книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

Под рамой над ре­ зервуаром помещ ает­ ся обечайка, которая служит для нанесения

представляет собой ме­ таллическую коробку, охватывающую трубу по окружности, с горлови­ ной сверху для приема битумного покры тия. Размеры обечайки ре­ гулируются в зависимо­ сти от диаметра трубы, поэтому состоят соот­ ветственно из трех, пя­ ти или семи шарнирно соединенны х секций .

В задней стенке обечайки между кромкой и поверхностью име­ ется зазор, определяющий толщину изоляции. Величина зазора регулируется при помощи винтов.

В передней части машины помещается подогревательное устройство, состоящее из бака для керосина, оборудованного ма­ нометром и насосом для закачки в него воздуха, и керосиновой горелки, соединенной с баком шлангом.

Это устройство служитдля разогрева застывшего в различных частях машины битумного покрытия перед началом работы.

Для равномерности движения машины по трубопроводу установлен уравновешивающий механизм, представляющий па­ ру роликов, прижимаемых при помощи пружин и цепей к низу трубы.

Управление машиной осуществляется с земли при помощи штанг, имеющих рукоятки по обе ее стороны.

Изоляционная машина снабжена прикрепленным к раме рымом, за который она поднимается краном при ее перевозках и при перестановках с одной нитки трубопровода на другую.

Во время движения машины вперед по трубопроводу битум­ ная мастика выдавливается через зазор обечайки на трубу, по­ крывая его равномерным слоем, а лишняя масса стекает обратно в резервуар. Вслед за нанесением мастики труба обертывается гидроизолом или крафт-бумагой по горячему покрытию.

332

Для беспрепятственного прохода изолирующей машины тру­ бопровод поднимается над землей трубоукладчиками на высоту 70—80 см на тросах с роликовыми тележками.

Машину сопровождает передвижной двухосный изоляци­ онный котел с готовой разогретой битумной мастикой, который прицепляется к трубоукладчику, поддерживающему трубопро­ вод в приподнятом состоянии. Гибкий шланг, идущий из котла, присоединяется к насосу машины. После прохода машины изо­ лированный трубопровод опускается на подкладываемые под него лежки.

Производительность изоляционной машины ИМ-1 1000 м трубопровода за 8 час.

7.3.3. Выполнение изоляцииручным способом

Ручным способом битумная изоляция выполняется:

—при выполнении изоляции усиленного и весьма усилен­ ного типов по нанесенному машиной и обернутому гидроизолом слою покрытия;

—при выполнении ремонтных работ в траншее без подъема трубопровода на поверхность земли.

Ручное выполнение изоляции сводится к нанесению битум­ ного покрытия из специальной лейки на верх трубы, распреде­ лению его при помощи брезентового полотенца снизу и затем к обертыванию трубы гидроизолом или крафт-бумагой.

Для получения изоляции толщиной 3 мм (нормального типа) битумное покрытие наносится на трубу дважды, при этом после­ дующий слой наносится после остывания предыдущего. Чтобы обеспечить надлежащее прилипание оберточного материала к по­ крытию, обертывание гидроизолом и крафт-бумагой производится вслед за нанесением слоя, пока битумное покрытие еще находится в горячем и подвижном состоянии. Местатрубопровода подлежками покрываются изоляцией после перемещения лежек.

7.3.4. Выполнение битумной изоляции в зимнее время

Битумную изоляцию, как правило, рекомендуется наносить на трубопровод в теплые сезоны года при температуре не ниже +5°С. В особых случаях допускается наносить изоляцию и при более низких температурах до —10°С, но при этом должны со­ блюдаться следующие особые требования:

1. Для уменьшения хрупкости битумного покрытия и предот­ вращения образования трещин приготовления мастики необхо­ димо добавлять осевое масло в количестве 3% по массе.

333

2.Для приготовления грунтовки должен применяться авиа­ ционный бензин.

3.При хранении и перевозке изоляционных материалов

ипри обращении с ними на месте работ должны быть созданы условия, обеспечивающие полную их защиту от осадков;

4.Перед чисткой трубы необходимо обогревать для удаления

сних льда, снега, инея, замерзшего грунта, грязи и т. п.

5.Перед нанесением битумного покрытия очищенные и по­ крытые грунтовкой трубы обогревают до такой степени, чтобы битумное покрытие наносилось на сухую, еще теплую поверх­ ность труб.

6.Очищенный и покрытый грунтовкой трубопровод необхо­ димо укладывать на лежки с прокладкой кровельного материала между трубой и лежкой.

7.Опускание и укладку в траншею изолированного тру­ бопровода необходимо производить при температуре не ниже минус 10°С.

8.Траншею перед опусканием трубопровода следует очищать от снега, и трубопровод укладывать на талый грунт. Засыпку трубопровода производить немедленно после его опускания и укладки в траншею талым грунтом на высоту 20 см от верха тру­ бы, после чего дальнейшую засыпку можно продолжать мерзлым грунтом.

7.3.5.Контроль качества изоляции

Контроль качества материалов. Качество каждой партии изо­ ляционных материалов (битума, каолина, гидроизола, крафтбумаги и бензина) должно проверяться на соответствие качествен­ ных паспортных данных требованиям стандартам или ТУ на их изготовление. Для этого на каждом строительном или ремонтном участке газопровода должна находиться полевая лаборатория для проверки качества материалов. Качество битума и битумного по­ крытия проверяется путем определения температуры размягче­ ния, глубины проникновения иглы и растяжимости.

Отбор проб для проверки качества каждой партии прибы­ вающего битума производится в соответствии с ГОСТ. Отбор проб битумного покрытия для проверки его качества производится на месте работ из котлов во время его расходования. Контроль за температурой покрытия осуществляется при помощи термометра с шкалой до 250°С с длинным хвостовиком.

Контроль качества изоляционного покрытия. Очистка труб должна производиться до металлического блеска. На очищенной поверхности труб не должно быть никаких пятен (масляных,

334

битумных и других подобных), пыли, грязи, остатков краски от маркировки труб или нумерации стыков.

Грунтовка на поверхности труб должна лежать ровным слоем, без подтеков, сгустков и пропусков.

Изоляция на трубопроводе должна быть равномерной тол­ щины, без пропусков, посторонних включений, без наплывов, пузырьков, трещин и расслоений. Сцепление битумного покрытия должно быть полное.

Обертка труб гидроизолом или крафт-бумагой должна про­ изводиться спиралью, без морщин, складок, надрывов. Недолжно быть мест с не приставшей к покрытию оберткой. Нахлест витков спирали не должен быть более 20 мм. Не должно быть зазоров между витками и выдавленного битумного покрытия из-под краев обертки.

Визуальный контроль качества изоляционного покрытия. За каче­ ством изоляционных работдолжен проводиться пооперационный контроль, то есть проверяется качество каждого этапа работы: очистки, нанесения грунтовки, нанесения покрытия и обертки гидроизолом и крафт-бумагой. Осмотр труб производится сверху, с боков и снизу. Осмотр снизу производится при помощи зеркала

Наблюдение за качеством механической очистки и нанесе­ нием грунтовки производится во время работы машины. Более тщательный осмотр очищенной поверхности труб проводится после остановки машины. Толщина изоляции замеряется кавер­ номером.

Адгезия (прилипаемость) изоляции к поверхности трубы проверяется следующим образом: изоляция разрезается по двум линиям под углом 45°, затем концом ножа покрытие отрывается от трубы, начиная с вершины угла разреза. При хорошей адгезии изоляция не должна отставать от поверхности трубы; также не должен отставать гидроизол от битумного покрытия. В местах, где изоляция имеет какие-либо дефекты: механические повреждения, поры, пустоты, пропуски, трещины, посторонние включения и так далее — дефектная изоляция удаляется и наносится новое покрытие ручным способом.

Применяются для проверки качества изоляции электриче­ ские детекторы. Один электрод детектора заземляется, вторым осуществляется контроль на пробой изоляции. Там, где имеет­ ся дефект, между электродом и трубой с характерным треском проскакивает искра Число пробоев, полученных на проверяемом участке трубопровода, заносится в журнал контроля изоляции, а дефектные участки удаляются, и наносится новая изоляция ручным способом.

335

Мероприятия по защите изоляции от повреж дений

Для защиты изоляции от повреждений применяются безо­ пасные приемы работ и выполняются в соответствии с техниче­ скими условиями мероприятия, которые приводятся ниже.

1.Бревнадля изготовления лежек, подкладываемых под тру­ бопровод, должны быть ошкурены.

2.Между изолированным трубопроводом и лежками под­ кладываются мешочки с опилками.

3.Во время опускания изолированного трубопровода втран­ шею его необходимо захватывать широким мягким тканевым полотенцем.

4.На дно траншеи в скалистых или гравелистых грунтах не­ обходимо насыпать песок слоем 15—20см. Уложенный на подушку изолированный трубопровод сначала должен присыпаться песком или мягким грунтом на высоту 20 см от верха трубы и только по­ сле этого засыпаться грунтом, вынутым из траншеи.

5.При протаскивании трубопровода через футляры под до­ рогами или в других местах для защиты изоляции вокруг изо­ лированных труб устраивается футеровка из фанеры или дере­ вянных реек, располагаемых по окружности труб и стягиваемых проволокой.

6.Дефекты изоляции, образующиеся в процессе опускания трубопровода втраншею, необходимо немедленно устранять. Для этого на месте работ должны быть котел с горячим покрытием, оберточным материалом.

Техническая документация на изоляцию

В процессе выполнения работ должна вестись следующая документация:

1.Сохраняться паспорта и сертификаты на изоляционные материалы: битум, каолин, гидроизол и крафт-бумагу, пленку ПВХ и другие.

2.Своевременно оформляться акты на скрытые работы.

3.Оформляться акты лабораторных испытаний битума и битумного покрытия.

4.Журнал на очистку труб.

5.Журнал на изоляцию труб.

6.Акты приемки-сдачи изоляции.

Пр и м еч ан и е: К скрытым работам относятся работы, каче­ ство которых трудно проверить после завершения строительства объекта. В нашем случае к скрытым работам относятся все работы по строительству линейной части и строительство фундаментов под здания ит.д.

336

7.Мелкий инвентарь, изготовленный из кровельного железа, предназначающийся для работы с горячим битумным покрытием, не допускается паять оловом.

8.Топоры, лопаты, черпаки должны быть насажены на че­ ренки плотно и прочно. Черенки должны быть обработаны от заусенцев.

Контрольные вопросы для проверки знаний

1.В каких целях производится изоляция трубопроводов?

2.Какие виды изоляции применяются для защиты трубопро­ водов от коррозии?

3.В чем заключается электрохимический процесс коррозии трубопроводов?

4.Какую толщину покрытия имеет битумная изоляция — нор­ мальная, усиленная, весьма усиленная?

5.Какую толщину покрытия имеет изоляция из синтетической липкой пленки — нормальная, усиленная, весьма усиленная?

6.В каких случаях применяется нормальная, усиленная, весьма усиленная изоляция?

7.Какие материалы применяются для приготовления битумной

грунтовки?

8.Какая технология приготовления битумной грунтовки?

9.Какие материалы применяются для приготовления битумной

мастики?

10.Какая технология приготовления битумной мастики?

11.Какие требования предъявляются к поверхности труб перед нанесением изоляции?

12.В чем заключается способ механической очистки трубопро­

вода от ржавчины?

13.Каков принцип работы изоляционной машины по нанесению битумной изоляции?

14.Каким образом осуществляется контроль за качеством изо­

ляции трубопровода?

15.Какие требования предъявляются втехнологии изоляционных работ в зимнее время?

16.Какие требования охраны труда должны соблюдаться при

проведении работ по устройству изоляции на трубопроводах?

337

7.4.Электрохимическая защита магистральных трубопроводов от коррозии

7.4.1.Катодная защита

Принцип работы катодной защиты заключается в искус­ ственном превращении трубопровода в катод, а специально зары­ тых в землю металлических отходов (обычно старые трубы, изно­ шенные рельсы и т. д.) — в анод и в создании направленного дви­ жения ионов от анода к катоду, при котором электролитическое разрушение металла происходит на аноде. На рис. 7.9 схематично показан принцип работы станции катодной защиты (СКЗ).

По электрической схеме СКЗ отрицательный полюс по­ стоянного источника тока специальным кабелем подключается к трубопроводу, а положительный — к зарытому в почву аноду. При замыкании цепи ток через анод уходит в почву и поступает на трубу в местах поврежденной изоляции. Протекая по трубе, ток возвращается к источнику питания по кабелю. Поскольку анодное заземление выполнено из металла, то при выходе из него тока в почву происходит электролитическое растворение металла. При данной электрической схеме потенциал трубы превращается в от­ рицательный, то есть в катод. Врезультате труба становится защи­ щенной от разрушения. Степень защиты (полная или частичная) зависит от величины установленного потенциала. Сопротивление 1 м2 битумной изоляции обычно составляет от 1 до 1000000 ом.

Рис. 7.9. Принципиальная схта катодной защиты трубопровода:

1— ток, растекающийся из анодного заземления в почву и проникающий в трубу черездефекты изоляции; 2 — анодное заземление; 3 — кабель; 4 — ис­ точник постоянноготока; 5— направлениетока втрубе; 6—изолированный трубопровод; 7—дефекты изоляции

338

В зависимости от качества изоляции одна и та же установка может защитить участок длиной от 1 до 20 км.

Строительство и эксплуатация электрохимической защиты магистральных трубопроводов осуществляется в соответствии с требованиями ВСН 008-88 и Руководства Р 474—82.

Источники питания станций катодной защиты

Для питания станций катодной защиты (СКЗ) может быть использован любой источник постоянного тока. В зависимости оттребуемой мощности и технико-экономических расчетов могут быть применены: передвижные или стационарные электростан­ ции постоянного тока с приводом от ДВС, электродвигателей и ветродвигателей; линии электропередачи переменного тока

-220

Рис. 7.10. Электрическая схема СКЗ с селеновым выпрямителем тока:

1— предохранителя в цепи переменного тока; 2 —выключатель переменно­ го тока; 3 — выпрямитель; 4 — двухполюсный выключатель для измерения напряжения выпрямленного тока и для измерения потери напряжения в цепи анодного заземления трубопровода; 5 — реостат для регулирования постоянноготока; 6—предохранители вцепи постояиноготока; 7— анодное

заземление; 8—защищаемый трубопровод

339

с трансформаторными подстанциями и выпрямителями тока; кислотные или щелочные аккумуляторные батареи. Выпрями­ тели обычно применяются селеновые, купоросные, газотронные, диодные и других видов.

Строительство станции катодной защиты

В объем работ по строительству станции катодной защиты (СКЗ) входят: устройство анодного заземления; монтаж источни­ ка тока; монтаж распределительного щита; прокладка кабельных линий, соединяющих катод (трубопровод) и анод (заземлитель), подводка, подключение соединительных проводов.

Выбор площадки для устройства анодных заземлителей СКЗ. Со­ противление анодного заземления должно быть не более 10 ом, и зависит от сопротивления почвы, материала анода и величины контактной поверхности заземлителя. Поэтому площадки для анодного заземления рекомендуется выбирать в местах с хорошей проводимостью тока. Обычно эти места располагаются в низинах с высоким уровнем грунтовых вод и большой среднегодовой влаж­ ностью. Глубина заложения анодов должна быть больше глубины промерзания почвы.

Впредполагаемых местах установки заземлителей на расстоя­ нии 75—100 м от трубопровода сначала необходимо определить электрическое сопротивление почвы по сетке с шагом 10—25 м. Затем на основании замеров выбрать участок с наименьшим со­ противлением и на нем строить анодное заземление. В качестве материаладля анодного заземления можно использовать бросовое железо, например старые трубы диаметром 10—20 см или изно­ шенные рельсы. Трубы или рельсы могут укладываться в почву вертикально или горизонтально.

Для вертикального размещения труб роется траншея глуби­ ной 0,8—1,0 м и шириной 0,8 м; по дну траншеи бурятся скважины в соответствии с диаметром труб глубиной до 2,5—3 м с шагом 4—5 м, в которые закладываются трубы длиной 3,2—3,5 м. Бурение скважин производится при помощи ручного или механического бура. При небольших диаметрах труб, до 50 мм, можно их забивать ручным способом.

Трубы соединяются между собой в общий заземляющий контур электросваркой стальной полосой, прутком или горизон­ тально уложенной в траншею трубой.

Если сопротивление почвы больше 10ом, то для уменьшения ее сопротивления необходимо подсолить грунт В этом случае за­ сыпку труб производят вперемежку с хлористым кальцием или хлористым натрием (засыпка хлористым кальцием, обладающим

340

большей гигроскопичностью, более предпочтительна). Засоление грунта можно произвести заливкой насыщенного раствора соли (рассола) внутрь вертикально установленных труб. Для проникно­ вения рассола в грунт перед установкой труб в них просверлива­ ются или прожигаются газовой резкой отверстия в количестве до восьми отверстий на каждый метр трубы. Измерение переходного сопротивления анодного заземления производится при помощи приборов измерителей заземления, например мегомметром типа МС-07. Сопротивление контура также можно определить расчет­ ным путем по методике (см. Справочник по транспорту газа, под ред К. С. Зарембо, табл. 107).

Пуск и наладка СКЗ

Вобъем наладочных работ входят: определение электрическо­ го сопротивления изоляции, почвы, переходного сопротивления заземлителя и установка защитного потенциала.

Перед включением выпрямителя на защищаемом участке трубопровода необходимо измерить потенциал трубы в почве по отношению к какому-нибудь неполяризующемуся электро­ ду. Обычно пользуются медно-сульфатным электродом. Такой электрод представляет цилиндрический сосуд с внутренним диаметром 35 мм и высотой 90 мм, выполненный из полимерного материала с крышками на резьбе. В верхней крышке отверстие диаметром 6 мм, нижняя крышка с отверстием 35 мм. Дно сосуда закрывается из пористого состава: обожженной глины с песком в соотношении 1:1 толщиной 12мм. Дно зажимается между корпу­ сом и крышкой на резьбе. Корпус заполняется раствором химиче­ ски чистой сернокислой меди. В раствор помещается стержень из электролитической меди диаметром 10 мм и длиной 70 мм. Один конец стержня с резьбой Мб выводится через верхнюю крышку и крепится гайками, он же и является выходным контактом электро­ да. Потенциал электрода составляет примерно 0,31 вольта. При замере потенциала медно-сульфатный электрод устанавливают на поверхности трубы над трубопроводом в ямку глубиной 10— 15 см, предварительно слегка смоченной водой. Клемма электрода соединяется изолированным проводником с положительным кон­ тактом источника тока потенциометра. Отрицательный контакт потенциометра соединяется с контрольным.

7.4.2. Протекторная защита

При протекторном способе защиты катодная поляризация защищаемого трубопровода осуществляется подключением к нему анодных заземлителей. Анодные заземлители изготавли-

341