Способ ремонта магистрального газопровода (мг)высокого давления, имеющего дефекты изоляционного покрытия (контакт труба-футляр), расположенного под дорожным полотном и пересекающего транспортную магистраль

 

Изобретение относится к строительству и используется при ремонте подземных газопроводов. Вскрывают грунт для обеспечения доступа к футляру и для определения пространственного положения трубы относительно футляра по величине зазоров между трубой и футляром. Производят уточнение взаимного пространственного положения трубы и футляра после дополнительного вскрытия грунта вокруг футляра на расстоянии 0,4-0,6 м от подошвы насыпи с каждой стороны дороги. Для этого равномерно по окружности трубы сверлят в ней восемь сквозных отверстий диаметром 10-12 мм, через которые щупом замеряют величины зазоров между трубой и футляром и сравнивают их с ранее полученными результатами. Механически воздействуют на трубу газопровода, через отверстия в футляре вводят монтажную пену в зазор между внутренней поверхностью футляра и внешней поверхностью трубы. Измеряют электрические потенциалы для определения отсутствия контакта труба-футляр, дополнительно уплотняют зазоры труба-футляр и производят обратную засыпку грунта. Повышает надежность трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1.ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области транспорта газа, в частности к эксплуатации магистральных газопроводов (МГ) высокого давления, а именно к способам ремонта МГ, имеющих нарушения изоляционного покрытия (физический контакт труба - футляр), проложенных под дорожным полотном и пересекающим транспортные магистрали.

Целью изобретения является обеспечение эксплуатационных характеристик надежности МГ при одновременном сохранении транспортного движения по дорожному полотну в зоне ремонта и уменьшении материальных и трудовых ресурсов за счет отсутствия необходимости капитального ремонта перехода МГ через дорожное полотно и восстановления последнего.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Участки газопроводов, прокладываемых на переходах через железные дороги и автомобильные дороги всех категорий, выполнены, как правило, в защитном футляре (кожухе) из стальных труб, концы которого выведены на расстояние 8-10 м от бровки земляного полотна. Концы защитных футляров имеют уплотнения из диэлектрических материалов, на одном из концов футляра установлена вытяжная свеча для контроля загазованности. Труба МГ перед протаскиванием через футляр изолируется и футеруется по периметру на всей длине деревянными брусками, скрепленными проволокой.

В процессе эксплуатации МГ в силу ряда причин (возникновение значительных продольных усилий при изменении сложно-напряженного состояния труб или деформаций, получивших развитие вследствие нарушения технологии протаскивания трубы МГ через футляр при строительстве, дополнительных нагрузок на трубу и футляр вследствие явлений пучений грунта, воздействие вибрационных нагрузок от движения транспорта на футляр и режимов транспорта газа на трубу МГ и т.д.) возникает касание трубой футляра, что влечет за собой недопустимое нарушение изоляции трубы внутри футляра (контакт труба-футляр). Определение наличия контакта труба-патрон проводится по результатам сравнения измерений электрического потенциала трубы и футляра относительно земли. Наличие контакта труба-футляр ведет к коррозии стенки трубы и, как следствие, к разрушению трубы со всеми вытекающими последствиями. Аналогами предлагаемого изобретения являются, в частности, патенты №1814712 A3, F 16 L 55/18, “Способ ремонта трубопроводов” и №2154228 С2, 7 F 16 L 59/00 “Устройство и способ тепловой и/или акустической изоляции трубопровода”.

Прототипом и аналогом предлагаемого изобретения является способ ремонта переходов МГ через автомобильные и железные дороги, осуществляемый с заменой и без замены трубы в соответствии с “Правилами производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов. ВСН 51-1-97”. - М., ИРЦ ГАЗПРОМ, 1997 и “Инструкцией по капитальному ремонту переходов магистральных газопроводов через автомобильные дороги. Дополнение к ВСН 51-1-97”. - М., ИРЦ ГАЗПРОМ, 1999.

Капитальный ремонт перехода МГ через дороги, в т.ч. и имеющего физический контакт труба-футляр, с заменой трубы включает в себя:

разработку котлована с обеих сторон от дороги для вскрытия участка рабочей плети и концов футляра и обеспечения демонтажа, а также обратного монтажа ремонтируемой плети МГ;

отрезание демонтируемого участка рабочей плети от основной нитки МГ, удаление уплотнения на концах футляра и футеровки (обрешетки) из межтрубного пространства;

- извлечение вырезанного участка трубы из футляра и его переизоляцию;

- футеровку плети и испытание на прочность и герметичность;

- опуск, протаскивание отремонтированной плети МГ через футляр, гидравлические испытания перехода и примыкающих участков, приварка к основной нитке МГ, контроль сварных стыков;

- герметизацию межтрубного пространства на концах трубы-футляра, изоляцию стыков труб, засыпку котлована.

При этом капитальный ремонт переходов МГ через дороги ведется, как правило, с остановкой движения по автомагистрали. Однако на практике получил распространение метод планово-предупредительного ремонта переходов МГ через дороги, имеющего физический контакт труба-футляр, без остановки движения по ней, который включает в себя:

- разработку котлована с обеих сторон от дороги и демонтаж межтрубного уплотнения на конце футляра с целью удаления влаги;

- просушку трубы МГ внутри футляра при естественной вентиляции и замер электрических потенциалов трубы и футляра;

- снижение рабочего давления в МГ на 30%, определение пространственного положения трубы МГ в футляре по величинам зазоров между трубой и футляром;

- механическое воздействие на трубу в зоне выхода трубы из футляра в направлении от меньшего зазора к большему с целью изменения положения трубы в футляре и устранения контакта;

- восстановление межтрубного уплотнения на конце футляра и засыпку котлованов.

Причем применение этого метода не гарантирует устранения контакта труба-футляр вследствие того, что направление силового воздействия на трубу при этом способе не отличается точностью и, более того, может быть прямо противоположным, т. е. вместо устранения физического контакта труба-патрон пятно контакта увеличивается. В частности, в практике встречаются случаи, когда труба МГ имеет деформацию в пределах упругости, вызванную действием продольных и поперечных сил от действия усадки грунтов или нарушения технологии протаскивания трубы в футляр или несоблюдением продольной геометрической формы футляра (перелом на одном или нескольких сварных стыках трубы футляра).

3. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В отличие от аналогов и прототипа при устранении контакта труба-футляр на переходах через дороги предлагается использовать следующую совокупность и порядок действий:

- разработка котлована с обеих сторон от дороги для вскрытия газопровода (МГ) и демонтаж уплотнения межтрубного уплотнения на конце футляра с целью удаления влаги;

- просушка трубы МГ внутри футляра при естественной вентиляции и замер электрических потенциалов трубы и футляра;

- снижение рабочего давления в МГ на 30%, определение пространственного положения трубы МГ в футляре по величинам зазоров между трубой и футляром;

- разработка дополнительных котлованов с отметкой дна на 0,8-1,0 м ниже нижней образующей трубы футляра на расстоянии 0,4-0,6 м от подошвы насыпи дороги;

- снятие изоляции футляра, разметка сечения и сверление через равные промежутки по длине окружности сечения восьми сквозных отверстий диаметром 10-12 мм в стенке трубы футляра;

- измерение зазоров между внутренней поверхностью трубы футляра и наружной поверхностью трубы МГ щупом через отверстия диаметром 10-12 мм, просверленные в футляре;

- то же в месте выхода трубы МГ из футляра;

- сравнение величин зазоров, измеренных в обоих сечениях, определение пространственного положения трубы внутри футляра и направления силового воздействия на трубу МГ в точке сечения выхода трубы из футляра;

- силовое воздействие на трубу в пределах упругих деформаций в определенной ранее точке, измерение электрических потенциалов для определения устранения контакта и фиксирование нового пространственного положения трубы специальными прокладками и клиньями;

- определение одного или двух отверстий диаметром 10-12 мм (как правило, со стороны меньшего зазора) для нагнетания в пространство между трубой и футляром полиуретановой монтажной пены типа “Коми - Тек” или аналогичной;

- нагнетание пены в межтрубное пространство в объеме не менее 20 дм³ (в зависимости от диаметра трубы футляра), выдержка 40-60 мин, снятие силового воздействия на трубу в месте выхода из футляра;

- заварка отверстий диаметром 10-12 мм, восстановление изоляции футляра;

- герметизация межтрубного пространства на концах трубы-футляра, изоляцию стыков труб, засыпку котлована.

По мнению авторов, заявляемое техническое решение имеет следующие отличия от прототипа и аналогов:

- дополнительное определение положение трубы МГ в футляре через отверстия 10-12 мм, для определения места физического контакта трубы с футляром и направления силового воздействия на трубу (в пределах величины упругих деформаций) с целью устранения контакта труба-футляр;

- нагнетание через выбранные по результатам предварительных измерений отверстия 10-12 мм в пространство между трубой и футляром пены монтажной полиуретановой, которая не только фиксирует достигнутое положение трубы относительно футляра, но и, в отличие от приведенного в аналоге состава (силикат едкого натра, тетраэтилортосиликат), в силу своих физических свойств оказывает определенное физическое воздействие на трубу МГ в необходимом направлении по отношению к футляру.

4. ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ И ИНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Фигура 1 - схема конструкции перехода МГ через дорожное полотно. Цифрами указаны элементы перехода.

4.2. Фигура 2 - схема перехода МГ, имеющего физический контакт труба-патрон с указанием способа замера электрических потенциалов трубы и патрона.

4.3. Фигура 3 - схема ремонта перехода МГ через дорожное полотно согласно прототипа.

4.4. Фигура 4, 4a - схема ремонта перехода МГ через дорожное полотно по прилагаемому способу. На схеме показано расположение дополнительных котлованов, отверстий диаметром 10-12 мм, таблица замера зазоров и определения направления силового воздействия на трубу и оптимальные точки нагнетания пены монтажной, место установки домкратов.

5. СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

По предлагаемому способу отремонтирован переход магистрального газопровода Тула - Шостка - Киев, D_у 1000, через автодорогу Брянск - Гомель, имеющий физический контакт труба - футляр. Работы выполнялись в следующей последовательности:

- после разметки и шурфовки МГ, с целью определения концов футляра, с обеих сторон дороги на расстоянии 8-10 м от подошвы насыпи были выкопаны котлованы глубиной 2,9 м, т.е. отметка дна котлована была на 0,8 м ниже образующей трубы для установки домкратов;

- выполнен демонтаж уплотнения труба-футляр, межтрубное пространство просушено методом естественной вентиляции;

- на расстоянии 0,4 м от подошвы насыпи выкопаны два дополнительных котлована (по обеим сторонам дороги) с отметкой дна на 0,8 м ниже образующей футляра, из которых в футляре, диаметр которого составлял 1220 мм, было выполнено 8 сквозных отверстий сверлом диаметром 11,8 мм, зазоры между трубой МГ и внутренней поверхностью трубы футляра измерялось щупом (“колумбиком” штангенциркуля);

- по результатам замеров было выбрано направление и осуществлено силовое воздействие на трубу МГ домкратом грузоподъемностью 25 т в выбранном направлении, домкрат был установлен непосредственно в котловане;

- после исчезновения контакта “труба-футляр”, до снятия домкрата, со стороны наименьшего зазора между трубой и футляром введена пена монтажная “Коми-Тек” в объеме 40 см³, сделана выдержка 60 мин и снят домкрат;

- результат замера электрических потенциалов показал отсутствие контакта “труба-футляр” после снятия домкрата;

- отверстия диаметром 12 мм были заварены электродами Э-46 (МР-3), сварные швы заизолированы битумной мастикой и липкой лентой “Поликен”;

- восстановлены торцевые уплотнения, выполнена засыпка котлованов. Замеры электрических потенциалов после выполнения всех технологических операций показали, что дефект устранен.

Формула изобретения

1. Способ ремонта магистрального газопровода (МГ) высокого давления, имеющего дефекты изоляционного покрытия (контакт труба-футляр), расположенного под дорожным полотном и пересекающего транспортную магистраль, заключающийся в вскрытии грунта для обеспечения доступа к футляру, определении пространственного положения трубы относительно футляра по величине зазоров между трубой и футляром, механическом воздействии на трубу МГ, измерении электрических потенциалов для определения отсутствия контакта труба-футляр, дополнительном уплотнении зазора труба-футляр, обратной засыпке грунта, отличающийся тем, что производят уточнение взаимного пространственного положения трубы и футляра после дополнительного вскрытия грунта вокруг футляра на расстоянии 0,4-0,6 м от подошвы насыпи дороги с каждой стороны и равномерного по окружности трубы сверления в нем восьми сквозных отверстий диаметром 10-12 мм, через которые щупом замеряют величины зазоров между трубой и футляром и сравнивают их с ранее полученными результатами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для усиления воздействия на трубу и устранения дефекта изоляционного покрытия в зоне минимального зазора между трубой и футляром через отверстия в футляре 10-12 мм вводят монтажную пену в зазор между внутренней поверхностью футляра и внешней поверхностью трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5