CC BY
176
Предприятие способно при существующей численности службы ВР изготавливать 40 галтельных муфт взрывного исполнения еженедельно. О необходимости конструкций данного типа для ремонта нефтепроводов говорят следующие цифры: за 2002 г. было изготовлено 803 шт. галтельных муфт типа П3, за 2003 г. - 300 шт., по плану на 2004 г. требуется - 536 шт. Таким образом, проанализировав приведенные цифры, можно сделать вывод о том, что средняя потребность в галтельных муфтах типа П3 взрывного исполнения составляет 500550 шт. в год.
Выводы и рекомендации.
1. Применение взрывных технологий при штамповке металла позволяет значительно ускорить изготовление постоянных ремонтных конструкций (галтельных муфт типа П3) для ремонта трубопроводов.
2. Целесообразно изготовление галтельных муфт из "катушек" труб, так как не требуется применения сложного технологического оборудования для снятия внутренних напряжений металла.
------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методы ремонта дефектных участков действующих магистральных нефтепроводов. РД 153-39.4-067-00.
2. Единые правила безопасности при взрывных работах. ПБ 13-407-01.
3. Руководство по применению шнуровых кумулятивных зарядов. ТУ 84988-84 с изменениями № 1-4, утвержденными 23.02.89, 23.06.92, 29.12.93, 25.05.99
4. Инструкция по применению электродетонаторов. ТУ 84-317-78.
5. Проект производства ВР при изготовлении галтельных муфт взрывного исполнения. ОАО Магистральные нефтепроводы "Дружба".
— Коротко об авторах --------------------------------------------
СаяпинМ.В., Косоруков О.А. - ОАО МН "Дружба". ------------------------------------- © М.В. Саяпин, О.А. Косоруков,
М.В. Саяпин, О.А. Косоруков
ПРОБЛЕМЫ РЕЗА ТРУБОПРОВОДОВ,
НАПОЛНЕННЫХ И ОПОРОЖНЕННЫХ ОТ НЕФТИ
1[Эзрывные работы на объектах ОАО МН "Дружба" ведутся в
-Я-М соответствии с требованиями [1, 4].
Взрывные работы (ВР) проводятся персоналом службы ВР производственно-эксплуатационного управления (ПЭУ) ОАО МН "Дружба" с привлечением сил и средств пожарной охраны районных управлений, ЛДПС (НПС), а также сотрудников СБ для обеспечения охраны ВМ в пути следования и на местах проведения работ.
Взрывные работы (ВР) на объектах ОАО МН "Дружба" проводятся с целью:
- ликвидации аварий и их последствий;
- демонтажа линейной части и арматуры.
Резка металла с применением энергии взрыва произ-водится на трубопроводах:
- полностью заполненных нефтью или нефтепродуктами;
- частично заполненных нефтью или нефтепродуктами;
- полностью опорожненных, при наличии в них неудаляемого остатка после слива или откачки нефти;
- заполненных горючими газами при избыточном давлении от 200 до 500 Па (0,02...0,05 атм.);
- очищенных от остатков нефти и дегазированных;
- заполненных водой.
Производство ВР осуществляется на объектах ОАО МН "Дружба", расположенных на территориях Куйбышевской, Ульяновской, Пензенской, Тамбовской, Липецкой, Орловской, Брянской, Воронежской и Курской областей.
ВР по резке трубопроводов производятся как на линейной части МН, так и на территориях действующих ЛДПС, НПС и резерву-арных парков.
ВР по резке металла взрывом проводятся на магистральных трубопроводах диаметром 529, 720, 820, 1020, 1220 мм с толщиной стенок от 7 до 22 мм.
При производстве ВР на объектах ОАО МН "Дружба" применяются следующие типы взрывчатых материалов:
- труборезы на основе зарядов УКЗ (удлиненный кумулятивный заряд);
- труборезы на основе зарядов УКЗ-П (удлиненный кумулятивный заряд прокатанный);
- шнуровые кумулятивные заряды;
- электродетонаторы типа ЭД-8Ж.
Заряды УКЗ, УКЗ-П, ШКЗ и электродетонаторы ЭД-8Ж применяются для выполнения ВР по резке металла взрывом.
Электродетонаторы ЭД-8Ж применяются для инициирования зарядов УКЗ, УКЗ-П, ШКЗ.
Труборезы на основе зарядов УКЗ-П
Труборез состоит из двух зарядов удлиненных кумулятивных прокатанных (ТУ 3-2650-92), которые представляют собой металлическую трубку с продольной клиновидной кумулятивной выемкой, изогнутую в форме полукольца (рис. 1, вар. 1) или полукольца, один конец которого отогнут наружу (рис. 1, вар. 2). При использовании в обводненных местах одно или оба полукольца трубореза помещают в герметичную оболочку (рис. 1, вар. 3, 4).
Характеристики труборезов на основе зарядов УКЗ-П по толщине стенки перерезаемого трубопровода приведены в табл. 1.
Инициирование труборезов осуществляется при помощи электродетонаторов (ЭД) мгновенного действия ЭД-8Ж.
Труборезы на основе зарядов УКЗ
Характеристики труборезов на основе зарядов УКЗ по толщине стенки перерезаемого трубопровода приведены в табл. 2.
Инициирование труборезов осуществляется при помощи электродетонаторов мгновенного действия ЭД-8Ж.
Шнуровые кумулятивные заряды (ШКЗ)
Шнуровые кумулятивные заряды представляют собой заряды из эластичного ВВ класса 1 на основе гексогена в виде шнуров различного диаметра с продольной кумулятивной выемкой, облицованной гибкой металлизированной лентой (рис. 2).
387
388
Рис. 1. Внешний вид полуколец трубореза в герметичной оболочке: 1 - УКЗ-П; 2 - оболочка герметичная
Характеристики шнуровых кумулятивных зарядов приведены в табл. 3.
Таблица 3
Наименование Марка ШКЗ
ШКЗ-4 ШКЗ-5 ШКЗ-6
Масса 1 п/м ШКЗ с 490(+65) 730(+80) 1100(+100)
облицовкой, г
Рис. 2. Схема установки и инициирования
Инициирование шнуровых кумулятивных зарядов осуществляется при помощи электродетонаторов мгновенного действия ЭД-8Ж.
Резку взрывом магистральных трубопроводов и их трубчатых элементов в обводненных условиях проводят труборезами в герметичной оболочке. Обводненными считаются условия, при которых трубопровод погружен в жидкость в интервале от нижней до верхней образующей.
Не допускается применение резки взрывом магистральных трубопроводов труборезами:
- на местности, содержащей взрывчатые газы в радиусе разлета осколков,
- ближе 5 м от закрытой задвижки.
Резка взрывом магистральных нефтепроводов труборезами пригодна для применения во всех климатических районах в интервалах температур от -50 °С до +50 °С.
Пожаровзрывобезопасность при резке труборезами обеспечивается:
• заполнением внутреннего пространства трубопровода воздушно-механической пеной средней кратности (70-100);
• заполнением котлована вокруг трубопровода воздушномеханической пеной средней кратности (70-100);
• установками "Вулкан" и заполнением внутреннего пространства трубопровода выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания.
Применение установок "Вулкан" с заполнением внутреннего пространства трубопровода выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания не нашло широкого применения в практике, так как требует большого количества времени и специальных условий (ограничения внутреннего пространства трубопровода). Так, время заполнения внутреннего пространства разрезаемого трубопровода диаметром 720 мм выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания до концентрации СО не менее 12 % составляет 45-55 мин. Кроме этого, необходимо время на установку зарядов и экранов для модулей "Вулкан" и монтаж самой установки "Вулкан". В то же время рез трубопровода с применением защитной среды в виде воздушномеханической пены занимает 30-35 мин. Исходя из вышеизложенного, применение воздушно-механической пены в качестве защитной среды, по сравнению с модульными установками пожаротушения "Вулкан", является предпочтительным в условиях ограниченности времени при остановках перекачки нефти.
Работы по взрывной резке ведутся по проектам ВР. Опасная зона при проведении ВР 300 м. При использовании специальных защитных устройств (локализаторов) и ведении ВР шнуровыми кумулятивными зарядами опасная зона определяется по проекту ВР.
ВР разрешается проводить при отсутствии на местности в пределах опасной зоны горючих паров и газов. При наличии горючих паров и газов выше предельно допустимой концентрации принимаются меры по снижению уровня загазованности среды.
Допускается ведение ВР на расстоянии не ближе 20 м от насосных станций и резервуаров при условии применения технических средств, предотвращающих разлёт осколков, и выполнения требований по загазованности среды.
Перед установкой труборезов производится монтаж шунтирующей перемычки и заземления на трубопроводе с местом крепления не ближе 40 см от места реза.
Резка трубопроводов и трубчатых конструкций может осуществляться одним труборезом или одновременным подрывом двух или более труборезов. В случае электрического способа взрывания при одновременном подрыве нескольких труборезов ЭД должны соединяться в сеть последовательно.
Для одновременного взрывания нескольких труборезов ЭД мгновенного действия должны быть подобраны по сопротивлению. Разница в сопротивлении не должна превышать 0,3 Ом.
Допускается переноска труборезов, взрываемых одновременно, без упаковки. При этом одному взрывнику разрешается переносить не более 6 полуколец труборезов, связанных в пакеты шпагатом. Запрещается резать, изгибать полукольца трубореза.
Монтаж труборезов должен производиться двумя взрывниками.
При монтаже труборезов запрещается держать в руках ЭД.
Установку ЭД и подсоединение его проводов к магистрали следует производить таким образом, чтобы исключить возможность соприкосновения оголённых его концов с трубопроводом и землёй.
Все соединения (сростки) проводов электровзрывной сети должны быть тщательно обмотаны изоляционной лентой или изолированы специальными зажимами-контактами.
При ВР на участках повышенной опасности по блуждающим токам (вблизи линий электропередач, электрифицированных железных дорог и т. д.) рекомендуется применять:
- СИНВ-П,
- ЭДС-2 по ДИТТТВ 773951.002 ТУ,
- ЭД-24 по ДИТТТВ 773951.003 ТУ.
Резка трубопроводов, заполненных горючими газами, должна производиться при избыточном давлении газа внутри трубопровода 200-500 Па.
Резка трубопроводов, полностью заполненных нефтью и нефтепродуктами и заполненных горючими газами при избыточных давлениях 200-500 Па, должна производиться труборезами в латунной или медной оболочках. При этом разрабатывается котлован вместимостью не менее объема находящейся в трубопроводе нефти.
Резка трубопроводов с остатками нефти, когда возможно образование внутри смесей горючего с воздухом, должна производиться труборезами в латунной или медной оболочках. Резка при указанных условиях производится под слоем воздушно-механической пены кратностью 70-100 толщиной не менее 1 м над верхней образующей трубы.
В соответствии с [5] во время производства ВР на трубопроводах, содержащих горючие жидкости и газы, должна присутствовать
пожарная охрана с необходимым инвентарем и средствами пожаротушения. Количество сил и средств пожарной охраны определяется в соответствии с приложением 8 "Правил пожарной безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов АО "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" ВППБ 0105-99". Пожарная автоцистерна для подачи пенообразующего раствора должна быть укомплектована в соответствии с паспортом.
Имеющиеся резы на трубопроводе должны быть засыпаны грунтом или загерметизированы иным способом.
При электрическом способе взрывания все электроустановки, кабели контактные и другие воздушные провода, находящиеся в опасной зоне, где монтируется электровзрывная сеть, должны быть обесточены с момента монтажа сети. Станции катодной защиты должны быть отключены на расстоянии не менее 10 км в обе стороны от места взрыва.
Участок трубопровода, на котором ведутся работы, отсекают от магистрали линейными задвижками с проверкой герметичности задвижек и раскачкой нефтепровода до верхней образующей в месте резов.
Места установки трубореза на трубопроводе тщательно зачищают от изоляции на ширине не менее 50 мм по всему периметру трубы с контрольной толщинометрией стенки трубы в месте резов.
В необходимых случаях для удобства монтажа полуколец труборезов в местах их установки под трубопроводом разрабатывают приямки.
При необходимости, для сбора жидкости, находящейся в трубопроводе, подготавливают котлован соответствующего размера.
В необходимых случаях выполняют мероприятия по защите оборудования и механизмов, находящихся в опасной зоне, от поражения осколками.
Производят анализ воздуха на содержание взрывоопасных смесей в опасной зоне вне трубопровода.
При наличии на местности в пределах опасной зоны горючих паров и газов выше предельно-допустимой концентрации принимают меры по снижению уровня загазованности среды.
Немаловажное значение имеет и способ открытия трубопровода расположенного под землей. При открытии ограниченного участка нефтепровода (до 100 м) целесообразно применять механический способ отрывки, но при отрывке в грунтах ГУ-У категории
или при открытии протяженного участка нефтепровода (более 100 м) наиболее предпочтительным становится буровзрывной способ открытия нефтепровода.
Производственную деятельность служба ВР начала в 1977 г. За этот период произведено более 11000 резов при ликвидации аварий, плановых ремонтах и демонтажах трубопроводов. В 2002 году службой ВР было произведено 264 реза трубопровода, в 2003 г. -321 рез. Эти цифры наглядно показывают эффективность метода резки металла энергией взрыва.
Выводы и рекомендации
1. Применение взрывных технологий значительно сокращает время восстановления трубопровода.
2. Целесообразно открытие нефтепровода буровзрывным методом при работах в грунтах 1У-У категории и при открытии протяженных участков нефтепровода (более 100 м).
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Единые правила безопасности при взрывных работах. ПБ 13-407-01.
2. Проект производства взрывных работ при демонтаже, ремонте магистральных нефтепроводов с применением труборезов типа ТрККН, УКЗ-П, ШКЗ. ОАО Магистральные нефтепроводы "Дружба".
3. Инструкция по резке взрывом магистральных трубопроводов труборезами на основе зарядов УкЗ-П. АК "Транснефть". 09.11.2001 г.
4. Руководство по применению шнуровых кумулятивных зарядов. ТУ 84988-84 с изменениями № 1-4, утвержденными 23.02.89, 23.06.92, 29.12.93, 25.05.99
5. Правила пожарной безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов АО "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" ВППБ 01-05-99".
— Коротко об авторах -----------------------
Саяпин М.В., Косорукое О.А. - ОАО МН "Дружба".
© С.Д. Викторов, Н.Г. Демченко, А.Е. Франтов, Ю.А. Бродский,
А.М. Файнштейн
