книги из ГПНТБ / Иванцов, Олег Максимович. Индустриализация строительства магистральных трубопроводов

через шестеренчатые редукторы. Щетки к трубе прижимаются пружинами (рис. 8).

Несмотря па большое разнообразие очистных машин, даже лучшие из них пока еще не обеспечивают необходимых темпов и качества очистки.

Необходимо и дальше совершенствовать конструкцию машин и изыскивать новые принципы очистки. Ставится задача довести производительность машин до 1,5—2,0 км в смену; причем за год каждая машина должна очистить по 200 км.

Изоляцию нормального типа (слой мастики и обертка из крафт-бумаги) уже давно наносят специальными машинами.

Усиленная изоляция, состоящая из двух слоев мастики, обертки из гидроизола и обертки из крафт-бумаги, выполнялась вручную. Вручную наносилась весьма усиленная изоляция, конструкция которой предусматривает дополнительные слои ма­ стики и обертки из гидроизола. Трудоемкость нанесения усилен­ ной изоляции на 1 км трубопровода была в 1,5 раза выше трудо­ емкости выполнения изоляции нормального типа.

Новаторы СУ-1 треста Укргазнефтестрой на строительстве газопровода Ставрополь—Москва применили обертывание гидро­ изолом при помощи обычной изоляционной машины. Бригадир механизаторов этого управления Г. А. Столяр предложил наде­ вать на две шпули машины рулоны гидроизола шириной 47 и 31 см. Правильно выбрав угол между катушкой обертывающего устройства и трубой и отрегулировав тормоза, он добился хоро­ шего качества механизированного обертывания.

В этом же СУ второй слой мастики при усиленной изоляции наносили обычной изоляционной машиной. Мастика подавалась гибким шлангом с соплом на трубу, обернутую гидроизолом. При этом трудоемкость нанесения изоляции сократилась в 2 раза.

Такой способ с успехом был применен также на строительстве газопровода Шебелинка—Днепропетровск и нашел широкое рас­ пространение в изоляционных колоннах Омскнефтепроводстроя п многих других организаций. Схема устройства для нанесения второго слоя мастики показана на рис. 9.

При использовании бризола конструкция усиленной изоляции выглядит иначе, чем при применении гидроизола. Высокие изо­ ляционные свойства бризола позволяют обертывание трубопро­ вода по одному слою мастики приравнивать усиленной изоляции. Обертывание трубопровода бризолом осуществляется изоляцион­ ной машиной, которая наносит и слой мастики. Трудовые за­ траты при этом резко сокращаются. На строительстве газопровода Ставрополь—Москва для нанесения на 1 км усиленной изоляции с гидроизолом затрачивалось в среднем около 71 чел.-дня, а изо­ лировочная колонна М. С. Лосева (СУ-7 треста Мосгазпроводстрой) на этой же стройке затрачивала на 1 км усиленного покры­ тия с бризолом 30 чел.-дней. Средняя производительность изеляционной машины при использовании бризола составляла 550 л

32

в смену, максимальная 1000 м. Повышение производительности достигалось также за счет заправки мастикой машины без ее остановки.

Усиленную изоляцию выполняют и в виде однослойного по­ крытия толщиной 6 мм из битуморезиновой мастики повышенной вязкости (содержание резиновой крошки 7—10%). Под изоля­ ционный слой, как обычно, наносят грунтовку, а поверх мастики накладывают обертку из крафт-бумаги.

Однослойная битуморезиновая изоляция наносится обычными изоляционными машинами с обечайкой, имеющей специальное приспособление — эластичный козырек (рис. 10).

Рис. 9. Схема устройства для механизированного нанесения второго слоя

мастики усиленной изоляции.

1 — всасывающий патрубок; 2 — битумный насос; з — нагнетательные трубы; 4,6,7 — краны; 5 — обечайка; 8 — сопло; д — брезентовый фартук; ю — полотенце; 11 — ка­

тушка изопяпионной машины; 12 — битумный бак изоляционной машины.

Каркас козырька изгибается так, чтобы зазор между его греб­ нем и трубой был 8—10 мм, причем обечайка смещается вниз относительно горизонтальной оси трубы. Благодаря этому зазор между обечайкой и трубой вверху составляет 4 мм, внизу 8 мм. Зазор регулируется перед пуском машины и систематически кон­ тролируется в процессе ее работы. Нанесение однослойной изоля­ ции усиленного типа осуществляется при движении машины на первой скорости; насос машины работает на четвертой скорости.

При обертывании трубопровода крафт-бумагой подхватывается стекающая с трубы мастика, что улучшает формирование слоя покрытия.

Значительным усовершенствованием является сочетание изо­ ляционных работ с опуском трубопровода в траншею. При этом способе изоляция наносится непосредственно над траншеей; трубопровод опускают в нее по мере продвижения изоляционного агрегата. Таким образом, начиная от очистки и кончая засыпкой трубопровода, предусматривается поточное выполнение работ.

Сваренный в нитку трубопровод укладывают не далее 2 м от оси траншеи, что позволяет работать при минимальном вылете

стрел трубоукладчиков и максимально использовать их грузо­ подъемность.

Один трубоукладчик, поднимая участок трубопровода для прохода очистной машины, перемещает трубу к самой бровке траншеи. Два других трубоукладчика надвигают трубопровод с насаженными на него очистными и изоляционными машинами на траншею. На сильно пересеченной местности и при изоляции трубопроводов больших диаметров в колонну включают четвертый трубоукладчик.

Рис. 10. Приспособление к обечайке изоляционной машины для нанесения однослойной изоляции.

1 — каркас козырька; 2 — брезент; з — ось.

После нанесения изоляционного слоя на расстоянии 20—25 м от изоляционной машины проверяют детектором качество изоля­ ции. Здесь же выполняют в случае необходимости и ее ремонт.

Поточное ведение очистных, изоляционных и укладочных ра­ бот имеет большие преимущества перед обычным методом. Изоля­ ция не оплывает от разогрева солнечными лучами и меньше по­ вреждается при опуске трубы, сокращается продолжительность процесса укладки трубопровода в траншею и т. п.

Применение поточного метода по данным Укргазнефтестроя при сооружении трубопровода протяженностью 1000 км и диа­ метром 720 мм обеспечивает экономию почти в 1,5 млн. руб.

34

Описанный технологический и организационный прием не является единственным средством улучшения качества и повыше­ ния темпов изоляционных работ. Известно, что установка на плети очистных и изоляционных машин и последующее их снятие сопря­ жено со значительными потерями времени и с большими трудо­ выми затратами. Примененный на нескольких стройках, в том числе на трассе газопровода Серпухов—Ленинград, метод «не­ прерывной нитки» позволяет резко повысить коэффициент исполь­ зования механизмов на изоляционных работах.

Основным изоляционным механизмом на магистральных трубо­ проводах является самоходная машина ИМЛ-1. Эта машина имеет ряд недостатков, один из них — большая потеря битума.

Интересное усовершенствование для сокращения потерь битума предложил главный механик СУ-5 треста Мосгазпроводстрой т. Румянцев. Это усовершенствование заключается в том, что ванну приема битумной мастики удлиняют в сторону цевочного колеса на 400 мм. На 400 мм увеличиваются также верхняя рама и валик привода цевочного колеса, причем устанавливаются два кронштейна с подшипниками вместо одного. В соответствии с этим удлиняются козырьки и нижний кожух цевочного колеса. Такое изменение конструкции позволяет направлять избыток битума, попадавшего раньше на бровку траншеи, обратно в ванну.

Работники СУ-11 треста Мосгазпроводстрой совместно с СКВ Газстроймашина осуществили несколько иное решение для пред­ отвращения потерь битума. По их предложению был отодвинут цевочный обод и увеличен угол наклона сливного лотка.

На базе механизма ИМЛ-1 в СКВ Газстроймашина сконструи­ ровали самоходную машину ИМЛ-3 для изоляции трубопроводов диаметром 820 мм. Выпускаемые Ленинградским механическим заводом машины этого типа обеспечивают изоляцию до 2 км трубопровода в смену.

Однако при использовании машин ИМЛ-3 не всегда удается получить высокое качество изоляции и, в частности, равномерную толщину покрытия. Машины плохо наматывают гидроизол и бризол, хотя хорошо обертывают трубу крафт-бумагой.

В СКВ Газстроймашина разработана также машина ИМ-5 для выполнения изоляции новым прогрессивным способом — набрызгом .из кольцевого сопла. Такая машина дает возможность механизировать нанесение нормальной и усиленной изоляции на трубопроводы диаметром 529, 720 и 820 мм.

В институте ВНИИСТ отрабатывается технология нанесения изоляции под давлением и конструкция машины специальных головок, которые обеспечат возможность нанесения высокопроч­ ных мастик типа асфальтопесчаных, являющихся изоляционным покрытием и утяжелителем при прокладке трубопроводов в водо­ емах и в болотистой местности.

В последнее время создана машина для изоляции трубопро­ водов диаметром 1020 мм.

ит. п., были организованы две базы для централизованной за­ готовки прямолинейных и криволинейных элементов переходов

иуглов поворотов. На рис. 12 показана схема такой базы в рай­ оне Серпухова.

На каждый переход по рабочим чертежам разрабатывалась технологическая карта, в которой указывались размеры элемен­ тов и их форма, толщина стенок труб, тип изоляции и сроки работ, обеспечивающие строительство переходов с опережением основных линейных сооружений на данном участке трассы.

Для очистки и праймирования труб перед обычной очистной машиной и за пей устанавливали ролики, по которым труба пере­ мещалась в продольном направлении. На торец трубы надевали конус, позволявший вводить секцию в ротор очистной машины. Этой же машиной наносился праймер. Затем изоляционной ма­ шиной выполнялась усиленная или весьма усиленная изоляция. Криволинейные элементы изолировали вручную. Заизолированные трубы перевозили к месту строительства переходов на обыч­ ных плетевозах, оборудованных специальными подушками, пре­ дохранявшими покрытие от повреждений. На месте сооружения переходов выполняли лишь сборочно-сварочные операции и изо­ ляцию стыков.

Серьезным достижением в деле дальнейшего совершенствова­ ния изоляционных работ на трассах является ликвидация сезон­ ности. Зимой 1958/59 г. успешно выполнялась изоляция, напри­ мер Транссибирского трубопровода в суровых условиях Сибири.

За счет широкого применения машин, новых технологических приемов и более совершенной организации работ значительно сократилась численность рабочих изоляционно-укладочных ко­ лони. Так, на строительстве газопровода Ставрополь—Москва в состав изоляционно-укладочной колонны входило 43 человека, а на строительстве газопровода Шебелинка—Днепропетровск не более 28—30 человек.

Однако применяемые в настоящее время очистные и изоля­ ционные машины нуждаются в дальнейшей модернизации для по­ вышения их производительности и улучшения качества наноси­ мых покрытий.

Необходимо создавать также новые машины различного техно­ логического назначения, увязанные по производительности, что обеспечит комплексную механизацию и поточность производствен­ ных процессов.

До сих пор нет машин, наносящих изоляционное покрытие под давлением. Это лишает возможности применять высоко­ качественные мастики типа асфальто-песчаных. Некоторые вспо­ могательные работы все еще выполняются вручную, в частности заготовка материалов для загрузки битумоплавильных устано­ вок и др. Все это ставит серьезные задачи перед новаторами и ра­ ционализаторами производства, конструкторами и учеными.

38

ИЗОЛЯЦИЯ ТРУБ НА ЗАВОДАХ И ПОЛИГОНАХ

Изоляция труб на централизованных базах, полигонах и за­ водах получила значительное распространение во многих странах. Магистральные трубопроводы Чехословакии и Польши целиком строятся из труб, изолированных в стационарных условиях. Широко применяются предварительно изолированные трубы в Италии и в США.

Очистка труб от ржавчины и окалины на заводах и централизованных базах

Если в трассовых условиях трубопровод очищают только механическим способом, то на трубопрокатных и специальных изоляционных заводах, полигонах и базах применяют различ­ ные методы механической, химической и огневой очистки.

Наиболее распространены в стационарных условиях струй­ ный механический способ и химическая очистка. При струйном способе очистка осуществляется абразивными частицами (песко­ струйная очистка) или стальной дробью (дробеструйная очистка). В Советском Союзе на трубопрокатных заводах и за рубежом более широко применяется дробеструйная очистка. Дробеструй­ ные установки высокопроизводительны и обеспечивают хорошее качество очистки. На стационарных базах Советского Союза используют также машины, очищающие поверхность труб метал­ лическими щетками, скребками и шарошками.

Очистка поверхности металла от ржавчины и окалины с при­ менением абразивного материала или стальной дроби осуще­ ствляется за счет кинетической энергии движущихся частиц. При этом скорость движения частиц и их размеры должны быть такими, чтобы достигалась максимально возможная очистка ме­ талла при минимальном разрушении самих частиц. Необходимая скорость абразивным частицам или стальной дроби придается благодаря энергии струи сжатого воздуха или центробежной силе, развиваемой в колесах дробеметных устройств. В ка­ честве абразивных частиц используют кварцевый песок, а в по­ следнее время и синтетические абразивы.

Стальная дробь применяется литая или нарезанная из прово­ локи. По форме дробь может быть круглой или граненой.

Стальная дробь имеет ряд преимуществ перед абразивными частицами. Во-первых, абразивные частицы разрушаются при­ мерно за 3—5 циклов, в то время как стальную дробь можно использовать 50 и более циклов; во-вторых, при применении квар­ цевого песка образуется пыль, которая вызывает легочные забо­ левания (силикоз). Введение воды в струю кварцевого песка зна­ чительно усложняет процесс и полностью не устраняет пылеобразования. Поэтому в настоящее время применение абразивных частиц для очистки металла резко сокращается.

39

При использовании абразивных частиц или стальной дроби обрабатываемая поверхность приобретает шероховатость, способ­ ствующую лучшему сцеплению металла с праймером. Степень шероховатости может изменяться в зависимости от размеров абразивных частиц или металлической дроби, от их скорости, характеристик обрабатываемого металла и т. д. При наложении изоляционных покрытий, особенно небольшой толщины, степень шероховатости необходимо учитывать. Дело в том, что несоответ­ ствие между толщиной изоляционного покрытия и максимальной шероховатостью способно привести к преждевременной коррозии металла в наиболее шероховатых местах.

Степень шероховатости, т. е. отклонение от средней величины, может быть значительной. Например, при проведении одного опыта по очистке металлических образцов от ржавчины и ока­ лины кварцевым песком с различным размером зерен (наиболь­ ший размер 2 мм) средняя глубина шероховатости оказалась 56 мк, а максимальная 175 мк. Таким образом, отдельные откло­ нения превысили среднюю величину в 3 раза.

В США, например, существует техническое условие, которое предусматривает, что толщина изоляционного покрытия должна быть по крайней мере в 3 раза больше максимальной глубины шероховатости. В соответствии с этим, если на поверхность ме­ талла надо нанести изоляционное покрытие толщиной около 200 мк, то максимальная глубина шероховатости не должна превышать ~ 67 мк. Следовательно, для данного условия очи­ стка кварцевым песком с размером зерен до 2 мм (как в указан­ ном выше опыте) окажется непригодной. Естественно, что при очистке поверхности, на которую будет наноситься изоляционное покрытие значительной толщины, степень шероховатости не играет существенной роли. Так, при использовании покрытия на основе битума или каменноугольных смол шероховатость бу­ дет ничтожно малой по сравнению с минимальной толщиной изо­ ляционного слоя.

В зависимости от вида используемой энергии (для придания движения частиц) установки, работающие по принципу струй­ ного метода, делятся на два типа:

1)установки с механическими дробеметами, в которых кине­ тическая энергия сообщается частицам за счет центробежной силы; скорость абразивных частиц или стальной дроби при столк­ новении с поверхностью металла достигает 30—70 м/сек;

2)установки с пневматическими дробеметами, в которых кинетическая энергия частицам придается за счет энергии струи воздуха, находящегося под давлением 2—7 кГ/см/.

Установки с дробеметным устройством, основанным на исполь­ зовании центробежной силы, расходуют энергии значительно меньше, чем установки, работающие на сжатом воздухе (соотно­ шение 1 : 10).

40