Экологическая безопасность газопроводов

В настоящее время перед газовой отраслью Российской Федерации возникают новые задачи. Это связано с геополитической необходимостью. География перспективных газоносных регионов охватывает территорию от Баренцева до Охотского и Каспийского морей. Соответственно, различные климатические условия этих регионов предполагают наличие характерных геоэкологических особенностей, которые необходимо учитывать при разработке концепции развития газовой отрасли. Более того, воздействие на окружающую среду объектов газовой промышленности проявляется, как на этапе сооружения, так и на стадии их эксплуатации. [1]

В качестве примеров использования современных технологий в строительстве газопроводов были рассмотрены:

• Газопровод «Голубой поток»

• Газопровод «Турецкий поток»

• Газопровод «Северо-Европейский газопровод»

Использование полиэтиленовых труб

Полученные «в наследство» трубопроводы из металлических и чугунных труб во многих случаях уже требую замены. С середины прошлого века во многих странах активно использую для прокладки водо- и газопроводов полиэтиленовые трубы, изготовленные из полиэтилена низкого давления.

При гарантийном сроке эксплуатации, около 50 лет, труба пнд, в отличие от металлических и чугунных, которые ржавеют и «зарастают» по внутреннему диаметру, остается в рабочем состоянии. Внутренние стенки за время эксплуатации, шлифуясь, приобретают еще большую гладкость, что повышает пропускную способность трубопровода. При одинаковых диаметрах его пропускная способность на четверть больше, чем стального.

Еще одно преимущество полиэтиленовых труб - это простота их монтажа. Соединение может быть разъемным или неразъемным, и выполняется несколькими способами. [7] Стоимость готового трубопровода в 2-3 раза дешевле стального, а время монтажа сокращается в 10 раз. Ни один из вариантов соединения не ухудшает его прочность и пропускную способность.

Полиэтилен имеет резистентность к агрессивным химическим веществам и не нуждается в дополнительной электрохимической защите; не нуждаются в монтаже гидроизоляционных материалов, так как сами обладают отличными характеристиками.

Покрытие газопроводов обмазкой на основе эпоксидной смолы

Одним из способов, продлевающих срок эксплуатации газопроводов, а, следовательно, уменьшающих вероятность возникновения аварийных выбросов и утечек природного газа в воздушную среду, является внутреннее гладкостное покрытие труб на основе эпоксидной смолы. Выделяют следующие основные технологические и эксплуатационные преимущества при использовании такого покрытия труб:

• улучшение гидравлических характеристик потока газа посредством уменьшения его турбулизации в пристенной зоне;

• повышение производительности газопроводов;

• повышение надежности газопроводов посредством уменьшения давления при той же производительности;

• предотвращение образования коррозии в процессе хранения труб и сооружения газопроводов;

• уменьшение затрудняющих перекачку газа отложений водного и углеводородного конденсата на внутренней поверхности труб за счет снижения адгезии;

• сохранение чистоты газа и снижение забивки и повреждений фильтров, измерительных приборов, запорных и регулирующих устройств;

• предотвращение ухудшения поверхности труб.

При этом достоинства газопроводов из труб с гладкостным покрытием особенно проявляются при большой их протяженности и высоком рабочем давлении порядка 9,8-25,0 МПа.

Использование биоразлагаемых заглушек

Компанией АО «МЕТАКЛЭЙ» разработан материал Метален-Био, состоящий из полиэтилена, комплекса добавок и наносиликата.

Метален-Био будет использоваться для производства биозаглушек газопроводных труб взамен существующим заглушкам из обычного полимерного материала. Заглушки защищают полость труб от попадания мусора и влаги при транспортировке и хранении. Метален-Био позволит оставлять заглушки на местах прокладки трубопроводов после их использования. Под действием УФ-излучения материал будет разрушаться на молекулярном уровне и превращаться в порошок. После измельчения материала в процесс будут вступать микроорганизмы, перерабатывающие крахмалы, заранее помещенные в Метален-Био. В результате будет экономия средств на утилизацию заглушек, учитывая большие расстояния и суровые климатические условия территорий прокладки газопроводов.

«Северо-европейский» газопровод

Для сооружения газопровода приняты стальные трубы класса прочности К 60 диаметром 1220 мм и толщиной 36 мм с наружным трехслойным антикоррозионным покрытием толщиной 5.0 мм в виде полиэтилена и внутренним эпоксидным покрытием. Всё это будет армировано слоем бетона толщиной 80-100 мм.

Сталь, которая выбрана в рамках проекта для изготовления труб, - уникальна. Металлургам далеко не сразу удалось создать материал с таким запасом прочности и эластичности. Кроме того, внутреннюю поверхность трубы обработали таким образом, что шероховатость металла стала ниже шести микрон. Один микрон - тысячная часть миллиметра. Чтобы добиться такого показателя, сначала труба полируется механически, а затем на металл наносится специальное полимерное гладкостное покрытие. На трубу нанесено специальное внешнее антикоррозийное и бетонное покрытие. Бетонное покрытие производится из высокоплотной железной руды, которая измельчается, смешивается с цементом и наносится на трубу. В результате труба оказывается в армированной спиральной оболочке, залитой бетоном, и затем в течение суток обрабатывается паром в специальных тоннелях. Обетонирование решает сразу несколько задач. Во-первых, удерживает газопровод на морском дне и фиксирует трубу, чтобы ее не сносило течением. Во-вторых, играет роль изоляции, защищающей магистраль от внешних механических повреждений.

Газопровод «Голубой поток»

Диаметр трубы газопровода: равнинная часть сухопутного участка - 1400 мм, горная часть сухопутного участка - 1200 мм, морской участок - 610 мм.

При строительстве газопровода применялись трубы из высококачественной коррозийно-стойкой стали. Обетонирование поверхности не производилось. Металлическая труба была облицована снаружи полиэтиленовым слоем. Изнутри нанесен состав на основе эпоксидной смолы.

Газопровод «Турецкий поток»

«Турецкий поток» станет первым морским газопроводом с диаметром труб 81 см.

Морской газопровод будет состоять из двух параллельных ниток. Пропускная способность каждой из них составит 15,75 млрд м³ в год. Для укладки одной нитки потребуется тысячи труб диаметром 81 см и весом около 9 т каждая. Трубы изготавливаются из марганцево-углеродистой стали толщиной 39 мм. Повышенная прочность стали обеспечивается путем ее термической обработки. Трубы для укладки морского газопровода на прибрежных участках будут иметь дополнительное защитное бетонное покрытие.

Экологические риски в газовой промышленности проявляются в виде аварийных выбросов и утечек природного газа и попадания продуктов его горения в воздушную среду, оказывающих негативное воздействие на человека. Чтобы обеспечить необходимую безопасность требуется применение новых материалов и технологий при строительстве газопроводов. [2]

Если рассматривать экономическую целесообразность использования приведенных материалов, то на основе анализа рынка, были получены следующие показатели:

• цена полиэтиленовых труб почти в 1,5 раза дешевле стальных труб (1 куб. метр)

• использование покрытия на основе эпоксидной смолы делает дороже изготовление в 1,5 раза

• использование биоразлагаемых заглушек по стоимости практически идентично использованию заглушек, применяемых на данный момент

Список литературы/ References

1. Децекян А.К. «Справочник по проектированию магистральных трубопроводов». Ленинград, «Недра», 1977 - 318c.

2. Шмаль, А.Г. Методологические основы создания системы экологической безопасности территории. / А.Г. Шмаль. - Бронницы: - МП «ИКЦ» БНТВ, 2000. - 216 с.

3. Хоружая Т.А. Оценка экологической опасности. / Т.А. Хоружая - М.: «Книга сервис», 2002. - 208 с.

4. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность 6. Учебное пособие для вузов / - Москва: Академия, 2002. - 479 с.

5. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. - М.: Госстрой России, 2005-70 г.

6. СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы.: ГОССТРОЙ РОССИИ Москва 2004 г.

7. СП 42-102-2004 Проектирования и строительства газопроводов из металлических труб.

8. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем и металлических полиэтиленовых труб.

Размещено на Allbest.ru