Иванов В.А., Кузьмин С.В. и др. Сооружение подводных переходов магистральных трубопроводов Курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

130

быть равным 1,1 рабочего. Давление при испытании на герметичность

должно быть равным рабочему, продолжительность испытания – не менее

12 ч.

Гидравлическое испытание включает следующие основные работы:

− установку и снятие заглушек;

− установку и снятие испытательной арматуры;

− непосредственно испытание трубопровода на прочность и про-

верку его на герметичность.

При испытании трубопроводов используют плоские и сферические

заглушки, а также инвентарные узлы заводского изготовления с заглушка-

ми и арматурой. Инвентарный узел состоит из отрезка трубы длиной около

1 м того же диаметра, что и испытываемый трубопровод, с заглушкой и ар-

матурой.

При всех способах испытания на прочность и герметичность для из-

мерения должны применяться проверенные, опломбированные и имеющие

паспорт дистанционные приборы или манометры класса точности не ниже

1 и с предельной шкалой на давление, равной около 4/3 от испытательного,

устанавливаемые вне охранной зоны.

О производстве и результатах очистки полости, а также испытаниях

трубопроводов на прочность и проверке их на герметичность составляют

соответствующие акты.

На первом этапе, осуществляемом на строительно-монтажной пло-

щадке после сварки плетей, но до их изоляции испытательное давление

исп

назначается равным заводскому Р

зав

, т.е. Р

исп

= Р

зав

. Плети трубопрово-

да, во избежание образования в них воздушных мешков, укладываются на

лежки с продольным уклоном. Если по условиям местности это невозмож-

но, то должны быть определены и зафиксированы все возвышенные места

для последующей установки на них воздухоспускных кранов. При испыта-

нии на берегу сразу нескольких плетей трубопровода "гребенкой" все пле-

ти укладываются параллельно на расстоянии 3 – 5 м друг от друга и соеди-

няются трубами диаметром 50 – 100 мм на нижних по расположению кон-

цах (рис. 3.14). С помощью напорного трубопровода испытываемые плети

трубопровода соединяются с наполнительным и опрессовочным агрегата-

ми.

Для испытаний используют наполнительно-опрессовочный агрегат

АНО 201, который смонтирован на двухосной тележке и имеет относи-

тельно небольшую массу – 2100 кг. При работе в режиме наполнения про-

изводительность АНО 201 составляет до 70 м

/ч при давлении 4 МПа и 30

/ч – при давлении 6 МПа. При работе в режиме опрессовки агрегат АНО

201 имеет производительность 1,2 м

/ч и позволяет создать давление до 20

МПа.

131

Рис. 3.14. Схема расположения плетей трубопровода и оборудования при

гидравлическом испытании (I этап)

1 – манометр; 2 – кран; 3 – подкладка; 4, 9 – задвижки; 6 – заглушка;

7 – испытываемый трубопровод; 8 – напорный трубопровод; 10, 12 – агрегаты,

соответственно наполнительный и опрессовочный; 11 – шланги для забора воды

Для гидравлического испытания применяют также наполнительный

агрегат АН-2 совместно с опрессовочным агрегатом АО-2. Производитель-

ность агрегата АН-2 составляет 400 м

/ч при давлении 1,5 МПа. Произво-

дительность АО-2 равна 25 м

/ч при давлении 10 МПа.

На испытываемый участок трубопровода устанавливают не менее

двух пружинных манометров. При испытании одной плети манометры ус-

танавливаются на обоих ее концах, при испытании одновременно несколь-

ких секций один манометр устанавливается на низком конце первой плети,

а второй – на высоком конце последней плети.

Установка манометров производится в местах, наименее подвержен-

ных вибрации, или на вспомогательных дистанционных трубках. Маномет-

ры должны занимать вертикальное положение и быть доступными для ос-

мотра. Воздухоспускные краны устанавливаются на всех возвышенных

местах трубопровода. Патрубки для залива и выпуска воды устанавлива-

ются в нижней части концов трубопровода.

На период проведения работ по испытанию плетей для обеспечения

безопасности устанавливают охранную зону, за пределы которой до начала

132

работ по проведению испытаний должны быть удалены люди и техника,

непосредственно связанные с гидравлическим испытанием. Для безопасно-

го проведения гидравлических испытаний опрессовочный и наполнитель-

ный агрегаты монтируются таким образом, чтобы была обеспечена безо-

пасность рабочих, обслуживающих агрегаты. Для этого используются пе-

ресеченность рельефа местности и отвал грунта возле уреза воды или уст-

раиваются котлованы для опрессовочного и наполнительного агрегатов. В

целях обеспечения безопасности длина напорного трубопровода, соеди-

няющего наполнительный и опрессовочный агрегаты с испытываемыми

плетями, должна быть не менее 25 м.

При проведении гидравлических испытаний при отрицательных тем-

пературах должны быть приняты меры по предохранению трубопроводов

и испытательной арматуры от замораживания. Для опрессовки могут ис-

пользоваться нефть или водные растворы солей и антифризов.

На втором этапе, осуществляемом после укладки подводного трубо-

провода на дно подводной траншеи, но до его засыпки, испытательное дав-

ление в нижней точке трубопровода должно быть равным заводскому, т.е.

исп

= Р

зав

. Особенность технологии гидравлических испытаний второго

этапа заключается в том, что заполнение трубопровода водой и удаление

воды из трубопровода осуществляют с помощью поршней-разделителей,

которые вводят в трубопровод с помощью камеры пуска в начале трубо-

провода и удаляют через камеру приема очистных устройств в конце тру-

бопровода (рис. 3.15).

Гидравлическое испытание второго этапа проводят в следующей по-

следовательности:

− устанавливают поршень-разделитель через открытую заглушку 2

камеры пуска и закрывают заглушку;

− открывают задвижки 1 и 4, закрывают задвижку 6;

− открывают задвижки 11, 7, 8 и включают насос наполнительного

агрегата на пуск поршня-разделителя и заполнение трубопровода

водой;

− при появлении поршня-разделителя в камере приема закрывают

задвижки 7 и 8 и извлекают поршень-разделитель;

− контролируют давление по показаниям манометров 5, установ-

ленных на концах дюкера, и после увеличения давления до значе-

ния, соответствующего номинальному напору наполнительного

агрегата, последний отключают;

− открывают задвижку 12 и включением опрессовочного агрегата

поднимают давление до Р

исп

, после чего насос опрессовочного аг-

регата отключают и закрывают задвижку 12.

133

Трубопровод считается выдержавшим испытание, если давление в

период испытания продолжительностью 12 ч остается неизменным.

Удаление воды из трубопровода после гидравлических испытаний

производится в следующей технологической последовательности:

− открывают задвижку 7 и производят частичное освобождение

трубопровода от воды самотеком;

− устанавливают поршень-разделитель в камеру пуска и подключа-

ют нагнетательный трубопровод компрессора к камере пуска

поршня-разделителя;

− открывают задвижки 1, 4, 8 и закрывают задвижку 6;

− открывают задвижку 13 и включают компрессор;

− после появления поршня-разделителя в конце трубопровода за-

крывают задвижку 8.

После проведения гидравлических испытаний второго этапа и вытес-

нения воды дюкер предъявляется представителю заказчика и готовится к

захлесту с общей ниткой трубопровода.

Рис. 3.15. Схема расположения оборудования и приборов

при гидравлическом испытании (II этап)

1, 4, 6 – задвижки камеры пуска поршня-разделителя; 2 – заглушка камеры;

3, 9 – камеры, соответственно пуска и приема; 5 – манометр; 7, 8, 10 – задвижки камеры

приема поршня-разделителя; 11, 12, 13 – задвижки соответственно наполнительного,

опрессовочного агрегатов и компрессора; 14, 15, 16 – соответственно наполнительный,

опрессовочный агрегаты и компрессор

134

На третьем этапе испытание подводного перехода осуществляется

совместно с прилегающими участками. Испытательное давление назнача-

ется в зависимости от категории прилегающих участков согласно

табл.3.15.

Таблица 3.15.

Категория прилегающих участков I – II I – IV

Давление в верхней точке перехода 1,25Р

раб

1,1Р

раб

Давление в нижней точке перехода Р

зав

Заполнение продуктом подводных незабалластированных нефтепро-

вода и продуктопроводов после их гидравлических испытаний выполняют

совместно с мероприятиями, предупреждающими попадание воздуха в

подводные трубопроводы и их всплытие.

3.6. ОЧИСТКА, ИЗОЛЯЦИЯ, ФУТЕРОВКА

И БАЛЛАСТИРОВКА ТРУБОПРОВОДА

Работы по осушке, очистке и изоляции плетей трубопровода осуще-

ствляются на строительно-монтажной площадке. Изоляционно-очистные

машины, поступающие на строительно-монтажную площадку, необходимо

тщательно осмотреть, проконтролировать укомплектованность рабочими

инструментами и проверить на холостом ходу (рис. 3.16).

Перед началом работ изоляционно-очистную машину необходимо

отрегулировать по диаметру изолируемого трубопровода. Изоляционно-

очистная машина должна быть оборудована устройством для снятия стати-

ческого электричества с поверхности наматываемой изоляционной ленты и

заземлена.

Участок строительно-монтажной площадки по ходу изоляционно-

очистной машины должен быть спланирован так, чтобы на пути движения

ее опорного колеса не было бугров, ям, пней и других препятствий. Для

предотвращения повреждения кромок трубы следует использовать специ-

альное приспособление в виде конической насадки, которая закрепляется

на торце трубы перед установкой на трубопровод изоляционно-очистной

машины.

Изоляционная лента в заводской упаковке должна перевозиться на

строительно-монтажную площадку на транспортных средствах, покрытых

тентом. Рулоны изоляционной ленты и защитной обертки не разрешается

бросать при погрузке и разгрузке.

Клеевая грунтовка и растворители транспортируются в герметично

закрытых бочках. Хранить клеевую грунтовку и растворители необходимо

135

в отдельных помещениях или под навесом с соблюдением правил противо-

пожарной безопасности для горюче-смазочных материалов.

Изоляционные материалы должны храниться в местах, защищенных

от солнца и атмосферных осадков при температуре от -40° до +45° С. Ру-

лоны изоляционной ленты должны храниться в вертикальном положении

на торцах не более чем в три ряда. Поступающие на площадку изоляцион-

ные материалы должны учитываться и маркироваться. При температуре

воздуха ниже +10° С перед проведением изоляционных работ импортные

полимерные ленты должны выдерживаться не менее 48 ч при температуре

не ниже +15° С. Растаривание рулонов изоляционной ленты из заводской

упаковки должно производиться непосредственно перед их нанесением на

трубопровод на строительно-монтажной площадке.

Рис. 3.16. Схема расстановки техники при сушке,

очистке и изоляции трубопровода

1 – троллейная подвеска; 2 – кран-трубоукладчик; 3 – сушильная установка; 4 – машина

изоляционно-очистная; 5 – лежка; 6 – мягкое полотенце; 7 – изолированный трубопро-

вод; М

– рабочее место машиниста сушильной установки; К

, К

– рабочие места, соот-

ветственно машиниста и помощника машиниста изоляционно-очистной машины;

, И

– рабочие места изолировщиков; Т

– рабочее место бригадира

При температуре воздуха ниже +3° С сушка поверхности трубопро-

вода осуществляется сушильной установкой. Трубопровод перед изоляци-

онной машиной нагревают до температуры +15° – +45° С. Сушильная ус-

тановка, например типа СТ 1224, содержит две печи и оснащена автоном-

ным, унифицированным агрегатом питания. Печи насаживаются на трубо-

провод последовательно и соединяются между собой шарнирным сочлене-

нием. Переднюю печь соединяют с помощью промежуточной рамы с трол-

лейной подвеской, подведенной на крюке трубоукладчика. Этим же трубо-

укладчиком буксируют по земле параллельно трубопроводу агрегат пита-

ния сушильной установки. Топливо и воздух подают к печам от агрегата

питания по гибким рукам. Наблюдение за режимом работы печей ведется

136

через открытые торцы. При нормальном режиме работы печи пламя совер-

шает полный оборот вокруг трубопровода, не выходя через торцы за пре-

делы корпусов печи.

В процессе сушки контролируют и регулируют процесс горения, не

допуская покрытия копотью поверхности трубопровода. При наличии на

поверхности трубопровода влаги, снега или наледи продолжительность ос-

тановки сушильной установки не должна превышать 1,5 – 2 мин. При пе-

регреве трубопровода гасят горелки печей, закрывая топливные вентили

сушильной установки. В нижней части печи накапливается оттаявший

грунт. Его периодически удаляют скребком, входящим в комплект уста-

новки.

Очистку трубопровода и его изоляцию производят самоходной изо-

ляционно-очистной машиной.

Усиленная изоляция плетей трубопровода диаметром 1220 мм и бо-

лее полимерными лентами в два слоя с обертыванием защитным материа-

лом выполняет бригада в составе 13 человек: машинист трубоукладчика;

машинист очистной машины; помощник машиниста очистной машины;

машинист изоляционной машины; помощник машиниста изоляционной

машины; изолировщик. Производительность труда в смену составляет

254 м.

При выполнении изоляционных работ оформляют:

− протокол лабораторных испытаний изоляционных материалов;

− журнал на производство изоляционных работ;

− акт на приемку работ по изоляции трубопровода.

Футеровка подводных трубопроводов производится с целью предо-

хранения изоляционных покрытий при перевозке, монтаже секций и при

укладке трубопроводов. Футеровку производят деревянными рейками се-

чением 20´50 мм на трубопроводах диаметром до 426 мм и 30´60 мм на

трубопроводах диаметром свыше 426 мм, длину реек назначают не менее

2 м, или реечно-проволочными коврами (рис. 3.17).

Футеровка может быть сплошной, при которой вся поверхность труб

по окружности закрывается рейками, и несплошной, когда рейки на по-

верхности труб укладываются с промежутками, равными ширине реек. В

зависимости от способов укладки трубопроводов и условий их эксплуата-

ции футеровка может производиться по всей длине или на отдельных уча-

стках трубопровода.

При укладке трубопровода протаскиванием по дну траншей футеров-

ка должна быть сплошной и по всей длине дюкера, а при укладке незабал-

ластированного трубопровода способом свободного погружения футеров-

ка может быть несплошной и производиться на отдельных участках, на-

пример в местах крепления тросов, где возможно повреждение изоляции.

137

Рис. 3.17. Футеровка дюкера деревянными рейками

Расчетно-проволочные ковры перед доставкой на строительно-мон-

тажную площадку свертывают в рулоны. При возможности раскладка ре-

ечно-проволочных ковров и пакетов реек вдоль трубопровода, а также хо-

мутов или проволочных скруток для крепления футеровки на трубопрово-

де производится непосредственно с транспортных средств.

При футеровке реечно-проволочными коврами трубопровод оберты-

вается этим ковром через каждые 60 – 100 с.

При футеровке трубопровода отдельными рейками работы выполня-

ются в следующей технологической последовательности:

− на два каната или пояса из технической резины раскладывают

рейки в количестве, достаточном для покрытия 3/4 окружности

трубопровода;

− рейки на резиновых поясах подводят под трубопровод, прижима-

ют к его поверхности и после укладки под пояса остальной части

реек их разгоняют на поверхности трубопровода так, чтобы вдоль

трубопровода рейки опирались торцами (рис. 3.18);

− рейки закрепляются на трубопроводе проволочными скрутками

через 1 м, концы скруток заправляются под футеровочную рей-

ку таким образом, чтобы при протаскивании они не разгибались;

− после установки скруток канаты или резиновые пояса снимаются

и используются для футеровки следующего участка.

138

В процессе футеровки плеть трубопровода поддерживается с помо-

щью трубоукладчика, при этом рейки укладываются в местах опирания

трубопровода на подкладки.

Подводные трубопроводы на переходах в границах горизонта высо-

ких вод не ниже 1% обеспеченности рассчитываются на предотвращение

всплытия. Если результаты расчета подтверждают возможность всплытия

трубопровода, то предусматривают:

− на русловом участке перехода – бетонные покрытия или специ-

альные грузы, конструкция которых должна обеспечить надеж-

ное их крепление к трубопроводу для укладки дюкера способом

протаскивания по дну подводной траншеи (рис. 3.19, 3.20);

− на пойменных участках – одиночные грузы или анкерные устрой-

ства.

Сборный железобетонный кольцевой утяжелитель типа УТК изго-

товляется из бетона марки В20 плотностью 2,3 т/м

и состоит из двух сим-

метричных полуколец, которые монтируются на трубе по деревянной фу-

теровке и скрепляются стальными болтами. Характеристики утяжелителей

типа УТК представлены в табл. 3.16.

Все балластные грузы должны иметь маркировку с указанием массы

груза в воздухе и объемной массы материала. Внутренняя поверхность же-

лезобетонных грузов должна быть ровной и гладкой без выступов бетона и

обнаженной арматуры, которые могут повредить изоляционное покрытие.

Погрузка, разгрузка, складирование и раскладка полуколец утяжели-

телей производится автокранами или кранами-трубоукладчиками за мон-

тажные петли. При складировании железобетонные элементы кольцевых

утяжелителей, рассортированные по маркам и комплектам, укладываются

на деревянные подкладки высотой 80 мм и шириной 100 мм. Подкладки

располагают у монтажных петель по вертикали одна на другой. Железобе-

тонные элементы укладываются в штабеля высотой не более 2,5 м.

Крепежные детали доставляются на строительно-монтажную пло-

щадку до начала балластировки. В соответствии с техническими условия-

ми и строительными нормами соединительные элементы до их установки в

конструкцию должны быть окрашены лакокрасочными материалами II и

III групп или битумной грунтовкой.

До начала балластировки проводят контрольное взвешивание грузов

по 2 – 3 от каждой партии и оформляют акт. Кроме того, проверяют:

− наличие паспортов и сертификатов на балластировочные

пригрузы;

− целостность грузов и наличие монтажных отверстии;

− маркировку с указанием объема и массы балластировочных

грузов.

139

Рис. 3.18. Схема футеровки трубопровода деревянными рейками

1 – футерованный участок трубопровода; 2 – проволочная скрутка; 3 – футеровочная

рейка; 4 – заизолированный участок трубопровода; 5 – пакет футеровочной рейки;

6 – пояс из технической резины;

7 – кран-трубоукладчик