Анализ методов капитального ремонта магистральных газопроводов

Выход из строя изоляционных покрытий, при создании которых используются пленки холодного нанесения, провоцирует коррозию металла труб, что, в свою очередь, приводит к отказам на магистральных газопроводах (МГ) с большим сроком службы. Исходя из опыта использования МГ можно сказать, что потеря защитных свойств данных покрытий и необходимость в их замене возникает уже спустя 10 лет их работы.

Рекомендации по производству работ при ремонте подводных переходов магистральных газопроводов по ремонту изоляционных покрытий МГ [2, с. 32] были разработаны в ПАО «Газпром» для повышения надежности ЛЧ МГ.

Ремонтные работы, в соответствии с [2, с. 26], могут выполняться несколькими методами:

• Метод сплошной переизоляции при ремонте газопровода. Его могут выполнять в траншее (рис. 1) или с подъемом на берму траншеи (рис. 2);
• Демонтаж участка газопровода с его заменой на участок из новых труб. Зачастую эти два процесса протекают параллельно.

Рис. 1. Технологическая схема ремонта магистрального газопровода в траншее: 1 – бульдозер; 2 – роторный экскаватор; 3 – очистная машина; 4 -трубоукладчик; 5 – лежка; 6 – передвижная сварочная установка; 7 – очищенный трубопровод; 8 – изоляционная машина; 9 – битумоплавильная установка; 10 – восстановленный трубопровод

Рис. 2. Технологическая схема ремонта магистрального газопровода на берме траншеи: 1 – бульдозер; 2 – роторный экскаватор; 3 – очистная машина; 4 -трубоукладчик; 5 – лежка; 6 – передвижная сварочная установка; 7 – очищенный трубопровод; 8 – изоляционная машина; 9 – восстановленный трубопровод

Рисунок 3 иллюстрирует техническую последовательность выполнения ремонта газопровода при помощи первого из приведенных методов.

Рис. 3. Основные этапы ремонта магистральных газопроводов методом сплошной переизоляции

При засыпке отремонтированного газопровода:

• восстанавливаются средства электрохимической защиты (КИП, анодные заземления и т. д.) и знаки закрепления трассы;
• проводятся мероприятия по технической рекультивации плодородного слоя почвы.

Выполнение строительных работ при помощи второго из вышеприведенных методов аналогично технологии строительства нового газопровода.

Схема, изображенная на рисунке 1, имеет преимущество в виде наличия в теле трубы незначительных изгибных напряжений, поскольку она преимущественно находится в исходном положении.

Среди слабых сторон схемы следует упомянуть о необходимости подсыпать грунт под трубу и подбивать его (формируется новое ложе), невозможности использовать в «мокрых» и скальных грунтах, использовании подкапывающей машины при операциях подкопа под трубу, низкой производительности по причине больших объемов земляных работ (двухэтапное вскрытие). Схема № 1 предусматривает наличие машины для подсыпки и подбивки грунта под трубопровод.

Схема, изображенная на рисунке 2, имеет ряд преимуществ, среди которых следует упомянуть об удобстве обследования и ремонта плети на берме траншеи, а также возможности ремонтировать газопроводы на участках, где отмечается высокий уровень грунтовых вод. В числе ее слабых сторон можно упомянуть о двойном количестве подъемных операций, применимости по большей части к газопроводам малых диаметров, высоком уровне изгибных напряжений в процессе подъема из глубокой траншеи, что нередко провоцирует гофрообразование и необходимость разрезать трубную плеть [3, с. 17].

Обе указанные схемы имеют и общие недостатки: трубоукладчик должен поддерживать трубную плеть за изоляционной машиной, т. е. на трубопроводе с новым изоляционным покрытием. Данный фактор можно назвать благоприятным с точки зрения напряженно-деформированного состояния, но, вместе с тем, это приводит к потере смысла переизоляции в силу возрастания риска повреждения вновь нанесенного изоляционного покрытия.

Выбор технологической схемы ремонта оказывает значительное влияние на комплекс технико-экономических показателей технологии капитального ремонта (переизоляции). Этот выбор зависит от множества факторов [1, с. 80]:

• объема (трудоемкости) отдельных операций (включая контрольные, подъемные, земляные и пр.);
• совокупного числа труб, используемых при замене участков; степени применения технологий, позволяющих восстанавливать стенку трубы и отключать участок;
• технических и технологических средств, используемых при сварке, восстановлении, ремонте и пр.;
• наличия специалистов и средств, осуществляющих приборный контроль и визуальный измерительный контроль (ВИК) технического состояния стенки трубы;
• преимущественного вида грунта на участке (глина, суглинок, известняк и пр.);
• характера местности участка (грунтовые воды, овраги, и пр.);
• технического состояния участка (дефекты и пр.);
• наличия спецтехники (очистной, изоляционной, подкапывающей машин и т. п.);
• наличия у подрядчика технических средств общего применения (экскаваторы, бульдозеры, трубоукладчики и т. п.), их количества и мощности;
• времени года;
• сроков, отведенных для капитального ремонта, связанных с остановкой газопровода;
• диаметра газопровода.

Проанализировав технологические схемы, в соответствии с которыми выполняется капитальный ремонт МГ, следует констатировать необходимость в альтернативном методе ремонтных работ, способствующем увеличению его производительности и обеспечению надлежащего уровня качества. В решении этой проблемы может помочь новая технологическая схема, в рамках которой были бы скомбинированы сильные стороны всех вышеприведенных схем капитального ремонта: в траншее (с подкопом) и с подъемом на берму траншеи.