Диссертация (Разработка технологии ремонта газопроводов в условиях интенсивного теплоотвода), страница 5

При ветре более 5,0 м/с, атакже при выпадении осадков производить сварочные работы следует винвентарных укрытиях.28Температура природного газа изменяется от 0°С в конце участка до 50° Сна выходе компрессорной станции. Рекомендуемые скорости потока вмагистральных газопроводах находятся в диапазоне 5-25 м/с. Рабочее давлениегаза обычно находится в диапозоне от 1,2МПа до 9,8 МПа, однакосовременная подводная прокладка газопроводов расширяет его до 25 Мпа[10].Сварку-наплавку заполняющих слоев выборки овальной, круглой илипрямолинейной формы следует производить узкими валиками (стрингернымишвами) по встречно-симметричной схеме, как показано на Рис. 1.5.Направление швов в каждом последующем слое должно быть противоположнопредыдущему.а)б)Рис.

1.5. Рекомендуемая последовательность и направление слоев шва присварке-наплавке выборки круглой и овальной (а) и прямолинейной (б) формыСварка-наплавка (заварка) дефектного участка должна выполняться безперерывов одним сварщикомспооперационным внешнимконтролемвыполнения каждого слоя шва включающим:– Внешний осмотр качества выполнения каждого слоя шва на отсутствиедефектов. Видимые дефекты швов должны своевременно устраняться.29– Зачистка каждого слоя шва, а также после завершения сварки облицовочногослоя и прилегающей к нему поверхности трубы на расстоянии не менее 10 ммдолжны от шлака и брызг наплавленного металла механическим способомшлифмашинками.Допускается сварку-наплавку выборки дефектного участка длиной до 300мм выполнять за один этап, длиной свыше 300 до 500 мм − за два этапа, длинойот 500 до 750 мм − за три этапа, при этом дефектный участок условноразбивается на равные части, включая участки выхода выборки на наружнуюповерхность.При ремонте ремонта заваркой внутренних несквозных дефектовкольцевых и продольных сварных швов сварка первого, последующихзаполняющих и облицовочного слоев шва должна выполняться за один проходпо всей длине выборки.При ремонте сварными муфтами дефектов труб и сварных швов участковгазопроводов, в том числе под давлением газа сварку угловых швов кольцевыхнахлесточных соединений муфт или колец с ремонтным участком газопроводас целью снижения тепловложений в основной металл и исключения прожогастенки ремонтного участка газопровода следует выполнять в следующейпоследовательности (Рис.

1.6):- наплавка трех (четырех) параллельных валиков на поверхность полногопериметра газопровода ниточными швами с глубиной проплавления не более2,4 мм, при этом ширина наплавленных валиков должна составлять не менее1,4 толщины стенки газопровода;- наплавка при необходимости второго слоя валиков для достижениянеобходимого зазора сварки первого (корневого) слоя шва;- сварка первого (корневого) слоя шва;- сварка заполняющих и облицовочных слоев шва.30Рис.

1.6. Последовательность сварки кольцевых угловых швов муфт иэлементов (колец) с ремонтным участком газопровода. SM, SK, ST –соответственно толщины стенки муфты, кольца, ремонтного участкагазопроводаПосле проведённого ремонта дефектного участка газопровода согласноСТО Газпром обеспечение требуемого уровня качества металла зоны ремонтаопределяется следующими нормативными требованиями к её механическимсвойствам:- временного сопротивления разрыву при испытаниях на статическоерастяжение не ниже нормативного значения временного сопротивленияразрыву основного металла труб, установленного по ТУ на ремонтируемыетрубы;- угол изгиба при испытаниях на статический изгиб, определяемый как среднееарифметическое значение по результатам испытаний, должен быть не менее120°, при этом минимальное значение угла изгиба должно быть не менее 100°;- ударная вязкость по металлу шва и ЗТВ при испытаниях на ударный изгиб притемпературе -40 0С должна быть не менее значений, установленных в СНиП2.05.06.85 (СП 36.13330.2012) (Таблица 1.9);- твердость металла шва и зоны термического влияния сварных соединенийдолжна быть не более 350 HV10 ( 395 HV10 в соответствии СТО Газпром 2-2.2137-2007).31Таким образом, на основании выполненного анализа можно сделатьследующие выводы:В зависимости от вида дефекта габаритные размеры выборки зоныремонта несквозных дефектов существенно изменяются от 20 мм до 650 мм имогут иметь круглую, прямолинейную или овальную форму, что послепредварительного подогрева приводит к формированию нагретых участковразличной площади, аккумулировавших разное количество теплоты при однойи той же температуре предварительного подогрева.Основным критерием оценки обеспечения качества металла зоны ремонтанормативнымтребованиямнаэтапеподогреваявляетсясохранениетемпературы подогрева в интервалах 180-120 0С или 130-80 0С.К основным факторам, интенсифицирующими теплоотвод из зоныремонта, могут быть отнесены отрицательная температура окружающей средыдо –40 °С, скорость транспортируемого потока газа до 25 м/с, избыточноедавление в газопроводе в диапазоне 1,2 -25 МПа.1.3.

Проблема интенсификации теплоотвода из зоны нагрева при ремонтепод давлениемНесмотрянасущественныеэкономическиеиэкологическиепреимущества метода ремонта сваркой-наплавкой без стравливания газа, нельзязабывать, что проведение ремонтно-восстановительных работ на действующихгазопроводах является сложной в техническом отношении и опасной с точкизрения промышленной безопасности задачей. Ее выполнение требует наличиятщательно отработанных и проверенных технологий ремонта и примененияобоснованных режимов и параметров каждой операции.Одним из проблемных вопросов реализации методов ремонта поддавлением является интенсивный теплоотвод в компримированный газ, чтосущественно осложняет или делает невозможным обеспечении температурыпредварительного и сопутствующего подогрева.

О необходимости учета этой32проблемы упоминалось в ряде отраслевых публикаций [17,10], однако вдействующих нормативных документах она пока так не нашла должноотражения.Очень важно выявлять случаи, при которых не удастся обеспечитьтребуемую температуру подогрева, еще на этапе разработки тех. процесса, а нена месте проведения работ.

Поскольку принятие решений о введениивнеплановых дополнительных подогревов непосредственно при проведенииремонта может не только оказаться безуспешным, но и привести к аварии.Анализ данных, представленных в годовых отчётах Ростехнадзора запоследние 15 лет показывает, что основными причинами смертельноготравмированиятранспорталюдейявляютсянаобъектахгрубыемагистральногонарушениятребованийтрубопроводногопромышленнойбезопасности руководством и персоналом компаний в процессе эксплуатации,технического обслуживания и ремонта трубопроводов и оборудования (Рис.1.7).Рис.

1.7. Фотографии последствия аварии на магистральном газопроводеВ качестве основных причин аварий указывается неэффективнаяорганизация и осуществление производственного, технического контроля,использование неисправного оборудования, а также нарушения технологийпроизводства работ. Недостаточно высокое качество ремонта линейной частимагистральных газопроводов связано в основном с несовершенством системыорганизации изыскательских, проектных и ремонтных работ.33Анализ аварий по причине брака строительно-монтажных и ремонтныхработ показывает, что основная причина вызвана отступлением от проектныхрешений при строительстве, несоблюдением технологии сварки, низкимуровнем пооперационного контроля качества со стороны должностных лиц,недостаточным техническим надзором за проведением работ. Эти нарушенияявляютсясистемнымиворганизацииобслуживанияиремонта,диагностирования и надзора за проведением данных работВ Таблице 1.9 представлены данные за последние 5 лет по количествуаварий на магистральных газопроводах, материальным потерям и количествуслучаев травматизма со смертельным исходом.Таблица 1.9.Данные Ростехнадзора по количеству аварий и их последствиям намагистральных газопроводахГод20152014201320122011Количество аварий намагистральныхгазопроводах, шт10891614Материальный ущербна ликвидацию, млн.рублей488960,30,15161,5Травматизм сосмертельнымисходом, чел11012Так, компенсация теплоотвода за счет перегрева металла вышерегламентируемых значений, зачастую применяемая в практике ремонта состравливаниемгаза,нагазопроводах,находящихсяподдавлением,представляет серьезную опасность.

Например, при ремонте на работающемучастке газопровода с давлением 7 МПа при скорости потока 9 м/с обеспечениенормативной температуры подогрева 180 0С требует перегрева трубы до 600 0С,что неминуемо приведёт к её потери устойчивости и аварии (Рис. 1.8).34Рис. 1.8. Снижение температуры подогрева в различных условиях проведенияремонтных работТакже важно оценивать скорость оттока теплоты в тех случаях, когдаобеспечение необходимой температуры подогрева принципиально возможно,но для этого требуется ограничение продолжительности межоперационногоинтервала от момента окончания подогрева и до момента начала наплавки.Регламентация данного параметра имеет существенное значение вусловиях интенсивного теплоотвода.