Neftegazovoe_stroitelstvo_2005

506Часть TV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

17.11.ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ В ОСОБЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ

17.11.1.Строительство трубопроводов в особых грунтовых условиях

Болота и обводненные участки. Болота по допускающему давле-

нию от передвижения по ним строительной техники делятся на следующие типы:

• болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократное передвижение болотной техники с удельным давлением 0,02—0,03 МПа (0,2—0,3 кгс/см2) или работу обычной техники с помощью щитов, еланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,02 МПа (0,2 кгс/см2);

• болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и передвижение строительной техники только по щитам, еланям или дорогам, обеспечивающим снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,01 МПа (0,1 кгс/см2);

• болота, заполненные растекающимся торфом и водой с плавающей торфяной коркой, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств.

Строительство трубопроводов на протяженных болотах и обводненных участках производится преимущественно в зимнее время после промерзания верхнего торфяного покрова; при этом предусматривают комплекс мер по ускорению промерзания грунта на монтажной полосе для передвижения машин, а также выполняют мероприятия по уменьшению промерзания грунта на полосе рытья траншеи. Ускорение промерзания осуществляется путем расчистки снега, проминки болот, поливки водой.

Засыпка трубопроводов, уложенных в траншею на болотах в летнее время, осуществляется либо бульдозерами на болотном ходу, либо одноковшовыми экскаваторами на уширенных гусеницах, переме-

щающихся по вдольтрассовой дороге. k

Барханные пески, поливные земли и соры. В барханных и грядовых песках по всей ширине строительной полосы выполняют планировку с целью удаления подверженных выдуванию частей барханов до уровня межгрядовых понижений, а также обеспечения беспрепятственного прохода строительных колонн, бригад и транспортных средств. Грунт из удаляемой части барханов складывают в межгрядовых понижениях вне строительной полосы. В сухих сыпучих песках

Глава17. Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов 507

во избежание заноса траншеи ее рытье производится с коротким заделом не более чем на одну смену работы.

На поливных землях работы, как правило, осуществляются в периоды полного прекращения поливов или в другие промежутки времени — по согласованию с землепользователем. До начала работ по сооружению трубопроводов на поливных землях проводятся мероприятия по предохранению строительной полосы от поливных вод, а также по пропуску через нее воды, поступающей из каналов и других сооружений пересекаемой оросительной системы.

Насыпи на сорах возводятся в два этапа: сначала на высоту до проектной отметки низа трубы с обеспечением сквозного проезда по насыпи, затем, после укладки трубопровода в проектное положение, насыпь досыпают до проектных размеров.

Производство работ в охранных зонах действующих трубопроводов и других коммуникаций. В охранной зоне без письменного разрешения эксплуатирующей организации/ владельца коммуникаций запрещается:

•возводить любые постройки и сооружения, устраивать склады;

•производить строительные и монтажные работы;

•сооружать проезды и переезды через трассы действующих ком-

муникаций.

Временный отвод земель в пределах охранных зон для целей строительства и реконструкции трубопровода осуществляется в соответствии со СН «Нормы отводы земель магистральных трубопроводов».

17.11.2.Технология и организация строительства трубопроводов

вусловиях многолетнемерзлых грунтов

Организация производства работ. Линейные трассовые работы при сооружении трубопроводов на многолетнемерзлых грунтах производятся в зимнее время с использованием мерзлых грунтов в качестве оснований. Работы на трассе начинаются после промерзания деятельного слоя на глубину не менее 0,6 м, во избежание повреждения мохорастительного покрова. На отсыпанных площадках может происходить работа круглогодично. После промерзания деятельного слоя многолетнемерзлых грунтов выполняются следующие трассовые работы:

•расчистка и планировка строительной полосы;

•сооружение временных дорог и технологических проездов;

•развозка вдоль трассы трубных секций, блоков, свай, других конструкций и материалов, предназначенных для монтажа линейной части;

•бурение скважин;

508ЧастьTV.Технологияиорганизациястроительстванефтегазовыхобъектов

•установка и монтаж свайных опор, включая выполнение противопучинных и противопросадочных мероприятий;

•разработка траншей и засыпка трубопроводов;

•монтаж линейной части трубопроводов, включая изоляционные

итеплоизоляционные работы;

•укладка и закрепление трубопровода в проектном положении;

•монтаж крановых узлов;

•устройство систем ЭХЗ и линий связи;

•очистка полости и испытание трубопроводов на прочность и герметичность;

•осушка полости трубопроводов;

•техническая и биологическая рекультивация земель в пределах строительной полосы;

•окончательное формирование валика над трубопроводом.

Влетний период в базовых условиях и на отсыпанных площадках выполняются следующие внетрассовые работы:

•формирование запасов материально-технических ресурсов;

•заготовка и осушка грунта в карьерах;

•сварка и противокоррозионная изоляция трубных секций;

•изготовление скользящих и неподвижных опор для надземных трубопроводов, фасонных частей, конструктивных элементов для теплоизоляции стыков и монтажа компенсаторов;

•подготовка торцов труб под сварку и их консервация;

•изготовление кривых вставок и их изоляция;

•теплоизоляция труб и деталей;

•укрупнительная сборка, изоляция и испытание крановых узлов, трубных блоков;

•ремонт и подготовка строительной техники и автотранспорта

кэксплуатации.

Выполнение линейных трассовых работ в летний период при потере несущей способности деятельного слоя грунта допускается только с применением специальных технологий и техники, оказывающей минимальное давление на грунт.

Жилые городки, склады материалов, трубозаготовительные базы, места стоянки и ремонта техники на затопляемых территориях располагаются либо за пределами зоны возможного заводнения, либо на отсыпанных незатопляемых площадках.

Строительство трубопроводов осуществляется с использованием строительных и транспортных машин, технологической оснастки в северном исполнении с применением специальных сортов горюче-сма- зочных материалов, гидротормозных, охлаждающих и других эксплуа-

Глава17.Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов509

тационных жидкостей. Организованные стоянки строительных и транспортных машин оборудуются средствами группового обогрева.

Индустриализация строительства реализуется за счет применения типовых конструктивных элементов трубопроводов повышенной технологической готовности, в том числе изолированных в заводских или базовых условиях труб, а также укрупненных узлов, блоков, модулей заводского или базового изготовления (крановых узлов, камер пус- ка-приема очистных устройств, трубных блоков и секций различного назначения, неподвижных и скользящих опор надземных трубопроводов, облегченных строительных конструкций и т. п.).

Оптимальные размеры сезонных, текущих и страховых запасов определяются производительностью линейных подразделений, продолжительностью предполагаемых перебоев в системе снабжения по погодным условиям, а также минимальными размерами транзитных норм поставок. Минимально допустимый уровень запасов определяется исходя из гарантированного обеспечения непрерывного функционирования линейных подразделений в условиях воздействия экстремальных климатических факторов.

Организация конвейерной части комплексного линейного технологического потока должна обеспечивать максимально сжатый фронт производства работ. Это достигается тем, что отдельные виды работ (специализированных потоков) могут производиться при минимальных, обусловленных только технологией, сближениях (минимальных технологических заделах), при жесткой синхронизации темпов ведения отдельных работ. Технологический задел не должен превышать производительность потока за I смену, что позволяет избежать заноса траншеи снегом, промерзания дна траншеи и отвала грунта.

В условиях многолетнемерзлых грунтов трубопроводы, как правило, прокладываются надземно (на свайных опорах). Типовая органи- зационно-технологическая схема строительства надземного трубопровода приведена на рис. 17.11.1.

Подготовка строительства. Общая подготовка к строительству объекта предусматривает:

•определение рациональных размеров сезонных, текущих и страховых запасов труб, сварочных, изоляционных и других материалов;

•подготовка причалов, пристаней, железнодорожных станций к приему грузов, особенно в период речной и морской навигации;

•определение размеров участков для хранения сезонных запасов труб и материалов и согласование их размещения с местной администрацией;

510 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

Рис. 17.11.1. Типовая организационно-технологическая схема линейного потокапосооружениюнадземныхтрубопроводоввусловияхвечномерзлых грунтов: 1 — бульдозер; 2 — подъемный кран; 3 — устройство перехода под дорогой методом продавливания; 4 — буровая установка; 5 — пробурение скважины; 6 — плодородный грунт; 7 — трубовоз; 8 — трубоукладчик; 9 — буровая установка; 10 — забивка свай СП-49; 11—ригели;12—установленныеригелинаопорах;13—секциятрубопровода; 14 — источник тока; 15 — вагончик для обогрева; 16 — трактор; 17 —

компрессор; 18 — домкрат

Глава 17. Технология и организация строительства магистральныхтрубопроводов 511

•оформление отвода земель во временное пользование для производственных баз, складских помещений, жилых городков, строительства трубопровода;

•согласование с местной администрацией мест водозабора для производственных и бытовых нужд, а также мест сброса сточной и отработанной в результате производственной и бытовой деятельности воды.

При подготовке к производству строительно-монтажных работ выполняются:

•сооружение временных дорог;

•заготовка грунта в карьерах;

•технологическая подготовка труб, узлов и деталей на производственных базах;

•ремонт, техническое обслуживание и подготовка техники к работе в зимний период;

•формирование страховых, текущих и сезонных запасов труб, материалов и оборудования;

•устройство полевых жилых городков;

•монтаж производственных баз;

•сооружение складских помещений;

•размещение пунктов обогрева вдоль трассы;

•организация радиосвязи между бригадами;

•организация и подготовка мобильных средств освещения в трассовых условиях.

Впроцессе инженерной подготовки строительной полосы выполняются следующие работы:

•проведение (в зависимости от местных условий) различного рода противоэрозионных и других мероприятий, которые определены проектом;

•сооружение технологических проездов;

•расчистка строительной полосы от мелколесья и кустарников;

•промораживание или осушение заболоченных и переувлажненных плохозамерзающих участков;

•подготовка оснований под насыпи.

Строительство и эксплуатация временных дорог и технологических проездов. Особую сложность представляют временные дороги в условиях многолетнемерзлых грунтов. Подъездные и вдольтрассовые дороги и технологические проезды могут сооружаться из привозного грунта (грунтовая дорога) или снега и льда (снего-ледовые дороги — автозимники).

При строительстве временных дорог выдвигаются особые экологические требования. Так, строительство временных дорог и технологи-

512 Часть TV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

ческих проездов осуществляется без снятия мохорастительного покрова с целью сохранения мерзлотного режима грунтов.

Прокладку автозимника по поверхности полностью промерзающих рек и озер осуществляют после тщательной проверки состояния ледяного покрова. При резкой извилистости русла, наличия наледей, многослойного льда, крупных камней, торосов автозимник прокладывают в пойме реки.

Трассу автозимника по возможности прокладывают на незаносимых снегом участках. Если трасса должна пересекать снегозаносимые участки, то ее направление совмещают, как правило, с направлением господствующих ветров или располагают под углом к нему не более 20°.

Транспортировка трубных блоков, элементов крановых узлов осуществляется на прицепах и полуприцепах-тяжеловозах. Крепление трубных блоков и элементов крановых узлов выполняют с использованием прокладок, предохраняющих изоляционное покрытие от повреждений.

В зимнее время перевозка грузов на дальние расстояния I (свыше 20 км) осуществляется только колоннами транспортных средств, для взаимовыручки при возникновении экстремальных ситуаций.

Для перевозки труб, материалов, запорной арматуры, людей, продуктов, запчастей используют вертолеты и легкие самолеты.

Земляные работы. Разработка грунта в карьерах производится преимущественно в теплое время года. Зимой разработка грунта осуществляется с рыхлением мерзлой породы буровзрывным методом или механическими рыхлителями. Летом разработка грунта выполняется без предварительного рыхления, послойно по мере естественного оттаивания.

Способ разработки траншеи выбирается в зависимости от структуры грунта и степени его промерзания. При выборе способа разработки траншеи стремятся к уменьшению ее ширины с целью сужения повреждаемой полосы земли, снижения трудоемкости и стоимости разработки траншеи. Разработку траншеи рекомендуется выполнять преимущественно роторными экскаваторами без откосов на полную глубину. При отсутствии мощного роторного экскаватора разработка траншеи производится дифференцированным способом, т. е. постепенным расширением и углублением траншеи проходом нескольких роторных экскаваторов.

Разработка траншей в многолетнемерзлых грунтах с крупными каменистыми включениями выполняется гидравлическими одноковшовыми экскаваторами с вместимостью ковша 1,5 м, осуществляя предварительное рыхление грунта механическим или буровзрывным спо-

Глава 17. Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов 513

собом. При промерзании деятельного слоя до 1,0 м рыхление грунта выполняют мощными бульдозерами-рыхлителями. При большой глубине промерзания рыхление грунта выполняют буровзрывным способом.

Очистку от снега траншеи осуществляют одноковшовым экскаватором (драглайном) или обратной лопатой, снабженной кривой стрелой. Практикуется очистка траншеи от снега за рубежом экскавато- рами-грейферами; для этого отвал грунта сразу после рытья траншеи планируют. Экскаватор с грейфером перемещается по спланированному отвалу грунта и очищает траншею от обваловавшихся грунтов и снега.

Засыпать траншею следует бульдозером поперечными или косопоперечными проходами. Засыпку трубопровода выполняют роторным экскаватором. Для проезда экскаватора отвал грунта должен быть спланирован бульдозером. Засыпку трубопровода возможно выполнять и одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта.

Установка свайных опор для надземных трубопроводов. Установка свайных опор производится, как правило, методами, исключающими растепление многолетнемерзлых грунтов, а именно:

•забивкой свай в предварительно пробуренные скважины меньшего диаметра (забивка в лидерные скважины);

•установкой свай в скважины большего диаметра (буроопускной способ) с заливкой зазоров специальными растворами;

•установкой свай с одновременным бурением скважины и ее погружением (бурозабивной способ).

Монтаж и укладка подземного трубопровода. Монтаж трубопровода в нитку должен производиться до разработки траншеи. Монтаж трубопровода осуществляется из труб, изолированных в базовых или заводских условиях.

Сварка стыков трубопроводов осуществляется по специальной технологической инструкции, учитывающей природно-климатические условия (низкая температура атмосферного воздуха).

Укладка трубопровода производится в очищенную от снега и льда траншею и на подготовленное дно, исключающее механические повреждения изоляционного покрытия.

Закрепление трубопровода на проектных отметках на обводненных и заболоченных участках производится балластными грузами или вмораживаемыми анкерами.

Монтаж надземного трубопровода. В многолетнемерзлых грунтах чаще всего прокладка трубопроводов производится надземным спо-

514 Часть TV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

собом. Монтаж надземного трубопровода осуществляется либо на раскладочных лежках рядом со свайными опорами с последующим подъемом плетей на опоры, либо непосредственно на опорах с использованием передвижных монтажных опор (рис. 17.11.2). Монтаж надземного трубопровода выполняется методами, исключающими прямой контакт с твердыми предметами: металлическими частями транспортных и грузоподъемных машин, а также монтажных средств.

Рис. 17.11.2. Монтаж плетей на опорах: а — сборка стыка; б — перемещение центратора; в — подготовка трубы к стыковке; 1 — опора; 2 — смонтированный трубопровод; 3 — монтажная опора; 4 — передвижная опора штанги; 5 — штанга; 6 — центратор; 7 — трубоукладчик; 8 — трубы

Перед закреплением трубопровода на опорах выполняют регулировку высоты положения опор с целью устранения остаточных мон-

Глава17.Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов 515

тажных напряжений в трубопроводе выравниванием нагрузок на опорах от веса трубопровода.

Наземные нефтепроводы во избежание загустения нефти (поддержания запроектированных температур перекачки) могут оснащаться системой попутного электроподогрева. Греющий электрокабель прокладывается в трубе диаметром 50 мм, которая крепится к транспортной трубе снизу.

Испытание системы электроподогрева проводят после ее монтажа в два этапа. На первом этапе необходимо испытать работоспособность и электробезопасность самого нагревателя, а на втором — эффективность работы всей нагревательной системы. Нагреватель подлежит испытанию на нескольких режимах изменения тока от минимального значения до максимального.

На рис. 17.11.3 (см. цветную вклейку) показан общий вид надземного трубопровода, смонтированного на эстакаде.

17.11.3.Технология и организация строительства трубопроводов

вгорных условиях

Для разработки проекта производства работ тщательно обследуется трасса газопровода. В процессе обследования трассы определяется:

•состояние грунтов к моменту начала работ;

•состояние трассы — оползневые участки, русла селевых потоков, ручьи (включая пересохшие), овраги, канавы;

•крутизна строительной полосы и прилегающих участков с целью определения возможности передвижения техники и применяемой схемы производства работ;

•степень покрытия строительной полосы растительностью. При прохождении трассы по склону с поперечной крутизной бо-

лее 8° должна устраиваться полка (рис. 17.11.4).

На участках с поперечным уклоном до 15° разработку выемок под полки в нескальных и разрыхленных скальных грунтах следует производить поперечными проходами бульдозеров перпендикулярно к оси трассы (рис. 17.11.5). Доработка полки и ее планировка производятся продольными проходами бульдозера с послойной разработкой грунта и перемещением его в полунасыпи.

Строительство в горных условиях ведется преимущественно из труб с заводским противокоррозионным покрытием, что позволяет исключить выполнение опасной операции на уклонах — трассовой изоляции. Временные дороги сооружаются с таким расчетом, чтобы обеспечить доступ к трассе транспортных средств повышенной проходимости в любое время года и суток в случаях аварии, стихийного

518 Часть TV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

На особосложных участках трубопровод прокладывается в тоннелях или микротоннелях. В тоннелях могут быть проложены несколько трубопроводов. Монтаж трубопроводов в тоннелях производится протаскиванием или проталкиванием постепенно наращиваемой снаружи тоннеля плетипопостояннымиливременнымопорам. В большихтоннеляхсварка труб в нитку производится непосредственно в тоннеле.

При производстве работ в горной местности соблюдают минимально возможные разрывы во времени между сваркой нитки трубопровода и ее укладкой в траншею. Невыполнение этого условия может привести к тому, что возникнут дополнительные трудности, связанные с обеспечением вписываемости трубопровода в габариты траншеи (увеличится количество захлесточных стыков, потребуется расширение траншеи, усложнится технология укладочных работ).

При разработке транспортной схемы для горных участков трассы и при ее реализации в процессе строительства предусматривают установку по маршруту следования трубовозов специальных информационных щитов и дорожных знаков, в частности ограничивающих скорость, указывающих места разъездов, предупреждающих об опасных поворотах, уклонах и сужениях дороги.

Погрузочно-разгрузочные работы. Строительство в горных условиях ведется преимущественно из одиночных труб длиной 12 или 18 м с заводским противокоррозионным покрытием из-за трудности доставки на трассу длинномерных секций и сложности выполнения на трассе сплошной изоляции (в особенности на крутых уклонах и переходах через ущелья). Трубы и гнутые отводы в зависимости от профиля дороги могут транспортироваться автомобильными или тракторными трубовозами, коники которых должны быть оборудованы устройствами для перевозки труб с противокоррозионным покрытием. На дорогах с крутыми уклонами используются буксировщики для автомобильных трубовозов. В качестве буксировщиков применяются гусеничные тракторы или бульдозеры, а на отдельных коротких участках могут применяться лебедки. На участках с сильно пересеченной местностью трубы транспортируются с перевалкой. Для этого организуется промежуточная площадка для перегрузки труб с автотрубовоза на тракторный трубовоз (площадка перевалки). На крутых уклонах транспортировка труб может осуществляться двумя или тремя соединенными друг с другом тракторами. При этом вместо колесных прицепов могут быть использованы салазки (в особенности на спусках).

При погрузке труб на трубовозы и особенно их разгрузке на горных участках трассы с повышенной требовательностью относятся к мерам, направленным на исключение самопроизвольного скатыва-

Глава17. Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов 519

ния транспортного средства (тягача и прицепа-роспуска) подуклон; для обеспечения надежной фиксации колесной техники на уклоне пользуются стопорными башмаками или специальными инвентарными упорами.

17.12. ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ*

Способы защиты трубопроводов от наружной коррозии подразделяются на пассивные и активные.

Пассивные способы защиты предусматривают изоляцию наружной поверхности трубы от контакта с грунтовыми водами и от блуждающих электрических токов, которая осуществляется с помощью противокоррозионных диэлектрических покрытий, обладающих водонепроницаемостью, прочным сцеплением с металлом, механической прочностью. Для изоляции трубопроводов применяют покрытие на битумной основе, на основе полимеров и лаков.

Битумная мастика для покрытий содержит минеральный наполнитель или резиновую крошку для повышения ее вязкости в горячем состоянии и увеличения механической прочности покрытия. Для повышения прочности и долговечности битумных покрытий используют бризол и стекловолокнистые материалы.

Покрытия на основе полимеров представляют собой полиэтиленовые или полихлорвиниловые ленты с применением клея. Ленту наматывают на очищенный и загрунтованный трубопровод.

Лаки применяются для защиты наземных трубопроводов от атмосферной коррозии.

При длительной эксплуатации трубопроводов, защищенных только изоляционным покрытием, возникают сквозные коррозионные повреждения уже через 5—8 лет после укладки трубопроводов в грунт вследствие почвенной коррозии, так как изоляция со временем теряет прочностные свойства и в ее трещинах начинаются интенсивные процессы наружной электрохимической коррозии. Суть процессов электрохимической коррозии заключается в следующем.

Электрохимическая коррозия (коррозионное разрушение) возникает под действием коррозионно-активной среды, разнообразна по характеру, вызывает большинство коррозионных разрушений трубопроводов и оборудования. Электрохимическая коррозия протекает с наличием двух процессов — катодного и анодного. Процессы электрохимической коррозии протекают по законам электрохимической кинетики, когда общая реакция взаимодействия может быть разде-

520 Часть TV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

лена на следующие, в значительной степени самостоятельные электродные процессы:

а) анодный процесс — переход металла в раствор в виде ионов (в водных растворах, обычно гидратированных) с оставлением эквивалентного количества электронов в металле;

б) катодный процесс — ассимиляция появившихся в металле избыточных электронов деполяризаторами.

Соответственно для защиты от электрохимической коррозии применяются активные способы электрохимической защиты.

Активные способы защиты трубопроводов от наружной коррозии предусматривают создание такого электрического тока, в котором весь металл трубопровода, несмотря на неоднородность его включений, становится катодом, а анодом является дополнительно размещенный в грунте металл. Существуют два вида активной защиты трубопроводов от наружной коррозии — протекторная и катодная. При протекторной защите рядом с трубопроводом размещают более активный металл (протектор), который соединяют с трубопроводом изолированным проводником. Протекторы изготовляют из цинка, алюминия или магниевых сплавов. При катодной защите с помощью источника постоянного тока (катодной станции) (рис. 17.12.1) создают разность потенциалов междутрубопроводом и размещенными рядом с трубопроводом кусками металла (обычно обрезки старых труб, металлолом) так, что на трубопровод подается отрицательный заряд, а на куски металла — положительный. Таким образом, дополнительно размещаемый в грунте металл как в протекторной, так и в катодной защите, является анодом и подвергается разрушению, а наружная коррозия трубопровода не происходит.

Рис. 17.12.1. Принципиальная схема катодной защиты трубопровода: 1 — источник постоянного тока; 2 — изолированный электропровод; 3 — трубопровод с поврежденной изоляцией; 4 — анод (заглубленное железо); 5 — дренаж (соединение тела трубы с электропроводом)

Глава17. Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов 521

Принцип действия протекторной защиты аналогичен работе гальванического элемента (рис. 17.12.2.).

Рис. 17.12.2. Принципиальная схема протекторной защиты

Два электрода (трубопровод и протектор, изготовленный из более электроотрицательного металла, чем сталь) опущены в почвенный электролит и соединены проводником. Так как материал протектора является более электроотрицательным, то поддействием разности потенциалов происходит направленное движение электронов от протектора к трубопроводу по проводнику. Одновременно ион-атомы материала протектора переходят в раствор, что приводит к его разрушению. Сила тока при этом контролируется с помощью контрольно-измерительной колонки.

Таким образом разрушение металла все равно имеет место, но не трубопровода, а протектора.

Метод защиты трубопроводов от разрушения блуждающими токами, предусматривающий их отвод (дренаж) с защищаемого сооружения на сооружение — источник блуждающих токов — либо специальное заземление, называется электродренажной защитой.

Применяют прямой, поляризованный и усиленный дренажи (рис. 17.12.3.).

Прямой электрический дренаж — это дренажное устройство двусторонней проводимости. Схема прямого электрического дренажа

522 Часть TV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

включает в себя: реостат (R), рубильник (К), плавкий предохранитель (П ) и сигнальное реле (С ). Сила тока в цепи «трубопровод-рельс» регулируется реостатом. Если величина тока превысит допустимую величину, то плавкий предохранитель сгорит, ток потечет по обмотке реле, при включении которого срабатывает звуковой или световой сигнал.

Рис. 17.12.3. Принципиальная схема электрических дренажей: а — прямой; б — поляризованный; в — усиленный

Прямой электрический дренаж применяется в тех случаях, когда потенциал трубопровода постоянно выше потенциала рельсовой сети, куда отводятся блуждающие токи. В противном случае дренаж превратится в канал для натекания блуждающих токов на трубопровод.

Поляризованный электрический дренаж — это дренажное устройство, обладающее односторонней проводимостью. От прямого дренажа поляризованный отличается наличием элемента односторонней проводимости (вентильный элемент) ВЭ. При поляризованном дренаже ток протекает только от трубопровода к рельсу, что исключает натекание блуждающих токов на трубопровод по дренажному проводу.

Усиленный дренаж применяется в тех случаях, когда нужно не только отводить блуждающие токи с трубопровода, но и обеспечить на нем необходимую величину защитного потенциала. Усиленный дренаж представляет собой обычную катодную станцию, подключенную отрицательным полюсом к защищаемому сооружению, а положительным — не к анодному заземлению, а к рельсам электрифицированного транспорта.

Глава 17. Технологияиорганизациястроительствамагистральныхтрубопроводов 523

Следует отметить, что контуры защитных заземлений технологического оборудования, расположенного на КС, ГРС, НПС и других аналогичных площадках, не должны оказывать экранирующего влияния на систему электрохимической защиты подземных коммуникаций.

Сооружение устройств электрохимической защиты отличается широким фронтом работ, растянутым на многокилометровой трассе магистрального трубопровода, наличием труднопроходимых для колесного транспорта участков, а также многочисленностью строитель- но-монтажных операций.

Эффективная работа электрохимической защиты возможна только при высоком качестве монтажа всех конструктивных элементов. Для этого требуются научно обоснованная организация работ, максимальная механизация и высокая квалификация строительно-мон- тажных рабочих. Так как для защиты трубопроводов применяется ограниченное число типов установок, а элементы электрохимической защиты являются в основном типовыми, следует производить предварительную заготовку основных монтажных узлов и блоков в заводских условиях.

Для сооружения электрохимической защиты магистральных трубопроводов от коррозии применяются средства и установки катодной, электродренажной, протекторной защиты, электрические перемычки, контрольно-измерительные пункты и конструктивные узлы типовых проектов.

Работы по сооружению электрохимической защиты необходимо осуществлять в две стадии. На первой стадии необходимо выполнять следующие работы:

•разметку трасс участка производства работ, ЛЭП и кабелей, подготовку строительной площадки;

•выбор и обустройство места для хранения оборудования, монтажных узлов, деталей, метизов, инструментов и материалов;

•доставку техники, машин и механизмов;

•подготовку участка для производства работ;

•доставку оборудования установки катодной защиты, монтажных узлов, деталей, метизов, инструмента, приспособлений и материалов;

•разработку грунта в траншеях и котлованах. Обратную засыпку

страмбовкой после установки оборудования и кабелей до уровня, указанного в рабочей документации;

•сооружение анодных и защитных заземлений, монтаж и укладку протекторов;

•прокладку подземных коммуникаций;