Обоснование выбора комплекта технологического оборудования для проведения капитального ремонта магистрального трубопровода

- сварка секций труб или отдельных труб в нитку с контролем качества монтажных сварных швов;

- разработка траншеи;

- очистка, нанесение и контроль качества изоляционного покрытия;

- укладка трубопровода в траншею;

- установка КИП с подключением к трубопроводу средств ЭХЗ;

- засыпка трубопровода минеральным грунтом;

- промывка и очистка внутренней полости трубопровода от посторонних предметов;

- испытание на прочность и герметичность;

- контроль состояния изоляции катодной поляризацией;

- отключение заменяемого и подключение (врезка) нового участка к действующему МТ.

На втором этапе выполняются следующие операции:

- уточнение положения заменяемого МТ;

- опорожнение, промывка отключенного трубопровода;

- снятие плодородного слоя почвы и перемещение его во временный отвал;

- вскрытие трубопровода до нижней образующей;

- демонтаж КИП с отключением средств ЭХЗ;

- подъем, очистка от старого изоляционного покрытия и укладка трубопровода на бровку траншеи;

- засыпка траншеи минеральным грунтом;

- резка трубопровода на части;

- транспортировка труб к месту складирования;

- техническая и биологическая рекультивация плодородного слоя почвы.

2.3 Укладка нового трубопровода в прежнее проектное положение (рис. 2.3)

Рис. 2.3. Технологическая схема капитального ремонта трубопроводов с заменой труб путем укладки на существующее ложе: 1 - прибор для уточнения положения трубопровода; 2 - бульдозер; 3 - экскаватор; 4 - заменяемый участок трубопровода; 5 - трубоукладчик; 6 - труборез; 7 - сварочная установка; 8 - дефектоскопическая лаборатория; 9 - очистная машина; 10 - передвижная электростанция; 11 - троллейная подвеска; 12 - изоляционная машина; 13 - вновь прокладываемый участок трубопровода; 14 - отвал минерального грунта

Укладка выполняется в два этапа. Первый этап включает следующие операции:

- уточнение положения заменяемого трубопровода;

- снятие плодородного слоя почвы, перемещение его во временный отвал;

- вскрытие трубопровода до нижней образующей;

- отключение трубопровода;

- опорожнение, промывка заменяемого трубопровода;

- демонтаж балластных грузов;

- демонтаж КИП с отключением средств ЭХЗ;

- подъем, очистка от старого изоляционного покрытия и укладка трубопровода на бровку траншеи;

- резка трубопровода на части;

- транспортирование труб к месту складирования;

Одновременно с демонтажем трубопровода проводится сварка одиночных труб в секции.

На втором этапе выполняются следующие операции:

- доработка или разработка траншеи;

- раскладка секций труб или отдельных труб на бровке траншеи;

- сварка секций труб или отдельных труб в нитку с контролем качества монтажных сварных швов;

- очистка, нанесение и контроль качества изоляционного покрытия;

- укладка трубопровода в траншею;

- установка балластных грузов;

- установка КИП с подключением к трубопроводу средств ЭХЗ;

- засыпка трубопровода минеральным грунтом;

- промывка и очистка внутренней полости трубопровода;

- испытание на прочность и герметичность;

- контроль состояния изоляции катодной поляризацией;

- подключение (врезка) нового участка к действующему МТ;

- техническая и биологическая рекультивация плодородного слоя почвы.

3. Подготовка и проведение капитального ремонта магистрального трубопровода

Организационно-техническая подготовка капитального ремонта включает организационные мероприятия и подготовительные работы.

3.1 Организационные мероприятия

Организационные мероприятия, поэтапно выполняемые заказчиком:

- проведение комплексной диагностики технического состояния МТ;

- определение участков, подлежащих капитальному ремонту на основании анализа результатов обследования технического состояния МТ;

- составление перспективного и текущего планов капитального ремонта МТ;

- проведение изыскательских работ на участках, планируемых к ремонту;

- уточнение положения в плане вантузов, задвижек, сооружений и сетей в техническом коридоре по проектной и эксплуатационной документации;

- составление ведомости пересечений или приближений сооружений и сетей с указанием пикетов пересечений или приближений, глубины заложения, владельцев и других данных, имеющихся в документации и, при необходимости, уточнение на месте мест пересечений совместно с представителями владельцев коммуникаций;

- получение технических условий на проведение работ по капитальному ремонту от владельцев сооружений и сетей, пересекающих МТ или проходящих в одном техническом коридоре, местных органов власти и других заинтересованных организаций;

- разработка и утверждение задания на проектирование капитального ремонта;

- выполнение проектных работ в соответствии с заданием, экспертиза и утверждение проекта в установленном порядке;

- оформление документов по отводу земель с согласованием условий рекультивации;

- определение субподрядной организации и заключение договора на выполнение капитального ремонта переходов через естественные и искусственные преграды;

- оформление финансирования;

- передача всей технической и проектной документации на капитальный ремонт РСУ или подрядной организации, с которой заключен договор.

При капитальном ремонте трубопровода применяется одностадийное проектирование-рабочий проект. Рабочий проект разрабатывается проектной организацией с привлечением в необходимых случаях специализированных организаций. Все организации должны иметь соответствующую лицензию.

Рабочий проект должен состоять из следующих разделов:

- общая пояснительная записка;

- план и профиль ремонтируемого участка МТ;

- расчет технологических параметров ремонтной колонны;

- проект организации строительства (ПОС);

- проект рекультивации земель;

- мероприятия по охране водоемов, почвы и атмосферного воздуха от загрязнений;

- сметная документация;

- рабочие чертежи.

В приложении к общей пояснительной записке рабочего проекта должны быть представлены копии технических условий на проведение работ по капитальному ремонту от владельцев сооружений и сетей, пересекающих МТ или проходящих в одном техническом коридоре, и других организаций.

Состав рабочего проекта может отличаться от приведенного выше, если это оговорено в договоре на проектирование или в особых условиях задания на проектирование.

В условиях пролегания трубопроводов в границах городов, поселков и т.д. по требованиям местных органов власти и надзорных организаций в рабочий проект и его сметную часть могут быть включены дополнительные объемы работ и затраты, оговоренные в технических условиях и других документах.

Проект рекультивации земель должен определять порядок восстановления земель, предоставленных во временное пользование, для сельскохозяйственных, лесохозяйственных и других целей или предусматривать выполнение требований технических условий землевладельцев на проведение нарушенных земель в состояние, пригодное для их последующего использования, и соответствующих объемов работ.

Разработке проекта рекультивации земель предшествует получение от землевладельцев технических условий на приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для последующего использования.

В проекте рекультивации земель в соответствии с техническими условиями должны быть определены:

- границы угодий по трассе трубопровода, в пределах которых необходимо проведение рекультивации;

- мощность снимаемого плодородного слоя почвы по каждому нарушенному участку;

- ширина зоны рекультивации в пределах полосы отвода;

- срок нанесения плодородного слоя почвы с учетом уплотнения грунта, уложенного в траншею;

- место расположения отвала для временного хранения плодородного слоя почвы;

- способ снятия, хранения, транспортировки и нанесения плодородного слоя;

- мощность наносимого плодородного слоя и потенциально плодородных пород;

- меры по восстановлению плодородия земель;

- план отведенного под ремонт МТ земельного участка с планировочными данными, позволяющими определить объем земляных работ по рекультивации земель и их сметную стоимость.

Проект рекультивации земель должен быть представлен в государственную экологическую экспертизу на рассмотрение и получение положительного заключения и согласован с местными органами Минприроды России и Роскомзема.

Выдача Разрешений на проведение работ, связанных с нарушением почвенного покрова, осуществляется в порядке, устанавливаемом соответствующими органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

При наличии параллельно действующего или пересекающего трубопровода необходимо разработать и включить в рабочий проект решения, обеспечивающие сохранность трубопровода и безопасность производства работ в соответствии с [9].

Работы по капитальному ремонту МТ выполняются согласно проекту производства работ (ПНР), который разрабатывается организацией, производящей ремонт (РСУ или сторонней организацией) и согласовывается заказчиком. ППР в целом или отдельные его разделы могут быть разработаны подрядными организациями.

Исходными документами для разработки ППР являются:

- задание на разработку ППР;

- рабочий проект на капитальный ремонт;

- сведения о количестве и типах намечаемых к использованию ремонтных машин и механизмов, а также о рабочих кадрах по профессиям;

- материалы топографо-геодезических изысканий по трассе ремонтируемого трубопровода;

- сведения об условиях использования существующих дорог;

- ведомость пересечений ремонтируемого участка МТ с подземными коммуникациями, искусственными и естественными препятствиями;

- сведения об условиях безопасного производства ремонтных работ.

Организационные мероприятия по подготовке и заключению договора подряда и осуществлению в соответствии с ним подготовки к КР МТ подразделяются на три этапа:

- преддоговорный;

- последоговорный, выполняемый одновременно с разработкой рабочего проекта КР;

- этап подготовки КР, осуществляемый на основе рабочего проекта КР.

На преддоговорном этапе осуществляется подготовка договора подряда, распределение обязанностей между заказчиком и генеральным подрядчиком.

На преддоговорном этапе в качестве исходной информации используются: протокол о намерениях заказчика и генерального подрядчика, технико-экономический расчет, действующие методические документы по определению договорных цен, прейскуранты, расчетная стоимость КР и др.

На преддоговорном этапе генеральный подрядчик выполняет:

- проверку технико-экономического расчета;

- оценку возможности использования для КР собственных средств механизации и оснастки, необходимость привлечения средств со стороны и определение затрат на эти цели;

- согласование и подписание протоколов с субподрядчиками, поставщиками основных материалов, конструкций и изделий с организацией, которая будет разрабатывать ППР (при необходимости);

- уточнение перечня взаимных обязательств заказчика и генподрядчика;

- разработку обоснования и предложения по сумме договорной цены;

- подготовку, согласование и подписание договора подряда.

Генеральный подрядчик вправе заключить договор субподряда на выполнение части работ с другими организациями. Ответственность перед заказчиком за выполнение всех работ, в т.ч. проводимых субподрядчиком, несет генеральный подрядчик.

На последоговорном этапе выполняются:

- разработка рабочего проекта;

- выявление необходимости наращивания собственных производственных мощностей;

- заключение договоров (контрактов) с субподрядными организациями, поставщиками средств механизации, материалов, конструкций, изделий, оснастки, оборудования.

На этапе подготовки КР генеральный подрядчик должен выполнить:

- приемку от исполнителей, регистрацию и передачу непосредственным исполнителям (прорабам) ППР рабочих чертежей;

- объявить и произвести набор недостающих работников, заключить с ними контракты;

- не позднее чем за 10 дней до начала подготовительных работ принять от заказчика подготовленную трассу МТ с оформлением акта передачи;

- издать совместно с заказчиком и проектной организацией приказ о назначении лиц, осуществляющих технический и технологический контроль.

3.2 Подготовительные работы

Подготовительные работы, выполняемые генеральным подрядчиком (РСУ или сторонней организацией), включают:

- обследование дорог, мостов для выяснения возможности перебазировки машин и механизмов;

- оборудование пунктов погрузки и выгрузки;

- перебазировка ремонтных колонн к месту работы;

- организация пунктов хранения горюче-смазочных материалов;

- строительство временных складов;

- оборудование пунктов технического обслуживания машин и механизмов;

- сооружение вдольтрассовых дорог;

- подготовка трассы трубопровода;

- обеспечение связью РСК с диспетчерской службой и ближайшей ПС.

Подготовка трассы включает:

- определение оси трассы и глубины заложения МТ;

- обозначение на местности километража и пикетов трассы и всех пересечений МТ с инженерными коммуникациями, места установки вантузов, а также всех параллельно пролегающих коммуникаций;

- планировку трассы;

- восстановление вдольтрассовых дорог;

- другие условия, оговоренные в технических условиях и других согласующих документах.

Положение МТ определяют трассоискателями и шурфованием.

Результаты измерений фактической глубины заложения трубопровода (от поверхности земли или дорожного или иного покрытия до нижней образующей трубы) наносят на вешки высотой 1,5-2,0 м, забиваемые по оси трубопровода через 50 м, а при неровном рельефе через 25 м.

Вешки следует также установить в местах изменений рельефа, в вершине углов поворотов трассы и в местах пересечения с другими подземными коммуникациями, а также на границах разработки грунта вручную, перед началом и концом вскрышных работ, у линейных задвижек и в опасных местах (недостаточное заглубление и т.д.).

Планировочные работы заключаются в срезке валика, бугров, неровностей, подсыпке низинных мест, удалении растительности и валунов.

Сдача трассы МТ производится заказчиком, подрядчику (РСУ или сторонней организации) с оформлением акта передачи до начала ремонтных работ.

Производство ремонтных работ разрешается начинать после завершения организационно-технической подготовки и получения письменного разрешения от руководства или ОАО на право производства работ.

Перед началом ремонтного сезона исполнитель работ должен поставить в известность местные органы исполнительной власти, Госгортехнадзора и ГПС МВД о сроках проведения работ по капитальному ремонту МТ.

3.3 Земляные работы

Земляные работы при капитальном ремонте МТ выполняются в соответствии с требованиями действующей НТД.

Земляные работы в пределах охранных зон линий и сооружений технологической связи, телемеханики и электрических сетей должны выполняться с соблюдением требований.

Разработка грунта в местах пересечения трубопровода с другими подземными коммуникациями допускается лишь при наличии письменного разрешения и в присутствии представителя организации, эксплуатирующей эти подземные коммуникации (трубопроводы, линии связи и др.). Вызов представителя возлагается на исполнителя работ. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием расположения и глубины залегания коммуникаций, составленный на основании шурфовки.

При обнаружении на месте производства работ подземных коммуникаций и сооружений, не указанных в проектной документации, исполнитель работ должен поставить в известность заказчика и принять меры по защите обнаруженных коммуникаций и сооружений от повреждений.

Вантузы, задвижки и другие узлы должны быть предварительно открыты и обозначены.

Способы выполнения земляных работ и типы используемых механизмов определяются проектом с учетом физико-механических свойств грунта и напряженного состояния ремонтируемого участка МТ.

Земляные работы при КР МТ в условиях городов, населенных пунктов, ПС и нефтебаз следует выполнять по технологическим картам, входящим в состав ППР.

В технологических картах приводятся последовательность выполнения земляных работ и указания по организации и методам труда ремонтников, технико-экономические показатели и особенности применяемых машин, другие указания в соответствии с конкретными условиями и выбранным применительно к ним способом производства земляных работ.

Снятие и восстановление плодородного слоя почвы

Работы по снятию и восстановлению плодородного слоя почвы должны производиться в соответствии с проектом рекультивации земель, входящим в состав рабочего проекта.

Минимальная ширина полосы, с которой снимается плодородный слой почвы, должна равняться ширине траншеи по верху плюс 0,5 м в каждую сторону, максимальная - ширине полосы отвода.

Плодородный слой почвы должен быть снят и перемещен во временный отвал.

Снятие плодородного слоя почвы рекомендуется производить на всю глубину, по возможности за один проход или послойно за несколько проходов землеройной техники. Не допускается смешивание плодородного слоя почвы с минеральным грунтом.

Разработка траншеи

При пересечении трассы с действующими подземными коммуникациями разработка грунта механизированным способом разрешается на расстоянии не ближе 2 м от боковой стенки и не менее 1 м над верхом коммуникаций (трубы, кабели и др.). Оставшийся грунт должен дорабатываться вручную без применения ударных инструментов и с принятием мер, исключающих возможность повреждения этих коммуникаций. Во избежание недопустимого провисания вскрытого кабеля следует установить обязательную подвеску.

Участки защемленного трубопровода, а также примыкающие к линейным задвижкам, тройниковым соединениям, отводам и др. после вскрытия экскаватором дорабатываются вручную без применения ударных инструментов. Длина такого участка в одну сторону должна быть не менее 30 м.

Для устойчивой и надежной работы машин и механизмов полоса трассы в зоне движения должна быть спланирована и по оси трубопровода вновь забиты вешки.

Поперечный профиль и размеры разрабатываемой траншеи должны устанавливаться в проектной документации в зависимости от принятого вида и способа ремонта, диаметра ремонтируемого трубопровода, ширины режущей кромки рабочего органа землеройной машины. Во избежание повреждения трубопровода размеры траншеи должны обеспечить расстояние между стенкой трубы и ковшом работающего экскаватора не менее 0,15-0,2 м.

При капитальном ремонте с заменой труб путем укладки в отдельную траншею заглубление трубопровода до верха трубы, а также ширину траншеи по низу, следует принимать согласно [7].

При ремонте с заменой труб путем укладки в совмещенную траншею существующий трубопровод вскрывается до верхней образующей. Новая траншея разрабатывается параллельно на безопасном расстоянии от оси существующего трубопровода. Размеры траншей назначаются исходя из требований [7]. Профиль траншеи показан на рис. 3.1.



Рис. 3.1. Профиль траншеи при ремонте с заменой труб путем укладки в совмещенную траншею: 1 - заменяемый участок трубопровода; 2 - траншея; 3 - вновь прокладываемый участок трубопровода

Если заглубление заменяемого трубопровода не отвечает требованиям [7] и участок трубопровода прокладывается ниже существующего, то при ремонте по способу, описанному выше, может произойти сползание существующего трубопровода в разработанную траншею. Для предотвращения сползания (за исключением болотистых участков) необходимо оставлять перемычки, расстояние между которыми составляет 15-20 м. Длина перемычки - 1 м. Перед укладкой трубопровода грунт перемычек последовательно разрабатывается до уровня траншеи экскаватором или вручную. После укладки трубопровода перемычка незамедлительно восстанавливается.

Рис. 3.2. Профиль траншеи при ремонте с заменой труб путем укладки в совмещенную траншею ниже существующего трубопровода: 1 - заменяемый участок трубопровода; 2 - траншея; 3 - вновь прокладываемый участок трубопровода; 4 - перемычка; h - величина заглубления.

При ремонте путем вскрытия и демонтажа заменяемого трубопровода вскрытие трубопровода производят до нижней образующей. Размеры траншеи должны быть достаточными для свободного перемещения по трубе очистных и изоляционных машин, ширина траншеи по низу должна быть не менее Д_гр ±1,0 м.

При ремонте с заменой изоляционного покрытия с подъемом трубопровода в траншее, с подъемом и укладкой трубопровода на лежки в траншее, трубопровод должен быть вскрыт до нижней образующей и расположен по оси траншеи.

Минимальная ширина траншеи по низу:

В = D + 2K + 2, (3.1)

где D - диаметр трубопровода;

K - не менее 0,5 м - ширина режущей кромки рабочего органа машины;

= 0,150,20 м - минимальное расстояние между стенкой трубы и работающим органом машины.

Траншеи с вертикальными стенками без крепления разрабатываются в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на глубину в соответствии с [7].

Таблица 3.1. Глубина траншеи с учетом свойства грунта

В насыпных песчаных и гравелистых грунтах	- не более 1,00
В супесях	- не более 1,25
В суглинках и глинах	- не более 1,50
В особо плотных нескальных грунтах	- не более 2,00

Засыпка траншей

До начала работ по засыпке уложенного трубопровода необходимо проверить качество изоляционного покрытия и в случае необходимости его отремонтировать, выполнить работы по предохранению изоляционного покрытия от механического повреждения, а также восстановить устройства электрохимзащиты.

Засыпать траншею следует непосредственно после укладочных работ (в течение одной смены). При засыпке трубопровода необходимо обеспечить плотное прилегание трубопровода ко дну траншеи.

В щебенистых грунтах, а также сухих комковатых и мерзлых грунтах трубопроводы укладывают в траншею на подсыпку из мягкого грунта толщиной не менее 10 см над выступающими неровностями основания траншеи, и таким же грунтом присыпают над верхней образующей на 20 см.

Засыпку траншеи осуществляют бульдозером (траншеезасыпателем). В тех случаях, когда работа бульдозера со стороны отвала невозможна, засыпку выполняют одноковшовым экскаватором, оборудованным ковшом - обратная лопата или драглайном. Экскаватор устанавливают со стороны траншеи, противоположной отвалу, а грунт для засыпки берется из отвала и ссыпается в траншею.

В местах с уменьшенной полосой отвода засыпку выполняют косоперекрестными или косопоперечными параллельными проходами бульдозера. После искусственного или естественного уплотнения грунта в траншее выполняют техническую рекультивацию, которая заключается в возвращении плодородного слоя почвы на нарушенную площадь с насыпкой и планировкой.

Рис. 3.3. Схемы производства работ по засыпке уложенного трубопровода бульдозером: а - прямолинейными проходами; б - косопоперечными параллельными проходами

После завершения технической рекультивации выполняют биологическую рекультивацию, включающую проведение комплекса агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, предусмотренных техническими условиями соответствующих заинтересованных организаций и включенных в проектно-сметную документацию.

Восстановление земельных участков с плодородным слоем почвы (улиц, скверов и т.д.) производят в ходе работ, а при невозможности этого в течение одного года после завершения работ или срока, оговоренного в технических условиях.

Подключение нового участка трубопровода к средствам ЭХЗ производится не позднее 30 дней после укладки и засыпки.

3.4 Подъем и укладка трубопроводов

Работы по подъему и укладке трубопроводов разрешается производить только в присутствии лица, ответственного за производство работ.

Перед подъемом должны быть выполнены все организационные и технические мероприятия, предусмотренные в проекте производства работ, обеспечивающие безопасность его проведения и предотвращения аварийных ситуаций.

В случае капитального ремонта МТ с заменой труб работы по подъему и укладке заменяемого МТ разрешается выполнять после полного освобождения его от перекачиваемого продукта и получения разрешения диспетчера.

Подъем и укладку МТ следует осуществлять плавно, без рывков и резких колебаний, осуществляя контроль значений расчетных усилий на крюках грузоподъемных механизмов динамометрами.

На время длительных остановок и в конце смены МТ следует укладывать на лежки, земляные тумбы и установить боковые упоры для предотвращения горизонтальных смещений.

При укладке трубопровода в траншею должны обеспечиваться:

- правильный выбор количества и расстановки трубоукладчиков и минимально необходимая для производства работ высота подъема трубопровода над землей с целью предохранения трубопровода от перенапряжения, изломов и вмятин;

- сохранность изоляционного покрытия;

- плотное прилегание трубопровода по дну траншеи по всей его длине;

- проектное положение трубопровода.

Работы по очистке, изоляции и укладке трубопровода производятся, как правило, совмещенным способом (рис. 3.4). Расстояние от ремонтных машин до трубоукладчиков не должно превышать 10,0 м.

Рис. 3.4. Расстановка машин и механизмов при совмещенном способе изоляционно-укладочных работ: 1 - отвал минерального грунта; 2 - заменяемый участок трубопровода; 3 - отвал плодородного слоя почвы; 4 - очистная машина; 5 - трубоукладчик; 6 - резервный трубоукладчик; 7 - электростанция; 8 - вновь прокладываемый участок трубопровода; 9 - изоляционная машина; 10 - бульдозер; 11 - прибор для контроля качества изоляционного покрытия

Раздельный способ производства изоляционно-укладочных работ следует применять в условиях холмистого рельефа местности (рис. 3.5).



Рис. 3.5. Расстановка машин и механизмов при раздельном способе: изоляционно-укладочных работ: 1 - отвал минерального грунта; 2 - заменяемый участок трубопровода; 3 - вновь прокладываемый участок трубопровода; 4 - инвентарные лежки; 5 - трубоукладчик; 6 - бульдозер; 7 - отвал плодородного слоя почвы

На сложных участках трассы МТ, во избежание опрокидывания трубоукладчиков, необходимо использовать дополнительный трубоукладчик.

Если трубопровод содержит большое количество кривых вставок или протяженность отдельных его участков невелика, укладку следует выполнять методом последовательного наращивания, ведя его монтаж из отдельных труб или секций непосредственно в проектном положении.

При капитальном ремонте с заменой изоляционного покрытия с восстановлением или без восстановления стенки трубы при подъеме и укладке трубопровода должны выполняться все требования, а также дополнительные требования, отраженные в рабочем проекте и проекте производства работ.

3.5 Очистка наружной поверхности трубопровода

При капитальном ремонте трубопроводов очистку наружной поверхности следует выполнять ремонтными очистными машинами.

Очистка заключается в удалении с наружной поверхности трубопровода остатков земли, старого изоляционного покрытия и продуктов коррозии.

Очистка трубопровода в зоне наличия заплат, вантузов, хомутов и других препятствий выполняется вручную.

Ручную очистку следует производить скребками, изготовленными из углеродистой инструментальной стали (УИС). Не допускается нанесение глубоких царапин, рисок, сколов основного металла и срезания сварных швов.

Степень очистки поверхности труб перед нанесением покрытий отечественного производства должна соответствовать требованиям рабочего проекта. Для изоляционных покрытий импортного производства в рабочем проекте должны быть учтены требования технических условий фирм-изготовителей на эти покрытия.

3.6 Сварочные работы

Сварочные работы при капитальном ремонте МТ подразделяются на сварочно-монтажные при ремонте с заменой труб и ремонтные сварочные работы при восстановлении стенки труб.

Специальные сварочные работы (сварка захлестов, вварка запорной и распределительной арматуры и др.), термообработку сварных швов при капитальном ремонте с заменой труб следует выполнять в соответствии с ГОСТом.

Перед началом проведения работ по капитальному ремонту МТ следует провести аттестацию выбранной технологии сварки.

Технологический процесс сварки считается аттестованным, если по данным визуального и радиографического контроля, результатам испытаний механических свойств сварные соединения удовлетворяют требованиям нормативной документации.

По результатам испытаний сварных соединений должен быть составлен акт приемки технологии сварки.

К выполнению сварочных работ следует допускать сварщиков, прошедших ежегодную проверку квалификации с целью определения способности сварщика выполнить качественное сварное соединение.

По результатам испытаний сварных соединений составляется акт проверки квалификации сварщиков (допускной лист).

Сварочно-монтажные работы при капитальном ремонте МТ с заменой труб включают:

- подготовку к сборочным и сварочным работам;

- сборку и сварку труб в трубные секции на трубосварочной базе или в полевых условиях;

- сборку и сварку отдельных труб или секций в сплошную нитку на трассе;

- контроль качества сварочных соединений трубопроводов.

При сборке и сварке секций труб в нитку в условиях городов, населенных пунктов и т.д. должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

- развезены и уложены секции труб на расстояние не более 1,5 м от бровки траншеи под углом 15-20° к проектной оси траншеи;

- размещены в зоне производства работ трубоукладчики, сварочные агрегаты, бульдозер, центратор, емкость ГСМ, инвентарные лежки и другое необходимое оборудование и инструменты;

- установлены на полосе отвода вагончики для обогрева людей, хранения инвентаря и сварочных материалов.

Объем и порядок проведения работ определяются рабочим проектом на капитальный ремонт и проектом производства работ и в зависимости от специфики объекта могут отличаться от приведенного выше перечня.

Свариваемые трубы обрезаются со скосом кромок и притупляются на 1,5 - 2,5 мм.

Края свариваемых участков трубопровода должны зачищаться до металлического блеска на ширину не менее 10 мм. Зачистка должна производиться шлифовальными машинками, напильниками или металлическими щетками.

Типы и марки применяемых электродов по своим механическим свойствам и назначению должны соответствовать маркам сталей свариваемых труб и обеспечивать свойства сварного соединения не ниже свойств основного металла.

Электродуговую сварку следует выполнять качественными электродами, позволяющими выполнять сварку в любых пространственных положениях на постоянном токе обратной полярности (плюс на электроде). Каждая партия электродов должна иметь сертификат. Запрещается применение электродов неизвестной марки.

Перед применением электроды должны быть прокалены (просушены) и проверены на качество состояния их покрытия. Не должно быть повреждений покрытия, растрескивания. Покрытие должно быть постоянной толщины относительно стержня, а при ударе о твердый предмет и при изгибе - не отставать от стержня. При обнаружении следов ржавчины на стержне под покрытием электроды отбраковываются.

При применении электродов с целлюлозным покрытием необходимо соблюдать дополнительные требования к методу сварки (следует выполнять методом «замочной скважины» (окна)).

В процессе сварки должны соблюдаться требования и к сварочному току, установленные в зависимости от типов (марок) и диаметров электродов, а также от пространственного положения и направления сварки.

В зависимости от толщины стенок труб сварка должна производиться в несколько слоев. Минимальное число слоев сварного шва при сварке неповоротного стыка приведено в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Минимальное допустимое число слоев шва при ручной дуговой сварке

Толщина стенки трубы, мм	Минимальное число слоев шва при сварке корневого слоя шва электродами с разным видом покрытия
	Целлюлозный	Основной
1	2	3
До 10	3	2
10-15	4	3
15-20	5	4
1	2	3
20-25	5	5
25-32	7	6

Сварной шов облицовочного слоя должен перекрывать основной металл в каждую сторону от шва на 2,5-3,5 мм и иметь усиление высотой 1-3 мм.

Устранение дефектов в сварных швах, выявленных при проведении сварочно-монтажных работ, допускается в следующих случаях:

- суммарная длина дефектных участков не превышает 1/6 длины шва;

- суммарная длина выявленных в сварном шве трещин не превышает 50 мм.

При наличии трещин суммарной длиной более 50 мм сварные швы должны быть вырезаны.

Дефекты в сварных швах устраняются следующими способами:

- наплавкой ниточных валиков высотой не более 3 мм при ремонте подрезов;

- вышлифовкой и последующей заваркой участков швов со шлаковыми включениями и порами.

Обнаруженные при внешнем осмотре недопустимые дефекты должны быть устранены до проведения контроля физическими методами.

Ремонтные сварочные работы на МТ проводятся без остановки перекачки или при остановленной перекачке с целью устранения дефектов стенки труб и сварных швов путем установки усилительных элементов (муфт) или наплавки металла. Сварочные работы на МТ под давлением проводятся также при приварке штуцеров, катодных выводов и др.

Давление в МТ при проведении сварочных работ не должно превышать 2,5 МПа.

Запрещается проводить сварочные работы на участках МТ, работающих при неполном заполнении сечения трубы перекачиваемым продуктом.

Заполнение МТ продуктом следует определять гидравлическим расчетом (с учетом перевальных точек) и контролировать ультразвуковым методом по амплитуде эхо-сигнала от внутренней поверхности трубы (при полном заполнении трубы продуктом амплитуда эхо-сигнала на 15-20% меньше, чем при частичном заполнении).

Перед выполнением сварочных работ обязательно проведение следующих мероприятий:

- назначение лиц, ответственных за подготовку МТ к проведению сварочных работ (от заказчика);

- назначение лиц, ответственных за проведение сварочных работ (от подрядчика);

- оформление наряда-допуска на ведение огневых работ;

- определение перечня противопожарных мероприятий.

В процессе сварки должны выполняться следующие операции:

- проверка состояния воздушной среды на месте проведения сварочных работ;

- внешний осмотр, классификация дефектов, измерение толщины стенки труб МТ в местах предполагаемой сварки;

- подготовка поверхности свариваемых мест (снятие фаски, зачистка поверхности);

- выполнение сварочных работ;

- контроль качества сварки.

В зависимости от вида, размера и взаимного расположения повреждений используются следующие методы ремонта стенки трубы сваркой:

- заварка дефектов (наплавка металла);

- приварка накладных элементов (муфт).

Непосредственная заварка дефектов стенки трубы производится после зачистки дефектов до металлического блеска и замеров остаточной толщины стенки.

Заварку дефектов разрешается вести ниточными швами (без поперечных колебаний электрода). Швы накладываются по периметру дефекта навстречу друг другу. Наиболее глубокая часть дефекта заваривается в последнюю очередь.

При заварке незначительных повреждений (диаметром 3-8 мм) электрод должен оставаться в одной точке не более 7 секунд (во избежание прожога стенки). Затем следует прервать заварку, выводя кратер на наплавленный металл. Последующий шов можно накладывать после остывания наплавленного металла и удаления шлака.

Дефекты завариваются с усилением 1,5-2,0 мм с таким расчетом, чтобы края наплавленного металла заходили за края повреждения не более чем на 2 - 3 мм.

При остаточной толщине стенки менее 5 мм восстановление несущей способности труб (участка МТ) производится путем приварки накладных усилительных элементов (заплат, муфт).

На поперечные и продольные сварные швы заплаты привариваются с технологическими сегментами, устанавливаемыми на МТ и охватывающими заплату по периметру.

Контроль качества сварочных работ включает:

- проверку квалификации сварщика;

- входной контроль сварочных материалов;

- входной контроль труб, трубных заготовок, запорной и распределительной арматуры;

- проверку исправности применяемого оборудования, инструмента;

- проверку качества подготовки труб;

- систематический операционный контроль процесса подготовки и проведения сварочных работ;

- визуальный контроль (внешний осмотр) и обмер геометрических размеров готовых сварных соединений;

- проверку сварных швов неразрушающими методами контроля.

Аттестацию и проверку квалификации сварщиков осуществляет постоянно действующая комиссия под председательством главного инженера В состав комиссии должны быть включены инженерно-технические работники служб сварки, контроля, охраны труда и техники безопасности.

Аттестация производится в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков».

Все сварочные материалы по мере их поступления должны проходить входной контроль, включающий:

- проверку наличия сертификатов качества фирмы (завода-изготовителя);

- проверку сохранности упаковки электродов, флюсов и проволок;

- проверку соответствия электродов требованиям спецификаций на электроды (технических условий);

- проверку сварочно-технологических свойств электродов.

Все трубы, детали трубопроводов, элементы запорной (распределительной) арматуры могут быть приняты в монтаж только после прохождения приемки и (или) освидетельствования на соответствие их требованиям [11].

Проверку исправности применяемого оборудования, инструмента проводят согласно инструкциям по эксплуатации, а качество подготовки труб и режимы сварки - согласно требованиям [11].

Операционный контроль осуществляют мастера и производители работ. При этом контролируются соблюдение режимов сварки, порядок наложения слоев и их количество, применяемые сварочные материалы и другие требования по [11]. В условиях прохождения трубопроводов по территории городов, населенных пунктов и т.д. контроль может осуществляться иным способом, оговоренным в соответствующих документах.

Визуальный осмотр и обмер проводят работники службы контроля (спецуправлений по контролю и т.п.).

Визуальному осмотру подвергаются все сварные швы после их очистки от шлака, брызг металла, при этом наплавленный металл не должен иметь трещин, подрезов глубиной более 0,5 мм, незаплавленных кратеров и выходящих на поверхность пор. Наплавка металла шва должна обеспечивать плавное сопряжение его поверхности с поверхностью трубы. Не допускаются наплывы и бугристость, грубая чешуйчатость, пористость шва.

Сварные швы при ремонте МТ с заменой труб должны подвергаться 100%-му неразрушающему контролю радиографическим методом.

При контроле неразрушающим методом сварных швов муфт и технологических колец годными следует считать сварные соединения, в которых:

- отсутствуют трещины любой глубины и протяженности;

- глубина шлаковых включений не превышает 10% толщины стенки трубы при их суммарной длине не более 1/6 периметра стыка;

- наибольший из размеров пор в процентном отношении к толщине стенки трубы не превышает 20% при расстоянии между соседними порами не менее 3 толщин стенки; 15% при расстоянии между соседними порами не менее 2 толщин стенки; 10% при расстоянии между соседними порами менее 2 толщин стенки, но не менее 3-х кратного размера поры; 10% при расстоянии между соседними порами менее 3-х кратного размера поры на участках общей длиной не более 30 мм на длине 500 мм шва;

- местный непровар в корне шва глубиной до 10% толщины стенки трубы, но не более 1 мм, суммарной длиной до 1/6 периметра стыка;

- суммарная глубина непровара и шлаковых включений, расположенных в одной плоскости, не должна превышать 10% толщины стенки трубы, но не более 1 мм, при этом длина дефектного участка не должна превышать 50 мм на участке шва длиной 350 мм.

Во всех случаях максимальный размер поры не должен превышать 2,7 мм.

Неразрушающий контроль должен быть выполнен специалистом, имеющим право давать заключение, в соответствии с требованиями Инструкции.

Контроль сварных швов должен выполняться в соответствии с требованиями ВСН 012-88 «Контроль качества и приемка работ».

Недопустимые дефекты в сварных швах необходимо ремонтировать вышлифовкой или путем сверления и заваркой этих участков или другими методами с последующим повторным контролем.

3.7 Испытание отремонтированного участка МТ

При капитальном ремонте МТ с заменой труб вновь прокладываемый участок перед его подключением в основную магистраль подлежит испытанию на прочность и проверке на герметичность согласно.

Перед проведением испытаний полость трубопровода должна быть очищена.

Способы, параметры и схемы проведения очистки полости трубопровода и испытания трубопровода устанавливаются в рабочем проекте с учетом местных условий работ. В проекте должна быть предусмотрена очистка загрязненной воды (или жидкости) после промывки полости трубы, а также включен проверочный расчет на устойчивость трубопровода против всплытия на обводненных участках.

Очистку полости трубопровода, а также испытание МТ следует осуществлять по специальной инструкции и под руководством комиссии, состоящей из представителей заказчика (ОАО) или органов его технадзора, генерального подрядчика, подрядчика (исполнителя работ).

На основании принятых решений по очистке и испытанию МТ подрядчик (исполнитель работ) должен разработать специальную инструкцию, устанавливающую:

- способы, параметры и последовательность выполнения работ;

- методы и средства выявления и устранения отказов (застревание очистных устройств, утечки, разрывы и т.п.);

- схему организации связи;

- требования пожарной, газовой, технической безопасности и указания о размерах охранной зоны.

Специальная инструкция согласовывается с проектной организацией, разработавшей рабочий проект, и утверждается председателем комиссии.

При проведении очистки полости трубопровода и испытания МТ должна быть установлена бесперебойная связь.

При очистке полости трубопровода необходимо:

- удалить случайно попавшие внутрь грунт, воду, различные предметы, а также окалину и грат;

- проверить путем пропуска поршня проходное сечение трубопровода и тем самым обеспечить возможность многократного беспрепятственного пропуска очистных, инспекционных или других устройств при дальнейшей эксплуатации;

- достигнуть качество очистки полости, обеспечивающее заполнение участка трубопровода транспортируемым продуктом без его загрязнения и обводнения.

Очистка полости трубопровода должна проводиться после укладки и засыпки одним из следующих способов:

- промывкой с пропуском очистных поршней или поршней-разделителей;

- продувкой с пропуском очистных поршней (при необходимости) и поршней-разделителей;

- продувкой без пропуска очистных поршней.

Очистка полости трубопровода, как правило, должна выполняться продувкой воздуха с пропуском поршня-разделителя. При продувке пропуск и выпуск загрязнений, очистных поршней через линейную арматуру запрещается.

На трубопроводах, монтируемых без внутренних центраторов, следует производить предварительную очистку полости протягиванием очистных устройств в процессе сборки и сварки отдельных труб или секций в нитку.

При промывке с пропуском очистных поршней или поршней-разделителей следует подвергать трубопроводы, испытание которых предусмотрено в рабочем проекте гидравлическим способом. Промывку совмещают с удалением воздуха при заполнении трубопровода водой или другой жидкостью.

Движение очистного или разделительного устройства осуществляется давлением жидкости. Для смачивания и размыва загрязнений перед устройством заливают воду в количестве 10-15% объема полости очищаемого участка трубопровода. Скорость перемещения устройств при промывке должна быть не менее 1 км/ч для обеспечения его безостановочного движения.

Очистка полости считается законченной, если после выхода очистного устройства из трубопровода не выходит загрязненный воздух или вода. Для достижения этого очистные устройства пропускают повторно.

При застревании в трубопроводе очистного устройства, его следует извлечь, а участок трубопровода подлежит повторной продувке или промывке.

После очистки полости трубопровода на концах очищенного участка следует установить временные инвентарные заглушки.

Испытание отремонтированного с заменой труб участка МТ на прочность и проверку на герметичность следует проводить после полной готовности участка (установки арматуры и приборов, приварки катодных выводов, засыпки минеральным грунтом).

Испытание участка МТ на прочность и проверку на герметичность следует производить гидравлическим способом (водой или незамерзающей жидкостью).

Участок МТ должен подвергаться циклическому гидравлическому испытанию на прочность. Количество циклов должно быть не менее 3, а значение испытательного давления в каждом цикле в нижней точке трубопровода не более гарантированного заводом испытательного давления (P_зав. = 0,9_т), а в верхней точке не менее P_исп = 1,1P_раб.

Время выдержки участка под испытательным давлением должно быть не менее 24 ч.

Проверку на герметичность участка МТ необходимо проводить после испытания на прочность и снижения испытательного давления до максимального рабочего (по проекту).

Участок МТ считается выдержавшим испытание на прочность и проверку на герметичность, если за время испытания трубопровода на прочность давление остается неизменным, а при проверке на герметичность не будут обнаружены утечки.

При разрыве, обнаружении утечек визуально, по звуку или с помощью приборов, участок МТ подлежит ремонту и повторному испытанию на прочность и проверке на герметичность.

После окончания испытаний воду следует удалить из трубопровода с помощью поршней-разделителей, перемещаемых под давлением транспортируемого продукта.

О выполненных работах и результатах испытаний необходимо составить соответствующие акты.

3.8 Порядок сдачи и ввод отремонтированного участка в эксплуатацию

Сдача отремонтированного участка МТ заказчику выполняется после полной готовности участка (засыпки, обвалования, установки арматуры и приборов, восстановления средств ЭХЗ, пикетных и километровых указателей, проведения контроля состояния изоляции методом катодной поляризации, проведения испытания на прочность и проверки на герметичность).

Приемка отремонтированного участка МТ осуществляется приемочной комиссией, назначенной приказом руководителя предприятия-заказчика.

При приемке в эксплуатацию отремонтированного участка МТ комиссия должна руководствоваться проектом, нормами, правилами, техническими условиями и другими нормативными документами, действующими в период проектирования и проведения капитального ремонта.

Запрещается приемка в эксплуатацию отремонтированного участка с недоделками, препятствующими безопасной эксплуатации, с отступлениями от проекта, без проверки качества выполненных работ и проведения испытаний.

В процессе сдачи отремонтированного участка генеральный подрядчик (РСУ) должен представить комиссии комплект приемо-сдаточной документации:

- перечень организаций, участвовавших в ремонте МТ, с указанием вида выполненных ими работ и фамилий лиц, ответственных за выполнение этих работ;

- сертификаты, технические паспорта и другие документы, удостоверяющие качество материала труб, конструкций, деталей, применяемых при ремонте;

- исполнительную проектную документацию - комплект рабочих чертежей на ремонт предъявляемого к приемке участка МТ с записями о соответствии выполненных в натуре работ по этим чертежам или внесенным в них изменениям и оформленными в установленном порядке [7];

- комплект исполнительной производственной документации - акты об освидетельствовании скрытых работ и о промежуточной приемке отдельных ответственных конструкций (узлов линейной арматуры, камеры приема и пуска очистных устройств), журналы производства работ, материалы обследования и проверок в процессе ремонтных работ органами государственного и другого надзора, акты об индивидуальных испытаниях ремонтных участков и т.д.

После окончания работы приемочной комиссии приемосдаточная документация передается заказчику и хранится наравне с документацией по строительству МТ.

4. Выбор комплекта технологического оборудования для проведения капитального ремонта магистрального трубопровода

Расчет основных параметров траншеи выполняется следующим образом. По условиям задания диаметр трубопровода d = 1220 мм, глубина заглубления трубопровода h = 0,8 м, длина участка траншеи L = 10 км.

1. Ширина траншеи по дну (рис. 4.1):

Согласно [12, п. 5.3] ширина траншей по дну принимается 1,5d_тр мм для трубопроводов диаметром 700 мм и более, то есть должна быть равна:

, (4.1)

- диаметр трубопровода, по заданию принимаем =1220 мм.

2. Глубина траншеи:

(4.2)

где

h - глубина заглубления трубопровода, по заданию принимаем h=0,8 м,

C - толщина мягкой подушки из песка, равная 0,2 м [12, п. 5.7],

.

3. Длина основания трапеции:

, (4.3)

где b - ширина траншеи по дну равная 1,83 м;

- глубина траншеи равная 2,22 м;

в - угол откоса, равный 45^o, ctg45^o = 1 [7, табл. 5.1].

4. Площадь сечения траншеи:

(4.4)

Рис. 4.1 Поперечный профиль траншеи трубопровода

5. Объем грунта в целике:

, (4.5)

где S_сечен - площадь сечения траншеи, равная 9 мІ;

L - длина участка траншеи, принимаем по зданию L = 10 км = 10000 м.

мі

Фактический объем грунта:

(4.6)

где K_p - коэффициент разрыхления, по заданию принимаем 1,26;

V_земли - объем грунта в целике, равный 90000 мі.

Объем работ на объекте:

Время на сооружение трубопровода протяженностью 10 км по заданию 30 дней.

Время на подготовительные работы (составляет 50% основного времени на сооружение траншеи):

(4.7)

где Т - основное время на сооружение траншеи.

Принимаем 15 дней.

Согласно условиям задания для разработки траншеи при капитальном ремонте магистрального трубопровода диаметром 1220 мм протяжённостью 10 км, по 3-ой категории грунта потребуются: машины для подготовительных работ и машины для разработки траншеи.

Для производства подготовительных работ потребуются следующие машины: бульдозеры и т.д.

Для сооружения траншеи, исходя из категории грунта и объёмов работ, выбираем одноковшовый экскаватор с обратной лопатой.

4.1 Бульдозеры

Бульдозер - основная машина для подготовительных работ (рис. 4.2). Он применяется для планировки местности, срезки бугров, засыпки ям и траншей, перемещения грунта на небольшие расстояния (до 100 м) и т.д. Бульдозер может быть использован для валки деревьев с корнями, корчевания пней и кустарников. В зимнее время его применяют для расчистки дорог и площадок от снега.

Бульдозер состоит из базовой машины (трактора) и специального навесного рабочего оборудования (отвала с рамой или толкающими балками).

По способу установки отвала относительно оси трактора различают бульдозеры неповоротные и универсальные (рис. 4.3).

Неповоротными называются бульдозеры, у которых отвал располагается только перпендикулярно оси трактора, универсальными - когда отвал может быть установлен как перпендикулярно оси трактора, так и под другим углом к ней, а также повернут в вертикальной плоскости под углом 5-6° (изменение угла резания).