Dans le monde de l'intégrité des pipelines, les stratifications présentent un défi unique en raison de leur nature souvent mal comprise et de leur potentiel de compromettre considérablement la santé d'un pipeline.
Dans cet article, nous examinerons la façon dont les stratifications prennent naissance, la menace qu'elles représentent pour l'intégrité d'un pipeline et les meilleures techniques et méthodologies pour les détecter. Nous décrirons également comment NDT Global évalue, catégorise et priorise différents types de stratifications à l'aide d'une combinaison d'outils axés sur les données et de l'expertise de nos professionnels chevronnés.
Les nombreux défis de la gestion de l'intégrité des pipelines
Les pressions économiques croissantes exercées sur les producteurs d'énergie dans le monde entier signifient que moins de nouveaux pipelines sont construits. Cela oblige les gestionnaires de pipelines de l'industrie pétrolière et gazière à dépendre fortement de l'infrastructure vieillissante tout en essayant de trouver des moyens d'améliorer et de prolonger la durée de vie de ces biens.
Au fil du temps, les réparations ponctuelles et les améliorations ponctuelles donnent lieu à des infrastructures pipelinières originales comprenant un ensemble complexe de divers fabricants de tuyaux et de divers millésimes, ce qui rend difficile la prédiction, l'évaluation et la détection d'anomalies, comme les laminations, et d'autres points faibles.
La diversité des environnements physiques ne fait qu'ajouter à la complexité de la gestion de l'infrastructure pipelinière. Un seul réseau pipelinier peut traverser des terrains, des températures et des altitudes différents au cours d'une même course, ce qui rend l'inspection et l'entretien extrêmement compliqués.
Que sont les laminations pipelinières et pourquoi peuvent-elles être préoccupantes ?
Les stratifications sont des plans de non-fusion à l'intérieur des tôles d'acier qui se produisent habituellement pendant le processus de fabrication des tubes lorsque des discontinuités ou des porosités dans les tôles d'acier sont déployées et aplaties. Ils sont le plus souvent observés dans les vieux pipelines (avant les années 1980) en raison des mécanismes de contrôle de la qualité moins rigoureux utilisés à l'époque, mais il n'est pas impossible pour eux d'être présents dans les pipelines modernes.
Ce ne sont pas tous les stratifiés qui représentent une menace ou un risque important, mais certains peuvent créer des plans de faiblesse à l'intérieur de la canalisation qui peuvent compromettre la santé et la viabilité à long terme de la conduite. Pour cette raison, il est essentiel d'identifier les laminations et d'évaluer leur impact individuel ainsi que les interactions potentielles avec d'autres défauts ou anomalies dans le cadre d'une solide stratégie de gestion de l'intégrité des pipelines.
Stratifications pipelinières : Types et risques
Les laminations se présentent sous diverses formes, chacune ayant ses propres risques et implications :
Les stratifications planes sont parallèles à la paroi du tuyau, demeurent sur un seul plan au milieu de la paroi d'acier du tuyau et sont généralement stables.
Les stratifications inclinées sont inclinées vers la surface intérieure ou extérieure du pipeline, ce qui présente un risque plus élevé.
Les stratifications de rupture de surface se raccordent directement à la surface interne ou externe du pipeline, ce qui représente une menace importante.
Les stratifications bombées dépassent de la surface, ce qui indique de graves problèmes de structure et d'intégrité.
Les stratifications alvéolées induites par l'hydrogène ont des bulles et des motifs circulaires distinctifs. Selon leur taille et leur position, ces stratifications peuvent considérablement dégrader le rendement mécanique de l'acier des pipelines.
Les stratifications qui se chevauchent sont des couches à haute densité qui masquent l'inspection et l'évaluation.
Bien que les stratifications planes ne nécessitent souvent pas de mesures immédiates, la plupart des autres types de stratifications peuvent éroder considérablement l'épaisseur des pipelines et, par conséquent, nécessiter une évaluation et une remise en état urgentes.
Quelles sont les technologies disponibles pour évaluer les laminations ?
Deux principaux types de technologie sont utilisés dans l'ensemble de l'industrie pour évaluer la stratification des pipelines.
La technologie de perte de métal par ultrasons (UT), qui utilise le faisceau droit ou l'onde de compression UT, est le moyen le plus courant et le plus efficace d'identifier et d'évaluer les stratifications et la perte de métal de taille.
La technologie des fissures UT, bien qu'elle ne soit pas nécessairement conçue pour détecter et traiter les stratifications à mi-paroi, peut également fournir une certaine valeur, surtout lorsque les stratifications comportent une forme quelconque de composante radiale.
Approche de NDT Global pour la détection, l'évaluation et la gestion des laminations
Chez NDT Global, nous abordons les laminations en unissant la technologie de précision à une expertise analytique approfondie. Voici un aperçu de la façon dont nous procédons pour détecter, évaluer et gérer les laminations.
1. Détection des laminations à l'aide de la technologie de perte de métal UT
La technologie UT Metal Loss est notre principal outil d'identification et de dimensionnement des stratifications.
La technologie UT Metal Loss fournit des mesures détaillées de l'épaisseur des parois et détecte les caractéristiques des parois médianes comme les stratifications avec une clarté inégalée. Elle permet d'identifier les stratifications planes par leur forme uniforme et de détecter les stratifications en pente et à rupture de surface en raison des profils distincts d'épaisseur de paroi qu'ils introduisent.
Dans le cadre de l'exercice d'évaluation, nos équipes tirent parti de la technologie UT Metal Loss pour prendre trois mesures essentielles :
Épaisseur de la paroi de référence : L'épaisseur nominale de la paroi dans la zone de la stratification.
Pente de la stratification : Mesurée au début et à la fin de l'anomalie.
Longueur effective : Longueur totale de la stratification sur la paroi du tuyau.
À l'aide de ces données, ils peuvent cartographier les stratifications avec précision et précision pour quantifier les réductions de l'épaisseur des parois dues à la rupture de surface ou aux stratifications inclinées.
Aborder les questions complexes
Les stratifications bombées et les boursouflures induites par l'hydrogène sont des questions plus complexes que notre utilisation experte de la technologie de perte de métaux UT peut détecter et traiter efficacement :
Les stratifications bombées sont facilement identifiées en raison de leurs motifs ovales distinctifs dans l'épaisseur des parois et de la réduction des mesures d'évitement.
Les boursouflures induites par l'hydrogène produisent des motifs circulaires indicatifs d'un cloquage dans le matériau du pipeline. Notre équipe utilise des modèles ultrasonores distinctifs pour identifier ces anomalies avec précision.
Ainsi, l'utilisation de la technologie UT Metal Loss nous permet non seulement de détecter clairement une vaste gamme de stratifications, mais aussi de les dimensionner et d'effectuer les évaluations approfondies nécessaires.
2. Prise en charge de la détection grâce à la technologie de crack UT
La technologie de fissuration UT (ShearWave) complète la perte de métal de l'UT en affinant tous les composants radiaux présents dans les laminations inclinées. Les stratifications inclinées qui se brisent en surface sont particulièrement visibles à l'aide de cette technologie.
Par exemple, un laminage incliné qui se connecte à la surface intérieure (ID) produira un écho de coin dans les données de fissure de l'UT, signalant une anomalie de rupture de surface. Cet écho permet à nos analystes de classer la stratification de façon appropriée et de recommander des mesures correctives appropriées.
« La technologie UT Metal Loss est la technique optimale pour détecter, identifier et dimensionner les stratifications. L'expertise de notre équipe assure une interprétation exacte des données et des informations réalisables qui permettent une meilleure prise de décision. » - Ryan Sikes, chef de produit chez NDT Global
Principaux points à retenir : Utilisation de la technologie de perte de métaux de l'UT par rapport à la technologie de crack UT
La technologie UT Metal Loss est la technique optimale pour détecter, identifier et dimensionner les stratifications.
La technologie UT Crack devrait prendre en charge la technologie UT Metal Loss dans certains scénarios. Par exemple, la technologie des fissures UT peut ajouter une valeur importante dans les cas où les stratifications comportent des composantes radiales potentielles, qu'il s'agisse d'une rupture de surface ou d'un élément incliné avancé. La technologie de perte de métal de l'UT à elle seule peut ne pas être en mesure de détecter les composants radiaux présents dans les laminations.
Il n'est toutefois pas possible de dimensionner avec précision les stratifications à l'aide de la technologie de diagnostic de fissure de l'UT, et tout résultat devrait être considéré comme informatif seulement à moins que des évaluations supplémentaires ou des corrélations avec des ensembles de données supplémentaires ne soient effectuées.
Dans les cas où les pipelines ont de l'acier sale ou où il y a une forte prévalence de stratifications connues, nous pouvons recommander de combiner l'utilisation de ces deux technologies, c.-à-d. la technologie de perte de métal pour détecter et dimensionner les stratifications et la technologie de fissuration UT pour évaluer et/ou éliminer le risque des composants radiaux connexes.
En combinant et en corrélant ces deux ensembles de données, nous pouvons obtenir une vue globale de toutes les stratifications présentes et effectuer un niveau d'évaluation qu'une seule technologie ne permet pas nécessairement.
3. Catégorisation complète
Une fois que la présence de stratifications a été confirmée, et que nous savons clairement leur nature et leur taille, la prochaine étape consiste à déterminer la meilleure façon de les traiter ou si des mesures sont nécessaires. (Comme nous l'avons mentionné précédemment, les stratifications parallèles ou planes ne justifient pas nécessairement d'autres mesures ou évaluations.)
Dans la catégorisation des stratifications identifiées (qu'elles aient été détectées par l'utilisation de la technologie de perte de métaux UT seule ou conjointement avec la technologie UT Crack), nous tenons compte de divers aspects, notamment :
Le type et la nature de la stratification
Son emplacement et sa taille/mesure
Sa distance ou son interaction potentielle avec toute autre caractéristique ou installation
Qu'il s'agisse de fabrication ou d'hydrogène
Les spécialistes des services d'intégrité de NDT Global catégoriseront ensuite les laminations en trois catégories principales :
Catégorie A (Insignifiant) : Ces stratifications sont généralement planes, sont parallèles à la surface du tuyau et n'ont aucun contact ou interaction avec les soudures ou autres caractéristiques. Par conséquent, elles ne nécessitent pas nécessairement d'évaluation ou de mesures supplémentaires.
Catégorie B (Évaluation requise) : Ces stratifications ont des profondeurs variables — qu'elles soient inclinées ou susceptibles de se rompre en surface — et elles ont un contact de soudure important ou sont adjacentes à une soudure. De plus, toute stratification induite par l'hydrogène ou la formation de cloques satisferait aux exigences d'évaluation de catégorie B.
Catégorie C (Action immédiate requise) : Stratifications interagissant avec d'autres anomalies importantes, comme la perte de métal ou la fissuration.
Priorisation des laminations
Ensuite, examinons comment nous classons par ordre de priorité les stratifications qui nécessitent une évaluation supplémentaire ou une action immédiate (c.-à-d. celles des catégories 2 et 3).
Si nous découvrons des stratifications de cloquage ou celles qui interagissent avec les soudures, nous suivons les lignes directrices de l'API 579 pour les évaluer en fonction de la distance de contact et prioriser les mesures en conséquence. Les stratifications dont l'épaisseur est inférieure à 25 mm (1 pouce) ou deux fois l'épaisseur de la paroi d'une soudure sont considérées comme interagissant. Nous classons ensuite ces interactions en trois niveaux prioritaires :
Priorité 1 : Un contact important avec les soudures nécessite une vérification immédiate.
Priorité 2 : Contact intermédiaire, nécessitant une vérification si des criques sont observées.
Priorité 3 : Séparation claire des soudures, jugée acceptable.
Le pouvoir de Clarity™ en action
Comme nous l'avons exploré, évaluer minutieusement chaque laminage de pipeline et prendre les mesures appropriées en fonction de son type, de sa catégorie et de son risque est une entreprise complexe et multidimensionnelle.
En misant sur notre philosophie « Power of Clarity », NDT Global rassemble les technologies UT Metal Loss et UT Crack — et les meilleures personnes — afin de recueillir les meilleures données diagnostiques. Cela permet aux exploitants de pipelines d'avoir une connaissance approfondie de leurs actifs, ce qui leur permet de prendre les meilleures décisions qui, au bout du compte, assurent la sécurité, l'efficacité commerciale et la gérance de l'environnement.
Laissez-nous vous aider à comprendre les complexités des laminations et vous offrir le « pouvoir de clarté » pour l'intégrité de votre pipeline.
