Классификация методов прокладки подводных трубопроводов
Прокладка подводных трубопроводов является неотъемлемой частью сооружения крупных транспортных линий перегонки нефти, газа и продуктов от производителя к потребителям на довольно протяженные расстояния. В настоящее время такая транспортировка является наиболее безопасной и экономичной, потому трубопроводы сооружают между странами, группами стран, с прохождением ч\з крупные реки, моря и даже океаны.
Разделяют несколько методик укладывания подводных трубопроводов. Выбор каждой может зависеть от условий водоема, климатических особенностей местности, способа организации строительного процесса, наличия на водоеме судоходства и проч. Также ведется постоянное совершенствование техник и поиск новых решений для сооружения подводных трубопроводов. В основном работы исследователей в этой области посвящены повышению устойчивости трубопроводов к внеш. среде, ускорению работ по прокладке, повышению экономичности.
Среди основных методик укладывания подводных трубопроводов выделяют способ, к-рый включает буксирование собранных плетей трубопровода на плаву или прямо по дну водоема. Плети заготовляются и стыкуются на берегу на спец. береговой площадке. При их сборке задействуют один из двух известных приемов. Первый прием заключается в том, что трубопровод собирается в секции еще на заводе. Далее его доставляют спецтранспортом к промежуточному пункту – месту монтирования и сварки. Там их сваривают длинномерными нитями, к-рые далее доставляют на береговую площадку, сваривают плетьми и укладывают после проверки в водоем. Второй прием несколько проще и не имеет промежуточного пункта в виде места (площадки) для монтирования и сварки. Здесь секции трубопровода сразу доставляют на береговую площадку, там формируют плети и после проверки начинают их прокладку в водоем. Оба приема могут быть задействованы в тех или иных условиях. Все действия в таком случае определяются проектом. Второй прием возможно применять при застройке крупных трасс в несколько нитей. Однако, следует помнить, что береговая площадка для реализации этого приема на месте должна быть хорошо оснащена. Так для сварки стыков в настоящее время используются полевые сварочные установки. Они обладают качеством выполнения шва, надежностью и сравнительно удобнее в эксплуатации, в т.ч. за счет небольших габаритов и веса.
Наша компания производит и поставляет оборудование для строительства трубопроводов разного назначения. В наших приоритетах высокое качество продукции и индивидуальный подход к каждому клиенту. Сделать заказ или получить всю необходимую информацию можно на нашем сайте.
Следующий также широко задействуемый способ строительства подводных трубопроводов – это укладка их в водоем при участии трубоукладочного судна. Здесь прокладка ведется конвейером. Начинается она с подачи поставленных от производителя труб с трубного стеллажа на конвейер поперечного типа. Подача ведется краном. Сам конвейер размещается вдоль по правому борту судна. Далее, проходя по конвейеру, труба попадает на 2 центровочные тележки, которые снабжены роликовыми опорами. Вращаясь, роликовые опоры позволяют центровочному столу тележки эффективно перемещать трубу в заданном направлении. Причем перемещаться она может как горизонтально, так и вертикально. В стыке труб устанавливают центратор и ведут сварку 2 начальных слоев. По завершении сварки стык очищают спец. металлич. щеткой и обрабатывают шлифовкой. Когда сварка стыка завершена, оператор подает сигнал, по к-рому трубопровод перемещается, открывая доступ к след. стыку. Заготовленный же стык перемещается к след. сварочным постам, где ведется сварка остальных слоев. В ходе сварки ведут постоянный контроль за качеством обработки, соединением, герметичностью. Для более тщательного контроля задействуют прибор – рентгеноскоп. След. посты обработки стыков реализуют операции по инсталляции изоляции и обработке стыков бетоном.
При ведении сварки труб для подводных трубопроводов следует учитывать, что в водной среде они подвергаются значительно большим нагрузкам, чем аналогичные трубопроводы, проложенные в грунте или на поверхности. Потому здесь к качеству их заделки нужно предъявлять особые требования.
Одним из недостатков метода укладки при участии трубоукладочного судна является потребность в высокой скорости производства работ по сварке труб. Реализовать это не всегда представляется возможным, потому прибегают к использованию др. прогрессивных методов механизации сборки и сварки. К примеру, вместе с ручной сваркой используют и автоматическую.
Ведущие факторы определения качества заделки стыкового шва – это:
— способность металла к свариванию;
— геом. р-ры труб;
— форма окончаний труб;
— методика сварки;
— качество сварного материала;
— квалификация работника, выполняющего сварку;
— прилагаемая внеш. нагрузка и прочие воздействия.
Ряд факторов может зависеть от производителя, т.е. от качества изготовления труб для трубопровода на заводе. Другой ряд факторов зависит от непосредственной техники его монтирования на месте. Рост требований к качеству и стабильности подводных трубопроводов привел и к совершенствованию произв-ва самих труб. Также несколько изменился их профиль. Так овальность была несколько ограничена, в стальных трубах снижено кол. углерода. К металлу и его структуре теперь также предъявляются более высокие требования. Для улучшения прочностных и монтажных характ. в металл вводятся добавки из ванадия, ниобия, титана.
На практике для стыкования задействуют 2 метода сварки. Первый – ручная. Она ведется единовременно несколькими работниками (сварщиками). Здесь важно соблюдать технологию и использовать только качественный сварной материал. Нельзя допускать смещения стыков в ходе сварки на значения, превышающие нормируемые.
Неповоротные швы принято сваривать автоматическими сварочными устан-ми. Они могут быть в 2 вариантах исполнения. Для сварки автоматом требуется тщательно подготовить стык. Кромки обрабатывают т.о., чтобы зазор был минимальный. Ведут сварку в углекислой среде при помощи проволоки, что подается в сварочную зону сварочными головками, к-рые перемещаются по окруж. трубы вдоль сварочного шва.
Важно контролировать весь процесс сварки и итоговое кач. заделки шва. Для этого многими монтажными предприятиями используется рентгеновская аппаратура спец. назначения. Она снабжена особым мягким излучением, к-рое дает равномерное просвечивание сварного шва в теч. 8 – 12 мин. Установки полуавтоматического действия и дают хорошие результаты контроля.
Помимо «классических» методик прокладки трубопроводов под водой существуют на данный момент и новые, более прогрессивные способы. Их техника и особенности нуждаются в особом рассмотрении.
- Способ прокладки с наклонной рампы трубоукладочного судна.
Для реализации этого способа необходимо спец. оборудованное трубоукладочное судно. Доработка судна состоит в инсталляции на нем эстакады для сборки и стыковки поступающих труб в плети для последующей укладки их на дно. Также на таком судне установлена и тяговая лебедка, которая позволяет натягивать заготовленную петлю трубопровода.
У задействия этого способа есть свои плюсы. К примеру, он позволяет использовать суда, значительно меньшие по раз-ру нежели крупные оснащенные трубоукладочные баржи. Также отпадает потребность в добавочной стабилизации судна при укладке. Такой трубоукладчик снабжен якорями или сист. динам. стабилизации, что значительно упрощает работу.
- Способ прокладки с бурового судна.
Такой способ тоже имеет место быть. Возможно укладывать трубы с участием оборудования морского бурения и буровой вышки. До начала прокладки буровое судно надо оснастить агрегатами для стыковки труб, для изготовления секций труб, устройствами натяжения. При работе с таким судном разрешается вести прокладку при волнении водоема до 7 б. Темпы укладки при работе с таким судном достаточно высоки, если заменить соединения труб на резьбовые, то темпы могут еще возрасти.
Способ прокладывания подводных трубопроводов при помощи протягивания плети по дну реализуют в ходе ведения работ по стыкованию 2 подводных скважин на глубине до 1 км.
Ведется такой способ след. образом. Сначала на береговой площадке доставленные трубы формируют в цепь сваркой. По прохождению испытаний плеть снабжают понтонами и крепят к ней буксиры в начале и конце. Далее плеть погружают на проектную глубину и, отсоединив понтоны, перемещают (протягивают) буксирами к противоположному берегу. Когда плеть трубопровода дойдет до глубины, к-рая позволит обеспечить устойчивое положение, то тросы первого уровня отсоединяют от буксира и скрепляют с понтонами. Тросами второго уровня дотягивают трубопровод в конец, вводят его концы в анкерн. основания и фиксируют. По окончании монтирования плеть полностью погружается на дно, а понтоны отсоединяются.
Метод свободн. погружения предполагает след. моменты. Сначала на береговой площадке формируют плеть из отдельных секций методом сварки. Далее готовые плети подвергают опрессовке, снабжают балластами по проекту и крепят к ним понтоны. Понтоны нужны для сохранения у плети способности держаться на воде на время прокладки. Оснащенную по всем правилам плеть спускают на воду. Для спуска пользуются роликовыми опорами, сформированной дорожкой с тележками и проч. В некоторых случаях, когда условия позволяют, для спуска на воду плетей заготовляют спец. траншеи, которые соединены с водоемом. В них просто скатывают плеть, которая принимает положение на воде благодаря понтонам. После спуска на воду плети крепят к буксиру и доставляют к запланированному месту прокладывания. По мере продвижения трубы стыкуют, опускают на дно и задают им небольшую отриц. плавучесть. Конец плети тем временем остается и фиксируется на поверхности воды или на трубоукладочном судне. Этот конец принято именовать головным. Трубопровод погружают на дно наполнением его водой. Вода заливается со стороны берега. Понтоны меж этим погружаются вместе с трубой. По мере заполнения плети и продвижения его вертикально на дно понтоны открепляются автоматически или при участии водолазной бригады.
Иногда для заполнения труб вместо воды применяют смесь воды и легких материалов. Это может быть пенополистирол, пенопласт. Также могут задействовать жидкости малой плотности. Это делается для того, чтобы снизить напряжение в трубопроводе.
Временами погружение плети трубопровода под воду ведут при помощи последовательной отстыковки понтонов или залива в них воды. При заливке понтоны соединяются друг с другом шлангом.
Формы понтонов могут быть различными. Их колич. определяется проектом для конкретного трубопровода для сообщения ему достаточной плавучести.
Для реализации этого и других способов укладки подводных трубопроводов справедливо правило тщательного контроля за организацией сварных швов. Стыковка секций наиболее уязвима в местах соединения. Сохранение полноценной работы трубопровода под водой, снижение затрат на ремонт, снижение риска аварийных ситуаций – все это зависит от качества выполнения сварного шва и его защиты от протечек. Для контроля сварки подрядчиками используется рентгенографический метод и приборы, его реализующие.