книги / Сооружение подводных трубопроводов

Г л а в а 4. МОНТАЖ И УКЛАДКА ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

4.1. ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ

Перед укладкой трубопровода в подводную траншею выпол­

провода; футеровку трубопровода деревянными рейками для пред­

охранения изоляции от повреждения при укладке (если нет бе­ тонного покрытия);

балластировку трубопровода утяжеляющими покрытиями или отдельными грузами.

Перечисленные работы выполняются, главным образом, на строительно-монтажной площадке, а в некоторых случаях - на стапеле или на трубосварочной базе. На переходах значи­ тельной протяженности используются полевые трубосварочные базы для автоматической сварки секций из двух или трех труб с последующей доставкой их на строительно-монтажную пло­ щадку для сварки плетей или ниток трубопровода.

Стапельные площадки для монтажа, сварки, изоляции, футе­ ровки, балластировки и спуска на воду плетей труб по харак­ теру использования могут быть стационарными и временными. Стационарную стапельную площадку устраивают при строитель­ стве нескольких переходов трубопроводов через водные пре­ грады в радиусе от 400 км от площадки, если возможна букси­ ровка плетей к месту укладки водным путем. Временную ста­ пельную площадку создают непосредственно у места или вблизи подводного перехода; по составу инженерного оборудования временная площадка может существенно отличаться от стацио­ нарной.

От железнодорожных станций и пристаней к месту строи­ тельства или на стапель отдельные трубы длиной 12 м пере­

ПТ-181 и ПТ-301 (на тяге трактора Т-100МБ и Т-130Б). Разгрузку и погрузку труб на железнодрожной прирельсовой

площадке выполняют с использованием автомобильных и пневмоколесных кранов марок КС-4561 (К-162), КС-4361 (К-161), КС5361 (К-255), КС-5363. На строительно-монтажной площадке трубы разгружают кранами-труооукладчиками Т-3560, ТГ-502, К-594.

При ограниченной площади складирования трубы большого

диаметра укладывают в два ряда ”в седло” на спланированной горизонтальной площадке. Под крайние устанавливают надежные упоры, которые исключают раскатывание труб. Если для раз­ грузки труб имеется большая площадь, то трубы укладывают в один ряд. Рекомендуемые размеры площадки складирования труб в один ряд (в м) следующие:

Общая длина труб

На строительно-монтажной площадке монтаж, сварку, изо­ ляцию и балластировку нитки трубопровода перед ее протаски­ ванием можно выполнять непосредственно на спусковой дорожке или параллельно ей.

Монтаж нитки трубопровода непосредственно на спусковой дорожке осуществляют способом последовательного наращивания, и по мере сварки стыков между звеньями нитку трубопровода перемещают по спусковой дорожке и урезу воды. Испытание нитки, ее изоляцию и балластировку также выполняют на спус­ ковой дорожке. При обетонировании трубопровода на спусковой дорожке вначале покрывают бетоном дюкер на участке между опорами, а затем в местах расположения опор спусковой дорож­ ки. Если спусковая дорожка устроена в виде рельсового пути с тележками, то обетонирование в местах первоначального размещения опор выполняют после перестановки тележек. Если же спусковая дорожка имеет роликовые опоры, то для обетонирования в местах опор трубопровод перекладывают на вре­ менные дополнительные опоры (шпальные клетки) с отметками верха выше отметок роликовых опор. Временные опоры устанав­ ливают по оси спусковой дорожки между роликовыми опорами.

При поставке на строительно-монтажную площадку труб с заводским бетонным покрытием на спусковой дорожке выпол­ няется только замоноличивание бетоном коротких участков со стыками труб.

Для монтажа обетонированных труб диаметром 1220 мм можно использовать трубоукладчики Т3560, а для труб диаметром 1420 мм - трубоукладчики ТГ-502 и К-594. Монтаж трубопро­ вода непосредственно на спусковой дорожке позволяет умень­ шить ширину строительно-монтажной площадки.

При монтаже нитки трубопровода параллельно монтируют спусковую дорожку и сам трубопровод. Кроме того нет необ­ ходимости устраивать дополнительные опоры на роликовой спус­ ковой дорожке для обетонирования трубопровода.

При последовательном протаскивании нескольких плетей трубопровода организация и технология производства работ зависят от числа плетей. Возможны следующие варианты под­ готовки к укладке: две плети, три плети, больше трех плетей.

При подготовке двух плетей сварка, испытание и обетонирование одной плети могут быть выполнены на стапеле, а вто­ рой плети - на спусковой дорожке (рис. 4.1, а). Можно также выполнять эти работы на стапеле, расположенном по обе сто­ роны от спусковой дорожки (см. рис. 4.1, б).

При подготовке трех плетей можно все операции (сварку, испытание, изоляцию и балластировку каждой плети) вести на одной линии, перекатывая готовые к укладке плети к спусковой дорожке, или выполнять технологические операции на двух ли­ ниях, разделенных проездом для машин: сварку и испытание - на одной линии, нанесение изоляции и балластировку - на другой.

При выполнении технологических операций на двух линиях подачу плетей с одной линии, на которой ведут сварку и испытание, на другую линию, на которой выполняют изоля­ цию и балластировку, осуществляют кранами-трубоукладчиками. Вначале трубоукладчики перекатывают плеть способом ”на себя” до середины проезда, затем трубоукладчики переходят на дру­ гую сторону плети и перемещают ее способом ”от себя”. Гото­ вые к укладке плети откатывают к спусковой дорожке.

Преимущество производства работ на двух технологических линиях заключается в том, что совмещаются технологические операции сварки и изоляции и сокращаются общие сроки работ на строительно-монтажной площадке. Недостатком этой органи­ зационной схемы является увеличение ширины строительно­ монтажной площадки и необходимость перекладки плетей с од­ ной линии на другую.

дорожки.

При подготовке более трех плетей на переходе все техно­ логические процессы могут быть выполнены на одной или двух технологических линиях, расположенных с одной стороны от спусковой дорожки: организация и технология работ аналогичны описанным выше (см. рис. 4.1, г).

При подготовке плетей на двух технологических линиях сварочно-монтажные работы, которые выполняются на^ первой линии, и работы по изоляции и балластировке плетей, которые

5 * ^

2

4 f / i f

T

9

готовка нескольких плетей на одной технологической линии строительно­

5 - ось спусковой дорожки; 6 - выдвижные балочные опоры на криволинейном участке

ведутся на второй линии, могут осуществляться одновременно и независимо одна от другой. Ширину проездов строительно­ монтажной площадки можно определять в соответствии со схе­ мами, представленными на рис. 4.1.

Трубопровод, подготовленный на стапельной площадке, обыч­ но укладывают на дно подводной траншеи свободным погруже­ нием. Стационарная стапельная площадка является составной частью строительной базы, в которую входят следующие основ­ ные сооружения и механизмы:

подъездные пути (дороги) для подвоза труб и передвижения грузоподъемных механизмов, в том числе кранов-трубоукладчи­ ков;

портальный, башенный или гусеничный кран соответствующей грузоподъемности для разгрузки труб с автомашин или пла­ вучих средств и для других погрузочно-разгрузочных работ;

лебедки и другие механизмы для перемещения труб по ста­ пелю и спуска плетей трубопровода на воду;

сварочное оборудование; мастерские для текущего ремонта;

помещение для хранения материалов; бытовые помещения.

Стационарная стапельная площадка, расположенная парал­ лельно урезу воды, имеет горизонтальную и наклонную части (рис. 4.2). Одна из возможных конструкций стационарной ста­ пельной площадки имеет следующие характеристики. На осно­ вание из круглых деревянных свай на шипах укладывают про-

Рис. 4.2. Схема ста­ ционарной стапельной площадки в профиль (а) и в плане (б), распо­

6сварочные агрегаты;

7площадка для скла­ дирования труб

дольные деревянные насадки из круглых бревен, скрепленных со сваями строительными скобами. Для предотвращения быстрого износа насадки покрывают полосовым железом толщиной 2-3 мм, Ширину горизонтальной части стапельной площадки опреде­ ляют в зависимости от числа одновременно обрабатываемых труб и обычно принимают равной 10-15 м. Ширину наклонной части определяют по условиям местности и заданному углу наклона, который обычно принимается равным 25-30 Длину стапельной площадки, зависящую от длины свариваемых плетей, принимают

обычно равной 150-200 м.

Временные стапельные площадки, расположенные вблизи или на месте перехода, можно устраивать параллельно или перпен­ дикулярно к урезу воды в зависимости от рельефа берега. Временная стапельная площадка представляет собой тщательно спланированную грунтовую поверхность, на которую укладывают перпендикулярно или параллельно урезу воды, в зависимости от расположения площадки, бревна или непригодные по прямому назначению трубы небольшого диаметра. Механизмы для обору­ дования временной стапельной площадки подбирают в соответ­ ствии с проектом производства работ.

Для удобства спуска на воду плетей трубопровода с отво­ дами при расположении стапеля вдоль берега на стапельной площадке приваривают отводы небольшой длины около 5 м. На­ ращивание отводом до их проектной длины обычно выполняют на плаву в створе перехода при помощи плавучей камеры. Корот­ кие отводы приваривают на стапеле к прямым участкам трубо­ провода при расположении отводов в горизонтальной плоскости. Отводы приваривают вблизи кромки наклонной части стапеля таким образом, чтобы они были направлены в сторону, противо­

выполняют в несколько этапов: поворотная сварка труб в сек­ ции из трех труб на стенде; сварка секций труб в плеть; сварка плетей в нитку трубопровода.

Поворотная сварка труб выполняется с применением свароч­ ного полуавтомата, а при малых объемах сварочных работ вручную. При строительстве переходов значительной протяжен­ ности сварку отдельных труб в трехтрубные секции выполняют на специальном стенде, состоящем из трех линий. При полу­ автоматической сварке труб на стенде работы ведутся следую­ щим образом:

для визуального контроля и приемки мастеру или прорабу. Все стыки должны быть также подвергнуты контролю гаммаили рентгеновскими лучами. При сварке трубопровода сварные стыки подвергаются: операционному контролю в процессе сборки и сварки; внешнему осмотру и замеру параметров сварных соеди­ нений; 100%-му контролю гамма- и рентгеновскими лучами.

4.3.ОЧИСТКА ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ И ИСПЫТАНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Окалина, сварочный грат, грунт и другие посторонние пред­ меты должны быть удалены из внутренней полости трубопровода. Очистка полости переходов через водные преграды производится путем пропуска эластичных поршней-разделителей следующим

заполнения водой для предварительного гидравлического ис­ пытания, или продувкой, осуществляемой до испытания пере­ ходов;

на нефтепроводах промывкой, осуществляемой в процессе заполнения трубопровода водой для гидравлического испытания переходов.

Промывка и продувка участков нефте- и продуктопроводов, проложенных на подводных переходах, допускается только при условиях, исключающих возможность всплытия трубопровода.

Гидравлическое испытание проводится с целью проверки трубопровода на прочность и герметичность. В соответствии с требованиями СНиП Ш-42-80 испытания трубопроводов подводных переходов газопроводов, нефте- и продуктопроводов через водные преграды и прилегающие прибрежные участки

с помощью подводно-технических средств. Испытание произво­ дится только гидравлическим способом. Давление при испытании на' прочность должно быть равно гарантированному трубным за­ водом испытательному давлению без учета осевого подпора, продолжительность испытания - 6 ч. Давление при испытании на герметичность должно быть равным рабочему, продолжитель­ ность испытания не менее 12 ч.

Второй этап после укладки, но до засыпки. Испыта­ ние нефте- и продуктопроводов должно производиться только гидравлическим способом, газопроводы могут испытываться гид­ равлическим или пневматическим способом. Давление при ис­ пытании на прочность гидравлическим способом должно быть в нижней точке равно гарантированному заводом испытательному давлению без учета осевого подпора, в верхней точке не менее 1,5 рабочего давления для трубопроводов категории 5 и 1,25

герметичность должно быть равным рабочему, продолжительность испытания - не менее 12 ч.

Третий этап - одновременно с прилегающими участками. Испытание нефте- и продуктопроводов должно производиться только гидравлическим способом, газопроводы могут испыты­ ваться гидравлическим или пневматическим способом. Продол­ жительность испытания на прочность 24 ч. При испытании гидравлическим способом давление в нижней точке должно быть равным гарантированному заводом испытательному давлению; для труб, уложенных на прилегающих участках, в верхней точке давление должно быть равным 1,25 рабочего, если прилегающие участки имеют I-II категорию, и должно быть равным 1,1 ра­ бочего, если прилегающие участки имеют III-IV категорию. При испытании пневматическим способом давление должно быть рав­ ным 1,1 рабочего. Давление при испытании на герметичность должно быть равным рабочему, продолжительность испытания - не менее 12 ч.

Гидравлическое испытание включает следующие основные работы:

изготовление (при необходимости), установку и снятие заглушек;

установку и снятие испытательной арматуры; непосредственно испытание трубопровода на прочность

и проверку его на герметичность.

При испытании трубопроводов используют плоские и сфери­ ческие заглушки, а также инвентарные узлы заводского изго­ товления с заглушками и арматурой. Инвентарный узел состоит из отрезка трубы длиной около 1 м того же диаметра, что и испытываемый трубопровод, с заглушкой и арматурой.

При всех способах испытания на прочность и герметичность для измерения должны применяться проверенные, опломбирован­ ные и имеющие паспорт дистанционные приборы или манометры класса точности не ниже 1 и с предельной шкалой на давле­ ние, равной около 4/3 от испытательного, устанавливаемые вне охранной зоны.

О производстве и результатах ючистки полости, а также испытаниях трубопроводов на прочность и проверке их на герметичность составляют соответствующие акты.

На первом этапе, осуществляемом на строительно-монтажной площадке после сварки плетей, но до их изоляции испытатель­ ное давление РИСп назначается равным заводскому Рмл> т.е. Рнсп ■ Лив. Плети трубопровода, во избежание образования -в них воздушных мешков, укладываются на лежки с продольным уклоном. Если по условиям местности это невозможно, то должны быть определены и зафиксированы все возвышенные мес­ та для последующей установки на них воздухоспускных кранов. При испытании на берегу сразу нескольких плетей трубопровода

"гребенкой” все плети укладываются параллельно на расстоя­ нии 3-5 м друг от друга и соединяются трубами диаметром 50100 мм на нижних по расположению концах (рис. 4.4). С по­ мощью напорного трубопровода испытываемые плети трубопро­ вода соединяются с наполнительным и опрессовочным агрега­ тами.

Для испытаний используют наполнительно-опрессовочный аг­ регат АНО 201, который смонтирован на двухосной тележке и имеет относительно небольшую массу - 2100 кг. При работе в режиме наполнения производительность АНО 201 составляет до 70 мэ/ч при давлении 4 МПа и 30 м3/ч - при давлении 6 МПа. При работе в режиме опрессовки агрегат АНО 201 имеет произ­ водительность 1,2 м3/ч и позволяет создать давление до 20 МПа. Для гидравлического испытания применяют также на­ полнительный агрегат АН-2 совместно с опрессовочным агрега­ том АО-2. Производительность агрегата АН-2 составляет 400 м3/ч при давлении 1,5 МПа. Производительность АО-2 равна 25 м3/ч при давлении 10 МПа.

На испытываемый участок трубопровода устанавливают не менее двух пружинных манометров. При испытании одной плети манометры устанавливаются на обоих ее концах, при испытании одновременно нескольких секций (плетей) один манометр уста­ навливается на низком конце первой плети, а второй - на высоком конце последней плети. Установка манометров произ­ водится в местах, наименее подверженных вибрации, или на вспомогательных дистанционных трубках. Манометры должны занимать вертикальное положение и быть доступными для ос­ мотра. Воздухоспускные краны устанавливаются на всех воз-

у

кладка; 4, 9 - задвижки; б - заг­ лушка; 7 - испытываемый трубопро­