Ремонт труб магистральных газопроводов

Обзор способов капитального ремонта магистральных газопроводов с применением труб, бывших в эксплуатации

В настоящей статье хотелось бы описать все чаще и чаще применяющийся метод капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов (КР ЛЧ МГ) с применением труб, бывших в эксплуатации, а также рассмотреть некоторые практические моменты, возникающие при разработке проектной документации на капремонт с использованием данного метода.

Организационная схема КР ЛЧ МГ с применением труб, бывших в эксплуатации, выглядит следующим образом:

В последнее время в связи с износом газопроводов, находящихся в эксплуатации, объемы капитального ремонта увеличиваются. Увеличиваются, соответственно, и требуемые для этого капиталовложения. Одной из мер, несколько уменьшающих стоимость КР и повышающих эффективность производства работ, является применение методов ремонта ЛЧМГ с использованием труб, бывших в эксплуатации.

В 2005 году вышла «Временная инструкция по повторному применению труб при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов», в 2010 году вступила в силу постоянная инструкция в статусе СТО Газпром 2-2.3-484-2010.

Рассмотрим на конкретном примере применение данного метода ремонта. Магистральный газопровод наружным диаметром 1020 мм находился в эксплуатации с 1963 года. Расчетная продолжительность ремонта 24 км трубопровода составляла 6 месяцев с учетом использования трех комплексных технологических потоков. В проектной документации предлагалась следующая организация ремонтных работ:

1 этап — Демонтажные и диагностические работы на трассе газопровода:

• вскрытие газопровода;
• поднятие газопровода на бровку траншеи;
• удаление старой изоляции;
• диагностирование труб средствами неразрушающего контроля;
• отбраковка труб и демонтаж трубопровода;
• транспортировка труб, прошедших отбраковку, на Мобильную базу ремонта и изоляции труб, расположенную в 160 км от трассы;
• транспортировка труб, не прошедших отбраковку, на место временного складирования на базе ЛПУ;
• засыпка траншеи газопровода.

2 этап — Комплекс работ по переизоляции труб на Мобильной базе ремонта и изоляции труб

3 этап — Монтажные работы:

• разработка траншеи газопровода;
• транспортировка труб с Мобильной базы ремонта и изоляции труб к месту монтажа;
• транспортировка труб в заводской изоляции к месту монтажа (на участки категории В, I, II);
• монтаж газопровода, испытания;
• засыпка траншеи;
• контроль состояния изоляционного покрытия методом катодной поляризации.

При проведении КР с использованием труб, бывших в эксплуатации, проводится комплекс диагностических работ, определяющих дальнейшую «судьбу» трубы и отнесение ее к той или иной категории по степени пригодности к дальнейшему использованию.

Глобально трубы делятся на две категории: «А» — трубы, бывшие в эксплуатации, пригодные для повторного применения, и «Б» — не пригодные к повторному применению на линейной части магистральных газопроводов.

Кроме того, после проведения процедур обследования и оценки качества труб ремонтируемого участка, трубы категории «А» целесообразно дополнительно ранжировать по категориям:

• трубы категории А1, оставляемые в газопроводе для дальнейшей эксплуатации, в том числе ремонтируемые без вырезки из газопровода (в траншее);
• трубы категории А2, извлеченные из траншеи, отремонтированные на бровке и смонтированные в границах ремонтируемого участка (как правило, от кранового до кранового узла);
• трубы категории А3, вырезаемые из ремонтируемых и демонтированных участков газопроводов, которые подлежат комплексному обследованию, восстановлению в заводских условиях, ремонту и повторному применению при ремонте магистральных газопроводов, независимо от того, из какого участка газопровода они демонтированы.

Ввиду того, что трубопровод к моменту ремонта (а он предполагается в 2015 году) будет находится в эксплуатации 52 года, отнесение труб к категории А1 производится не будет.

Обследование участков газопроводов проводят наружными сканерами-дефектоскопами и средствами визуального, измерительного, вихретокового, ультразвукового, магнитопорошкового контроля, после предварительной очистки газопровода (удаления старого изоляционного покрытия) организацией, выполняющей ремонт. Допускается проводить обследование без применения сканеров-дефектоскопов газопроводов диаметром 530 мм и менее, а также участков газопроводов длиной меньше 36 м.

Обследование трубопровода сканером-дефектоскопом в объеме 100% проводят для выявления аномалий, подлежащих идентификации на последующих этапах обследования. Существует документ Газпрома, содержащий требования по организации и проведению технического диагностирования ЛЧ МГ наружными сканерами дефектоскопами (Р Газпром 2-2.3-596-2011), а также временные типовые технические требования к наружным сканерам.

На сегодняшний день в Реестр ОАО «Газпром» внесены 4 типа сканеров:

1. Сканер-дефектоскоп ультразвуковой бесконтактный SoNet производства ОАО «Акустические Контрольные Системы», г. Москва (на диаметры от 720 до 1420, температурный диапазон эксплуатации -40..+50 С);
2. Дефектоскоп наружный сканирующий типа ДНС производства ЗАО «Газприборавтоматика сервис», г. Саратов (на диаметры 1020, 1220, 1420, температурный диапазон эксплуатации -30..+50 С);
3. Комплекс автоматизированного контроля сварных соединений и основного металла газопровода УСД 60-8К-А производства ООО «НПЦ Кропус», г. Ногинск;
4. Дефектоскоп-сканер ультразвуковой АВТОКОН-МГТУ производства ФГУ НУЦСК при МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва (для контроля кольцевых сварных соединений).

Сканеры-дефектоскопы в работе: вверху — сканер SoNet; внизу — сканер типа ДНС в составе ремонтной колонны по очистке старой изоляции и обследованию газопровода

Соответственно, существуют две организационно-технологические схемы производства ремонтно-диагностических работ: с вывешиванием трубопровода в траншее и с поднятием труб на берму траншеи. Отметим, что качественная диагностика МГ в траншее в ряде случаев может быть затруднительна (см. рис. ниже), поэтому в проектной документации была принята схема с поднятием трубопровода на берму траншеи.

Сложности диагностики МГ при ремонте в траншее (слева — затруднен доступ к нижней образующей трубы, справа — неудовлетворительное качество очистки поверхности газопровода)

После обследования сканером-дефектоскопом трубопровод демонтируется на отдельные трубы, при этом кольцевые сварные швы вырезаются двумя резами.

Далее на трассе проводят следующий комплекс работ по неразрушающему контролю и отбраковке труб:

1. Визуально-измерительный контроль в объеме 100% тела трубы и СДТ. При этом выявляют коррозионные дефекты, вмятины, гофры, дефекты сборки (смещение кромок) и наружные дефекты сварных швов, а также другие видимые дефекты. Измеряют параметры обнаруженных дефектов, заносят их в ведомости дефектов и в соответствии с принятыми нормами оценки соответствия (Инструкция по оценке дефектов труб и СДТ при ремонте и диагностировании МГ, утверждена 5.09.2013 В.А. Маркеловым) определяют трубы и СДТ, подлежащие замене.
2. Поиск стресс-коррозионных дефектов по результатам обследования сканером-дефектоскопом, и на участках, имеющих признаки коррозионного растрескивания под напряжением (КРН), которые определяют визуально, по отслоившемуся изоляционному покрытию и наличию продуктов коррозии светлого цвета в анаэробных условиях.
3. Приборное обследование участков газопровода, не подлежащих замене после выполнения ВИК и поиска дефектов КРН, а также вырезанных труб. Сюда входит:

• ультразвуковой контроль локальных участков поверхности металла и заводских швов по результатам предыдущих этапов;
• толщинометрия бездефектных стенок труб и СДТ не менее чем в 4 точках на каждый элемент трубы и СДТ;
• 100% обследование вырезанных труб с дефектами КРН (на бровке траншеи или на спецплощадке) вихретоковым дефектоскопом и 10% магнитопорошковый контроль.

Таким образом происходит разделение вырезанных труб по категориям А2, А3 и Б. В соответствии с этим принимается решение, отправлять ли трубу на базу для обследования, ремонта и переизоляции, или выполнить ремонт в трассовых условиях. Трубы категории А3, в принципе, могут быть использованы на другом участке трубопровода, не включенном в состав проекта, или после ремонта на мобильной базе врезаны в тот же участок трубопровода, из которого ранее были вырезаны.

Когда данный проект попал на экспертизу, то экспертной организацией был сделан ряд конструктивных замечаний, уменьшающих стоимость проекта.

Как известно, существует несколько схем демонтажа газопровода. Для рассматриваемого случая выглядят они следующим образом.

Схема 1 предполагает вскрытие трубопровода с одной стороны и «выдергивание» трубопровода с разработкой приямков для пропуска полотенец трубоукладчика с расчетным интервалом. Схема 2 предполагает полное вскрытие трубопровода с обеих сторон и постепенное извлечение его из траншеи. Ширина вскрытия определяется размерами режущей кромки экскаватора (в данном случае 1200 мм) и безопасным расстоянием от рабочего органа до стенки трубы (200 мм).

Очевидно, что применение схемы 2 увеличивает объем механической разработки грунта на 65%. Поэтому было сделано замечание, которое проектный институт принял, что в грунтах 2 и 3 категории по трудности разработки следует применить схему 1. В грунтах 4-6 группы по трудности разработки, которые в рассматриваемом проекте представлены глинами твердой консистенции и скальными грунтами гранитов, была оставлена схема 2, поскольку «выдергивание» трубы из подобных грунтов может привести к повреждению тела трубы. В случае, когда демонтированная труба далее нигде не используется, вполне приемлема была бы и первая схема. Но когда труба планируется к дальнейшему использованию, то демонтаж трубопровода должен производится таким образом, который исключал бы любые повреждения тела трубы, т.е. как раз схема 2.

Далее, так как работы по демонтажу данного участка газопровода начинаются в конце января (грунт находится в мерзлом состоянии), была дана рекомендация при вскрытии и засыпке траншеи принимать откосы траншеи 1:0 согласно СНиП 3.02.01-87 п.3.16. Данное решение позволило сократить объем земляных работ на 18%.

Также немаловажный момент, который во многих случаях ускользает из внимания проектировщиков: согласно технической части ГЭСН 01 на земляные работы при засыпке траншей категория грунтов по трудности разработки должна приниматься на единицу меньше той, которая дана в отчетах по инженерным изысканиям.

Данные замечания по земляным работам в общем итоге привели к снижению сметной стоимости на 12%.

Отметим, однако, и некоторые недостатки применяемого метода ремонта:

• необходимость два раза разрабатывать и засыпать траншею;
• вызывает сомнение возможность повторного использования трубы производства начала 60-ых годов. СТО Газпром 2-2.3-484-2010 устанавливает технические требования к трубам, бывшим в эксплуатации, отремонтированным в заводских условиях. Согласно этому СТО, к повторному применению допускаются трубы, изготовленные лишь по определенным стандартам и техусловиям, самое старое из которых датировано 1973 годом;
• даже если газотранспортным обществом принято решение о том, что данные трубы все же будут везти на базу, диагностировать и отбраковывать, то гипотетически возможна следующая ситуация. Доставленную за 160 км трубу исследуют на механические свойства (ударная вязкость, предел прочности, предел текучести и пр.) и обнаруживают, что за 50 с лишним лет эксплуатации отношение предела текучести к пределу прочности стало близким к единице. Само по себе увеличение данного отношения отражает вполне естественный процесс деформационного старения трубной стали, когда под действием эксплуатационных и технологических факторов сталь постепенно теряет способность пластически деформироваться. Оптимальным считается соотношение не более 0,8..0,9. За длительный период эксплуатации вполне вероятно, что соотношение превысит 0,9, что увеличивает риск разрушения трубопровода. В таком случае процент отбраковки труб будет столь велик, что это сводит к нулю и обесценивает все транспортные расходы по перевозке трубы с трассы на завод (мобильную базу) на расстояние 160 км.

Тэги: дефекты труб, кап ремонт, капитальный ремонт, категории труб, ЛЧМГ, методы ремонта труб, обследование трубопроводов, сканеры дефектов, способы капитального ремонта

Источник

ВСН 39-1.10-001-99 Инструкция по ремонту дефектных труб магистральных газопроводов полимерными композиционными материалами

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ИНСТРУКЦИЯ
ПО РЕМОНТУ ДЕФЕКТНЫХ ТРУБ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
ПОЛИМЕРНЫМИ КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Система нормативных документов в газовой промышленности

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ИНСТРУКЦИЯ
ПО РЕМОНТУ ДЕФЕКТНЫХ ТРУБ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
ПОЛИМЕРНЫМИ КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Производственным объединением
«Спецнефтегаз»

Всероссийский научно-исследовательский институт
природных газов и газовых технологий
(ВНИИГАЗ)

Информационно-рекламный центр газовой промышленности

РАЗРАБОТАН Производственным объединением «Спецнефтегаз», Всероссийским научно-исследовательским институтом природных газов и газовых технологий.

ВНЕСЕН Управлением проектирования и экспертизы ОАО «Газпром».

УТВЕРЖДЕН Членом Правления ОАО «Газпром» Б. В. Будзуляком 19 октября 1999 г.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом ОАО «Газпром» от 15 февраля 2000 г. № 23 с 5 марта 2000 г.

СОГЛАСОВАН Федеральным горным и промышленным надзором России от 16 ноября 1999 г. № 10-03/724, Управлением по транспортировке газа и газового конденсата ОАО «Газпром».

1. Общие положения . 2

2. Применяемые композиционные материалы .. 3

3. Дефекты, допускаемые к ремонту композиционными материалами . 3

4. Определение допускаемых размеров ремонтируемых дефектов . 4

5. Организация ремонтных работ . 4

6. Технология проведения ремонта коррозионных дефектов . 5

7. Технология проведения ремонта дефектов сварных стыков и вмятин . 8

8. Техника безопасности . 8

9. Оформление технической документации . 9

Приложение 1. Акт на проведение восстановительных работ . 9

Приложение 2. Автоматизированное построение карты проведения восстановительного ремонта . 10

«Инструкция по ремонту дефектных труб магистральных газопроводов полимерными композиционными материалами» регламентирует производство ремонтно-восстановительных работ действующих трубопроводов с применением полимерных композиционных материалов без остановки транспорта продукта. В инструкции приведена классификация типов подлежащих ремонту дефектов, способы и технология безопасного восстановительного ремонта трубопроводов.

Методические рекомендации разработаны в Управлении диагностики и ремонта ПО «Спецнефтегаз» (к. т. н. Мирошниченко Б. И., к. т. н. Аладинский В. В., к. т. н. Мельников В. Л., к. т. н. Маханев В. О., Гердов М. Г.) и НТЦ «Ремонт газопроводов» ВНИИГАЗа (к. т. н. Велиюлин И. И., к. т. н. Решетников А. Д., к. т. н. Голенко Ю. В., к. т. н. Стебенев В. Н., Карамян С. А., Растворцева А. М.).

Система нормативных документов в газовой промышленности

Ведомственные строительные нормы

Инструкция
по ремонту дефектных труб магистральных газопроводов
полимерными композиционными материалами

Дата введения 2000-03-05

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Действие настоящей инструкции распространяется на ремонт полимерными композиционными материалами дефектных труб магистральных трубопроводов диаметром до 1420 мм включительно с рабочим давлением до 7,5 МПа, предназначенных для транспортировки природного газа, газоконденсата и других продуктов, не содержащих коррозионно-активных компонентов.

1.2. Настоящий нормативный документ определяет порядок, допуск и правила выполнения работ на магистральных трубопроводах при проведении ремонта коррозионных и механических повреждений труб, дефектов сварных стыков с использованием полимерных композиционных материалов (ПКМ).

1.3. Ремонт композиционными материалами осуществляется без остановки эксплуатации трубопровода при снижении рабочего давления.

1.4. Ремонт дефектных труб с использованием композиционных материалов должен обеспечивать восстановление несущей способности трубы в соответствии с требованиями нормативно-технических документов:

· СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы / Госстрой России. — М.: ГУП ЦПП, 1998;

· СНиП III-42-80*. Магистральные трубопроводы / Госстрой России. — М.: ГУП ЦПП, 1998.

1.5. Данный нормативный документ разработан на основании продолжительного опыта производства работ по ремонту магистральных трубопроводов диаметром 1020-1420 мм композиционными материалами и в развитие действующих нормативных документов:

· Инструкции по ремонту дефектов действующих нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов с применением композиционных спиральных муфт. — М., ВНИИСТ-СКТ, 1998;

· Временного руководящего документа по проведению ремонтных работ с применением клея «Монолит» на объектах газовой промышленности. — М., ВНИИГАЗ, 1996;

· Руководящего документа по применению композиционных материалов фирмы «Диамант» для ремонтных работ на объектах нефтяной и газовой промышленности. — М., ОАО «Газпром», 1998.

1.6. Допускается использование новых полимерных композиционных материалов, прошедших межведомственные испытания по типовой методике ОАО «Газпром» от 11.03.99 г. и согласованных к применению в установленном порядке.

1.7. В зависимости от характера и размеров дефектов предусматривается применение трех вариантов использования ПКМ:

· ремонт заливным композиционным материалом;

· ремонт муфтовым композиционным материалом;

· комбинированный ремонт — сочетание заливного и муфтового композиционных материалов.

1.8. Инструкция регламентирует возможность установки муфт с зазором между смежными муфтами (на основе автоматизированных расчетов с использованием специализированной компьютерной программы), что позволяет производить восстановление несущей способности коррелированных труб на большой площади поражения. Расстояние между муфтами определяется в зависимости от свойств металла труб, прочностных характеристик применяемых композиционных материалов, параметров дефектов.

2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для ремонта дефектов трубопроводов применяются два типа полимерных композиционных материалов: заливной и муфтовый. Заливной ПКМ используется для заполнения дефектов, связанных с потерей металла по толщине стенки трубы. Муфтовый ПКМ обеспечивает восстановление несущей способности труб с дефектами.

2.2. Заливные ПКМ: клей «Монолит» (ВНИИГАЗ) и молекулярметаллы фирмы «Диамант-Металлопластик» ГМбХ (Германия), показавшие при испытаниях и эксплуатации наилучшие адгезионные и прочностные характеристики.

2.3. Муфтовые ПКМ: гибкий анизотропный рулонированный стеклопластик (ГАРС), композиционная спиральная муфта (КСМ), углеродная однонаправленная лента (УОЛ-300-1).

2.4. Отечественные ПКМ изготавливаются и поставляются по следующим техническим условиям:

· ремонтный состав «Монолит+» — ТУ 2252-154-05786904-99;

· ГАРС — ТУ 2296-152-05786904-99;

· УОЛ — ТУ 1916-167-0576346-96;

· КСМ — ТУ 92-115-14-98.

2.7. Поставка ПКМ производится в соответствии с данными сертификатов качества завода-изготовителя.

2.8. Ширина муфтовой композиционной ленты составляет 300 ± 20 мм. Длина стандартных муфт рассчитана на восемь слоев намотки.

2.9. Заливной ПКМ применяется для дефектов небольшой площади (царапины, задиры, дефекты типа каверны, питтинговая коррозия).

3. ДЕФЕКТЫ, ДОПУСКАЕМЫЕ К РЕМОНТУ КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

3.1. Ремонт труб с применением полимерных композиционных материалов производится для следующих типов, дефектов:

· общая коррозия (наружная и внутренняя);

· задиры, царапины, сколы;

· вмятины глубиной до 5% диаметра трубы;

· дефекты кольцевых сварных стыков — смещение кромок до 30% толщины стенки трубы, утяжины до 20% толщины стенки трубы на длине до 1/12 периметра трубы;

· коррозионные дефекты на сварных стыках.

3.2. Не подлежат ремонту ПКМ следующие дефекты:

· вмятины в сочетании с дополнительным концентратором.

3.3. Перед проведением ремонта в обязательном порядке производится обследование локальной зоны дефекта с помощью неразрушающих методов контроля для выявления трещин.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ РАЗМЕРОВ РЕМОНТИРУЕМЫХ ДЕФЕКТОВ

4.1. Метод ремонта, обеспечивающий восстановление несущей способности ремонтируемых труб в соответствии с СНиП 2.05.06-85*, и допускаемые к производству ремонта дефекты определяются по табл. 1 (в формулах для допускаемых размеров дефектов: R — радиус трубы в мм, d — толщина стенки трубы в мм) или с применением специализированной компьютерной программой автоматизированного расчета «Гриф-2».

Табл. 1. Размеры дефектов, допускаемых к ремонту композиционными материалами

Источник