Points clés
- Il est essentiel de trouver le bon équilibre pour agir face aux anomalies
- Limites des technologies existantes d’essais de ténacité à la fracture
- Des techniques modernes sont disponibles pour mesurer directement la ténacité à la fracture
C’était censé être un deuxième tour d’inspection en ligne, sans incident, utilisé dans un pipeline de liquides d’environ 100 milles de long. Mais cela a cessé d’être ordinaire lorsque l’analyse des données de l’exécution de l’outil a révélé 1 800 structures de type fissure qui répondaient aux critères de calcul de pression de rupture, de réhabilitation et qui pouvaient être dangereuses pour l’intégrité de la ligne.
Un calcul rapide et rapide a révélé que si un équipage creusait une anomalie chaque semaine et la résolvait, les réparations prendraient 35 ans à être complétées. Ce n’est pas une option viable, même avec plusieurs équipages.
Nos autres options incluaient la baisse de la pression de fonctionnement de la ligne, mais bien sûr, cela réduirait la quantité de produit qu’elle pouvait déplacer – tout en nuisant à la capacité du liquide à balayer l’eau causant la corrosion des points bas. Une autre option consistait à développer de meilleures entrées pour l’analyse des fractures.
Nous avons fait les deux – balayer temporairement la pression de fonctionnement pour la sécurité tout en examinant des entrées plus précises. On espérait que de meilleures entrées nous donneraient des calculs de pression d’éclatement prévoyés plus réalistes afin de pouvoir remplacer les valeurs trop conservatrices par des valeurs plus précises.
Une partie de notre recherche consistait à prélever des chutes d’échantillons extraits de la conduite plus tôt et à les envoyer à un laboratoire pour obtenir une mesure directe de la ténacité à la fracture. Les tests de ténacité nous ont donné des valeurs précises propres à la ligne à insérer dans les calculs. De cette façon, nous avons pu ramener les 1 800 caractéristiques initiales nécessitant des corrections à environ 1 400. C’était certainement un progrès, mais ce n’était toujours pas un nombre pratique de caractéristiques à explorer.
Nous avons donc effectué un test de pression (un bref test de pic suivi d’un test de huit heures) sur toute la conduite – la remplissant d’eau et la portant à une pression bien supérieure à celle à laquelle elle serait soumise lors du déplacement du produit. La ligne tenait, démontrant que les anomalies trouvées par l’outil d’inspection en ligne seraient sécuritaires pendant au moins cinq ans, jusqu’à la prochaine inspection permettant de les vérifier à nouveau. Le test a également établi une nouvelle pression maximale de fonctionnement pour la ligne, qui a été remis en service avec une capacité suffisante pour desservir les expéditeurs de l’opérateur, et des débits suffisamment élevés pour prévenir la corrosion interne.
Résoudre cette situation et d’autres similaires nous oblige à maintenir une tension entre des priorités concurrentes. Bien souvent, les données provenant d’une inspection en ligne ne sont pas concluantes en elles-mêmes, et la voie à suivre doit être envisagée avec soin. Creuser trop d’anomalies (c’est-à-dire creuser des anomalies qui peuvent être prouvées par des moyens plus économiques non nuisibles) dénature des ressources qui pourraient être mieux utilisées pour traiter de réelles menaces à l’intégrité de la ligne. Creuser trop peu d’anomalies (c’est-à-dire ne pas creuser certaines qui représentent une menace urgente) augmente les risques que certaines d’entre elles tombent en panne et causent une fuite ou une rupture.
Pourquoi il est essentiel de trouver le bon équilibre pour agir face aux anomalies
Trouver cet équilibre entre trop et trop peu d’action est aujourd’hui plus important que jamais. C’est en partie parce qu’il est très difficile d’obtenir des permis pour de nouvelles lignes, ou même pour la mise en parallèle ou l’expansion de la capacité des lignes existantes. Il y a aussi plus d’inquiétudes concernant la sécurité des pipelines de la part des médias, du public, des propriétaires fonciers, des régulateurs et des investisseurs.
En conséquence, il est urgent de garder les pipelines existants aussi disponibles que possible – prêts et capables de déplacer le produit à pleine capacité presque constamment. La gestion de l’intégrité des menaces liées aux fissures est particulièrement importante pour les lignes plus anciennes (d’avant les années 1980) construites à partir de tuyaux présentant des problèmes de joints connus (par exemple, des tuyaux soudés par résistance électrique à basse fréquence), et qui peuvent maintenant montrer des signes de faiblesse ou de fatigue le long de ces joints.
De plus, les règlements fédéraux ont été mis à jour en 2021, et le code des conduites de gaz naturel traite maintenant directement de la ténacité (49 CFR 192.712).
Tous ces facteurs soulignent le besoin de bons outils et de bonnes données sur les propriétés des conduites pour gérer l’intégrité des pipelines. Malgré l’importance de ces facteurs, il peut être difficile de « vendre » le besoin de dépenser davantage en fouilles, réparations ou tests de matériaux, puisque ces efforts sont généralement préventifs. Il peut être difficile de communiquer l’importance d’une menace qui n’a pas encore mené à une fuite.
Limites des technologies existantes d’essais de ténacité à la fracture
Alors, quoi de neuf dans la boîte à outils figurée pour les exploitants de pipelines qui souhaitent gérer les fissures plus efficacement? D’un côté, l’inspection en ligne est devenue plus sensible, permettant de découvrir plus de fonctionnalités. Mais il n’y a pas eu autant d’amélioration dans la capacité à déterminer le risque que ces caractéristiques représentent pour la ligne. Cela signifie qu’il est difficile de fixer des priorités en termes de fouilles.
Les modèles d’analyse de croissance et de fracture des fissures sont l’outil de référence de l’industrie pour comprendre le risque de fissures ou de caractéristiques similaires à des fissures. Un élément clé de ces modèles est la ténacité à la fracture du matériau du tuyau. La ténacité à la fracture est ce qui importe pour prévenir ou limiter la propagation des fissures, mais mesurer ou calculer la ténacité du tuyau reste difficile.
La principale métrique de ténacité à la fracture de l’industrie, l’énergie Charpy V-notch (CVN), n’est même pas une mesure directe de la ténacité à la rupture. Les deux sont des propriétés matérielles distinctes; elles sont corrélées, mais il n’y a pas d’équation à convertir directement de l’une à l’autre. L’énergie du CVN est pratique parce qu’elle est facile à mesurer, et la méthodologie de test a plus d’un siècle, mais l’utiliser comme mesure de la ténacité à la fracture, c’est comme utiliser des tests standardisés pour mesurer l’intelligence : elle ne raconte pas toute l’histoire. Les corrélations entre les deux penchent du côté du conservatisme, et les corrélations qui donnent de bons résultats dans une plage de température ou de tenacité peuvent être inappropriées à une autre, ce qui donne des signaux d’alarme là où il ne devrait pas y en avoir.
Heureusement, des techniques modernes sont disponibles pour mesurer directement la ténacité à la fracture. Malheureusement, ces techniques ne sont pas disponibles dans le fossé. Comme les essais CVN, les méthodologies d’essai de ténacité à la fracture nécessitent que des échantillons de matériaux soient découpés dans la conduite. Contrairement aux essais CVN, les essais de ténacité à la fracture peuvent prendre beaucoup de temps. L’échantillon de matériau doit être chargé et déchargé des centaines, parfois des milliers de fois, avec la croissance des pointes de fissure mesurée entre chaque cycle.
Recommandations et prochaines étapes pour vos calculs de pression de rupture
Si vous gérez l’intégrité des conduites vulnérables aux fissures, nos recommandations incluent :
Gardez des restes! Assurez-vous de documenter où les échantillons sont découpés dans la conduite pendant l’entretien et de les stocker dans un endroit où ils peuvent être conservés en toute sécurité. Incluez des données pertinentes telles que le segment de ligne et l’emplacement de la coupe, la direction d’écoulement, le type de joint, le vintage, le fabricant, les MTR et d’autres caractéristiques disponibles du tuyau. C’est important parce que les nouvelles réglementations exigent que, si l’opérateur n’a pas d’informations sur la ténacité du tuyau, des valeurs conservatrices prescrites doivent être utilisées. Les opérateurs ont besoin de données précises sur la ténacité de leur tuyau afin d’éviter d’utiliser les valeurs par défaut, qui peuvent être trop conservatrices.
Utilisez des outils ILI à plus haute résolution combinés à un processus d’analyse capable de distinguer entre des caractéristiques nuisibles et non nocives, comme les fissures émoussées versus les véritables fissures à pointe tranchante.
Restez à jour sur les développements : Le Pipeline Research Council International (PRCI), un organisme industriel, crée une base de données de différentes valeurs de tenacité à la fracture pour les tuyaux produits par divers moulins à différents moments, avec une fin prévue en 2023. Cela permettra aux opérateurs de pipeline d’utiliser ces valeurs plutôt que d’avoir à prélever des échantillons d’une ligne active pour des tests en laboratoire ou d’utiliser des valeurs par défaut.
Obtenez la bonne expertise technique : Des firmes d’ingénierie tierces comme l’équipe d’intégrité et de conception d’Acren ont pour mission d’apporter les meilleures technologies et pratiques disponibles à votre système de pipelines. Ils peuvent vous aider à trouver l’équilibre entre creuser des éléments qui ne représentent pas réellement une menace pour votre ligne et manquer les actions nécessaires pour prévenir d’éventuels problèmes.
Au bout du compte, gérer les anomalies est un équilibre entre agir avec prudence et éviter les dépassements inutiles. Des entrées précises, une ingénierie solide et des stratégies pratiques sur le terrain peuvent vous aider à prioriser les bons emplacements, à éviter le gaspillage et à assurer l’intégrité à long terme du pipeline.
Si vous faites face à de l’incertitude concernant les calculs de pression de rupture ou la planification de l’intégrité, contactez-nous pour parler à nos experts en ingénierie et inspection. Nous sommes là pour vous aider à prendre des décisions plus intelligentes et plus sécuritaires.
