Методы ремонта газопроводов с применением труб, бывших в эксплуатации
|
Скачать 310.3 Kb.
|
|
На правах рукописи Малков Александр Геннадьевич Методы ремонта газопроводов с применением труб, бывших в эксплуатации Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2009 Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ» Научный руководитель: доктор технических наук Решетников А.Д. Официальные оппоненты: доктор технических наук Черний В.П. кандидат технических наук Комаров Д.Н. Ведущее предприятие: ООО «Газпром трансгаз Ухта» Защита состоится « 14 » октября 2009 г. в ________ часов на заседании диссертационного совета Д 511.001.02 при ООО «Газпром ВНИИГАЗ» по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, поселок Развилка С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «Газпром ВНИИГАЗ». Автореферат диссертации разослан «___» ____________ 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук Курганова И.Н. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы Капитальный ремонт линейной части магистральных газопроводов (ЛЧМГ) является одной из наиболее важных задач обеспечения эксплуатационной надежности Единой системы газоснабжения (ЕСГ). За последнее десятилетие его ежегодные объемы увеличились в 5 раз. В настоящее время доля газопроводов, работающих на рабочих давлениях ниже проектных, достигает 14%. Основными методами ремонта ЛЧМГ являются масштабная переизоляция газопроводов; ремонт участков газопроводов, подверженных коррозии и стресс-коррозии; ремонт газопроводов, потерявших устойчивость и изменивших проектное положение. На основании результатов внутритрубной дефектоскопии и приборного обследования в шурфах ремонт выполняется с частичной или полной заменой труб. Принят дифференцированный подход к оценке дефектов и выбраковке труб на ремонтируемых участках газопроводов, часть из которых подлежит восстановлению в трассовых условиях и может использоваться повторно. Традиционные методы капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов в трассовых условиях имеют ограничения технологического и организационного характера, как по замене изоляции, так и при восстановлении стенки трубы. Увеличение объемов ремонтных работ, рост количества труб с дефектами, не подлежащими ремонту в трассовых условиях, требует решения вопроса восстановления труб в заводских условиях для повторного их использования. Назрела необходимость в разработке новых методов и технологий ремонта с использованием труб, бывших в эксплуатации и восстановленных в заводских условиях. Восстановление труб в заводских условиях имеет ряд преимуществ в сравнении с трассовыми при диагностике металла и сварных соединений труб, нанесению различных типов покрытий, уровню контроля их качества, проведения работ независимо от природно-климатических условий. Трубы являются основным материально-техническим ресурсом при ремонте газопроводов и возможность использования восстановленных в заводских условиях труб позволит снизить затраты на ремонт, повысить качество выполняемых работ, сократить сроки проведения работ. В этой связи разработка методов ремонта газопроводов с применением труб, бывших в эксплуатации, является актуальной задачей исследований. Целью диссертационной работы является разработка методов капитального ремонта ЛЧМГ с использованием труб, бывших в эксплуатации, направленных на повышения эффективности производства ремонтно-восстановительных работ. Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследования: - обоснование концепции проведения ремонта магистральных газопроводов с полной заменой труб и их восстановлением в заводских условиях; - разработка критериев оценки пригодности труб, бывших в эксплуатации, к повторному применению; - создание специальной металлосберегающей технологии производства работ при демонтаже трубопроводов и подготовке труб для восстановления; - разработка рекомендаций по использованию труб для магистральных газопроводов различных по режимам эксплуатации с оценкой эффективности их применения; - совершенствование методов и технологии проведения ремонта ЛЧМГ с использованием восстановленных труб в заводских условиях. Научная новизна. В результате исследований доказано, что метод ремонта ЛЧМГ с полной заменой труб и их восстановлением в заводских условиях должен стать определяющим при ремонте однониточных газопроводов и газопроводов – отводов, а так же участков магистральных газопроводов с выбраковкой труб при ремонте более 20%. Разработана концепция проведения капитального ремонта участков ЛЧМГ с полной заменой труб. Научно обосновано объединение отдельных факторов в единый интегральный критерий для принятия решений о проведении капитального ремонта с полной заменой труб. В результате проведенных исследований показано, что механические свойства трубных сталей практически не изменяются в процессе длительной эксплуатации. Анализ механических свойств трубных сталей в процессе длительной эксплуатации позволил обосновать основные критерии оценки пригодности труб к повторному применению, влияние деградации металла на процесс демонтажа, транспортировки и восстановления труб. Впервые разработана специальная металлосберегающая технология ремонта газопровода, позволяющая исключить деформацию трубы в зоне резки плети на отдельные трубы. Впервые разработан метод ремонта ЛЧМГ с использованием труб, бывших в эксплуатации, предусматривающий подготовку труб в трассовых условиях, их восстановление в заводских условиях и использование при проведении ремонтных работ. Разработаны рекомендации по дальнейшему использованию труб для различных по режимам эксплуатации участков магистральных газопроводов. Выполнена оценка эффективности ремонта ЛЧМГ с применением труб, бывших в эксплуатации. Основные защищаемые положения 1. Концепция проведения капитального ремонта газопровода с полной заменой труб и их восстановлением в заводских условиях. 2. Методика критериальной оценки пригодности труб, бывших в эксплуатации, для повторного применения. 3. Совершенствование методов ремонта трубопроводов, подготовка труб к ремонту по специальной металлосберегающей технологии в трассовых условиях. 4. Метод ремонта ЛЧМГ с применением труб, бывших в эксплуатации и восстановленных в заводских условиях Практическая значимость и реализация работы диссертационного исследования заключается в разработке технологий и нормативных материалов, регламентирующих организационно-технические мероприятия и технические решения для ремонта газопроводов с использованием труб, бывших в эксплуатации. Результаты работы легли в основу разработки нормативно технической документации по подготовке, ремонту и изоляции в заводских условиях труб, бывших в эксплуатации. СТО Газпром «Технические требования к трубам, бывшим в эксплуатации, отремонтированным в заводских условиях» и СТО Газпром «Инструкция по отбраковке, подготовке к ремонту в заводских условиях труб, бывших в эксплуатации», СТО Газпром «Планирование капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов». Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: - Международной научно-технической конференции «Совершенствование технологий и оборудования для замены покрытий при капитальном ремонте магистральных газопроводов» (г. Курган, 2006); Международной научно – технической конференции «Целостность и прогноз технического состояния газопроводов (Pitso-2007)». (г.Москва, 2007); Совещании руководителей линейно-эксплуатационных служб, дочерних обществ ОАО «Газпром» «Итоги работы газотранспортных обществ по эксплуатации линейной части магистральных газоконденсатопроводов и ГРС ОАО «Газпром» за 2007 год и задачи на 2008 год. Положительный опыт, проблемы», (г. Сургут 2008); Международной конференции «European Conference on Evaluation and Rehabilitation of Pipelines» (Prague, 2008). Публикации. По теме работы опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации. Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка. Она изложена на 147 стр. машинописного текста, содержит 32 рисунка и 31 таблицу. Библиографический список включает 67 наименований. Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертации научная и практическая значимость работы, приведена ее краткая аннотация, определена структура диссертации. Первая глава посвящена анализу отечественного и зарубежного опыта диагностики, методов и технологий капитального ремонта ЛЧМГ, сформулированы цель и задачи исследований. Решению проблем капитального ремонта магистральных газопроводов посвящены работы многих известных ученых, основы организации и технологии ремонта магистральных трубопроводов заложены трудами Б.В. Будзуляка, А.Г. Гумерова, А.М. Короленка, А.Д. Решетникова, В.В. Салюкова, В.В. Харионовского, Н.Х. Халлыева., и др., которые являются основополагающими в решении методологических вопросов, связанных с капитальным ремонтом магистральных газопроводов. Ремонт труб в трассовых условиях при проведении капитального ремонта ЛЧМГ является, как правило, менее затратным по сравнению с ремонтом труб в стационарных условиях, когда требуется демонтаж ремонтируемого участка ЛЧМГ. При замене покрытий в трассовых условиях работы ведутся на нитке газопровода, когда объект обработки – труба остается неподвижной, а обрабатывающий инструмент перемещается относительно обрабатываемой поверхности. При этом не требуется разрезка нитки на отдельные плети или трубы, их транспортировка для восстановления в стационарных условиях и обратно после восстановления, повторная сварка в нитку. Однако при проведении капитального ремонта ЛЧМГ в трассовых условиях имеют место существенные ограничения по применению современных технологий, неблагоприятные погодные условия требуют повышения затрат тепловой энергии или делают работу временно невозможной, некоторые технологии, в особенности, предусматривающие нанесение наиболее эффективных современных покрытий, могут быть реализованы только при положительных температурах окружающего воздуха. Диагностирование стенки в трассовых условиях проводится после предварительного удаления старого покрытия путем визуального контроля поверхности трубы и с применением приборных методов. Ограничение диагностирования только визуальным контролем следует считать недопустимым ввиду наличия на отдельных участках грунтовки старого покрытия и субъективности оценок исполнителями, затрудненности контроля в секторе 5…7 часов по ходу газа, а при ремонте в траншее – и на боковых поверхностях. Выявление трещин при использовании только визуального диагностирования тем более затруднительно. Необходимо учитывать специфику технологии и организации работ в траншее или на берме траншеи. В сложных природно-климатических условиях, например, на болотистой или обводненной местности работы с подъемом на берму траншеи могут быть единственно возможными. Исходя из существующей практики, продолжительность ремонта участка магистрального газопровода, однониточного распределительного газопровода или газопровода-отвода особенно в зимний период, как правило, жестко ограничены по срокам проведения работ (иногда несколькими часами). Ремонт выполняется на локальном участке, испытание трубопровода не проводится по причине временного и технологического фактора и, как следствие, газопровод вводится в эксплуатацию со сниженным разрешенным рабочим давлением. При ремонте труб в трассовых условиях, в отличие от заводских, затруднительно использование наиболее современных и производительных методов диагностирования и ремонта стенки трубы. В указанных условиях актуальным становится метод ремонта с полной заменой труб участка газопровода и их восстановлением в заводских условиях в сочетании с использованием технологии врезки под давлением. На основе анализа существующих средств диагностики, методов и технологий ремонта ЛЧМГ, применяемых технических средств разработана блок-схема алгоритма организации капитального ремонта магистральных газопроводов с использованием труб, бывших в эксплуатации (рис. 1).  Рис.1 Блок-схема алгоритма организации ремонта ЛЧМГ с использованием труб, бывших в эксплуатации Во второй главе приводятся результаты исследований методов и организации ремонта ЛЧМГ с использованием труб, бывших в эксплуатации. Обоснованы критерии оценки пригодности труб к повторному применению. Разработана концепция проведения ремонта с полной заменой труб и их восстановлением в заводских условиях, которая позволяет применить новые методы ремонта и значительно повысить эффективность и качество отремонтированных газопроводов. Несмотря на ежегодное увеличение объемов капитального ремонта на 30-50%, в целом по ОАО «Газпром» за период 2000-2008гг. протяженность однониточных распределительных газопроводов и газопроводов – отводов со сниженным рабочим давлением практически не изменилась (сокращение на 1,5%). Сокращение количества участков газопроводов большого диаметра (1020-1420мм) со сниженным рабочим давлением произошло в основном на многониточных системах, имеющих внутрисистемные перемычки и позволяющие осуществлять транспорт газа потребителям хотя и с некоторым уменьшением объемов. Наряду с этим анализ работы механизированного комплекса по нанесению полимерно-битумных мастик свидетельствует, что значительное время оборудование простаивает по причине диагностики и ремонта дефектов, а также неблагоприятных метеоусловий. Установлено, что если количество выбраковываемых труб превышает 20%, целесообразна полная переукладка труб участка газопровода с их ремонтом и переизоляцией в заводских условиях. Проведение ремонтных работ в ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» на трубопроводах диаметром 530-1020 мм, а это, как правило, распределительные газопроводы или газопроводы – отводы, основано на методе ремонта с прокладкой лупинга с последующим демонтажем действующего трубопровода. Наблюдается последовательное сокращение протяженности участков со сниженным рабочим давлением. Преимущества такого способа на отдельных участках многониточных систем (не имеющих перемычек) распределительных газопроводов и газопроводах – отводах очевидны. Прежде всего, это гарантированное качество ремонта стенки трубы и нанесения защитного покрытия. Отмечено, что затраты по нанесению покрытия в заводских условиях значительно ниже, чем для любых приемлемых по качеству покрытий трассового применения. Любые методы ремонта трассовой изоляции труб на протяженных участках менее качественные по сравнению с заводскими покрытиями. Решение задачи полного восстановления эксплуатационной надежности «старых» газопроводов возможно с использованием труб, бывших в эксплуатации и восстановленных в заводских условиях. В этом случае ремонт газопровода включает: - демонтаж дефектного участка; - ремонт труб и нанесение покрытия в заводских условиях; - восстановление участка из отремонтированных труб. По существу ремонт сводится к новому строительству, что значительно упрощает технологию и сокращает время производства работ. При решении задачи об использовании труб повторного применения возникает вопрос анализа механических свойств металла и возможного их снижения (деградации). Деградацию металла труб магистральных трубопроводов в процессе длительной эксплуатации следует рассматривать в рамках определения основных требований для возможности восстановления труб, а именно, допустимых воздействий (нагрузок) при демонтаже, транспортировке, удалению старой изоляции, диагностике, нанесению новых изоляционных покрытий на трубы и строительно-монтажных работах. Изменение механических свойств металла труб после длительной эксплуатации может оказывать влияние на уровень допустимых рабочих давлений. Состояние материала труб оценивали по различным, в т.ч. стандартным механическим свойствам (т, в, т/в, 5, KCV), требования к которым регламентируют нормативные документы на изготовление труб и проектирование магистральных трубопроводов. Признаки старения материала труб определяли по основным критериям, которые характеризуют это явление: увеличению предела текучести т и изменению отношения предела текучести к временному сопротивлению разрыву т/в. На основании результатов исследований деградацию металла труб магистральных трубопроводов в процессе длительной эксплуатации следует рассматривать в рамках определения основных показателей пригодности труб к повторному применению. Были разработаны критерии оценки пригодности (изменение механических свойств) труб, бывших в эксплуатации, которые представлены в таблице 1. Таблица 1 Критерии оценки пригодности труб, бывших в эксплуатации, к повторному применению
Свойственное деформационному старению преобразование стали в более прочный материал с пониженными характеристиками пластичности, сопротивления разрушению, повышенной температурой хрупкости стимулирует фактор старения металла в технологиях производства высокопрочных газонефтепроводных труб посредством соответствующей оценки способов их формообразования и применяемой стали. Механические свойства трубных сталей мало чувствительны к изменению в результате длительной эксплуатации трубопроводов, хотя в исследованиях наблюдается тенденция к повышению прочностных характеристик. В то же время большинство исследований ударной вязкости указывают на то, что длительная эксплуатация приводит к падению ударной вязкости особенно при отрицательных температурах. Выбор методов ремонта ЛЧМГ зависит от особенностей вывода ремонтируемого участка из эксплуатации, климатических условий, технико-экономических ограничений, количества и характеристик дефектов. Для принятия решения о проведении капитального ремонта с полной заменой труб участков газопроводов и последующего их восстановления в заводских условиях необходимо учитывать: - методы и результаты обследования и инспекции; - отсутствие резервирования газоснабжения на период ремонта; - увеличение в перспективе объемов подачи газа потребителям; - пониженное рабочее давление; - аварийность на участке газопровода и т.д. На основании анализа этих факторов был разработан метод принятия решений о капитальном ремонте, схема которого дана на рисунке 2. Назначение участков к проведению капитального ремонта с полной заменой труб   Распределительные и газопроводы-отводы Магистральные газопроводы (участок)  |
Похожие:
 |
Разработка и внедрение технологии ремонта магистральных газопроводов... Основные причины необходимости капитального ремонта трубопроводов |
 |
Инструкция по эксплуатации металлопластиковых (композитных) труб И только с созданием сложных композиционных труб, которые сумели соединить в себе достоинства полимерных и металлических труб и в... |
|
Инструкция по охране труда для слесаря по эксплуатации и ремонту... К самостоятельной работе слесарем по эксплуатации и ремонту подземных газопроводов и сооружений допускаются лица, не имеющие медицинских... |
|
Комплекс оборудования бестраншейной замены труб мпс 01, мпс 01. 1... Комплексы оборудования бестраншейной замены труб мпс01 и мпс01. 1(в дальнейшем комплексы) предназначены для замены старых канализационных... |
|
Руководство по эксплуатации промышленных дымовых и вентиляционных труб Руководство содержит общие положения и правила эксплуатации промышленных дымовых, вентиляционных труб и газоходов |
|
Профессиональный стандарт Подготовка устья скважины к проведению ремонтных работ в соответствии с характером ремонта и конструкцией колонны труб и штанг |
|
Техническое задание 1 на кр лч мг (указывается обобщенное наименование работ, услуг) Капитальный ремонт линейной части магистрального газопровода, выполнение комплекса работ по пневматическому испытанию газом участков... |
|
Тема 11. Основные положения по организации Занятие Система ремонта и технического обслуживания машин; Виды и методы ремонта и их сущность. Виды и периодичность технического... |
|
Инструкция по эксплуатации железобетонных и кирпичных дымовых труб... Инструкция предназначена для эксплуатационного персонала тепловых электростанций, а также организаций, осуществляющих обследования... |
|
МетодЫ оценки коррозионного состояния магистральных газопроводов... Д 511. 001. 02, созданного при ООО «Газпром вниигаз» по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка |
|
Правила технического обслуживания и ремонта линий кабельных, воздушных... ... |
|
Техническое задание 1 на кр лч (указывается обобщенное наименование работ, услуг) ... |
|
Инструкция по технологии ремонта мест повреждений заводских покрытий труб С до плюс 40С и температуре поверхности трубопроводов от плюс 5С до плюс 80С |
|
Техническое задание по экспертизе промышленной безопасности металлических... Рд 153-34. 0-21. 524-98 (утв. Рао "еэс россии" 30. 06. 1998), "Правила безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных... |
|
Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб*1 рд 03-610-03 Собрание законодательства Российской Федерации, 2001, n 15, ст. 1489, Правилами безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных... |
|
Эксплуатация газопроводов и оборудования микрорайона с котельной... Тема: Эксплуатация газопроводов и оборудования микрорайона с котельной и детальная разработка защиты газопроводов от электрохимической... |