Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Июня 2014 в 09:00, дипломная работа
В настоящее время протяженность трубопроводов, требующих ремонта или замены, уже превышает объемы и протяженность вновь строящихся. Удельные затраты на капитальный ремонт только по ОАО «Газпром» возросли за последние годы в 6…7 раз. Особо следует выделить межпромысловые трубопроводы, подземные и воздушные переходы через автомобильные и железные дороги, ручьи и мелкие реки. Условия их эксплуатации характеризуются режимом малоциклового нагружения в широком диапазоне температур, воздействием коррозионно-активных сред при высоком уровне неконтролируемых упругопластических деформаций. Систематическое изменение теплового состояния потоков постепенно приводит к отклонению трубопровода от первоначального положения. Образуются арки, всплытия в слабонесущих грунтах. Нередко меняются внешние условия, отрицательно влияющие на работоспособность трубопроводов, например, при произвольном изменении русел рек и других явлений, резко меняющих расчетную схему и напряженно-деформированное состояние трубопроводов, что со временем приводит к их разрушению.
ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................6
1. ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.1. Система внутритрубной диагностики……………………..…….....…7
1.2. Метод внутритрубной магнитной дефектоскопии………...…..……..9
1.3. Диагностика участка газопровода «Оренбург – Самара»……….…..12
1.4. Расчет допускаемого рабочего давления……………………………..20
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
2.1. Технологический расчёт магистрального газопровода
Оренбург-Самара……………………………………………………….…..22
2.2. Выбор рабочего давления и расстояния между станциями………………………………………………………………………..23
2.3. Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями……………………………………25
3. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
3.1. Механический расчет трубопровода Оренбург-Самара………........31
4. СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Общая часть…………………………………………………………....37
4.2. Характеристика строительства…………………………………….…38
4.3. Последовательность выполнения работ………………………….…..49
4.4. Защита от коррозии……………………………………………..….….61
4.5. Потребность в строительных механизмах и транспортных средствах……………………………………………………………………...….65
5. ПЕРЕХОДЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ЧЕРЕЗ АВТОМОБИЛЬНЫЕ И ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ…………………….......66
5.1. Основные технологические схемы и организационно- технологическая надежность строительства переходов………………………………………….67
5.2. Организация строительства переходов……………………………....69
5.3. Конструкции переходов магистральных газопроводов…………….70
5.4. Расчет перехода через автомобильную дорогу……………………...76
5.4.1 Выбор типа установки горизонтального бурения…………………77
5.4.2 Расчёт толщины стенки защитного футляра……………………….78
5.4.3 Расчет мощности установки горизонтального бурения……….......81
5.4.4 Монтаж перехода…………………………………………………….83
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
6.1 Общие положения…………………………………………………..….85
6.2 Обоснование величины капитальных вложений в инвестиционный проект………………………………………………………………………….....86
6.3 Калькуляция годовых эксплуатационных расходов…………….….87
6.4. Проведение расчетов на РС с использованием с использованием программного продукта «Alt-Invest-Prime»………………………………...…92
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
7.1. Охрана труда и промышленная безопасность………………..….….97
7.2. Описание элементов системы…………………………………...……97
7.3. Опасные и вредные факторы………………………………….…..….104
7.4. Причины возникновения опасных и вредных факторов, аварий…………………………………………………………………….…..104
7.5. Формирование фрейма…………………………………………..……105
7.6. Формирование матриц……………………………………….……109
7.7. Мероприятия направленные на предотвращение и
снижение производственного риска…………………………………109
8. ЭКОЛОГИЯ
8.1. Негативное влияние объектов газового комплекса на окружающую среду……………………………………………………………………………..121
8.2. Мероприятия, уменьшающие и исключающие
воздействие на окружающую природную среду…………………..…....123
8.3. Рекультивация нарушенных земель…………………………..….....126
9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………...128
При снижении избыточного давления газа внутри газопровода менее 100 Па (10 мм в.ст.) или при увеличения избыточного давления более 500 Па (50 мм в.ст.) и горении газа большим пламенем, препятствующим ведению огневых работ, работы следует немедленно прекратить, людей удалить из котлована на безопасное расстояние, погасить загоревшийся газ (с привлечением минимально необходимого количества работников) с помощью соответствующих средств пожаротушения.
Огневые работы разрешается продолжить после устранения причин, повлекших к снижению или увеличению избыточного давления и его восстановления в газопроводе в необходимых пределах 100-500 Па (10-50 мм в.ст.).
Перед вырезкой технологических отверстий в газопроводе замеряется давление жидкостными манометрами или тягонапоромерами, установленными на отключающих устройствах и на месте огневых работ.
Присоединять манометр к газопроводу в месте проведения работ следует трубкой со специальным конусным ниппелем, запрессованным в отверстие диаметром 6-8 мм, просверленным в верхней части газопровода у места огневых работ.
Чистовые резы газопровода и сварочно-монтажные работы по его восстановлению выполняются после установки ВГУ при загазованности в трубе и котловане не более 20% от НКПВ.
При проведении огневых работ, связанных с разъединением газопровода, черновые резы производятся после локализации места работ ВГУ. До установки ВГУ проверяется срок их годности(хранения) и герметичность.
ВГУ устанавливаются в газопроводе на расстоянии не менее 8-10 м в обе стороны от места выполнения огневых работ, между технологическими отверстиями и местом работы. При невозможности установки ВГУ на расстоянии 8 м от места реза, допускается установка на меньшем расстоянии при условии их защиты дополнительными средствами от попадания искр и сварочного грата (асботканью, огнезащитными стенками из асбоцементных щитов и т.п.).
Помещенное в газопровод ВГУ накачивается воздухом или инертным газом до давления, установленного изготовителем и обозначенного на ВГУ или в его паспорте. ВГУ должно плотно прилегать к внутренней поверхности трубы.
За состоянием и давлением внутри ВГУ необходимо осуществлять регулярный контроль с записью в журнале значений давления. Периодичность и порядок регистрации давления определяет ответственный за проведение огневых работ. Персонал, на который возложен контроль за состоянием ВГУ, к выполнению других видов работ не привлекается. В случае снижения давления в каком-либо из ВГУ необходимо немедленно приостановить огневые работы, подкачать ВГУ, проверить дальнейшее изменение давления в нем. Если давление снижается медленно, то через определенный интервал времени производить его подкачку до заданного давления. В случае быстрого снижения давления дефектное ВГУ подлежит замене.
Контроль за давлением внутри ВГУ осуществляется по манометрам.
Наличие конденсата в трубопроводе определяется через технологические отверстия с помощью пруткового щупа.
При наличии конденсата его следует удалить из полости трубопровода. Для этого работник, оснащенный необходимыми СИЗ, входит в полость трубы через специально вырезанный люк и выполняет работы, соблюдая все меры предосторожности, предусмотренные «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» ПБ 03-576-03.
Разъединение газопровода и освобождение ремонтного участка от газа осуществляется следующим способом:
Способ вырезки демонтируемого участка, после вентиляции полости между ВГУ, установленными в сторону запорной арматуры и в сторону проведения работ.
а) Вырезка технологических отверстий и технологического люка размером 500х800 м (рисунок 4.4.).
Рисунок 4.4-б) Установка ВГУ 1, 2 через технологические отверстия в сторону запорной арматуры и вытеснение газа путем продувки воздухом
(рисунок 4.5.).
Рисунок 4.5-в) Установка ВГУ 3,4, вскрытие технологического люка и удаление следов конденсата (рисунок 4.6.).
Рисунок 4.6-г) Вырезка черновой катушки (рисунок 4.7.).
е) Удаление ВГУ:
- выпустить воздух из
ВГУ в соответствии с
- извлечь ВГУ через технологическое отверстие.
ж) Герметизация (заварка) технологических отверстий.
Освобождение выводимого из эксплуатации участка газопровода от газа с применением специальных вентиляторных установок:
При выводе участка из работы необходимо предусмотреть его отсоединение от всех подключенных к нему трубопроводов (в т.ч. трубопроводов подключения, отводов, перемычек) путем вырезки катушек. Места вырезки катушек должны быть расположены вблизи продуваемого участка газопровода во избежание образования застойных зон.
К проведению собственно огневых работ приступают после выполнения подготовительных работ.
Очередность выполнения работ осуществляется в следующей последовательности:
а) вывод участка газопровода из работы производят путем последовательной вырезки "катушек" на концах ремонтируемого участка и на трубопроводах подключения;
б) проведение сварочно-монтажных работ по установке сферических днищ в сторону запорной арматуры и заварка технологических отверстий на действующем газопроводе и газопроводах подключения;
в) удаление «катушки» из отключенного участка газопровода;
г) после удаления «катушек» открытые концы отключенных трубопроводов герметизируются;
д) подключение напорной или вытяжной вентиляторной установки к одному из концов, отключенного участка газопровода, расположенного на более низкой отметке;
е) вытеснение газовоздушной смеси из газопровода путем продувки воздухом. Контроль содержания метана проводят на противоположном конце ремонтируемого участка. При достижении нулевой концентрации метана продувку воздухом прекращают, и участок считается выведенным в ремонт;
ж) проведение периодического контроля загазованности в полости газопровода на концах ремонтируемого участка и местах проведения работ переносным газоанализатором;
з) выполнение сварочно-монтажных работ;
и) удаление ВГУ;
- выпустить воздух из
ВГУ в соответствии с требовани
- извлечь ВГУ через технологическое отверстие;
д) герметизация (заварка) технологических отверстий.
Завершающие работы:
После получения положительных результатов контроля сварных соединений (вварка катушки, тройника, крана, захлеста и т.п.), проводится комплекс завершающих работ, при выполнении которых меры безопасности и технология определяются соответствующими инструкциями.
Проводятся изоляционные, земляные работы по подбивке грунта под трубу и ее засыпке, кроме мест, где были предусмотрены технологические отверстия, а также вытеснение газовоздушной смеси.
При этом дополнительно необходимо учесть следующее:
Перед вытеснением газовоздушной смеси и заполнением газопровода газом весь персонал и техника должны быть удалены за пределы опасной зоны.
Вытеснять воздух из газопровода, сосуда следует природным газом давлением не более 0,1 МПа (1 кгс/см2) в месте подачи. Вытеснение считается законченным, если содержание кислорода в выходящей газовоздушной смеси не будет превышать 2% (по объему). По окончании вытеснения газовоздушной смеси продувочная свеча должна быть закрыта.
Заварка технологических отверстий производится после вытеснения газовоздушной смеси.
После получения положительных результатов контроля сварных соединений заварки технологических отверстий, производится их изоляция и засыпка.
Из опасной зоны удаляются работники и техника, участвовавшие в заварке, изоляции и засыпке технологических отверстий, после чего газопровод заполняется газом.
Заполнение должно осуществляться ступенчато. До давления 20 кгс/см2 – непрерывно. Затем заполнение газом временно прекращается.
По истечении часа проводится осмотр места проведения работ. Заполнение продолжается до достижения проходного давления.
Герметичность оборудования, трубопроводов, сварных, разъемных соединений и уплотнений контролируется визуально или с помощью приборов. Окончательный осмотр и проверка герметичности проводятся не менее чем через 2 часа.
Если при подъеме давления в процессе испытания оборудования, трубопроводов будет обнаружена утечка газа, давление должно быть снижено до 100-500 Па и приняты необходимые меры по безопасной ликвидации утечки.
По окончании огневых работ лицо, ответственное за их выполнение, обязано проверить места проведения огневых работ на отсутствие возможных источников возникновения огня и записать время окончания огневых работ в наряде-допуске.
4.3.7. Демонтаж участка существующего газопровода
Приступить к демонтажу участка газопровода в соответствии с проектом. Демонтируемый участок газопровода должен быть освобожден от газа и конденсата. Земляные работы по вскрытию демонтируемого участка газопровода выполнить одноковшовым экскаватором типа "Като" следующим образом: снять слой грунта над трубой и справа от трубы (по ходу движения экскаватора) на глубину, превышающую первоначальную глубину заложения газопровода на 15-20см.
Работы по подъему газопровода Ду 1000мм, укладке на бровку траншеи выполнить трубоукладчиками "САТ".
Выполнить очистку газопровода в местах кольцевой резки труб, т.е. удалить с его поверхности старую изоляцию, продукты коррозии, земли с помощью шлифовальных машинок. Затем выполнить резку трубопровода на плети, погрузку их на плетевозы и транспортировку на завод для очистки их от изоляции и отбраковки.
Засыпку траншеи выполнить бульдозером Б-170. В целях предотвращения наездов на действующие газопроводы засыпку производить под углом 45° к оси траншеи.
4.3.8. Рекультивация нарушенных земель
При капитальном строительстве трубопроводов рекультивация включается в общий комплекс работ, выполняемых в следующей последовательности:
По окончании строительства всего газопровода земельные участки, отведенные во временное пользование, возвращаются землепользователям в состоянии пригодном для использования их по назначении.
Засыпку трубопровода в любых грунтах после получения письменного разрешения заказчика следует выполнять бульдозерами прямолинейными, косопоперечными параллельными, косоперекрестными или комбинированными проходами. В стесненных условиях строительной полосы, а также в местах с уменьшенной полосой отвода работы должны выполняться косопоперечными параллельными или косоперекрестными проходами бульдозером (рисунок 4.8.).
Рисунок 4.8- Схемы производства работ по засыпке уложенного трубопровода бульдозером:
а - прямолинейными проходами; б - косопоперечными параллельными проходами;
в - косоперекрестными проходами; г - комбинированным способом
4.3.9. Закрепление трассы газопровода знаками
После окончания строительно-монтажных работ провести закрепление трассы вновь построенного газопровода знаками:
4.4. Защита от коррозии
4.4.1. Активная защита
При катодной защите подземного стального трубопровода (рисунок 4.9), в качестве жертвенного анода выступает электрод-заземлитель, заложенный в землю недалеко от него. Для того, чтобы этот заземлитель работал анодом, а труба - катодом, включают внешний источник постоянного тока, причем “плюсом” - к заземлителю, “минусом” - к трубе. При этом в принципе безразлично, из какого материала выполнен заземлитель, важно лишь, чтобы образовался электрический ток и чтобы этот ток был направлен из земли на трубу. Действительно, ток идет от “+” источника на заземлитель, затем в землю, из земли - на трубу и возвращается на “-” источника.
Рисунок 4.9- Схемы протекторной (а), катодной (б) и электродренажной (в) защиты трубопровода: 1 - трубопровод; 2 - протектор; 3 - анодный заземлитель; 4 - выпрямитель переменного тока; 5 - рельсы электротранспорта.
Практически во всех случаях ЭХЗ применяют совместно с защитой изоляционными покрытиями. Попытки применить ЭХЗ неизолированного сооружения приводят к неоправданным затратам электроэнергии и анодного материала, а часто просто технически невозможно. Действительно, при ЭХЗ изолированного сооружения токи защиты будут распределяться лишь по трещинам и проколам в изоляции, что резко снизит затраты на электроэнергию. Токи ЭХЗ, таким образом, “залечивают раны изоляции”, которые она получает в процессе строительства и эксплуатации сооружения. К тому же в порах и трещинах изоляции при электрохимической защите образуется солевой осадок, который “пломбирует” повреждения. Именно благодаря такой дружественности повсеместно применяется комплексная защита - изоляционные покрытия в сочетании с ЭХЗ.