СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
METHOD OF PIPELINE REPAIR

Изобретение относится к ремонту магистральных газопроводов без остановки транспорта газа, в частности к ремонту участков газопроводов, расположенных в вогнутых складках рельефа местности (овраги, балки), где в процессе строительства допущено несоответствие профиля сваренной нитки трубопровода продольному профилю дна траншеи, а по результатам внутритрубной диагностики (далее ВТД) выявлено наличие поперечно ориентированных дефектов, развивающихся по механизму коррозионного растрескивания под напряжением (далее - КРН).
Известен способ ремонта трубопровода, заключающийся во вскрытии ремонтируемого участка трубопровода, выполнении ремонта тела трубы и изоляции. Пазухи трубопровода, начиная с места, имеющего минимальные высотные отметки трубопровода или дна траншеи, уплотняются на уровне 5-7 часов, заполняются инертным материалом, например песком или песчано-гравийной смесью. По мере заполнения пазух инертным материалом выполняется засыпка трубопровода грунтом из отвала (Патент РФ №2195599. Способ ремонта трубопровода. Бюл. №36. 27.12.2002, [1]).
Недостатком известного способа является то, что из-за большой толщины слоя подсыпки, несмотря на уплотнение, со временем происходит просадка трубопровода, что приводит к ухудшению его напряженно-деформированного состояния (далее - НДС).
Прототипом является способ ремонта трубопровода, заключающийся в переукладке участка с разрезкой, ремонтом дефектных труб, укладкой строго по продольному профилю дна траншеи с сохранением ложа трубопровода (далее - ложе) и сваркой участка в единую нитку (Рахматуллин Н.М. и др. Переизоляция газопроводов: опыт ООО «Баштрансгаз». Газовая промышленность. - 2007. - №2 - С.48-52 (прототип), [2]).
Недостатками прототипа являются значительная трудоемкость и материалоемкость, необходимость остановки газопровода, его демонтажа, сварки новой нитки и укладки на старое ложе.
Целью изобретения является снижение вероятности образования поперечного КРН на участках газопроводов в вогнутых складках местности (овраги, балки) с использованием старого ложа, без стравливания газа.
Указанная цель достигается тем, что в способе ремонта трубопровода, заключающемся во вскрытии трубопровода, обследовании, ремонте дефектов, укладке строго по продольному профилю дна траншеи с сохранением ложа трубопровода и засыпке, в соответствии с изобретением участок трубопровода в овраге с поперечно ориентированными дефектами вскрывают до 4,5-5 (7-7,5) часов поперечного сечения трубы в часовых координатах, по мере подъема на сечениях, имеющих поперечно ориентированные дефекты, делают подкопы, очищают трубопровод от изоляции, проводят идентификацию дефектов, которые ремонтируют контролируемой шлифовкой, оценивают остаточный ресурс, при остаточном ресурсе более 15 лет трубопровод в местах ремонта изолируют, после чего пространство между нижней образующей трубопровода и ложем заполняют песком, по мере образования перемычек из песчаных прослоек, способных обеспечить стабильное высотное положение трубопровода, зоны подкопов, выполненные для обследования и ремонта участка с поперечным КРН, также заполняют песком, после чего отремонтированный участок трубопровода засыпают грунтом из отвала.
Указанная цель достигается также тем, что после изоляции в зону подкопа на середину участка отрыва трубопровода от ложа устанавливают пневматический домкрат и создают подъемное усилие.
Например, на одном из участков газопровода по результатам ВТД выявлены поперечно ориентированные дефекты. На этом участке суммарный угол поворота оси траншеи и нитки газопровода по проекту составляет 18° (1 крутоизогнутая кривая 12° и две кривые холодного гнутья по 3°), а согласно исполнительной документации, суммарный угол смонтированных кривых составляет только 12° (четыре кривых холодного гнутья по 3°).
Из-за несоответствия профиля сваренной нитки трубопровода продольному профилю дна траншеи, от просадки трубопровода под действием веса трубы и грунта над ним возникают продольные растягивающие напряжения. Эти напряжения способствуют возникновению и развитию поперечных трещин на нижней части труб (в особенности на отводах холодного гнутья), развивающихся по механизму КРН, которые при сохранении неблагоприятного НДС могут привести к разрушению трубопровода.
Участок трубопровода протяженностью до 26 м в овраге вскрывают, например, одноковшовым экскаватором до 4,5-5 (7-7,5) часов поперечного сечения трубы в часовых координатах.
При вскрытии такого трубопровода (освобождении от грунта верхней части трубопровода) под действием сил упругости происходит его подъем над ложем с уменьшением изгибных напряжений.
Когда трубопровод приподнимается, на сечениях, имеющих по данным ВТД поперечно ориентированные дефекты, делают подкопы, очищают газопровод от изоляции, проводят идентификацию дефектов, дефекты КРН ремонтируют контролируемой шлифовкой, оценивают остаточный ресурс. При остаточном ресурсе более 15 лет газопровод в ремонтных сечениях изолируют (Инструкция по оценке дефектов труб и соединительных деталей при ремонте и диагностировании магистральных газопроводов. - М.: 2008, [3]). После изоляции в зону подкопа на середину участка отрыва трубопровода от ложа устанавливают пневматический домкрат, создают подъемное усилие, дополнительно снижающее растягивающие напряжения. Пространство между нижней образующей трубопровода и ложем из уплотненного грунта заполняют песком, например, речным, который является наиболее твердым (несжимаемым) инертным строительным материалом. Песком заполняют всю длину участка, где образуется зазор между стенкой ремонтируемого трубопровода и ложем. По мере образования перемычек из песчаных прослоек, способных обеспечить стабильное планово-высотное положение газопровода, зоны подкопов, выполненные для обследования и ремонта участков с поперечным КРН, также заполняют песком. Отремонтированный участок трубопровода с улучшенными показателями НДС засыпают грунтом из отвала.
Суть изобретения поясняется фиг.1 и фиг.2 (сечение А-А на фиг.1), в которых приняты следующие обозначения: 1 - трубопровод, 2 - одноковшовый экскаватор, 3 - ложе, 4 - подкоп, 5 - дефекты, 6 - пневматический домкрат, 7 - песок, 8 - отвал грунта.
Ремонт трубопровода с зонами, имеющими поперечно ориентированные дефекты КРН, производят следующим образом. Участок трубопровода 1 протяженностью до 26 м в овраге вскрывают, например, одноковшовым экскаватором 2 и с использованием ручного труда до 4,5-5 (7-7,5) часов поперечного сечения трубы в часовых координатах (фиг.1, фиг.2). Если имеется несоответствие продольного профиля ложа 3 и нижней образующей трубопровода, трубопровод приподнимается. По мере разгрузки трубопровода от вертикальной нагрузки и его подъема на сечениях, имеющих по данным ВТД поперечно ориентированные дефекты, делают подкопы 4, очищают трубопровод от изоляции, проводят идентификацию дефектов 5, которые ремонтируют, например, контролируемой шлифовкой, оценивают остаточный ресурс. При остаточном ресурсе более 15 лет трубопровод в местах ремонта изолируют [3]. После изоляции в зону подкопа на середину участка отрыва трубопровода от ложа устанавливают пневматический домкрат 6 и создают подъемное усилие, которое дополнительно снижает растягивающие напряжения.
Пространство между нижней образующей трубопровода и ложем заполняют песком 7. Песком заполняют пространство по всей длине участка, где появляется зазор между стенкой ремонтируемого трубопровода и ложем.
По мере образования перемычек из песчаных прослоек, способных обеспечить стабильное планово-высотное положение трубопровода, зоны подкопов также заполняют песком. Отремонтированный участок трубопровода с улучшенными показателями НДС засыпают грунтом из отвала 8.
Благодаря заполнению щелевого пространства между трубопроводом и уплотненным годами ложем песком, обладающим свойством сопротивляться прессовой нагрузке, не нанося существенного повреждения изоляционному покрытию, предотвращается дополнительный прогиб трубопровода под действием грунта засыпки. При этом трубопровод фиксируется в разгруженном состоянии, что улучшает НДС трубопровода и практически исключает вероятность развития поперечного КРН. Все эти технологические операции могут осуществляться без стравливания газа из трубопровода, что существенно улучшает экономические показатели ремонта трубопровода с поперечно ориентированными дефектами КРН.