Изоляционно-укладочные работы

Изоляционно-укладочные работы проводят после сварки тру­бопровода в непрерывную нить и отрывки траншеи проектного профиля.

Перед нанесением на трубопровод изоляционного покрытия его поверхность необходимо очистить от грязи, ржавчины, окалины, снега и льда, чтобы обеспечить лучшую прилипаемость изоляции.

Для очистки и изоляции трубопроводов в трассовых услови­ях используются специальные машины. Очистные машины предназначены для очистки наружной поверхности труб до металли­ческого блеска и нанесения грунтовки на поверхность трубопровода. Очистная машина представляет собой цилиндрический (кольцевой) корпус, внутри которого находятся силовая и очистная установки. Машина надевается на трубу и перемещается вдоль оси с помощью двигателя внутреннего сгорания. Одновременно осуществляется ме­ханическая очистка поверхности трубопровода с помощью скребков и металлических щеток, вращающихся вокруг трубы. Битумная грун­товка подается из бачка насосом и разравнивается на поверхности трубы «полотенцами».

Изоляционные машины предназначены для нанесения на тру­бопровод мастичного или полимерного пленочного изоляционного

482

покрытия. Изоляционная машина (рис. 19.12) также, как очистная, одевается на трубу и перемещается по ней на ходовых колесах 8 с по­мощью двигателя внутреннего сгорания 3. Машина для нанесения мастики (битумной, АСМОЛ и др.) снабжена емкостью, из которой горячая расплавленная мастика шестеренным насосом через сопло подается на верхнюю образующую трубы и далее - стекает по ней вниз. Формирование изоляционного покрытия необходимой толщины осу­ществляется с помощью специальной обечайки, перемещающейся соосно трубе. Излишки мастики собираются в бачок, из которого они вновь возвращаются в верхнюю емкость. Для намотки стеклохолста и оберточного материала изоляционная машина оборудована специаль­ным механизмом, состоящим из большой кольцевой звездочки, на боковой поверхности которой имеются оси. На них навешивают шпу­ли с соответствующим рулонным материалом (стеклохолстом, бризолом и т.п.). Конец рулона приклеивается к поверхности трубы и при вращении звездочки с натягом наматывается на трубу. Механизм для намотки рулонных материалов расположен в задней части изоля­ционной машины.

Изоляционная машина для нанесения на трубопровод поли­мерных липких лент отличается тем, что не имеет устройств для подогрева и нанесения мастики.

В последние годы появились машины, которые совмещают выполнение функций очистки поверхности трубопровода и нанесе­ния на него полимерных лент. Они представляют собой два последовательно расположенных на общей раме агрегата - силового и изолировочного. Силовой агрегат состоит из дизельного двигателя и коробки перемены передач, а изолировочный включает очистное уст­ройство и механизм нанесения полимерной ленты, аналогичные ранее описанным. Силовой и изолировочный агрегаты соединены на шар­нирах, что обеспечивает прохождение машин по трубопроводу на криволинейных участках. Дополнительно такая машина оснащена устройством отсоса пыли, образующейся при очистке трубы. Приме­нение комбинированных машин (комбайнов) позволяет сократить количество потребной техники (машин для изоляции и трубоуклад­чиков), уменьшить количество обслуживающего персонала, снизить суммарные затраты мощности и металлоемкость машин.

Изоляционно-укладочные работы на строительстве магист­ральных трубопроводов выполняются двумя способами: совмещенным и раздельным.

При совмещенном способе очистка наружной поверхности трубопроводов, их изоляция и укладка в траншею объединены в один процесс, выполняемый механизированной изоляционно-укладочной колонной (рис. 19.13). На трубопровод надевают очистную и изоля­ционную машины, поднимают его трубоукладчиками,

483

*

to

11

■чир»

Рис. 19.12. Самоходная битумоизояяционная машина:

I - шпуля; 2 - насадок; 3 - двигатель; 4 - силовая передача;

5 - рычаги управления; б - прижимное устройство; 7 - насос; 8 - ходовое колесо; 9 - обечайка; 10 - ванна;

I1 - обмоточный механизм

установленными на определенном расстоянии друг от друга и начи­нают работы, перемещаясь вдоль бровки траншеи. Заизолированный трубопровод опускают на подготовленное дно траншеи. Количество и расстановка трубоукладчиков зависит от веса единицы длины тру­бопровода, то есть от его диаметра и толщины стенки. Основные требования при этом таковы: 1) напряжения, возникающие в трубо­проводе, должны вызывать только упругие деформации металла; 2) изоляционное покрытие в момент касания дна траншеи должно иметь механическую прочность, исключающую ее повреждение частицами грунта; 3) должно быть предотвращено опрокидывание трубоуклад­чиков.

При раздельном способе ведения работ процессы изоляции и укладки отделены друг от друга. Благодаря этому, появляется воз­можность изолировать трубы еще до рытья траншей, т.е. создавать задел, обеспечивающий ускорение работ. В данном случае при строи­тельстве используют заранее изолированные (например, в заводских условиях или на полевых базах) трубы и секции труб. Недостатка­ми способа являются: 1) необходимость изоляции стыков при соединении труб или секций в нитку; 2) неизбежность повреждения изоляционного покрытия при погрузочно-разгрузочных и транспор­тных работах. Поэтому раздельный способ ведения изоляционно-укладочных работ найдет широкое применение только при применении высокопрочных изоляционных покрытий (эмалевых, эпоксидных, алюминиевых).

Областью преимущественного применения раздельного спо­соба является проведение изоляционно-укладочных работ на болотах и на обводненных участках. В этом случае, с одной стороны, прохож­дение тяжелой техники изоляционно-укладочных колонн затруднено, а с другой, необходимо предотвратить всплытие пустого трубопрово­да, т.е. надежно закрепить его на проектных отметках.

Заизолированный трубопровод укладывают в подготовлен­ную траншею одним из следующих способов:

• протаскиванием готового трубопровода по дну траншеи;

• протаскиванием по поверхности водоема с наращиванием секций и последующим погружением на дно траншеи;

• сплавом балластированного трубопровода на понтонах.

В первом случае на головную часть плети надевают специаль­ный оголовок и протаскивают трубопровод по дну подводной траншеи с помощью лебедки, находящейся на противоположном берегу боло­та или обводненного участка. Чтобы избежать повреждения изоляции трубопровод предварительно футеруют матами из деревянных реек. Предотвращение всплытия трубопровода достигается предваритель­ной установкой на нем чугунных и железобетонных грузов-утяжелителей.

484

485

Во втором случае готовую секцию трубопровода без грузов-утяжелителей с заглушкой на переднем торце перемещают по водной поверхности. После окончания протаскивания одной секции к ней сваркой присоединяют другую длиной 100...200 м и возобновляют протаскивание. После установки всей плети над траншеей ее погру­жают на дно траншеи навешиванием грузов-утяжелителей с понтонов.

В третьем случае заизолированный трубопровод с закреплен­ными на нем грузами-утяжелителями сплавляют по воде на понтонах, удерживающих его на плаву, и устанавливают над осью траншеи. За­тем трубопровод погружают на дно траншеи путем последовательного отсоединения понтонов.

Очистка внутренней полости и испытание трубопроводов

При строительстве внутрь трубопровода попадают грязь, вода, снег, инструменты и другие посторонние предметы. Кроме того, на внутренней поверхности труб имеется окалина, а порой и ржавчина. Если их не удалить, то впоследствии перекачиваемый продукт будет загрязнен и его качество ухудшится. Кроме того, могут образоваться пробки (в местах установки запорной арматуры, на фильтрах и т.п.), препятствующие движению потока. В связи с этим после выполне­ния сварочно-монтажных, изоляционно- укладочных и земляных работ производят очистку внутренней полости трубопроводов.

Применяют два способа очистки: продувку воздухом (или га­зом) и промывку водой.

В настоящее время основным способом очистки внутренней полости трубопроводов диаметром менее 219 мм является продувка трубопроводов высокоскоростным потоком воздуха или газа. Пред­почтительнее осуществлять продувку сжатым воздухом. В качестве ресивера (емкости для накопления сжатого воздуха) используется смежный участок трубопровода, перекрытый с двух сторон запорной арматурой или заглушками. Воздух нагнетается в него передвижны­ми компрессорными станциями. Геометрический объем ресивера должен быть не меньше объема очищаемого участка, а давление воз­духа в нем должно быть равно 0,6...1,2 МПа.

Для очистки трубопроводов диаметром более 219 мм их про­дувку выполняют с использованием очистных поршней, перемещаемых потоком сжатого воздуха.

В отдельных случаях, как исключение, по специальному со­гласованию продувку выполняют природным газом. Его источниками могут быть:

- месторождения газа, расположенные вблизи трассы трубо­провода или питающие строящийся магистральный газопровод 487

- проложенный рядом действующий магистральный газопровод.

Однако следует иметь в виду, что природный газ образует с воздухом взрывоопасную смесь. Поэтому при продувке газом с исполь­зованием очистных поршней, способных вызвать искру от столкновения с инородными предметами, из трубопроводов предва­рительно должен быть вытеснен воздух. Для этого очищаемый участок продувают одним газом под давлением не более 0,2 МПа. Вытеснение воздуха считается законченным, когда концентрация кислорода в газе, выходящем из трубопровода станет не более 2 %. Содержание кисло­рода определяют газоанализатором.

Промывка внутренней полости трубопроводов водой приме­няется в случаях, когда их испытание на прочность и герметичность будет проводиться гидравлическим способом. При промывке по тру­бопроводам в потоке пропускают поршни-разделители. Промывка заканчивается, когда очистное устройство выходит из противополож­ного конца трубопровода.

Испытание трубопроводов на прочность и герметичность проводят после завершения всех предшествующих работ (укладки, засыпки, очистки полости, врезки линейной арматуры).

Применяют следующие способы испытаний: гидравлический, пневматический и комбинированный.

Гидравлическое испытание выполняют главным образом во­дой. В качестве ее источников используют естественные или искусственные водоемы (реки, озера, водохранилища, каналы и т.п.). Трубопровод заполняется водой с помощью наполнительных агрега­тов через узлы подключения. Поскольку присутствие воздуха в полости трубопровода может исказить результаты испытаний, то для его удаления в повышенные точки профиля врезаются воздуховыпускные краны.

При испытаниях на прочность в трубопроводе необходимо создать давление, на 10...25 % превышающее то, с которым будет вес­тись перекачка. Сначала давление в испытуемом участке повышают наполнительными агрегатами. Когда же их технические возможнос­ти будут исчерпаны, наполнительные агрегаты отключают и включают опрессовочные агрегаты. После достижения расчетного давления их отключают, закрывают задвижки и выдерживают трубопровод под испытательным давлением 24 ч.

Если в процессе подъема или выдержки давления случаются разрывы, то трубы разрушенного участка заменяют новыми, а испы­тание повторяют.

При испытании на герметичность измеряют снижение рабо­чего давления в течение определенного промежутка времени. Если оно незначительно, то делают вывод о герметичности испытуемого участ­ка трубопровода.

Заканчиваются гидравлические испытания вытеснением воды из полости трубопровода. На магистральных газопроводах для этого пропускают не менее двух поршней-разделителей со скоростью 3...10 км/ч под давлением сжатого воздуха или газа. Воду из нефте- и неф-тепродуктопроводов после их испытания удаляют одним поршнем-разделителем, перемещаемым под давлением транспорти­руемого продукта.

Пневматическое испытание трубопроводов выполняют сжа­тым воздухом или природным газом. Их источники и средства закачки те же, что и при продувке. Повышение давления в трубопроводе про­изводится в несколько ступеней с обязательным осмотром трассы при достижении давления, равного 30 % от испытательного. Затем давле­ние поднимают до испытательного (1,1 Р _а6) и, перекрыв запорную арматуру, выдерживают трубопровод в течение 12 ч. Допустимое сни­жение давления - не более 1 %. Затем давление снижается до рабочего и выдерживают его еще не менее 12 ч. В случае утечек воздуха или разрыва труб подача воздуха немедленно прекращается, давление сни­жается до атмосферного и выполняются работы по устранению дефектов, после чего испытание возобновляется. По окончании ис­пытания оборудование демонтируют и перебазируют на новый участок.

Достоинством пневматического метода испытаний является отказ от использования значительных количеств воды. Кроме того, нет необходимости вытеснять ее по окончании испытаний. Поэтому он широко используется при испытаниях на прочность и герметич­ность магистральных газопроводов. Однако обнаружение негерметичности трубопроводов с помощью этого метода связано с определенными трудностями. Так, при компримировании воздух на­гревается. При его последующем охлаждении в трубопроводе уменьшается давление, что ошибочно можно идентифицировать как утечку. С другой стороны, воздух является сжимаемой средой. Поэто­му даже при наличии мелкой утечки темп снижения давления в трубопроводе невелик.

Гидравлический метод позволяет зафиксировать даже незна­чительные негерметичности: вода является практически несжимаемой средой и сравнительно небольшая ее утечка приводит к заметному снижению давления в трубопроводе. Чтобы уменьшить количество используемой воды ее последовательно перемещают из одного испы­туемого участка в другой. Однако если опрессовочную воду не удалось вытеснить полностью, то это приводит к внутренней коррозии трубо­проводов. Кроме того, не всегда по трассе имеются достаточные для проведения испытаний объемы воды.

Чтобы надежно установись отсутствие утечек в трубопрово­дах в условиях ограниченных ресурсов воды прибегают к

488

489

комбинированному методу испытаний, когда давление в трубопрово­де создается двумя средами - воздухом и водой или природным газом и водой. В этом случае сначала полость трубопровода заполняют сжа­тым воздухом или газом, а затем поднимают давление до испытательного, закачивая воду опрессовочными агрегатами.