Авторы: магистрант Неверовский И.А.

Доцент Борисов Б.Н.

Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ)

Ремонт поврежденных магистральных и распределительных трубопроводов

В России ситуация на сегодняшний день такова, что значительная часть трубопроводных систем (до 75 %) исчерпала установленный ресурс и вступает в период интенсификации потока отказов. При этом следует отметить, что основными причинами высокой аварийности технологических трубопроводных систем являются коррозионные повреждения на фоне морального и физического износа.

Укрупненно можно выделить четыре основные группы существующих способов ремонта поврежденных магистральных и распределительных трубопро­водов:

1.     Способы ремонта, связанные с полной заменой дефектного участка трубопровода новым трубопроводом. 

2.     Способы ремонта, которые предусматривают герметизацию поврежденного участка трубы снаружи. 

3.     Способы ремонта, в которых герметизация осуществляется изнутри трубопровода. 

4.     Способы ремонта по так называемому типу «труба в тру­бе», при которых в поврежденный участок трубопровода вставля­ется новая труба меньшего диаметра.  

Первая группа способов ремонта является до настоящего времени традиционной технологией. Учитывая, что ремонт, свя­занный с заменой поврежденного участка новой трубой, доста­точно дорогой, его целесообразность вытекает из наличия круп­ных дефектов трубопровода, или его полного износа. Здесь основной трудностью является отсечение продукта перекачки на дефектном участке и удаление его остатков из зон сварки.

Существуют технологии замены дефектного участка трубо­провода новым трубопроводом без вскрытия. Суть этих техноло­гий заключается в том, что старая труба разрушается с помощью специальных приспособлений, и ее измельченные сегменты либо удаляются, либо вдавливаются в грунт коническим расширите­лем, освобождая тем самым проход для укладывания новой трубы. Разрушение изношенных труб производят двумя способа­ми – динамическим (пневмопробойники) и статическим (режущие механизмы). В настоящее время оборудование для бестраншейного ремонта и замены трубопроводов изготавливается более чем двад­цатью зарубежными фирмами. В России серийного изготовле­ния такого оборудования нет.

Рассматриваемая техно­логия является вполне приемлемой и эффективной для экстрен­ного ремонта трубопроводов, у которых имеется доступ к по­врежденным участкам для их удаления и замены. 

Вторая группа. Для устранения локальных и незначительных коррозионных, эрозионных и других дефектов широкое распространение по­лучили способы восстановления трубопроводов снаружи. По сравнению с предыдущей группой эти способы являются менее дорогостоящими и требуют меньшего времени для их осуществления. Однако недостаток, связанный с вскрытием подземных трубопроводов остается. Герметизация снаружи может осуществляться различными методами в зависимости от диаметра трубопровода и материала, из которого он изготовлен, а также от состава и параметров транспортируемой среды.

Хорошо известны в качестве временной, но быстрой меры по ликвидации утечки жидкости или газа из металлических или пластмассовых труб методы с применением металлических хомутов, муфт, и других прижимных устройств. В качестве уплотнителя используют пластичные металлы, резиновые уплотнения, липкую синтетическую ленту, глиняный пластырь. При наличии мелких трещин ремонт может быть произведен с применением сварки. В некоторых случаях вокруг дефекта конструируется об­шивка и в полость между ней и трубопроводом нагнетается за­твердевающий полимерный материал, при этом роль муфты иг­рает термоусадочная лента. Так же способ устранения дефектов по техно­логии «холодной» сварки с применением полимерных компо­зитных материалов является одним из самых востребованных на сегодняшний день. Гарантийный срок эксплуатации данного метода составляет 20 лет для ремонта трубопроводов и оборудования нефтяной и газовой промышленности.

Третья группа. Способы ремонта трубопроводов изнутри относятся к бестраншейным. Герметизация может осуществляться разными ме­тодами. Известны устройства для ремонта, позволяющие вво­дить в восстанавливаемую трубу кольцевые облицовочные вкла­дыши, специальные втулки, уплотнители в виде гибкого пла­стыря, с нанесенным на его поверхность быстро затвердевающим составом с повышенной адгезионной способностью или в виде шлангообразной фольги. 

Наиболее востребованы - способы, в которых герметизация трубопровода производится путем нане­сения на его внутреннюю поверхность защитного восстанавли­вающего покрытия.

В случаях ремонта рассматриваемыми способами трубопрово­дов больших диаметров предлагаются специальные устройства для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность труб. Эти устройства содержат транспортный модуль, механизмы выдавливания полимерной наполнительной смеси, механизмы ее радиальной подачи и нанесения на внутреннюю поверхность, нагре­вательные элементы для полимеризации. 

Из недостатков можно отметить необходимость применения сложного оборудования, необходимость попадания полимерного материала в нужное место и обеспечение полноценного и надежного контакта, недостаточная прочность полимерного защитного покрытия в случаях вы­сокого давления, существенных дефектов, а так же большой изношенности трубы, невозможность контроля качества ремонтных работ по хо­ду их выполнения.

Четвертая группа. Способы ремонта трубопроводов по типу «труба в трубе» от­носятся к относительно дешевым и быстрым бестраншейным технологиям, и эти преимущества часто перевешивают их глав­ный недостаток - уменьшение проходного сечения трубопро­вода. 

Использование металлических труб в качестве ремонтных не рекомендуется в основном из-за их большой изгибной жесткости и проблематики протяжки. Применение пластмассовых, в частности, полиэтиленовых труб для ремонта рассматриваемым способом расширяет возможности, так как такие трубы по сравнению с металличе­скими обладают большей гибкостью и меньшим весом, позволяют ремонтировать более протяженные и имеющие доста­точно большую кривизну трубопроводы. Однако основной проблемой остается истирание при протягива­нии полимерных трубопроводов в ремонтируемый трубопровод.

Существуют так называемые «чулочные технологии» ремон­та. Они связаны с протя­гиванием внутрь ремонтируемого трубопровода специальных рукавов, называемых иногда чулками. В качестве чулка используют, например, синтетический рукав с нанесенным на его наружной поверхности клеем. После про­таскивания рукава его прижимают к внутренней стенке трубо­провода специальными раскатчиками или подачей внутрь дав­ления. В других способах в качестве защитного покрытия предлага­ются комбинированные рукава из композитных материалов. 

Достаточно близкой к «чулочной» является технология «U-лайнер», при которой внутрь предварительно очищенного ремонтируемого трубопровода протягивается пластиковая, чаще всего полиэтиленовая плеть с последующим ее распрямлением с помощью теплоносителя определенной температуры и образованием нового цельного пластикового трубопровода.

Каждый из описанных способов ремонта при своих положительных и отрицательных моментах устраняет аварию на определенном участке трубопровода. Однако не стоит забывать, что большая часть всех систем в России давно находится в аварийном состоянии и требует полной реконструкции и замены трубопроводов в целом.

Литература:

1.     СП 86.13330.2014 «Магистральные трубопроводы»

2.     Березин В.Л. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. М.:Недра, - 1978.

3.     Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1977.

4.     Березин В.Л., Бобрицкий Н.В., Бородавкин П.П. Галлеев В.Б., Маслов Л.С. Сооружение и ремонт газонефтепроводов. М.: Недра, 1972.