CC BY
232«Вопросы развития современной науки и техники»
УДК 624.016
Бикмасов Роман Георгиевич Bikmasov Roman Georgievich
Студент Student
Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина Russian State University of Oil and Gas named after I.M. Gubkin
ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНО-АРМИРОВАННЫХ ТРУБ НА ОБЪЕКТАХ ПРОМЫСЛОВЫХ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ
PROBLEMS OF APPLICATION OF POLYMER-REINFORCED PIPES AT FACILITIES OF FIELD OIL AND GAS PIPELINES
Аннотация. Статья посвящена описанию проблемы применения полимерно-армированных труб на объектах промыслового трубопроводного транспорта нефти и газа. Цель статьи - анализ, сбор и систематизация данных для максимально эффективной и безопасной эксплуатации трубопроводов из полимерных материалов и их композитов.
Abstract: The article is devoted to the description of the problem of the use of polymer-reinforced pipes at the objects of field pipeline transport of oil and gas. The purpose of the article is to analyze, collect and systematize data for the most efficient and safe operation of pipelines made of polymer materials and their composites.
Ключевые слова. промысловый трубопровод, композитные трубы, полимерно-армированные трубы, повышение надежности трубопровода.
Key words: field pipeline, composite pipes, polymer-reinforced pipes, improving the reliability of the pipeline.
Роль трубопроводного транспорта в системе нефтегазовой отрасли сложно недооценить, так как он является одним из самых доступных и эффективных способов транспортировки жидких и газообразных углеводородных сред. По трубопроводам осуществляется доставка нефти, продуктов её переработки и природного газа как на большие расстояния, так и в пределах территории предприятий, занимающейся добычей, хранением и переработкой.
Для строительства промысловых трубопроводов в основном применяется сталь, которая за время эксплуатации проявила себя как надежный, прочный,
III Международная научно-практическая конференция несложный при изготовлении и монтаже материал. В то же время, практический
опыт применения стальных труб показывает, что такие трубы помимо
преимуществ обладают рядом существенных недостатков. Именно поэтому в
последние десятилетия при строительстве трубопроводных систем
строительного назначения с целью повышения эксплуатационной надежности и
срока службы широко используются полимерные трубы, а в частности
полимерно-армированные.
Полимерно-армированные трубы (ПАТ) - это композиционный материал, состоящий из внутренней полимерной оболочки, армирующего каркаса и внешней полимерной оболочки. В зависимости от конструкции ПАТ бывают жесткие (с армирующим сетчатым каркасом), гибкие с несвязанными слоями (с армирующими металлическими лентами) и гибкие со связанными слоями (с армирующими синтетическими нитями) [1].
По сравнению со стальными трубами полимерно-армированные имеют следующие преимущества:
- коррозионная стойкость (исключение затрат на мониторинг и защиту трубопровода от внутренней и внешней коррозии);
- меньший вес (ПАТ в 5-7 раз легче стальных, что упрощает их транспортировку и монтаж);
- меньшая совокупная стоимость строительства и эксплуатации;
- меньшая шероховатость стенок (уменьшение потерь давления на трение и отложений на стенках трубопровода);
- высокие диэлектрические показатели [2].
Однако в процессе эксплуатации таких трубопроводов выявляются и многочисленные проблемы, связанные с обеспечением их надежности и безопасности.
Проблемы, возникающие при эксплуатации трубопроводов, использующих в своей конструкции полимерные материалы, указывают на необходимость учета целого ряда эксплуатационных факторов при выборе материала труб и технологий для их монтажа.
«Вопросы развития современной науки и техники» Так, например, для полимерно-армированных труб характерны следующие
причины отказа при эксплуатации:
Если давление в трубе превышает некоторого предельного значения, то
происходит разрушение армирующего каркаса и самой трубы соответственно.
Причинами такого вида отказа могут быть дефекты армирующего каркаса в зоне
сварного соединения осевых и кольцевых элементов. Подобные дефекты могут
привести к проникновению транспортируемой среды до арматуры, миграции ее
вдоль трубы и капельного проявления на наружной поверхности трубы. Поэтому
состояние стального армирующего каркаса сильно влияет на прочность ПАТ.
В зоне стыковых соединений труб возможны образования кольцевых
трещин. В виду того, что в этой зоне отсутствует армирующий каркас, трещина
имеет вид скола. Основной причиной подобного разрушения, как правило,
является опрессовка и гидродинамический удар [3].
При длительной эксплуатации возможно течение полимерной матрицы
сквозь армирующий каркас. В результате подобного течения может происходить
оголение армирующего каркаса, нарушение внутренней изоляции, с
последующей коррозией и разрушением. Основной причиной движения
полимерной матрицы сквозь армирующий каркас является температура
транспортируемого продукта. Так как полимер - это аморфное тело, то при его
нагревании уменьшается вязкость и происходит течение сквозь каркас.
Большие динамические нагрузки вызывают деформацию тела трубы. Так,
при большой скорости роста давления происходит разрушение кольцевой
проволоки стального каркаса [4].
Кроме того, у полимерных труб отсутствует надежное разъемное
соединение. Применяемые в настоящее время разъемные соединения, такие как
резьбовые и раструбные, зачастую не обеспечивают необходимой
герметичности и долговечности, предъявляемой к коммуникациям для зданий и
сооружений повышенной эксплуатационной надежности, к которым относятся
промысловые нефтегазопроводы. Поэтому успешное использование
армированных полимерных труб в трубопроводных системах невозможно без
III Международная научно-практическая конференция создания равнопрочных с телом трубы соединительных узлов. В нефтегазовой
отрасли к соединениям труб предъявляются наиболее жесткие требования.
Необходимы надежные соединения, которые будут удобны в монтаже и при
ремонте [5].
Эффективное и безопасное применение ПАТ требует рационального выбора материалов, учета качества изготовления труб и условий эксплуатации трубопроводов, исследования возможных дефектов и статистических и динамических нагрузок, действующих в результате эксплуатации трубопровода, а также создания и повсеместного применения средств и методов технической диагностики трубопроводов. Таким образом, необходима комплексная и тщательная проработка вопросов применения полимерных армированных труб на объектах промысловых нефтегазопроводов.
Библиографический список:
1. Бухин В. Е. Трубопроводы из полимерных материалов для тепловых сетей // Трубопроводы и экология. - 2003. - № 1. - С. 18-19.
2. PPR ТРУБЫ В НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОТИ [Электронный ресурс]: - 2015. - Режим доступа: https://nomitech.ru/articles-and-
Wog/ppr_tmby_v_neftedobyvayushchey_i_neftekhimicheskoy_promyshlennosti/ (дата обращения: 30.01.2021).
3. Чирков, Ю.А. Повреждения трубопроводов ОНГКМ и определение интенсивности их отказов // Территория нефтегаз. - 2008. - №12. - С. 46-49.
4. Сальников А.Ф., Сальников С. А., Щелудяков А.М. Оценка влияния динамических нагрузок на остаточную работоспособность полимерно-армированных труб // Газовая промышленность. - 2014. - №1 (701). - С. 52-55.
5. Зайцев К.И., Ларионов А. Ф., Сорокин А.А. Перспективы применения бипластмассовых труб в системах газификации // Безопасность труда в машиностроении. - 1999. - №11. - С.46-47.
