Технология ремонта подводного перехода через Камское водохранилище газопровода Ямбург-Тула II

- указания о материальном обеспечении работ;

- расстановку оборудования, механизмов, средств связи, охранных постов, пунктов отдыха и приема пищи, а также списочный состав персонала, участвующего в работе, с указанием фамилий и должностей лиц, ответственных за проведение работ;

- порядок и последовательность осуществления снижения (отключения) давления газа на ремонтируемом участке подводного перехода магистрального газопровода;

- подробную схему подлежащего ремонту участка газопровода;

- пооперационное расписание ремонтных работ.

План организации работ составляется в 3-х экземплярах (один экземпляр остается в ПДС ООО «Пермтрансгаз», два экземпляра возвращаются в ЛПУМГ - один в диспетчерскую службу ЛПУМГ, второй - ответственному руководителю работ), согласовывается с отделом ПОЭМГ и ГРС, ПДС и ООО «Газнадзор». Утверждается план руководителем ООО «Пермтрансгаз».

После утверждения плана организации работ и получения разрешения производство работ, издается приказ ООО «Пермтрансгаз» на проведение подводно-технических ремонтных работ. Приказ согласовывается с отделом ПОЭМГ и ГРС, ООТиЗ, юридическим отделом и утверждается руководителем предприятия.

2.1.4 Материально-техническое обеспечение

Линейное производственное управление магистральных газопроводов должно обеспечивать подрядную организацию, выполняющую ремонтные работы на договорной основе, необходимыми материально-техническими ресурсами в соответствии с технологической последовательностью производства работ и в сроки, установленные графиками производства ремонта и графиками поступления материалов, машин и механизмов на трассу.

Все материалы, поступающие на ремонт ППМГ должны иметь паспорта и сертификаты. Транспортировка, складирование и хранение материалов должно соответствовать стандартам и техническим условиям и исключать их повреждение, порчу или потерю.

2.1.5 Инженерно-техническая подготовка строительства

Инженерно-техническая подготовка ремонтных работ предусматривает проведение в этот период следующего комплекса инженерных мероприятий и решения технических задач[17]:

- рассмотрение, согласование сторонами Заказчика и Подрядчиков и передачу-приемку утвержденной в установленном порядке проектно-сметной документации.

- заключение договора подряда (субподряда) на строительство перехода;

- приемку трассы (створа) перехода газопровода от Заказчика в натуре и получение разрешения на производство работ;

- разработку проектов производства работ (ППР).

Основными документами для инженерно-технической подготовки строительства переходов является ПОС, разработанный проектной организацией и согласованный с Заказчиком, и ППР, разработанный на его основании генеральной подрядной организацией.

ППР включает в себя перечень работ и технологическую последовательность их выполнения, набор технологических карт на различные производственные процессы, выполняемые с учетом пооперационного контроля и различные, необходимые для строительства перехода, требования, отвечающие действующим нормативам.

В состав ППР должны входить:

- пояснительная записка;

- строительный генеральный план ремонта ПП МГ;

- график производства ремонта ПП МГ;

- график поступления материалов, необходимых для ремонта;

- технологические карты на сложные работы и работы, выполняемые новыми методами;

- транспортная схема ремонта ПП МГ.

Строительный генеральный план ремонта ПП МГ включает в себя:

- трассу газопровода;

- линейные контуры водоема;

- рельеф местности в границах охранной зоны перехода;

- расположение других наземных и подземных коммуникаций в границах охранной зоны перехода;

- контуры границ земляных работ в русловой и береговых частях перехода;

- километраж трассы;

- расположение запорной арматуры по трассе;

- размещение полевых жилых городков;

- временные сооружения и дороги;

- схемы подъездных путей;

- пункты геодезической привязки.

График производства ремонтных работ является основным руководящим документом и составляется на весь ремонтный период с учетом климатических, гидрогеологических условий и особенностей эксплуатации газопровода. График составляется с разбивкой по дням для ремонтируемого участка с указанием плановых и фактических сроков выполнения основных видов работ.

График производства работ должен быть предоставлен в отдел ПОЭМГ и ГРС ООО «Пермтрансгаз» до начала производства работ.

Пояснительная записка в ППР включает следующие данные:

- расчет продолжительности ремонта ПП МГ;

- расчет числа ремонтно-строительных потоков и распределение их по производственным участкам;

- расчет потребности в ресурсах;

- порядок и методы производства ремонта ПП МГ по отдельным видам работ;

- систему оперативной связи;

- мероприятия по охране труда и технике безопасности;

- мероприятия по охране окружающей среды.

Инженерно-техническую подготовку строительства переходов необходимо завершить до начала основных строительно-монтажных работ. Все подготовительные работы, выполненные в соответствии с требованиями, предъявляемыми к защите окружающей среды и производству работ в охранных зонах магистральных трубопроводов, принимаются по акту с отражением всех отклонений от проекта.

2.2 Ремонт дефектного участка методом установки полимерных композитных спиральных муфт

2.2.1 Основные положения

Традиционные методы ремонта различных металлических конструкций и оборудования основаны на применении сварки, включающей направление на дефектные места, наложение латок и хомутов, вырезку и замену отбракованных участков. Для проведения сварочных работ требуется полная остановка действующего оборудования, подготовка к огневым работам, доставка тяжелых технических средств на объекты, расположенные в труднодоступных районах со сложными природно-климатическими условиями. Ремонт подводных переходов трубопроводов еще более трудоемок, так как в ряде случаев связан с подъемом труб на поверхность водоема и заменой поврежденных участков.

Актуальна и перспективна поэтому разработка эффективной технологии восстановления изношенных и поврежденных частей металлоконструкций и оборудования с помощью полимерных композитных материалов непосредственно в условиях эксплуатации объектов или специализированных цехов при минимальных затратах средств и времени [19].

К полимерным материалам, используемым в ремонтной технологии, предъявляются особые требования: способность наноситься и отверждаться не только на воздухе, но и в воде, среде нефтепродуктов; образовывать прочные адгезионные соединения с поверхностями, содержащими остатки продуктов коррозии и другие загрязнения. Данные свойства должны сочетаться с высокими прочностными и вибрационными качествами, устойчивостью гидроабразивным и атмосферным воздействиям, действию воды, нефти, агрессивных сред. Это позволяет использовать полимерные материалы в ремонтной технологии для формирования высокоустойчивых защитных покрытий, восстановления герметичности, первоначальной прочности и формы изношенных металлоконструкций.

Согласно ВРД 39-1.10-013-2000 [12] ремонт магистральных газопроводов подразделяется на консервационный и восстановительный.

Консервационный - это выборочный ресурсосберегающий ремонт, проводится при неопасных дефектах методом "холодной" сварки с применением ремонтной конструкции незамкнутого типа (РКНЗ), позволяющей остановить развитие дефекта в процессе эксплуатации трубопровода.

Восстановительный - это выборочный ремонт при опасных дефектах методом "холодной" сварки с использованием многослойной конструкции замкнутого типа (РКЗ). В результате восстанавливается несущая способность участка трубопровода, где был дефект.

Композитные муфты подводного применения (ПКСМ) предназначены для капитального ремонта трубопроводов, проложенных под водой (на участках подводных переходов).

Композитными муфтами ремонтируются [14]:

· коррозионные поражения и механические повреждения наружной поверхности трубы глубиной до 60% от номинальной толщины стенки трубы для труб диаметром до 1420 мм включительно, длина дефектов по периметру трубы - L< 1/4P, где С - периметр трубы, мм.;

· коррозионные поражения внутренней поверхности трубы глубиной до 50% от номинальной толщины стенки трубы в виде общей и локальной коррозии (муфта устанавливается под водой снаружи трубы); длина (протяженность) дефекта по периметру трубы L₁< 1/4P, где С - периметр трубы, мм.;

· вмятины глубиной до 5% от наружного диаметра трубы;

· вмятины в сочетании с дополнительным концентратором;

· дефекты кольцевых стыков, выполненных ручной и механизированными методами сварки (дефекты сварки):

· корень шва (непровары, несплавления по кромкам и др.) глубиной до 50% от номинальной толщины стенки трубы суммарной протяженностью не более 1/12 периметра трубы;

· дефекты заполняющих и облицовочного слоев шва (шлаковые включения, поры, скопления пор и др.) суммарной протяженностью не более 1/4 периметра трубы;

· дефекты коррозионного и механического происхождения кольцевых и продольных заводских швов глубиной до 60% от номинальной толщины стенки трубы для труб диаметром 1420 мм включительно суммарной протяженностью:

· на кольцевых стыках - 1/4 периметра трубы;

· на продольных швах - без ограничений.

Не подлежат ремонту ПКСМ следующие дефекты:

· трещины любого происхождения;

· сквозные дефекты;

· стресс-коррозионные дефекты;

· гофры.

Ремонту муфтами подлежат прямолинейные участки подводных трубопроводов. Размеры дефектов коррозионных и механических поражений при установке одной муфты не должны превышать:

· длина дефекта глубиной до 40% от толщины стенки вдоль оси трубы - L < В-200 мм., где В - ширина муфты, мм;

· длина дефекта по периметру трубы - L₁< 1/4Р, где Р - периметр трубы, мм.

При дефектах глубиной в пределах от 40 до 60% от толщины стенки трубы и длиной до 200 мм вдоль трубы должно устанавливаться не менее 5 муфт (три последовательно и две - в местах стыковки сверху уже установленных муфт).Величина перекрытия дефекта на поверхности трубы с каждой стороны должна быть не менее 350 мм.

При проведении ремонтных работ на действующих газопроводах без остановки перекачки рабочее давление должно быть снижено пропорционально утонению толщины стенки, но не менее чем на 30 %.

Ремонт коррозионных дефектов с использованием спиральных композиционных муфт выполняется в соответствии с ВРД 39-1.10 -013-2000 [12] и "Инструкции по подводному ремонту дефектов нефтегазопродуктопроводов с применением композитных муфт" [14].

Композитные муфты на отремонтированных участках полностью восстанавливают конструктивную прочность трубопровода до уровня бездефектной трубы.

Ведомость объемов работ на установку 11 композитных спиральных муфт и календарный план производства работ по ремонту дефектных участков подводного перехода газопровода Ямбург-Тула II через Камское водохранилище приведены в Приложении З и Приложении И соответственно.

2.2.2 Подготовительные внутриплощадочные работы

При выполнении внутриплощадочных подготовительных работ при капитальном ремонте подводного перехода заказчику необходимо:

- обозначить на местности местоположение ремонтируемого и прилегающих газопроводов, а также места расположения в охранной зоне газопровода других подземных коммуникаций;

- уменьшить рабочее давлении в газопроводе или временно вывести ремонтируемую нитку из эксплуатации и освободить ремонтируемый участок от газа и конденсата;

- отключить станции катодной защиты на участке газопровода, подлежащего ремонту;

- обеспечить связью ремонтные подразделения с диспетчерской службой и ближайшей компрессорной станцией;

- передать по акту подрядчику трассу ремонтируемого газопровода.

Допустимый уровень снижения давления в трубопроводе, при котором производится установка муфт, устанавливается исходя из следующих ограничений:

- допустимым давлением, определенным для данного дефекта по результатам диагностического обследования;

- допустимым давлением, определенным из требований безопасности проведения ремонтных работ на трубопроводе под водой.

Сооружение временных дорог допускается только при невозможности использования постоянных существующих и запроектированных дорог. Конструкция временных дорог должна обеспечивать движение строительной техники и возможность перевозки максимальных по массе и габаритам строительных грузов.

Для приемки грузов, доставляемых водным путем, а также перевалки грузов комбинированными видами транспорта должны сооружаться временные причалы, размеры, грузоподъемность и месторасположение которых определяется проектом.

Рабочие и служащие, занятые на производстве работ, размещаются на брандвахте. Потребность в электроэнергии обеспечивается передвижными электростанциями. Обеспечение связью предусматривается имеющимися у генподрядчика средствами радиотелефонной связи. Обеспечение объекта водой для технических нужд осуществляется за счет использования речной воды, для хозяйственно-питьевых нужд - за счет привозной воды в цистернах.

2.2.3 Подводно-технические работы

К подводно-техническим работам при капитальном ремонте подводного перехода Ямбург-Тула II через Камское водохранилище относятся:

- земляные работы по разработке и засыпке подводных траншей;

- подводно-технические работы, связанные с демонтажем балластных грузов, снятием футеровки, подготовкой металла труб к ремонтным работам (зачисткой изоляции, удалением ржавчины и зачисткой металла труб), монтажом полимерных композитных спиральных муфт, устройством изоляционного покрытия, офутеровкой, навеской балластных грузов, и выполняемые силами водолазной станции.

Все подводно-техническим работы необходимо выполнять в соответствии с требованиями ВСН 108-34-97 "Свод правил по сооружению подводных переходов" [17], "Правил техники безопасности при производстве подводно-технических работ на реках и водохранилищах" [20], "Единых правил безопасности труда при водолазных работах" [21].

Разработка котлована

Перед установкой муфт разрабатывается котлован глубиной 1,5 метра под нижней образующей забалластированного трубопровода (смотри лист № 4 чертежей).

При разработке грунта под водой на эксплуатируемых трубопроводах наиболее эффективно применяется оборудование с гидравлическим принципом действия на грунт (подводные гидромониторы, гидроэжекторные установки, пневматические грунтососы). При использовании такого оборудования грунт разрушается напорными струями и путем отсоса и отводится в шаланду.

Гидромеханизированные работы в охранных зонах магистральных газопроводов являются работами с повышенной опасностью и на их выполнение необходимо оформление и выдача наряд-допуска на срок, необходимый для выполнения заданного объема работ [22].

Организация, получившая разрешение на производство работ в охранной зоне магистрального газопровода, обязана до начала работ вызвать представителей эксплуатирующей организации для установления по технической документации, приборами-искателями точного местонахождения трубопровода, определения его технического состояния в границах всей зоны производства работ. Ответственность за это несет эксплуатирующая организация.

До начала проведения земляных работ на границах участка подводного трубопровода устанавливают буи, а в его створе на том участке, где предстоит выполнить эти работы, по дну прокладывают трос, служащий ориентиром для водолаза при проведении инструментального и визуального контроля качества выполняемых работ.

При разработке грунта в котлованах и при разделке траншей стенки их следует делать пологими (в пределах угла естественного откоса грунта) [21].

Разработка подводной траншеи выполняется землесосной установкой ЭЗН ООО "Подводсервис", технические характеристики которого приведены в таблице 1.11, звеном в составе 4 человек (смотри таблицу 1.12).

Для уточнения положения дефектных участков необходимо после вскрытия трубопровода установить на оголенную трубу 3 маркера и затем провести внутритрубную дефектоскопию. После обработки данных "привязать" маркеры к дефектным участкам. После "привязки" земляные работы продолжать до точного обнаружения дефектных участков.

Таблица 1.11 - Технические характеристики землесосной установки ЭНЗ

Наименование характеристики	Показатель
Глубина разработки, м.	до 35
Тип всасывающего органа	эрлифт
Производительность по грунту, м3/час	до 200
Длина габаритная, м.	19,8
Ширина габаритная, м.	8,56
Высота земснаряда от горизонта воды, м.	7,52
Высота борта, м.	1,5
Осадка, м.	1,1
Масса земснаряда, т.	89
Тип рыхления	гидроразмыв
Экипаж	4 человека

Таблица 1.12 - Состав звена при разработке подводной траншеи землесосной установкой

Наименование работ	Количественно-квалификационный состав звена
Установка землесосного снаряда в створе траншеи, разработка подводной траншеи способом отсоса грунта с одновременным гидравлическим рыхлением и транспортировкой пульпы в шаланды; перестановка землесосного снаряда при разработке грунта	Машинист землесосного плавучего снаряда 5 разр. - 1
Запуск и установка двигателя; заполнение системы водой; контроль за работой двигателя и механизмов	Машинист механического оборудования землесосного снаряда 4 разр. - 1
Перекладка якорей при перемещении землесосного снаряда: контроль за состоянием грунтопровода от засоренности	Речной рабочий 3 разр. - 1, 2 разр. - 1

Засыпка отремонтированного участка грунтом

Перед началом работ по засыпке подводных выемок, когда грунт подается на баржах, необходимо: обозначить буйками место отсыпки (подводную выемку); определить количество грунта, необходимое для засыпки подводной выемки с учетом потерь, заготовить грунт и оборудовать место для погрузки его на баржи (в случае погрузки не с причалов).

Шаланды и баржи загружают экскаваторами или грейферными кранами равномерно по всей площади шаланды (баржи) во избежание опасного крена. Для обеспечения непрерывности работы необходимо загружать не менее двух барж. Буксируют баржи буксирным теплоходом мощностью не менее 110 кВт.

При засыпке подводных выемок следует принимать меры по уменьшению потерь грунта от сноса течением. В нашем случае для засыпки выемки используют грейферный кран, ковш которого для разгрузки опускают под воду на максимально возможную глубину.

При засыпке подводных траншей необходимо учитывать унос сбрасываемого грунта течением за пределы траншеи и поступление донных наносов, переносимых в траншею потоком. Объем уносимого потоком грунта при сбросе его в воду и заносимости траншеи донными наносами определяются расчетами в проекте с учетом характеристики грунта и режима водного потока и уточняются в ППР на основе анализа конкретных условий на реке перед началом строительства перехода. Ориентировочно объем уносимого грунта принимается в пределах 10-20% от общего объема засыпки траншеи на переходе.

Правильность засыпки подводной выемки периодически проверяют при помощи водолаза. При необходимости поверхность засыпки выравнивают с помощью струи гидромонитора.

При засыпке подводной выемки с несамоходной баржи используют плавучий кран с грейферным ковшом вместимостью 0,75 м³. Наиболее рациональными схемами расстановки плавсредств являются такие, при которых требуется наименьшее число заброшенных якорей и перестановок плавкрана по длине подводной выемки.

Плавучий грейферный кран устанавливают у верхней по течению бровки выемки с расчетом использования полного вылета стрелы по ширине траншеи и разгрузки баржи с одной стоянки.

При засыпке подводной выемки грейферным краном ковш опускают в воду несколько выше по течению и раскрывают в непосредственной близости от трубопровода, чем предотвращается снос грунта течением со створа.

Для транспортирования грунта используют баржи-площадки любой грузоподъемности. Груженую баржу устанавливают в створе подводной выемки на якорях так, чтобы с одной стоянки была возможна засыпка выемки по всей ширине.

Водолазные работы выполняются предприятиями (организациями), имеющими лицензию на право проведения водолазных спусков и работ, выданную компетентными органами в соответствии с действующим законодательством.

Снятие и установка балластных грузов

В проекте предусмотрено повторное использование балластных грузов, демонтируемых перед началом ремонтных работ по восстановлению стенки трубы полимерными композитными спиральными муфтами. Снятие балластных грузов с действующего газопровода производится бригадой водолазной станции при использовании плавкрана и гидроинструмента "Stanley".

Все монтажные работы проводятся с баржи-площадки.

Заизолированный участок трубопровода футеруется реечным матом, который предварительно заготавливается на барже-площадке и прикрепляется к трубопроводу скрутками из проволоки диаметром 6 мм.

Навеска балластных грузов производится после покрытия трубы сплошной футеровочной рейкой.

Подготовка металла труб к ремонту под водой

Места дефектов на трубе подвергаются визуальному обследованию, измерительному и ультразвуковому контролю.

Перед визуальным обследованием наружная поверхность по периметру трубы в месте расположения дефектов должна быть очищена от изоляционного покрытия, грязи, обрастаний, рыхлой ржавчины и других загрязнений. Изоляция удаляется с помощью гидроструйной установки высокого давления при помощи гидравлического или пневматического подводного инструмента.

Нельзя использовать для очистки изоляции инструмент со шлифовальными кругами и отбойные молотки, которые могут образовывать на стенке трубы дефекты.

Поверхность трубы и сами дефекты в месте установки муфты зачищаются до металлического блеска специальными водоструйными аппаратами или шлифовальными машинками с пневмоприводном. Допускается механическая зачистка поверхности трубы вручную металлическими щетками. Очистка проводится до степени очистки 3,0 по ГОСТ 9.402 [23].

Ширина зачистки по периметру трубы должна превышать ширину ленты муфты на величину не менее чем на 20-30 мм с каждой стороны.

2.2.4 Технология монтажа муфт ПКСМ

При ремонте дефектов трубопроводов, проложенных под водой, композитными муфтами проводятся следующие технологические операции [14]:

· подготовка места ремонта трубопровода под водой;

· подготовка поверхности ремонтируемого участка трубы под водой;

· уточнение характера и размеров дефектов на ремонтируемой трубе (т.е. продублировать параметры дефектов приборами УЗК подводного измерения и мерительным инструментом);

· приготовление клеевого состава на суше для нанесения адгезионного слоя на поверхность трубы под водой в месте установки ремонтной муфты, для приклеивания композитной ленты муфты к трубе и склеивания витков ленты между собой;

· нанесение клеевого состава на композитную ленту муфты на суше;

· приготовление герметизирующей мастики на суше для заполнения дефектов на поверхности трубы под водой;

· подача композитных материалов (мастики, клеевого состава и рулона композитной ленты с нанесенным клеевым составом) водолазам на место установки муфты под водой;

· заполнение дефектов мастикой до восстановления толщины стенки трубы;

· устранение при помощи мастики резких переходов между усилением продольных швов и телом трубы на ремонтируемом участке;

· нанесение клеевого состава на поверхность по периметру трубы в месте установки муфты (адгезионного слоя);

· фиксация начала композитной ленты муфты на поверхности трубы под водой;

· намотка с натяжением композитной ленты муфты водолазами на ремонтируемый участок трубы;

· окончательное натяжение ленты муфты на трубе вручную с помощью натяжного устройства для выдавливания остатков воды и излишков клеевого состава;

· фиксация композитной ленты на трубе под водой после натяжения;

· обработка торцов муфты клеевым составом;

· контроль отверждения клеевого состава муфты;

· контроль качества установленной муфты;

· нанесение изоляционного покрытия на установленную муфту и прилегающие к ней поверхности на ремонтном участке трубы;

· контроль качества изоляционного покрытия на ремонтируемой трубе

Технологическая карта на ремонт подводного перехода методом установки полимерных композитных спиральных муфт приведена в Приложении Д.

Применяемые материалы

Для ремонта трубопроводов на участках подводных переходов муфтами ПКСМ применяются следующие материалы: специальная композитная лента для подводного ремонта, мастика для заполнения дефектов под водой, клеевой состав для нанесения под водой на поверхность трубы адгезионного слоя в месте установки муфты, приклеивания первого витка муфты к поверхности трубы и склеивания витков муфты между собой.

Композитные материалы поставляются по ТУ 92-115-14-98 [23] (Приложение Е).

Композитные материалы (композитная лента, мастика и клеевой состав) изготавливаются в водостойком исполнении и не разрушаются в водной среде. Мастика и клеевой состав должны приготавливаться на суше путем смешивания двух компонентов: основы (компонента А) и отвердителя (компонента Б). Жизнеспособность композитных материалов (мастики и клеевого состава муфты) с момента приготовления не менее 40 мин (в массе до 3-4кг) при температуре 20-25°С. Жизнеспособность клеевого состава в тонком слое (после нанесения на композитную ленту) не менее 1,5 часа при температуре 20-25°С.

Мастика и клеевой состав муфты должны быть холодного отверждения и отверждаться в водной среде. Они наносятся на поверхность трубы в водной среде во всех пространственных положениях и не должны стекать под водой с нанесенной поверхности.

Клеевой состав имеет хорошую адгезию к металлу трубы и к материалу композитной ленты, в том числе при температурах, близких к нулевой. Мастика и клеевой состав обладают высокой липкостью к поверхности трубы.

Время отверждения и полного набора прочности композитных материалов в водной среде - 7 суток. По физико-механическим свойствам материал композитной ленты муфты должен отвечать требованиям, представленным в таблице 1.13. По механическим свойствам [14] мастика, клеевой состав и клеевые соединения должны отвечать требованиям, приведенным в таблице 1.14.

Таблица 1.13 - Требования к материалу композитной ленты для ремонта газопроводов под водой

Наименование показателя	Единицы измерения	Норма
Плотность	г/см	1,63
Разрушающее напряжение при изгибе: в тангенциальном направлении в осевом направлении	МПа	не менее 380 не менее 200
Разрушающее напряжение при растяжении: в тангенциальном направлении	МПа	не менее 400
Водопоглащение	%	не более 0,1

Примечание: Показатели могут уточняться по результатам изготовления и приемочных испытаний опытных образцов (опытной партии).

Таблица 1.14 - Требования к механическим свойствам мастики, клеевого состава и клеевых соединений для ремонта под водой

Показатель	Единицы измерения	Мастика	Клеевой состав
Предел прочности при растяжении*	МПа	не менее 30	не менее 25
Предел прочности при сжатии	МПа	не менее 70
Адгезионная прочность клеевых соединений на отрыв: из стали из стали и стеклопластика	МПа	не менее 8,5	не менее 8,0
Предел прочности при сдвиге клеевого соединения из стали после отверждения в воде в течение 7 суток	МПа	-	не менее 4,5
Относительное удлинение при растяжении*	%	не менее 1,0	не менее 3,0

Примечание: * - после отверждения на суше.

Композитная лента

Композитная лента представляет собой высокопрочный стеклопластиковый рулонный материал (гибкий анизотропный рулонированый стеклопластик - ГАРС), состоящий из многослойной ткани, пропитанной клеевым составом, и устанавливаемый вокруг трубы под водой с помощью натяжения. Склонность к трещинам материала ленты отсутствует.

Для ремонта труб диаметром 219-1420 мм. лента муфты выпускается шириной 300+1,5мм. Длина ленты для ремонта труб диаметром 219-1420 мм составляет 6,0 - 36,5 м. Толщина ленты муфты - 1,6+0,1 мм.

Длина ленты определяется диаметром ремонтируемых труб и количеством витков при намотке. Ленты, предназначенные для ремонта трубопроводов большего диаметра, могут быть использованы для ремонта трубопроводов меньшего диаметра.

Мастика

Мастика предназначена для заполнения дефектов на поверхности трубы под водой в различных пространственных положениях до восстановления первоначальной толщины стенки и представляет собой пастообразный полимерный композиционный материал (компаунд). Отвержение мастики происходит без усадки и накопления напряжений в самом материале.

Мастика обеспечивает герметичность дефектного места трубы после ремонта и передачу кольцевых напряжений от трубы к муфте при рабочем давлении продукта в трубопроводе. Мастика характеризуется высокой вибрационной и ударной стойкостью, высокой твердостью и прочностью на сжатие, является водостойкой и коррозионно-пассивной.

Мастика состоит из двух компонентов: основы (компонента А) и отвердителя (компонента Б).

Клеевой состав

Клеевой состав предназначен для приклеивания композитной ленты муфты к наружной поверхности по периметру трубы под водой и склеивания витков ленты между собой.

Клеевой состав муфты представляет собой многокомпонентный полимерный материал и поставляется в виде двух отдельных компонентов (основы и отвердителя), которые смешиваются между собой до получения однородной по цвету массы непосредственно перед применением.

Клеевой состав является высокопрочным, обладает эластичностью и водостойкостью, наносится в воде на поверхность трубы во всех пространственных положениях, не стекает с нанесенной поверхности ленты и твердеет в воде.

Клеевой состав муфты представляет собой систему полимерных композиций холодного отвержения.

Мастика и клеевой состав муфты приготавливаются на воздухе (на суше). Компоненты для приготовления мастики и клеевого состава муфты поставляются в дозированном количестве в герметичных упаковках. Количество компонентов клеевого состава определяется диаметром ремонтируемых труб и зависит от общей длины ленты.

Срок годности компонентов применяемых материалов при условии их хранения в герметичной упаковке составляет один год. Каждая упаковка материалов имеет техническую этикетку с указанием следующих сведений:

· наименование изделия с указанием диаметра ремонтируемой трубы и ширины ленты;

· наименование компонентов материалов (мастики или клеевого состава);

· дата изготовления.

Температурные пределы эксплуатации ремонтных материалов от -60°С до +100°С.

Подготовка композитных материалов для ремонта под водой

Перед началом ремонтных работ необходимо провести подготовку применяемых материалов. Подготовка композитных материалов к ремонту трубопроводов под водой должна проводиться на суше обученными специалистами (операторами).

Водолазы в подготовке композитных материалов к ремонту участия не принимают.

Композитная лента перед подготовкой к ремонту должна подвергаться визуальному осмотру. При визуальном осмотре дефекты в виде трещин, расслоений, вздутий, гофр, посторонних включений, надрывов на наружной и внутренней поверхности композитных лент не допускаются. На кромках ленты не допускаются заусенцы. При наличии указанных выше дефектов композитная муфта бракуется и установке на трубопровод не подлежит.

Приготовление клеевого состава муфты для нанесения на поверхность композитной ленты осуществляется при смешивании компонентов основы и отвердителя.

Компоненты клеевых композиций муфты (мастики и клеевого состава) должны перемешиваться. Клеевой состав перемешивается миксером (насадкой, закрепленной на дрели) в течение 5 минут между собой до получения однородной по цвету массы. Перемешивание компонентов клеевого состава необходимо проводить в сухой и чистой емкости. Попадание грязи, воды, масла и др. в мастику и клеевой состав не допускаются.

Мастика приготавливается путем тщательного перемешивания (в течение 3-10 минут) двух компонентов: основы (компонент 1А) и отвердителя (компонент 1Б). Перемешивание компонентов между собой производится на гладкой пластине с помощью шпателя до получения однородной пастообразной, равномерно окрашенной массы. При перемешивании необходимо использовать прием "поперечного растирания" смеси, то есть с усилием, втирая один компонент в другой, периодически собирая шпателем смесь и повторно растирая её в поперечном направлении. Жизнеспособность приготовленной мастики 40 - 45 минут. Мастика после приготовления расфасовывается в полиэтиленовые пакеты. Подготовленные композитные материалы передаются водолазам на место проведения ремонтных работ на трубопроводе под водой.

Клеевой состав муфты после приготовления должен наноситься на внутреннюю поверхность композитной ленты. Нанесение клеевого состава на композитную ленту производится с помощью валика равномерным слоем. Толщина слоя при нанесении клеевого состава должна быть не менее 0,8 мм.

Композитная лента после нанесения клеевого состава должна быть свернута в рулон, обернута в полиэтиленовую пленку и передана водолазам на место проведения ремонтных работ. Водолазам передаются также в полиэтиленовых пакетах мастика для заполнения дефектов и клеевой состав для нанесения адгезионного слоя на поверхность трубы в месте установки муфты, а также инструмент для работы.

Все операции по подготовке композитных материалов к ремонту трубопроводов под водой должны проводиться оперативно (т.е. без перерывов в работе).

Установка спиральных композитных муфт

Ремонт муфтами газопроводов производится при снижении рабочего давления в трубопроводе на 30% (или при отсутствии давления).

После установки муфты запрещается поднимать давление в трубопроводе до полного отвержения клеевого состава.

Ремонт подводных трубопроводов должны выполнять водолазы, обученные по специальной программе по ремонту трубопроводов под водой композитными муфтами.

При проведении ремонтных работ необходимо учитывать влияние различных факторов. Например, от физико-химических свойств воды зависят технологические приемы и сохранность подводного оборудования. Повышение давления с увеличением глубины усложняет проведение монтажных операций, затрудняет контроль за работой технических устройств, повышает затраты времени на развертывание подводных работ и др.

При окраске инструментов и оснастки следует учитывать, что под водой лучше всего виден белый цвет, затем желтый, красный, зеленый, а хуже всего - синий [10].

При ремонте под водой необходимо руководствоваться "Инструкцией по подводному ремонту дефектов нефтегазопродуктопроводов с применением композитных муфт" [14].

Водолазы на месте проведения ремонтных работ должны располагаться на противоположных сторонах трубы.

Дефекты на поверхности трубы заполняются приготовленной мастикой. Мастику вдавливают в полость дефектов с помощью шпателя. Первоначально на подготовленную поверхность дефекта, с усилием втирая, наносится тонкий адгезионный слой мастики (толщиной менее 1,0 мм). Заполнение дефектов мастикой на поверхности трубы производится до уровня поверхности основного металла. Мастика после заполнения дефектов выравнивается с помощью шпателя.

Ремонт дефектов глубиной до 20% от толщины стенки трубы допускается проводить без заполнения мастикой. Заполнение данных дефектов следует проводить клеевым составом.

При ремонте прямошовных труб усиление заводских сварных швов должно быть сглажено мастикой до плавного перехода на расстоянии не менее 50 мм в каждую сторону от сварных швов.

Перед намоткой начало композитной ленты муфты на расстоянии не менее 500 мм от границы дефектного участка необходимо зафиксировать на трубе с помощью специальных приспособлений.

Нанесение клеевого состава (адгезионного слоя) на поверхность трубы на месте установки муфты должно проводиться по всему периметру трубы, включая и места дефектов, заполненных мастикой. Нанесение проводится щеткой с коротким ворсом методом втирания в металл. Клеевой состав должен наноситься равномерным слоем без пропусков и отслоений. Толщина клеевого слоя на поверхности трубы должна быть не менее 1,0 мм.

Композитная лента с клеевым составом, нанесенным на суше, наматывается на трубу в месте расположения дефекта. При намотке рулон ленты муфты поддерживается и передается водолазами друг другу. Намотка ленты на ремонтируемую трубу должна проводиться с натяжением до устранения зазоров. Намотка ленты на трубу должна быть плотной и равномерной. Перекосы ленты при намотке не допускаются. Намотка композитной ленты проводится в 8 слоев согласно ВСН 39.1.10-001-99 [24]. Выступающие слои ленты после намотки необходимо выровнять по торцам муфты. Выравнивание проводится с помощью деревянных брусков и молотка.

Для плотного прилегания муфты к ремонтируемой трубе проводится дополнительное натяжение ленты. Натяжение ленты осуществляется вручную одним из водолазов с помощью специального устройства. При натяжении вытесняются остатки воды и излишки клеевого состава. Лента муфты после натяжения фиксируется на трубе натяжными ремнями, которые должны располагаться: один - по центру муфты, и дополнительно два ремня (при критических дефектах) по краям муфты на расстоянии 60-80 мм от её торцов. На одну муфту устанавливается один или три натяжных ремня.

Вытесненные излишки клеевого состава формируются по торцам муфты с помощью шпателя до плавного перехода.

При ремонте дефектов стенки трубы подводного перехода газопровода Ямбург-Тула II в соответствии с рекомендациями "Инструкции по подводному ремонту дефектов нефтегазопродуктопроводов с применением композитных муфт" [14] на ПК 7+09 устанавливается одна муфта, на ПК 7+50 и ПК 8+08 устанавливается по пять муфт (смотри лист чертежей №4).

2.3 Защита газопровода от коррозии

В качестве основного защитного покрытия труб подводного нанесения используется двухкомпонентное (без растворителей) эпоксидное покрытие типа CHEMI-TECH U.W разработанное фирмой E.WOOD, Англия. В качестве дополнительного защитного слоя для повышения механической и ударной прочности покрытия используется полиэфир-полиуретановая система "ПЭПУС" разработки фирмы АО "КОМПЛАСТ", Россия. Для упрочнения защитного слоя "ПЭПУС" могут применяться армирующие материалы - стеклоткани и стеклосетки.

Проведение работ по изоляции осуществляется в следующей последовательности:

· удаление поврежденного защитного покрытия с поверхности трубопровода;

· очистка наружной металлической поверхности;

· подготовка изоляционных материалов CHEMI-TECH U.W к применению;

· нанесение и отвердение изоляционного покрытия CHEMI-TECH U.W;

· подготовка материалов "ПЭПУС" к нанесению;

· нанесение и отвердение наружного армированного покрытия "ПЭПУС";

· контроль качества покрытия на изолированных участках трубопроводов.

Для производства работ по подготовке поверхности и нанесению покрытия применяются стандартные, унифицированные средства и оборудование.

Конструкция комбинированного изоляционного покрытия состоит из:

- антикоррозионного покрытия типа CHEMI-TECH U.W толщиной не менее 350мкм - внутренний слой;

- защитного армированного покрытия типа "ПЭПУС" толщиной не менее 850 мкм - наружный слой.

Антикоррозионное покрытие CHEMI-TECH U.W может наноситься на трубы в 2 слоя без покрытия "ПЭПУС". При этом толщина первого изоляционного слоя должна составлять не менее 350мкм, а толщина наружного защитного слоя с использованием армирующей стеклоткани или стеклосетки - не менее 850 мкм.

Общая толщина покрытия в обоих случаях должна составлять - 1.2мм.

В конструкции комбинированного покрытия внутренний слой используется для долговременной антикоррозионной защиты сталью трубопроводов, эксплуатирующихся в подводных условиях, а наружный слой повышает механическую, ударную прочность покрытия и предназначен для защиты покрытия от механических повреждений в процессе строительства эксплуатации подводных трубопроводов.

Покрытие CHEMI-TECH U.W представляет собой двухкомпонентное, не содержащее органических растворителей, эпоксидное покрытие, состоящее из базы (основы) - цветной тиксотропной вязкой жидкости и активатора (отвердителя) - прозрачной, легкотекучей жидкости янтарного цвета.

Покрытие имеет высокую химическую и физическую устойчивость к влажности, как во время нанесения в подводных условиях, так и после химического отвердения. Основные показатели свойств покрытия CHEMI-TECH U.W. [25] приведены таблице 1.15.

Таблица 1.15 - Свойства покрытия CHEMI-TECH U.W.

Наименование показателей	Данные испытаний	Норма по техническим требованиям
Толщина	0,5 - 1,0мм	0,25 - 0,5мм
Прочность при ударе (при температуре 20 + 5 єС)	9/10 Дж - при покрытии толщиной 0,5-0,6мм; 13/14 Дж - при покрытии толщиной 0,9-1,0мм	Не менее 4,0 Дж для покрытия трассового нанесения
Адгезия покрытия к стали при нормальном отрыве (при температуре 20 + 5 єС)	-	Не менее 4,0 МПа
Адгезия покрытия к стали при нормальном отрыве после 1000 часов испытаний в воде при температуре 20 єС	3,5 - 4,0 МПа	Не менее 3,0 МПа
Время использования	-	45 минут

Покрытие "ПЭПУС" обладает высокой механической, ударной прочностью, диэлектрической сплошностью, низким водопоглощением, адгезией к стали, устойчивостью к воздействию нефтепродуктов, широким температурным диапазоном применения. Основные показатели свойств системы "ПЭПУС" [25] и стеклопластиковых рабочих составов на ее основе приведены в таблице 1.16.

Подготовка материалов к нанесению покрытия состоит в предварительном перемешивании основы введении в основу при постоянном перемешивании отвердителя в объемном соотношении основа - отвердитель 2:1. Перемешивание компонентов может осуществляться как механически, так и вручную. Отвердитель вводится небольшими порциями. Перемешивание рекомендуется производить на суше при температуре воздуха от плюс 5 до плюс 50 С.

Таблица 1.16 - Основные показатели системы "ПЭПУС"

Показатель	ПЭПУС	ПЭПУС-Т	ПЭПУС-СТ
Не отвердевшие системы
Плотность при 20 С, г/см3	1.12-1.16	1.24-1.67	1.6-1.9
Динамическая вязкость при 25 С, Па·С	0.3-0.55	0.64-1.25	-
Время желатинизации (отвердения) при 20 С, мин. (регулируется соотношением ускорителя и инициатора)	15-20	30-90	20-140
Отвердевшие системы
Температура окружающей среды при отвердении, С	-10 - +35	-10 - +35	-10 - +35
Теплостойкость по Вика, С	110-140	140-180	160-210
Теплостойкость по Мартенсу, С	60-70	180-200	190-210
Разрушающее напряжение, Мпа: - при растяжении - при сжатии - при изгибе	48-86 90-140 70-110	430-490 110-140 160-190	500-600 90-120 210-260
Модуль упругости при изгибе, МПа	2650-2980	8720-10100	11500-12800
Предел прочности при равномерном отрыве (Ст-3 Ст-3), Мпа не менее: - при 20 С через 24 часа - при 20 С через 240 часов	15 19	- -	- -
Водопоглащение, %	0.07-0.15	0.09-0.18	0.04-0.12
Твердость по Бриннелю, МПа	140-180	-	-
Электрическая прочность, кВ/мм	13-19	18-22	20-24
Удельное электрическое сопротивление, Ом·см	1х1014-5х1015	-	-
Температурные пределы эксплуатации,С	-60 - +120	-60 - +150	-60 - +150

При изоляции подводных участков трубопроводов приготовленную смесь рекомендуется расфасовать в пакеты или тубы для дозированной подачи материала на поверхность трубопровода. Покрытие должно наноситься равномерным слоем без припусков, отслоений, комков, сгустков.

Подготовленная смесь на основе материалов CHEMI-TECH U.W. или "ПЭПУС" на суше равномерным слоем наносится с двух сторон на мерные отрезки стеклоткани или стеклосетки, после чего подготовленное полотно наматывается в рулон на деревянную рейку прямоугольного сечения. Водолазы наносят отрезки армированного изоляционного материала на поверхность трубопровода с покрытием CHEMI-TECH U.W в один слой в виде манжет, с перехлестом одна на другую на 50-70мм или же методом спиральной намотки с нахлестом не менее 25мм.

Нанесение наружного защитного слоя покрытия осуществляется не ранее, чем через 8 часов и не позже, чем через 2 суток после нанесения изоляционного слоя.

При нанесении защитного слоя на полотне не должно оставаться гофр, морщин, пузырей, пропусков. Защитный слой должен плотно облегать поверхность трубопровода. При необходимости нужно разглаживать полотно на трубе, вытесняя из-под него воду, а в случае сильного течения - использовать специальные фиксирующие приспособления, закрепляющие полотно на трубопроводе, вплоть до полного отвердения покрытия.

При проведении технологического контроля и приемке защитного покрытия необходимо руководствоваться требованиями РД 1300-01297858-04-00 [25].

2.4 Контроль качества

Контроль качества и отремонтированного газопровода производят в соответствии с требованиями СНиП III.42-80* [26], СНиП 3.01.04-87 [27]и ВСН 012-88 [28].

Контроль качества ремонтно-строительных работ на линейной части МГ должен осуществляться непосредственно исполнителями, представителями заказчика, технадзором, а также, в порядке авторского надзора, представителями проектных институтов в соответствии с действующими нормами и правилами.

При ремонте магистральных газопроводов контролируют все виды работ. Контроль качества работ начинают с контроля качества материалов, поступающих для ремонта, который осуществляют путем внешнего осмотра, проверки сертификатов и паспортов на соответствие их стандартам и техническим условиям.

Производственный контроль качества ремонтно-строительных работ должен включать операционный контроль отдельных ремонтных процессов и приемочный контроль ремонтно-строительных работ. Производственный контроль осуществляется непосредственно самой производственной организацией.

Операционный контроль должен осуществляться в ходе выполнения технологических операций по ремонту ЛЧМГ и обеспечивать своевременное выявление дефектов и принятие мер по их устранению и предупреждению.

Выявленные в ходе контроля отклонения от проектов и требований нормативных документов должны быть исправлены до начала последующих технологических операций.

При операционном контроле следует проверять соблюдение технологии выполнения ремонтно-строительных работ; соответствие выполняемых работ рабочим чертежам, строительным нормам, правилам и стандартам.

При операционном контроле следует руководствоваться схемами операционного контроля качества, входящими в состав технологических карт. Схемы операционного контроля качества, как правило, должны содержать эскизы конструкций с указанием допускаемых отклонений в размерах, перечни операций или процессов, контролируемых производителем работ с участием, при необходимости, других служб специального контроля, данные о составе, сроках и способах контроля.

При приемочном контроле необходимо производить проверку и оценку качества выполненных ремонтно-строительных работ.

Освидетельствованию с составлением актов и разрешений подлежат все виды производимых ремонтных работ.

Выполнение последующих работ при отсутствии актов освидетельствования предшествующих работ запрещается.

Приемку работ проводит технадзор заказчика.

Производственный контроль, выполняемый в процессе ремонта, должен включать следующие виды контроля:

- входной контроль поставляемых материалов, труб, изделий, конструкций и оборудования;

- пооперационный контроль технологических процессов на суше и под водой;

- приемочный контроль скрытых работ и приемочный контроль законченных монтажных работ. На все скрытые работы должны оформляться акты по соответствующей форме;

- видео контроль при оценке дефекта и после установки муфты;

- визуальный контроль установленной муфты и качества изоляции;

- приемочные испытания изоляционного покрытия.

Основными контролируемыми видами работ являются:

- земляные работы;

- работы по установке муфт ПКСМ;

- изоляционные работы;

- работы по монтажу балластировки.

Результаты всех видов контроля фиксируются в журналах работ, актах и других регламентируемых формах документации.

При входном контроле рабочей документации должна производиться проверка ее комплектности и достаточности содержащейся в ней технической информации для производства работ, обоснованности принятых проектных решений. При входном контроле строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования следует проверять внешним осмотром соответствие их требованиям стандартов или других нормативных документов и рабочей документации, а также наличие и содержание паспортов, сертификатов и других сопроводительных документов. Организация транспортирования, складирования и хранения материалов, деталей, конструкций и оборудования должна соответствовать требованиям стандартов и технических условий и исключать возможность их повреждения, порчи и потерь.

Авторский надзор за капитальным ремонтом газопровода Ямбург-ТулаII проводится в соответствии с разработанным Стандартом Организации «Положение о порядке проведения капитального ремонта магистральных газопроводов ООО «Пермтрансгаз».

Согласно указанному документу авторский надзор осуществляется за качеством ремонтно-восстановительных работ. При этом авторский надзор выполняется на всех условиях контроля: производственном, приемочном и инспекционном.

Авторский надзор на уровне приемочного контроля выполняется совместно с представителями технадзора Заказчика, и предусматривает контроль качества готовых элементов и видов работ (установленные ПКСМ, изоляционное покрытие, подсыпка и присыпка газопровода, балластировка трубопровода).

Инспекционный надзор за ремонтом осуществляется представителями региональных органов Госгортехнадзора России, Западно-Уральского ГТЦ ООО «Газнадзор» и предусматривает периодический контроль выполнения требований государственных нормативных документов, проектных решений и законов Российской Федерации.

2.4.1 Контроль качества земляных работ

Операционный контроль качества выполнения земляных работ включает:

- проверку отметок дна реки в створе ремонтного трубопровода до начала работ;

- проверку отметок дна разработанной траншеи;

- проверку соответствия поперечных профилей траншеи проектным значениям;

- проверку отметок верха засыпки траншеи.

Операционный контроль качества выполнения работ по отсыпке щебеночного защитного покрытия включает:

- проверку отметок дна реки в створе ремонтного трубопровода до начала работ;

- проверку отметок основания под отсыпку инертным материалом или твердого покрытия;

- проверку соответствия поперечных профилей покрытия проектным значениям;

- проверку отметок верха твердого покрытия.

При разработке грунта в котлованах стенки их следует делать пологими (в пределах угла естественного откоса грунта).

Засыпка отремонтированного участка газопровода должна производиться до отметок, равных 1 м. над верхом забалластированного трубопровода.

2.4.2 Контроль качества работ по установке муфт ПКСМ

Входной контроль качества материалов, входящих в комплект поставки композитной муфты и изоляции, включает в себя:

- контроль комплектности поставки материалов, оснастки, инструмента в соответствии с документацией предприятия поставщика;

- контроль на соответствие поставляемых материалов данным сертификатом;

- визуальный контроль качества комплектующих материалов.

Пооперационный контроль производитель работ выполняет в процессе проведения технологических операций при подготовке композитных муфт к ремонту под водой. При пооперационном контроле проверяют соответствие выполняемых работ требованиям "Инструкции по подводному ремонту дефектов нефтегазопродуктопроводов с применением композитных муфт" [14] и РД 1300-01297858-04-00 [25], ВСН 39.1.10-001-99 [24].

...