Восстановительные и ремонтные работы на газопроводе
Способ заключается в том, что с двух концов отбракованного участка трубопровода, уложенного подземно в мерзлых грунтах, разрабатывают два котлована: с
Восстановительные и ремонтные работы на газопроводе
Другие курсовые по предмету
устройство для аварийного перекрытия трубопровода, которое при ремонте позволит повысить надежность за счет введения в его конструкцию подпружиненных направляющих запорного клапана, обходного канала, плунжера с круговой проточкой, фиксатора, защелки и кнопки возврата плунжера в исходное состояние. Таким образом, значительно уменьшаются потери перекачиваемого по трубопроводу продукта;
надувную заглушку, предназначенную для перекрытия трубопроводов больших диаметров;
установку для очистки наружной поверхности трубопроводов от противокоррозионной изоляции движением с большой скоростью цепей, охватывающих наружную поверхность трубопровода;
утяжелитель трубопровода, устанавливаемый на трубопроводе путем фиксации за счет упругой деформации стенок, предназначенный для ремонта в сложных условиях обводненных грунтов. Обладает незначительной массой, достаточной прочностью, компактно пакетируется, что существенно упрощает транспортировку и установку на трубопровод;
Эти устройства, наряду с более совершенным исполнением, являются также более технологичными, а если объединяют несколько технологических операций позволяют совершенствовать весь технологический процесс.
. ВЫБОРОЧНЫЙ РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДА
Применение современных средств диагностики повреждений — внутритрубных ультразвуковых и магнитных дефектоскопов, методов акустической эмиссии и др. — позволяет выявлять очаги повреждений трубы и обусловливает проведение своевременного выборочного ремонта. Более экономичным является ремонт без остановки перекачки.
К основным методам и техническим средствам выборочного ремонта относятся:
зачистка или наплавка при поверхностных дефектах глубиной до 10-12% от толщины стенки;
механические зажимы для устранения сквозных дефектов;
стальные полумуфты и заплаты в случаях, когда опасность аварии невелика;
лупинги с их врезкой в действующий трубопровод под давлением;
укрепляющие муфты с продольным швом (тип 1) и герметичные муфты с кольцевым угловым швом (тип 2);
муфты из высокопрочной ленты композитного материала на основе стекловолокна, наматываемые с натяжением на место дефекта трубы — метод фирмы Clock Spring (часовая пружина). Эти муфты не имеют за рубежом результатов длительной эксплуатации в различных грунтах и при разных климатических условиях.
Имеются данные о надежности ремонта этими методами и более, экономичном их применении для ремонта без остановки перекачки.
В отечественной газовой промышленности на базе предприятия «Волготрансгаз» проведены испытания муфт типа 1 и 2, подтверждающие их высокую несущую способность при наличии глубоких дефектов. Достоинством муфт является возможность их использования не для временного, а для капитального ремонта трубопроводов при условии, если вырезка дефектного места не является единственным разумным техническим решением из-за чрезмерно большого повреждения трубы.
Для безопасного проведения подготовительных и ремонтных работ при ликвидации свищевых и коррозионных повреждений, а также поверхностных дефектов металла труб действующих газопроводов без остановки перекачки газа ВНИИгазом разработан и успешно испытан ряд специальных устройств.
Это устройство для заделки свищей типа УЗС-01 для ремонта свищевых отверстий диаметром до 14 мм, расположенных на верхней половине сечения трубы.
При перекрытии свищевых повреждений и единичных сквозных коррозионных каверн диаметром до 25 мм независимо от места их расположения на поверхности трубопровода целесообразно применение ремонтного хомута ВГ-101.
Для перекрытия свищевых и коррозионных повреждений, размеры которых не позволяют использовать для их ремонта устройство УЗС-0 1 и ремонтный хомут ВГ- 101, предназначена ремонтная муфта.
Разработаны схемы ремонта с данными устройствами и процедура их применения при производстве ремонтных работ.
Наряду с современными устройствам и развитию выборочного ремонта могут способствовать многие новые средства, облегчающие ликвидацию локальных повреждений и обеспечивающие защиту трубопроводов в поврежденных местах. Шпаклевка представляет собой быстросхватывающуюся металлическую пасту, которая может заполнять трещины, каверны, выбоины, приводить в нужное состояние, восстанавливать трубы, прочно склеивать разнородные металлы, образуя липкий слой на правильно подготовленных поверхностях. После 30 мин выдержки при 22 градусах по Цельсию, образовавшийся ударо- и износостойкий материал может подвергаться сверлению, нарезке и поверхностной обработке.
Проведение ремонтов обычно связано с большими затратами времени и средств. В случаях, когда по техническим условиям эксплуатация трубопровода может быть приостановлена, дефектный или поврежденный участок должны быть заменены. Вырезка и замена поврежденной секции трубопровода обусловливает вывод его из эксплуатации, приостановку перекачки продукции и слив продукции из отсеченного поврежденного участка, лишь после этого начинаются практические ремонтные работы.
Вварка новой секции трубопровода должна производиться квалифицированным сварщиком, после чего сварные швы должны быть сертифицированы и проведена их инспекция методами неразрушающего контроля. Наконец, на новую секцию должно быть нанесено защитное покрытие.
Все эти операции требуют больших затрат времени и приводят к финансовым убыткам вследствие прекращения поступления продукции к потребителям и прямой ее потери в объеме, равном объему отсеченного участка.
При других методах ремонта, например наварке полумуфт поверх дефекта или повреждения, возникают дополнительные проблемы, связанные с водородным трещинообразованием под напряжением или возникновением остаточных напряжений после сварки.
Тем не менее эти методы успешно используются в течение многих лет в трубопроводном транспорте, хотя их реализация и связана с определенными трудностями.
. РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МУФТ И МАНЖЕТ
Если трубопровод не может быть выведен из эксплуатации, то оперативным и экономически оправданным средством ремонта дефектов трубопроводов являются муфты.
Одним из современных методов ремонта трубопроводов, принятых в мировой практике, является метод с использованием сварных полноохватывающих муфт. В этом случае ремонт дефектов трубопровода проводят без остановки перекачки продукта.
Установка напряженных кольцевых муфт на дефектные участки труб действующего газопровода приводит к понижению кольцевых напряжений в трубе под муфтой. Разгрузка основной трубы в месте дефекта значительно замедляет или приостанавливает рост дефектов, а сама муфта, увеличивая суммарную толщину металла, дополнительно повышает сопротивление трубопровода расширению в районе дефекта за счет сдерживания деформаций. По зарубежным нормам такое муфтование считается капитальным ремонтом трубопроводов на весь последующий срок его эксплуатации без замены.
Однако опыт по применению муфт для ремонта газопроводов больших диаметров — 1420 мм — в зарубежной практике отсутствует. Газопроводы такого диаметра в России являются основными и составляют по протяженности около половины всех газовых магистралей.
В связи с актуальностью такого способа ремонта ВНИИСТом разработаны конструкция муфт и технология ремонта с их помощью дефектных мест металла и сварных соединений газопроводов, в том числе диаметром 1420 мм.
До промышленного апробирования на действующем трубопроводе были проведены полигонные испытания (в Арзамасском ЛПУМГ предприятия «Волготрансгаз») трубопроводного образца с установленной ремонтной муфтой, сваренной по технологии ВНИИСТа.
Образец для испытаний представлял собой трубу диаметром 1420х15,7 мм (сталь Х70) длиной 5 м с приваренными по концам сферическими заглушками.
На среднюю часть трубного образца в месте установки муфты были предварительно нанесены механическим способом следующие искусственные дефекты:
канавка размером 200х10 мм и глубиной 12 мм, имитирующая, например, задир, полученный от удара ковшом экскаватора по поверхности трубы; канавку наносили в продольном направлении по длине трубы (вдоль образующей);
несквозные отверстия в количестве 9 шт. диаметрами: б мм — З отв., 8 мм — З отв. 10 мм — 2 отв. соответственно глубиной 7, 8 и 12 мм и отверстие диаметром 10 мм, глубиной 11 мм, которое снаружи трубы доводилось до диаметра 30 — 35 мм на глубине — 4-5 мм, имитирующие коррозионные поражения (питтинги) на теле трубы.
Канавка соответствовала дефекту глубиной 80% толщины стенки трубы и длиной 14% диаметра трубы.
Несквозные отверстия на поверхности трубы соответствовали дефектам глубиной от 60 до 80% толщины стенки трубы.
Дефекты на трубном образце были заполнены быстротвердеющей двухкомпонентной шпатлевкой «Коломикс» и защищены заподлицо с поверхностью трубы. Время затвердения шпатлевки составило 30 мин.
Для ремонта дефектного участка трубы была выбрана герметичная составная сварная муфта (конструкция «муфта на муфту»), предназначенная для ремонта при наиболее значительных повреждениях поверхности труб.
Составная муфта состояла из центральной муфты, двух воротников и двух наружных муфт. Каждая деталь составной муфты состояла из двух полумуфт, которые после установки на трубе сваривались между собой продо
Источник
Ремонт свищевых повреждений
Практика эксплуатации газопроводов показывает, что одной из серьезных проблем, стоящих перед газотранспортными предприятиями отрасли, является ремонт свищевых повреждений в стенках труб, через которые теряются значительные объемы природного газа, что, приводит к значительному ущербу и загрязнению окружающей среды. Кроме того, сквозные дефекты в трубах являются источниками возникновения взрывов и пожаров в местах прохождения трасс газопроводов и расположения компрессорных станций. Указанные дефекты могут возникнуть в процессе изготовления труб при производстве строительно-монтажных работ (складирование и транспортировка труб, сварочно-монтажные и изоляционно-укладочные работы), а также при эксплуатации газопроводов.
В настоящее время участки газопроводов, имеющие свищевые повреждения, ремонтируются преимущественно способом врезки катушек [15], что связано с большими материальными и трудовыми затратами.
Таким образом, методы и средства ремонта свищевых повреждений должны обеспечивать:
ü безопасность при проведении ремонтных работ;
ü технологичность работ по ликвидации свищевых повреждений;
ü простоту изготовления и низкую стоимость устройств;
Проведенный анализ методов и средств ликвидации свищевых повреждений позволил выявить и детально рассмотреть наиболее перспективные технологии проведения ремонтных работ при ликвидации сквозных дефектов [59].
Возможны два варианта ликвидации свищевых повреждений – снаружи и изнутри.
Ликвидация сквозных локальных дефектов газопровода без остановки перекачки продукта снаружи технически проще, чем изнутри, т.к. значительно упрощается определение местоположения дефекта, доставка средств ремонта и имеется возможность установки на трубу различных пространственных конструкций.
Простейшим способом ликвидации свищей небольшого диаметра (порядка 1¸3 мм) является зачеканивание отверстия свища пластичным металлом (свинцом, медью) с помощью омедненного инструмента.
Основные недостатки этого способа: большая опасность, связанная с нанесением ударных нагрузок и недостаточная надежность по причине возможной разгерметизации.
Простейшими устройствами для устранения небольших утечек газа из газопроводов через свищи, трещины, пробоины и т.п. дефекты являются устройства типа хомутов, струбцин, прижимов, обеспечивающих плотное и герметичное перекрытие мест утечек и уплотняющих прилегающие зоны трубопровода с помощью эластичных прокладок, пластырей, подкладок.
Известно техническое решение [59], представляющее собой устройство для укрепления и уплотнения участка трубопровода с применением укрепляющего элемента в виде металлической накладки, устанавливаемой на дефектный участок поверхности трубопровода и прижимается удерживающими хомутами. Накладка имеет специальные штуцеры для ввода уплотняющего вещества. Штуцеры расположены вдоль краев накладки и имеют сквозные каналы для пропуска уплотняющего вещества в уплотняющую камеру. Уплотняющая камера представляет собой сплошной желоб, проходящий вдоль краев накладки, соединяя между собой отверстия сквозных каналов. Уплотняющее вещество в уплотняющей камере для увеличения прочности может армироваться, например, сеткой из «тянутого» металла.
Подобные герметизирующие накладки сами по себе не применимы на газопроводе, работающем под давлением, т.к. для затвердевания уплотняющего вещества необходимо какое-то время, в противном случае, уплотняющее вещество будет выдавлено и не даст нужного эффекта. Поэтому данное устройство требует доработки в плане разделения во времени процесса затвердевания герметизирующего вещества под накладкой и достижения полной герметизации отверстия в трубопроводе. Такое разделение по времени может обеспечить, например, специальный патрубок с краном, который приваривается к накладке посередине, над самым свищом. Пока происходит отвердевание герметизирующего вещества, кран должен быть открыт, и пропускать газ, не создавая напряжений, открывающих накладку. После отвердения герметизирующего вещества кран должен быть закрыт, и выход газа будет полностью прекращен.
При применении метода магнитов на свищи в теле трубы устанавливаются специальные бруски-магниты, которые способны выдерживать давление газа в данном месте. Бруски-магниты должны иметь уплотняющие прокладки или устанавливаться с нанесением слоя уплотняющего вещества.
При применении каучуковых уплотнителей на свищи накладывается каучуковая пробка, которая с помощью бандажа вдавливается в отверстие свища. Через определенное время каучуковый состав затвердевает, обеспечивая достаточную плотность.
Американской фирмой «Plidco» [59] разработаны устройства, позволяющие произвести надежную герметизацию локальных свищевых повреждений для их последующего ремонта на действующих газопроводах. К ним относятся:
ü разборная ремонтная муфта, предназначенная для постоянного ремонтного соединения, работающего под давлением. После прекращения выхода газа для повышения надежности возможна приварка муфты;
ü ремонтная трубная муфта, которая позволяет остановить утечки газа через отверстия, вызванные питтинговой коррозией. Характерной особенностью этой муфты является патентованный центрирующий штифт, который направляет вершину конуса из каучука в отверстие свища. Прижимным винтом создается усилие, прижимающее конус к месту свища. После устранения утечки место уплотнения накрывается прочным колпаком и приваривается.
Общим признаком, характеризующим тип устройств для ликвидации свищей изнутри, является то, что они перемещаются внутри трубопровода в потоке перекачиваемого продукта, останавливаются, реагируя на свищ или иное повреждение, фиксируются на стенках трубы и герметизируют место повреждения, предотвращая утечку и позволяя производить ремонтные работы, [59].
Типичным представителем таких устройств является следующая конструкция: поршень, имеющий полый конус с установленными по концам его внешней поверхности уплотнениями, между которыми в стенке корпуса имеется отверстие и запирающее его в отверстие, выполненное в виде подпружиненной втулки. При прохождении устройства над местом утечки давление в пространстве между кольцевыми ободами падает, в результате чего кольцевые ободы прижимаются давлением газа к стенке трубопровода. Устройство останавливается над местом утечки и тем самым перекрывает его, после чего можно произвести восстановление герметичности стенки трубы.
Оригинально решен вопрос срабатывания запорного органа в устройстве для временного перекрытия течи в действующем трубопроводе. Повышение надежности его срабатывания осуществляется за счет того, что в средней части корпуса выполнены сквозные окна, а запорный орган выполнен в виде охватывающего корпус и закрепленного по его концам гибкого эластичного рукава с подвижными в радиальном направлении клиновидными элементами, выступающими через окна в корпусе.
При прохождении над местом течи в кольцевой полости между трубопроводом и корпусом с манжетой происходит быстрое падение давления, и гибкий эластичный рукав под действием давления в трубопроводе прижимается к его стенке оттягивая за собой клиновидные элементы. В результате этого перепад давления в трубопроводе резко уменьшается и, за счет трения, манжет о стенки трубопровода устройство останавливается. После устранения утечки и выравнивания давления в кольцевой полости и полости корпуса рукав вместе с клиновидными элементами возвращается в исходное положение, восстанавливается перепад давления, который перемещает устройство по трубопроводу.
Одним из важных вопросов в разработке конструкций подобных устройств является надежная фиксация запорного устройства в трубопроводе.
Представляет интерес устройство для аварийного перекрытия трубопровода в случае возникновения утечек, представляющее собой цилиндрическую пружину, заключенную в оболочку из пластичного материала. При закручивании пружины ее наружный диаметри,следовательно, диаметр оболочки уменьшается. Наружный диаметр полностью разгруженной (незакрученной) пружины несколько больше внутреннего диаметра трубопровода. Внутри пружины помещен привод, осуществляющий вращение концов пружины навстречу друг другу вокруг оси ее образующего цилиндра. Запорное устройство вводится в трубопровод при включенном приводе, когда наружный диаметр оболочки приспособления меньше внутреннего диаметра трубопровода.
В месте, где предполагается использование устройства, привод отключается, и оболочка прижимается пружиной к трубопроводу, фиксируя устройство.
В последнее время все чаще предлагаются устройства для комплексного решения проблемы восстановительного ремонта внутренней поверхности трубопровода, когда устройства не только перекрывают трубопровод в месте повреждения, но и устраняют это повреждение. Так, например, существует устройство для устранения утечек, содержащее корпус, на котором закреплены детектор обнаружения утечки, подпружинные колеса и манжета. Вокруг колеса навит рулоном герметизирующий элемент в виде обрезиненной с одной стороны полосы из упругой пружинной стали, который удерживается от раскручивания тарельчатыми шайбами, сносными с корпусом. Эти шайбы подпружинены, и в корпусе помещен импульсный кольцевой электромагнит. При достижении места повреждения по сигналу детектора на короткий промежуток времени подключается электромагнит, притягивая тарельчатые шайбы к торцам корпуса, и освобождает герметизирующий элемент, который, распрямляясь под действием упругих сил, прижимается к внутренней стенке трубопровода, перекрывая течь.
Недостатком данного устройства является лишь то, что внутренние «заплатки» могут стать помехой при пропуске очистных устройств. Однако, в экстремальных случаях, например, при возникновении взрывоопасной обстановки от утечки газа при невозможности проведения немедленного ремонта, эта мера может оказаться единственной.
При сравнении двух методов ремонта свищевых повреждений на газопроводах наружного и внутреннего следует отметить очевидные преимущества первого, заключающего, прежде всего в простоте используемых устройств и оснастки. Кроме того, наружный метод ремонта свищевых дефектов не требует предварительной подготовки участка трассы газопровода для пропуска шаблона и дорогостоящего внутритрубного снаряда с устройством камер запуска и приема поршней.
ВНИИГАЗом в настоящее время разработан и успешно испытан ряд специальных устройств для безопасного ремонта свищевых повреждений, а также поверхностных дефектов металла труб действующих газопроводов, без остановки процесса перекачки газа [14].
Источник