«Совершенствование методов повышения эффективности выборочного р. Совершенствование методов повышения эффективности выборочного ремонта магистральных газонефтепроводов
 Скачать 2.82 Mb.
|
|
3.2 Усиливающая Композиционная Муфта Трубопровода Патент на полезную модель № 80530, Классы МПК F16L1/024, «Устройство ремонта трубопровода», РФ – 20.07.2005 Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и, в частности, к устройствам ремонта трубопроводов. Усиливающая Композиционная Муфта Трубопровода, сокращенно УКМТ. Цель полезной модели - расширение функционально-технологических свойств, за счет выполнения ремонта точечных дефектов, обнаружения дефектов и выполнения равнопрочных соединительных элементов. Достигается это тем, что устройство выполнено в виде полумуфт и имеет противоположно расположенные напротив стяжных элементов шарнирно выполненные между собой петлеобразные концы полумуфт с цилиндрическим стержнем, пропущенным через петлеобразные концы. Муфта предназначена для ремонта внутренних и наружных дефектов трубопроводов с потерей металла до 100 % на рабочих давлениях до 60 атм. и дефектов с потерей металла до 80 % на рабочих давлениях до 80 атм. без остановки прокачки продукта. Муфта УКМТ изображена на рисунке 13 [11]. Рисунок 13 - Муфта УКМТ [12] Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 33 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов Принцип работы УКМТ - это усиление дефектного участка трубопровода путем монтажа на него стеклопластиковой муфты, состоящей из двух половин, с близкими к стали физическими свойствами, достигнутыми за счет создания предварительного напряжения ремонтной конструкции при помощи тарированного стягивания болтовых соединений до момента (около 700 Нм), обеспечивающего уравнивание коэффициентов линейного удлинения трубы и ремонтной конструкции, а также компенсацию внутреннего давления в трубопроводе контактным давлением снаружи. УКМТ монтируется при рабочем давлении и гарантированно обеспечивает герметичность трубопровода. Отремонтированный с помощью УКМТ участок трубопровода может эксплуатироваться без обслуживания и ремонта не менее 50 лет. Согласно Заключению экспертизы промышленной безопасности № ТУ- АС-001/424-08 от 11 января 2008 года, выданного ВНИИСЕРТИФИКАЦИЯ, УКМТ относится к обжимным муфтам и ремонт с их применением является постоянным методом ремонта, не требующим в дальнейшем вырезки этого участка с варкой катушки, либо проведения других дополнительных мероприятий. Усиливающая композиционная муфта трубопровода сертифицирована в Системе Сертификации ГОСТ Р ГОССТАНДАРТА России на соответствие требованиям нормативных документов (Сертификат соответствия № РОСС RU.НО 04.Н12577, срок действия от 11.03.2011 до 10.03.2020) [12]. Промышленные испытания УКМТ проводились на полигоне ВНИИСТ на различных типах дефектов. Так, например, сквозной дефект длиной 50 мм и шириной 4 мм, отремонтированный данной муфтой, выдержал давление 163 атм. По результатам испытаний Федеральной Службой по атомному, технологическому и экологическому надзору 14 апреля 2008 года было выдано Разрешение № РРС 00-28999 на применение УКМТ в нефтяной и газовой промышленности России. Муфта УКМТ отличается от всех существующих на сегодняшний день ремонтных муфт простотой монтажа и, как следствие, высокой скоростью Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 34 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов проведения ремонта. На трубопроводах диаметром от 219 мм до 530 мм без учета времени на земляные работы ремонт занимает от 20 до 30 минут. Кроме того, УКМТ легко устанавливается под водой. Это очень актуально для ремонта трубопроводов на подводных переходах. Применяемый при установке УКМТ клей полимеризуется при влажности до 100 % и температуре стенки трубы от плюс 80 о С до минус 7 о С, что позволяет устанавливать данные муфты без создания каких-либо дополнительных условий в зоне ремонта. После проведения ремонта технологические отверстия и пазухи заполняют специальным материалом, который входит в комплект поставки, таким образом, муфта УКМТ становится монолитной стеклопластиковой конструкцией, армированной закладными деталями из нержавеющей стали. Муфта изготовлена в заводских условиях, а это означает, что при её применении качество ремонта не будет зависеть от добросовестности оператора. Металлические детали муфты не подвергаются коррозии, так как выполнены из нержавеющей стали. После завершения ремонта технологические пазы и отверстия заполняют специальным материалом для того, чтобы муфта стала монолитным стеклопластиком, с армированными закладными деталями из нержавеющей стали. При производстве осуществляется стопроцентный контроль качества с проведением испытания каждой муфты на максимальную нагрузку. Результаты испытаний заносятся в Паспорт изделия. К каждой партии муфт прикладывается подробная Инструкция по применению. В комплект поставки УКМТ входит магнитный маркер для регистрации отремонтированного участка внутритрубным инспекционным снарядом и электромагнитный маркер для обнаружения муфты без раскопки с поверхности земли [13]. К основным достоинствам УКМТ можно отнести: не нужна раскачка трубопровода; ремонт трубопровода без остановки перекачки продукта; ремонт без сброса давления; при минимальном количестве земляных работ; Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 35 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов отсутствие огневых работ; высокая технологичность применяемых материалов и изделий; высокая скоростью ремонтных работ. Таким образом, УКМТ одновременно является ремонтной конструкцией, маркерным пунктом и жестким репером, который не подверженным внешнему влиянию, на весь срок службы трубопровода [14]. 3.3 Ремонтная манжета Clock Spring Менее затратная и менее трудоёмкая технология ремонта участка с образовавшимся дефектом с помощью композитных манжет Clock Spring позволяет предотвращать развитие дефектов, перераспределять возникающие напряжения, исключать избыточные деформации стенки трубопровода и сохранять этим его эксплуатационные характеристики. И опять же именно такой технологией, — позволяющей надёжно устранить потенциальный источник аварии и гарантирующей безотказную эксплуатацию отремонтированного участка на протяжении всего цикла жизни трубопровода, — является ремонт с использованием манжет Clock Spring. Манжета представляет собой полосу высокопрочного композитного материала на основе однонаправленного специального стекловолокна с матричной памятью свёртывания. В рабочем положении она схожа со свёрнутой часовой пружиной. С английского языка «Clock Spring» переводится как «часовая пружина» [15]. Перед началом установки манжеты все дефекты на поверхности трубопровода заделываются мастикой, передающей нагрузку, с высоким сопротивлением сжатию. Затем на ремонтируемый участок трубопровода наматывают композитную манжету с промазыванием слоем быстросохнущего прочного адгезива каждого витка полосы. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 36 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов После монтажа манжеты трубопровод и три указанных компонента (адгезив, мастика и полоса композита) образуют единую жёсткую систему (См. рисунок 14). Рисунок 14 – Манжета Clock Spring [15] 1 - полоса композитного материала с высокопрочной однонаправленной структурой; 2- высокопрочный двухкомпонентный адгезив; 3- мастика с высоким сопротивлением сжатию для передачи нагрузки. Манжеты соответствующих размеров выпускаются для каждого диаметра трубопровода, и при их изготовлении матричная память программируется так, чтобы манжета после деформации возвращалась в цилиндрическое состояние с диаметром, соответствующим диаметру ремонтируемого трубопровода. Этим и обеспечивается равномерность прилегания манжеты к трубопроводу и высокая плотность независимо от внутреннего давления. Строгое соответствие диаметров манжеты и трубопровода и матричная память исключают сколько-нибудь существенное давление манжеты на трубопровод [15]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 37 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов 3.4 ГАРС Патент № 2177582, Классы МПК F16L55/175, «Способ ремонта трубы». РФ – 27.12.2001 , Бюл. № 36. Для проведения ремонта на магистральных трубопроводах выпускаются ремонтные комплекты ГАРС (ТУ 2252-154-05786904-99 с изменениями 1, ТУ 2296-152-05786904-99 с изменениями 1) [16]. Методика проведения ремонта трубопровода с применением муфты ГАРС. 1. Согласно данным внутритрубной диагностики строят карту дефектов, по которой с использованием «Дополнения к РД 39-1.10-013-2000 производят классификация дефектов и рассчитывают необходимое для проведения ремонтных работ количество полимерных композитных материалов. 2. Трубопровод в месте проведения ремонта механически пескоструем или химическими методами очищают от старой изоляции с обезжириванием. Затем дефект заполняют ремонтной пастой и выравнивают. На следующем этапе накладывают с нанесением клея между слоями расчетное количество витков стеклопластиковой ленты. Конструкцию фиксируют с помощью хомутов и саморезов на время отвержения адгезива. После отвержения поверх ремонтной конструкции наносят антикоррозионную изоляцию или термоусадочную муфту. Составляют акт проведения ремонтных работ[17]. 3. В случае проведения экстренных ремонтов трубопровода, без возможности произведения расчетов, рекомендуется использовать стандартный ремонтный комплект ГАРС, который состоит из 8-слойной ленты рулонированного стеклопластика под определенные диаметры трубопровода, необходимого количество клея и пасты, а так же вспомогательных материалов. При установке на дефект (при любых размерах дефекта, который подлежит ремонту) восьмислойной конструкции отремонтированный участок гарантированно приобретает необходимую прочность с восстановлением Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 38 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов несущей способности трубопровода. Сформированная ремонтная конструкция ГАРС изображена на рисунке 15. Рисунок 15 – Сформированная ремонтная конструкция ГАРС [18] 1 – Тело трубы; 2 – Локальный дефект трубопровода предварительно проработанный и заполненный ремонтным металлополимерным материалом; 3 – Сформированная ремонтная конструкция из клея и витков стеклополимерной композитной ленты ГАРС. Виды дефектов подлежащих ремонту муфтами ГАРС для газопроводов низкого и среднего давления, а так же нефтепроводов описаны в ВРД 39–1.10– 013–2000[20]. Согласно ВСН 39–1.10–001–99 ремонту подлежат следующие виды дефектов газопроводов высокого давления[21]: Сколы, царапины, задиры; Вмятины с глубиной до 5% диаметра трубопровода; Питтинговая коррозия; Общая коррозия (потеря металла); Каверны; Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 39 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов Дефекты кольцевых сварных стыков - утяжины с глубиной до 20% толщины стенки трубопровода при протяженности до 1/12 периметра трубопровода, смещение кромок с глубиной до 30% толщины стенки трубопровода. Стандартный набор состоит: Полимерная композитная восьми витковая лента ГАРС; Ремонтная паста для заполнения дефекта; Клей для склеивания витков полимерной ленты; Вспомогательный набор материалов для формирования ремонтной муфты. Выпускают комплекты для трубопроводов от 159 до 1420 мм. Ширина ленты варьируется от 100 до 800 мм. Стандартная ширина ленты составляет 300 мм[18]. Специальные натяжители применяются для натяжения ленты ремонтной муфты на трубопроводе. Все материалы прошли сертификацию и имеют разрешение Госгортехнадзора РФ и Республики Казахстан. 3.5 УКМ КОНУС В ходе дальнейшего развития технологий ремонта трубопроводов, компанией ПСО «НЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» была разработана, запатентована, испытана универсальная конусная муфт серии КОНУС (См. рисунок 16). КОНУС относится к композиционным муфтам. Она состоит из двух полумуфт, которые изготовлены из композиционного материала и сваренной из двух частей металлической обечайки, устанавливающейся в обхват дефектного участка трубопровода поверх приклеенных к нему композиционных полумуфт. Назначение: Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 40 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов ремонт механических, стресс-коррозионных, металлургических, коррозионных и других дефектов трубопроводов, включая подводные диаметром от 89 до 1420 мм независимо от способа и региона прокладки; усиление металла на участках трубопроводов с дефектами, ранее устранёнными с помощью наварки заплат, забивки чопиков и другими способами, требующими устранения методами ремонта, относящимся к капитальным и постоянным. В таких случаях муфта КОНУС является альтернативой замене катушки; усиление металла в зоне кольцевых сварных швов. Рисунок – 16 Устройство муфты КОНУС 1 – трубопровод, 2 – композиционная муфта,3 – стальная обечайка 4 – сварной шов, 5 – несквозной дефект Таблица 2 – Технические характеристики Рабочее давление, Р раб не менее 10 МПа Испытательное давление, Р исп 1,25 Р раб Диаметр ремонтируемых трубопроводов, D н от 50 до 1420 мм Диапазон рабочих температур От минус 60 до плюс 200 °С Перекачиваемая среда Нефтепродукты, газ, нефть, пресная и солёная вода, аммиак Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 41 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов Таблица 3 – Этапы установки муфты Этап 1 Оконтуривание дефекта Этап 2 Разметка дефектного участка Этап 3 Подготовка двух половин стальной обечайки к сварке и обезжиривание их внутренних поверхностей Этап 4 Сварка стальной обечайки и последующий НК сварных швов Этап 5 Очистка и обезжиривание поверхности дефектного участка Этап 6 Заполнение дефекта полимер- ной мастикой заподлицо с поверхностью трубопровода Этап 7 Подгонка половин композитной муфты, обезжиривание, промазывание клеящей мастикой их внутренних поверхностей и примыкающих кромок Этап 8 Монтаж композитной муфты на дефектный участок трубопровода Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 42 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов 3.6 Муфта «Антисвищ» Муфта «Антисвищ» предназначена для ликвидации сквозных дефектов (свищей) на подводных, надземных и подземных трубопроводах c максимальным рабочим давлением не более 6,5 МПа. Муфта представляет собой композиционную конструкцию, состоящую из двух фланцевых полумуфт, которые соединены между собой в обхват трубопровода с помощью болтовых соединений, и фторопластовой герметизирующей прокладки, располагающейся между ремонтируемым трубопроводом, непосредственно поверх сквозного дефекта, и композитной муфтой (См. рисунок 17). Этап 9 Нанесение клеящей мастики на наружную поверхность композитной муфты Этап 10 Надвигание стальной обечайки на композитную муфту Этап 11 Натягивание стальной обечайки на композитную муфту при помощи затягивающего устройства до положения, заданного конструкцией муфты Этап 12 Изоляция отремонтированно- го участка Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 43 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов Рисунок 17 – Муфта Антисвищ: 1– трубопровод, 2 – композиционная фланцевая полумуфта, З – стяжной болт, 4– усиливающая стальная пластина, 5 – стальной закладной уголок, 6 – шестигранная гайка, 7 – сквозной дефект, 8 – герметизирующая прокладка, 9 – стопорная шайба Композитные фланцевые полумуфты изготавливаются в заводских условиях из стеклопластика. На наружную поверхность полумуфт наносится слой защитного покрытия, стойкого к воздействию ультрафиолета. Стальные усиливающие пластины защищены антикоррозионным покрытием. 3.7 Муфта Конус плюс Муфта Конус плюс – это ремонтная конструкция для металлических трубопроводов, которая позволяет восстанавливать несущую способность секции с дефектами до уровня бездефектной трубы, а также обеспечить стопроцентную герметичность отремонтированного участка трубопровода. Ремонт трубопроводов, при помощи муфт КОНУС ПЛЮС, относится к постоянным и капитальным методам ремонта. Срок службы не менее 30 лет. УКМ «КОНУС ПЛЮС» – это модификация УКМ «КОНУС», предназначенная для ремонта участков трубопроводов со сквозными дефектами Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 44 Обзор современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопроводов (свищами), предварительно загерметизированными с помощью муфт «Антисвищ». Конструкционно «КОНУС ПЛЮС» отличается от «КОНУС» тем, что композиционные полумуфты имеют выборки с внутренней стороны, совпадающие по форме и размеру с соответствующей муфтой «Антисвищ» и устанавливаются поверх неё. Таблица 4 – Этапы установки муфты Этап 1 Обнаружение сквозного дефекта трубопровода. Этап 2 Остановка истечения продукта перекачки. Очистка трубопровода от изоляции в районе предстоящего монтажа муфты Антисвищ. Этап 3 Подготовка комплекта монтажу: Полумуфта -2 шт. Герметизирующая прокладка -1 шт. Усиливающая пластина - 4 шт. Болт- 4 шт. Стопорная шайба -4 шт. Гайка - 4 шт. |