Технология проведения работ по композитно муфтовому ремонту магистральных трубопроводов

Основы метода ремонта по композитно-муфтовой технологии

В основе метода лежит установка на участок трубопровода с дефектом композитно-муфтовой ремонтной конструкции, которая обеспечивает полное восстановление прочности и долговечности отремонтированного участка трубопровода до уровня бездефектной трубы при воздействии статических и циклических нагрузок.

Композитно-муфтовая ремонтная конструкция состоит из стальной муфты, сваренной из двух полумуфт, которая устанавливается на трубе по центру дефекта с кольцевым зазором от 6 мм до 40 мм. Большой допуск для кольцевого зазора позволяет ремонтировать трубопроводы с дефектами геометрии поперечного сечения и изгибом продольной оси. Концы кольцевого зазора заполняются затвердевающим в течение часа герметиком. Образовавшийся объем между трубой и муфтой заполняется композитным составом, затвердевающим до требуемой прочности в течение 24 часов.

На время проведения ремонтных работ по композитно-муфтовой технологии проходное давление в зоне дефекта должно быть снижено из соображений безопасности при обследовании дефектных участков, установке ремонтной конструкции и на время отверждения композитного состава, а также из условия восстановления несущей способности отремонтированного дефектного участка трубопровода до уровня бездефектной трубы. Муфты, используемые для ремонта дефектов трубы, могут устанавливаться на прямые трубы, на трубы с изгибом с радиусом изгиба не менее 1,5D_н.

Ремонтная муфта со сварным соединением полумуфт состоит из двух полумуфт, которые соединяются между собой сварными швами при монтаже муфты на трубопровод. При этом сама муфта к трубопроводу не приваривается. Боковые кромки обеих полумуфт имеют разделку под сварку

Рис 1. Ремонтная муфта со сварным соединением полумуфт

Технология ремонта обеспечивает возможность ремонта дефектов, в сочетании со следующими конструктивно-технологическими особенностями трубопровода:

на изгибах трубопровода (с минимальным радиусом изгиба R=1,5D_н);

при несоосности двух смежных сваренных труб с величиной смещения кромок до толщины стенки труб;

Источник

Технология

Транспортировка при высоких давлениях больших объемов такого экологически агрессивного продукта как нефть и газ, требует особого внимания к вопросам сохранения целостности магистральных трубопроводов, предупреждению отказов, аварий. Поэтому проблемы обеспечения надежности и безопасности нефтепроводной системы всегда были в центре внимания.

Возраст большинства магистральных трубопроводов в нашей стране составляет 30-35 лет и прогнозная вероятность аварий на трубопроводном транспорте может стать критической для экономики страны.

Ремонт магистральных трубопроводов производится двумя альтернативными способами:

1. Остановка перекачки по трубопроводу, вырезка аварийного участка трубы и установка катушки, либо полная замена трубопровода на новый.
2. Установка композитной муфты без остановки перекачки по трубопроводу.

НГП-Технологии является производителем и поставщиком композитных материалов («ПЭКМ-ГЕРМЕТ» и «ПЭКМ-ИЗОЛ»), а также композитных муфт (П1), предназначенных для ремонта магистральных нефте- и газопроводов в любых климатических условиях по композитно-муфтовой технологии без остановки перекачки продукта по трубопроводу.

Материалы, производства НГП-Технологии, для композитно-муфтовой технологии ремонта магистральных трубопроводов успешно используют следующие компании:

ОАО «АК «Транснефть»;

КТК (Каспийский Трубопроводный Консорциум);

ОАО «Газпром трансгаз Беларусь».

Многие нефтегазовые компании в настоящее время применяют метод ремонта трубопроводов, заключающийся в вырезке из трубопровода секции или участка секции (катушка) и заменой бездефектной катушкой.

Для применения метода замены катушек, Заказчику необходимо провести следующие мероприятия:

Для ремонта нефтепроводов:

• Проведение земляных работ (обустройство ремонтного котлована, устройство амбара для размещения откачиваемой нефти из нефтепровода и т.д.)
• Врезка вантузов в нефтепровод для его освобождения от нефти и ее закачке обратно после ремонтных работ;
• Остановка перекачки нефти по нефтепроводу и отключение участка;
• Откачка нефти из отключенного участка нефтепровода: в параллельный нефтепровод, в резервуары НПС, в передвижные емкости, в сборно-разборные резервуары и резинотканевые резервуары, в земляные амбары.
• Вырезка деталей или заменяемого участка безогневым методом или с использованием энергии взрыва;
• Герметизация внутренней полости трубопровода;
• Сварочно-монтажные работы по врезке новой катушки и контроль качества сварных соединений;
• Открытие задвижек, выпуск воздуха и заполнение нефтепровода нефтью;
• Изоляция врезанной катушки и засыпка ремонтного котлована.
• Рекультивация земель на месте проведения ремонтных работ и земляного амбара.

Для ремонта газопроводов:

Проводятся аналогичные по сложности работы, и также необходима остановка газопровода, либо установка временного байпаса.

Область применения композитно-муфтовой технологии

Технология композитно-муфтового ремонта предназначена для ремонта магистральных трубопроводов со следующими характеристиками:

• наружный диаметр труб от 219 мм до 1420 мм;
• толщина стенок труб от 4 мм до 29 мм;
• внутреннее давление до 14 МПа;
• режим работы – циклический, с количеством циклов нагружения внутренним давлением до 360 циклов/год;
• температура перекачиваемого продукта на участке, отремонтированном композитно-муфтовой ремонтной конструкций, от минус 2° С до плюс 60° С;
• сваренные электросваркой из прямошовных, спиральношовных и бесшовных труб;
• ремонтные работы проводятся при температуре окружающего воздуха от минус 30оС до плюс 40оС, при этом операция заполнения муфты композитным составом выполняется при температуре от плюс 4° С до плюс 40° С. Для обеспечения требуемого диапазона температур над местом ремонта устанавливается обогреваемое защитное укрытие палаточного типа.

Композитно-муфтовая ремонтная конструкция состоит из стальной муфты, сваренной из двух полумуфт, которая устанавливается на трубе по центру дефекта с кольцевым зазором от 6 мм до 40 мм. Допуск для кольцевого зазора позволяет ремонтировать трубопроводы с дефектами геометрии и изгибом продольной оси. Концы кольцевого зазора заполняются герметиком. Объем между трубой и муфтой заполняется композитным составом.

Решение о применение композитно-муфтовой технологии ремонта магистральных трубопроводов, принимается Заказчиком по результатам внутритрубной или внешней диагностики трубопроводов.

Согласно РД «Методы ремонта дефектов и дефектных секций действующих магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов» ОАО «АК «Транснефть», применение композитных муфт предусматривается при следующих дефектах трубопровода:

1. Потеря металла до 70 % от толщины стенки трубы;
2. Вмятина в сочетании с: потерей металла, механическим повреждением, трещиной, расслоением, дефектом сварного шва и т.д.;
3. Гофр в сочетании с: потерей металла, механическим повреждением, трещиной, расслоением, дефектом сварного шва и т.д.;
4. Уменьшение толщины стенки (технологическое) трубы на внешней или внутренней поверхности трубы;
5. Механическое повреждение типа «риска» на внешней или внутренней поверхности трубы;
6. Трещина на внешней или внутренней поверхности трубы;
7. Расслоение;
8. Включение (участок с включениями);
9. Трещина или аномалия в поперечном сварном шве;
10. Пора (скопление, цепочка пор), шлаковое включение, утяжина(вогнутость), подрез, смещение кромок в поперечном сварном шве;
11. Трещины, несплошность плоскостного типа, непровар, подрез в продольном сварном шве;

Источник

КОМПОЗИТНО-МУФТОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ (КМТ):

1 КОМПОЗИТНО-МУФТОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ (КМТ): материалы «ПЭКМ-ИЗОЛ», «ПЭКМ-ГЕРМЕТ»; сварные муфты П (495) (903)

2 Транспортировка при высоких давлениях больших объемов такого экологически агрессивного продукта как нефть и газ, требует особого внимания к вопросам сохранения целостности магистральных трубопроводов, предупреждению отказов, аварий. Поэтому проблемы обеспечения надежности и безопасности нефтепроводной системы всегда были в центре внимания. Возраст большинства магистральных трубопроводов в нашей стране составляет лет и прогнозная вероятность аварий на трубопроводном транспорте может стать критической для экономики страны. Ремонт магистральных трубопроводов производится двумя альтернативными способами: 1) Остановка перекачки по трубопроводу, вырезка аварийного участка трубы и установка катушки, либо полная замена трубопровода на новый. 2) Установка композитной муфты без остановки перекачки по трубопроводу. ЗАО «Стройновкомплект» является производителем и поставщиком композитных материалов («ПЭКМ-ГЕРМЕТ» и «ПЭКМ-ИЗОЛ»), а также композитных муфт (П1), предназначенных для ремонта магистральных нефте- и газопроводов в любых климатических условиях по композитно-муфтовой технологии без остановки перекачки продукта по трубопроводу.

3 Материалы, производства ЗАО «Стройновкомплект», для композитномуфтовой технологии ремонта магистральных трубопроводов успешно используют следующие компании: — ОАО «АК «Транснефть»; — КТК (Каспийский Трубопроводный Консорциум); — ПАО «Газпром». Преимущества композитно-муфтового ремонта: Проведение работ по установке композитной муфты проводится в трассовых условиях без остановки трубопровода. Установка композитной муфты дешевле в 4-5 раз, чем установка катушки; и в десятки раз дешевле, чем прокладка нового трубопровода. Гарантированный срок службы отремонтированного по композитномуфтовой технологии участка трубопровода составляет не менее 30 лет. Простота монтажа: бригада из 4-х человек устанавливает композитную муфту в среднем за 3,5 часа с использованием минимального количества инструмента и техники. Композитная муфта может быть составной и достигать длины 10,5 м для трубопроводов диаметром мм и 17,5 м для трубопроводов диаметром мм. Качество материалов производства ЗАО «Стройновкомплект» подтверждено испытаниями, проведенными дочерней компанией ОАО «АК «Транснефть» — ОАО ЦТД «Диаскан» на: Жизнеспособность, Усадку, Прочность и Долговечность.

4 Многие нефтегазовые компании в настоящее время применяют метод ремонта трубопроводов, заключающийся в вырезке из трубопровода секции или участка секции (катушка) и заменой бездефектной катушкой. Для применения метода замены катушек, Заказчику необходимо провести следующие мероприятия: 1) Для ремонта нефтепроводов: — Проведение земляных работ (обустройство ремонтного котлована, устройство амбара для размещения откачиваемой нефти из нефтепровода и т.д.) — Врезка вантузов в нефтепровод для его освобождения от нефти и ее закачке обратно после ремонтных работ; — Остановка перекачки нефти по нефтепроводу и отключение участка; — Откачка нефти из отключенного участка нефтепровода: в параллельный нефтепровод, в резервуары НПС, в передвижные емкости, в сборно-разборные резервуары и резинотканевые резервуары, в земляные амбары. — Вырезка деталей или заменяемого участка безогневым методом или с использованием энергии взрыва; — Герметизация внутренней полости трубопровода; — Сварочно-монтажные работы по врезке новой катушки и контроль качества сварных соединений; — Открытие задвижек, выпуск воздуха и заполнение нефтепровода нефтью; — Изоляция врезанной катушки и засыпка ремонтного котлована. — Рекультивация земель на месте проведения ремонтных работ и земляного амбара. 2) Для ремонта газопроводов: проводятся аналогичные по сложности работы, и также необходима остановка газопровода, либо установка временного байпаса. Применение композитно-муфтовой технологии ремонта трубопровода материалами ЗАО «Стройновкомплект» позволяет Заказчику не останавливать перекачку продукта по трубопроводу и избежать дорогостоящих работ по замене участка трубопровода.

5 Область применения композитно-муфтовой технологии ремонта магистральных трубопроводов. Технология композитно-муфтового ремонта предназначена для ремонта магистральных трубопроводов со следующими характеристиками: — наружный диаметр труб от 219 мм до 1420 мм; — толщина стенок труб от 4 мм до 29 мм; — внутреннее давление до 14 МПа; — режим работы циклический, с количеством циклов нагружения внутренним давлением до 360 циклов/год; — температура перекачиваемого продукта на участке, отремонтированном композитно-муфтовой ремонтной конструкций, от минус 2 С до плюс 60 С; — сваренные электросваркой из прямошовных, спиральношовных и бесшовных труб; — ремонтные работы проводятся при температуре окружающего воздуха от минус 30оС до плюс 40оС, при этом операция заполнения муфты композитным составом выполняется при температуре от плюс 4 С до плюс 40 С. Для обеспечения требуемого диапазона температур над местом ремонта устанавливается обогреваемое защитное укрытие палаточного типа.

6 Композитно-муфтовая ремонтная конструкция состоит из стальной муфты, сваренной из двух полумуфт, которая устанавливается на трубе по центру дефекта с кольцевым зазором от 6 мм до 40 мм. Допуск для кольцевого зазора позволяет ремонтировать трубопроводы с дефектами геометрии и изгибом продольной оси. Концы кольцевого зазора заполняются герметиком. Объем между трубой и муфтой заполняется композитным составом.

7 Решение о применение композитно-муфтовой технологии ремонта магистральных трубопроводов, принимается Заказчиком по результатам внутритрубной или внешней диагностики трубопроводов. Согласно РД «Методы ремонта дефектов и дефектных секций действующих магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов» ОАО «АК «Транснефть», применение композитных муфт предусматривается при следующих дефектах трубопровода: 1) Потеря металла до 70 % от толщины стенки трубы; 2) Вмятина в сочетании с: потерей металла, механическим повреждением, трещиной, расслоением, дефектом сварного шва и т.д.; 3) Гофр в сочетании с: потерей металла, механическим повреждением, трещиной, расслоением, дефектом сварного шва и т.д.; 4) Уменьшение толщины стенки (технологическое) трубы на внешней или внутренней поверхности трубы; 5) Механическое повреждение типа «риска» на внешней или внутренней поверхности трубы; 6) Трещина на внешней или внутренней поверхности трубы; 7) Расслоение; 8) Включение (участок с включениями); 9) Трещина или аномалия в поперечном сварном шве; 10) Пора (скопление, цепочка пор), шлаковое включение, утяжина(вогнутость), подрез, смещение кромок в поперечном сварном шве; 11) Трещины, несплошность плоскостного типа, непровар, подрез в продольном сварном шве; а также другие дефекты.

8 Стендовые испытания композитных материалов ЗАО «Стройновкомплект» Качество композитных материалов ЗАО «Стройновкомплект» («ПЭКМ-ГЕРМЕТ», «ПЭКМ-ИЗОЛ», муфта П1) подтверждены стендовыми испытаниями на прочность и долговечность, проведенными ОАО ЦТД «Диаскан» (дочернее общество ОАО «АК «Транснефть»). На данные испытания были представлены две трубы Ду720х9 из стали класса прочности К52 со следующими искусственно нанесенными дефектами: 1) «Продольная потеря металла с трещиной»: на внешнюю поверхность наносится искусственный дефект — продольная канавка вдоль оси трубы (имитация коррозионного дефекта) длиной 405 мм., шириной 14 мм., глубиной до 4,5 мм, (50 % номинальной толщины стенки). По дну канавки наносится пропил длинной 386 мм., глубиной до 6,9 мм. (69% от номинальной толщины стенки). 2) «Непровар в корне сварного шва»: в средней части трубы выполняется кольцевой сварной шов с дефектом 1355 мм (протяженностью 60 % от длины окружности трубы) и максимальной глубиной 6,2 мм (69 % от номинальной толщины стенки трубы). После установки композитной муфты, указанные образцы прошли квазистатические испытания (с максимальной величиной давления 8,05 МПа) и циклические испытания, воспроизводящие максимальные условия эксплуатации трубопровода: 1) Максимальная величина давления 7,0 МПа 2) Минимальная величина давления 0,7 МПа 3) Максимальная величина изгибающего момента 757 кнхм 4) Минимальная величина изгибающего момента 631 кнхм 5) Количество циклов нагружения Проведенные испытания показали, что композитная муфта ЗАО «Стройновкомплект» разгружает трубу в зоне дефекта и тем самым повышает ее прочность и долговечность на срок не менее 30 лет, что является службы новой трубы. аналогичным сроку

9 Проведение стендовых испытаний ОАО ЦТД «Диаскан».

10 Материалы, применяемые для ремонта по композитно-муфтовой технологии 1) ПЭКМ-ГЕРМЕТ — ТУ Трехкомпонентный герметизирующий состав марки «ПЭКМ-ГЕРМЕТ» предназначен для использования в качестве отверждающегося герметизирующего материала. Материал имеет следующие технические характеристики: 1) Внешний вид композиции: компонент А маслянистая прозрачная жидкость; компонент Б прозрачная низковязкая жидкость; компонент В порошкообразный наполнитель. 2) Жизнеспособность при температуре испытаний 23±2С минут. 3) Время отверждения при температуре испытаний 23±2С минут 4) Максимальное напряжение при сжатии не менее 50,0 МПа. 5) Прочность при сдвиге не менее 3,0 МПа. 6) Модуль упругости при сжатии не менее 0,5ГПа.

11 Материалы, применяемые для ремонта по композитно-муфтовой технологии 2) «ПЭКМ-ИЗОЛ» -ТУ Трехкомпонентный заливочный композиционнный материал имеет следующие технические характеристики: 1) Внешний вид композиции: компонент А маслянистая прозрачная жидкость; компонент Б прозрачная низковязкая жидкость; компонент В порошкообразный наполнитель 2) Жизнеспособность при температуре испытаний 23±2С не менее 60 минут. 3) Показатель текучести при температуре испытаний 23±2С не менее 100 мм. 4) Прочность при отрыве не менее 6 МПа. 5) Максимальное напряжение при сжатии не менее 70,0 МПа 6)Прочность при сдвиге не менее 3,0 МПа 7)Модуль упругости при сжатии не менее 1 ГПа.

12 Материалы, применяемые для ремонта по композитно-муфтовой технологии 3) Композитные муфты П-1 предназначены для выборочного ремонта дефектных участков магистральных нефтепроводов. Для ремонта трубопроводов диаметром мм применяются муфты длиной: 1000 мм, 1500 мм, 2000 мм, 2500 мм, 3000 м, 3500 мм; трубопроводов диаметром мм применяются муфты длиной: 500 мм, 750 мм, 1000 мм, 1250 мм, 1500 мм, 1750 мм, 2000 мм, 2250 мм, 2500 мм, 2750 мм, 3000 мм, 3250 мм, 3500 мм. Опытная бригада ремонтников в составе 4 5 человек осуществляет установку конструкции в течении 17 часов. В случае, если длина требуемой для ремонта муфты превышает 3500 мм, то применяют сварную составную муфту, состоящую из нескольких муфт, расположенных встык друг с другом и соединенных между собой кольцевым сварным швом. Длина составной муфты может достигать 10,5 м для трубопроводов диаметром мм и 17,5 м для трубопроводов диаметром мм.

13 Технологические операции, выполняемые при установке Композитных муфт. 1) Дробеструйная обработка поверхности трубопровода в зоне установки муфты и внутренних поверхностей ремонтных полумуфт. 2) Сборка и сварка ремонтной конструкции (муфта П1) на трубопроводе.

14 3) Регулировка кольцевого зазора между трубой и муфтой проводится установочными болтами с учетом геометрии трубы. 4) Приготовление герметика и герметизация краев кольцевого зазора муфты

15 5) Приготовление композитного состава. В зависимости от его количества, используют миксер с механическим приводом или ручное перемешивающее устройство. 6) Заполнение композитным составом кольцевого зазора муфты с помощью нагнетательного насоса с приемочным бункером. 7) После отвержения композитного материала с помощью шлифовальной машинки срезаются заподлицо входные и выходные патрубки, контрольные и установочные болты.

16 Наши Заказчики 1) Дочерние общества ОАО «АК «Транснефть»: — ООО «Транснефть Балтика» — АО «Транснефть Верхняя Волга» — ООО «Транснефть Восток» — АО «Транснефть Дружба» — АО «Транснефть Приволга» — АО «Транснефть Сибирь» — АО «Транснефть Север» — АО «Транснефть Западная Сибирь» — АО «Транснефть — Урал» — АО «Транснефть Центральная Сибирь» — АО «Черномортранснефть» — АО «Юго-Запад транснефтепродукт» 2) Дочерние общества ПАО «Газпром»: — ОАО «Газпром трансгаз Беларусь» 3) ОАО «Гомельтранснефть Дружба» 4) КТК (Каспийский Трубопроводный Консорциум) 5) Подрядные организации: — ООО «Газпромизоляция» — ООО «Газпромтрубопроводстрой» — ООО «ИНПП «ВНИИСТ Подолье» — ООО «ТРУБОПРОВОДСТРОЙ»

Источник