание опытных моделей

3.4.2. Исследование бетона способом сквозного ультразвукового прозвучивания

3.4.3. Исследование бетона способом поверхностного ультразвукового прозвучивания

3.4.4. Исследование бетона способом ультразвукового зондирования сквозь слой полимерной ленты

3.5. Исследование зависимости глубины прозвучивания от расстояния между искателями при поверхностном прозвучивании

3.6. Усовершенствованная методика входного контроля обетонированной трубы

3.6.1. Организация работ по контролю качества обетонированной трубы

3.6.2. Подбор оборудования для проведения входного контроля бетонного покрытия трубы

3.6.3. Программа обследования сложной конструкции обетонированной трубы

3.7. Выводы

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ

4.1. Пример построения градуировочной зависимости и оценки погрешности определения прочности

4.2. Внедрение в практику экспертных организаций

4.3. Внедрение результатов исследования в науку и в учебный процесс

4.4. Рекомендации к промышленному использованию

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ТЕРМИНОВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А (обязательное) Методика построения градуировочной

зависимости путем параллельных испытаний бетона способом отрыва со

скалыванием и ультразвуковых замеров прочности

Приложение Б (справочное) Рекомендации по выбору требований к бетону в зависимости от классов сред эксплуатации (Европейский стандарт

EN 206-1.2000 таблица F6)

Приложение В (справочное) Реестр испытаний труб с бетонным

покрытием проведенных МТЗК

Приложение Г (справочное) Акт об использовании результатов

кандидатской диссертационной работы ООО "Эксперт Коми"

Приложение Д (справочное) Акт об использовании результатов

кандидатской диссертационной работы ООО "Точность"

Приложение Е (справочное) Акт об использовании результатов

кандидатской диссертационной работы ООО "Ростехконтроль"

Приложение Ж (справочное) Акт внедрения в учебный процесс

Приложение К (справочное) Акт внедрения в научную деятельность

Приложение Л (справочное) Акт внедрения в производство результатов

кандидатской диссертационной работы

Приложение М (справочное) Заявка в ФИПС на Способ ультразвукового контроля прочности бетона в конструкциях малых толщин

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов входного контроля обетонированных труб для строительства нефтегазопроводов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Доля обетонированных труб использующихся в трубопроводном строительстве неуклонно возрастает. Это связано с увеличением объемов строительства подводных трубопроводов, сооружаемых по дну морей и в речных акваториях.

Балластное покрытие трубы изначально может иметь дефекты, снижающие его работоспособность, или получить их в процессе доставки и хранения.

Между тем, существующие методы обследования бетона не могут быть использованы по прямому назначению для оценки качества балластного слоя обето-нированной трубы из-за отсутствия двустороннего доступа для проведения измерений и требуют адаптации в условиях строительной площадки с учетом конструкции бетонного покрытия.

Поэтому совершенствование методов оценки технического состояния обетонированных труб при строительстве нефтегазопроводов является неотложной квалиметрической задачей. Особенно это актуально при организации входного контроля поступающих на трассу изделий.

Цель работы

Целью диссертационной работы является совершенствование методов входного контроля обетонированных труб для строительства нефтегазопроводов.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели в работе требуется решить следующие задачи:

- провести анализ существующих методов входного контроля обетонированных труб для выявления возможных дефектов, снижающих работоспособность конструкции;

- сформировать методический комплекс для проведения исследования;

- выполнить теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию методов входного контроля обетонированных труб;

- усовершенствовать методику входного контроля обетонированной трубы;

- оценить результаты промышленного применения методики.

Научная новизна

1. Установлено, что для построения градуировочной зависимости при настройке ультразвукового дефектоскопа граничные условия Пирсона г > 0,7 и отношение среднеквадратического отклонения к средней прочности 8/Яср< 0,15 соблюдаются при числе испытаний методом отрыва со скалыванием не менее 6 и числе ультразвуковых замеров не менее 12;

2. Установлена зависимость расстояния Ь между точками акустического контакта датчиков на поверхности бетонного слоя от глубины Н выявляемости дефекта, имеющая линейный характер и описываемая уравнением Ь = 102,9Н-9,6;

3. Найдена зависимость минимального размера полостных дефектов с!т1п от относительного изменения времени распространения колебаний £ вызываемых дефектом, и расстояния между искателями Ъ. При использовании искателей

с сухим точечным контактом зависимость имеет вид с1т1П = Ъ^^ — 1;

4. Установлено, что при проведении замеров сквозь полимерный слой по сравнению с результатом, полученным при поверхностном прозвучивании открытой поверхности бетона погрешность определения размера подповерхностного дефекта снижается до 2 раз.

Практическая значимость

1. Разработана методика построения градуировочной зависимости, позволяющая в условиях строительной площадки осуществить настройку УЗ приборов для получения достоверного результата о качестве бетонного слоя обетони-рованной трубы, не прибегая к кернированию;

2. Совершенствование конструкции устройства для удержания конусных преобразователей и предложенная схема предварительной разметки бетонной поверхности, позволяющие обследовать участок на всю глубину и при одновременном использовании 4 искателей сократить время проведения контроля в 3 раза;

3. Предложенный способ ультразвукового зондирования бетона сквозь слой полимерной ленты позволяет обнаружить полостные включения и дефектные участки в бетонном слое;

4. Разработан алгоритм вычисления размера подповерхностных пустот в бетонном слое в условиях одностороннего доступа;

5. Применение предлагаемых математических зависимостей для определения размеров единичных включений и дефектных зон способом поверхностного прозвучивания при одностороннем доступе к объекту позволяет использовать их для определения размера обнаруженных полостных дефектов (участков с нарушенной структурой, пустот, трещин) и выработки рекомендаций по их устранению;

6. Разработаны методы контроля качества бетонного слоя для входного контроля обетонированных труб, позволяющие произвести их отбраковку при несоответствии установленным требованиям к бетону труб и повысить тем самым надежность строящегося магистрального трубопровода;

7. Методика построения градуировочной зависимости для контроля прочности бетона ультразвуковым дефектоскопом в сочетании с методом отрыва со скалыванием и другие результаты исследований внедрены в практику работы предприятий ООО "Точность", ООО "Эксперт Коми", ООО "Ростехконтроль";

8. Разработана "Методика входного контроля обетонированной трубы" и внедрена на предприятии "Проектный институт нефти и газа Ухтинского государственного технического университета". Результаты исследования использованы при разработке учебного пособия.

Методология и методы исследования

Комплекс методик включает нормативные документы (стандарты, инструкции, правила, методические указания и рекомендации) в области контроля качества строительных конструкций и, в частности, бетона методами интроскопии и неразрушающего контроля. Методология исследования базируется на общенаучных методах анализа и обобщения фактического материала.

На теоретическом уровне исследования использовались такие общенаучные методы, как формализация процессов и явлений (использование формул, графиков, специальных символов), принятие гипотезы (выстраивание научно обоснованных систем умозаключений, посредством которых на основе ряда факторов делались выводы о существовании связей или причин явлений), создание теории (систематизация результатов эмпирического исследования, создание упорядоченной системы знаний, подчиненных общей идее).

Основным методами эмпирического уровня исследования явились наблюдение, измерение и эксперимент. Для изучения процессов и явлений использовался модельный эксперимент в лабораторных условиях и натурный эксперимент на действительной конструкции обетонированной трубы. На теоретическом и эмпирическом уровнях исследования использовались анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия, моделирование и абстрагирование.

Положения, выносимые на защиту

Разработанная методика построения градуировочной зависимости, предназначенная для настройки ультразвукового дефектоскопа при контроле качества бетонного слоя в сложной конструкции обетонированной трубы путем проведения параллельных испытаний способом отрыва со скалыванием и УЗ замеров (заявка №2013121163 от 07.05.2013 г).

Установленная зависимость расстояния между точками акустического контакта датчиков от глубины выявления дефекта, определяющая необходимое расстояние между искателями на контролируемой поверхности для контроля бетонного слоя на всю его глубину.

Разработанный метод ультразвукового контроля, позволяющий в условии одностороннего доступа выявить пустоты в бетонном слое и определить размеры этих пустот.

Предложенный способ ультразвукового контроля, позволяющий обнаружить единичные дефекты (посторонние включения) и дефектные зоны (зоны с нарушенной структурой, ненормативной плотностью и упругостью) в бетонном слое способом ультразвукового зондирования сквозь слой полимерной ленты.

Усовершенствованная методика входного контроля, включающая контроль бетонного слоя обетонированных труб.

Достоверность полученных результатов обеспечивается повторяемостью результатов, использованием для исследования образцов по своему строению и характеру дефектов, максимально приближенных к фактическому строению обе-тонированной трубы, репрезентативным количеством выполненных измерений, корректным применением современных теоретических и экспериментальных методов исследований, а также использованием поверенного исследовательского оборудования, приборов и средств измерений и привлечением аттестованных специалистов.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования является обетонированная труба отличается сложной (многослойной) конструкцией с односторонним доступом к обследуемой поверхности, что затрудняет процесс организации входного контроля. Конструкция представляет собой послойно: стальную трубу, ее антикоррозионное покрытие, балластный бетонный слой, усиленный стальной арматурой, и защитную полимерную (или металлополимерную) оболочку. Бетонный слой может иметь толщину 80-150 мм в зависимости от необходимой утяжеляющей способности и покрывает около 95 % поверхности трубы.

Предметом исследования является процесс осуществления входного контроля обетонированной трубы и составляет круг вопросов и проблем, связанных с порядком, методами и средствами контроля ее технического состояния.

Личный вклад заключается в постановке задачи, проведении теоретических и экспериментальных исследований, дальнейшем анализе полученных результатов, их апробации и подготовке публикаций по выполненной работе, разработке представленных методик, оформлении патентных заявок.

Апробация результатов исследования

Основные результаты диссертационного исследования были представлены: на научно-технической конференции (13-15 апреля 2010 г., УГТУ, г.Ухта); на межрегиональном семинаре Рассохинские чтения (3-4 февраля 2011 г., УГТУ, г.

Ухта); на 8-м Международном Молодежном Нефтегазовом Форуме, (16-17 апреля 2011 г., КазНТУ, г. Алматы); на научно-технической конференции преподавателей и сотрудников (12-15 апреля 2011 г., УГТУ, г. Ухта); на научно-технической конференции (17-20 апреля 2012 г., УГТУ, г.Ухта); на 4-ой научно-практическая конференции "Республика Коми: вчера, сегодня, завтра. Перспективы развития в XXI века" (26-27 октября 2011 г., УГТУ, г. Ухта); на VIII Международной учебно-научно-практической конференции "Трубопроводный транспорт - 2012" (8-9 ноября 2012 г., УГНТУ, г. Уфа); на межрегиональной научно-технической конференции "Актуальные проблемы разработки нефтяных месторождений" (24-25 октября 2012 г., ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" "ПечорНИПИнефть", г. Ухта); на Всероссийской конференции "Развитие инженерного образования в России" в "Выставке молодежных научно-исследовательских проектов. Санкт-Петербургский образовательный форум - 2012"(с 28 марта по 1 апреля 2012 г., г. Санкт-Петербург); на IV Всероссийском конкурсе молодых ученых (с16-18 октября 2012 г., г. Миасс).

Публикации

По теме диссертации опубликованы 22 научные работы, в том числе 9 в изданиях, включенных в "Перечень ..." ВАК Минобрнауки России.

Рекомендации к использованию

Методы входного контроля обетонированных труб рекомендуются к использованию службами, занимающимися контролем качества труб и оборудования, поставляемых на строительство магистральных трубопроводов. Кроме того результаты исследования в области дефектоскопии бетона могут быть использованы для контроля других бетонных оболочек различных строительных конструкций в области промышленного и гражданского строительства.

Благодарности: Автор глубоко признателен научному руководителю - кандидату технических наук, доценту кафедры ПЭМГ Н.С. Вишневской за помощь в выборе темы исследования, внимательное руководство и всестороннюю помощь при завершении работы над диссертацией.

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору И.Ю. Быкову, чьи рекомендации способствовали более качественному изложению материалов, за неоценимую помощь и научные консультации.

Автор благодарит заведующего кафедрой ПЭМГ кандидата технических наук, доцента E.J1. Полубоярцева за оказанную поддержку и всех сотрудников кафедры за ценные замечания и советы при обсуждении диссертации.

Автор благодарит доктора технических наук, профессора Р.В. Агинея за консультации и помощь в подготовке диссертационного исследования.

Автор благодарит так же доктора технических наук A.C. Кузьбожева за консультации, содействие в представлении работы в ведущей организации.

, Автор выражает признательность доктору геолого-минералогических наук, профессору, академику РАЕН Е.И. Крапивскому за поддержку и помощь при завершении работ над диссертацией.

Автор признателен руководству и сотрудникам фирмы ООО "Ростехкон-троль" за предоставленное оборудование, сотрудникам департамента качества фирмы "Межрегионтрубопроводстрой" (ОАО МРТС), сотрудникам фирмы Акустические контрольные системы (ООО АКС) и сотрудникам Московского трубо-заготовительного комбината (ОАО МТЗК) за предоставленную информацию.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех частей, заключения, библиографического списка из 108 наименований и 10 приложений. Основное содержание и общие выводы изложены на 190 страницах машинописного текста, содержащих 44 рисунка, 52 формулы и 27 таблиц.

Содержание работы

В первой главе диссертации проведен анализ существующих методов входного контроля обетонированных труб для строительства нефтегазопроводов. При разработке методики входного контроля обетонированной трубы, проанализированы возможные дефекты и определены, какие из них являются наиболее критическими для безаварийной работы строящегося трубопровода. Для этого, рассмотрены существующие технологии производства обетонированных труб, кон-

струкция трубы с бетонным покрытием, климатические и гидрогеологические условия в которых предстоит эксплуатировать балластированный бетоном участок, определены требования к качеству, которым должна соответствовать обетониро-ванная труба. Изучен существующий порядок контроля и дополнен необходимыми этапами, для выявления опасных дефектов.

Во второй части сформирован методический комплекс, определен физический метод контроля балластного покрытия труб. Проанализированы существующие методы и способы контроля качества бетона. Доказано преимущество использования временного теневого ультразвукового метода для обнаружения структурных дефектов и определения размера включений в бетон при одностороннем доступе к объекту.

В третьей части выполнено теоретическое и экспериментальное обоснование предлагаемых решений. Глава содержит результаты и анализ экспериментов по определению однородности и прочности бетонного слоя и выявлению подповерхностных дефектов. В итоге предлагается совершенствованная методика входного контроля обетонированной трубы, применяемой в строительстве магистральных трубопроводов (по тексту Методика).

В пятой части приведены пример построения градуировочной зависимости на натуральной конструкции обетонированной трубы и результаты обработки полученных значений. Представлены так же результаты промышленного применения разработанных методик. Глава содержит рекомендации по промышленному использованию результатов диссертационной работы.

В завершение работы подводятся итоги проведенных методологических, теоретических и прикладных исследований, формируются выводы, представлен перечень работ, опубликованных в журналах из перечня Высшей аттестационной комиссии.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ОБЕТОНИРОВАННЫХ ТРУБ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ 1Л. Существующие методы входного контроля 1Л Л. Объект исследования и его технические характеристики

Для ознакомления с текущим состоянием входного контроля обетонирован-ных труб при сооружении трубопроводов проведен анализ существующих методов входного контроля с точки зрения выявляемое™ возможных дефектов снижающих работоспособность конструкции. При этом рассмотрены условия эксплуатации строящегося трубопровода, нагрузки и воздействия на трубу при транспортировке и хранении, возможные дефекты и повреждения этой сложной конструкции.

В процессе работы использованы фундаментальные положения и результаты, полученные в работах известных исследователей, таких как Г. Б. Гершкович, В. В. Гулунов, А. К. Гурвич, О. О. Карапетян, А. В. Ковалев, В. Н. Козлов, М. Г. Коревицкая, Б. А. Круглов, В. Г. Липник, А. В. Мотовилов, В. Е. Поляков, К. Н. Попов, А. И. Потапов, Г. Я. Почтовик, Л. М Пухонто, Ю. М. Рапопорт, Г. Н. Руф-ферт, А. А. Самокрутов, А. М. Филонидов В. Г. Шевалдыкин, Д. С. Шрайбер, В. Г. Штенгель, Л. М. Яблоник, Н. Н. Яковлев и др.

Объект нашего исследования - обетонированная труба - отличается сложной (многослойной) конструкцией, что затрудняет процесс входного контроля.

Конструкция обетонированной трубы представляет собой послойно: стальную трубу, ее антикоррозионное покрытие, балластный бетонный слой усиленный стальной арматурой и защитную полимерную (или металлополимерную) оболочку. Балластное покрытие выполняется из тяжелого бетона с величиной заполнителя до 5 мм.

Арматура расположена вдоль осевой линии трубы, шаг арматуры по окружности различен для труб разного диаметра. Для трубы диаметром 1200 мм составляет 310 мм, диаметр ее сечения до 6 мм.

Бетонный слой может иметь толщину 80-150 мм в зависимости от необходимой утяжеляющей способности. Бетонный слой покрывает около 95 % поверхности трубы.

Для возможности монтажа труб при помощи сварки свободными от бетона остаются концы труб длиной 225-275 мм.

В процессе бетонирования труб в качестве не съемной опалубки может быть использована металлополимерная оболочка, которая служит в дальнейшем защитным покрытием бетона. Толщина жесткой полимерной оболочки на трубах производства ОАО "МТЗК" составляет 6-8 мм. [1,2]

В зависимости от условий эксплуатации обетонированной трубы в частности для береговых участков магистрального газопровода конструкция может содержать теплоизоляционный слой. Конструкция обетонированных труб для морского и берегового участков магистрального газопровода с предварительной теплоизоляцией и без нее представлены на рисунке 1.

Согласно ГОСТ Р 51164-98 для обетонированных труб диаметром 530 мм и более следует применять двух- или трехслойное полимерное покрытие и покрытия на основе термоусаживающихся материалов базового или заводского нанесения независимо от условий прокладки и эксплуатации. [3] Именно такое покрытие предусмотрено поверх бетонного слоя на трубах производства ООО "Бре-деро Шо Архангельск".

У труб с балластным покрытием импортного производства бетонный слой часто является завершающим, т.е. наименее защищенным от внешних воздействий, но с другой стороны наиболее доступным для приборного обследования.

Таким образом, очевидно, на сколько различны могут быть конструкции обетонированных труб на столько же различны должны быть подходы к осуществлению входного контроля этих труб при поступлении на строительную площадку.

Рассмотрим преимущества использования обетонированных труб. Одним из условий надежной работы трубопроводных систем является обеспечение устойчивого положения подземного трубопровода на проектных отметках. Этого

Морской участок

БервгоЬай участок

Бетонное покрытие. 65нм

дммтлцнерндя ооолочка

Труба 01219х27нн_

с внутренним антифрикционным покрытием шерохоБалотья 15 никрон

Антикоррозионное 3-кслойное полиэтиленовое пакрылие, <>ин

и»

I Мвталяапвлуиврнвя оболочка

Рисунок 1 - Конструкция обетонированных труб для морского и берегового участков магистрального газопровода

с предварительной теплоизоляцией и без нее

позволяет достичь балластировка, самым надежным способом которой является обетонирование - нанесение бетонного балластного покрытия на предварительно изолированную трубу.

Опыт сооружения трубопроводов в северных и заболоченных районах показывает, что магистральные трубопроводы на балластируемых участках значительной протяженности находятся выше проектных отметок - и часто оголяются или всплывают со сбросом утяжелителей. По сведениям ВНИИСТа, основная причина - негативное влияние продольных и поперечных перемещений трубопроводов на работу утяжелителей трубопровода. Обследование трасс показывает, что первоначально всплывают балластируемые участки на углах поворота оси трубопровода. В период следующего паводка, когда уровень воды превышает отметку средней образующей всплывшего ранее участка трубопровода, последний, повторно всплывая, увлекает за собой прилегающие подземные участки трубопровода, в результате длина всплывшего участка увеличивается. И в течение нескольких лет трубопровод может всплыть на протяжении всего обводненного участка. При всплытии трубопровода возможно повреждение изоляционного покрытия трубопровода, а утяжелители могут повреждать изоляционное покрытие в местах их крепления. [4, 5] По современным требованиям, балластируемый трубопровод должен перемещаться вместе с утяжелителями без взаимных смещений, при этом не должно повреждаться изоляционное покрытие. Эти задачи призваны решить трубы с бетонным покрытием в полиэтиленовой или металлополимерной оболочке. [6, 7]

Данный вид балластировки (бетон + полиэтиленовая оболочка) следует рассматривать и как мощное дополнительное защитное покрытие, повышающее надежность морских подводных трубопроводов и труб, укладываемых в водона-сыщенных грунтах. При поперечных подвижках трубопровода новый вид балластного покрытия должен иметь достаточный запас прочности конструкции и обтекаемую гладкую поверхность (за счет полиэтиленовой оболочки), перемещаться практически без изменения своего пространственного положения относительно

трубы, сохраняя балластирующую способность и препятствуя всплытию трубопровода. [8]

Российские изготовители обетонированных труб особо отмечают, что балластировка труб бетонным слоем позволяет решить следующие задачи:

- равномерно распределить по длине трубы нагрузку утяжеления вместо циклической при использовании различного типа навесных утяжелителей;

- задать необходимое заглубление балластной трубы с нулевой выталкивающей силой и отрицательной плавучестью;

- снизить толщину стенки трубы;

- значительно повысить срок жизни и экологическую безопасность газо- и нефтепроводов за счет дополнительной защиты оболочкой и бетоном, который одновременно является балластом;

- в случае необходимости обеспечить подогрев трубы;

- проводить балластировку фасонных частей трубопроводов (гнутых отводов, переходов и так далее);

- отказаться от импорта балластных труб в Россию.

Проанализируем условия эксплуатации трубопроводов с использованием обетонированных труб, и определим на сколько важны характеристики бетонного слоя для безаварийной эксплуатации трубопровода.

Трубы с балластным покрытием предназначены для использования на участках морских переходов, переходов через реки и озера и прокладки в заболоченной местности. Из перечисленных условий наиболее щадящие условия эксплуатации обетонированного трубопровода в заболоченной местности, где основное назначение балластного слоя - обеспечение устойчивого высотного положения. В условиях эксплуатации балластированного трубопровода на речных и переходах к балластирующей функции бетона добавляется защитная. Здесь бетонное покрытие призвано обеспечить целостность стального трубопровода при возможных воздействиях на него якорей речных судов, паромов, барж, тралов

рыболовных судов, рабочих частей строительной техники, ледовых перемещений, волн и течений. При эксплуатации на морских переходах эти условия еще жестче.

Рассмотрим условия сооружения магистрального газопровода с использованием обетонированных труб на примере морского перехода газопровода Бова-ненково-Ухта через центральную часть Байдарацкой губы.

Географическое положение Байдарацкой губы и малые глубины создают благоприятные условия для формирования ледяного покрова, который существует в течение 8-10 месяцев в году. На дне хорошо сохранились древние формы, соответствующие субаэральному этапу развития. Субаквальный рельеф в большей степени выражен в пределах подводного берегового склона в диапазоне глубин от 0 до 15 м. Это зона наиболее активного гидродинамического и ледового воздействий на дно, где формируются вдольбереговые валы и ложбины, отмели и экзара-ционные ледовые микроформы. Другими словами возможно "вспахивание" льдом прибрежного грунта.

Исследования дна Байдарацкой губы свидетельствуют о наличии большого числа борозд, происхождение которых связано с экзарацией дна ледяными образованиями. Борозды наблюдаются практически вдоль всей трассы перехода, и их глубины меняются в диапазоне от 0,4 до 2,5 м, в среднем 0,9 м. Средняя ширина борозд - до 10 м. Таким образом, негативное влияние движения ледовых массивов на трубопровод здесь еще более выражено.

Береговые участки сложены из многолетнемерзлых пород, мощность которых в большинстве случаев превышает 150 м. Здесь широко развиты абразионно-аккумулятивные процессы, обусловленные активностью основных берегоформи-рующих факторов - ветрового волнения, приливов, штормовых нагонов и крайней неустойчивостью криогенных пород, слагающих берега губы.

В безледный период, продолжающийся в Байдарацкой имеет место наибольшая активность всех гидро- и литодинамических процессов. К их числу относятся оттаивание и разрушение берегов под воздействием температуры воздуха, волн, течений, приливов и штормовых нагонов. Скорость отступания берегов на уральском участке может достигать 3,5 м/год, на Ямальском (за пределами створа

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Попова, Алёна Ивановна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патент 2257503 Россия MnK7F16Ll/24 Способ нанесения балластного покрытия на поверхность трубы для подводного трубопровода / Свечкопалов А.П. -№ 2003131175/06; Заявл.22.10.2003; Опубл. 27.07.2005, Бюл. №21;

2. Свечкопалов А.П. Новое в балластировке подводных нефтегазопроводов [Текст] / А. П. Свечкопалов, С. В. // Нефтегаз. - 2006. №1. - СЗ-4;

3. ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии [Текст]. - разраб. ТЭК АО ВНИИСТ, ВНИИГАЗ и ИПТЭР; введен 1998-04-23. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 46с.;

4. Почему газопроводы всплывают [Текст] / Х.К. Мухаметдинов, ОАО ВНИИСТ // Газовая промышленность. - 1999. № 8. - С.6-7;

5. Рождественский В.В. Формула безопасности [Текст] / В.В. Рождественский, ОАО ВНИИСТ // Потенциал. - 1998. № 3-4;

6. Особенности перемещений трубопровода на участках речных подводных переходов МГ под воздействием давления газа [Текст] / A.A. Филатов, И.И. Велиюлин // Территория Нефтегаз. - 2011. № 5 - С. 9-11;

7. Материалы совещания "Обеспечение надежной эксплуатации подводных переходов трубопроводов ОАО "Газпром". Положительный опыт решения проблем" (УПЦ "Зименки", Московская обл., 24-27 ноября 2008 г.). - М.: ИРЦ Газпром, 2009. - 172 е.;

8. Новый способ производства балластных труб [Электронный ресурс] / А. П. Свечкопалов // электронный журнал НефтьГазПромышленность. - №1 (21) СЛ. - Режим доступа - http://www.oilgasindustry.ru/?id=6160;

9. В центре притяжения - Байдара [Текст] / Л.И. Рубцова // Севергазпром, Газета трудового коллектива "Газпром Трансгаз Ухта". - 2008. №11 (242) - С.4-5;

10. РД 51-3-96 "Регламент по техническому обслуживанию подводных переходов магистральных газопроводов через водные преграды" . Утв РАО "Газпром" от 1996-06-10. -М.: ИРЦ Газпром № 1996.-54 е.;

11. ТУ 1394-035-04005951-2008 Трубы с балластным покрытием в металло-полимерной оболочке, для газопроводов в обводненной и заболоченной местности, на подводных переходах [Текст] : Разраб. P.O. Самсонов ООО "ВНИИГАЗ"; согл. ОАО "Газпром" 25.11.2008; введен 2008-12-08. - М.: МТЗК, 2008. -31с.;

12. СТО Газпром 2-3.7-050-2006 Морской стандарт DNV-OS-FIOI. Подводные трубопроводные системы [Текст]. - Разраб. ООО "ВНИИгаз"; утв. расп. ОАО "Газпром" № 5 от 30.01.2006; введ. 2006-07-01. - М.: ИРЦ Газпром, 2006. -143 е.;

13. DNV-OS-FIOI (Det Norske Veritas) Морской стандарт DNV-OS- F101. Подводные трубопроводные системы. - [Осло (Норвегия)], 1996 г.;

14. Патент (19) RU(ll) 2 413 117(13) С2 Россия F16L 1/24 (2006.01) Способ нанесения балластного материала на поверхность трубы для подводного трубопровода / Свечкопалов А.П., Шапорин И. И. Заявка: 2008127271/06, 07.07.2008; Опубликовано: 27.02.2011 Бюл. № 6;

15. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах [Текст] : утв. МПС РФ 27.05.2003 N ЦМ-943; введ. 2004-07-01. - М.: Юридическая фирма "Юртранс", 2003 - 544 е.;

16. Правила перевозок грузов автомобильным транспортом в ред. Постановления Правительства РФ от 30.12.2011 № 1208 [Текст] : утв. Постановлением Правительства РФ от 15 апреля 2011 г. № 272 - М.: Собрание законодательства Российской Федерации, 2011. - № 17, ст. 2407;

17. Кандалакшский морской торговый порт завершил отгрузку бетонированных труб для прокладки нефтепровода Варандейского терминала [Электронный ресурс] / PortNews © 2004 - 2006 PortNews / Все новости / 24.10.2006. - Режим доступа: http://portnews.ru/news/21624/;

18. Современные строительные материалы [Текст] : (справочник) / Д.В. Ко-ротеев - М.: Стройиздат, 2001. - 346 е.;

19. Пухонто Л.М. Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений [Текст] / Л.М. Пухонто. - М.: АСВ, 2004. - 424 е.;

20. Руфферт Г.Н. Дефекты бетонных конструкций. Перевод с нем. И.Г. Зе-

ленцова [Текст] / под ред. канд. техн. наук В.Б. Семенова. - М.: Стройиздат, 1987.- 113 е.;

21. ГОСТ 16493-70 Качество продукции статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Случаи недопустимости дефектных изделий в выборке. Утв. постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 15 января 1970г. № 1758 срок введения установлен с 01.01.72;

22. ГОСТ 24297-87 Входной контроль продукции. Основные положения. Утв. Госстандарт СССР, 04.06.1987. Переиздание (май 2009 г.). - 8с. // Система нормативов NormaCS;

23. Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения. Справочное пособие. Серия 28. Неразрушающий контроль. Выпуск 4. ГУП "Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России". - Москва, 2003-http://www.stroyplan.ru/docs.php?showitem=43147;

24. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 3: И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. Ультразвуковой контроль. - 2-е изд., испр. - М.: Машиностроение, 2006. - 864 е.: ил.;

25. Ланге Ю. В. Акустические низкочастотные методы и средства неразрушающего контроля многослойных конструкций. М.: Машиностроение, 1991. 272 е.;

26. Джонс Р., Фэкэоару И.Неразрушающие методы испытаний бетонов. Пер.с румын. - 1974,- 292 е.;

27. Средства акустического контроля [Текст] : технический справочник. -СПб: Свен, 2008. -192 с. - (Средства неразрушающего контроля и технической диагностики. Серия справочников; т.2);

28. Технический регламент по контролю качества строительства генпод-рядными организациями на объектах ОАО "Газпром". - Москва 2012 РАЗРАБ. ООО "Газпром газнадзор" и НП "СРО ОСГиНК";

29. Совалов И. Г. "Бетонные и железобетонные работы" / И.Г.Совалов,

Я.Г.Могилевский, В.И.Остромогольский. -М.: Стройиздат, 1988. - 336 е.;

30. Инструкция по визуальному и измерительному контролю [Текст] : РД 03-606-03. Серия 03. Выпуск 39 / Колл. авт. : введена в действие приказом Гос-гортехнадзора России от 17.07.03 № 156 - М.: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России", 2004. - 54 е.;

31. ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. [Текст]. - взамен ГОСТ 17624-78 ГОСТ 24467-80; введен 1988-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 24с.;

32. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля [Текст]. - Взамен ГОСТ 21243-75, ГОСТ 22690.0-77 - ГОСТ 22690.4-77; введен 1991-01-01; переизд. 1991. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 24с.;

33. ГОСТ 10180-90 Методы определения прочности по контрольным образцам [Текст]. - взамен ГОСТ 10180-78 в части определения прочности бетона по контрольным образцам; введен 1989-12-29. -М.: Изд-во стандартов, 1989. - 26с.;

34. Liu, Y. Т., Н. Ни, and Y. В. Song. Pipeline Integrity Management System Based on Dynamic Risk Assessment. Journal of Shanghai Jiaotong University, Vol.45, No.5, 2011, pp. 687-690. - Лю Ю. Т., X Xy, и Ю. Б. Зонг. Целостность трубопровода системы управления на основе динамической оценки рисков. Журнал Шанхайский университет, Vol.45, № 5, 2011, стр. 687-690;

35. ГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры [Текст]. -разраб. НИИСК и НИИЖБ; взамен ГОСТ 22904-78; введен МНТКС 1993-11-10. -М.: Изд-во стандартов, 1993. - 10 е.;

36. СП 104-34-96 Производство земляных работ [Текст]. - Утв. РАО "Газпром" приказ №44 от 11.09.96; введен 1996-10-01. -М.: Изд-во стандартов, 1996. -29 е.;

37. Нормы проектирования и строительства морского газопровода [Текст] : ВН 39-1.9-005-98 : утв. и введ. ОАО "Газпром" 1998-12-01. - М.: ИРЦ Газпром

№ 1998.-23 е.;

38. Окрепилов B.B. Управление качеством: Учебник для вузов/2-e изд., доп. и перераб. -М.: ОАО "Изд-во "Экономика", 1998;

39. ТУ 1381-009-47966425-2007 Трубы стальные электосварные прямошов-ные наружного диаметра 720 - 1420 для Магистральных Газопроводов на рабочее давление 11,8 МПа [Текст]. - Введ. 2008-01-21.- Колпино: ЗАО "Ижорский трубный завод". - 25с.;

40. ТУ 1381-012-05757848-2005 Технические условия Трубы стальные электросварные прямошовные наружным диаметром 508-1420 мм для магистральных трубопроводов на рабочее давление до 9,8 МПа Держатель подлинника: ОАО "Выксуньский металлургический завод" http://www. infosait.ru/norma_doc/48/48491 /index, htm;

41. ТУ 1381-010-47966425-2007 Трубы стальные электросварные прямо-шовные наружным диаметром 1219 для магистральных подводных газопроводов на рабочее давление 11,8 МПа [Текст] : срок введения в действие 21.01.2008. -Колпино: ЗАО "Ижорский трубный завод". - 14с.;

42. ТУ 1394-033-04005951-2008 "Трубы с балластным покрытием в метал-лополимерной защитной оболочке, в том числе с протекторами, для подводных трубопроводных систем" [Текст] : разраб. P.O. Самсонов ООО "ВНИИГАЗ" ; согл. ОАО "Газпром" 22.02.2008. - Введ. 2008-05-22,-М.: МТЗК. - 25с.;

43. Скрамтаев, Б. Г. Испытание прочности бетона [Текст] : в образцах, изделиях и сооружениях / Б. Г. Скрамтаев, М. Ю. Лещинский. - М. : Стройиздат, 1964. - 175 с. : ил. ; 21 см.;

44. Коревицкая, М. Г. Неразрушающие методы контроля качества железобетонных конструкций [Text] / М. Г. Коревицкая. - М. : Высшая школа, 1989. - 78 с. : ил. - ISBN 5-06-000547-Х;

45. Методика и техника для контроля прочности бетонов и других искусственных каменных материалов [Текст] / Д.А. Чихунов, инженер ЗАО "Геострой-изыскания" // Строительная инженерия. - 2005. №2. - С12-15;

46. Попов, К. Н. Оценка качества строительных материалов : учеб. пособие

для вузов / К. Н. Попов, М. Б. Каддо, О. В. Кульков,- 2-е изд., перераб. и доп. -М. :Высш. шк., 2004.-287 е.;

47. Методы и средства НК бетона и железобетонных изделий [Текст] /A.B. Гулунов. // В мире НК. - 2002. № 2(16). - С.24-25;

48. Об организационно-технических проблемах НК прочности бетона [Текст] / В.А. Клевцов, М.Г. Коревицкая // В мире НК. - 2002. № 2(16). - С.16-17;

49. О методах и средствах НК для обследования эксплуатируемых железобетонных конструкций [Текст] / В.Г. Штенгель // В мире НК. - 2002. № 2(16). -С.12-15;

50. Особенности применения новых приборов неразрушаюгцего контроля прочности бетона [Текст] / В.В. Гулунов, A.B. Мотовилов, Г.Б. Гершкович [Электронный ресурс] : сайт компании ООО "ПРИНЦИП" : Принцип / Библиотека / Статьи о приборах / Приборы для строительной сферы - Режим доступа -http://printsip.ru/cgi/index/Biblioteka/Stati_o_priborah/stati-stroypribori;

51. Приборный комплекс оперативного контроля прочности бетона [Текст] / Г.А. Губайдуллин // В мире НК. - 2002. № 2(16). - С.21-22;

52. Определение прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания. Методические рекомендации ГУП "НИИЖБ". -5с.;

53. Лещинский, М. Ю. Испытание бетона (справочное пособие) [Текст] / М. Ю. Лещинский. - М. : Стройиздат, 1980. - 360 е.;

54. Методические рекомендации по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания [Текст] МДС 62-2.01 / отв. исп. Клевцов В.А., Коревицкая М.Г.. - Разраб. ГУП НИИЖБ; введ. приказом ГУП НИИЖБ № 31 2001-10-31. - М.: ГОССТРОЙ РОССИИ, 2001.-5с.;

55. Документация по Оценке воздействия на окружающую среду, разработанная Nord Stream, для проведения консультаций в рамках Конвенции Эспо. Отчет Эспо по Nord Stream: Документ по основным вопросам Безопасность на

море. Февраль 2009. Russian version KIP. Maritime Safety;

56. ГОСТ 28570-90 Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций [Текст]. - Разраб. ГУЛ НИИЖБ; взамен ГОСТ 10180-78 в части определения прочности по образцам, отобранным из конструкций; утв. и введ. Постановлением ГСК СССР от 24.05.90 № 50. - М.: Издательство стандартов, 1990.-19 с.;

57. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. [Текст] : Строительные нормы и правила РФ. - взамен СНиП 2.03.01-84 ; утв. постановлением ГК РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу от 30.06.2003 г. № 127 ; введ. 2004-03-01. - М.: ДЕ-АН, 2005.-64 е.;

58. ГОСТ Р 53231-2008 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. [Текст] : Разраб. НИИЖБ (филиал Федерального государственного унитарного предприятия "НИЦ Строительство") ; утв. и введ. впервые Приказом Федерального агентства по техн. регул-ю и метр-и от 25 декабря 2008 г. № 760-ст - М.: Стандартинформ, 2009. - 14 е.;

59. СТО 02495307-006-2009 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности бетона монолитных бетонных и железобетонных конструкций неразрушаю-щими методами с учетом однородности. - Москва, ОАО "КТБ ЖБ", 2009 г.;

60. СП13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. Утв. Госстрой России, 21.08.2003; Введен впервые. -М.: Госстрой России, 2003, - 31с.;

61. МДС 62-1.2000 Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами. - ГУПНИИЖБ;

62. СТО 02495307-005-2008 Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием [Текст]. - Разраб. ОАО "КТБ ЖБ", введен в действие 2008-0514. -М.: Издательство стандартов, 2008. - 9с.;

63. Методические указания по обследованию строительных конструкций производственных зданий и сооружений тепловых электростанций Часть I. Железобетонные и бетонные конструкции. [Текст] : РД 153-34.1-21.326-2001. - Раз-

раб. Служба передового опыта ОРГНРЭС ; утв. департаментом ЕЭС России 2001-03-19; взамен Методических указаний изд. 1981; введ.2001-08-01. - М.: СПО ОГРГРЭС, 2001. - 33с.;

64. СТО 36554501-009-2007 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. Утв. ФГУП "НИЦ "Строительство" от 2007-07-16. - ФГУП "НИЦ "Строительство" № 2007;

65. СТО 36554501-011-2008 Контроль качества высокопрочных тяжелых и мелкозернистых бетонов в монолитных конструкциях. Утв. ФГУП "НИЦ "Строительство" от 2008-03-18. - ОАО "ЦПП" № 2008;

66. МДС 62.2.01 Методические рекомендации по контролю прочности бетона монолитных конструкций способом поверхностного прозвучивания - ГУП-НИИЖБ;

67. МС 300.6-97 Рекомендации: Прочность бетона в конструкциях и изделиях. Методика выполнения натурных испытаний методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 - ГУПНИИЖБ;

68. Рапопорт Ю.М. Ультразвуковая дефектоскопия строительных деталей и конструкций [Текст] / Ю.М. Рапопорт. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1975. -128 с.;

69. Рапопорт Ю.М. Ультразвуковая дефектоскопия изделий из крупноструктурных материалов [Текст] / Ю.М. Рапопорт // Передовой научно-технический и производственный опыт, №10-63-34/31. - М.: ГОСИНТИ, 1963;

70. Цай Т.Н. Строительные конструкции. Железобетонные конструкции: учебник / Т. Н. Цай. - Изд. 3-е, стер.. - Санкт-Петербург [и др.] : Лань, 2012 (Архангельск). - 464 е.;

71. ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. Утв. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, 21.03.2012. Переиздание (январь 2013 г.). - Взамен ГОСТ 18105-86. - М.: Стан-дартинформ, 2013. - 16 е.;

72. СТО Газпром 2-2.1-131-2007 Инструкция по применению стальных труб на объектах ОАО "ГАЗПРОМ" [Электронный ресурс]. Режим доступа.

http://base. consultant.ru/cons/cgi/online. cgi?req=doc;base=EXP;n=528605;

73. P Газпром 2-3.7-207-2008 Общие технические требования на трубы с балластным покрытием в металлополимерной защитной оболочке, в том числе с протекторами, для подводных трубопроводных систем [Текст]. - разраб. ООО "ВНИИгаз"; утв. ОАО "Газпром" от 20.02.2008; введ. 2008-10-15. - М.: ИРЦ Газпром, 2008.-54 е.;

74. ТУ 1390-037-04005951-2009 Трубы стальные диаметром от 159 мм до 1220 мм с наружным защитным антикоррозионным покрытием из полипропилена или полиэтилена и балластным покрытием в металлополимерной оболочке для подводной прокладки трубопроводов, в том числе с протекторами;

75. Положение о диагностировании технологического оборудования и трубопроводов газонефтедобывающих и перерабатывающих предприятий ОАО "Газпром", утвержденного Первым заместителем Председателя правления ОАО "Газпром" 16.12.2000 г., и согласованного с Госгортехнадзором России 05.12.2000 г.;

76. Измеритель времени распространения УЛЬТРАЗВУКА "ПУЛЬСАР-1" модификация "Пульсар - 1.2" [Текст] : Руководство по эксплуатации, Паспорт. -М.: НПП "Интерприбор", 2001 - 41 е.;

77. Геоэкологические последствия строительства и эксплуатации подводного перехода магистрального газопровода через Байдарацкую губу (Карское море) [Электронный ресурс] / С.Г. Миронюк, ООО "Питер Газ". - официальный сайт Ростехнадзора / наши публикации / статьи. - Режим доступа-http://www.safeprom.ru/articles/detail.php?ID=2375;

78. Природные условия Байдарацкой губы. Основные результаты исследований для строительства подводного перехода системы магистральных газопроводов Ямал-Центр, - М.: ГЕОС, 1997. - 432 е.;

79. Морские трубопроводы / Ю. А. Горяинов, А. С. Федоров, Г. Г. Васильев [и др.] -М.: ООО "Недра-Бизнесцентр, 2001,- 131 е.;

80. Ковалев A.B. Поисковые технические средства на основе методов интроскопии // Акустические поисковые системы. Специальная техника. 2000. № 2.

[Электронный ресурс]. Режим доступа. -

http://www.ess.rn/sites/default/files/files/articles/2000/02/2000_02_01.pdf;

81. Гурвич А.К. Ультразвуковой контроль сварных швов [Текст] / А.К. Гур-вич, И.Н. Ермолов - Киев: Техника, 1972. - 460 е.;

82. Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия [Текст] / Д.С. Шрайбер. -М.: Металлургия, 1965 -392 е.;

83. Яблоник JI.M. К вопросу о выявляемое™ дефектов при ультразвуковой дефектоскопии теневым методом [Текст] / JI.M. Яблоник // Заводская лаборатория. - 1963, т.29, №1. - С.46-48;

84. Круглов Б.А. Уравнение акустического тракта теневого дефектоскопа.-Неразрушающий контроль качества в машиностроении [Текст] : Материалы семинара / Под ред. А.С. Кукли, А.С. Николаева - Л.: ЛДНТП, 1967. - С 12-18;

85. Ковалев А.В. Импульсный эхо-метод при контроле бетона. Помехи и пространственная селекция [Текст] / А. В. Ковалёв, В. Н. Козлов, А. А. Самокру-тов, В. Г. Шевалдыкин, Н. Н. Яковлев // Дефектоскопия, № 2. - 1990. - С. 29 -41;

86. Schickert М. Towards SAFT-Imaging in Ultrasonic Inspection of concrete [Text] / M. Schickert // International Symposium Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDT-CE) September 26-28. - 1995. - pp. 411-418;

87. Gaydecki P. A. Nondestructive Testing of Reinforced and Pre-stressed Concrete Structures [Text] / P. A. Gaydecki, F. M. Burdekin // Nondestructive Testing and Evaluation, Vol. 14. - 1998. - pp. 339- 392;

88. Krause M. Ultrasonic imaging of concrete members using an array system [Text] / M. Krause, F. Mielentz, B. Milman, H. Wiggenhauser, W. Muller, V. Schmitz // Insight, Vol. 42, No. 7. - 2000. - pp. 447- 450;

89. Kovalev A.V. Hubbard Instruments and Means for Reinforced Concrete Structures Inspection [Text] / A.V. Kovalev, A.A. Samokrutov, V.G. Shevaldykin, V.N. Kozlov, I.Yu. Pushkina, S. Hubbard, // 15th World Conference on Nondestructive Testing, Roma (Italy) 15-21 October. - 2000;

90. Козлов B.H., Ультразвуковая дефектоскопия бетона эхо-методом:

состояние и перспективы [Текст] / В.Н. Козлов, A.A. Самокрутов, В.Г. Шевал-дыкин // В мире неразрушающего контроля. - 2002. №2 (16). - С. 6-10;

91.Лихопой A.A. Исследование акустических низкочастотных методов и разработка усовершенствованных средств дефектоскопии многослойных конструкций : дис. к.т.н. : 05.11.13 : защищена 2007. -М., 2002. - 105 е.;

92. Руководство по подбору составов тяжелого бетона / НИИЖБ Госстроя СССР. -М: Стройиздат, 1979. - 90с.;

93. Питолин А. И., Попко В. П., Рябов Г. Ю. Применение мозаичных ультразвуковых преобразователей для контроля изделий из композиционных материалов [Текст] : сборник // Труды МЭИ. Вып. 642. -М.: МЭИ, 1991. - С. 71-88;

94. Поляков В. Е., Потапов А. И., Карапетян О. О. [и др.] Широкополосный пьезоэлектрический преобразователь. Авт. свид. № 548096. Бюл. изобр. 1979, №40;

95. Поляков В. Е., Потапов А. И., Сборовский А. К. Ультразвуковой контроль качества конструкций [Текст]. - Л.: Судостроение. 1978. - 200 е.;

96. Потапов А. И. Применение импульсных низкочастотных ультразвуковых методов для контроля качества изделий из крупноструктурных материалов [Текст] / А.И. Потапов // Дефектоскопия. - 1979. № 7. - С. 46-58;

97. Почтовик Г. Я., Липник В. Г., Филонидов А. М. Дефектоскопия бетона ультразвуком в энергетическом строительстве [Текст]. - М.: Энергия, 1977. -121 е.;

98. Р 50-110-89 Рекомендации. Приемочный контроль качества продукции. Основные положения, утв. Госстандарт СССР, 02.03.1989 - М.: Госстандарт СССР, 1989. - 14с.;

99. Р 50-601-32-92 Система качества, организация внедрения статистических методов управления качеством продукции на предприятии. - М.: ВНИИСТ, 1992 - 37 е.; доступно так же [Электронный ресурс] http://www.xjob.ru/?id:=cats&cat=1.18-3099-4092235&mod=4;

100. РД 50-605-86 Методические указания по применению стандартов на статистический приемочный контроль. - М.: Госкомитет СССР по стандартам,

1986,- 46 с.;

101. CT ЦКБ А 041-2008 Арматура трубопроводная. Входной контроль материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий. Утвержден: ЗАО НПФ ЦКБА, 04.04.2008 - 22 с // Система нормативов NormaCS;

102. ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007. Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества. Утв. Приказом Ростехрегулирования от 21.03.2007 N 38-ст.;

103. ГОСТ 24660-81 Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку на основе экономических показателей Утв. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1981 г. № 1674 срок введения установлен с 01.01.82;

104. MC ИСО 2859/1-^-7 Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества. Утв. и введ в действ приказом федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21.03.2007 №38 ст.- М. Стандартинформ 2007;

105. ГОСТ Р ИСО 3951-1-2007. Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по количественному признаку утв. 27 декабря 2007 г. Рос-техрегулирование. - Стандартинформ № 2009;

106. СТБ EN 206-1-2009. Бетон. Часть 1. Требования, показатели, изготовление и соответствие (EN 206-1:2000 Beton - Teil 1: Festlegung, eigenschaften, herstellung und konformitat). Перевод с английского канд. тех. наук Ю.С. Волкова. - Госстандарт Республики Беларусь. Дата введения 2010-01-01. - Минск. 2009.-218 с.;

107. СТО Газпром 2-2.3-263-2008 "Нормы проектирования ремонта магистральных газопроводов в условиях заболоченной и обводненной местности"; Утвержден и введен в действие распоряжением ОАО «Газпром» от 19 января 2009 г. №; Введен впервые. - М.: ОАО «Газпром», 2009. - 19 е.;

108. СТО Газпром 2-2.2-334-2009 Ремонт и строительство магистральных

газопроводов в обводненной и заболоченной местности, на подводных переходах с применением обетонированных труб; Утвержден и введен в действие распоряжением ОАО «Газпром» от 16 марта 2009 г. №; Введен впервые. - М.: ОАО «Газпром», 2009. - 48 с.

Приложение А (обязательное)

Методика построения градуировочной зависимости путем параллельных испытаний бетона способом отрыва со скалыванием и ультразвуковых замеров

прочности

Статическая оценка прочности бетона по результатам неразрушающего контроля применима только в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88 и ГОСТ 17624-87 по данных испытаний контрольных образцов или по данным параллельных испытаний одних и тех же участков методом отрыва со скалыванием и ультразвуковым методом, методом упругого отскока, методом пластических деформаций или методом ударного импульса. [МДС 62.1-2000]

Метод отрыва со скалыванием основан на зависимости между прочностью бетона на сжатие и усилием, необходимым для вырыва заделанного в бетоне конструкции специального анкерного устройства вместе с окружающим его бетоном. Метод отрыва со скалыванием установлен ГОСТ 22690-88 и предназначен для определения прочности бетона при изготовлении сборных изделий на предприятиях производства ЖБИ, а также в конструкциях: при натурных обследованиях; при освидетельствовании на этапах строительства, приемки, эксплуатации и реконструкции строительных объектов.

Метод отрыва со скалыванием может применяться для построения градуиро-вочных зависимостей и корректировки в натурных условиях градуировочных зависимостей для других неразрушающих методов определения прочности бетона путем параллельных испытаний бетона на одних и тех же участках конструкций. [СТО 02495307-005-2008]

Согласно МДС 62-2.01 градуировочную зависимость, устанавливают, принимая за единичные значения среднее значение скорости (времени) распространения ультразвука в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее погрешности проводят в соответствии с методикой, приведенной в приложении 4 к ГОСТ 17624-87. Пример установления градуировочной зависимости и оценки ее погрешности приведены в приложении 5 ГОСТ 17624-87.

Допускается проводить построение линейной градуировочной зависимости вида R = а + bV или R = а + ЬТ (где R - прочность бетона, V и Т- соответственно скорость или время распространения ультразвука) без отбраковки единичных результатов, пользуясь имеющимися программами для ЭВМ, например программой EXCEL.

Коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратического отклонения S/Rcp < 0,15. В отдельных случаях, по согласованию с ГУП «НИИЖБ», допускается использовать градуировочную зависимость при S/Rcp < 0,2.

Проверка градуировочной зависимости производится в соответствии с приложением 4 ГОСТ 17624-87. При этом в случае ее построения по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием, результаты испытаний кубов заменяются испытанием участков конструкций. [МДС 62-2.01]

Определение характеристик однородности бетона по прочности, при котором используют данные текущего неразрушающего контроля прочности бетона только одной партии конструкций соответствует схеме В по ГОСТ 53231-2008. Нераз-рушающий контроль прочности бетона монолитных конструкций должен проводиться для каждого вида конструкций. При этом число участков испытаний должно быть не менее:

- трех на каждую захватку - для плоских конструкций (стена, перекрытие, фундаментная плита и т.д.);

- шести на каждую конструкцию - для линейных вертикальных конструкций (колонны, пилоны);

- одного на 4 м длины или трех на захватку каждой конструкции - для линейных горизонтальных конструкций (балки, ригели).

Автором установлено, что для построения градуировочной зависимости при настройке ультразвукового дефектоскопа необходимо и достаточно проведение 6 испытаний бетона способом отрыва со скалыванием и 12 ультразвуковых замеров прочности. Для практической реализации методики построения градуировочной зависимости предлагается в развитие ГОСТ 17624-87 Приложение 7 «Методика экспертного контроля прочности бетона в строящихся и эксплуатируемых конструкциях и сооружениях» предлагается следующий порядок операций:

1. Измерить время распространения ультразвука не менее чем в 12 участках контролируемой зоны (на каждой торцовой поверхности) бетонного слоя на максимальном удалении от арматурных стержней на одной трубе из партии. Если расположение арматуры неизвестно, то ее необходимо выявить с помощью магнитных приборов типа ИЗС по ГОСТ 22904-93;

2. По данным ультразвуковых замеров определить участки, в которых измеренная скорость ультразвука имеет максимальное Умакс, и минимальное умин значения, а также участок, где скорость ультразвука имеет величину уп, наиболее близкую к расчетной средней скорости ультразвука у;

3. Выполнить не менее шести замеров способом отрыва со скалыванием в контролируемом участке одной конструкции из партии. По данным испытаний кернов определяют фактические значения прочности максимальной Яф макс, минимальной Кф.МИн, и средней ЯфП в участках, имеющих скорости ультразвука умакс,

^МИНэ

4. Затем рассчитываются коэффициенты аг и Зд для выведения искомои зависимости «прочность бетона - скорость ультразвуковой волны»;

5. Установленная зависимость вводится в программу прибора, и дальнейшие замеры прочности на остальных конструкциях партии проводятся уже с учетом индивидуальных коэффициентов.

Для установления градуировочной зависимости, согласно предложенной методике, используются формулы Приложения 4 ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», МДС 62-2.01 «Методические рекомендации по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания» и МДС 62-1.2000 «Методические рекомендации по оценке прочности бетона при испытании неразрушаюгцими методами» ГУП «НИИЖБ».

Методика расчета

Средние значения прочности бетона К, полученной в результате ультразвуковых замеров п участков конструкции

п

Я = (А1)

п

где п - количество ультразвуковых замеров.

Средние значения прочности Яф, МПа, и скорости ультразвука V, м/с составляют

р

_ 5>ф (А2)

Р

где р - количество участков испытанных методом отрыва со скалыванием.

_ 2> (АЗ)

V = ——,

п

Согласно ГОСТ 17624-87 градуировочные зависимости устанавливают в виде графика (или таблицы), построенного по уравнению, которое принимают: 1) линейного вида

К-„=ао+а1х> (А4)

где х - скорость (время) распространения ультразвука; Ян- прочность, определенная по уравнению при выполнении условия

(А5)

где - средняя прочность бетонов, испытанных методом отрыва со скалыванием при установлении градуировочной зависимости, МПа;

Ятах, Ятш - максимальное и минимальное значения прочности по результатам ультразвукового замера, МПа. 2) экспоненциального вида

(А6)

ао = Кф - аЛ (А7)

где х - средняя скорость (время) распространения ультразвука;

Е^Ф-КЛ*-*;)

1лх-х,)

¡=1

где N - число участков, испытанных при установлении градуировочной зависимости;

ГЦ, х, - единичные значения прочности и скорости (времени) распространения ультразвука для 1-го участка конструкции

Х(х-х,)(1пЯ;-1пЯ|ф)

Ь' = " у-' (А9)

¡=1

Ь0=е^-Ь'% (А 10)

2Х

я, = 1=1

N

N

2>,

X = ы

(А11)

(А 12)

N

1. (А13)

N

Корректировку установленной градуировочной зависимости проводят путем отбраковки единичных результатов испытаний, не удовлетворяющих условию

<2 (А 14)

Б

где 8 - остаточное среднее квадратическое отклонение, определенное по формуле

¿К-^и)2 (А 15)

Р-2

где Яш - прочность бетона в ьм участке конструкции, определенная по градуиро-вочной зависимости (4) или (6)

После отбраковки градуировочную зависимость устанавливают заново по оставшимся результатам испытаний. Корректировку градуировочной зависимости проводят до тех пор, пока все единичные результаты испытаний будут удовлетворять условию (14).

Согласно МДС 62-2.01 коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратиче-ского отклонения не более 0,15.

г,0,7, <А16>

8/1^. <0,15. (А 17)

Линейный коэффициент корреляции определим по формуле Пирсона

г ЦЯф-ЯфКу-у) (А18)

1ЯфЛ' 1

В случае построения градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний одних и тех же участков конструкции методом отрыва со скалыванием и другим ультразвуковым методом среднеквадратическая ошибка градуировочной зависимости 8т определяется по формуле по МДС 62.1-2000

+ (А19)

где 8 - среднее квадратическое отклонение полученной градуировочной зави-

симости;

8Мет - среднеквадратическая ошибка метода отрыва со скалыванием, принимаемая 0,04 от средней прочности бетона участков использованных для построения зависимости при анкерном устройстве с глубиной заделки 48 мм, 0,05 средней прочности - глубиной 35 мм, 0,06 средней прочности - глубиной 30 мм, и 0,07 средней прочности - глубиной 20 мм.

Согласно рекомендаций п.5 МДС 62.1-2000 в случае, когда за единичное испытание принимается конструкция или зона конструкции, среднеквадратическое отклонение прочности 8т

8т=л/8 +3Т/р, (А20)

В случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке

1

Г с Л / , Л

V

(А21)

л/п^т) и0>7г + 0,3), где г - коэффициент корреляции градуировочной зависимости.

При условии

0,08<8Х<0,1, (А22)

и средней прочности бетона не более 30 МПа допускается определять по формуле

8т ~ 8 + 0,02КсР (А23)