CC BY
0
УДК 621.643
https://doi.org/10.24412/0131-4270-2024-1-2-95-97
МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НЕФТЕПРОВОДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ
A MOBILE DEVICE FOR CLEANING THE OUTER SURFACE OF AN OIL PIPELINE DURING REPAIR WORK
Лещенко А.А., Гашенко А.А.
Самарский государственный технический университет, 443100, г. Самара, Россия
ORCID: https://orcid.org/0009-0000-0437-5430, E-mail: zorg_ks@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5284-5852, E-mail: delte@mail.ru
Резюме: В статье приведен анализ существующих способов очистки от изоляции магистрального трубопровода. Перечислены достоинства и недостатки рассмотренных способов. Описаны предлагаемая конструкция и принцип действия мобильного устройства для очистки наружной поверхности нефтепровода при выполнении ремонтных работ.
Ключевые слова: устройство, изоляция, очистка, трубопровод, ремонт.
Для цитирования: Лещенко А.А., Гашенко А.А. Мобильное устройство для очистки наружной поверхности нефтепровода при выполнении ремонтных работ // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2024. № 1-2. С. 95-97.
D0I:10.24412/0131-4270-2024-1-2-95-97
Объекты трубопроводного транспорта углеводородов относятся к опасным производственным объектам, при эксплуатации которых могут возникнуть аварии или инциденты, способные привести к необратимым последствиям. Поэтому важнейшей задачей является поддержание трубопровода в работоспособном состоянии. Решение этой задачи сводится к своевременному проведению ремонтных работ.
Ремонт дефектов нефтепровода выполняется с применением следующих методов ремонта: ремонт дефектных участков антикоррозионного покрытия (АКП), шлифовка, заварка, установка ремонтных конструкций, замена дефектной секции (участка) трубопровода [1]. При этом очистка наружной поверхности трубопровода от АКП перед проведением ремонтных работ является неотъемлемой частью технологического процесса при любом из применяемых методов ремонта.
Одним из существующих и часто применяемых способов очистки наружной поверхности трубопровода является ручной способ, при котором очистка от АКП осуществляется рабочим персоналом при помощи таких подручных средств, как монтажная лопатка или лом. Очистка происходит путем скалывания изоляционного покрытия в результате нанесения по нему ударов. Стоит отметить, что очистить ударным методом поверхность трубопровода от АКП до чистого металла не всегда представляется возможным. Операцию по зачистке поверхности трубопровода от остатков изоляции, продуктов коррозии, задиров, брызг металла, шлака до требуемой степени очистки и шероховатости при ручном способе производят дополнительно с использованием металлических щеток или шлифовальных
Leshchenko Alexander A., Gashenko Aleksey A.
Samara State Technical University, 443100, Samara, Russia ORCID: https://orcid.org/0009-0000-0437-5430, E-mail: zorg_ks@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5284-5852, E-mail: delte@mail.ru
Abstract: The article provides an analysis of existing methods of cleaning from the insulation of the main pipeline. The advantages and disadvantages of the above methods are listed. The proposed design and principle of operation of a mobile device for cleaning the outer surface of an oil pipeline during repair work is described.
Keywords: device, insulation, cleaning, pipeline, repair.
For citation: Leshchenko A.A., Gashenko A.A. A MOBILE DEVICE FOR CLEANING THE OUTER SURFACE OF AN OIL PIPELINE DURING REPAIR WORK. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons. 2024, no. 1-2, pp. 95-97.
DOI:10.24412/0131-4270-2024-1-2-95-97
машинок. Достоинствами ручного способа являются его простота, а также отсутствие необходимости проведения дополнительных сопутствующих операций (например, сборочных, монтажных, демонтажных). К недостаткам можно отнести низкую производительность, значительные затраты времени и трудовых ресурсов. Кроме того, так как очистка происходит в результате нанесения металлическим предметом колющих ударов по изоляционному покрытию, присутствует вероятность образования дефектов на металлической поверхности трубопровода вследствие неосторожных действий рабочего персонала. Также стоит отметить зависимость от погодных и температурных условий: применимость данного метода затруднена в летний период, когда изоляционные покрытия размягчаются вследствие повышенной температуры окружающей среды, что делает невозможным выполнить скалывание АКП в результате нанесения ударов.
Еще одним способом является абразивоструйная (дробеструйная) обработка - это специальная технология обработки, подразумевающая воздействие мелких частиц абразива (дроби). Для воздействия на поверхность используются специальные установки-распылители, принцип действия которых основан на ускорении частиц абразива под действием силы сжатого воздуха. Основным достоинством данного метода является его полнота и комплексность. Данный метод комбинирует в себе одновременное выполнение обеих требуемых операций: очистку наружной поверхности трубопровода от АКП, а также зачистку поверхности до требуемой степени очистки и шероховатости от продуктов коррозии, задиров, брызг металла, шлака. Кроме того, к достоинствам метода можно отнести его высокую
производительность. К недостаткам такого метода можно отнести необходимость проведения дополнительных сопутствующих операций: транспортировка к месту производства работ и обратно дробеструйных установок и абразива, подготовка дробеструйных установок к работе, контроль рабочих параметров в процессе эксплуатации, возможность отказа установки в процессе работы. Зависимость от погодных условий при использовании установки: применимость данного метода затруднена во время атмосферных осадков в связи с тем, что частицы абразива, смоченные атмосферными остатками, из твердого агрегатного состояния переходят в состояние дисперсной системы (эмульсия или паста), что значительно снижает степень механического воздействия на подвергаемую обработке поверхность и, как следствие, степень очистки. Кроме того, это загрязнение окружающей среды: при дробеструйной обработке частицы антикоррозионного покрытия совместно с частицами абразива разлетаются по прилегающей к месту производства работ территории. Полный сбор таких частиц, как правило, затруднен.
Также известен способ с применением линейных очистных устройств и машин, например таких, как ОМЛ-4, ОМ-121 [2]. С учетом их значительных габаритных и весовых параметров, сложность установки машин на трубопроводе с применением грузоподъемных механизмов и, как следствие, увеличение затрат времени на выполнение монтажных операций приводит к целесообразности применения данного способа для очистки протяженных участков трубопровода, например при капитальном ремонте методом замены антикоррозионного покрытия. При выборочном ремонте дефектов трубопровода применение очистных машин нецелесообразно.
Анализ существующих способов очистки наружной поверхности трубопровода показал, что данная операция требует значительных временных и трудовых затрат, поэтому совершенствование процесса очистки наружной поверхности трубопровода является актуальной задачей. Таким образом, встает вопрос о необходимости разработки новых конструкций устройств для очистки наружной поверхности трубопровода на ремонтируемом участке. На кафедре трубопроводного транспорта СамГТУ разработана конструкция мобильного очистного устройства [3], рис. 1, 2.
Устройство для очистки наружной поверхности трубопроводов состоит из ребер жесткости 1, посаженных одной стороной цилиндрическим, а другой шестигранным отверстием и закрепленных гайками 2 на стержнях 3, составляющих раму устройства, установленную на трубопровод 4. Стержни с шестигранным посадочным местом под ребра жесткости являются носителями опорных колес 5, очистного инструмента 6, представленного в виде металлических щеток, скребков 7 и резцов 8. Опорные колеса, скребки и резцы выполнены на стойках в виде шестигранника, проходящего через пружину 9 и втулку 10, выполненную с шестигранным внутренним отверстием и цилиндрической наружной поверхностью, с буртиком, посаженной на стержень и закрепленной через шайбу 11 гайкой 12. На конце шестигранной стойки имеется резьба под регулирующую гайку 13.
Устройство работает следующим образом. Его устанавливают на трубопровод 4 в сборе, но при снятии одного из
I
Рис. 1. Устройство для очистки наружной поверхности трубопроводов, общий вид
I
Рис. 2. Устройство для очистки наружной поверхности трубопроводов, вид с боку
ребер жесткости 1 с двух сторон рамы. После посадки устройства на трубопровод 4 на свободные концы рамы надевают ребра жесткости 1 и затягивают гайками 2 на стержнях 3. Далее устанавливают угол осей вращения опорных колес 5, обеспечивающих перемещение устройства на трубопроводе по спирали, а также скребков 7 и резцов 8 к продольной оси рамы устройства. Угол, зависящий от типа изоляционного материала, устанавливают путем ослабления гайки 12 и поворота шестигранных стоек опорных колес 5, скребков 7 и резцов 8 с втулками 10, и последующей затяжкой гайкой 12 с шайбой 11. Для обеспечения постоянного контакта опорных колес 5, очистного инструмента 6, скребков 7 и резцов 8 с наружной поверхностью трубопровода имеется пружина 9, с ограничителем хода в виде регулирующей гайки 13.
При ручном вращении рамы и перемещении устройства на трубопроводе по спирали очистным инструментом 6, представленным в виде металлических щеток, закрепленных на стержнях 3, раскопанный трубопровод 4 очищается
96
ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
от остатков грунта. Вслед за очистным инструментом 6 производят нарезку изоляционного материала резцом 8 и его снятие скребком 7. Окончательная очистка трубопровода от изоляционного материала выполняется очистным инструментом 6, установленным за скребком 7.
Предлагаемое устройство позволяет проводить очистку от изоляционного материала наружной поверхности трубопроводов разных диаметров при выборочном ремонте в котловане. А эффективность очистки от изоляционного материала наружной поверхности трубопроводов
обеспечивается наличием установленных на раме скребков и резцов.
Метод очистки мобильным устройством лишен недостатков рассмотренных выше способов: исключены возможное ударное воздействие на трубопровод, отрицательное влияние продуктов очистки на окружающую среду, зависимость от погодных и температурных условий, необходимость применения вспомогательных материальных ресурсов и специальной техники. Кроме того, к достоинствам предлагаемого способа можно добавить его эргономичность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ Р 57512-2017. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Термины и определения.
2. Крец В.Г., Рудаченко А.В., Шмурыгин В.А. Машины и оборудование для строительства и эксплуатации газонефтепроводов и хранилищ: учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2011. 328 с.
3. Патент РФ № 2805095 Устройство для очистки наружной поверхности трубопроводов / Гашенко А.А., Лещенко А.А., Гашенко Ю.В. Опубл.: 11.10.2023. Бюл. № 29.
REFERENCES
1. GOST R 57512-2017. Magistral'nyy truboprovodnyy transport nefti i nefteproduktov. Terminy i opredeleniya [State Standard R 57512-2017. Trunk pipeline transport of oil and oil products. Terms and definitions].
2. Krets V.G., Rudachenko A.V., Shmurygin V.A. Mashiny i oborudovaniye dlya stroitel'stva i ekspluatatsii gazonefteprovodov i khranilishch [Machinery and equipment for the construction and operation of gas and oil pipelines and storage facilities]. Tomsk, TPU Publ., 2011. 328 p.
3. Gashenko A.A., Leshchenko A.A., Gashenko YU.V. Ustroystvo dlya ochistkinaruzhnoypoverkhnosti truboprovodov [Device for cleaning the outer surface of pipelines]. Patent RF, no. 2805095, 2023.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Лещенко Александр Алексеевич, аспирант кафедры трубопроводного транспорта, Самарский государственный технический университет.
Гашенко Алексей Александрович, к.т.н., доцент кафедры трубопроводного транспорта, Самарский государственный технический университет.
Alexander A. Leshchenko, Postgraduate Student of the Department of Pipeline Transport, Samara State Technical University. Aleksey A. Gashenko, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Pipeline Transport, Samara State Technical University.
