База книг в электронке для ЭНН УТЭК / трубопроводы / АЛИЕВ Сооружение и ремонт газонефтепроводов

Таблица 14

Число сварных стыков, подлежащих контролю физическими

ваемых вставок, арматуры контролируют в объеме 100 % радиографическим методом.

Сварные соединения трубопроводов I—IV категорий, выпол­ ненные стыковой сваркой оплавлением, контролируют. Физичес­ кими методами— 100% по зарегистрированным параметрам процесса сварки; механическими испытаниями— 1% (с целью проверки состояния системы автоматического управления про­ цессом сварки).

Причины дефектов, возникающих в сварных стыках при электродуговой сварке, следующие: непровар в корне шва, сквоз­ ной прожог, трещины в шве, подрез кромок, чрезмерное усиле­ ние шва, газовые поры и свищи, размеры которых превышают допускаемые техническими условиями, непровар одной кромки шва, шлаковые включения, размер и число которых превышает допускаемые техническими условиями.

Качество сварных стыков магистральных трубопроводов контролируют методами рентгеногаммаграфирования, в основу которых положена способность рентгеновских и гамма-лучей проходить через сварные соединения как через полупрозрачные тела и регистрировать дефекты на радиографической пленке. Используют также магнитографический метод контроля. Он яв­ ляется разновидностью магнитной дефектоскопии и основан на обнаружении полей рассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании зоны сварного соединения. Этим методам контроля предшествует операционный контроль, основные поло­ жения которого следующие:

стыки, выполненные дуговой сваркой, не должны иметь тре­ щин, подрезов глубиной более 0,5 мм, недопустимых смещений кромок, кратеров, выходящих на поверхность пор; высота уси­ ления шва должна составлять 1—3 мм, а переход от шва к ос­ новному металлу должен быть плавным;

стыки, выполненные стыковой сваркой оплавлением, после

61

внутреннего и наружного грата должны иметь усиление высо­ той не более 3 мм; смещение кромок после сварки не должно превышать 25 % толщины стенки трубы, но не более 3 мм; до­ пустимы местные смещения на 20 % периметра стыка, необхо­ димо, чтобы их величина не превышала 30 % толщины стенки, но не более 4 мм.

Всистеме Миннефтегазстроя действуют ведомственные нормы

иметоды контроля качества поворотной и неповоротной сварки

магистральных трубопроводов, включающие входной приемоч­ ный, пооперационный и лабораторный контроль. Эти нормы, в частности, учитывают следующие положения СНиП Ш-42—80:

исправлению дефектов подлежат стыки (выполненные дуго­ выми методами сварки), в которых длина выявленных трещин не превышает 50 мм; суммарная длина дефектных участков не превышает Ve периметра стыка;

исправлять дефекты следует наиболее эффективными спосо­ бами: подваркой изнутри трубы дефектных участков в корне шва; наплавкой ниточных валиков высотой не более 3 мм при ремонте наружных и внутренних подрезов; вышлифовкой и по­ следующей заваркой участков швов со шлаковыми включе­

вышлифовывают полностью и заваривают в несколько слоев. Обнаруженные при внешнем осмотре недопустимые дефекты не­ обходимо устранять до проведения контроля неразрушающими методами.

В настоящее время существует значительное число гаммадефектоскопов, которые достаточно эффективны при контроле

изнутри или снаружи трубы; «Газпром» — аппарат с фронтальным просвечиванием коль­

цевого сварного шва узким пирамидальным пучком; «Трасса» — аппарат переносного типа с дистанционным уп­

равлением; ЛКС — полустационарная лаборатория для контроля каче­

ства сварных стыков на трубосварочных базах магнито- и рент­ генографическими методами и механическими испытаниями об­ разцов на разрыв и изгиб;

ФМЛ-2В (РМЛ-2Б-01)— передвижная лаборатория для контроля качества сварных стыков на трубосварочных базах магнито- и рентгенографическим методами;

ПМЛ-5В — передвижная лаборатория на базе автомобиля УАЗ-452 для магнитографического контроля сварных соеди­ нений;

62

АКП-141, АКП-143 — автоматизированные комплексы на базе автомобиля ЗИЛ-131 для контроля качества неповоротных сты­ ков методами гаммаграфии;

АКТ-1 — автоматизированный комплекс для рентгенотелевизионного контроля сварных стыков на трубосварочных базах.

ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ

На строительстве линейной части магистральных трубопро­ водов земляные работы выполняют по разным технологическим и организационным схемам. Выбор схем зависит от конструк­ тивных решений трубопроводов (подземный, наземный, надзем­ ный, прокладываемый с частичным заглублением), типа грун­ тов, времени проведения работ и др.

При подземной прокладке трубопроводов к земляным рабо­ там относят рытье траншеи (в основном роторными и одноков­ шовыми экскаваторами), засыпку уложенного в траншею трубо­ провода преимущественно бульдозерами или другими специаль­ ными машинами (например, роторными или скребковыми траншеезасыпателями). В соответствии с действующими СНиП размеры и профили траншей устанавливают проектом в зави­ симости от диаметра и назначения трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических, рельефных и других условий стро­ ительства. Ширина траншеи по дну должна быть не менее (D + 0,3) м для трубопроводов диаметром 700 мм и 1,5 D — для трубопроводов диаметром более 700 мм. При крутизне откосов траншеи не менее 1: 0,5 для трубопроводов диаметром 1220 и 1420 мм ширина траншеи по дну может быть уменьшена соот­ ветственно до 1,7 и 1,9 м. На участках врезки кривых вставок ширину траншеи по дну увеличивают в 2 раза, а при балласти­ ровке трубопроводов железобетонными пригрузками и закреп­ лении анкерными устройствами —до 2,2 D. Крутизну откосов траншей принимают в соответствии с главой СНиП о производ­ стве и приемке земляных сооружений, а на болотах I и II кате­ горий соответственно от 1: 0,75 до 1 : 1 и от 1 : 1 до 1: 1,25.

При прокладке магистральных трубопроводов диаметром 1020—1420 мм дно траншеи нивелируют по всей длине трассы— на прямолинейных участках через 50 м; на вертикальных кри­ вых упругого изгиба и принудительного гнутья соответственно через 10 и 2 м; при прокладке трубопроводов диаметром менее 1020 мм — на участках трассы, на которые в проекте имеются выноски к рабочим чертежам.

Допуски на размеры траншей невелики и составляют по раз­ личным параметрам от +20 до —20 см.

Основной объем работ по рытью траншеи для магистраль­ ных трубопроводов выполняют роторными экскаваторами, ко­ торые используют:

на практически прямолинейных участках трассы со спокой­ ным рельефом в талых грунтах до V категории включительно;

63

Рис. 17. Рытье траншеи (а) одноковшовым экскаватором и засыпка уло­ женного в траншею трубопровода (б):

на криволинейных участках трассы с радиусом, равным или большим радиуса естественного изгиба трубопровода;

в мерзлых нескальных грунтах при глубине промерзания до 1—1,2 м (роторным экскаватором ЭТР-254 можно разрабаты­ вать траншею полного профиля);

при послойной разработке траншеи глубиной около 3 м (на­ пример, для прокладки магистральных водоводов) в талых грун­ тах, когда верхний слой (1—1,5 м) роют одноковшовыми экска­ ваторами или бульдозерами;

при послойной разработке траншей, когда верхний промерз­ ший слой глубиной до 40 см (при необходимости с предвари­ тельным рыхлением тракторным навесным рыхлителем и дру­ гими специальными машинами) разрабатывают бульдозером или когда верхний промерзший слой глубиной до 1 м после предварительного рыхления разрабатывают одноковшовыми экскаваторами.

Одноковшовые экскаваторы (с обратной лопатой) приме­ няют при подземной прокладке трубопроводов (рис. 17) во всех случаях, кроме случая, когда траншею под трубопровод раз­ рабатывают взрывом на полный профиль (в условиях болот — с «запасом» профиля на стабилизацию откосов траншеи в пе­ риод от взрыва до укладки трубопровода):

на прямо- и криволинейных участках трасс с водонасыщен­ ными (переувлажненными) грунтами — участки болот I, II и Ш типов и обводненные участки;

на всех участках врезки кривых вставок трубопровода; з местах установки линейной арматуры;

при незначительном промерзании (25—40 см) минеральных грунтов без их предварительного рыхления;

при любом промерзании минеральных грунтов при их пред­ варительном рыхлении (тракторным рыхлителем, взрывом и др.):

в условиях барханных песков в летнее и зимнее время;

64

в условиях разборной скалы (с рыхлением или без него);

вусловиях различных типов скальных пород с их предвари­ тельным рыхлением;

вусловиях солончаковых грунтов (соры, такыры);

на всех переходах магистральных трубопроводов через есте­ ственные и искусственные преграды;

при устройстве нагорных канав и защитных обвалований (на магистральных нефтепродуктопроводах);

при устройстве временных перемычек (например, для водо­ отвода) ;

на границах захваток работы роторных экскаваторов.

Для обеспечения укладки изоляционно-укладочной колонной 1—1,6 км трубопровода в смену необходима одновременная ра­

бота двух (и более) роторных экскаваторов на примерно рав­ ных по длине захватках, между которыми остаются неразрабо­ танными участки длиной 15—20 м.

Одноковшовые экскаваторы работают на захватках, длина каждой из которых должна обеспечивать сменную производи­ тельность экскаватора.

В средней полосе при рытье траншей для магистральных трубопроводов используют роторные экскаваторы ЭТР-224 (ЭТР-162), ЭТР-204 (ЭР-7Е, ЭР-7АМ), ЭТР-231 (ЭТР-223), ЭТР-231А (ЭР-7Т), ЭТР-253А (ЭТР-254); одноковшовые экска­ ваторы ЭО 4121, ЭО-4123, МТП-71, Э-652А, Э-652Б, Э-10011А, Э-5111АС, ЭО-5122 (Э-1252А); бульдозеры ДЭ-27С; тракторные рыхлители Д-652ЛС; буровые машины БМ-276, БМ-253; ком­ прессоры ДК-9М; передвижные пункты взрывчатых материалов ПВМ-2, автомобили для перевозки рабочих; радиостанции для оперативной связи.

Рекультивационные работы выполняют поточным методом бульдозерами: уложенный в траншею трубопровод сначала за­ сыпают минеральным грунтом отвала, а затем покрывают пло­ дородным слоем грунта.

Перед засыпкой проверяют положение трубопровода (соот­ ветствие его проекту). При необходимости при засыпке прини­

мают меры по предохранению изоляционного покрытия от по­ вреждения грунтом (присыпка мягким грунтом, свободная

футеровка верхней части трубопровода и т. п.). При наличии горизонтальных кривых участков трубопровода сначала следует засыпать криволинейный участок, а затем остальную часть трубопровода. Вертикальные кривые засыпают со сторон пони­ жения, т. е. сверху вниз. Избыточный грунт бульдозерами раз­ равнивают в пологий валик с учетом последующей осадки грунта.

Основное требование, которое необходимо выполнять при рытье траншеи и засыпке уложенного в траншею трубопро­ вода,—соблюдение нормативной глубины заложения: 0,8 м до верхней образующей трубы при диаметре до 1000 м и 1 м — при

в песчаных барханах и в обводненной и болотистой местности— соответственно 1,1; 1 и 0,6 м).

На трассах магистральных трубопроводов, проходящих по болотистой и обводненной местности, для рытья траншеи в лю­

бое время года используют одноковшовые экскаваторы с уши­ ренными гусеницами (болотные) или обычные, которые на болотах I и II типов работают на перекидных еланях или воло­ кушах, перемещаемых лебедками или тракторами.

Уложенный в траншею (или в канал-траншею, образован­ ную взрывом) и забалластированный железобетонными пригрузами трубопровод после проверки его положения засыпают грунтом с помощью бульдозеров на болотном ходу или одноков­ шовых экскаваторов, работающих на перекидных еланях или с уширенными гусеницами. В редких случаях для засыпки тру­ бопровода, уложенного в канал-траншею, может быть исполь­ зован направленный взрыв.

Круглогодично на болотах I типа и зимой на болотах II типа используют экскаваторы ЭО-4121 и ЭО-3123 с обратной лопа­ той. На болотах II и III типов в летних условиях применяют

холмистой местности или сложного рельефа на участках трассы с продольными уклонами до 15° рытье траншеи в грунтах I— IV категорий может выполняться роторными экскаваторами. При больших уклонах используют одноковшовые экскаваторы на гусеничном и колесном ходу, бульдозеры при условии, что поперечные уклоны не превышают 8° (на косогорах с попереч­ ными уклонами более 8° для обеспечения поперечной устойчи­ вости машин устраивают полки).

При продольных уклонах 15—35° в грунтах, не требующих предварительного рыхления, для разработки траншей как на полках, так и без полок применяют одноковшовые экскаваторы, а при уклонах более 35° — бульдозеры (ширина траншеи по дну равна ширине отвала бульдозера, в особо сложных случаях она должна обеспечивать проход изоляционно-укладочной колонны).

В скальных грунтах до вывозки секций труб (отдельных труб) на трассу перед разработкой траншеи обязательно рыхлят горную породу взрывным способом (взрывы на выброс недо­ пустимы). При рыхлении скального грунта перебор дна тран­ шеи увеличивается на 15—20%. Перед укладкой трубопровода перебор траншеи ликвидируют подсыпкой мягкого грунта (слой не менее 10 см) и его последующим уплотнением. Недобор грунта не допускается. Подсыпка мягким грунтом может быть заменена сплошной надежной защитой изоляционного покрытия от повреждения (футеровка и др.). После рыхления траншею разрабатывают одноковшовым экскаватором (рис. 18).

На продольных уклонах более 20° сплошная футеровка тру­ бопровода деревянными рейками обязательна.

66

Рис. 18. Разработка траншеи в скаль­ ном грунте:

Л, Б, В — зоны соответственно буровзрывных работ, разрыхленного грунта и раз­

На крутых подъемах и спусках траншеи, как правило, засы­

выемки), то трубопровод засыпают одноковшовыми экскавато­ рами или скребковыми траншеезасыпателями. Перед засыпкой уложенный в траншею трубопровод (если он не зафиксирован)’ присыпают слоем мягкого минерального грунта (не менее 20 см от верхней образующей трубы). Подсыпку под трубопровод и присыпку его мягким минеральным грунтом выполняют бульдо­ зерами, траншеезасыпателями или одноковшовыми экскавато­ рами с последующей ручной доработкой.

При рытье траншей в песчаных грунтах пустынь применяют одноковшовые (в отдельных случаях роторные) экскаваторы и бульдозеры, а также экскаваторы-драглайны с ковшами повы­ шенной вместимости. Как и в горных условиях, иногда ширина траншеи по дну обеспечивает проход изоляционно-укладочной колонны. В этих случаях траншею роют мощными бульдозерами с отвалами, выполненными в форме полуковшей-полусовков по

так называемой продольно-поперечной схеме.

Уложенный трубопровод засыпают породой бульдозерами, а пески в полосе отвода закрепляют посевом пустынных расте­ ний, воднобитумной эмульсией или другими способами и сред­ ствами.

В мерзлых и вечномерзлых грунтах траншеи для магистраль­ ных трубопроводов разрабатывают по вполне определенным технологическим и организационным схемам с учетом плотности грунта:

первая схема (плотность мерзлого грунта по плотномеру ДОРНИИ меньше или равна 250 ударам)— последовательный проход нескольких роторных экскаваторов, при котором осуще­ ствляют послойную последовательную разработку траншеи; проход одного специального роторного экскаватора с разработ­ кой траншеи на полный профиль;

вторая схема (плотность мерзлого грунта меньше или равна 300 ударам)— последовательный проход универсальных ротор­ ных экскаваторов со сменными роторами: первый экскаватор разрабатывает траншею, второй расширяет и углубляет ее, третий доводит траншею до полного профиля;

5 Б 7

Рис. 19. Наземная прокладка магистрального газопровода:

J — траншея-резерв (противопожарная канава); 2 — торфяное болото; 3 — дренесно-хво- ростяная выстилка; 4 — отсыпка минерального грунта; 5 —торфяное обвалование газо­ провода; 6 — газопровод; 7 — минеральная обсыпка обвалования; 8 — технологическая лежневая дорога с несчано-гравийной подсыпкой

Буровзрывной метод разработки траншей для магистраль­ ных трубопроводов в мерзлых и вечномерзлых грунтах приме­ няют независимо от их плотности. В этом случае разрыхленный грунт вынимают одноковшовыми экскаваторами. Уложенный в траншею на подсыпку из минерального грунта трубопровод засыпают с помощью бульдозеров.

Качество проведения земляных работ при подземной про­ кладке магистральных трубопроводов регламентируется типо­ выми картами, которые предусматривают входной, пооперацион­ ный и приемочный контроль.

При наземной прокладке магистральных газопроводов (рис. 19) в состав земляных работ входят песчано-гравийная отсыпка технологической лежневой дороги (по проекту); отсыпка мине­ рального грунта слоем примерно 0,2 м по древесно-хворостяной выстилке на полосе прокладки трубопровода; обвалование газо­ провода торфом (из траншеи-резерва) с помощью экскаватора, работающего на перекидных еланях; минеральная обсыпка слоем до 0,2 м торфяного обвалования газопровода. Гравийно­ песчаную смесь и минеральный грунт завозят из карьеров са­ мосвалами.

Прокладка магистральных газопроводов наземно выгодно отличается от подземной прокладки их в условиях торфяных болот, так как в этом случае исключаются пригрузка или анке­ ровка, а также обратная засыпка уложенного в траншею газо­ провода. Однако значительную сложность представляют работы по устройству отсыпки минерального грунта на полосе про­ кладки газопровода и обсыпка минеральным грунтом торфяного обвалования, не говоря уже об устройстве древесно-хворостяной выстилки. Кроме того, не исключено самовозгорание торфяного обвалования газопровода и его постепенное оседание и разру­ шение, поэтому в отдельных случаях допустима укладка изоли­ рованного газопровода непосредственно на моховой слой.

При прокладке магистральных газопроводов с частичным заглублением (рис. 20) земляные работы сведены до минимума. Траншею-канаву для укладки газопровода роют навесным ка-

68

Рис. 20. Прокладка магистрального газопровода с частичным заглубле­ нием:

обвалование газопровода

навокопателем (например, К-1400), установленным на болотном тракторе, а обвалование уложенного в траншею-канаву газо­ провода проводят одноковшовым экскаватором. Обсыпка тор­ фяного обвалования газопровода минеральным грунтом не про­

изводится.

Прокладка магистральных газопроводов с частичным заглуб­ лением предельно сокращает объем земляных и вспомогатель­ ных работ, однако она имеет весьма существенный недостаток— практически полностью нарушается поверхностный гидрорежим торфяного болота, что неизбежно приводит к скоплению воды по обе стороны торфяного обвалования газопровода.

ИЗОЛЯЦИОННО-УКЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ

На строительстве магистральных трубопроводов очистка их наружной поверхности от грязи, ржавчины, окалины, снега, льда, изоляция и укладка в траншею объединены в один про­ цесс, называемый изоляционно-укладочными работами, которые выполняет механизированная изоляционно-укладочная колонна после того, как на трассе трубопровода секции труб сварены в плети или сплошную нитку и вырыты траншеи для укладки трубопровода. Такой способ проведения работ получил назва­ ние совмещенного способа проведения изоляционно-укладочных работ. Механизированная колонна выполняет следующие опе­ рации (рис. 21):

на лежащую на бровке траншеи плеть трубопровода кранытрубоукладчики насаживают с помощью троллейных подвесок, а очистно-изоляционную (очистную и изоляционную) машину — с помощью специального конуса, надеваемого на торец плети; краны-трубоукладчики приподнимают начальный участок плети трубопровода на высоту, обеспечивающую движение по плети очистно-изоляционной (или очистной и изоляционной) машины, и смещают конец плети таким образом, чтобы изоля­ ционная машина располагалась по оси траншеи и была опущена

в нее примерно на 0,5 м; колонна движется синхронно — очистно-изоляционная (или

очистная и изоляционная) машина непрерывно (за исключе­ нием технологических остановок — заправка горюче-смазочными и изоляционными материалами и т. п.— когда останавливается вся колонна), а краны-трубоукладчики прерывисто, приспосаб­ ливаясь к ходу машин и выдерживая расстояния друг от друга в пределах допусков;

69

Е

h l2 у//////

Рис. 21. Схема проведения изоляционно-укладочных работ совмещенным способом при диаметрах трубопровода (в мм) 529—820 (а), 1020 (б), 1220

(в) и 1420 (г):

очистной блок очистно-изоляционной машины (или очистная машина), роторы которой оснащены металлическими скребками

ищетками, а также травяными щетками, очищает трубопровод от грязи, окалины, ржавчины, пыли до металлического блеска

иодновременно наносит на трубопровод битумную грунтовку (праймер) слоем около 0,2 мм или клеевой слой; изоляционный

блок (или изоляционная машина) на загрунтованную поверх­ ность трубопровода наносит изоляционное покрытие (табл. 15); перемещаясь по ходу работ, краны-трубоукладчики надви­ гают плеть трубопровода в сторону траншеи так, чтобы изоля­ ционно-очистная машина (или изоляционная машина) находи­ лась в первоначально приданном ей положении (над траншеей), а изолированный трубопровод по мере продвижения колонны

свободно укладывался на дно траншеи.

В качестве защитных оберток для битумно-резиновой изо­ ляции трубопроводов в основном применяют полимерную обертку марки ОП в один слой (с нахлестом 2—3 см) при про-

70