26 Современные технические средства для строительства и ремонта трубопроводов

Строительство магистральных трубопроводов

Для строительства трубопроводов в отечественной практике используются бульдозеры-рыхлители, одноковшовые экскаваторы и трубоукладчики преимущественно импортного производства.

Бульдозеры-рыхлители мощностью 100-425 кВт в основном американской фирмы «Катерпиллер» и японской фирмы «Комацу».

В настоящее время отечественная фирма ОАО «Промтрактор» освоила производство отечественных бульдозеров – рыхлителей мощностью 123-376 кВт, оснащенных импортными силовыми установками с гидромеханическими трансмиссиями. Наряду с классической компоновкой это позволило отечественной фирме «Промтрактор» получить сопоставимые количественные и качественные технические характеристики отечественных бульдозеров-рыхлителей Т-11.01К, Т-15.01К, Т-20.01К, Т25.01К и Т-35.01К/Я с импортными аналогичных типоразмеров.

В 2005 г. Для строительства трубопроводов на Сахалине закуплено около 30 штук бульдозеров-рыхлителей фирмы «Промтрактор». Аналогичная ситуация в пользу использования отечественной продукции складывается на рынке трубоукладчиков.

Для разработки траншей в магистральном трубопроводном строительстве преимущественно используются одноковшовые экскаваторы импортного производства 4-5 размерных групп, в основном, японских фирм «Хитачи» и «Комацу».

Эффективно и широко применявшиеся при строительстве трубопроводов в европейском и среднеазиатском регионах СССР роторные траншейные экскаваторы (ЭТР) в настоящее время не находят применения из-за смещения объемов строительства в регионы с неблагоприятными для ЭТР грунтовыми условиями.

Сохранилась традиция использования ЭТР для получения мелких фракций грунта, необходимых для присыпки трубопроводов в многолетнемерзлых и скальных грунтах.

На строительстве и ремонте региональных трубопроводных систем традиционно наиболее широко используются одноковшовые экскаваторы отечественного производства 2-4 размерных групп. Для этих целей используются также и импортные экскаваторы этих же размерных групп.

В зарубежной практике кроме бульдозеров-рыхлителей и одноковшовых экскаваторов для выполнения земляных работ применяются специальные машины для приготовления мелких фракций грунта, необходимых для устройства грунтовой подушки и присыпки трубопроводов (схема 26.1). Можно выделить два вида этих машин. Одни получают грунт мелких фракций путем сортировки отвала грунта полученного при разработке траншеи (схема 26.2). Вторые предназначены для получения мелких фракций грунта путем дробления каменистых включений из отвала траншеи или скальных пород в карьерах с последующей сортировкой фракций (схема 26.3) и доставкой измельченного грунта к месту строительства.

Созданы специальные малогабаритные машины с дистанционным управлением для подготовки грунтовой подушки из каменистых включений на дне траншеи (схема 26.4) с темпом до 100 м/час.

В отечественной практике в настоящее время строительство трубопроводов выполняется только из труб с заводской изоляцией.

При выполнении погрузочно-разгрузочных операций и монтажных работ с изолированными трубами применяются грузозахватные средства отечественного производства (траверсы ТПМ, мягкие полотенца ПМР и мягкие кольцевые стропы СМК) (схема 26.5), и преимущественно отечественные грузоподъемные средства.

Для поддержки трубопровода используются троллейные подвески различных конструкций. Стрелы трубоукладчиков в местах возможного контакта с изоляционным покрытием труб покрываются защитными резиновыми или полимерно-резиновыми протекторами.

Для очистки и изоляции зоны сварных стыков применяют отечественные ручные средства механизации для подогрева, пескоструйной очистки и нанесения манжет из термоусаживающихся материалов (ТУМ). Они включают пропановые горелки, ручную пескоструйную установку, компрессор производительностью 10-12 м³/мин и ручные приспособления для разглаживания манжеты в процессе их укладки.

Это оборудование применяется раздельно, либо агрегатировано в укрытиях, монтированных на автомобилях повышенной проходимости.

Адгезия термоусаживающихся манжет в несколько раз ниже адгезии заводского полиэтиленового покрытия труб.

В зарубежной практике более десяти лет назад для равнопрочной изоляции стыков труб с заводской изоляцией созданы и применяются устройства для нанесения на трубы покрытий на основе эпоксидных смол или полиуретанов. В настоящее время известно о применения таких средств механизации на строительстве трубопроводных объектов на Сахалине.

Поэтому для повышения долговечности изоляционных покрытий есть необходимость, чем раньше, тем лучше, адаптировать к нашим условиям и применить известные за рубежом средства механизации для нанесения (напыления) на зону стыка покрытий на эпоксидной или полиуретановой основе, равнопрочных с заводским.

Ремонт магистральных трубопроводов.

Для выполнения земляных ремонт при ремонте магистральных трубопроводов в настоящее время используются одноковшовые экскаваторы и бульдозеры-рыхлители. Предпочтение отдается одноковшовым экскаваторам 3-4 размерных групп японских фирм преимущественно «Комацу» и «Хитачи» и бульдозерам-рыхлителям средней мощности 150-200 кВт японской фирмы Комацу или американской фирмы Катерпиллер.

В ремонтно-строительной колонне обычно эксплуатируется по три одноковшовых экскаватора и по два бульдозера-рыхлителя.

На выполнении вспомогательных земляных работ применяются отечественные экскаваторы 3-4 размерной групп Калининского, Ковровского экскаваторных заводов и Ивановского завода «Кранэкс». Эти экскаваторы применяются в комплектах с отечественными бульдозерами-рыхлителями средней мощности Т11.01К, Т15.01К, Т20.01К.

Предпринимавшиеся в последние тридцать лет попытки создать экскаваторы непрерывного действия для вскрытия трубопроводов подтвердили экономическую неэффективность этого решения вследствие невозможности их использования во влажных грунтах, грунтах с каменистыми включениями при пересечении с трубопроводами, дорогами, оврагами и в песчаных грунтах.

Известно эффективное применение серийных роторных экскаваторов для вскрытия извлекаемых на бровку трубопроводов диаметрами до 1420 мм в комплектах с одноковшовыми экскаваторами. Один комплект из роторного экскаватора ЭТР-254, одноковшовые экскаватора ЭО-4125 и бульдозера Т11.01К обеспечивают темп вскрытия трубопровода до 1 км/день.

Для капитального ремонта трубопроводов с заменой изоляции применяются специальные средства механизации отечественного производства.

Их конструкции обусловлены технической политикой применения в качестве основного изоляционного покрытия битумно-полимерных материалов: битумно-полимерных мастик горячего нанесения и битумно-полимерных лент холодного нанесения.

Эти комплексы состоят из специальных разъемных машин и оборудования с приводом от передвижных электростанций.

Впервые современные комплексы спецмашин для ремонта трубопроводов больших диаметров созданы в конце прошлого века в ОАО «АК Транснефть» для ремонта магистральных нефтепроводов (МН) без остановки перекачки нефти.

Комплекс спецмашин для ремонта МН (Рис. 6) состоит из подкапывающей, очистной, грунтовочной, изоляционной машин, битумоплавильного котла и одной-двух электростанций.

Отличительной чертой реализации технологии ремонта МН без остановки перекачки явилась необходимость оснащения трубоукладчиков отечественного и импортного производства стрелами опорами (схема 26.6).

Подкапывающие машины с ручным сопровождением типа МПТ (схема 26.7) за последние годы претерпели основное изменение в сторону автоматизации цикличных рабочих подач, сохранив классический принцип разработки траншей двумя вертикальными роторами, раздвигающимися для монтажа на трубопровод.

Машины с автоматизированным приводом хода имеют марки МПА и МП.

Новые очистные машины типа ОМ-Э оснащены четырьмя рядами резцов со статическим тросовым прижимом и устройствами сопровождения машины трубоукладчиком, позволяющими исключить прямой контакт оператора с машиной в процессе работы (схема 26.8).

Для основного вида изоляции ремонтируемых трубопроводов горячими мастиками применяют две машины: грунтовочную типа МГ и изоляционную типа МИАБ (схема 26.9).

Грунтовочная машина кроме известных устройств нанесения грунтовки оснащена приводными щетками для удаления пыли перед нанесением грунтовки.

Комплекс спецмашин для ремонта МН впервые оснащен электрическим битумоплавильным котлом типа КАПЭ с автоматической системой обеспечения температурных режимов разогрева и поддержания температуры мастики.

Изоляционные машины типа МИАБ впервые оснащены кольцевыми обечайками и отличаются наличием системы электроподогрева поверхностей всех узлов машины, контактирующих с мастикой (схема 26.10).

Для изоляции битумно-полимерными лентами используются модификация грунтовочной машины МГ, грунтовочный ротор которой дополнительно оснащен шпулями для рулонов ленты. Более совершенная модификация этой машины – МИЛА приведена на схеме 26.11.

Для подбивки грунта под изолированный нефтепровод используют одноковшовый экскаватор без специального оборудования.

Засыпку трубопровода выполняют, как правило, двумя бульдозерами.

Работы по рекультивации земель и планировке строительной полосы выполняют также бульдозерами.

В зарубежной практике для выполнения ремонта трубопроводов с заменой изоляции разработаны комплексы спецмашин, состоящие из гидроклинера, машины для чистовой подготовки (очищенной гидроклинером) поверхности перед нанесением изоляции и изоляционной машины.

Эти комплексы предполагают ремонт с подъемом трубопровода в траншее или на бровке траншеи.

В качестве изоляционной машины предлагается машина для нанесения полимерных лент (схема 26.12) или установка для нанесения высокопрочных эпоксидных или полиуретановых покрытий (схема 26.13).

Для чистовой подготовки изолируемой поверхности применяют пескоструйную (схема 26.14) или дробеметную (схема 26.15)машины.

Гидроклинер (схема 26.16) предназначен для удаления старых изоляционных покрытий с наружной поверхности трубопровода водяными струями под давлением 1400-2500 бар.

Машина для чистовой подготовки удаляет остатки праймера и следы коррозии и обеспечивает чистоту поверхности Sа2 - 2½ по Шведскому стандарту, позволяющую наносить покрытия по стойкости и долговечности адекватные заводским покрытиям.

Каждая машина комплекса оснащена отдельным силовым технологическим блоком и предусматривает сопровождение её отдельным трубоукладчиком, что также исключает контакт оператора с машиной в процессе работы.

Характерные нарушения технологических требований и правил безопасности труда при ремонте МН (схема 26.17).

1. При выполнении земляных работ нарушаются нормы заложения откосов, что позволяет увеличить линейный темп работ, но повышает вероятность обрушения стенок траншей.

2. Не выполняются требования РД 39 -00147105-015-98 к расчистке на бровке траншеи полосы шириной 1 м, необходимой для безопасного обслуживания персоналом технологических машин (Рис. 17, см. рис. 6).

3. Для подкопа под трубопроводом вместо подкапывающих машин допускается применение одноковшовых экскаваторов (Рис. 18).

4. Нарушаются правила безопасности работ при очистке и изоляции трубопроводов (Рис. 19). Обслуживающий персонал ходит по трубе, не обеспечен переносными лестницами.

5. Изоляционные машины эксплуатируются без отвода статического электричества (Рис. 20).

6. Подбивка грунта после переизоляции трубопровода осуществляется ковшом одноковшового экскаватора (рис.21).

7. Применение стрел-опор трубоукладчиков, поддерживающих трубопровод, обусловливает цикличность всех операций, что отрицательно сказывается на качестве нанесения битумно-полимерной изоляции.