Полиэтиленовые газопроводы - новый уровень промышленной безопасности систем газораспределения в России

Полиэтиленовые газопроводы - новый уровень промышленной безопасности систем газораспределения в России Скворцов А. А. , Мартышкин А. Ю.

1 Скворцов Алексей Анатольевич /Skvorcov Aleksej Anatol'evich - эксперт по промышленной

безопасности;

2Мартышкин Александр Юрьевич /Martyshkin Aleksandr Jur'evich - эксперт по промышленной

безопасности,

ООО «Югорское отделение экспертизы», г. Нижневартовск

Аннотация: в работе проведен обзорный анализ современных инновационных материалов и композитов, способных в силу своей уникальной структуры и свойств эффективно применяться для замены (восстановления) устаревших металлических газопроводов, обеспечивая при этом новый уровень безопасности их эксплуатации и снижения финансово-экономических издержек.

Ключевые слова: промышленная безопасность, полиэтиленовые газопроводы,

системы газораспределения, микроволновая радиометрия.

Газораспределительная сеть представляет собой сложный, взаимосвязанный технологический комплекс, состоящий из газопроводов и специальных технических устройств, необходимых для его соединения с газораспределительной станцией и конечным потребителем.

Данная сеть в нашей стране является стратегической, ресурсообразующей для энергопромышленного кластера экономики и жизнеобеспечивающей для бытовых потребителей России.

Согласно положениям ФЗ-116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» принятом в 1997 г. системы газораспределения и газопотребления отнесены к опасным производственным объектам 2 и 3 класса, в зависимости от давления в сети.

Основными нормативными документами, регламентирующими безопасную эксплуатацию газораспределительных сетей, являются: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления», Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления (утв. Постановлением Правительства РФ от 29.10.2010 г. № 870), ГОСТ Р 55473-2013 «Системы газораспределительные. Требования к сетям газораспределения. Часть 1. Полиэтиленовые газопроводы» ГОСТ Р 55472-2013 «Системы газораспределительные. Требования к сетям газораспределения. Часть 0. Общие положения», отраслевые стандарты по технической эксплуатации газораспределительных систем ОСТ 153-39.3-051-2003, ОСТ 153-39.3-052-2003, ОСТ 153-39.3-053-2003, разработанные ОАО «ГипроНИИгаз» и утвержденные Министерством энергетики РФ [1, 2].

Таким образом, обеспечение высокого уровня безопасной работы и эксплуатации данных сетей является первоочередной задачей компании-собственника.

Основным собственником газораспределительных сетей России (более 80 %) является РАО «Газпром». В настоящее время сеть подземных газопроводов находится в неудовлетворительном состоянии с точки зрения промышленной безопасности. Их общая протяженность на сегодняшний день составляет 378000 км, при этом треть газораспределительной сети эксплуатируется от 20 до лет и более.

Основной материал, из которого построены газопроводы - сталь. Накопленный опыт эксплуатации подобных инженерных сетей показывает, что в подавляющем большинстве они приходят в негодность намного ранее своего нормативного срока службы, равного 40 годам. Это коррелирует с информацией Ростехнадзора о том, что треть всех аварийных ситуаций приходится на стальные газораспределительные сети,

ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 2(14) 2016 | 18 |

выработавшие большую часть своего ресурса и связанных в 37 % случаев с эксплуатационными дефектами, повлекшими утечку газа, разнообразные отказы оборудования, и как следствие, воспламенения и пожары. При этом необходимо отметить, что, несмотря на это объемы реконструкции газораспределительной сети весьма незначительны. Если ситуация останется на том же уровне, то уже через 15 лет две трети подземных газопроводов Российской Федерации будут эксплуатироваться с истекшим сроком безопасной эксплуатации и создавать реальную угрозу, стабильного функционирования социально-экономической сферы нашего общества [2-4].

В связи с вышесказанным, актуален анализ современных российских и зарубежных тенденций в области конструирования современных подземных газопроводов из альтернативных материалов и средств диагностики их состояния.

Общемировой опыт строительства газораспределительных сетей показывает, что наиболее доступным и эффективным альтернативным материалом для использования в газопроводах вместо стали является полиэтилен. Полиэтиленовые трубы обладают следующими преимуществами:

- высокая стойкость к коррозионному воздействию различных агрессивных сред, благодаря совокупности уникальных физико-химических свойств;

- мобильность и легкость монтажа (не требуются сложные подъемные механизмы и тяжелая техника для соединения труб);

- расчетный срок работы составляет 150 лет, нормативный - 50 лет;

- низкое гидравлическое сопротивление, обеспечивающее значительное снижение потерь давления в сети;

- абсолютно не требуют изоляции и обладают высокой сопротивляемостью блуждающим токам;

- имеют вес в 6 раз меньше по сравнению со стальными трубами, обеспечивая легкость транспортирования и монтажа;

- благодаря очень высокой гибкости принимают форму рельефа при прокладке на местности, при этом в конструкции не возникает дополнительных напряжений.

Использование уникальных свойств полиэтилена, как основного материала для изготовления подземных газопроводов позволяет значительно увеличить ресурс функционирования газораспределительной сети и повысить безопасность ее эксплуатации, а также удельные расходные характеристики.

Основой высокой безопасности эксплуатации полиэтиленовых труб является совокупность четырех основных параметров: значительный запас прочности, минимальной длительной прочности, стойкости к медленному растрескиванию и стойкости к быстрому растрескиванию. Последний параметр очень важен для эксплуатации подземных газопроводов в России - он непосредственно связан с реакцией материала на низкие температуры окружающей среды. Учитывая, что значительная часть территории России представлена Арктической зоной такое свойство полимерных труб весьма актуально для поддержания нормального уровня безопасности функционирования газораспределительных сетей в условиях вечной мерзлоты [2-3].

История эксплуатации полиэтиленовых труб в газовом хозяйстве России насчитывает более 40 лет (с 1959 г.). За все это время они подтвердили свою экономичность и высокую надежность, однако широко распространения не получили.

На настоящий момент разработаны и промышленно выпускаются современные марки полиэтилена (например, ПЭ 100), обладающие высокой длительной прочностью и достаточным коэффициентом ее запаса.

Полиэтиленовые трубы данной марки были использованы как в России для строительства полноценного экспериментального газопровода протяженностью 48,5 км в Оренбургской области в начале 2000-х годов, так и за рубежом. Например, в Германии в 1996 г. был построен первый в стране газопровод протяженностью 22 км из полимерных материалов (из труб марки Eltex Tub 12 фирмы Solvay), соединивший

| 19 | ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 2(14) 2016

промышленную зону г. Вюрцбурга с основной газовой сетью страны. Через 2 года после этого полиэтиленовые трубы для газовых сетей с давлением до 1 МПа стали использовать ведущие газовые компании ФРГ: Westalische Femqas, Mainqas, Gasversorgung и др.

Для газораспределительных сетей, эксплуатирующиеся с более высоким давлением (до 2,5 МПа) разработаны, испытаны и внедрены комбинированные трубы на основе полимерные композитов в двух вариантах:

1) бипластмассовые трубы (каркас полимерных труб армирован наружной стеклопластиковой оболочкой);

2) металлопластовые трубы (каркас полимерных труб армирован сварным проволочным каркасом) [2, 5].

Кроме материала труб, обеспечивающего высокую безопасность, и эффективность эксплуатации подземных газопроводов очень важным вопросом является мониторинг и диагностика их состояния, позволяющая уменьшить вероятность реализации аварийной ситуации.

Для указанных целей разработан достаточно широкий арсенал научных методов и оборудования. Среди них наиболее широко применяемыми и известными являются методы: 1) анализа атмосферы вдоль трассы газораспределительной сети [6]; 2) лазерного зондирования; 3) радиометрии инфракрасного и микроволнового диапазонов.

Каждый из представленных методов имеет свои достоинства и недостатки. Так метод инфракрасной радиометрии имеет значительное преимущество, по сравнению с методом анализа атмосферы, поскольку на результаты не влияет фактор наличия ветра. Однако наличие снежного покрова в зимний период, который практически полностью экранирует температурные аномалии поверхности трассы газораспределительной сети, нивелирует плюсы данного способа мониторинга функционирования подземного трубопровода.

Наиболее универсальным методом на сегодняшний день согласно анализу большого количества научно-практических работ посвященных мониторингу состояния газопровода является применение микроволновой радиометрии [7].

Таким образом, исходя из представленного материала, можно заключить, что:

1) разработка и применение новых полимерных материалов, в качестве альтернативных стали, как материала для изготовления подземных газопроводов весьма актуальна и востребована в аспекте повышения уровня промышленной безопасности функционирования газового хозяйства России;

2) для обеспечения качественного мониторинга и диагностики состояния подземных газораспределительных сетей необходимо разработка научного оборудования, основанного на прорывных научных достижениях, обеспечивающих высокую точность, достоверность получаемых результатов и обладающих достаточной устойчивостью к внешним вносящим помехи воздействиям.

Литература

1. Газоснабжение: учеб. пособие для ВУЗов / О.Н. Брюханов, В.А. Жила, А.И. Плужников. - М.: Академия, 2008. - 448 с.

2. Ганзиков А. С. Оптимизация выбора метода восстановления изношенных распределительных газопроводов. - Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. -М., 2014. - 176 с.

3. Фаттахов М. М. [Электронный ресурс]: Применение труб из термопластов при строительсве и реконструкции распределительных трубопроводов // Нефтягазовое дело, 2006. - С. 1-14. URL: http://ogbus.ru/authors/FattakhovMM/FattakhovMM_2.pdf (дата обращения: 22.01.16).

ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 2(14) 2016 | 20 |

4. Бухин В. Е., Карин В. Ю. Полиэтиленовые распределительные газопроводы в России // Трубопроводы и экология. - 2002. - №1. - С. 26-28.

5. Каргин В. Ю., Решетов В. Г. Полиэтиленовые газопроводы давлением более 0,6 МПа // Трубопроводы и экология. - 2003. - №1. - С. 20-22.

6. Zubkov A., Kupcov A., Gimranov F. Modeling emptying equipment through reset with candle // International Scientific Review № 8 (9). p. 22-24. [Электронный ресурс]: URL: http://scientific-conference.com/h/ssylki-na-zhurnal-nauchnoj-konferentsii.html

7. Комяк В. А., Шило С. А., Белов В. В., Быков В. М., Комяк В. В., Рыженко И. А. Проявление утечек газа в излучении системы грунт-газопровод в СВЧ-диапазоне. -[Электронный ресурс]: URL: http://nuczu.edu.ua/sciencearchive/Problems

Роль квалификации эксперта в области экспертизы промышленной безопасности Вылцан С. С.1, Губин К. И.2, Зенюк Ю. С.3, Кулябин С. В.4

1Вылцан Станислав Сергеевич / Vyltsan Stanislav Sergeevich - эксперт,

ООО «СИБЭО», г. Прокопьевск;

2Губин Константин Иванович / Gubin Konstantin Ivanovich - эксперт;

3Зенюк Юлия Сергеевна / Zenyuc July Sergeevna - эксперт;

4Кулябин Сергей Владимирович /Kulyabin Sergey Vladymyrovich - эксперт, Некоммерческое партнерство Кузбасский центр научно-технического обеспечения (НП КЦНТО) «Промбезопасность», г. Кемерово

Аннотация: категория эксперта до и после дополнений в федеральные нормы и правила «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» от 3 июля 2015 года.

Ключевые слова: квалификация, категория эксперта, здания и сооружения, газовая котельная, шахта.

На сегодняшний день все опасные производственные объекты обязаны, в соответствии с требованиями Федерального закона № 116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1], проходить экспертизу промышленной безопасности. Цель экспертизы промышленной безопасности - это определение соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям правил промышленной безопасности.

Экспертизу промышленной безопасности проводят зданиям и сооружениям, техническим устройствам, а также проектной документации и декларациям [1]. Остановимся подробнее на экспертизе зданий и сооружений.

В соответствии со ст. 13 п. 1 федеральным законом № 116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», здания и сооружения на опасном производственном объекте, предназначенные для осуществления технологических процессов, хранения сырья или продукции, перемещения людей и грузов, локализации и ликвидации последствий аварий подлежат экспертизе промышленной безопасности.

До 2014 года при проведении экспертизы промышленной безопасности руководствовались «Правилами проведения экспертизы промышленной безопасности» ПБ 03-246-98 [2] и экспертизу делали всем зданиям и сооружениям, находящимся на промплощадке эксплуатирующей организации, даже если они не участвовали в технологическом процессе.

С вступлением в силу федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [3], экспертиза промышленной безопасности проводится на объектах, предназначенных для осуществления технологических процессов, хранения сырья или продукции,

| 21 | ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 2(14) 2016