Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Защита и диагностика трубопроводных систем Эффективная эксплуатация различных трубопроводных систем, их безопасность и надежность — важнейшие прикладные вопросы науки и техники XXI в. Трубопроводы доходят практически до каждого населенного пункта, до каждого дома. Они обеспечивают водой, теплом и сырьем промышленное производство, сельское хозяйство, энергетику и армию. Вооружить строителей и эксплуатирующие организации современными технологиями, оборудованием и материалами, средствами контроля и диагностики трубопроводов — такая задача стоит не только перед специалистами профильных отраслей. К ее решению должны подключиться научные организации, государственные и управленческие структуры, законодатели, наконец. Заметим, что в сфере развития трубопроводного транспорта перед законодателями поставлено немало насущных вопросов. Это и определение права доступа к трубопроводам независимых производителей энерго­носителей, и формирование порядка установления тарифов за использование трубопроводных систем, и основы нормативного землепользования при их строительстве. Важность подобных вопросов не в последней степени обусловила то, что законодатели выступили соорганизаторами очередной 7-й российской выставки с международным участием «Трубопроводные системы ’2008. Строительство, эксплуатация, ремонт, диагностика, сварка, изоляция», проходившей на ВВЦ в Москве. Экс­позиции, в которых разработчики стремились показать передовые технологии строительства и эксплуатации трубопроводов, автоматизации технологических процессов и транспортировки рабочих сред, вызвали большую заинтересованность не только эксплуатационников, но и представителей бизнеса, власти и науки. В конечном итоге, в поиске новых решений, которые оптимизировали бы развитие таких важных сфер, как ТЭК и жилищно-коммунальное хозяйство, заинтересованы все. Тем более что последствия мирового финансового кризиса не обходят стороной и эти, казалось бы, надежно стоящие на ногах отрасли. Но кризис — кризисом, последствия — последствиями, а трубы делать все равно будут. Как и будут качать по ним нефть, газ, бензин, керосин, воду, пар и многое другое. Ну а какие это трубы, насколько они защищены от нефинансовых «кризисных» воздействий можно бы­ло узнать и увидеть на выставке. Предизолированные элементы трубопроводов Развитие химических технологий, расширение производства современных пластмасс привели к существенным изменениям в технологии проектирования и строительства нефте­газопроводов, сетей отопления, горячего и холодного водоснабжения. Как показали время и практика, основным недостатком теплотрасс, построенных еще в советский период, является ненадежная гидроизоляция теплозащитной оболочки и стальной трубы. Намокший слой теплоизоляции, как правило, не сохраняет тепло и, более того, интенсивно разрушается. Не­смот­ря на расчеты, которые гарантировали 15-летний срок службы такого трубопровода, реально он не перешагивает 5-летнего рубежа. На смену прежним конструкциям пришло новое поколение труб — предварительно изолированных в заводских условиях и великолепно подходящих для новой, бесканальной, технологии прокладки трубопроводных магистралей. Предизолиро­ванная труба — это сборная система, изготавливаемая индустриальным способом в заводских условиях. Она представляет собой жесткую конструкцию «труба в трубе», где связующим звеном между стальной и внешней трубой-оболочкой выступает пенополиуретан (ППУ). Трубо­проводы с ППУ-изоляцией предназначены для прокладки тепловых сетей с постоянной температурой до 120 °C (краткосрочно — до 150 °C). Известный в Татарстане производитель изолированных труб и фасонных изделий — ООО «Тат­тепло­изоляция» (г. Казань), входящее в состав Группы компаний «Инвэнт», изначально одним из первых освоило и применило технологию монтажа труб из сшитого полиэтилена — изопро­флекса. Новое решение позволило максимально оптимизировать, в зависимости от назначения и характера трассы, схему прокладки практически любого трубопровода. Но дальше — больше. И в 2007 г. предприятие приступило к выпуску предварительно изолированных ППУ труб с внешней защитной оболочкой из полиэтилена низкого давления и труб с ППУ-изоляцией в стальной оцинкованной оболочке (для надземных трубопроводов). Основные преимущества представленных на выставке изделий (труб, отводов, ответвлений и тройников) обеспечиваются технологией их изготовления. Суть ее заключается в предварительной дробеструйной очистке стальной трубы, правильно подобранной композиции ППУ и обязательной обработке внутренней поверхности полиэтиленовой оболочки изделия коронным электрическим разрядом. Изготавливаемые таким образом изделия служат намного дольше обычных — до 30 лет и более. А это, соответственно, снижает затраты на содержание и ремонт участков трубопроводов, причем снижает в несколько раз. Одновременно существенно сокращаются теплопотери, если по трубам с ППУ-изоляцией подается горячая вода или пар. Все элементы системы таких трубопроводов, начиная с отводов и заканчивая задвижками, оснащены сигнализацией оперативного дистанционного контроля (ОДК). Основана она на электрической проводимости изолятора, которая отслеживает степень увлажнения изоляционного слоя. Медные проводники ОДК размещены в изолирующем слое. Понятно, что увеличение влажности теплоизоляции свидетельствует либо об утечке теплоносителя, либо о проникновении влаги через внешнюю оболочку трубопровода. В таких случаях поступающий сигнал позволяет принять меры оперативного реагирования для поддержания рабочего состояния трассы. Аналогичную продукцию предоставляет заказчикам ЗАО «Сибпром­комплект» (г. Тюмень). Здесь также реализуют технологию теплогидроизоляции трубных заготовок по методу «труба в трубе». Компоненты полиуретанов, ликвидирующие зазоры между рабочей трубой и надвигаемой на нее оболочкой, подаются в межтрубное пространство под высоким давлением. Тем самым и формируется монолитная конструкция. Трубы и фасонные заготовки, изготавливаемые на предприятии в широком диапазоне диаметров (32–1420 мм), могут изолироваться вместе с трубками-спутниками, используемыми для обогрева трубопроводных систем, а также с сигнальными проводами систем ОДК увлажнения теплоизоляции. Изделия рассчитаны на транспортировку теплоносителей с рабочей температурой до 146 °C. Возможности производственной базы «Сибпромкомплекта» позволяют выпускать оригинальные «многотрубные» конструкции в одной оболочке. Для нефтегазо- и продуктопроводов надземной и подземной прокладки предприятие производит практически все виды предизолированной продукции. Это П-образные компенсаторы, неподвижные и скользящие опоры, гнутые вставки с различными углами гиба, Z-образные элементы с усиленной оболочкой для прохода в стенах и фундаментах зданий. Выпускаются также нестандартные узлы и детали по заказанным проектам, промежуточные и гнутые вставки. Трубы и фасонные детали выполняются в полиэтиленовой либо металлической оболочке. Завод располагает комплексом современного оборудования для обеспечения в широких масштабах выпуска труб и деталей трубопроводов с эффективными антикоррозионными покрытиями. Ассортимент та­ких изделий, предназначенных для строительства магистральных нефте­газопроводов, газораспределительных систем и инженерных магистралей для ЖКХ, представлен стальными трубами и разнообразными узлами (тройниками, отводами и т. д.) с двух- и трехслойным покрытием по­верхностей композиционным экструдированным полиэтиленом. Двухслойное покрытие состоит из наружного слоя полиэтилена и клеящего слоя сополимерного адгезива, который обеспечивает сцепление изоляции с поверхностью стальной трубы. Структура трехслойного по­крытия усложнена добавлением эпоксидной грунтовки. Для повышения антикоррозионных свойств и адгезии поверхность стальных труб предварительно очищается на дробеметных установках и проходит термообработку в газовой печи при температуре до 200 °C. Покрытие на основе экструдированного полиэтилена рассчитано на температуру окружающей среды от -50 до +60 °C и гарантирует многолетний срок амортизации при условии соблюдения правил укладки и эксплуатации труб. Наружное антикоррозионное покрытие фасонных деталей осуществляется нанесением термореактивных полиуретановых материалов. Применяемое на предприятии оборудование позволяет наносить защитное покрытие практически на любую выпускаемую современными производителями номенклатуру изделий диаметром до 820 мм независимо от радиуса гиба и длины развертки. Не так давно, но достаточно уверенно на рынке предизолированной трубной продукции заявило о себе ОАО «Метхимтэкс» (г. Москва). Предприятие, специализирующееся на производстве оборудования для изготовления трубопроводных сис­тем, освоило собственный выпуск деталей трубопроводов с ППУ-изоляцией в полиэтиленовой и металло­оцинкованной оболочке. В компании производят изолированные поли-­уретаном отводы, тройники, тройниковые ответвления, переходы, неподвижные опоры, сильфонные и П-образные компенсаторы. В номенклатуре изделий заявлена также запорная арматура, концевые элементы с кабелем вывода, системы оперативного дистанционного контроля изоляции. Потреби­телям, кро­ме того, предлагается пять видов стыковых соединений трубопроводов (муфтовых, заливочных, скорлуповых). Осуществляется удлинение штоков (до 5 м) на шаровых кранах и теплоизоляция «шаровиков» ППУ. Специальные материалы и комплектующие Экспозиция компании «Сафит» (г. Хотьково, Московская обл.) пользо­валась на выставке заслуженным вниманием. Оно вызвано тем, что в своих изделиях, предназначенных для комплектации трубопроводных систем, производители используют композиты на основе стекло-, базальто- и углепластиков с применением метода намотки. Это достаточно необычное решение, но уже проверенное практикой и получившее самые высокие оценки. Изделия ЗАО «Сафит» используются в трубопроводах, транспортирующих коррозионно-активные сре­ды с содержанием кислот, щелочей и даже механических примесей. Они рассчитаны на системы, требующие радиопрозрачности и немагнитности. Такие трубопроводы адресованы объектам ЖКХ (водоводы, напорная канализация, очистные сооружения), а также предприятиям химической промышленности, металлургии, стро­и­тельного комплекса, ТЭЦ, геофизическим организациям и медицинским учреждениям. Если говорить более конкретно, то перечень предлагаемых изделий включает трубы для систем ЖКХ и специальную продукцию для опасных производств — шламо-, кислото- и щелочепроводы, футляры гидрозапоров, системы оборотного водоснабжения, солеподъемные трубы и целые солепроводы для перекачки соляных растворов. Из стеклобазальтоуглепластиков «Сафит» изготавливает и керноприемные трубные устройства, высокопрочные контейнеры для спуска геофизических приборов в скважины, обсадные трубы. Весьма интересны конструкции готовых к монтажу стеклопластиковых колонн с узлами стыковки, предназначенных для подъема артезианской воды. Они с успехом заменяют применяющиеся в этих операциях стальные трубы. Изделия, выполненные из композитов, отличаются высокой коррозионной стойкостью. Они имеют более низкое гидравлическое сопротивление, нежели металлические трубы и проводные элементы. Используемый материал противо­стоит зарастанию систем соляными и иными опасными отложениями и является экологически и гигиенически безопасным. Он прочен, не подвержен влиянию крутящих момен­тов, выдерживает мощную осевую нагрузку. Трубопроводные конструкции из стеклобазальтоуглепластиковых ком­позиций адаптированы к насосам любого типа, могут многократно использоваться на различных объектах. При этом они не подвержены влияниям погодных условий, в которых осуществляется их монтаж. А вот продукция ООО «СМИТ-Ярцево» (Смоленская обл.) предназначена для тех предприятий, которые не имеют полного цикла производства, но обеспечивают поставки предварительно изолированной труб­ной продукции. Ярцевский комбинат выпускает трубы-оболочки из по­лиэтилена (ПЭНД), которые используются в качестве гидрозащиты при изготовлении труб и фасонных из­делий с ППУ-изоляцией для подземной прокладки тепловых сетей. Такие оболочки предотвращают попадание влаги и обеспечивают высокую степень герметичности пенополиуретанового слоя и трубы-теплоносителя. Трубы-оболочки относятся к классу малоопасных композиций (4-й класс), температура воспламенения которых составляет свыше 300 °C. При непосредственном контакте они не оказывают вредного влияния на человека, работа с ними не требует применения средств индивидуальной защиты. При соблюдении правил эксплуатации эти изделия стойки к деструкции в изменчивых атмосферных условиях. Как в рабочих условиях, так и при хранении они не выделяют токсичных веществ в окружающую среду. Изоляция и оборудование для ее производства Широкое использование в различных отраслях производства имеют иглопробивные полотна. Их выпускает, причем уже много лет, ОАО «Челябнетма» (г. Челябинск). Продукция предприятия предназначена для обустройства нефтяных и газовых месторождений (скважин, так называемых горючих «амбаров»), каналов для отвода жидкостей и других сооружений. При­меняют ее и для изготовления конструкций балластировки грунтов вблизи подземных газопроводов, прокладываемых в различных климатических условиях. Не так давно предприятие получило патент на производство слоистого противофильтрационного полот­на нового поколения «Нетма-Теплонит». Этот оригинальный композит применяют для гидроизоляции нефтяных амбаров, укрепления от­косов, берегов рек, а также дренаж­ных сооружений. Материал можно использовать в различных климатических условиях. Он уже опробован, и весьма продуктивно, в Сургуте и Ноябрьске, в Башкирии и Татар­стане, в Томске и других регионах Сибири. «Нетма-Теплонит» изготавливается, как и другая аналогичная продукция предприятия, иглопробивным способом из капроновых и полиэфирных волокон (100%). Про­межуточный слой материала представляет собой полиэтиленовую пленку толщиной всего 200 мкм. Тончайшее включение играет, между тем, важнейшую роль в обеспече­­­- нии противофильтрационной функции материала, достигающей в таком сочетании с оболочками 100%. Все три слоя полотна при изготовлении проходят термоскрепление на спе­циальном оборудовании. Это гарантирует его длительный срок службы и надежность в применении. В работе выставки участвовал один из крупнейших в России производителей неотверждаемых самоклеящихся герметиков «Абрис» и технологий герметизации на их основе Завод герметизирующих материалов из Дзержинска (Нижегородская обл.). Материалы этой серии применяются в целях гидро-, пароизоляции, антикоррозионной защиты и снижения уровня шума при сооружении и ремонте нефтегазопроводов, инженерных сетей различного назначения, а также в машино- и судостроении, при строительстве и реконструкции гражданских и промышленных сооружений. Герметики «Абрис» имеют химически стойкую основу, не разрушаются под действием концентрированных щелочей, слабых кислот, морской воды. Они устойчивы к температурным колебаниям и обладают широким диапазоном использования при температуре от -60 до +180 °C. Композиты стойки к атмосферным и биологическим воздействиям. Они наделе­ны великолепной водонепроницаемостью, экологически безопасны и технологически надежны. Наконец, герметики имеют стабильную адгезию к металлу, бетону, стеклу, дереву и ряду других материалов. ОАО «Метхимтэкс», о продукции которого мы уже упоминали, — предприятие многопрофильное. И начиналось, и действует оно как производитель, в первую очередь, всего спектра оборудования для трубопроводных систем (в ППУ-изоляции) водо­снабжения, отопления, транспортировки нефти и газа и других тепло- и хладоносителей. Выпускается также техника для производства наружной и внутренней полиэтиленовой изоляции, нанесения широкого спектра гладкостных покрытий на стальные трубы под нефть, кислоты и другие агрессивные жидкости. Изготав­ливает предприятие и различное нестандартное оборудование для технологических линий по выпуску изоляционных материалов, осуществляет пусконаладочные работы и ввод потоков в эксплуатацию. В частности, предприятие производит экструзионные линии по выпуску изоляции обычных и многослойных труб из полиэтилена, в т. ч. сшитого, и полипропилена. Предлага­ются также производственные линии теплогидроизоляции труб диамет­ром 57–1220 мм пенополиуретаном. «Мет­­химтэкс» разрабатывает и созда­ет линии для нанесения полимер­ных, алюмокерамических, силикатно-эмалевых и других наружных и внутренних антикоррозионных по­кры­тий на трубопроводы, резервуары, профильные металлоконструкции и суда. Диагностика состояния трубопроводов Построенные транспортные артерии должны безотказно и беспроблемно работать. Во всяком случае, в те сроки, которые гарантируют производители трубопроводного оборудования — достаточно сложного, ответственного и при этом весьма уязвимого, зависящего в своей работо­способности от множества факторов. Для того чтобы избежать негативных влияний этих факторов — окружающей среды, механических воздействий, неисправностей самой системы, необходим постоянный кон­троль и диагностика состояния трубо­­проводов. Недавно созданная фирма «Росдиа­гностика» (г. Санкт-Петербург), начав свою деятельность с диагностики энергетического оборудования, за какие-то три года сумела распространить свои функции на сферу трубопроводного транспорта. Специалисты предприятия ведут наблюдения и измерения на наземных и подземных трубопроводах разного диаметра (в т. ч. наибольшего), в различных условиях окружающей среды. На сегодняшний день здесь создана одна из самых современных лабораторий неразрушающего контроля и диагностики, в работе которой применяются новейшие технологии. Системы SmartBall, WaveMaker осуществляют ревизию состояния трубопроводов в газопотребляющих и газораспределяющих сетях, энергетике, городских энергетических комплексах. Своим заказчикам, а это не только Северо-Западный регион России, «Росдиагностика» предлагает реализацию самых разных методов контроля. В частности, это стандартный ультразвуковой либо ви­-­зуально-измерительный контроль, магнитопорошковая диагностика, по­иск утечек, измерения с использованием направленных УЗ-волн. Научно-испытательная лаборатория «Политехтест КСМ» является независимой организацией в составе Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Она была создана на базе старейшей в России механической лаборатории Политехнического института Петра Великого и университетской лаборатории кафедры «Сопротив­ление материалов». Имея уникальное оборудование и кадры высшей квалификации, лаборатория обеспечивает исследования прочности и работоспособности ме­ханических объектов. Здесь производятся расчеты упругопластической деформации объектов при сложном нагружении, развития трещин на мезо-, микро- и макроуровнях, а также термоциклической прочности монокристаллических конструкций. Специалистами лаборатории на­коплен большой опыт по оценке ка­чества сварных швов труб большого диаметра, используемых при строительстве газонефтепроводов в различных условиях среды и ландшафта. По «виду испытаний» лаборатория «Политехтест КСМ» аккредитована на проведение анализа и расчетов состояния бесшовных, электросварных, обсадных, бурильных и других видов труб, полиэтиленов и изделий из них, сварных соединений и ряда других материалов и оборудования. ОАО «ВНИИСТ» (г. Москва) — отраслевой научно-технический центр по строительству и эксплуатации трубопроводов ТЭК. Его специалисты разрабатывают документацию для строящихся и реконструируемых объектов, ведут научные исследования по совершенствованию эксплуатационных характеристик нефте- и газомагистралей, осуществляют меро­приятия по их оперативной диагностике. Кроме того, институт обеспечивает экспертизу поставляемой заказчикам трубопроводной продукции, реализует авторский надзор над используемым оборудованием. Одно из важнейших направлений его деятельности — диагностика коррозионного состояния магистральных трубопроводов, внутритрубные анализы, контроль состояния резервуарных парков и работы насосного и компрессорного оборудования. Особое внимание уделяется разработке новых методик инспекции трубопроводных магистралей. На собственной производственной базе ОАО «ВНИИСТ» реализует свои последние разра­ботки элементов трубопроводов. В частности, это поршни-разделители, очист­ные поршни, наружные гидрав­лические центраторы для центровки труб при строительстве новых трасс. Представители института познакомили участников и гостей выставки с некоторыми целевыми адресными программами реконструкции систем автоматического управления трубопроводным транспортом, телемеханическими комплексами и схемами связи на объектах транспортировки нефти. Пакет предложений ВНИИСТ включает оригинальные проекты ав­томатизации нефтеперерабатывающих станций, ряд методик использования остаточного ресурса и продления срока службы автоматики, а также общесистемные решения для АСУТП. Евгений Каршилов, фото автора