6 лет и 6000 километров
В подмосковные Луховицы приехали представители информагентств «РИА Новости», «Интерфакс», ТАСС и журнала «Энергетическая политика». Первым делом журналисты посетили производственную зону, где выставлены макеты и действующие образцы диагностического оборудования. Начинается диагностика с калибровки трубопровода, перед каждым пропуском дефектоскопа запускают скребок-калибр для определения проходного сечения трубы. Затем — очистные скребки разных типов и модификаций. Каждое устройство, и очистное, и диагностическое, выпускается во всех типоразмерах труб, применяемых в «Транснефти», — от 159 до 1220 мм. Очистные скребки сейчас собирают на Омской центральной базе производственного обслуживания АО «Транснефть — Западная Сибирь».
После очистки и калибровки задействуют многоканальный профилемер для выявления дефектов геометрии: вмятин, сужений, выступаний и других, а также дефектоскоп для определения положения трубопровода. Устройство фиксирует перемещение трубы в пространстве, что особенно актуально для объектов, расположенных в подвижных грунтах, песках, вечной мерзлоте и в регионах с повышенной сейсмической активностью. Такие трубопроводы обследуют каждые полгода или внепланово, если произошло землетрясение или наводнение. Магнитный и ультразвуковой комбинированные дефектоскопы предназначены для определения поперечных или продольных дефектов. Ультразвуковой дефектоскоп серии ДКП обеспечивает многоракурсное исследование трещиноподобных дефектов за счет реализации в конструкции дефектоскопа двух углов ввода в стенку трубы ультразвукового сигнала датчиков CD как в продольном, так и в поперечном направлениях. Предназначен для поиска самых опасных повреждений, которые могут привести к разрушению трубопровода, — трещин, рисок, в том числе в сварных швах. Особая гордость «Диаскана» — комбинированный магнитно-ультразвуковой дефектоскоп, или «комбайн», который ввели в эксплуатацию в 2007 году. Аналогов этому диагностическому комплексу в мире нет: он совмещает модули от магнитного дефектоскопа с продольным намагничиванием и ультразвуковой. Таким образом, кратно повышается вероятность обнаружения опасных дефектов, а один его пропуск может заменить сразу три разных прибора, что особенно важно, если нужно срочно принять решение.
Срок службы каждого комплекса — 6 тыс. км, или шесть лет, затем ремонт, продление срока эксплуатации и следующие 6 тыс. км. По регламенту, трубопровод необходимо обследовать магнитными приборами раз в три года, ультразвуковыми и комбинированными — раз в шесть лет. Диагностические комплексы полностью собираются в «Диаскане»: металлические и полиуретановые изделия, датчики, накладки, здесь же проходит техническое обслуживание и ремонт приборов. Кабельная продукция по собственной конструкторской документации изготавливается на российских предприятиях, разъемы, которые ранее были импортными, сейчас замещены на отечественные аналоги.
— Каждый год мы модернизируем в среднем пять комплексов, еще шесть находятся в стадии разработки конструкторской документации, — говорит заместитель генерального директора — главный конструктор АО «Транснефть — Диаскан» Руслан Маракаев. — В момент основания предприятия у нас было только импортное оборудование в лизинге, самостоятельно разрабатывать комплексы начали с 2000‑х годов. Сейчас мы практически достигли пика развития по технологиям диагностирования и перешли на другие задачи: надежность, унификация узлов, программное обеспечение, искусственный интеллект.
Создание новых приборов занимает около трех лет: это разработка конструкторской документации, закупка комплектующих, изготовление и настройка узлов дефектоскопа, испытание на действующих участках трубопровода. Программа развития и модернизации расписана до 2035 года. Сейчас специалисты «Диаскана» работают над принципиально новым устройством — комплексом для наружной диагностики трубопроводов магнитным методом без снятия заводского изоляционного покрытия. Он должен увидеть свет осенью 2026 года.
Медицина и космос
Мозг прибора — электронные платы — также собирают на «Диаскане». На участке сборки и настройки бортовой электроники — как в операционной: персонал в белых халатах, перчатках и резиновой обуви. Помещение относится к 7–8 классу чистоты, мебель и линолеум с антистатическим покрытием: любая пылинка может обернуться для электроники браком. Используется высокотехнологичное оборудование поверхностного монтажа: на каплеструйном принтере на печатные платы паяльная паста наносится по свинцовой технологии, которая применяется также в самолетостроении, космосе и медицине. Затем на платы устанавливают электронные компоненты и оплавляют их. После — оптическая инспекция: увидеть, что происходит внутри со спаянными соединениями, помогает рентгеновский контроль.
— Мы разработали свою технологию реболлинга — восстановления шариков припоя на микросхеме, проводя его непосредственно на каплеструйном принтере, — рассказывает начальник участка сборки и настройки электроники АО «Транснефть — Диаскан» Степан Степкин. — В технологии поверхностного монтажа нет монотонности, здесь постоянно новые технологии, мы проводим эксперименты на опытных платах по нанесению паяльной пасты, по созданию своего термопрофиля при оплавлении.
Далее — испытательный полигон, где приборы проходят тест-драйв после ремонта и модернизации. Условия испытаний максимально приближены к реальным. Полигон состоит из кольцевых и полукольцевых трубопроводов, по которым средства очистки и диагностики запускают в незамерзающей зимой рабочей жидкости, представляющей собой 26% раствор глицерина с водой. Используется более 140 сменных вставок труб, на которых нанесено свыше 12 тыс. дефектов — как искусственных, так и вырезанных из трубопровода. Искусственные изготовлены механическим цехом и проверены лабораторией неразрушающего контроля, они предназначены для подтверждения технических характеристик и подтверждения выявления дефектов в соответствии с паспортами внутритрубных инспекционных приборов (ВИП). Часть искусственных дефектов полигона имеет статус эталонов. Второй тип дефектов — для исследований.
— Эксплуатирующая организация вырезает катушку трубы, везет нам, мы ввариваем в сменную вставку, так полигон конфигурируется под определенную задачу, — поясняет главный метролог АО «Транснефть — Диаскан» Андрей Кулешов.
Со следующего года на испытательном полигоне начнется масштабная реконструкция. Дизель-насосные агрегаты для пропуска приборов заменят на электронасосы: увеличатся скорости пропуска ВИП, будет произведена частичная замена трубопроводной арматуры. Будет введен в эксплуатацию новый козловой кран, заменены технологические трубопроводы и построена насосная станция. Тренировочный резервуар на территории полигона уберут, а для водно-глицериновой смеси возведут вертикальный резервуар. Модернизация будет проходить без остановки работы полигона.
Нейронные сети и машинное зрение
Не просто определить дефект, а узнать срок его жизни возможно — на испытательном стенде АО «Транснефть — Диаскан». Труба по проекту должна отстоять 30 лет, в среднем это 10 тыс. циклов. Их можно прогнать на стенде за неделю, сымитировав весь 30‑летний жизненный срок трубы на нефтепроводе. Так можно узнать, через сколько циклов тот или иной дефект разорвется. На испытуемую трубу воздействуют внутренним давлением, таким же, как и в реальном трубопроводе — до 100 атмосфер, и нагружают изгибающим моментом. Помимо самих дефектов, здесь испытывают ремонтные конструкции: муфты приварные и неприварные, эллиптические патрубки. Стенд работает с 2000 года и до сих пор является уникальным, таких в стране больше нет.
Вся полученная при проведении внутритрубной диагностики информация поступает в центр обработки и анализа данных, хранится на долговременных носителях и исследуется. На каждую трубу составлен журнал трубных секций, индивидуальный, как отпечаток пальца или рисунок радужной оболочки глаза. В нем отражены результаты всех диагностик и данные ремонтов, трубные секции пронумерованы. «Заводская» нумерация идет с нолями — если на конце нет ноля, значит, секция новая. Штат аналитического центра — 200 человек, анализируют и обрабатывают информацию в две смены. Необходимо сопоставлять данные разных видов диагностики и фиксировать все дефекты. Итог работы — технический отчет о состоянии трубопровода.
— Во всем мире используют три вида диагностики: ультразвук, профилеметрию и магнит. И все идут по пути увеличения разрешающей способности — больше датчиков, они меньше, плотнее, чтобы видеть все опасные дефекты, определять лучше их глубину, уменьшать погрешность измерения. Это все ведет к увеличению элементной базы и объема анализируемой информации, — рассказывает заместитель генерального директора по аналитическому обеспечению внутритрубного диагностирования АО «Транснефть — Диаскан» Михаил Масленников.
За последние шесть лет объем диагностической информации вырос в семь раз: если в 2018 году он составлял 109,7 Тб, то в 2023‑м — почти 770 Тб. С 2018 года специалисты АО «Транснефть — Диаскан» приступили к разработке искусственного интеллекта. Два года назад на предприятии ввели программное обеспечение, которое позволяет использовать нейронные сети и машинное зрение для выявления дефектов в трубах. Пока за сетью проверяет человек, но это уже большая помощь в исследовании такого колоссального объема информации. Сейчас в центре обработки и анализа данных ведется другая большая работа — по импортозамещению программного обеспечения на независимые платформы.