Сооружение подводных нефтегазопроводов

Свойства окалины под битумными изоляционными покрытиями при комплексной защите трубопровода в процессе эксплуатации не изменяются. Поэтому существовавшее ранее мнение о необходимости очистки поверхности трубопровода с полным снятием окалины до металлического блеска приводило к увеличению трудоемкости и снижению темпов очистных и изоляционных работ на трассе. Причем такая подготовка поверхности не повышает адгезию наносимых битумных изоляционных покрытий.

Пока в практику строительства трубопроводов широко не внедрены надежные приборы объективного контроля качества очистки поверхности труб перед нанесением на них покрытий, следует выполнять требования «Руководства по контролю качества очистки поверхности трубопроводов перед нанесением изоляционных покрытий» (Р260--77), разработанного ВНИИСТом и предусматривающего визуальный контроль с применением эталонов очистки.

Эталоны -- образцы очистки, выполненные в виде фотографий, разработаны на основе анализа практического применения битумных, пленочных, металлических, порошковых и стекло-эмалевых покрытий и действующих как в СНГ, так и за рубежом нормативов на очистку наружной поверхности труб под различные покрытия.

Очищенная поверхность трубопроводов, не содержащая пыль, влагу, масло, лед, снег, должна иметь вид, близкий к эталону. Эталоны разработаны для различных видов покрытия. Сравнение качества очистки труб с эталоном производится в отраженном свете.

В руководстве показаны наиболее эффективные способы очистки труб и трубопроводов больших диаметров: иглофрезерный, дробемётный, дробепескоструйный, а также очистка с помощью скребков и проволочных щеток. Режимы очистки должны обеспечивать получение поверхности, соответствующей эталону.

Качество очистки трубопроводов как одной из наиболее ответственных операций в процессе выполнения изоляционно-укладочных работ проверяют внешним осмотром и сравнением с эталоном очистки.

Ввиду того, что визуальный метод контроля степени очистки наружной поверхности трубопроводов не всегда позволяет достаточно точно оценить ее качество, необходимо широко внедрять методы контроля с использованием специальных приборов. Разработан метод контроля и прибор, основанный на принципе измерения светового потока, отражаемого от наружной поверхности трубопровода. Прибор переносного типа, в его корпусе размещен фотоэлектрический датчик с пылесветонепроницаемой насадкой и фоторезистор. В рукоятке прибора, которая расположена снизу, размещены источники питания -- аккумуляторы с напряжением 8 В. Прибор оборудован микроамперметром, подключенным в цепь фоторезистора.

Подключенный к источнику питания прибор направляет через отверстие фотоэлектрического датчика световой поток на металлическую поверхность трубопровода, подлежащую контролю. Отражаясь от нее, световой поток попадает на светочувствительную поверхность фоторезистора, изменяя его активное сопротивление и тем самым силу тока в цепи микроамперметра. По силе фототока на приборе, настроенном по эталонному образцу, определяют качество очистки. В случае несоответствия фототока регулируют режим работы трубоочистной машины.

Качество очищенной этим методом поверхности контролируют через 150--200 м по длине трубопровода, а также после регулировки режима работы очистной машины.

Указанный прибор позволяет производить объективный контроль степени очистки наружной поверхности трубопровода любого диаметра. Применение прибора вместе с автоматическим устройством для регулирования скорости передвижения и режима работы очистных машин позволит значительно повысить темпы и качество очистки трубопроводов и тем самым резко поднять эффективность выполнения очистных работ в условиях трассы.

Укладка трубопроводов

В технологическом потоке сооружения линейной части магистральных трубопроводов укладка -- наиболее ответственная и трудоемкая операция. От качества ее выполнения во многом зависит бесперебойная работа трубопроводов. Укладка -- это технологическая операция по перемещению трубных плетей, секций или отдельных труб, расположенных на строительной полосе, в проектное положение.

Под проектным положением трубопровода понимается его местонахождение на конкретном участке местности (в плане и профиле), указанном в рабочих чертежах и обеспечивающем нормальную эксплуатацию трубопровода. Для подземных трубопроводов проектным положением считается ось траншеи (в плане) и ее дно (в профиле). Наземные трубопроводы укладывают на подготовленное по проектным отметкам основание непосредственно вдоль оси будущей насыпи (обвалования). Проектным положением для надземных трубопроводов является пространственная линия, соединяющая середины опорных устройств под трубопровод.

Длина укладываемых элементов трубопровода (трубных плетей, секций или отдельных труб) определяется местными условиями и назначается в соответствии с проектом организации строительства и проектом производства работ.

Процесс укладки трубопроводов может быть самостоятельным не зависимым от других операций и неразрывно связанным с другими операциями в технологическом потоке; очисткой, изоляцией, сваркой, разработкой траншей, засыпкой, балластировкой.

Если укладку трубопровода выполняют одновременно с его очисткой и изоляцией, такие работы принято называть изоляционно-укладочными.

Способы производства изоляционно-укладочных работ

Изоляционно-укладочные работы на строительстве магистральных трубопроводов выполняют по одному из следующих способов:

совмещенным способом, при котором работы по очистке, изоляции и укладке трубопроводов выполняются в едином технологическом комплексе одной бригадой;

раздельным способом, при котором работы по очистке и изоляции технологически отделены от работы по укладке; при этом комплекс изоляционно-укладочных работ выполняют в два этапа: сначала очищенный и изолированный трубопровод укладывают на инвентарные лежки на берме траншеи, затем опускают ее на дно траншеи;

непрерывную нитку (или плети) и после очистки и изоляций стыков укладывают в траншею.

Выбирая тот или иной способ производства изоляционно-укладочных работ, необходимо принимать во внимание следующие факторы: возможность и целесообразность организации производства и доставки изолированных труб или секций, географическое расположение района строительства и его природно-климатические условия, организационную связь изоляционно-укладочного процесса с другими процессами строительного потока (например, с производством земляных работ), фактическое оснащение колонны средствами механизации, а также сезон строительства. Так, в условиях Крайнего Севера решающим фактором является суровая продолжительная зима. В такие районы трубы или секции следует поставлять с заводской или базовой изоляцией.

Совмещенный способ изоляционно-укладочных работ при трассовой изоляции является наиболее эффективным, он более полно отвечает основным принципам поточного строительства.

Раздельный способ изоляционно-укладочных работ при трассовой изоляции не нашел широкого применения, так как он достаточно трудоемок и требуется большое количество монтажных механизмов. Этот способ может быть использован только в тех случаях, когда нет условий для применения других методов.

При сооружении трубопроводов больших диаметров наиболее перспективным является способ укладки, при котором нить монтируется из изолированных секций.

Укладка трубопроводов, являясь составной частью изоляционно-укладочного процесса, во многих случаях рассматривается не отдельно, а в совокупности с другими технологическими операциями. Так, очистка поверхности трубопровода, нанесение праймера (грунтовки), изоляция и контроль ее качества, выполняемые в одном частном линейном потоке вместе с укладкой, представляют многосвязное звено, от работы которого в большинстве случаев зависит темп продвижения всего комплексного потока.

Технологический процесс укладки (спуска) трубопровода определяется техническими параметрами и режимами работы машин изоляционно-укладочной колонны, а также возможностями перемещения трубопровода с поверхности строительной полосы в проектное положение (в траншею, на основание насыпи или опоры). Причем на напряженное состояние трубопровода и устойчивость колонны от опрокидывания в целом большое влияние оказывает число трубоукладчиков и их взаимное расположение.

Контроль за качеством изоляционных покрытий

Качество изоляционных работ на трассе контролируют пооперационно при очистке, приготовлении и нанесении грунтовки, покрытия и укладке трубопровода в проектное положение. Изоляционные работы контролируются специальными лабораториями, находящимися, как правило, в составе генподрядных трестов.

Как указывалось, качество очистки металлической поверхности трубопровода проверяют внешним осмотром. Поверхность должна быть чистой, иметь цвет эталона без налета пыли от продуктов очистки. Качество грунтовок проверяется также визуально, следят, чтобы в ней не было сгустков и посторонних примесей. Сгустки или какие-либо включения удаляют путем фильтрования грунтовки через сито с отверстиями 0,1 мм. Вязкость грунтовки проверяют вискозиметром. Грунтовку с повышенной вязкостью разбавляют небольшими порциями бензина и тщательно перемешивают. Качество нанесения грунтовочного слоя на поверхность трубопровода контролируют внешним осмотром. Пропуски, сгустки, пузыри и подтеки грунтовки недопустимы.

Метод контроля качества нанесения антикоррозийных покрытий выбирают с учетом всех технологических факторов, определяющих защитные свойства изоляции: степени очистки металлической поверхности трубопровода, свойств и физико-механических характеристик грунтовки и изоляционного материала, условий и температуры воздуха при нанесении изоляционного покрытия, конструкции, толщины, сплошности и адгезии покрытия.

Поступающие на трассу полимерные ленты проверяют по сертификатам заводов-изготовителей в соответствии с требованиями технических условий. Полимерные ленты в рулонах должны отвечать следующим требованиям: торцы рулонов должны быть ровными, без сдвигов слоев ленты и оплавлений, лента должна разматываться равномерно без перекосов, клеевой слой должен сходиться только на внутренней стороне ленты и при размотке рулона не должен переходить на другую сторону.

Качество изоляционного покрытия из полимерных лент контролируют в процессе намотки ленты. При этом проверяют ширину ленты, ширину нахлеста витков, число нанесенных слоев, силу сцепления ленты с металлической поверхностью трубопровода и между слоями, сплошность покрытия. Ширину ленты и величину нахлеста в покрытии замеряют с помощью линейки. Толщину пленочного покрытия контролируют прибором МТ-ЗЗН.

Индукционный толщиномер МТ-ЗЗН определяет толщину покрытий до 10 мм без нарушения сплошности в любой точке трубопровода при работах в стационарных и полевых условиях. Как правило, проверку толщины изоляционного покрытия выполняют в четырех точках по окружности трубы через каждые 100 м длины трубопровода.

Разработаны портативные приборы для контроля толщины пластмассовых, эмалевых, лакокрасочных и других немагнитных покрытий.

Силу сцепления или прилипаемости ленты определяют через сутки при приемочных испытаниях путем двух надрезов покрытий ножом под углом примерно 60° и отрыва ленты. Если нанесенные слои полимерных лент поднимаются ножом с усилием, а не отслаиваются сами, прилипаемость отвечает предъявляемым требованиям. Герметичность между витками ленты в таких покрытиях считается удовлетворительной, если нахлесты витков между собой склеены полностью, Герметичность проверяют пробным отрывом ленты.

Для контроля адгезии покрытий из полимерных лент в трассовых условиях применяют адгезиметр А-1.

Сплошность покрытия проверяют дефектоскопом ДИ-74 или кольцевым щупом (выявляют, нет ли пор и* сквозных повреждений в виде проколов, трещин, разрывов ленты).

Сплошность изоляционного покрытия контролируют в процессе работы и остановок изоляционной ленты. Проверку качества производят непрерывно или через каждые 0,5 км, а также выборочно по требованию представителей заказчика или газинспекции. Если при повторной проверке обнаружены дефекты, сплошность покрытия проверяют с остановками изоляционной машины через каждые 10 м по длине трубопровода до момента исчезновения дефектов в покрытии.

Получивший для проверки сплошности наибольшее распространение искровой дефектоскоп ДИ-74 рассчитан на контроль покрытий толщиной до 9 мм и способен работать при температуре окружающего воздуха от --25 до +35°С и сухой поверхности изоляционного покрытия. При контроле сплошности полимерной ленточной изоляции рабочее напряжение на щупе дефектоскопа составляет 6 кВ, а битумной изоляции -- 4 кВ на 1 мм толщины антикоррозийного покрытия.

Питание дефектоскопа от батареи 10 КН-10--12 В, напряжена на щупе -- до 36 кВ, длина щупа -- 1386 мм, длина кабеля, соединяющего щуп с прибором, -- 12 м, габаритные размеры дефектоскопа -- 396 X 270 X 113 мм, масса -- 13 кг. Масса щупа с соединительным кабелем -- 4 кг.

При проверке покрытия на сплошность дефектоскопом ДИ-74, если изоляционное покрытие качественное, не имеет сквозных отверстий, между электродами индикатора возникает периодический разряд. При наличии дефектов в изоляционном покрытии возникает искровой разряд между электродом-искателем щупа и металлической поверхностью трубопровода. При этом разряды между электродами индикатора прекращаются.

Участки покрытия со сквозными отверстиями, являющиеся потенциальными местами коррозии металла труб, подлежат ремонту.

При производстве изоляционных работ в трассовых условиях контролируют основные технологические параметры, влияющие на качество наносимого покрытия; качество мастики (дозировку компонентов, температуру, время варки, температуру размягчения, глубину проникновения иглы, растяжимость), качество очистки и праймирования поверхности, температуру мастики в битумовозе и в ванне машины, сплошность, толщину и при-липаемость покрытия.

Составы изоляционных покрытий проверяют в полевых изоляционных лабораториях методом последовательного отбора проб и испытаний в соответствии с действующими техническими условиями.

Качество готовой мастики на механизированных битумоплавильных установках определяют путем отбора контрольных проб от каждой варки (котла) для лабораторного определения температуры размягчения.

Растяжимость, характеризующую эластичность и текучесть мастики, проверяют на дуктилометре, на котором образец материала, отлитый в форме восьмерки, подвергается растяжению при температуре 25°С со скоростью 5 см/мин. Значение растяжимости определяется указателем прибора по длине нити образца в сантиметрах в момент ее разрыва.

Твердость битумных материалов проверяют глубиной проникания иглы с помощью пенетрометра. Измерение глубины проникания иглы в материал производится при температуре образца 25°С под постоянной нагрузкой за промежуток времени 5 с. Единицей измерения пенетрации является глубина погружения иглы, равная 0,1 мм.

Контроль мастики на растяжимость и пенетрацию производится периодически для каждой партии материалов и по требованию заказчика.

Толщину слоя битумного покрытия проверяют индукционные толщиномером МТ-ЗЗН через каждые 100 м и при остановках изолировочной машины в четырех точках по окружности трубу в местах, вызывающих сомнение.

Сплошность покрытия определяют дефектоскопом ДИ-64 выборочно в местах, вызывающих сомнение, и на участках работы изолировочной машины в момент ее наладки.

Контроль прилипаемости или силы сцепления (адгезии) битумного изоляционного покрытия выполняется методом надреза покрытия ножом по двум линиям, сходящимся под углом 45--60°, и отрыва этого участка начиная от вершины утла надреза. Проверку производят через каждые 500 м длины трубопровода. Покрытие отвечает требованиям по прилипаемости, если защитный слой отрывается от металлической поверхности отдельными небольшими кусочками, а часть его остается прилипшей к металлу трубы, т. е. имеется когезионный тип разрушения покрытия.

Для более точного определения адгезии битумной изоляции с металлом трубы ВНИИСТ разработал сдвигомер СМ-1. Принцип его действия основан на измерении усилия, необходимого для сдвига участка покрытия определенных размеров. Прибор состоит из рабочего органа -- ножа, на который передается постоянное усилие от силового механизма (выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины с линейной характеристикой), корпуса с тремя опорными ножами, расположенными в нижней его части и предназначенными для крепления прибора к изолированной поверхности трубопровода, шкалы на верхней съемной крышке прибора для пересчета показаний индикатора в усилие сдвига образца покрытия.

Между значениями адгезии, определенными методом нормального отрыва и методом сдвига (прибором СМ-1), установлена зависимость, которая может быть выражена корреляционным уравнением

Ат = 0,57Ло

где Ат -- адгезия изоляционного покрытия при измерении прибором СМ-1; Ло--то же, при измерении методом нормального отрыва.

Таким образом, если минимальное значение прилипаемости битумного покрытия к металлической поверхности трубопровода, определенное методом нормального отрыва, в соответствии с нормами составляет 5 кгс/см2 при температуре 25°С, то адгезия, определенная методом сдвига, должна составлять 2,8 кгс/см2-

Качество битумных покрытий в базовых условиях контролируют также пооперационно, при этом проверяют качество материалов на соответствие их техническим условиям и государственному стандарту, технологический режим приготовления мастики (температуру мастики, регулировку и работу механизмов, правильность нанесения армирующего и оберточного материалов), качество изоляционного покрытия (сплошность -- визуально и дефектоскопом, толщину слоя -- толщиномером, прилипаемость -- методом нормального отрыва и сдвигомером).

При контроле качества лакокрасочных покрытий в трассовых условиях определяют равномерность нанесенного изоляционного слоя, наличие пропусков, подтеков, пузырей (устанавливается визуально), толщину слоя покрытия (измеряют индукционным толщиномером), силу сцепления покрытия с металлом (определяют методом решетчатого надреза слоя покрытия).

При проверке цинковых покрытий, наносимых на участки сварных стыков в условиях трассы и на поверхность труб в стационарных условиях, следует определять толщину защитного слоя, качество покрытия (поверхность должна быть гладкой, без трещин, макропор, наплывов и посторонних включений), сцепление покрытия с металлом трубы. Контроль на сцепление производят на двух контрольных образцах размером 150 X 150 X 5 мм методом загиба на 180° вокруг оправки диаметром 25 мм один раз в смену. При этом образцы контролируют на отсутствие отслаиваний, надрывов, трещин и изломов в цинковом покрытии.

На партии труб, изолированных в стационарных условиях, составляют технический паспорт с указанием вида изоляционных материалов, типа и конструкции покрытия, толщины защитного слоя, армирующего и оберточного материала.

Изоляционные покрытия из жировых смазок проверяют путем внешнего осмотра на сплошность и отсутствие видимых повреждений; толщину слоя определяют штангенциркулем.

Результаты контроля изоляционных покрытий заносят в специальный журнал.

Обнаруженные при контроле дефекты в изоляционном покрытии подлежат устранению. После ремонта покрытие должно быть монолитным и обеспечивать необходимые защитные свойства.

Отремонтированные участки трубопровода укладывают в траншею и засыпают. Укладку и засыпку изолированных трубопроводов можно производить только после оформления документации по контролю очистки, огрунтовки и нанесению изоляции в соответствии с правилами Газинспекции и СНиП 1П-Д.10--72.

Ввиду того, что в процессе укладки трубопровода в проектное положение и во время его засыпки изоляционное покрытие может быть повреждено, необходимо при приеме законченных строительном подземных участков (помимо пооперационного контроля процессе нанесения изоляции) проверять сплошность покрытия методом катодной поляризации.

Контроль изоляционного покрытия методом катодной поляризации производят в соответствии требованиями разработанной ИИСТ «Инструкции по контролю состояния изоляции законченных строительством участков трубопроводов катодной поляризацией» (ВСН 2-29--76). Согласно этой инструкции состояние изоляционного покрытия оценивают по силе тока поляризации и смещению разности потенциалов труба -- земля в конце контролируемого участка.

Допускаемую силу тока в цепи поляризуемого источника определяют в зависимости от типа изоляционного покрытия, длины контролируемого участка, диаметра и толщины стенки трубы.

Состояние изоляционного покрытия законченного строительством участка трубопровода (длина участка 4--50 км) оценивают как хорошее, если вызванное поляризацией смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба -- земля в конце участка составляет не менее 0,55 В, а сила тока, вызывающая это смещение, не превышает допустимого значения (согласно инструкции), как удовлетворительное, если вызванное поляризацией смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба - земля в конце участка не менее 0,4 В, а сила тока, вызывающая это смещение, fie превышает допустимого значения, и неудовлетворительное, если смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба -- земля в конце участка меньше 0,4 В или указанное смещение достигнуто при силе тока, превышающей допустимое значение.

При контроле участков трубопроводов, изолированных покрытиями из полимерных материалов, допустимую силу тока определяют по номограмме.

Состояние изоляционного покрытия законченного строительством короткого участка трубопровода (длина участка менее 4 км) оценивают как хорошее, если вызванное поляризацией смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба -- земля в начале участка составляет не менее 1 В, а сила тока, вызывающая это смещение, не превышает допустимого значения, удовлетворительное, если смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба -- земля в начале участка не менее 0,7 В, а сила тока, вызывающая это смещение, не превышает допустимого значения, и неудовлетворительное, если смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба -- земля в начале участка менее 0,7 В или указанное смещение достигнуто при силе тока, превышающей допустимое значение.

Допустимую силу тока при контроле коротких участков, изолированных покрытиями из полимерных материалов, определяют по номограмме.

Монтаж и подключение установки, оборудования и измерительной аппаратуры при испытании покрытия методом катодной поляризации производит, как правило, заказчик с участием представителей контролирующей и строительной организаций. Расходы несет заказчик. При этом осуществляется следующий порядок контроля;

измеряется естественная разность потенциалов труба - земля в начале и конце участка при выключенном генераторе;

включается генератор постоянного тока, устанавливается необходимая сила тока (по номограммам) и поддерживается постоянной в течение всего испытания;

если в течение 2--3 ч разность потенциалов в точке дренажа и сила тока не изменяются, измеряется разность потенциалов труба -- земля в конце участка.

По результатам контроля составляют акт по установленной форме.

Контроль катодной поляризации законченных строительством трубопроводов в зимнее время рекомендуется выполнять в период нахождения трубопровода в незамерзшем грунте.

При неудовлетворительном состоянии изоляционного покрытия места расположения дефектов могут определяться искателями повреждений, а также по переходному сопротивлению труба -- земля.

В последнем случае на каждом километровом участке испытываемого трубопровода с целью определения переходного сопротивления измеряют естественную и при катодной поляризации разность потенциалов труба -- земля в контрольно-измерительных колонках. Медносульфатный электрод сравнения при этом устанавливают в 15 м от трубопровода. При измерениях рекомендуется пользоваться одними и теми же измерительными приборами электродом сравнения.

Для определения мест повреждения покрытия (сквозных повреждений), в том числе на участках с переходным сопротивлением покрытия менее допустимого, применяют искатель повреждений ИП-74. Принцип действия этого прибора основан на обнаружении электрического тока, вытекающего в грунт в местах с поврежденным покрытием.

Перемещая прибор вдоль трубопровода, фиксируют максимальные показания разности потенциалов между двумя точками земли над трубопроводом в момент, когда подвижный электрод находится непосредственно вблизи дефекта. В местах обнаружения дефектов трубопровод вскрывают и на основе детального обследования устанавливают характер и причину повреждения покрытия. На участки с дефектами должен быть составлен акт. Ремонт поврежденных участков выполняет строительная организация.

Отремонтированные участки трубопровода подвергают повторному испытанию методом катодной поляризации. Участки, удовлетворяющие необходимым требованиям, подлежат приемке.

17.11 «Общая схема работ по очистке внутренней полости и испытанию трубопровода»

Общая схема работ по очистке и испытанию трубопроводов

Работы по очистке полости и испытанию магистральных трубопроводов на строительстве трубопроводов специализированными организациями выполняют бригады, входящие в состав сварочно-монтажных участков.

При сооружении трубопроводов крупными механизированными комплексами рекомендуется, чтобы очистку и испытание их выполняли специальные бригады, состоящие из трех звеньев: 1) звено очистки полости; 2) звено испытаний; 3) звено ремонтных работ. Каждое звено должно быть укомплектовано необходимой техникой и оборудованием для работ в заданном темпе основного строительного потока.

Бригада приступает к работам на двух соседних технологических участках, ограниченных линейной арматурой, длиной по 25--30 км, когда основные бригады заканчивают все строительно-монтажные работы на них.

Организационная схема работ по очистке и испытанию трубопровода заключается в следующем. Первым в работу на участке включается звено очистки, которое в зависимости от принятого в проекте способа выполняет продувку или промывку полости трубопровода.

Продувку трубопровода вначале ведут, как правило, по двусторонней схеме на двух освобожденных основными строительными бригадами участках. Для продувки подключают компрессоры и очищают сначала правый, затем левый технологический участок. Причем каждый из них попеременно используется в качестве ресиверей. В дальнейшем на остальных участках линейной части магистрального трубопровода продувку выполняют по односторонней схеме, и ресивером служит ранее очищенный технологический участок.

На участках трассы, проходящих в сложных условиях (болота, горные и пустынные районы), где темпы строительства, как правило, значительно ниже, чем в средней полосе, вследствие чего численность и механооснащенность строительных подразделений и протяженность отводимых им участков меньше, целесообразно работы по очистке и испытанию трубопроводов проводить по окончании строительства нескольких участков.

Очистка полости трубопроводов

Очистку полости трубопроводов производят с целью удаления с их внутренней поверхности остатков окалины, грата и случайно попавших частиц грунта, воды и других предметов. Для обеспечения чистоты полости и снижения затрат на выполнение очистки, являющейся весьма сложной и трудоемкой операцией, особенно для трубопроводов больших диаметров, необходимо принимать меры к предотвращению загрязнения труб в процессе их хранения, транспортировки и монтажа трубопровода в нитку.

Полость магистральных трубопроводов очищают, как правило, в два этапа, сначала в процессе сварочно-монтажных работ, затем -- после их окончания.

Очистку полости трубопроводов протягиванием очистных устройств выполняют непосредственно в процессе сварочно-монтажных работ на трассе. При этом устраняется возможность попадания в полость смонтированного трубопровода крупных загрязнений снега, наледи и посторонних предметов, что значительно облегчает последующий процесс очистки полости продувкой или промывкой. Особенно целесообразно применение метода протягивания на трубопроводах больших диаметров, строящихся в сложных условиях.

При сооружении подземных и наземных трубопроводов очистку полости протягиванием очистных устройств выполняют в процессе сборки и сварки отдельных труб или секций в нитку, а при прокладке надземных трубопроводов -- до укладки трубопровода на свайные опоры в процессе сборки и сварки секций или плетей.

Для трубопроводов, сборка которых осуществляется с помощью внутренних центраторов, очистку полости производят специальными очистными узлами, конструктивно объединенными с самим центратором. Очистные устройства в таком механизме -- подпружиненные скребки и щетки (прижим которых к стенке трубопровода обеспечивается через систему рычагов гидравлическим приводом) -- смонтированы в передней части внутреннего центратора. При перемещении внутри трубы в процессе сборки трубопровода центратор удаляет из полости основной объем загрязнений.

Участки трубопроводов, которые монтируют с помощью наружных центраторов, очищают путем протягивания специальных устройств. Очистку внутренней полости в этом случае производят с помощью щеточных элементов и манжет, которыми оснащено протягиваемое устройство.

Внутренний центратор или специальное очистное устройство перемещается внутри трубы посредством штанги или троса с помощью трубоукладчика или трактора, которые придаются сварочно-монтажной бригаде. В процессе перемещения внутренних центраторов или специальных устройств при сборке трубопровода загрязнений, имеющиеся на его внутренней поверхности, удаляются в каждой секции.

Чтобы устранить возможность повторного загрязнения полости трубы после очистки протягиванием на открытых концах участков трубопровода (в местах технологических разрывов, захлестов сварки арматуры) устанавливают временные заглушки.

Очистка методом протягивания не влияет на организацию производства работ и технологию последующей очистки трубопровода методом продувки, однако она позволяет значительно снизить расход воздуха (или газа) при продувке, повысить темпы, эффективность и качество очистки внутренней поверхности трубопроводов.

Окончательную очистку полости трубопроводов производят методом продувки или промывки по окончании сварочно-монтажных работ, укладки трубопровода в траншею и его засыпки, но до врезки линейной арматуры.

Продувку конкретных участков трубопровода производят в определенной последовательности в соответствии с директивным графиком строительства, в качестве приложения к которому разрабатывается принципиальная схема организации работ, определяющая очередность очистки участков, направления и источники продувки. На основе принципиальной схемы составляют рабочие графики и организационные схемы производства работ по продувке с учетом особенностей каждого участка трубопровода. Руководство работами по очистке полости продувкой осуществляет специальная комиссия, действующая в соответствии с инструкцией. В этой инструкции определяются:

границы участков для продувки трубопровода с привязкой к пикетам или километровым знакам;

источники воздуха или газа, схема и конструкция узлов подключения;

способы продувки отдельных участков;

места установки и выпуска очистных поршней, продувочных патрубков, углы поворота и способы закрепления;

порядок проведения этапов продувки по участкам с указанием давления, длины ресиверов и продувочных плеч;

порядок вытеснения воздуха при продувке газом и определения содержания кислорода в газовоздушной смеси, методика одоризации воздуха или газа.

Основным способом очистки полости трубопроводов является продувка с пропуском металлических очистных поршней, движущихся под давлением воздуха или природного газа. Наибольшее применение получила продувка сжатым воздухом как наименее опасная, позволяющая вести работы на отдельных участках строительства и исключающая возможность взрывов и пожаров. Применение этого способа целесообразно для подземных и наземных трубопроводов.

Продувка трубопроводов с пропуском металлических очистных поршней осуществляется под давлением воздуха или газа, поступающего из ресивера, в качестве которого, как правило, используют прилегающий участок, ограниченный с обеих сторон запорной арматурой или заглушками. Для обеспечения необходимой скорости движения очистного поршня за счет энергии сжатого газа, накопленной в ресивере, его длина должна приниматься равной длине продуваемого участка.

Для продувки трубопроводов диаметром 1020--1420 мм давление в ресивере при соотношении длин продувочного плеча и ресивера 1:1 должно составлять 6--8 кгс/см2. При продувке участков со сложным рельефом местности давление следует увеличивать в 1,2 -- 1,3 раза.

Очистку надземных трубопроводов на опорах рекомендуется производить продувкой с пропуском эластичных поршней-разделителей. Продувку с применением эластичных разделителей выполняют па участках протяженностью не более 15 км под давлением сжатого воздуха или природного газа со скоростью не более 10 км/ч.

Продувку полости трубопроводов без пропуска металлических устройств за счет увеличения скоростей потока и объема воздуха или газа можно осуществлять на участках с резко пересеченным рельефом местности и на переходах через водные преграды.

При очистке трубопроводов, проложенных по болотам, когда предполагается наличие воды в полости после пропуски металлических очистных поршней, рекомендуется волнительно пропускать эластичные разделители, обеспечивающие полное удаление воды.

Продувка полости трубопроводов больших диаметров природным газом допускается только в исключительных случаях по согласованию с Газовой инспекцией. Причем для предотвращения взрывания газовоздушной смеси в трубопроводе следует перед продувкой вытеснить из него воздух. Для этих целей монтируют и соединяют с продувочным плечом специальную обводную линию, по которой газ подают в плечо под давлением 0,5-- 1 кгс/см2. Воздух из продувочного плеча вытесняют до тех пор, пока содержание кислорода в газовоздушной среде, определяемое газоанализатором, не будет составлять менее 2%.

После вытеснения воздуха продувку участка газом выполняют по той же схеме, что и при продувке воздухом.

Для продувки трубопровода природным газом от действующего газопровода или коллектора газового промысла прокладывают временный шлейф, по которому газ подают в участки очистки по мере их готовности.

Для продувки подземных и наземных трубопроводов рекомендуется применять поршни с очистными и герметизирующими инструментами.

Продувку полости трубопроводов с пропуском поршней при давлении сжатого воздуха выполняют в последовательности.

Для улучшения качества очистки полости и увеличения протяженности продуваемых участков практикуют применение одновременно двух очистных устройств.

Продувка с пропуском очистных устройств заканчивается тогда, когда после вылета очистного поршня из выпускного патрубка выходит чистый воздух или чистый газ.

Для продувки надземных трубопроводов применяют эластичные очистные устройства облегченной конструкции ДЗК или ДЗК-РЭМ.

Промывку полости трубопроводов выполняют на объектах, подлежащих испытанию гидравлическим способом. Организация работ при промывке аналогична организации работ при очистке полости продувкойВ процессе промывки полости трубопровода по нему пропускают очистные устройства (эластичные разделители), перемещающиеся в потоке воды, закачиваемой в трубопровод при гидравлическом испытании. Работы по промывке выполняют в три этапа: 1) подготовка участка к промывке; 2) заполнение водой полости перед разделителем; 3) пропуск разделителя в потоке воды. Причем вначале на участке очистки монтируют узел подключения к трубопроводу с запасованным в него разделителем. Затем на конце участка монтируют линейную задвижку с промывочным патрубком. После этого полость трубопровода перед разделителем заполняют водой в количестве, равном не менее 15% объема полости очищаемого участка. Объем воды, необходимый для промывки, определяют по времени работы наполнительного агрегата с известной производительностью.

Скорость потока при промывке участков с применением эластичных разделителей должна составлять не менее 1,5 км/ч. Принципиальная схема промывки приведена на рис. 15.

Для промывки трубопроводов больших диаметров используют преимущественно эластичные разделители ДЗК-РЭМ и поршни-разделители ОПР-М.

Техническая характеристика разделителей ОПР-М

ОПР-М-1000 ОПР-М-1200 ОПР-М-1400

Диаметр, мм 1050 1260 1450

Длина, мм 1470 1600 2000

Масса, кг 335 490 639

Качество промывки полости трубопровода контролируют также по интенсивности выхода и степени загрязненности струи воды, выходящей из промывочного патрубка на конце очищаемого участка. Промывку заканчивают, когда после прохода по трубопроводу разделитель выйдет из него неразрушенным.

Промытый участок сдают заказчику.

17.12 «Испытание на прочность и герметичность магистральных трубопроводов»

Испытание на прочность и герметичность

В соответствии с требованиями строительных норм и правил магистральные трубопроводы до сдачи в эксплуатацию должны быть испытаны на прочность и затем на герметичность.

Испытания на прочность в зависимости от испытательного давления могут иметь двоякое назначение. При уровне испытательного давления 1,1 pph6 проверяют работоспособность трубопровода при рабочем давлении и выявляют только крупные дефекты, явившиеся следствием строительного процесса. Как показала практика, при таком испытании в трубопроводе остается ряд мелких дефектов в металле труб, для развития и выявления которых требуется более высокое напряженное состояние металла и время выдержки. Поэтому в последнее время наметилась тенденция проведения испытаний трубопроводов под давлением, создающим в металле напряжения, равные или большие нормативного предела текучести. Переход на испытания трубопроводов под таким давлением ставит задачу выявления максимального числа дефектов на стадии строительства, чтобы свести к минимуму возможные разрывы труб в процессе их эксплуатации. В СНиП 11.45--75 предусмотрена такая возможность.

При испытании на герметичность выявляются мелкие сквозные дефекты, которые не влияют на прочность трубопровода.

Параметры испытаний назначаются проектом в зависимости от категории испытываемых участков и методов испытаний.

Трубопроводы II, III и IV категорий испытывают на прочность под давлением

Продолжительность выдержки 12 ч при пневматическом испытании и 6 ч -- при гидравлическом.

Участки категорий I и В имеют повышенную толщину стенок труб, поэтому для них испытательное давление рисп = 1,25/pраб.

Исключение составляют переходы нефтепродуктопроводов черезреки, где для трубопроводов категории В рисп = 1,5 рраб. Продолжительность испытания в обоих случаях 2 ч.

Испытанию в нитке подвергают полностью законченный трубопровод с врезанной арматурой.

Для подводных переходов имеется третья очередь испытаний -- после протаскивания и укладки в траншею, но до засыпки под давлением 1,25рраб или 1,5рраб в течение 12 ч.

Подъем давления при пневматическом испытании законченных строительством трубопроводов рекомендуется производить плавно осматривая трассу при давлении (рисп -- испытательное давление), но не более 20 кгс/см3. При осмотре трассы трубопровода подъем давления прекращают, а после осмотра давление доводят до испытательного без перерыва.

На герметичность трубопроводы проверяют после испытания на прочность и снижения давления с испытательного до рабочего.

При испытании на герметичность сжатым воздухом или газом давление на участке трубопровода с испытательного до рабочего снижают плавно (не более 3 кгс/см2 в 1 ч) и выдерживают в течение 24 ч для выравнивания температуры испытательной среды с температурой грунта засыпки.

При испытании трубопроводов на прочность и герметичность утечки выявляют визуальным осмотром и с помощью течеискателей. Визуально утечки определяют по их характерным признакам: звуку, запаху, изменению цвета растительности и снежного покрова. Для выявления возможных утечек по запаху в воздух, закачиваемый в трубопровод через дозировочный бачок, добавляют 40--60 г на 1000 м3 объема воздуха или газа (при 0° С и 760 мм рт. ст.) одоранта -- вещества с характерным запахом. В качестве одоранта используют каптан, этилмеркаптан, пенталарм и другие вещества.

Этот метод требует применения приборов высокого класса точности.

Гидравлическое испытание трубопровода осуществляют также по участкам или по всей трассе одновременно. В процессе заполнения трубопровода водой из него с помощью эластичных разделителей через воздухоспускные краны полностью удаляют воздух.

После гидравлического испытания на прочность проверку трубопроводов на герметичность выполняют (как и при испытании воздухом или газом) после снижения давления до максимального рабочего. Воду из полости трубопровода после его испытания удаляют также путем пропуска эластичных разделителей под давлением сжатого воздуха или газа со скоростью до 10 км/ч.

Дефекты в трубопроводе устраняют силами ремонтного звена, затем трубопровод подвергают повторному испытанию.

Испытания трубопроводов на прочность и герметичность проводят под руководством специальной комиссии, состоящей из представителей заказчика, генподрядчика и субподрядных организаций. При испытании газопроводов в составе комиссии должен быть и представитель Государственной газовой инспекции. В своей работе комиссия руководствуется инструкцией, составленной строительной организацией для данного объекта, согласованной с заказчиком и утвержденной председателем комиссии по испытанию. В инструкции должны быть отражены следующие основные положения:

распределение обязанностей между членами комиссии в период испытания и места их нахождения;

методика и способы проведения испытаний, методы и средства обнаружения утечек;

источники получения необходимых ресурсов и потребность в них;

календарный график проведения испытаний с указанием мест расположения и порядка перемещения, а также пунктов питания и отдыха рабочих на трассе;

мероприятия пожарной и технической безопасности;

комплектование групп охраны зоны оцепления и места нахождения постов в период испытаний, схема расположения пунктов связи на трассе испытываемого трубопровода.

Контроль качества выполненных работ

До начала работ по сооружению трубопровода все поступающие на строительство материалы (трубы, арматура, фитинги изоляционные, сварочные материалы и др.) должны быть проверены на соответствие их требованиям действующих стандартов и технических условий. Проверку материалов осуществляют линейные или центральные лаборатории строительных организаций.

Чтобы исключить брак и повысить личную ответственность исполнителей, в процессе строительства линейной части трубопроводов поточным методом должен быть организован систематический контроль за качеством выполняемых операций. Пооперационный контроль качества выполняется одновременно с производством строительно-монтажных работ. При ведении контроля непосредственно исполнителями работ ответственность за правильность и своевременность его осуществления несет линейный инженерно-технический персонал строительной организации.

Качество выполненных работ контролируют в соответствии с требованиями СНиП, государственных стандартов, технологических инструкций и системы допусков по строительству трубопроводов. Проверку качества каждого вида работ выполняют на основе технологических карт пооперационного контроля, разработанных производственно-технической фирмой «Орггаз-строй».

Технологические карты пооперационного контроля качества содержат основные положения по организации и технологии контроля выполняемых операций, технические требования к материалам и контролю их качества, перечень основных операций и процессов, а также показатели, подлежащие контролю при выполнении каждого вида работ. В них указаны состав и виды контроля, техническое оснащение для каждого вида контроля, обязанности должностных лиц, осуществляющих контроль. В технологических картах приведены формы всей необходимой технической документации для регистрации результатов контроля выполняемых работ. Указанные карты -- основной руководящий материал для линейного персонала и рабочих, занятых на строительстве трубопроводов.

В процессе выполнения сварочно-монтажных работ в технологическом потоке производится также приемочный контроль этих работ, который заключается в просвечивании сварных соединении по мере их готовности. Приемочный контроль, включающий проверку чистоты полости трубопровода, испытание его на прочность, проверку герметичности, проверку сплошности изоляционного покрытия методом катодной поляризации, выполняется по окончании строительно-монтажных работ на участке. Порядок и состав приемочного контроля этих операций регламентируется СНиП и технологическими инструкциями на производство данного вида работ.

Результаты приемочного контроля оформляют актом.

17.13 «Сооружение подводных переходов»

Специфика сооружении подводных переходов из труб больших диаметров

Подводные переходы -- это наиболее ответственные, трудоемкие и дорогостоящие сооружения линейной части магистральных трубопроводов. Трудоемкость строительства 1 км трубопровода на подводных переходах в зависимости от ширины водной преграды в 9--12 раз, а стоимость в 2,5--3 раза выше, чем на сухопутных участках.

Широкое применение труб больших диаметров на подводных переходах позволяет сократить число прокладываемых через водные преграды ниток, что дает возможность уменьшить расход труб и материалов, снизить объемы дорогостоящих подводных земляных работ и работ по сварке и укладке трубопроводов, а также улучшить условия эксплуатации подводных переходов.

Вместе с тем широкое внедрение в практику строительства трубопроводов больших диаметров, в том числе и подводных переходов из труб больших диаметров, связано с определенными техническими трудностями.

Для учета специфики и выбора наиболее оптимальных методов при сооружении подводных трубопроводов в конкретных условиях составляют проект, положения которого проектная организация должна согласовать с местными бассейновыми управлениями водных путей, лесосплавными и другими организациями, снимающимися эксплуатацией водотока в пределах участка данного перехода.

При составлении проекта устанавливают границы подводного перехода, в состав которого входит русловой участок, сооружаемый с применением специальных подводно-технических средств.

Пойменный участок, выполняемый, как правило, средствами типизации, используемыми на строительстве линейной части магистральных трубопроводов.

Сооружение подводных переходов ведут по планам и графикам, строгой увязке и с опережением комплекса линейных работ.

Поэтому до начала строительства подводного перехода строительная организация должна иметь полностью законченную и утвержденную проектно-сметную документацию для данного перехода, а именно:

акт выбора створа перехода, согласованный с заинтересованными организациями;

рабочие чертежи и смету на строительство перехода, каталог единичных расценок;

справку банка о финансировании работ.

Основные организационные схемы по строительству переходов должны быть предусмотрены в проекте организации строительства, который включает:

календарный план строительства;

основные объемы работ, ведомость необходимых материально-технических ресурсов и рабочей силы;

стройгенплан с указанием постоянных и временных сооружений;

пояснительную записку с описанием методов производства работ при сооружении перехода.

До начала строительных работ должна быть выполнена организационно-техническая подготовка строительства перехода, включающая организационные мероприятия и подготовительные работы. Организационно-технические мероприятия выполняются в соответствии с положениями, утвержденного технического проекта и состоят из следующих этапов:

уточнение с заинтересованными организациями сроков и способов производства работ;

заключение подрядных и субподрядных договоров и оформление документации по финансированию работ;

решение вопросов материально-технического обеспечения и согласование графиков поставки на объект материалов, машин и оборудования;

составление проекта производства работ.

Проект производства работ утверждается главным инженером строительной организации и передается подразделению по строительству перехода не позднее, чем за месяц до начала работ. Проект производства работ на строительство крупных и сложных подводных переходов включает:

стройгенплан с расположением технологических сооружении жилых, бытовых и складских помещений;

календарный график производства работ;

график поступления на объект труб и необходимых материалов;

график потребности в механизмах и плавучих средствах;

типовые проекты временных технологических сооружений;

линий электроснабжения, связи, водоснабжения, складов, причалов;

технологические схемы и карты основных производственных процессов -- сварки, изоляции, подводных земляных укладки трубопровода;

график движения рабочей силы;

перечень мероприятий по технике безопасности;

пояснительную записку с расчетами и обоснованием принятой технологии строительства подводного перехода.

Проект производства работ для несложных переходов выполняется более упрощенно и включает: стройгенплан, календарный план, график работ, типовые технологические схемы на основные виды работ с привязкой к условиям данного перехода, краткую пояснительную записку.

2 Методы сооружения подводных переходов

Подготовительные работы перед началом строительно-монтажных работ на переходе выполняются с целью обеспечения бесперебойного строительства объекта и заключаются, прежде всего, подготовке строительной площадки и обустройстве ее временными и вспомогательными технологическими сооружениями. Такими сооружениями являются трубосварочная база, механические мастерские, склады для хранения труб, горюче-смазочных и других материалов, хозяйственные, жилые и культурно-бытовые помещения, внутриплощадочные дороги, стоянки и причалы.

По окончании организационно-технической подготовки приступают к выполнению основных строительно-монтажных работ на переходе. В комплекс основных технологических процессов по строительству подводных переходов входят: монтаж и сварка секций в нитку, изоляция и балластировка трубопровода, разработка траншей, укладка и засыпка или замыв трубопровода.

Сварочно-монтажные работы на подводных переходах выполняют теми методами, которые применяют и на строительстве линейной части магистральных трубопроводов. При сооружении небольших по протяженности подводных переходов применяют ручную сварку труб в плети. На строительстве переходов значительной протяженности сварку отдельных труб в трехтрубные секции выполняют на специальном стенде с использованием сварочных полуавтоматов. На монтажной площадке секции сваривают в одну или несколько плетей в зависимости от ширины водной преграды и длины монтажной площадки. Последняя, как правило, определяется рельефом местности и технологической схемой укладки трубопровода. После сварки плетей проводят их гидравлическое испытание.

...