Ремонт магистрального газопровода

Машина оборудована системой слежения за осью трубопровода, которая вы-дает рекомендации машинисту о движении по курсу, а также обеспечивает конт-роль положения шасси машины и рабочего органа относительно трубопровода в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Управление машиной осуществляется двумя операторами из кабины шасси и дистанционно с выносного пульта.

Технические характеристики машины МПРГ-1 следующие:

- наибольшая глубина копания за один проход, м:

- в немерзлых грунтах - 0,8;

- в мерзлых грунтах - 0,4;

- ширина разрабатываемой выемки, м, не менее: 5.

 

4.3 Разработка траншеи

 

При ремонте трубопровода имеют место два случая [1]:

1) при ремонте с подъемом он  вскрывается до нижней образующей (рис.1.5 а);

1. при ремонте без подъема (с подкопом) трубопровод должен быть вскрыт ниже нижней образующей на глубину не менее 1 м (рис.1.5 б).

При механизированном способе выполнения ремонтных работ размеры траншеи должны быть достаточными для свободного перемещения по трубе очистных и изоляционных машин. Ширина траншеи по низу должна быть не менее Dн + 1,0 м.

При разработке траншеи специальными вскрышными экскаваторами ее ширина по низу b равна:

 

b=Dн+2к,

 

где Dн - наружный диаметр трубопровода;

       к - ширина режущей кромки рабочего органа машины.

Для трубопроводов диаметром 219...530 мм к =0,5 м; более 530 мм -к = 0,7м.

При разработке траншеи одноковшовым экскаватором:

 

b=Dн+2к+2δ,

 

где δ - расстояние от режущей кромки экскаватора до трубы. Обычно принимают δ = 0,15...0,2 м.

Траншеи с вертикальными стенками без крепления разрабатываются в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на следующую глубину:

- в насыпных песчаных и гравийных грунтах - не более 1 м;

- в супесях - не более 1,25 м;

- в суглинках и глинах - не более 1,5 м;

- в особо плотных грунтах - не более 2,0 м.

При большей глубине траншей необходимо разрабатывать их с откосами, заложение которых должно соответствовать величинам, указанным в справочной литературе.

Чаще всего разработку траншей ведут обычными одноковшовыми экскаваторами. Однако, на прямолинейных участках трассы со спокойным рельефом местности можно разрабатывать траншею специальными вскрышными экскаваторами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.5. поперечный профиль траншеи трубопровода:

а- при ремонте с подъемом; б- при ремонте без подъема.

 

ВНИИСПТнефть была разработана серия вскрышных экскаваторов для труб различного диаметра (ЭВ-529, ЭТР-377 РС, ЭТР-720 РС и др.).

Рабочий орган вскрышных экскаваторов последних модификаций представляет собой два ротора, установленных на раме. Между роторами смонтирован отвальный нож с приваренными к нему открылками, образующими плут.

С помощью роторов рабочего органа траншея разрабатывается до заданной глубины. Одновременно ножом, укрепленным в верхней части конструкции, разрезается грунт и разваливается по обе стороны трубопровода в ковши роторов и доставляется на транспортер.

Однако, из-за большого диаметра ротора применение экскаваторов этого типа на криволинейных участках трубопровода затруднительно.

НИТЦ "Ротор" разработал машину для вскрытия трубопроводов;

(МВТ), которая как и МПРГ-1, имеет  два рабочих органа, разрабатывающих  грунт по обе стороны от  трубопровода.

Разработанный грунт транспортируется скребками рабочих органов во вращающийся ротор, который отбрасывает его в любую сторону и на любое заданное расстояние в пределах 8 м от оси трубопровода.

Технические характеристики машины МВТ следующие:

- техническая производительность, погонный метр в час, в грунтах 1 категории при диаметре труб:

-530, 630 мм-100;

- 720, 820 мм - 80;

-1020, 1220 мм - 60;

- профиль траншей:

- ширина по верху, м - 3,5...4,5;

- ширина по дну, м - 2,2...2,7;

- глубина, м - до 4,1.

При ремонте трубопровода без подъема возникает необходимость в удалении грунта из-под трубы с целью ее осмотра и обеспечения прохода очистных и изоляционных машин различных типов.

Одна из конструкций подкапывающих машин, разработанных бывшим ВНИИСПТнефть.

Ходовой механизм шагающего типа с устройством фиксации на трубопроводе создает напорное усилие, позволяющее машине перемещаться по поверхности трубы со скоростью 100 (170) погонных метров в час.

Рабочие органы в виде двух роторов, установленных на вертикальных валах электродвигателей, обеспечивают разработку грунта под трубопроводом без его удаления из траншеи.

Основные параметры подкапывающих машин этого типа приведены в табл.1.2.

НИТЦ "Ротор" разработал подкапывающую машину типа МПР, которая имеет два ротора шнекового типа, расположенных горизонтально (по одному с каждой стороны трубопровода). Передвижение машины по трубопроводу обеспечивается цепным устройством в виде гусеницы, опирающейся на трубопровод.

Основные технические характеристики машины МПР следующие:

- диметр подкапываемого трубопровода, мм: 530, 630;

- размеры разрабатываемого слоя грунта под подкапываемым трубопроводом, мм:

-толщина-120... 700;

- ширина - не менее 1300;

- техническая производительность в грунтах 1 категории, погонных метров в час: не менее 120;

 

Таблица 1.2

 

Основные технические характеристики подкапывающих машин типа МПТ

 

Параметры	Типы машин
	МПТ-720	МПТ-1020	МПТ-1220
Диаметры подкапываемых трубопроводов, мм	720 820	1020	1220
Глубина подкопа, мм	500;530	500	500
Производительность, м/ч	80...170	60... 110	60...110
Мощность, кВт	25	30	35
Число роторов, шт	2	2	2

 

- минимальный радиус кривизны подкапываемого трубопровода в плане: не более 90 Dтр;

- количество роторов: 2;

- номинальная мощность электродвигателя ротора, кВт: 30;

- тип ходового механизма: гусеничный трубоход;

- масса машины в рабочем положении, кг: не более 3500.

 

 

4.4 Проверка технического состояния трубопровода после его вскрытия

 

При ремонте трубопровода с укладкой его на лежки перед подъемом сварные швы очищаются от старой изоляции, ржавчины, загрязнений и подвергаются сплошному визуальному осмотру.

В зависимости от результатов осмотра, сварные швы, вызывающие сомнения с точки зрения прочности, подвергаются контролю физическими методами (магнитографическим, радиографическим или ультразвуковой дефектоскопией) и при необходимости ремонтируются до подъема трубопровода или вырезаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Очистка трубопровода от старой изоляции

 

В общем случае все методы очистки трубопроводов можно раздели на три группы: механические методы, химические и термические.

Однако, применение химических и термических методов при выполнении ремонтных работ на действующих нефтепроводах правилами капитального ремонта запрещено. Таким образом, в практике ремонта трубопроводов и в нашей стране и за рубежом применяют только механические методы очистки.

В свою очередь, механические методы можно условно разделить на 3 вида:

1) срезание старой изоляции с помощью резцов (ножей), цепей, щеток или тросов;

2) очистка путем динамического воздействия на изоляцию пескоструйный, дробеструйный или дробеметный способы очистки;

       3) гидродинамический способ - очистка от изоляции в результате воздействия воды, нагнетаемой под высоким давлением.

       Первые очистные  машины для снятия старой изоляции при капитальном ремонте нефтепроводов были разработаны и внедрены производство бывшим ВНИИСПТнефть. Это был ряд машин типа ОМС: ОМС-1, ОМС-2, ОМС-2М/219-273, ОМС-2М/325, ОМС-2М/377-426, ОМС-2М/508 и ОМС-720 РС [1].

       Некоторые конструктивные  особенности этих машин (разъемный рабочий орган и корпус рабочего органа, прижатие резцов к телу трубы при вращении ротора за счет центробежных сил, два рабочих органа оснащенных резцами) используются и в современных очистных машинах.

       Позднее этим  же институтом для снятия битумной изоляции были разработаны более совершенные очистные машины серии МПП, а для снятия полимерной изоляции - машины типа ОМП.

       В настоящее  время ИПТЭР разработан новый  ряд очистных машин типа ОМГ. Эти машины предназначены для подготовки наружной поверхности магистральных трубопроводов под новые изоляционные покрытия, в том числе и полимерные, при капитальном ремонте с заменой изоляции и при ремонте с заменой труб.

       Машины имеют  два ротора, передний из которых  оснащен резцами, задний - щетками. Управление машиной осуществляется с бровки траншеи при помощи пульта, смонтированного на телескопической штанге.

       Машины типа, ОМГ  могут работать как в горных  условиях (с уклоном трубопровода  до 35°), так и   на равнинной местности (с уклоном трубопровода до 8°).

       Техническая характеристика  очистных машин этого типа  приведена табл.2.1.

Для проведения очистных работ при выборочном ремонте трубопровода ИПТЭР разработано очистное устройство УО-820, предназначенное для снятия старой битумной и полимерной изоляции на трубопроводах диаметром 720 и 820 мм.

 

 

 

 

Таблица 2.1

Техническая характеристика очистных машин типа ОМГ

Основные параметры	Тип машины
	ОМГ-530	ОМГ-820	ОМГ-1220
1	2	3	4
Диаметр ремонтируемого трубопровода, мм	377;426;530	630;720; 820	1020;1220
Суммарная мощность, кВт	25	41	48
Частота вращения венцов рабочих органов, об/мин	295	240	170
Максимальная скорость передвижения машины, м/ч	400	400	400
Число рабочих органов, шт	2	2	2
Число рабочих инструментов на рабочем органе, шт: резцов щеток	4 8	4 4	4 4
Степень очистки (в % к площади обрабатываемой трубы)	100	100	100
Масса, кг	1900	2500	3500
Габаритные размеры (без пульта управления), мм: длина ширина высота	2805 1345 1590	2900 1680 1970	2865 2310 2800

 

Устройство легко монтируется в любом месте трубопровода и управляется с бровки траншеи с помощью пульта, укрепленного на телескопической штанге.

Аналогичное устройство разработало Пензенское конструкторско-технологическое бюро арматуростроения (ПКТБА), расширив диапазон очищаемый труб от 325 мм до 820 мм (рис.2.1).

Характеристики устройств приведены в табл.2.2.

В настоящее время научно-производственным предприятием “Август” (г. Уфа) разработана и освоена производством серия очистных машин типа МПП. В отличие от машин типа ОМГ, эти машины имеют меньшую мощность и массу, а также отличаются и конструкцией рабочих инструментов на рабочих органах. В частности, на каждый из двух роторов устанавливается по 20 резцов (инструмент ИСИ-1220) [1]. Кроме того, дополнительно, на специальных держателях могут быть установлены попарно соединенные дискообразные щетки (инструмент ИОР-1220), что значительно улучшает степень очистки поверхности трубопровода.

       Характеристика  этих машин приведена в табл.2.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.1. Схема очистного устройства ОУ-820 конструкции ПКТБА:

1 - корпус разъемный; 2 - тележка; 3 - ролик тележки; 4 - ротор разъемный; 5 - ролик ротора; 6 - скребок; 7 - щетка; 8 - привод; 9 – цепь.

 

Таблица 2.2

Характеристика очистных устройств для выборочного ремонта

Основные параметры	Значения параметров
	УО-820 (ИПТЭР)	ОУ-820 (ПКТБА)
Мощность электродвигателя, кВт	2,2	1,5
Частота вращения ротора, об/мин	37,2	30; 40; 50
Скорость передвижения устройства по трубе, м/ч	25	15
Рабочий инструмент	4 резца	скребок, щетка
Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота - диаметр, описываемый деталями ротора	100 1500 1700 -	960 - - 1200
Масса, кг	350	144