Введение

В России эксплуатируются системы магистральных трубопроводов протяженностью более 240 тыс. км, имеющие свыше 5 тыс. надземных технологических объектов обслуживания: компрессорные и насосные станции, хранилища и резервуарные парки. Протяженность промысловых трубопроводов составляет 350 тыс. км. Эксплуатируется 800 компрессорных и насосных станций, резервуарные парки общим объемом более 20 млн. м³, подземные хранилища вместимостью 45,6 млрд. м³.

Трудно переоценить роль трубопроводной системы России, ее народнохозяйственную эффективность в снабжении энергоресурсами и химическим сырьем внутренних потребителей, в обеспечение основных валютных поступлений от поставок природного газа, нефти и нефтепродуктов зарубежным странам.

Магистральные трубопроводы России в отличие от других стран представляют единые системы снабжения потребителей.

Такой организационно-технологический принцип построения трубопроводных систем обеспечивает их наибольшие резервные возможности, гибкое и оперативное маневрирование потоками, надежность функционирования.

Трубопроводы, несмотря на внешнюю конструктивную простоту, принципиально отличаются от других сооружений сложной схемой воздействия силовых факторов, разнообразием нагрузок, неопределённостью напряженно-деформированного состояния, масштабностью. К тому же, подземное расположение затрудняет их диагностирование и увеличивает вероятность возникновения отказов.

Сложность обеспечения надёжности магистральных трубопроводов России, прежде всего, состоит в их прокладке на большом протяжении в северных и субарктических районах, где расположены основные месторождения газа и нефти: Западной и Восточной Сибири, республиках Коми и Саха, на Сахалине. Эти районы отличаются суровыми природно-климатическими условиями.

Следует напомнить, что более половины территории России покрыто вечномерзлыми грунтами. Многониточные системы трубопроводов большого диаметра большой протяженности проложены в единых технических коридорах, которые имеют и пересечения друг с другом.

Подавляющая часть объектов трубопроводных сетей построена в 60-80-е годы, и в настоящее время наметилась устойчивая тенденция (и не только в нашей стране) по сокращению темпов ввода в эксплуатацию замещающих мощностей, но в то же время аварийность на объектах магистральных трубопроводов находится еще на высоком уровне.

Более половины аварий на трубопроводах определённым образом связаны с накоплением повреждений в металле трубы и сварных швах. При этом развитие нарушений (трещины) происходит за счет образования, увеличения размера и слияния микротрещин в течение заметного времени эксплуатации трубопровода. Поэтому при оптимальном варианте коммерческой эксплуатации трубопроводов, за счет применения средств технической диагностики и своевременного ремонта, количество аварий может быть сокращено. Однако из-за недостатков нормативно-технической документации, регламентирующей определение срока безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов, заниженных объемов обследований, технического обслуживания и ремонта в России вероятность аварий на трубопроводных сетях по второй и третьей причинам, по всей видимости, будет увеличиваться. Это связано с тем, что на территории России фактический срок эксплуатации большинства магистральных трубопроводов приближается к тому моменту, когда значительно возрастает интенсивность отказов и аварий из-за естественных процессов коррозии и старения металла. Вместе с этим отсутствие на действующих объектах трубопроводных систем мониторинга и предупреждения о возможных авариях усложняет задачу обеспечения безопасной эксплуатации. Поэтому совершенно очевидно, что для повышения степени безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов необходима общая концепция контроля и прогнозирования безопасных сроков службы всех потенциально опасных элементов трубопроводных систем.

Значительный возраст трубопроводов всегда объективно связывали с увеличением рисков при эксплуатации. Более 30% отказов приходится на трубопроводы, проработавшие более 20 лет. В то же время есть примеры трубопроводных «долгожителей», которые без серьезных аварий работают значительно дольше нормативного срока - 40 и более лет.

Старение трубопроводов связано со снижением защитных свойств изоляционных покрытий, накоплением и развитием дефектов в трубах и сварных соединениях, с процессами старения труб.

Исследуя физические процессы деформирования и разрушения трубных сталей различного уровня прочности и системы легирования, а также сварных соединений, установили зависимость их механических свойств, снижение остаточного ресурса прочности и трещиностойкости трубопроводов от времени эксплуатации. Снижаются пластические и вязкостные свойства металла и сварных соединений.

В настоящее время реализуется большая программа сооружения новых трубопроводов, в основном, для экспортных целей. Однако основную газонефтетранспортную нагрузку будут выполнять функционирующие ныне системы, которые сильно «постарели». Значительная часть нефте- и газопроводов перешагнула нормативный срок службы, равный 33 года. И хотя этот «нормативный» срок не имеет научно обоснованного физического смысла и носит условный характер, старение трубопроводов объективно связанно с увеличением рисков при эксплуатации.

Надежность и безопасность трубопроводных систем в известной мере характеризует аварийность. Согласно официальной статистике, аварийность на магистральных трубопроводах имеет тенденцию к снижению.

Снижение аварий с разрушением трубопроводов связанно с более широким использованием внутритрубной диагностики, увеличением объема ремонта, в том числе выборочного по результатам диагностики. Основные причины разрушения трубопроводов - механические повреждения, коррозия, дефекты строительно-монтажных работ и дефекты труб. Объемы производимых ремонтно-восстановительных работ на магистральных и технологических газопроводах отстают от потребностей.

Отстают не только объемы, но и поиск новых технологий, которые могли бы быть использованы для массового ремонта коррозионных повреждений, свищей и трещин. Вся философия современного ремонта построена не только на полном восстановлении проектных характеристик трубопроводов, их исходного состояния, но и на устранении дефектов, которые могут спровоцировать разрушение трубопроводов или нарушить их герметичность.

В данной дипломной работе рассмотрены аспекты промышленной безопасности при эксплуатации и ремонте магистрального газопровода, а в качестве практического вопроса - метод капитального ремонта газопровода "Уренгой – Центр II" на участке с 1464 по 1480 км, производимого по результатам внутритрубного диагностического обследования. В данной работе дана общая характеристика магистрального газопровода "Уренгой – Центр II" с характеристикой участка капитального ремонта, приведены этапы внутритрубной инспекции газопровода, произведен механический расчет газопровода (расчет толщины стенки, расчет прочности и деформации, выполнен проверочный расчет на определение величины нормативной интенсивности балластировки на 1466 км), рассмотрены этапы производства работ при капитальном ремонте газопровода и порядок ввода в работу участка газопровода. Рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды, охране труда и промышленной безопасности при производстве работ.