Спросить
Войти
Кирин Е.М.
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА РЕМОНТА ПРОМЫШЛЕННЫХ И МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Вопрос ремонта промышленных и магистральных трубопроводов, транспортирующих жидкие и газообразные продукты, является актуальным. Его актуальность значительно возросла в последнее время в связи с длительным сроком эксплуатации большинства имеющихся в России трубопроводов и их значительной изношенностью. Технологические вопросы проведения ремонтных работ на работающих трубопроводах до конца не проработаны, что обусловливает низкую производительность ремонтных работ, невысокое качество ремонта и значительные потери от простоя трубопроводов.
Основным способом ремонта большинства трубопроводов является способ, включающий в себя вырезку дефектного участка, разметку и изготовление ремонтной "катушки", подгонку и разделку стыков труб и ремонтной "катушки" и последующую сварку стыков. Как правило, при ремонте трубопроводов с внутренним давлением 15...30 ати заварка трещин, свищей и других неплотностей не разрешается, использование бандажей не практикуется.
Самой ответственной, длительной и сложной операцией в технологической цепочке ремонтных работ является разметка ремонтной "катушки" и стыков её с трубами вырезанного участка трубопровода. Операция осложняется тем, что после вырезки дефектного участка трубопровода из-за имеющихся в нем внутренних напряжений (они возникают от перепадов температур, смещения пластов грунта, воздействия грунтовых вод, влияния вечной мерзлоты и т.д.) происходит смещение и отклонение труб от продольной оси, что в большинстве случаев приводит к несоосности труб.
В общем случае оси труб занимают положение двух скрещивающихся прямых, располагаемых под различными углами к горизонтальной и вертикальной плоскостям (в начертательной геометрии - к плоскостям проекций Н и V).
Стыковка таких труб посредством ремонтной "катушки" представляет собой сложную пространственную геометрическую задачу, так как плоскости торцев труб, как правило, не параллельны друг другу и располагаются под различными углами к плоскостям проекций.
Разметка ремонтной "катушки" и её изготовление в этих условиях сопряжены со значительными трудностями, что приводит к увеличению длительности и трудоемкости ремонтных работ. Задача осложняется тем, что из-за большого диаметра труб (300.900 мм и более) и значительной толщины стенок труб (10.20 мм) их подвижность в ремонтном котловане весьма ограничена, что не позволяет обеспечить соосность труб без применения специальной техники и оборудования.
Точность разметки ремонтной "катушки" и подгонки её стыков к стыкам труб являются залогом высокого качества ремонтных работ и надежности дальнейшей эксплуатации трубопровода. Это обстоятельство обусловливает необходимость повышения точности разметки ремонтной "катушки" и труб с целью обеспечения требуемых технологических зазоров в стыках для осуществления качественной сварки ремонтируемого трубопровода.
В настоящее время разработано и освоено в ремонтной практике, по крайней мере, три способа проведения ремонтов магистральных трубопроводов:
а) Без центрирования труб. Схема такого способа включает в себя следующие операции: вырезка дефектного участка - грубая разметка ремонтной "катушки" по длине вырезанного участка - установка ремонтной "катушки" на трубопроводе - подгонка стыков труб и ремонтной "катушки" по месту - сварка стыков. Разметочные операции в этом способе ведутся "на глазок", что приводит в большинстве случаев к увеличению длительности ремонта и снижению его качества.
б) С центрированием труб после вырезки дефектного участка. В этом способе производят следующие операции: вырезка дефектного участка - центрирование труб - разметка ремонтной "катушки" по длине вырезанного участка - установка "катушки" на трубопроводе - сварка стыков. Центрирование труб после вырезки дефектного участка, как сказано выше, очень затруднено, что вызывает необходимость силового воздействия на трубы вплоть до пластической деформации труб. Это также связано с большой трудоемкостью и снижает производительность ремонтных работ и качество ремонта.
в) С предварительной фиксацией трубопровода перед вырезкой дефектного участка и последующим центрированием труб. Схема ремонтных работ по этому способу: фиксация трубопровода - вырезка дефектного
участка - регулировка соосности труб - разметка ремонтной "катушки" - установка "катушки" на трубопроводе - сварка стыков. Способ позволяет обеспечить высокое качество ремонта, однако производительность ремонтных работ при этом увеличивается незначительно. Недостатками способа являются сложность применяемого оборудования для фиксации трубопровода и большая трудоемкость его монтажа на трубопроводе.
Большинство ремонтных работ на магистральных трубопроводах ведется по первой схеме, то есть без центрирования труб, что приводит к увеличению трудоемкости разметочных работ по подгонке стыков труб и ремонтной "катушки".
Нами проведена работа по анализу применяемых методов ремонта промышленных и магистральных трубопроводов и установлено, что большинство методов являются нетехнологичными и трудоемкими в связи с недостаточно проработанными способами разметки ремонтных "катушек", основанных, как правило, на приближенных методах разметки.
Разработан новый способ (патент РФ №2288826) разметки стыков труб и ремонтной "катушки" с использованием телескопической фальш-трубы, по которой производится разметка и обрезка труб под сварку. Фальш-труба изготавливается из двух тонкостенных труб, телескопически соединенных друг с другом.
Фальш-труба состоит из наружного и внутреннего патрубков, телескопически и подвижно соединенных друг с другом. Место телескопического соединения обработано с минимальной шероховатостью с тем, чтобы обеспечить точное и подвижное соединение патрубков. Торцы фальш-трубы обработаны в плоскостях, строго перпендикулярных её оси.
Внутренний диаметр dвн фальш-трубы равен наружному диаметру ^ ремонтируемого трубопровода с припуском +(0,002.0,003) dн . Это необходимо для того, чтобы фальш-труба имела возможность надеваться на концы труб ремонтируемого трубопровода при их несоосности. Для облегчения монтажа фальш-трубы имеются рукоятки.
При проведении ремонтных работ сначала вырезают дефектный участок трубопровода. После вырезки дефектного участка в вырезанный участок вставляют фальш-трубу в сжатом виде. Затем с помощью рукояток патрубки разводят в стороны и надевают их на концы труб. Наличие зазора обеспечивает заход фальш-трубы на концы труб при их несоосности. Глубину захода рекомендуется выдерживать в минимальных пределах, которые обеспечивают выборку зазора между торцами фальш-трубы и концов труб.
После установки фальш-трубы на концах труб с помощью мела или чертилки на поверхностях труб размечают линии их обрезки. Одновременно с этим замеряют длину фальш-трубы в установленном состоянии. Затем фальш-трубу демонтируют.
По замеренной длине фальш-трубы изготавливают ремонтную "катушку". Торцы ремонтной "катушки" обрезают в плоскостях,
перпендикулярных её оси. Концы труб 4 и 5 обрезают по размеченным линиям обрезки, разделывают кромки и готовят к сварке.
После описанных операций "катушку" монтируют на трубопроводе, окончательно подгоняют места стыков и сваривают всю конструкцию.
Метод разметки стыков труб с помощью фальш-трубы обеспечивает точность разметки в пределах 1...2 мм, производительность разметочных работ повышается в 2.3 раза.
С целью обеспечения соосности труб после вырезки дефектного участка разработаны устройство для центрирования труб и устройство для фиксации трубопровода. Первое устройство представляет из себя силовой U-образный стрингер с двумя хомутами, закрепляемыми по концам дефектного участка и центрирующими трубы. Силовой стрингер снабжен опорами для опирания его на дно котлована.
Устройство для фиксации трубопровода служит для жесткого крепления трубопровода перед вырезкой дефектного участка и представляет собой конструкцию рамного типа с опорами её на дно и боковые стенки котлована.
Описанные устройства позволяют обеспечить центрирование труб после вырезки дефектного участка и тем самым значительно облегчить разметку ремонтной "катушки". Трудоемкость разметочных работ при использовании устройств снижается в 2.3 раза, значительно повышается точность разметки.
Для контроля соосности труб предложено устройство, состоящее из двух конических упоров, смонтированных на подпружиненном телескопическом стержне. Контроль соосности производится путем монтажа конических упоров в трубах в месте вырезанного дефектного участка. О степени соосности труб судят по отсутствию или наличию зазоров между поверхностью конических упоров и торцев труб.
Разработанные способы разметки ремонтных "катушек" и устройства для центрирования труб предполагается внедрить для производства ремонтных работ на магистральном трубопроводе диаметром 820 мм и давлением 30 ати. Описанные технические решения защищены патентами РФ.
