СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА, КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА И ЕГО УСТРОЙСТВА
METHOD TO REPAIR PIPELINE, COMPLEX OF EQUIPMENT FOR REALISATION OF METHOD AND ITS DEVICES

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при ремонте магистральных трубопроводов, а также ремонте трубопроводов разного назначения.
Согласно «Временной инструкции по повторному применению труб при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов», Газпром, 2005 г., разрешено повторное применение труб, демонтированных из магистральных газопроводов с извлечением их из траншеи и отремонтированных. При этом трубы повторного применения должны быть изолированы в соответствии с требованиями действующих нормативных документов по противокоррозионной защите труб для капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов.
Известно, что очистка труб механическим способом при помощи машин отличается высокой производительностью при малой стоимости работы. Производство изоляционных работ на трубозаготовительных базах при наличии конвейера находится в более благоприятных условиях, чем на трассе. Кроме того, известно, что если между операциями очистки трубы и нанесения на ее поверхность изоляционного покрытия образуется разрыв во времени в несколько часов, то приходится производить повторную очистку поверхности труб, так как за это время, особенно если выпадал дождь, туман, роса или снег, на трубах появляется налет ржавчины, препятствующий падежному сцеплению изоляционного материала с телом трубы. Таким образом, существует задача в трассовых условиях комплексной автоматизации процесса изоляции труб от подготовки их поверхности до нанесения на нее покрытия, а также задача повышения надежности наружного защитного покрытия трубопровода за счет повышения защитных свойств покрытия труб, устранения развития подпленочной и стресс-коррозии на трубопроводе в течение времени, сопоставимого со сроком амортизации трубопровода.
Из уровня техники известна линия ПТЛ-2 (Каталог машин для строительства трубопроводов, изд. 7, переработанное и дополненное. М.: «НЕДРА», 1984 г., раздел 6, стр.120), предназначенная для удаления круглыми металлическими щетками грязи, ржавчины и рыхлой окалины с наружных поверхностей стальных труб и нанесения на них битумно-резиновых защитных покрытий или защитных покрытий из полимерных липких лент. К недостаткам линии, необходимо отнести то, что она используется в базовых условиях и с ее помощью нельзя наносить лакокрасочные покрытия, а также невозможна качественная подготовка поверхности труб под нанесение лакокрасочных покрытий ввиду отсутствия необходимых для этого механизмов.
Известен способ ремонта трубопровода, который реализован в работе мобильной изоляционной базы 100-500, предназначенной для изоляции труб и трубных секций («двухтрубок») мастичными, ленточными и комбинированными материалами.
База сконструирована по модульному принципу и состоит из накопителя неизолированных труб, транспортера, модуля сушки труб от влаги и льда, модуля очистки труб, модуля нанесения асмольной грунтовки, модуля нанесения изоляционного покрытия и накопителя изолированных труб (http://www.izolperm.ru/trubi/mid100500.html). Известное решение является наиболее близким к заявленной группе изобретений.
К недостаткам известного решения необходимо отнести ограниченную область применения ввиду отсутствия оборудования для подготовки поверхности труб для нанесения лакокрасочных покрытий, а также отсутствие оборудования для нанесения таких покрытий.
Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств, то есть создание оборудования для выполнения в трассовых условиях способа, содержащего операции подготовки поверхности труб под нанесение лакокрасочных покрытий, а также нанесение лакокрасочных покрытий на наружную поверхность труб при ремонте трубопроводов.
Достигаемым техническим результатом при реализации заявленной группы изобретений является создание оборудования для выполнения в трассовых условиях способа, содержащего операции подготовки поверхности труб под нанесение лакокрасочных покрытий, нанесение лакокрасочных покрытий на наружную поверхность труб при ремонте трубопроводов, а также получение в трассовых условиях покрытия с заданными антикоррозионными и диэлектрическими свойствами, высокой бензостойкостью, атмосфероустойчивостью, устойчивостью к истиранию;
увеличение срока службы покрытия до сопоставимого со сроком службы нового трубопровода, повышение производительности процесса нанесения покрытия в трассовых условиях на трубы, в том числе больших диаметров (1200 мм и более) за счет автоматизации и синхронизации по производительности процессов подготовки наружной поверхности труб и нанесения на них изоляционного покрытия.
Указанная задача решается способом ремонта трубопровода, в котором на трассе, в базовых условиях, с использованием комплекса оборудования для ремонта труб/трубных секций, демонтированные трубы/трубные секции очищают от старой изоляции, например, предварительно с помощью металлических щеток с последующей чистовой очисткой наружной поверхности труб/трубных секций, например, с помощью водоструйной установки высокого давления и сушкой наружной поверхности труб/трубных секций, подготавливают наружную поверхность труб/трубных секций под нанесение покрытия, например, дробеструйной (дробеметной) обработкой, изолируют наружную поверхность труб/трубных секций путем нанесения защитного покрытия, например, полиуретанового, методом безвоздушного распыления с обогревом наружной поверхности труб/трубных секций для ускорения процесса полимеризации защитного покрытия, перемещают трубы/трубные секции к месту складирования, при этом работы по очистке, подготовке наружной поверхности труб/трубных секций и нанесению на нее изоляционного покрытия ведут в соединенных мобильных модулях в общем потоке, для чего каждую трубу/трубную секцию базируют на двух тележках, в зависимости от характера технологических операций каждой трубе/трубной секции придают вращательное движение при продольном поступательном движении тележек по рельсовому пути, причем концы труб/трубных секций на длине не менее 150 мм защищают от нанесения покрытия.
Кроме того, задача решается комплексом оборудования для ремонта труб/трубных секций при проведении капитального ремонта трубопровода, выполненным из соединенных между собой мобильных модулей, содержащих, соответственно, оборудование для очистки и сушки труб/трубных секций, подготовки их наружной поверхности под изоляционное покрытие, нанесения изоляционного покрытия, а также содержащий энергоблок, компрессор, систему принудительного удаления вредных выделений, например пыли, при очистке труб/трубных секций, накопители неизолированных и изолированных труб/трубных секций, грузоподъемные средства перемещения труб/трубных секций, в котором в качестве модулей используются транспортные контейнеры, содержащие участки рельсового пути транспортной системы для передвижения тележек, на которых базируются трубы/трубные секции, а указанное оборудование размещено в транспортных контейнерах вдоль/по сторонам соответствующих участков рельсового пути, причем в соединяемых торцевых стенках транспортных контейнеров выполнены снабженные изолирующими фланцами технологические окна для прохода тележек с трубами/трубными секциями.
Указанная задача решается мобильным модулем, содержащим транспортный контейнер, в котором проложен рельсовый путь транспортной системы, торцевые стенки указанного контейнера снабжены элементами фиксации и крепления присоединяемых мобильных модулей комплекса оборудования для ремонта труб/трубных секций, а также снабжены технологическими окнами для прохода перемещаемых по рельсовому пути транспортных тележек с трубами/трубными секциями, изолирующими фланцами для технологических окон, при этом вдоль/по сторонам рельсового пути по ходу движения труб/трубных секций размещается соответствующее технологическое оборудование.
Указанная задача решается транспортной тележкой, содержащей раму, перемещаемые по рельсам ходовые колеса, опорные ролики, привод для вращения размещенной на опорных роликах своими концами трубы/трубной секции, а также привод ходовых колес, при этом транспортная тележка снабжена экранами для защиты концов труб/трубных секций от нанесения покрытия на длине не менее 150 мм.
Указанные совокупности признаков обеспечивают высокую производительность при малой стоимости работ, сокращают разрыв во времени между операциями очистки трубы и нанесения на ее наружную поверхность изоляционного покрытия, поскольку все операции способа выполняются в базовых условиях, где налажено поточное производство работ на конвейере, что в свою очередь повышает качество изоляционного покрытия.
Комплекс оборудования для ремонта труб монтируют на подготовленном основании вблизи места складирования труб/трубных секций (далее по тексту, труб), демонтированных в ходе ремонта трубопровода.
Комплекс оборудования для ремонта труб содержит устройства для снятия старой изоляции (предварительной очистки) труб/секций труб, например, с помощью металлических щеток, для чистовой очистки наружной поверхности труб (например, с помощью водоструйной установки высокого давления), оборудование для сушки наружной поверхности труб, оборудование подготовки их наружной поверхности под нанесение изоляционного покрытия, например, дробеструйная установка, оборудование для нанесения изоляционного покрытия, оборудование для обогрева наружной поверхности труб после нанесения изоляционного покрытия, транспортные тележки, перемещающиеся по рельсовому пути, энергоблок, компрессор.
Укрытия для защиты технологического оборудования от атмосферных осадков и ненастья выполнены в виде мобильных модулей - транспортных, например, морских контейнеров, в каждом из которых проложен рельсовый путь транспортной системы, торцевые стенки каждого контейнера снабжены элементами фиксации и крепления присоединяемых мобильных модулей комплекса оборудования для ремонта труб, а также снабжены технологическими окнами для прохода перемещаемых по рельсовому пути транспортных тележек с трубами и изолирующими фланцами для технологических окон, при этом вдоль/по сторонам рельсового пути по ходу движения труб размещается соответствующее технологическое оборудование.
Механизм вращения труб/секций труб и механизм продольного перемещения транспортных тележек расположены на транспортных тележках.
Оборудование для снятия старой изоляции, очистки сушки наружной поверхности труб размешено в технологическом блоке, представляющем собой в зависимости от длины трубы/секции труб транспортный контейнер/контейнеры. Оборудование для подготовки наружной поверхности труб под нанесение покрытия и для нанесения на него изоляционного покрытия размещено также в технологическом блоке, представляющем собой в зависимости от длины трубы/секции труб транспортный контейнер/контейнеры. При этом рабочие зоны указанных блоков отделены защитными фланцами, а рабочие операции выполняются в едином потоке при постоянной продольной скорости перемещения ремонтируемых труб.
Кроме того, имеются зоны загрузки труб на транспортные тележки и накопления транспортных тележек после разгрузки изолированных труб, накопитель подлежащих ремонту труб и накопитель заизолированных труб.
Комплекс оборудования для ремонта трубопроводов работает следующим образом.
Две транспортные тележки подаются в зону под загрузку подлежащей ремонту трубы. Включаются механизм вращения уложенной на тележку трубы и механизм продольного перемещения тележек, при этом указанные механизмы выполнены с возможностью регулирования скоростей вращения и продольного перемещения трубы с учетом производительности оборудования. Труба подается в зону предварительной очистки ее наружной поверхности от старой изоляции и поступает в зону, где с помощью оборудования для чистовой очистки осуществляется окончательная очистка поверхности трубы от праймера. Далее труба поступает в зону оборудования для сушки наружной поверхности трубы от возможных остатков влаги и далее труба поступает в технологический блок, где размещено оборудование для подготовки наружной поверхности трубы под нанесение покрытия с необходимой степенью подготовки поверхности, например, Sa 2½.
Затем труба поступает в окрасочное отделение - зону оборудования для нанесения изоляционного покрытия, которое осуществляет его нанесение, например, с помощью пистолетов-распылителей установки безвоздушного распыления. При этом каждый конец изолируемой трубы на длине не менее 150 мм защищают от нанесения покрытия экраном, который установлен на каждой транспортной тележке. Свободные от изоляции концы труб далее используют при сварочно-монтажных работах. Для ускорения процесса полимеризации изоляционного покрытия используется оборудование для нагрева наружной поверхности трубы. При этом технологическая зона, где на трубы наносится изоляционное покрытие, изолируется от той части, где происходит очистка труб и, следовательно, образуется пыль, удаляемая системой принудительного удаления вредных выделений - отсасывающей установкой.
Заизолированная труба на транспортных тележках выкатывается в зону, где осуществляется ее отгрузка в зону складирования готовых труб - в накопитель готовых труб.
Транспортные тележки накапливаются в накопительной зоне с дальнейшим их перемещением в зону загрузки труб. Передача тележек осуществляется, например, транспортным краном со снятием с рельсового пути или по окончании регламентированного срока времени (например, два раза в день) транспортные тележки подают по рельсовому пути в обратном направлении с приостановкой работы оборудования комплекса.
Размеры зоны загрузки труб позволяют осуществлять размещение подлежащей ремонту трубы на транспортных тележках до того, как предыдущая обрабатываемая труба полностью вошла в зону предварительной очистки ее наружной поверхности. Это необходимо для того, чтобы обрабатываемые трубы могли образовать единый поток с минимальным зазором между торцами труб, при этом оборудование комплекса, последовательно обрабатывающее трубы, работает в едином, установленном режиме при обработке всей партии подготовленных к ремонту труб.
Так как промежуток времени между очисткой поверхности трубы и нанесением на нее изоляции предельно мал, то в результате получается плотная монолитная изоляция, защищающая трубу от коррозии и хорошо воспринимающая механические равномерно распределенные нагрузки, а также и сосредоточенные в виде ударов и сдиров нагрузки на трубопровод.
Поскольку от качества выполнения работ по изоляции труб зависят продолжительность и бесперебойность работы стального трубопровода, то качество изоляции проверяться во всех стадиях ее выполнения.
Систематическая проверка качества очистки труб, а также нанесения изоляционного покрытия позволяет установить правильный режим движения труб на конвейере и обеспечить большую производительность комплекса при высоком качестве выполняемых работ. Пригодные к применению трубы маркируют с последующим оформлением документа качества на трубы.
Таким образом, комплекс оборудования в трассовых условиях на месте складирования труб, демонтированных в ходе ремонта трубопровода, позволяет в базовых условиях в едином режиме провести восстановление изоляционного покрытия труб ремонтируемого трубопровода.
Изобретение обеспечивает снятие старой изоляции, очистку и подготовку наружной поверхности труб, нанесение нового изоляционного покрытия на наружную поверхность труб в трассовых условиях. При этом сохраняются все преимущества заводских условий ремонта трубопроводов с автоматизацией указанных операций при обеспечении высокой производительности ремонтных работ, высокой мобильности комплекса и малых технологических площадях.