Технология ремонта газопровода труба в трубе



Труба в трубе без разрушения

Недорогой ремонт трубопроводов с минимальными техническими сложностями — главное преимущество метода «труба в трубе без разрушения». При таком ремонте новая труба из полиэтиленового материала протаскивается в старую трубу, и образующуюся кольцевую щель заполняют цементно-песчаным раствором. Такая технология приводит к уменьшению диаметра старой трубы, но повышает гидравлическую пропускную способность трубопровода.

Другие названия метода: Футеровка протягиванием / Релайнинг / Slipline.

Технология «труба в трубе без разрушения»

Методом «труба в трубе без разрушения» проводится ремонт существующих повреждённых трубопроводов путём протягивания в них полиэтиленовых (ПЭ) труб короткими и/или длинными отрезками. Предварительно старая труба очищается от коррозийных отложений и грязи.

ПЭ труба протаскивается в существующий трубопровод при помощи сцепного устройства и лебёдки; тяговая сила которой строго контролируется; для уменьшения трения используются специальные приспособления.

После протаскивания ПЭ трубы пространство между новой и старой трубой заполняется раствором. Возникающее при этом уменьшение диаметра компенсируется за счёт отличных гидравлических параметров новой трубы.

Отличительные свойства метода «труба в трубе без разрушения»

• Технология применима к трубам, неспособным нести статическую нагрузку;
• Отсутствие деформации полиэтиленовых материалов;
• Отсутствие тепловой нагрузки;
• Отсутствие дополнительного напряжения при растяжении;
• Коррозионная стойкость;
• Гладкая поверхность ПЭ трубы значительно сокращает сопротивление в течение длительного времени и повышает гидравлическую пропускную способность трубопровода.

Преимущества метода «труба в трубе без разрушения»

• Минимальные технические сложности;
• Не нарушается движение транспорта, то есть возможно применение данного метода в условиях плотной городской застройки;
• Возможность использования в нестабильных грунтовых условиях;
• Меньший риск повреждения существующих коммуникаций по сравнению с открытыми способами ремонта трубопроводов;
• Минимальная разработка грунта при реконструкции сетей и сооружений;
• Не загрязняет окружающую среду.

Технические параметры метода «труба в трубе без разрушения»

Данная технология может применяться ко ;всем стандартным трубам; при этом диаметр старого трубопровода должен быть на 10-15 % больше. Вновь проложенный трубопровод выдерживает внутреннее давление до PN 16.

Источник

Технология ремонта трубопроводов без вскрытия грунта

Главная страница » Технология ремонта трубопроводов без вскрытия грунта

Интересный метод восстановления повреждённых труб (канализации, ливневых стоков и других) был придуман в 70-80 годах 20 века инженерами Европы, Японии, Америки. Технология ремонта носит название «CIPP — Cured-in-place pipe», что в близком переводе означает – «ремонт труб на месте». Техника восстановления канализационных и других труб на месте без вскрытия грунта действительно видится уникальной методикой. Однако этот метод представляется достаточно опасным для здоровья людей и окружающей среды. Возможно, поэтому технология Cured-in-place pipe – ремонт трубопроводов на месте, не нашла широкого применения в России.

Что такое Cured-in-place pipe (CIPP)

Реабилитация, восстановление, вулканизация повреждённых сетевых трубопроводов разного назначения – это метод, который всегда рассматривался в Европе и США одним из практичных, наиболее эффективных, популярных.

Ремонт трубопровода промышленных стоков при помощи простой, но эффективной технологии горячей вулканизации труб непосредственно на месте

Так называемая бестраншейная технология ремонта магистральных трубопроводов по сей день успешно применяется на Западе для реконструкции повреждённых рукавов диаметром 0,1 – 2,8 м. Чаще всего методика восстановления повреждённых участков используется:

• на водопроводных магистралях,
• в системах ливневой канализации,
• на газовых магистралях,
• на трубопроводах химического назначения.

Система реконструкции труб без вскрытия асфальта, плитки, брусчатки, поддерживает несколько вариантов организации работ. Технология обеспечивает получение на ремонтном участке трубных стенок разной толщины в зависимости от конкретных потребностей.

Но вместе с тем, методика вулканизации — Cured-in-place pipe предъявляет определённый набор требований, которые необходимо соблюдать в процессе исполнения работ.

Технологический принцип ремонта труб по CIPP

Главным рабочим элементом методики CIPP выступает трубчатая вставка (вкладыш). Этот элемент делается на основе различных материалов:

Основное требование к материалу вкладыша – он должен иметь пористую структуру, способную пропитываться эпоксидной (полиэфирной) смолой.

Вот так — простым внедрением вкладыша на участке повреждённого трубопровода, выполняется полная реконструкция повреждённой структуры. Сохраняются все свойства и технические параметры

Такой вкладыш, предварительно пропитанный эпоксидной смолой, внедряется внутрь поврежденной трубы. Процесс внедрения обычно выполняется через верхнюю точку доступа (сервисный люк или раскопанный участок грунта незначительной площади).

Работа с трубчатой вставкой

Подвижка трубчатой вставки (вкладыша) осуществляется за счёт давления воздухом или водой, взятых от внешних источников (сосудов, компрессоров).

Процесс отверждения эпоксидной (полиэфирной) смолы активируется горячей водой, паром или ультрафиолетовым излучением. Так образуется герметичная, бесшовная, коррозионно-стойкая ремонтная вставка.

На трубах больших диаметров повреждённые стенки восстанавливаются изнутри с помощью роботизированных устройств. Иногда работы ведутся ручным способом.

Меньшие диаметры труб (до 100 мм) можно обрабатывать дистанционно, при помощи небольших приспособлений для восстановления, предназначенных под трубопроводы малого диаметра.

Схема ремонта по технологии cipp: 1 — воздушный компрессор; 2 — паровой котёл; 3 — инверсионный барабан; 4 — поток пара и воздуха

Технический люк, вырезанный для производства работ, запечатывается материалами, специально разработанными под технологию CIPP.

Вулканизационная химия для ремонта труб

Как правило, в качестве вулканизационной химии используются два вида пропитывающих составов:

1. Полиэфирные смолы (для восстановления магистральных трубопроводов).
2. Эпоксидные смолы (под ремонт отводных участков централизованных линий).

Поскольку все виды смол обладают (в той или иной степени) свойствами усадки, их достаточно сложно применять в системах канализации. Канализационные сети обычно имеют значительные жировые, масляные отложения на стенках внутри труб.

За счёт такой смазки, между вкладкой CIPP и корпусом ремонтной трубы неизбежно образуется кольцевое пространство. В таких случаях применяются дополнительные меры, что несколько усложняет ремонтный процесс.

Герметизация кольцевого пространства и проверка

Вообще-то кольцевое пространство образуется в любом случае применения технологии вулканизации труб на месте (Cured-in-place pipe). Просто в разных условиях каждой отдельной инсталляции образуется кольцевое пространство разного объёма.

Вид ремонтного трубопровода на срезе: 1 — надувной пузырь; 2 — существующий трубопровод; 3 — материал внутренней облицовки

Имеется несколько путей герметизации кольцевого пространства:

• использование гидрофильных материалов,
• футеровка места соединения прокладками,
• точечное уплотнение по срезам главной трубы и по боковинам.

Традиционно ремонтируемые участки труб проверялись на степень проницаемости закрытыми камерами внутреннего видео-наблюдения (CCTV).

Однако в настоящее время рекомендуются для проверки более совершенные устройства – фокусируемые электроды утечки (FELL).

Преимущественные стороны CIPP технологии

Главное преимущество бестраншейной технологии ремонта трубопроводов – здесь, как правило, не требуется вести раскопки, чтобы добраться до повреждённого участка.

Правда, иногда конструктивные особенности магистралей заставляют выполнять раскопки (не более 1,5 м в диаметре). Но чаще ремонтная гильза внедряется через сервисный люк либо иную точку доступа.

Большинство случаев производства работ по горячей вулканизации на системах канализации и ливнёвки позволяют выполнять все необходимые действия через сервисные люки

Ремонтный вкладыш протягивается непосредственно к месту ремонта сразу после смачивания смолой. Ремонт боковых соединений канализационных линий также возможен без раскопок.

Исполнение работ по реконструкции боковых линий осуществляется с помощью дистанционного управляемого устройства. Таким устройством сверлится отверстие в прокладке, в точке бокового соединения.

Горячая вулканизация трубопроводов по технологии CIPP (Cured-in-place pipe) в конечном итоге даёт результат в виде гладкого ровного интерьера, без формирования швов.

Наконец, метод позволяет ремонтировать участки трубопроводов, уложенных изгибами. Поэтому способ ремонта с малыми организационными издержками остаётся пока что самым эффективным из всех существующих.

Недостатки вулканизации труб на месте

За исключением широко распространенных размерных шаблонов, трубчатые вкладыши обычно изготавливаются специально под каждый новый ремонт. Применение CIPP требует организации обходного потока для ремонтного участка на время инсталляции вкладыша.

Отверждение смол может занимать по времени 1 — 30 часов, в зависимости от диаметра трубы и применяемой техники отверждения (пар, вода, ультрафиолет).

Внутренняя область трубопровода должна быть полностью свободна от препятствий. Окончательный результат горячей вулканизации тру тщательно проверяется.

Примерно так выглядит результат проверки выполненной работы по восстановлению, полученный с помощью видеокамеры. Здесь проверка показала безупречное качество

Стоимость применения технологии Cured-in-place pipe, примерно, сопоставима ​​с аналогичными методами:

• торкрет-бетон (shotcrete),
• термоформованная труба (thermoformed pipe),
• закрытый трубный фитинг (close-fit pipe),
• спиральная труба (spiral wound pipe).

Одним из выраженных недостатков технологии горячей вулканизации видится остаток химических веществ, используемых в процессе реакции, необходимой для восстановления труб. Эти химические вещества опасны для здоровья и окружающей среды.

Материал, традиционно применяемый под изготовление гильзы для стандартного размера диаметра труб — это обычно войлок. Сделанная из войлока гильза с трудом проходит трубные изгибы, морщинится, нередко застревает в области скруглённых углов.

После завершения работ требуется чистка внутренней области ремонтного участка методом гидроструйной обработки под высоким давлением.

Видео пример использования технологии ремонта

Видеороликом ниже демонстрируется технология описанного ремонта. Визуальный модельный просмотр позволяет более чётко понять принципиальный подход к решению задачи, прежде чем эта задача будет реализована на практике:

Источник

Ремонт трубопроводов методом «труба в трубе»

Учитывая имеющиеся недостатки жестких металлических, полиэтиленовых и эластичных труб при ремонте трубопроводов по методу «труба в трубе», предлагается использовать в каче­стве ремонтных труб гибкие металлические рукава (ГМР) свар­ной конструкции (рисунок ниже), сваренные в «плеть» и образующие гибкие металлические трубопроводы (ГМТ) необходимой длины (рисунок ниже).

Применение для ремонта трубопровода сваренных в «плеть» гибких высокопрочных металлических рукавов позволяет быст­ро и без дополнительного оборудования произвести протаскива­ние рукава в трубу, сматывая его, например, с бобины, бараба­на, и дает перед другими известными способами следующие преимущества:

1. исключается необходимость в прижатии его к стенкам тру­бы либо в заполнении межтрубного пространства затвердеваю­щими композициями (например цементным гелем), поскольку такой рукав сам имеет возможность воспринимать внутреннее давление транспортируемой рабочей среды;

Рукав сварной конструкции

Гибкий металлический трубопровод

1 — ГМР; 2 — гофрированная оболочка; 3 — проволочная оплетка; 4 — концевая арматура

2. значительно упрощается и ускоряется способ ремонта;

3. появляется возможность ремонта высоконапорных трубо­проводов;

4. появляется возможность увеличить расстояние от места повреждения до мест начала и конца протаскивания ГМТ из-за их большой осевой и радиальной прочности;

5. уменьшается величина котлованов, необходимых для про­таскивания и приварки ГМТ к ремонтируемому трубопроводу из-за малой допустимой величины радиуса их изгиба, что очень важно при производстве ремонтных работ в стесненных город­ских условиях, в мерзлых грунтах, болотистой и горной мест­ностях;

6. снижаются сроки ремонта трубопроводов за счет резкого снижения количества манипуляций, совершаемых с ГМТ при его монтаже в ремонтируемую трубу в экстремальных природных и техногенных условиях, а также исключения дополнительных устройств, обеспечивающих эти манипуляции;

7. при благоприятных условиях возникает возможность:

■ изъятия ГМТ из ремонтируемого участка трубопровода;

■ ремонта трубопровода одним из известных способов;

■ при положительных результатах ревизии вынутого ГМТ — возможность повторного его использования для ремонта.

Это и делает предлагаемый способ привлекательным для производства ремонтных работ, особенно срочных.

Технология ремонта по методу «труба в трубе» следующая (рисунок ниже).

В качестве ремонтной трубы используют герметичный высо­копрочный металлический трубопровод 1, представляющий со­бой гибкую гофрированную оболочку 2 с предохранительной силовой оплеткой 3. Характерным признаком рукава 1 является высокая несущая способность, он обладает достаточной кольце­вой прочностью (до 5 МПа), что дает ему возможность выдер­живать наружное давление грунта, воздействию которого он может быть подвергнут при его попадании в сквозное поврежде­ние трубопровода, а также выдерживать внутреннее рабочее давление. Другим характерным признаком такого трубопровода является гибкость, позволяющая производить предварительную его намотку на отдельную бобину с последующей транспорти­ровкой бобины к месту ремонта.

По обеим сторонам ремонтируемого участка трубы 5 отрыва­ют котлованы 6 и вскрывают трубопровод по длине L, опреде­ляемой из условия допускаемого радиуса R изгиба рукава (обычно R > 5d, где d — диаметр протаскиваемого гибкого тру­бопровода). При необходимости внутреннюю поверхность рукава очищают от отложений и ржавчины любыми известными спо­собами. Далее через трубопровод 5 пропускают трос 7, который одним концом закрепляют к съемной головке 8, а второй его конец присоединяют к тяговому устройству, например лебедке. Тяговым устройством при помощи троса 7 гибкий трубопровод 1 меньшего диаметра протаскивают внутрь трубопровода 5, сма­тывая его с бобины (на схеме не показано). При этом оплетка 3, кроме всего прочего, надежно защищает гофрированную обо­лочку от возможных повреждений при трении о стенки трубо­провода 5 в момент протаскивания. Способ позволяет также на практике применить использование отдельных предварительно подготовленных плетей трубопровода с суммарной длиной, рав­ной длине ремонтируемого участка трубопровода, с последую­щим соединением их известными методами по мере втягивания в ремонтируемый трубопровод.

Схема ремонта трубопровода методом «труба в трубе»

С целью снятия недопустимых осевых нагрузок на ремонти­руемый трубопровод необходимо концевые участки разрушенной части трубопровода жестко соединить с концевыми участками неразрушенной части ремонтируемой трубы. Чтобы не повредить ГМТ о неровные края ремонтируемого трубопровода, проводят обработку кромок ручным слесарным инструментом или шлиф-машинкой.

Для исключения низкопроизводительной операции — подго­товки кромки ремонтируемого трубопровода — защиту внешней поверхности протаскиваемой трубы предлагается производить путем установки защитного футляра на кромки ремонтируемого трубопровода. Футляр представляет собой устройство, со­стоящее из двух коаксиально соединенных основаниями цилин­дров 1, надеваемое на концы ремонтируемого трубопровода с натягом или прижимаемое к наружной поверхности трубопрово­да хомутом 2 (рисунок ниже).

Футляр для малых (а) и больших (б) диаметров

При ремонте трубопроводов больших диаметров с целью снижения габаритов футляров они выполняются в виде листов из эластичного материала, что особенно удобно при их транс­портировке и хранении. В этом случае лист вставляется в ре­монтируемый трубопровод и прижимается к внутренней поверх­ности трубопровода распорным кольцом 3, затем лист загибает­ся, прижимается и закрепляется на наружной поверхности ремон­тируемого трубопровода хомутом 2. Причем со стороны приема вставляемой трубы футляр может не крепиться к внутренней по­верхности ремонтируемого трубопровода.

Использование предлагаемых футляров эффективно при пол­ном разрыве трубопроводов, особенно подводных переходов.

Источник

Технология ремонта магистральных газопроводов

Современная сеть магистральных трубопроводов (более 150 тыс. км газопроводов и 50 тыс. км нефтепроводов) обусловлена значительной протяженностью, большими диаметрам, значительным сроком службы и высоким эксплуатационным давлением. С точки зрения эксплуатационной надежности и промышленной безопасности к трубопроводным магистралям предъявляют высокие требования, в связи с тем, что пути сообщения пересекают железные и шоссейные дороги, проходят в густонаселенных районах, а также через реки, каналы и т.п.

Самой важной причиной, влияющей на эксплуатационную надежность трубопровода, является процесс старения магистральных газопроводов. На процесс старения магистральных газопроводов могут влиять различные факторы: уровень проектных работ, коррозия металла труб (внешняя и внутренняя), нарушение правил технической эксплуатации, возрастной фактор и прочее. Как следствие влияние указанных факторов – возникновение аварийных ситуаций, которые приводят к огромным финансовым затратам.

Исследование и разработка современной технологии и комплекса технических средств, позволяющих сократить сроки ремонта линейной части магистральных газопроводов при высоком качестве работ, важная и актуальная задача. Анализ показывает, что отказы на магистральных газопроводах с большим возрастом эксплуатации в основном связаны с коррозией металла труб по причине выхода из строя изоляционных покрытий.
Наружная коррозия — 30, 2 %
Механические повреждения – 19 %
Стресс-коррозия — 22,5 %
Строительно-монтажные работы — 21,9 %
Некачественная запорная арматура, обратные клапаны, задвижки – также являются причиной отказов на магистралях.

Существует несколько технологических схем капитального ремонта газопроводов:
— ремонт трубопровода в траншее с подкопкой под трубу;
— ремонт трубопровода с подъемом и укладкой его на берме траншеи;
— ремонт трубопровода на берме траншеи с разрезкой трубы;
— ремонт трубопровода с подъемом и укладкой на лежки в траншее;
— ремонт трубопровода с прокладкой новой нитки параллельно действующему трубопроводу.

Сравнение технологических схем ремонта трубопровода показало, что ни одна из пяти схем на современном этапе не отвечает полностью критериям эффективного ремонта линейной части магистральных газопроводов. В этой связи задача создания новой технологической схемы капитального ремонта магистральных газопроводов, которая отвечала бы всем критериям, чтобы при минимальных затратах и за короткие сроки качественно отремонтировать участок газопровода и обеспечить гарантированные сроки эксплуатации была крайне актуальной. При этом основные требования следующие:
— индустриализация технических решений;
— комплексная механизация;
— применение поточного метода производства организации работ;
— производительность и высокое качество работ;
— синхронизация основных и специальных видов работ;
— минимизация дополнительных напряжений, возникающих в процессе производства работ.

С учетом этих особенностей и требований к ремонту газопроводов в современных условиях была предложена технология ремонта газопроводов в траншее с сохранением его пространственного положения. Для данной технологии были разработаны уникальные технические средства, которые позволяют сохранять газопровод в исходном положении при проведении ремонтных работ.

Исследования и опыт показали, что в современных условиях особое место при выборе технологической схемы ремонта занимает минимизация дополнительных напряжений в трубопроводе, возникающих в процессе производства работ. В связи с этим, в технологической схеме при совмещенном методе должно быть правильно расставлено технологическое оборудование. Расстановка выполняется из расчета, чтобы:
— механические напряжения в оболочке трубопровода при действии изгиба и растяжения от машин, кранов и собственного веса трубы были в упругой области;
— не происходило перегрузки поддерживающих механизмов;
— были выдержаны технологические расстояния между очистной и изоляционными машинами, а также между изоляционной машиной и точкой прикосновения трубы с грунтом.

Источник