6. Сварка морских трубопроводов

Ручные методы сварки МТ. При сооружении подводных перехо­дов магистральных нефтегазопроводов широкое применение получи­ла ручная электродутовая сварка. Этот метод сварки ввиду специфи­ческих особенностей строительно-монтажных работ продолжает при­меняться в условиях Каспийского моря при прокладке морских трубопроводов.

Технологии автоматической сварки МТ. Применение автоматических методов сварки при строительстве морских трубопроводов обусловлено прежде всего необходимостью обеспечения высокого качества сварных соединений в связи со сложностью условий эксплуатации и ремонта.

Соединения труб при строительстве могут выполняться с использованием различных организационных схем, например:

• с предварительной сваркой труб в двух- или четырехтрубные секции, которые затем сваривают в непрерывную нитку;

• сваркой отдельных труб в непрерывную нитку. Сварка выполняется одним из следующих способов:

• автоматическая или полуавтоматическая сварка в среде защитного газа плавящимся или неплавящимся электродом;

• автоматическая или полуавтоматическая сварка самозащитной проволокой с принудительным или свободным формированием металла шва;

• ручная сварка электродами с покрытием основного типа или с цел­люлозным покрытием;

• электромонтажная сварка непрерывным оплавлением с после-сварочной термической обработкой.

При сварке двух- или четырехтрубных секций на вспомогательной линии может применяться также автоматическая сварка под флюсом.

Перед началом работ принятые к использованию способы сварки, сварочное оборудование и материалы должны быть аттестованы в при­сутствии представителей Заказчика на трубоукладочном судне. Сварщики должны быть аттестованы в соответствии с действующи­ми нормами. Сварщики, выполняющие сварку под водой, должны пройти обучение и специальную аттестацию в камере под давлением с имитацией условий работы на дне моря.

Кольцевые сварные соединения подвергают 100% радиографиче­скому контролю с дублированием 20% стыков автоматизированным ультразвуковым контролем с записью результатов контроля. При тол­щине стенки свыше 25 мм 100% ультразвуковой контроль является обязательным.

Приемка сварных соединений производится в соответствии с тре­бованиями технических условий на сварку и неразрушающий кон­троль труб, включающих нормы допустимых дефектов в сварных швах.

6. Изоляция и бетонирование стыков подводных трубопроводов

Как показала практика, себестоимость заполнения технологиче­ских разрывов высокопрочным быстросхватывающимся бетоном не превышает затрат в случае применения в тех же целях пенополиуретана или мастик. Бетон более пригоден для использования в морской среде без опасности его разрушения и обеспечивает надежную защиту сварных стыков труб. По своим прочностным и весовым характери­стикам применяемый бетон отвечает всем требованиям и является экологически безопасным по отношению к чувствительным экосисте­мам морских акваторий.

Применение высокопрочного быстросхватывающегося бетона для заполнения разрывов пригружающего покрытия позволяет достичь оптимального распределения напряжений на стыках и повысить их защищенность.

Уретановые составы, используемые в качестве добавок к бетонной смеси, не всегда пригодны для использования в морской среде, особенно при длительном сроке службы трубопровода, который может достигать 80 лет. Полиуретановые пенопласты характеризуются слиш­ком малой плотностью, а утяжеленные уретановые композиции представляют потенциальную биологическую опасность и не полностью совместимы с антикоррозионной изоляцией труб.

Поэтому при сооружении подводных трубопроводов нередко при­меняют высокопрочный быстросхватывающийся серобетон, разрабо­танный и запатентованный Горным бюро США. Патентованный серобетон представляет собой цементный состав на основе модифицированной серы с обычными наполнителями. Бетонную смесь вы­пускают в гранулированном виде и расфасовывают в мешки с грузо­выми петлями для удобства перевалки с помощью кранов или погруз­чиков, оборудованных вилочными захватами. Поскольку гранулы нечувствительны к погодным условиям, то не требуется предусмат­ривать специальные мероприятия по перевалке и хранению бетон­ной смеси.

Технология бетонных работ заключается в следующем. Гранулы бе­тонной смеси через бункер загружают в битумный котел и нагрева­ют до температуры плавления, составляющей 115—120 °С. Такая тем­пература не опасна для муфт с термоусадкой и антикоррозионной пленки, используемых для изоляции сварных швов. Для нанесения покрытия из высокопрочного быстросхватывающегося бетона на монтажные стыки труб можно применять оборудование, используе­мое при работах с горячими мастиками.

После расплавления гранул бетонную смесь заливают в многоразовую опалубку, установленную вместе с арматурой над обетонируемым стыком трубопровода. Во избежание образования пустот бетон уплотняют с помощью вибраторов. После заполнения формы бетоном для ускорения отвердения смеси поверх нее обычно устанавливают охлаждающий водяной кожух, который затем удаляют.

На процесс отвердения уходит от 4 до 10 мин, после чего бетон при­обретает прочность на сжатие порядка нескольких тысяч кПа, а еще через час — твердость, соответствующую твердости бетонного покры­тия труб из портландцемента.