Диагностическое обследование и ремонт нефтепровода

расположенные на переходах через автомобильные и железные дороги;

расположенные вблизи населенных пунктов и промышленных объектов;

расположенные на местности, геодезические отметки и профиль которых при выходе нефти могут привести к попаданию ее в реки, водоемы, населенные пункты и промышленные объекты;

расположенные в труднодоступных участках нефтепроводов (болота, горные участки и др.).

В зависимости от значимости нефтепровода первоочередному ремонту и устранению подлежат дефекты, расположенные на:

межрегиональных магистральных нефтепроводах, по которым транспортируется нефть многих грузоотправителей и осуществляются поставки на НПЗ России;

магистральных нефтепроводах экспортного направления;

магистральных нефтепроводах, задействованных в перспективных проектах развития системы;

магистральных нефтепроводах или участках, не имеющих дублирующего направления;

магистральных нефтепроводах регионального значения от мест добычи и загруженных свыше 70% от проектной производительности.

2.8 Методы ремонта дефектных участков нефтепровода

Запрещается установка на нефтепроводах заплат всех видов, накладных элементов ("корыта") и других, нерегламентированных настоящим РД конструктивных элементов. Все ранее установленные на нефтепроводах заплаты и накладные элементы должны быть заменены постоянными методами.

Разрешенные методы ремонта.

Для ремонта дефектов магистральных и технологических нефтепроводов могут применяться следующие методы ремонта:

шлифовка;

заварка;

вырезка дефекта (замена катушки или замена участка);

установка ремонтной конструкции (муфты, патрубки).

Методы ремонта нефтепроводов подразделяются на методы постоянного ремонта и методы временного ремонта.

К методам постоянного ремонта относятся методы, восстанавливающие несущую способность дефектного участка нефтепровода до уровня бездефектного участка на все время его дальнейшей эксплуатации.

К методам и конструкциям для постоянного ремонта относятся шлифовка, заварка, вырезка, композитная муфта, обжимная приварная муфта, галтельная муфта, удлиненная галтельная муфта для ремонта гофр, патрубок с эллиптическим днищем.

Конструкции временного ремонта применяются на ограниченный период времени, установка их в плановом порядке запрещается. К конструкциям для временного ремонта относятся необжимная приварная муфта и муфта с коническими переходами. Муфты этих типов разрешается применять для аварийного ремонта с последующей заменой в течение одного календарного месяца и для ремонта гофр на срок не более одного года с обязательной последующей заменой на постоянные методы ремонта.

Допустимый срок эксплуатации ранее установленных муфт с коническими переходами, необжимных приварных муфт и заплат определяется в зависимости от отношения максимального рабочего давления в зоне дефекта к проектному давлению нефтепровода.

Ремонтные конструкции должны быть изготовлены в заводских условиях, в условиях Центральных баз производственного обеспечения или ремонтных участков ОАО МН по техническим условиям и конструкторской документации, разработанной, согласованной и утвержденной в установленном порядке и иметь паспорт.

Применение муфт и других ремонтных конструкций, изготовленных в полевых условиях (в трассовых условиях) запрещается.

2.9 Краткая характеристика подводного перехода

Река Калмаш находится на территории Чекмагушевского района Башкортостана. Участок подводного перехода нефтепровода Калтасы - Уфа-2 через реку Калмаш расположен у деревни Калмаш, по трассе трубопровода - это 107,8 км. Ремонт подводного перехода делается на основании диагностического обследования. На этом участке трубопровода обнаружено многочисленное количество дефектов подлежащих ремонту и один дефект подлежащий первоочередному ремонту.

Длина подводного перехода, м 134;

ширина русла, м 27,5;

максимальная глубина реки, м 1,5;

максимальная глубина разрабатываемой траншеи: 2,5;

характеристика трубы: 72010 мм; сталь 17Г1С;

рабочее давление, МПа 6,4;

русло реки сложено гравийно-галечным материалом с песком

Течение реки - 0,9 м/с, справа налево если смотреть по трассе.

Изоляционное покрытие «Пластобит - 40», усиленное: грунтовка, мастика, «Изобит» и обертка ПЭКОМ.

Футеровка: сплошная, деревянными рейками сечением 40006030 по ТУ 102-14-86.

Балластировка: чугунными грузами, марка СЧ-15 ГОСТ 1412-85.

Участок перехода представляет собой относительно равную с абсолютными отметками от 106,23 до 05,65 м. На участке перехода русло извилистое, с пологими берегами. Берега проросли кустарником, полоса зарослей от 5 до 5 м. Река Калмаш не судоходная. Амплитуда колебаний воздуха составляет от 57 до 62 0С. [14]

3 РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Расчет толщины стенки трубопровода

В общем случае толщину стенки трубопровода согласно СНиП 2.05.06-85* можно определить следующим образом

,

где 1 - коэффициент двухосного напряженного состояния металла труб;

nр - коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления, nр=1,1 [1];

р - внутреннее давление в трубопроводе;

Dн - наружный диаметр трубопровода;

R1 - расчетное сопротивление материала и его можно рассчитать по формуле

,

где нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали, =в=520МПа;

m - коэффициент условий работы трубопровода, для первой категории трубопроводов m=0,75 [1];

к1 - коэффициент надежности по металлу, для данной марки стали к1=1,47 [1];

кн - коэффициент надежности по назначению, для трубопровода с условным диаметром 720 мм и внутренним давлением 6,4 МПа кн=1 [1];

МПа;

Коэффициент 1=1 при сжимающих продольных осевых напряжениях пр N>0.

При пр N<0 1 определяется по формуле

.

Первоначально принимаем 1=1.

Рассчитаем предварительную толщину стенки

Уточняем это значение по ГОСТ и принимаем д=10 мм [31].

Продольные осевые напряжения рассчитаем по формуле

,

где t - расчетный перепад температур;

- коэффициент Пуассона, =0,3 [1];

t - коэффициент линейного расширения металла,

t=1,210-5 1/0С [1];

Е - модуль Юнга, Е=2,06105 МПа [1];

nt - коэффициент надежности по температуре, nt=1 [1];

Dвн - внутренний диаметр трубопровода.

мм;

Расчетный перепад температур t

0 С,

0 С.

Рассчитаем продольные напряжения пр N

Так как для пр N(-)>0 1=1 и данный случай уже рассчитан, то рассчитаем значение коэффициента двуосного напряженного состояния для пр N(+)<0

Для данного значения коэффициента 1 рассчитаем толщину стенки

Окончательно принимаем трубу 720?10.

3.2 Проверка толщины стенки на прочность и деформацию

Прочность в продольном направлении проверяется по условию

R,

где - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (0) =1,0 , при сжимающих (<0) определяется по формуле

=,

где -кольцевые напряжения в стене трубы от расчетного внутреннего давления,

=,

=,

=.

=246,4<, что удовлетворяет условию;

=-5,7<, условие выполняется.

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов проверку производят по условиям

,

,

где -максимальные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;

-коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла трубы;

-кольцевые напряжения в стенках трубопровода от нормативного внутреннего давления;

нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали, =т=360МПа;

=t,

где -упругого изгиба оси трубопровода

Для проверки по деформациям находим:

1)кольцевые напряжения от действия нормативной нагрузки - внутреннего давления

;

МПа.

Коэффициент определяется по формуле

,

.

Условие выполняется 224;

2)продольные напряжения

при <0, =0,389,

>0, ,

для положительного температурного перепада

а)=,

б)=,

условие , выполняется в двух случаях

МПа,

МПа,

для отрицательного температурного перепада

а)=

б)=

условие , выполняется в двух случаях

;

3.3 Расчет устойчивости трубопровода на водном переходе

Уравнение устойчивости подводного трубопровода согласно СНиП 2.05.06-85* имеет следующий вид

,

где nб - коэффициент надежности по нагрузке, nб=1 для чугунных пригрузов [1];

кн.в - коэффициент надежности против всплытия, кн.в=1,1 для русловых участков переходов при ширине реки до 200 м [1];

qизг - расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответственно рельефу дна траншеи.

qв - расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод;

qверт - величина пригруза, необходимая для компенсации вертикальной составляющей Ру воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода, qверт=Ру;

qг - величина пригруза, необходимая для компенсации горизонтальной Рх составляющей воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода, qг=Рх /к;

к - коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях, к=0,45 [2];

qдоп - нагрузка от веса перекачиваемого продукта, qдоп=0 т.к. рассчитывается крайний случай - трубопровод без продукта;

qтр - расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода;

сбит=1040 кг/м3плотность изобита, [2].

Расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод

,

где Dн.ф. - наружный диаметр футерованного трубопровода;

в =1100 Н/м,[2] - плотность воды.

где ип - толщина изоляционного покрытия,

гр - толщина покрытия грунтовки,

мас - толщина покрытия мастики,

об - толщина обертки.

Н/м.

Горизонтальная составляющая гидродинамического воздействия потока

,

Сх-гидродинамический коэффициент лобового сопротивления, зависящий от числа Рейнольдса и характера внешней поверхности трубопровода.

где Vср - средняя скорость течения реки, Vср=0,9 м/с;

нв - кинематическая вязкость воды, м2/с.

Для офутерованного трубопровода и 105<Re<107 коэффициент Сх=1,0 [2].

Н/м.

Вертикальная составляющая гидродинамического воздействия потока

,

Су - коэффициент подъемной силы, Су=0,55 [10];

Н/м.

Расчетную нагрузку от собственного веса трубопровода рассчитаем по следующей формуле

qтр=nсв(qмн + qизн+qфутн),

где nсв - коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, nсв=0,95 [1];

qмн - нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы;

qизн -нормативная нагрузка от собственного веса изоляции;

qфутн - нормативная нагрузка от собственного веса футеровки.

Нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы

,

м - удельный вес металла, из которого изготовлены трубы (для стали м=78500 Н/м3 [2]);

Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса битумной изоляции

,

где бит- плотность битумной изоляции (изобита);

Dн.и. - наружный диаметр изолированного трубопровода

Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса обертки

q=к··D···g

где к=1,09- коэффициент для двухслойной изоляции;

=0,6·10 м - толщина обертки;

=880 кг/м - плотность обертки.

q=1,09·3,14·0,728·0,6·10·880·9,81=12,91 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса изоляции

q=q+q=92,77+12,9=105,68 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса футеровки

,

где сфут - плотность деревянной футеровки;

Dн.ф. -наружный диаметр офутерованного трубопровода.

Н/м.

Расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода

qтр=0,95(1750,1+105,68+455,91)=2196,11 Н/м.

Дополнительная выталкивающая сила за счет изгиба трубопровода

где

J- осевой момент инерции поперечного сечения трубы

,

,

Величина пригрузки трубопровода в воде

Н/м.

Определим расстояние между пригрузами и их число.

Для балластировки трубопровода выбираем чугунные кольцевые марка СЧ1520 ГОСТ 1412-85 массой 1100 кг, объемом 0,175 м3 , толщина груза =0,065м, ширина груза 0,96 м, наружный диаметр Dн =0,96 м [2].

Расстояние между пригрузами

где Qг - масса груза;

Vг - объем груза;

Число пригрузов

Nг=L/lг=134/1,78=75,28.

Принимаем количество пригрузов Nг=76 шт.

4 ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ И РЕМОНТ НЕФТЕПРОВОДА «КАЛТАСЫ-УФА-2» НА ПОДВОДНОМ ПЕРЕХОДЕ Р.КАЛМАШ

4.1 Водолазное обследование

Перед началом производства земляных работ выполняется водолазное обследование дна реки Калмаш с целью выявления препятствий, мешаюших производству работ и проверке совпадения черных отметок с проектными После вскрытия нитки трубопровода до его демонтажа (протаскиванием), также производится водолазное обследование.

После окончания доработки траншеи до проектных отметок, до укладки новой нитки трубопровода производится водолазное обследование подводной траншеи по дну, глубины траншеи и величины откосов по проекту.

После окончания укладки выполняется водолазное обследование уложенного трубопровода с целью проверки его положения на дне траншеи.

После засыпки подводной траншеи выполняется водолазное обследование с целью соответствия фактических отметок засыпки проектным.

Обследование дна подводного перехода по ходовому тросу:

Перед обследованием необходимо выполнить следующие дополнительные мероприятия:

-установить на обоих берегах створные знаки обозначающие границы обследуемой полосы в пределах ширины раскрытия траншеи плюс пять метров выше и ниже по течению;

-проложить направляющие тросы по границам обследуемой полосы;

-уложить ходовой трос, имеющий на концах балласт с буйками, в начале обследуемой полосы.

Двигаясь от одного конца к другому концу ходового троса водолаз выполняет обследование дна. Дойдя до конца ходового троса , водолаз переносит его вместе с балластом и буком по направляющему тросу на расстояние двойной видимости под водой. Другой конец переносится на такое же расстояние рабочими на лодке. После этого двигаясь по ходовому тросу в обратном направлении, водолаз продолжает обследование. Длина ходового троса принимается чуть больше ширины обследуемой полосы.

Обследование трубопровода уложенного в траншею:

Водолаз передвигается по дну подводной траншеи вдоль уложенного трубопровода, при этом проверяет состояние трубопровода после выполнения укладки (протаскиванием). Проверяется целостность футеровки и изоляции, возможное смещение грузов, совпадение положения трубопровода в траншеи с проектным положением. Периодически водолаз отходит от трубопровода к бровке траншеи, при этом проверяется фактическое положение уложенного трубопровода. Обо всех отклонениях от проектного положения трубопровода (наличие провисов, отклонение от оси траншеи) водолаз докладывает на поверхность и отмечает эти места буйками. После выбора всей длины водолазного шланга водолаз буком место следующего погружения, переходит на другую сторону трубопровода и обследует данный участок в обратном направлении.

4.2 Земляные работы

Земляные работы необходимо производить поэтапно:

I этап - вскрытие существующего трубопровода;

II этап - доработка траншеи после извлечения трубопровода до отметок предусмотренным проектом.

Вскрытие трубопровода в русле производится с помощью гидромонитора, при этом сначала грунт снимается над трубой, за тем последовательными проходами гидромонитора вдоль трубы разрабатывается грунт до нижней образующей трубы. Одновременно со вскрытием трубопровода в русле производится разработка урезной части траншеи. На пойме грунт разрабатывается экскаватором до проектных отметок. После демонтажа существующего трубопровода, в русле и урезах траншея дорабатывается гидромонитором до проектных отметок, а так же возможна с помощью экскаватора установленного на понтоне.

На пойме после демонтажа производят подчистку траншеи.

Грунт от разработки траншеи гидромонитором (или экскаватором) транспортируется в подводные отвалы за пределы раскрытия траншеи.

Ширина русловой траншеи по дну принята 3.0 м согласно ВСН-010-88, на пойме ширина траншеи принята из условия геометрических размеров ковша.

Засыпка подводной траншеи предусматривается гидромонитором, ранее разработанным грунтом из подводного отвала, до черных отметок. Объём засыпки принят с учетом потерь грунта на отмачивание. Засыпка урезов производится сначала гидромонитором затем бульдозеро до черных отметок. На пойме трубопровод засыпается бульдозером до черных отметок.

Технология работ.

До производства земляных работ необходимо:

- принять в установленном порядке створ перехода;

- произвести вынос реперов из зоны производства работ, установить водомерный пост;

- получить разрешение на производство работ;

- произвести вырубку леса и расчистку строительной полосы от кустарника;

- выполнить срезку плодородного слоя с учетом последующей рекультивацией;

- выполнить разбивку трассы на местности границ разработки траншеи и расположения отвалов грунта;

- произвести мероприятия по отводу поверхностных вод.

Бульдозерные работы.

Разработку траншеи производят захватами в направлении ближайшего отвала грунта. Отвалы располагают за пределами раскрытия траншеи, но в пределах полосы отвода. Высоту и ширину отвалов определяют с учетом местных условий.

В зависимости от условий работ и вида грунтов применяют 3 способа набора грунта бульдозером: прямоугольный, гребенчатый, клиновой.

Набор грунта прямоугольным способом - стружкой постоянной толщины применяется при работе бульдозера на подъеме и при значительном сопротивлении копанию.

Набор грунта гребенчатым способом применяется при разработке плотных и сухих грунтов.

Набор грунта клиновым способом применяется при разработке грунтов с малым сопротивлением копанию.

Для уменьшения потерь грунта разработку траншеи бульдозером выполняют по ярусно-траншейной схеме путем устройства параллельных полос - траншей шириной, равной ширине бульдозера, и разделенных стенками шириной до 1м. После разработки траншеи на глубину всего яруса производится разработка стенок между траншеями.

Грунт из траншеи в отвалы перемещается на расстояние 30 ... 40 м без промежуточных отвалов. При перемещении грунта на дальние расстояния с целью сокращения потерь грунта, грунт складируемая в промежуточный отвал, который по мере накопления грунта перемещается в отвал.

По окончании бульдозерных работ производитель работ производит их приемку, уточняет границы разработки траншеи экскаватором.

Экскаваторные работы.

Перед началом экскаваторных работ производят разбивку осей проходок, разметку границ работы экскаватора.

Разработку траншеи экскаватором начинают от уреза реки. Для улучшени условий работ экскаватора рекомендуется оставлять грунтовую перемычку с отметкой верха на 0.5 ... 1 м превышающей отметку уровня воды в реке. Откачку вод из траншеи производят водоотливным агрегатом.

В случае необходимости перемещения извлеченного экскаватором грунта на расстояние, превышающее радиус выгрузки экскаватора, используется бульдозер.

Разработка грунтовой перемычки производится в последнюю очередь.

Работа экскаватора без анкеровки допускается при продольных уклонах, не превышающих значений: 16.50 на увлажненной супеси; 210 - сухая супесь; 20 ... 22 0 - на песчаных и гравийных грунтах.

При работе экскаватора на уклонах, превышающих указанные предельные значения, но не более 36 0 обязательна его анкеровка.

В качестве подвижного анкера используется бульдозер. Для повышения безопасности работа экскаватором ведется с верху в низ. В условиях данного перехода продольные уклоны не превышают предельных значений, анкеровка не требуется.

4.2.1 Разработка подводной траншеи экскаватором с понтона

Разрабатывается грунт при вскрытии существующего трубопровода и при доработки подводной траншеи до проектных отметок. При таком варианте вскрытия и доработки подводной траншеи необходимо соблюдать следующие требования к условиям работ:

- волнение воды не более 2 баллов;

- откосы траншеи 1:1.5;

- работы выполняются в летнее время.

До начала производства работ необходимо:

- обеспечить участок утвержденной к производству работ рабочей документацией;

- принять в установленном порядке створ перехода от генподрядчика со створными знаками и реперами;

- проложит по створу перехода трос и надежно закрепить один конец на понтоне, свободный конец троса - на форкопе трактора ( бульдозера);

- выложить второй трос на берегу по створу, закрепить его на понтоне и на форкопе трактора (бульдозера);

- подготовить понтон к работе.

Доработка и вскрытие трубопровода начинается с верхней кромки траншеи. Ориентация экскаватора в процессе работы непрерывно контролируется по береговым створным знакам. Перемещение экскаватора с понтоном с одного места стоянки на другое осуществляется тракторами (бульдозерами), расположенными на противоположных берегах.

Сигналы, подаваемые при производстве работ, должны быть отработаны заранее. Экскаватор на понтоне устанавливается по створу перехода. Перемещаясь в процессе работы с одной стороны на другую, по створу перехода, экскаватор разрабатывает траншею проектного сечения. Шаг подвижки экскаватора раве 3.0 ... 4.0 м. Складирование грунта производится в подводный отвал, расположенный на расстоянии не менее 1 м от кромки траншеи. Между отвалами оставляют технологические разрывы для обеспечения естественного стока реки.

В качестве понтона можно использовать унифицированный понтон УП-2 водоизмещением 40 т; понтон имеет массу 10000 кг, осадка составляет 0.8м при максимальном нагружении понтона. Понтон УП-2 удобен при транспортировке, так как он разборный.

Экскаватор, производящий разработку подводной траншеи с понтона - ЭО 4121. Марка бульдозера ДЗ-27С на базе Т-130, который имеет максимальное тяговое усилие 94 кН. Используется тяговый трос диаметром 26 мм.

4.3 Монтажно-укладочные работы подводного перехода

4.3.1 Демонтаж старой нитки трубопровода

Перед началом демонтажа подводного перехода нефтепровода необходимо произвести следующие подготовительные работы:

- отключение демонтируемого участка нефтепровода от основной магистрали, откачку нефти и из отключенного участка, его очистку и промывку с оформлением соответствующего акта (производится заказчиком);

- уточнение местонахождения нефтепровода в плане с обозначением на местности вешками;

- уточнение глубинного залегания нефтепровода;

По окончании вскрытия трубопровода в границах подводно-технических работ его обрезают от магистрали с обоих концов и приваривают оголовок на правом берегу и заглушку на левом. С помощью тяговых средств демонтируемый трубопровод вытаскивают на монтажную площадку. Трубопровод вытаскивается на берег и по мере вытаскивания разрезается на отдельные куски длиной по 10...11 м и складываются в специально отведенном месте.

После демонтажа вскрывают пойменный участок, вытаскивание из траншеи производят с бровки, за тем нитку режут на отдельные трубы длиной 10..11 м.

Вывоз труб производится заказчиком. В качестве тягового средства используется трубоукладчик ТГ-634 с максимальным тяговым усилием 550кН (см. расчет выше).

4.3.2 Сварочно-монтажные работы

До начала сварочно-монтажных работ необходимо:

- получить следующую документацию: сертификаты и паспорта на трубы и сварочные материалы; список сварщиков; копии удостоверений сварщиков; заключения результатов механических испытаний допускных и контрольных сварных соединений; журнал регистрации результатов механических испытаний допускных и контрольных соединений;

- спланировать площадку;

- построить временные дороги вдоль площадки;

- развести и разложить на площадке трубе (секции труб) с учетом расчетной длины плетей;

- разместить в зоне производства работ кран - трубоукладчик, сварочный агрегат, бульдозер, наружный центратор, инвентарные лежки, передвижную защитную палатку.

Трубы должны соответствовать требованиям технических условий.

Перед сборкой труб (секций) необходимо:

- произвести визуальный осмотр поверхностей труб;

- очистить внутреннюю полость труб от загрязнений и посторонних предметов;

- выправить вмятины на концах труб с использованием безударных разжимных устройств;

- обрезать дефектные участки труб;

- зачистить электрошлифмашинкой до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм, обнаруженные дефекты устраняются согласно п.4.2 СНиП III-42-80.

Сборка труб (секций) с помощью наружного центратора производится в следующем порядке:

- на торец первой подготовленной к центровке трубы установить центратор;

- трубоукладчиком с помощью клещевого захвата или стропа поднять вторую, подготовленную к центровке трубу, и зачищенным концом ввести его в центратор;

- установить требуемый зазор, стянуть центратор винтовым зажимом;

- произвести прихватку стыка.

Непосредственно перед прихваткой и сваркой производится просушка (или подогрев) кольцевыми нагревателями торцов труб и прилегающих к ним участков шириной не менее 150 мм.

После окончания центровки труб выполняют сварку первого корневого слоя шва. При вынужденных перерывах более 3 минут во время сварки корневого слоя шва необходимо поддерживать температуру торцов труб на уровне требуемой температуры предварительного подогрева. Необходимость подогрева и его параметры определяют в зависимости от эквивалента углерода стали, толщины стенки стыкуемых труб, температуры окружающего воздуха и покрытия электродов. Если это правило не соблюдено, то стык должен быть вырезан и заварен вновь.

К моменту окончания центровки труб необходимо просушить электроды, температура и время прокалки указаны в таблице 4.1

Таблица 4.1

Температура и время прокалки электродов [20]

Поле сварки корневого слоя шва электродами с целлюлозным покрытием его поверхность зачищается от шлака шлифмашинкой до получения плоской поверхности.

Горячий проход осуществляется непосредственно после сварки и шлифовки корневого слоя шва, выполненного только с применением целлюлозных электродов. Время между окончанием сварки первого слоя шва и началом выполнения горячего прохода не должно превышать 5 минут. При вынужденных перерывах после сварки первого слоя шва более 5 минут необходимо поддерживать температуру торцов труб на уровне требуемой температуры предварительного подогрева. Если это условие не выполняется, то стык должен быть вырезан и заварен вновь.

Перед наложением каждого последующего слоя шва поверхность предыдущего слоя шва должна быть очищена от шлаков и брызг наплавленного металла, После окончания сварки поверхность облицовочного слоя шва так же должна быть очищена от шлака и брызг.

Величина зазора при сборке труб, температура предварительного подогрева, тип и марка сварочных электродов определяется технологической картой на сварку труб, утвержденной главным инженером треста и территориальной конторой по качеству строительства.

Сварочные соединения подвергают внешнему осмотру и неразрушающему контролю физическими методами. Внешнему осмотру подвергают все сварные стыки, для чего каждый стык перед осмотром необходимо очистить от шлака, грязи и брызг наплавленного металла. При этом сварные соединения не должны иметь трещин, подрезов глубиной более 0.5 мм, недопустимых смещений кромок, прожогов, кратеров и выходящих на поверхность пор, а также других дефектов формирования шва. Ширина шва должна соответствовать технологической инструкции на конкретный метод сварки, усиление шва должно быть высотой 1...3 мм и иметь плавный переход к основному металлу.

Неразрушающему контролю стыки труб выполненные электродуговой сваркой, подвергаются в объёме 100 % на участках трубопроводов I категории, стыков захлестов, ввариваемых катушек и арматуры контролируется рентгеновскими или гамма - графическими методами. Используется рентгеновский аппарат “Мир-2Д”, который способен просветить стенку толщиной до 20 мм.

4.3.3. Гидравлическое испытание

Испытание подводного перехода следует производить в соответствии с требованиями ВСН 011-88 под руководством комиссии, состоящей из представителей генерального подрядчика, заказчика или органов технадзора.

Перед началом необходимо предупредить местные органы о сроках, порядке проведения работ и провести оповещение об этом жителей населенных пунктов.

I этап испытания на сварочно-монтажной площадке до изоляции. До начала производства работ по гидравлическому испытанию необходимо:

- сварить трубы в плеть;

- провести 100% контроль сварных соединений радиографическим методом;

- очистить трубопровод от окалины, грунта, мусора и других посторонних предметов;

- спланировать площадку с продольным уклоном 2...50 в сторону уреза воды;

- подготовить к работе машины, оборудование, приспособления и инструменты.

Для проведения испытания на прочность и проверки на герметичность необходимо:

- выложить трубоукладчиками трубопровод на площадке;

- приварить на обоих концах плети катушки с заглушками; разместить места установки манометров, воздухоспускных кранов и патрубков;

- газовой резкой вырезать отверстия по диаметру штуцеров и патрубков;

- вварить в отверстия воздухоспускные краны, штуцеры и патрубки, установить манометры, подсоединить наполнительный и опрессовочный агрегаты.

Работы по гидравлическому испытанию производятся в следующей последовательности:

- открываются воздухоспускные краны и закрываются краны на патрубках для освобождения трубопровода от воды;

- закачивается вода в трубопровод;

- когда из всех воздухоспускных кранов начнут выходить струи воды (трубопровод полностью заполнен водой), воздухоспускные краны закрываются;

- подымается давление в трубопроводе до максимально возможного при помощи наполнительного агрегата, после чего кран на подводящей линии этого агрегата перекрывается;

- включается опрессовочный агрегат и увеличивает давление до величины испытательного. Давление увеличивается постепенно и равномерно без толчков и ударов, с постоянным контролем за состоянием трубопровода визуально и по манометрам. В процессе подъема давления поверхность трубопровода осматривается при давлении равном 1/3 и 2/3 испытательного. При осмотрах повышение давления прекращается

- закрываются все краны на подводящих линиях и трубопровод выдерживается под испытательным давлением в течение 6 часов;

- снижается испытательное давление до рабочего путем выпуска воды через патрубок для освобождения от воды, и производится проверка на герметичность. Продолжительность проверки на герметичность определяется временем, необходимым для тщательного осмотра, но не менее 12 часов.

Трубопровод считается выдержавшим испытание на прочность и проверку на герметичность, если за время испытания на прочность трубопровод не разрушился, а при проверке на герметичность давление остается неизменным, отсутствуют утечки.

После испытания трубопровод освобождается от воды через отводящий патрубок самотеком или продувкой воздухом, срезаются катушки с заглушками и арматурой для испытания, демонтируются обвязочные и подводящие трубопроводы.

II этап испытания - после укладки трубопровода, но до засыпки.

До начала производства работ необходимо:

- уложить трубопровод в подводную траншею;

- провести промеры и водолазное обследование уложенного трубопровода;

- подготовить к работе оборудование.

Технология и организация работ на 2 этапе аналогична I этапу. Время выдержки под давлением при испытании на прочность 12 часов, при проверке на герметичность - 12 часов.

Испытательные давления имеют следующие значения:

- при испытании участка в границах подводно-технических работ

I этап 8.25 МПа;

II этап 6.9 МПа;

- при испытании пойменных участков

I этап 6.9 МПа;

II этап 6.05 МПа.

4.3.4 Изоляция

До начала работ по нанесению изоляции на трубопровод необходимо:

- провести испытание на прочность и герметичность;

- выполнить планировку монтажной площадки;

- проверить наличие и качество изоляционных материалов;

- подготовить к работе машины, и механизмы, другое оборудование;

- получить разрешение на изоляцию трубопровода.

Работы по изоляции выполняются в следующей последовательности:

- со склада к месту работы вывозятся изоляционные материалы;

- на плеть трубопровода при помощи трубоукладчика насаживается комбайн;

- комбайн заполняется клеевой грунтовкой, на шпули устанавливаются рулоны и регулируются по диаметру изолируемого трубопровода и величине нахлеста;

- производится машинная очистка и изоляция плети трубопровода;

- проверяется качество изоляционного покрытия, при необходимости выполняется ремонт.

Перед насадкой комбайна на торец трубопровода надевается конус для предохранения от повреждений рабочих органов машины и кромки трубопровода. Трубопровод поддерживается на весу трубоукладчиком при помощи троллейных подвесок. Изоляционную ленту и соответствующую ей грунтовку следует наносить на очищенную от продуктов коррозии, окалины, грязи, масляных пятен, пыли наружную поверхность трубопроводов. Поверхность трубопровода при нанесении грунтовки и ленты должна быть сухой. Для обеспечения равномерного покрытия очищенный поверхности трубопровода грунтовку перед нанесением следует тщательно перемешать. Слой грунтовки должен быть сплошным и не иметь подтеков, сгустков, пузырей. грунтовку в случае необходимости перед нанесением допускается разбавить растворителем, вводя его не более 10% от разбавляемого объёма.

Изоляционную полимерную ленту следует наносить на трубопровод по свеженанесенной невысохшей грунтовке при температуре не ниже минус 400С. При температуре воздуха ниже 100С рулоны ленты и обертки перед нанесением необходимо выдержать не менее 48 часов в теплом помещении при температуре 150С, но не выше 450С. При температуре окружающего воздуха ниже 30С поверхность изолируемого трубопровода необходимо подогревать до температуры не ниже 150С, но не выше 500С.

При установке на шпулю нового рулона ленты, конец нанесенного полотнища поднимают на 10..15 см и под него подкладывают начало разматываемого рулона. Эти концы разглаживают на изолируемой поверхности и за тем прижимают рукой до нахлеста их последующим витком ленты.

Поверхность трубопровода необходимо предохранять от попадания на нее смазочного масла из трансмиссии и воды из систем охлаждения машин.

Все дефектные участки изоляции следует исправлять сразу после их обнаружения. Поврежденный участок необходимо освободить от обертки и изоляционной ленты. Ветошью, смоченной растворителем, с поверхности поврежденного участка тщательно удаляется пыль, грязь, влагу. Далее на ремонтируемый участок тонким слоем 0.1 ... 0.2 мм следует нанести соответствующую клеевую грунтовку и заплатку из липкой ленты, заплата должна перекрывать дефект не менее чем на 15 см по периметру. Крупные повреждения изоляции следует ремонтировать, нанося липкую ленту спирально по клеевой грунтовке. При этом ее наносят, захватывая на 5..10 см имеющуюся изоляцию на смежных участках с нахлестом 50 % ширины рулона плюс 3 см.

Сплошность отремонтированного изоляционного покрытия следует проверять дефектоскопом до нанесения защитной обертки. Во время дождя и сильного ветра изоляционные работы не производятся.

4.3.5 Футеровка подводного трубопровода

До начала работ выполняется следущее:

- проверяется качество изоляционного покрытия;

- доставляются на строительную площадку футеровочные рейки, необходимые материалы, приспособления и инструменты;

- подготавливается площадка для изготовления проволочных скруток и поясов;

- подготавливаются к работе машины, оборудование, приспособления и инструменты.

Работы по футеровке выполняются в следующей последовательности операций:

- плеть трубопровода выкладывается на лежаки;

- проверяется качество изоляционного покрытия;

- пакеты футеровочной рейки развозят трубоукладчиками вдоль трубопровода и раскидывают с интервалом 20м;

- из пакетов рейки в ручную раскладывают по длине трубопровода;

- одновременно с этими работами производится заготовка проволочных скруток;

- футеровка выполняется с помощью универсального стропа (мягкого полотенца), рейки укладывают на строп, плотно подгоняя, друг к другу, с учетом покрытия 3/4 окружности трубопровода;

- путем подъема крюка рейки прижимаются к трубопроводу, и после укладки остальной части реек закрепляются проволочными скрутками через 1м;

- после установки скруток крюк со стропом опускается к следующему участку.

В случае выполнения работ без трубоукладчика футеровка трубопровода выполняется с помощью 2 поясов из технической резины, на которые раскладывают рейки с учетом покрытия 3/4 окружности трубопровода и после укладки под пояса остальной части реек, закрепляются проволочными скрутками через 1м. После установки скруток пояса снимают и переносят на следующий участок.

Для футеровки участков плетей, уложенных на лежаки, необходимо приподнять трубу и передвинуть лежаки.

4.3.6 Балластировка подводного трубопровода

До начала балластировки выполняются следующие работы:

- проверяется качество футеровки;

- отмечаются места установки чугунных грузов на трубопроводе краской;

- планируется строительная площадка вдоль плети;

- проверяется комплектность грузов;

- подготавливаются к работе машины и механизмы, инвентарь, приспособления, средства для безопасного ведения работ.

Работы по балластировке выполняются в следующей последовательности:

- комплекты грузов трубоукладчиками развозятся вдоль трубопровода и раскладываются, так чтобы нижние элементы одной гранью касались трубопровода, верхние располагались рядом с ними;

- после раскладки грузов трубопровод последовательно поднимается и перекладывается трубоукладчиками на нижние элементы. Затем производится навеска верхних элементов с одновременной центровкой отверстий под стяжные болты. При этом необходимо следить за тем, чтобы исключалась возможность удара или падения груза на трубопровод;

- верхние и нижние элементы соединяются болтами и затягиваются гайками.

Соединенные элементы подвергаются антикоррозионной окраске лакокрасочными материалами или битумом.

4.3.7 Укладка новой плети трубопровода

Укладка новой плети трубопровода нефтепровода Калтасы - Уфа-2 производится методом протаскивания после монтажа плети, изоляции, футеровки, навеса балластных пригрузов, выкладки плети в створ перехода на правом берегу реки.

Протаскивание плети трубопровода производится с правого берега на левый берег. На правом берегу часть веса снимается трубоукладчиками. В качестве подвижного тягового средства используется трубоукладчик ТГ-634. При протаскивании используется тяговый трос диаметром 38 мм. Тяговый трос укладывается в створ перехода с помощью подвижного тягового средства и троса проводника. После выкладки плети в створ перехода за пятку закрепляется тяговый трос на протаскиваемом трубопроводе. За оголовок плети крепится трос оттяжки. Для оттяжки оголовка используется дежурное транспортное средство, размещающееся на левом берегу.

Не большая часть трубопровода 15м после оголовка не балластируется до конца протаскивания, на этом участке навешивается понтон грузоподъемностью 49кН.

Для прохода трубоукладчиков, снимающих часть веса плети, на правом берегу вдоль уреза производится планировка дороги. Расстановка трубоукладчиков производится следующим образом:

- первый устанавливается на расстоянии 16...20 м от конца плети, следующие на расстоянии 30...40 м друг от друга.

При вхождении в воду протаскиваемого трубопровода оголовок удерживается в приподнятом положении, более тяжелая часть - пятка протаскивается по дну траншеи.

Во время протаскивания необходимо вести строгий контроль за правильностью перемещения плети по створу перехода, обеспечить синхронность работы механизмов, четкость выполнения команд руководителя.

По окончании протаскивания производится доработка траншеи на правом берегу и укладка трубопровода на проектные отметки. На левом берегу производится догрузка трубопровода до проектной величины балластировки.

До начала работ по укладке трубопровода:

- разрабатывается траншея до проектных отметок;

- сваривается плеть необходимой длины;

- производится испытание, изоляция, футеровка и балластировка плетей;

- устанавливается тяговое средство;

- подготавливается плеть к укладке, закрепляется конец тягового троса на оголовке;

- протаскивается тяговый трос через водную преграду, закрепляется на лебедке;

- подготавливаются к работе и размещаются на стройплощадке машины, механизмы, инвентарь и средства для безопасного ведения работ;

- проводится инструктаж рабочих и специалистов, распределение обязанности;

- проверяется взаимодействие всех машин, механизмов, средств связи и сигнализации;

- размещается пункт управления работами для обеспечения обзора всей зоны работ.

Протаскивание трубопровода по дну траншеи выполняется в следующей последовательности:

- плеть трубопровода выкладывается трубоукладчиками по оси перехода;

- трубоукладчики расставляются по всей длине плети для снятия веса трубопровода на суше;

- после полной готовности плети к укладке производится оттяжка тягового троса с выборкой слабины;

- по сигналу руководителя работ включается в работу тяговое средство;

- трубоукладчики поднимают плеть на высоту 20 ... 30 см;

- плеть сопровождается трубоукладчиками до момента выхода из работы.

В процессе протаскивания трубопровода все рабочие посты имеют двухстороннюю связь с пунктом управления для полной координации тяговой лебедки и трубоукладчиков. Команды для трогания и остановки трубопровода, которые передаются с пункта управления при помощи радиостанций, дублируются условными сигналами, должны быть отработаны заранее.

4.3.8 Контроль изоляции участка

Контроль качества изоляции после укладки трубопровода производится до вварки в общую трассу, но не ранее чем через две недели после засыпки. Контроль производится по результатам испытания методом катодной поляризации в соответствии с “Инструкцией по контролю состояния изоляции законченных строительством участков трубопроводов катодной поляризацией” (ВСН 2-20-76).

Поляризация проводится в следующем порядке:

- измеряют естественную разность потенциалов “труба - земля” в начале и в конце участка, при измерениях источник постоянного тока должен быть включен;

- включают источник постоянного тока; устанавливают требуемую силу тока, (определяем по номограмме ) и поддерживают ее постоянной в течении всего периода испытаний;

- по истечении трех часов поляризации измеряют разность потенциалов “труба - земля” в начале и конце участка. Если смещение разности потенциалов менее указанных значений или смещение достигается при силе тока, превышающей величину, определяемую по номограмме, качество изоляции оценивают как неудовлетворительное.

4.3.9 Берегоукрепления пойменной части подводного перехода

По окончании засыпки уложенного трубопровода производятся работы по укреплению надводной и подводной части берега каменной наброской, при этом сначала делают подготовку из щебня толщиной 15 см. Поверх него производят отсыпку слоя бутового камня толщиной 20 см.

Отсыпка надводной части берегоукрепления производится экскаватором, подводная отсыпается с использованием плавкрана. Камень из временного склада перегружается на специальную баржу плавкраном.

При укреплении берегов применяется щебень из изверженных пород с плотностью 2.1 ... 2.4 т/м3. Камень применяемый для берегоукрепления из изверженных метаморфических или осадочных пород, без признаков выветривания, прослоек мягких пород глины, гипса и других размакаемых и растворимых включений и трещин. Марка не ниже 300 , морозостойкость не ниже 15. Каменная наброска способна выдержать неравномерную осадку откосов, она наиболее целесообразна для укрепления берега, так как способна обеспечить надежное крепление берега на протяжении 5 ... 15 лет. В случае когда не возможно использовать каменную наброску из-за экономических причин - дороговизна доставки, можно принять другие варианты крепления. Одним из них рекомендуется принять крепление резиновыми матами, укладываемые на щебеночную или песчаную подготовку (крупный песок) толщиной 15 см.

4.4 Технология установки обжимной приварной муфты

Страницы: 1, 2, 3, 4