Ремонт магистрального газопровода

 

                                              СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

Введение

 

Развитие многих отраслей промышленности определяется надежностью работы системы нефте- и нефтепродуктопроводов. В то же время, согласно статистическим данным, количество отказов на магистральных трубопроводах остается довольно высоким.

Это связано в первую очередь с коррозионным износом трубопроводов, т. е. с их старением.

Кроме того, причинами отказов могут быть некачественные строительные материалы, недоброкачественное выполнение строительно-монтажных работ и, наконец, несвоевременное и некачественное выполнение ремонтных работ на линейной части магистральных трубопроводов.

Несвоевременное выполнение ремонтных работ часто связано с несовершенством диагностики состояния стенок труб, сварных соединений и изоляции, а качество выполнения ремонтных работ - с совершенством применяемых  машин  и  механизмов,  качественной  организацией операционного контроля на всех этапах ремонта и, наконец, с грамотным выполнением требований технологии ремонта.

Отказы на магистральных трубопроводах наносят большой экономический ущерб не только из-за потерь продукта и нарушения непрерывного процесса производства в смежных отраслях, но могут сопровождаться загрязнением окружающей среды, возникновением пожаров и даже человеческими жертвами.

В настоящее время вопросам капитального ремонта уделяется большое внимание: разработаны новые типы землеройных машин для снятия плодородного слоя над трубопроводом, для вскрышных работ и удаления грунта из-под трубопровода, значительно усовершенствована технология очистки и изоляции трубопроводов, разработаны новые технологии диагностики и восстановления стенки трубопроводов.

Внедрение новых машин и технологий в процесс ремонта позволит избежать неприятных последствий аварийных отказов.

 

3. Выбор схемы ремонта трубопровода

 

Капитальный ремонт нефтепроводов по характеру и технологии проведения работ подразделяют на следующие виды:

- с заменой трубы;

- с заменой изоляционного покрытия;

- выборочный ремонт.

Ремонт с заменой трубы производится следующими способами:

1) путем укладки в совмещенную траншею вновь прокладываемого участка трубопровода рядом с заменяемым с последующим демонтажем последнего;

2) путем укладки в отдельную траншею, в пределах существующего технического коридора коммуникаций, вновь прокладываемого участка трубопровода с последующим вскрытием и демонтажем заменяемого;

3) путем демонтажа заменяемого трубопровода и укладки вновь прокладываемого трубопровода в прежнее проектное положение.

Ремонт с заменой изоляционного покрытия производится следующими способами:

1) с подъемом трубопровода в траншее (для труб диаметрами 219...720 мм при замене дефектного изоляционного покрытия без восстановления стенки трубы);

2) с подъемом трубопровода и укладкой его на лежки в траншее (для труб диаметрами 219...720 мм при замене дефектного изоляционного покрытия с восстановлением стенки трубы);

3) без подъема трубопровода с сохранением его положения (для труб диаметрами 820...1220 мм и для труб меньшего диаметра при плохом состоянии стенок).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4  Подготовительные  работы при капитальном ремонте МТ

 

При ремонте трубопровода технологические операции выполняются в следующей последовательности:

а) уточнение положения трубопровода;

б) планировка полосы отвода в зоне движения машин, снятие плодородного слоя почвы и перемещение его во временный отвал;

в) разработка траншеи до нижней образующей трубопровода;

г) проверка технического состояния трубопровода, контроль поперечных сварных стыков и усиление их в случае необходимости;

д) очистка трубопровода от старого изоляционного покрытия;

е) выполнение сварочных работ;

ж) окончательная очистка трубопровода;

з) нанесение грунтовки;

и) нанесение нового изоляционного покрытия;

к) контроль качества изоляционного покрытия;

л) присыпка трубопровода и окончательная засыпка траншеи;

м) рекультивация плодородного слоя почвы.

При значительной длине ремонтируемого участка трубопровода работы, как правило, выполняются поточным методом.

 

4.1 Уточнение положения трубопровода

 

      Во избежание повреждения  трубопровода при его вскрытии  ковшом экскаватора проводится  определение его положения с  помощью различных приборов (ИТ-5, ТПК-1, ВТР-ГУ и др.) [1].

      Принцип действия  искателей трубопровода основан  на использовании электромагнитной индукции и заключается в обнаружении трубопровода при помощи приемника переменного магнитного поля, искусственно создаваемого при помощи генератора вокруг трубопровода. Схема подключения генератора к трубопроводу и поисковая антенна приведены на рис.1.1.

      Согласно схеме, генератор  подключается к трубопроводу  и при включении наводит вокруг  него переменное магнитное поле, которое улавливается антенной  и передается на головные телефоны.

      Ниже приводится  последовательность операций при использовании прибора ИТ-5.

      При определении  места нахождения  трубопровода  антенну располагают перпендикулярно  предполагаемому положению трубопровода  и перемещают в горизонтальной  Плоскости вправо и влево от  трубопровода. Положению антенны над осью трубопровода соответствует максимум сигнала в головных телефонах (рис.1.2 а).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.1. Схема подключения генератора к трубопроводу:

1 – заземление; 2 – генератор; 3 – место подключения генератора  к трубопроводу; 4 – антенна; 5 – штанга; 6 – приемник; 7 – головные телефоны; 8 – трубопровод,  9 – колодец.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.2. Схема поиска трубопровода прибором ИТ-5:

а – поиск по максимуму сигнала; б - по минимуму сигнала

1 – трубопровод; 2 – антенна; 3 –  штанга; 4 – кривая уровня слышимости сигнала.

 

Поскольку кривая слышимости сигнала при прослушивании по максимуму изменяется плавно, то таким путем можно выделить зону шириной до двух метров, в которой находится трубопровод.

       Для уточнения  положения трубы используется  метод минимума сигнала. В этом  случае антенну устанавливают  вертикально и перемещают в  горизонталь-ной плоскости перпендикулярно  оси трубы (как и в первом  случае). Минимум сигнала соответствует  положению над осью трубопровода (рис.1.2 б).

       Для определения  направления трубопровода антенну  устанавливают в горизонтальной  плоскости над осью трубопровода  и плавно вращают вокруг вертикальной  оси (вокруг оси штанги). Положение  антенны при минимуме сигнала  будет соответствовать направлению трубопровода.

       Для определения  глубины заложения трубопровода  антенну располагают под углом 45° к поверхности земли и удаляют от трубопровода в перпендикулярном направлении до первого минимума слышимости сигнала (рис.1.3).

 

Рис.1.3. Схема определения глубины заложения трубопровода:

1 – трубопровод; 2 – антенна; 3 –  штанга; 4 – кривая уровня слышимости  сигнала.

 

Расстояние hi от оси трубопровода до положения антенны по горизонтали, при котором слышимость сигнала минимальна, соответствует глубине h его зале-гания. Рекомендуется определять величины h1 и h2, перемещая антенну в обе стороны от трубопровода. Эти величины должны отличаться друг от друга не более чем на 10 %. Окончательная глубина заложения оси трубопровода определяется по формуле:

 

Из зарубежных приборов, предназначенных для обнаружения местоположения и глубины залегания трубопроводов, известны приборы серии FМ 9800, трас-соискатель МFЕ 90 фирмы "Seba dynatronic" (ФРГ), РL-801 GXII фирмы "Fuji ТЕСОМ Inc." (Япония) и др. Эти приборы также работают по принципу обна-ружения электромагнитного поля, но отличаются способностью обнаружения трубопроводов на большей глубине, рабочей частотой и автоматическим определением глубины заложения трубопровода.

 

4.2 Снятие плодородного слоя почвы и планировка полосы отвода в зоне движения машин

 

Работы по снятию плодородного слоя почвы в зоне ведения ремонтных работ вдоль трассы трубопровода должны производиться в соответствии с проектом рекультивации земель, входящим в состав рабочего проекта.

Ширину полосы земель, отводимых для капитального ремонта трубопровода, надлежит устанавливать согласно табл.1.1.

      Минимальная ширина  полосы, с которой снимается плодородный  слой почвы, должна равняться  ширине траншеи по верху плюс 0,5 м в каждую сторону. С целью же сохранения плодородного слоя рекомендуется в ширину полосы, с которой снимается плодородный слой почвы, включать 0,5 м с одной стороны траншеи, зону разработки траншей и отвала минерального грунта и зону работы бульдозера (зона III) (рис.1.4) [1].

 

Таблица 1.1

Норма отвода земель

Диаметр трубопровода, мм	Ширина полосы земель, отводимых для одного подземного трубопровода, м
	на землях не сельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства и землях государственного лесного фонда	на землях сельскохозяйственного назначения худшего качества (при снятии и восстановлении плодородного слоя)
1	2	3
1	2	3
До 426 включительно	20	28
Более 426 до 720	23	33
Более 720 до 1020	28	39
Более 1020 до 1220	30	42
Более 1220 до 1420	32	45

 

 

 

Рис.1.4. Схема снятия плодородного слоя почвы в зоне ведения работ при капитальном ремонте трубопровода:

1 - зона прохода ремонтной колонны; II - зона разработки траншеи и  отвала минерального грунта; III,V - зоны работы бульдозера; IV - зона отвала плодородного слоя почвы.

 

      Толщина плодородного  слоя почвы и места его снятия  по трассе устанавливаются на  основании материалов изысканий.

      В настоящее время  для снятия грунта и транспортировки  его в отвал исполь-зуют бульдозеры, скреперы или роторные экскаваторы. Чаще всего для этих ра-бот используют бульдозеры. Однако они имеют ряд существенных недостатков:

      1)производительность  работ резко снижается при  ремонте трубопроводов большого  диаметра, т. к. объем снимаемого грунта и расстояние при его транспортировке увеличивается до 16...19 м;

2) значительная часть рабочего времени затрачивается на непроизводительное маневрирование;

3) неизбежно перемешивание плодородной почвы с минеральным грунтом;

4) нарушается структура почвы в результате воздействия на нее гусениц механизма;

5) увеличивается расход топлива и износ деталей.

Почти всех этих недостатков лишены роторные экскаваторы. Однако, вследствие небольшой ширины рабочего органа экскаваторов невозможно их применение для снятия плодородного слоя при ремонте трубопроводов больших диаметров. Поэтому была разработана конструкция дополнительного оборудо-вания к серийным экскаваторам ЭТР 231 и ЭТР 254, которая позволила за один проход снимать плодородный слой почвы с полосы шириной не менее 3,5 м и глубиной 0,2...1,0 м, и обеспечивает дальность транспортировки до 16м.

Конструкция дополнительного оборудования представляет собой два допол-нительных ротора с зубьями, установленными симметрично по обе стороны основного ротора на его внутренней раме.

Для обеспечения заданной дальности транспортировки грунта транспортер экскаватора снабжен дополнительной секцией с приводом от основного тран-спортера. Грунт разрабатывается всеми тремя роторами одновременно. Из дополнительных роторов грунт по наклонным лоткам, установленным в их полости, подается в ковши Основного ротора, а оттуда вместе с грунтом, разра-ботанным основным ротором, на транспортер и в отвал.

Научно-исследовательский технический центр (НИТЦ) "Ротор" (г. Киев) разработал машину для послойной разработки грунта (МПРГ-1), которая пред-ставляет собой разновидность цепного экскаватора с двумя рабочими органами.

При непрерывном движении машины скребковые цепные органы движутся вокруг наклонных рам, которые одновременно совершают колебательные движения в горизонтальной плоскости. Разработанный грунт I подается в ротор, установленный перпендикулярно оси движения машины, и выбрасывается на бруствер в любую сторону и на любое расстояние от продольной оси выемки до 8 м от нее.

Машина обеспечивает отрывку траншеи над трубопроводом симметрично его продольной оси с погрешностью не более 150 мм. Работы могут выполняться на местности с продольными уклонами до 15° и с поперечными уклонами до 12°. При этом разработка траншеи над трубопроводом может производиться с ради-усом его кривизны в плане не менее 60 диаметров трубы.