2.7 Изоляционно-укладочные работы

Общие положения

Для защиты трубопроводов, предназначенных для транспортировки газа от коррозии, в качестве пассивной защиты применяют изоляционные покрытия. Различают 2 типа изоляции: усиленный, нормальный.

Усиленная тип изоляции используется при прокладке трубопроводов в засоленных почвах, болотистых почвах, на подводных переходах, на переходы через автомобильные и железнодорожные дороги, на территориях КС и ГРС, НПС и др. На этих участках применяют изоляционные покрытия с оберткой из бризола, в качестве защиты трубопровода от механических повреждений используют жесткую футеровку из деревянных реек.

В условиях повышенной опасности, то есть на железнодорожных и автомобильных переходах, в населенных пунктах, болотистых районах и др. используют усиленную изоляцию из битумно-полимерных, битумно-минеральных и полимерных материалов. Структура таких покрытий состоит из 3-х чередующихся слоев битумной мастики толщиной 3 мм и слоя армирующей обмотки из стеклохолста. Покрытие наносится по битумной грунтовке и снаружи обертывается оберточной бумагой, общая толщина покрытия 9± 0.5 мм.

Слой битумной мастики несет основную защитную нагрузку, препятствуя проникновению к металлу агрессивных агентов среды.

В качестве обертки применяют бризол, полимерно- дегтебитумные пленки, полимерно- резиновые - дегтебитумные пленки, стеклорубероид.

Изоляционные покрытия на основе полимерных липких лент предназначены для подземных трубопроводов и выполняются из слоя грунтовки и 1-3 слоев липкой полимерной ленты. Для предохранения полимерного покрытия на основе липких лент от механических повреждений применяют защитную обертку из 1-2 слоев рулонного материала. Перед нанесением липкой ленты на трубопровод необходимо произвести грунтовку прямых и спиральных швов. Наносят липкую ленту на трубопровод после высыхания грунтовки при помощи специальных машин. При нанесении изоляционного покрытия необходимо следить,чтобы на покрытии не образовалось складок морщин, пузырей. При их появлении необходимо снять ленту с трубопровода, и после устранения дефектов нанести вновь.

В нашем случае мы применяем изоляцию нормального типа, которая состоит из следующих компонентов:

• грунтовка;

• полимерная липкая лента типа “Полилен МВ”

• защитная обёртка типа “Полилен”.

Суммарная толщина изоляционного покрытия в нашем случае составляет около 6 мм с допуском 0,5 мм.

На переходах через естественные и искусственные препятствия применяем изоляцию усиленного типа – 2 слоя полимерной ленты “Полилен МВ” + 2 слоя защитной обёртки “Полилен”.

Технология изоляционно-укладочных работ соответствует требованиям [2] и включает в себя следующие операции:

· очистка поверхности сваренного в нитку трубопровода;

· изоляция поверхности трубопровода;

· укладка трубопровода в траншею.

Расчёт изоляционно-укладочной колонны

Наиболее рациональным методом проведения изоляционно-укладочных работ является использование механизированных изоляционно-укладочных колонн. Определим состав механизированной колонны и основные технологические параметры процесса укладки трубопровода:

- изоляционно-укладочные работы производятся совмещенным способом;

• условия прокладки – нормальные

Принимаем к использованию очистную машину типа ОМЛ-8.

Таблица 2.10. Параметры очистной машины[6].

Параметры машин
Тип (марка машины)	Наружный диаметр трубопровода, мм	Скорость передвижения машины, км/ч	Ёмкость грунтовочного бака, л	Количество обслуживающего персонала, чел	Вес машины, кг	Тип двигателя	Мощность двигателя, л.с.	Вид топлива
ОМЛ-8А	219-325	0,544	115	1	1662	ГАЗ-321	40	Бензин

Таблица 2.11. Параметры изоляционной машины

Параметры машин

Тип (марка машины)

Наружный диаметр трубопровода, мм

Скорость передвижения машины, км/ч

Ёмкость битумной ванны, л

Количество обслуживающего персонала.

Вес машины, кг

Тип двигателя

Мощность двигателя, л.с.

Вид топлива

ИМ-2А

168-273

0,590

200

1

773

УД-2

8,9

бензин

В зависимости от диаметра трубопровода и толщины его стенки должна выбираться такая технологическая схема расстановки трубоукладчиков и машин, при которой напряжение в трубе достигают минимальных значений. При этом следует стремиться, чтобы машины находились в непосредственной близости от сопровождающих трубоукладчиков.

Количество трубоукладчиков должно быть таким, чтобы их суммарной грузоподъемности было достаточно для подъема трубопровода на заданные технологические высоты. Исходя из условий предельного снижения напряжений в опасных сечениях трубопровода, следует считать, что для его поднятия необходимо иметь три трубоукладчика.

В каждой точке подвеса трубопровод может поддерживаться одним или двумя трубоукладчиками (с применением траверсы) в зависимости от расчетного усилия в этой точке и грузоподъемных возможностей трубоукладчиков.

На основании выше сказанного в качестве расчетной схемы для определения параметров примем схему многопролетной неразрезной балки со смещенными опорами, три из которых являются точками подвеса и две – точками опоры о грунт.

Принимаем, что во всех опасных сечениях трубопровода напряжения изгиба одинаковы (рис.2.1)

Применительно к совмещённому способу укладки газопровода 219Ч5 принимаем следующие исходные данные (см. рис.2.1):

h_т=120 см,

h_оч=80 см,

h_из=150 см,

Q_из=773 кг – вес изоляционной машины,

Q_оч=1662 кг – вес очистной машины.

Найдём момент инерции поперечного сечения трубопровода:

, (2.6)

Момент сопротивления трубопровода:

, (2.7)

вес единицы трубопровода:

, (2.8)

где g_ст – удельный вес стали, g_ст=0,0078кг/см³.

Напряжения в опасных сечениях находим по формуле:

, (2.9)

где М – опорный изгибающий момент в сечении,

Е – модуль упругости трубной стали, Е=2,1×10⁵ Мпа,

Определение оптимальной расстановки трубоукладчиков целесообразно проводить с помощью специальной диаграммы. На этой диаграмме имеется два семейства эллиптических кривых, одно из которых имеет вид сплошных линий, а другое – пунктирных. Численные обозначения каждой кривой соответствуют условным безразмерным расчётным параметрам:

- для сплошных кривых, (2.10)

- для пунктирных кривых (2.11)

Подсчитав, исходя из данных значений этих безразмерных параметров, по диаграмме отыскиваются две наиболее подходящие эллиптические кривые (пунктирная и сплошная), и полученные точки их пересечения относятся на оси координат. В результате находим вспомогательные параметры l_2¢ и l_3¢ (получаем два решения):

(сплошная кривая),

(пунктирная кривая)

Пересечение этих кривых происходит в двух точках:

I) l_2¢=1,49, l_3¢=1,91;

II) l_2¢=1,63, l_3¢=2,38;

Практическое применение эти параметры находят только после определения длины пролёта l₁:

. (2.12)

Для определения размерных значений l₂ и l₃ необходимо воспользоваться следующими формулами:

; (2.18), (2.19)

I) , ,

II) ,

Оптимальное размещение точек подвеса определяется как разность вида

и , (2.13)

а пролёт l₄ приблизительно составляет 0,8×l₁

I) ,

II) ,

Пролёт l₄ составляет 0,8×l₁

.

Нагрузки на трубоукладчики К₁, К₂, и К₃ находим следующим образом:

, (2.14)

, (2.15)

(2.16)

Находим нагрузки К₁,К₂, К₃ для I-го варианта расстановки:

,

,

.

Нагрузки К₁,К₂, К₃ для второго варианта расстановки:

Из двух вариантов расстановки трубоукладчиков выбираем первый, как более оптимальный ввиду того, что нагрузки К₁,К₂, К₃ в этом случае меньше, чем во втором варианте. Исходя из полученных результатов, принимаем, что для укладки трубопровода необходимо иметь три трубоукладчика Т-1224В.