- Олег Примин, заместитель генерального директора АО «Институт МосводоканалНИИпроект», доктор технических наук, профессор
- Алексей Отставнов, ведущий научный сотрудник ОАО «НИИМосстрой», кандидат технических наук
- Андрей Тен, заместитель главного инженера по ремонту и реконструкции Производственно-эксплуатационного управления канализационной сети АО «Мосводоканал»
Нарастающие темпы износа и неудовлетворительное техническое состояние значительного количества канализационных трубопроводов сетей водоотведения городов и поселений России, необходимость предоставления населению и предприятиям качественных услуг по бесперебойному водоотведению, ограничение в условиях реформирования жилищно-коммунального хозяйства России материальных ресурсов на восстановление и обновление трубопроводов в значительной степени обострили проблему обеспечения их надежности. Коммунальные трубопроводы централизованных систем водоотведения относятся к наиболее значимым элементам этих систем, и как показывает практика эксплуатации, наиболее уязвимым. Это определяет актуальность работ по ремонту канализационных трубопроводов.При широкой реализации в последние годы в области строительства и реконструкции трубопроводов перспективного направления, получившего название «бестраншейных технологий», появилась целая гамма новых строительных материалов (полимерных труб, бандажей из трубных модулей, тонкослойных отверждаемых на месте защитных покрытий, клеевых составов, органических смол и т.д.). Эти материалы рассматриваются специалистами в качестве эффективных ремонтных защитных оболочек (облицовок), способных локализовать различного рода дефекты напорных и безнапорных трубопроводов и предотвратить излив сточных вод. Эти методы в условиях плотной городской застройки на сегодняшний день являются наиболее актуальными для городских коммунальных служб. В статье приведены наиболее эффективные технологии бестраншейного ремонта канализационных трубопроводов.
Ключевые слова: трубопровод, надежность, износ, ремонт, покрытие, оболочки, бестраншейные технологии.
В условиях плотной городской застройки, насыщенности подземного пространства инженерными коммуникациями, наличия дорог с интенсивным движением автотранспорта реконструкцию, ремонт и строительство канализационных сетей и коллекторов рекомендуется выполнять бестраншейными технологиями. К наиболее эффективным из них относятся [1, 2]:
- нанесение цементно-песчаных покрытий (ЦПП) на внутреннюю поверхность восстанавливаемого трубопровода;
- протаскивание нового трубопровода в поврежденный старый (с его предварительным разрушением или без разрушения) с помощью специальных устройств, например, пневмопробойников;
- протаскивание гибкой (предварительно сжатой или сложенной U-образной формы) полимерной трубы внутрь старого трубопровода (метод «труба в трубе»);
- облицовка сегментами из полимерного материала;
- использование гибкого комбинированного рукава (чулка), позволяющего формовать новую композитную трубу внутри старой;
- использование спиралевидных (ленточных) покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность старого трубопровода.
В России с 2006 г. доля строительства и реконструкции канализационных трубопроводов с использованием бестраншейных технологий превысила традиционную прокладку с рытьем траншей. Следует отметить, что крупнейший водный оператор в России – АО «Мосводоканал» начал освоение бестраншейных технологий в 1970 г.
Тогда была проведена опытная реконструкция участка трубопровода нанесением цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность изношенных труб [2, 3, 4]. Сейчас на вооружении Московского водоканала есть практически все существующие бестраншейные технологии. В 2015 г.
бестраншейными методами были восстановлены почти 40 км канализационных трубопроводов, что составляет 33,7% всех реконструированных сетей. В дальнейшем Мосводоканал будет повышать долю использования бестраншейных технологий, так как это позволяет не причинять москвичам и гостям столицы неудобств, сопутствующих традиционным траншейным методам реконструкции трубопроводов.
Обоснование целесообразности использования того или иного метода бестраншейного ремонта должно определяться после детальных диагностических обследований трубопровода и заключения технической экспертизы по состоянию старого трубопровода.
В каждом конкретном случае рассмотрению подлежат материал изготовления трубопровода и степень его износа, протяженность ремонтного участка, его диаметр, вид транспортируемой среды, окружающая наземная и подземная инфраструктура, тип грунтов, наличие подземных вод и ряд других факторов, способных повлиять на выбор метода бестраншейной реновации [3].
Одним из наиболее распространенных методов бестраншейного ремонта трубопроводов является нанесение различного типа покрытий на внутреннюю поверхность трубопровода.
Сплошные полимерные покрытияНа восстанавливаемые трубопроводы, как систем водоснабжения, так и водоотведения, могут наноситься внутренние защитные покрытия (оболочки, мембраны, рукава), которые наряду с полной герметичностью стенок обеспечивают их высокую сопротивляемость динамическим нагрузкам, то есть восстанавливают несущую способность трубопровода. В этом заключается их принципиальное отличие от уже давно используемых цементно-песчаных покрытий [2].
Введение в трубопровод и закрепление в нем отверждаемых на месте оболочек может достигаться либо путем протаскивания бесшовного гибкого полимерного материала на всю длину ремонтного участка между двумя колодцами с последующим разжатием его водой или подачей под давлением горячего воздуха или водяного пара, либо постепенным введением на ремонтный участок скрученной в рулон оболочки в виде чулка (лайнера) с прижатием ее к стенке давлением жидкости (рис.1).
Композитный рукав по технологии фирмы Per Aarsleff применяется для реконструкции напорных трубопроводов и дюкеров диаметром до 1400 мм и построенных из различных материалов.
Характерным примером использования данной технологии на объектах Московской канализации является реконструкция дюкера напорного трубопровода диаметром 1400 мм, проходящего от КНС «Саввинская» под р.
Москвой и реконструкция напорных трубопроводов диаметром 1400 мм от КНС «Филевская» (рис. 2).
Метод «труба в трубе» с использованием стеклопластиковых трубЭтот метод восстановления сетей используется для бестраншейной реконструкции ветхих водоотводящих трубопроводов на участках длиной до 50 м из керамики, асбестоцемента, чугуна, бетона и стали путем замены их на новые трубы. Данный способ применяют в основном для ремонта безнапорных трубопроводов. На Московской канализации успешно применяются для реализации этого метода стеклопластиковые трубы компании НТТ (Новые Трубные Технологии).
Нанесение спиралевидных (ленточных) покрытийОтдельное место в перечне современных инновационных бестраншейных технологий ремонта трубопроводов занимает метод спиральной навивки, который по праву считается одним из лучших для ремонта канализационных трубопроводов. Во-первых, он обеспечивает не только устранение всех видов дефектов по длине труб и в местах их стыковки, но и полное восстановление структуры трубопровода при сохранении исходных гидравлических характеристик течения потока жидкости. Во-вторых, позволяет вести работы в условиях эксплуатации при непрерывном потоке. Для российских систем водоотведения, не имеющих в большинстве своем коллекторов-дублеров, при выборе технологии санации этот фактор вкупе с остальными достоинствами может сыграть ключевую роль [3, 4].
Суть спирально-навивного метода заключается в том, что в поврежденном действующем трубопроводе путем спиральной навивки сматываемой с бобины бесконечной полимерной ленты заводского изготовления формируется обсадная труба высокой прочности.
Процесс навивки бесконечной ленты штампованного ребристого профиля из ПВХ или полиэтилена высокой прочности производится специальной навивной машиной, которая располагается внутри смотрового колодца неподвижно или в самой санируемой трубе.
Края ленты соединяются друг с другом, образуя сплошную водонепроницаемую конструкцию внутри восстанавливаемого трубопровода (рис. 4).
Первый объект – это ремонт действующего тоннельного канализационного коллектора на Товарищеском проспекте Санкт-Петербурга. Коллектор, обслуживающий спальный район Петербурга, был построен в 1978 г. Возможностей временно вывести его из работы не было, а необходимость ремонта назрела.
Именно здесь решили опробовать новую технологию, основным преимуществом которой является возможность работы в действующем коллекторе (рис. 7). По внутреннему диаметру коллектора методом спиральной обмотки навивается лента из ПВХ.
Затем между лентой и стеной тоннеля нагнетают специальный раствор.
Применение композитных стеклопластиковых элементовЭто облицовка внутренней поверхности каналов поликварцитными модулями. Метод используется для реконструкции самотечных каналов и коллекторов различного сечения диаметром до 3000 мм, построенных из любых материалов.
При реконструкции данным методом сечение трубопровода незначительно уменьшается, что не сказывается на пропускной способности каналов большого диаметра [4, 5]. После монтажа пространство между старым каналом и вновь собранным трубопроводом заполняется специальным цементным раствором, обладающим высокой степенью текучести.
Особенностью данного метода является возможность восстанавливать канализационные каналы любого сечения, а также 50-ти летняя гарантия на материал от разрушения в результате воздействия газовой коррозии. Трубопровод, построенный из композитных элементов, является самонесущим и может воспринимать расчетные нагрузки.
Для этого подбирается необходимая толщина стенки модуля в соответствии со статическим расчетом.
Характерным примером использования данного метода на объектах Московской канализации является реконструкция Ново-Люберецкого канала диаметром 2800 мм (рис. 8, 9, 10).
Реализация метода потребовала создания специального производства. В 2006 г. в Москве, на территории Западной станции водоподготовки, был открыт завод АРПАЙП по производству композитных элементов для реконструкции канализационных каналов.
Выводы1. Коммунальные трубопроводы централизованных систем водоотведения относятся к наиболее значимым элементам этих систем, и как показывает практика эксплуатации, наиболее уязвимым.2. В условиях плотной городской застройки бестраншейные технологии ремонта являются на сегодняшний день наиболее актуальными для городских коммунальных служб.
3. Своевременное выполнение восстановительных работ на крупных каналах позволяет повысить надежность работы важнейших звеньев системы московской канализации. Увеличение объемов работ по восстановлению канализационных каналов заложено в программу развития канализации Москвы до 2020 г.
Литература1. Пупырев Е.И., Примин О.Г. Водная отрасль России: проблемы и решения. Коммунальный комплекс России, 2012, № 5, сс. 8–12.2. Храменков С.В., Примин О.Г., Орлов В.А. Реконструкция трубопроводных систем. Москва, Ассоциация строительных вузов, 2008. 215 с.3. Храменков С.В. Стратегия модернизации водопроводной сети.
Москва, Стройиздат, 2005. 398 с.4. Орлов В.А., Орлов Е.В. Строительство, реконструкция и ремонт водопроводных и водоотводящих сетей бестраншейными методами, Москва, Инфа, 2007. 221 с. 5. Zwierzchowska A. Technologie bezwykopowej budowy sieci gazowych, wodociagowych i kanalizacyjnych. Politechnika swietokrzyska, 2006. 180 p.
Бестраншейные технологии восстановления (ремонта) трубопроводов. Обзор основных существующих методов
 Проект Карла III Ребане и хорошей компании |
Раздел недели: Холодильные агенты. Хладоны. Фреоны. Хладагенты. |
 |
||||||
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Поставщики оборудования / / Бестраншейные технологии / / Бестраншейные технологии восстановления (ремонта) трубопроводов. Обзор основных существующих методов.
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: |
||||||||
| Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста. | ||||||||
| Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator |
Фото с реальной рабочей площадки в Москве – ограничен проезд по одной полосе дороги, по двум другим движение не прекращается 
Реновация канализации в Германии по технологии Compact PipeБестраншейный ремонт трубопроводов в Москве и области
Бестраншейный ремонт трубопроводов выполняется без разрушения тротуаров, газонов, дорожного полотна. Перед началом работ происходит локальное вскрытие для обеспечения доступа к нужному участку. Технология часто используется для коммуникаций, проложенных под действующими автодорогами.
Преимущества технологии:
- улучшение гидравлических характеристик труб;
- сохранение целостности инфраструктуры;
- возможность выполнения работы в любое время года;
- устранение всех дефектов на участке;
- увеличение срока эксплуатации труб;
- экономия времени и затрат на работы;
- бесперебойное функционирование здания в процессе ремонта.
Бестраншейный ремонт идеально подходит для оперативного восстановления сетей водоснабжения предприятий и жилой недвижимости. Реставрация не требует полной остановки производства и жизнедеятельности.
Мы предлагаем бестраншейный ремонт труб для водопроводов, канализации и других коммуникаций! Мы постараемся ответить на все Ваши вопросы, подобрать необходимую технологию и рассчитать стоимость работ.
Задайте вопрос
Звоните ☎ +7 (499) 248-73-53
Способы бестраншейного ремонта трубопроводов
Выбор оптимального способа ремонта зависит от особенностей объекта, характера происхождения дефектов и сроков реализации проекта.
В нашей компании можно арендовать оборудование для любой технологии ремонта магистральных труб. Мы предоставляем технику с оператором высокой производительностью на выгодных условиях. Специалисты помогут вам выбрать подходящий вариант, ответят на все интересующие вопросы.
Ремонт трубопроводов выполняется разными способами:
- нанесение минерально-полимерного покрытия;
- применение герметизирующих чулков;
- применение тонкостенных полиэтиленовых труб;
- нанесение цементно-песчаного покрытия;
- применение несущих чулков;
- установка новой трубы внутри старой.
Капитальный ремонт трубопроводов применяется в случаях, когда требуется радикальное решение проблемы. При планировании работ учитываются возможные риски просадки грунтов, определяется плотность почвы, что обеспечивает безопасность функционирования системы.
Методы ремонта трубопроводов
Виды ремонта трубопроводов различаются по типам доступа и способам устранения дефектов. Траншейный способ обладает существенными недостатками – при выполнении работ нарушается целостность участка, повреждается асфальт, создаются препятствия для движения транспорта.
Бестраншейные методы ремонта труб полностью или частично исключают земляные работы, сохраняют инфраструктуру, ускоряют восстановление коммуникаций.
Основные способы ремонта магистральных трубопроводов:
- санация;
- релайнинг;
- реновация.
Методы бестраншейного ремонта труб выполняются с применением несущих чулков или тонкостенных полиэтиленовых труб, а также нанесением специальных растворов для реставрации стен трубопровода. Бестраншейный ремонт канализации сохраняет пропускную способность ремонтируемой системы.
В нашей компании можно арендовать оборудование для любой технологии ремонта магистральных труб. Мы предоставляем технику с оператором высокой производительностью на выгодных условиях. Специалисты помогут вам выбрать подходящий вариант, ответят на все интересующие вопросы.
Задайте вопрос
Схема сотрудничества
- 1. Звонок/заявка
- 2. Расчет стоимости услуг
- 3. Подписание договора
- 4. Начало работы
ПРИ АРЕНДЕ ОТ 10 ДНЕЙ СКИДКА 40%
Бестраншейный ремонт. Ремонтопригодность трубы после ГНБ
Наиболее распространённым методом работ на данный момент является технология горизонтально-направленного бурения.
Этот метод применяется для проведения полного цикла по строительству и замене коммуникаций (прокладка газо- и нефтепровода, водопроводных труб, оптоволоконных сетей и сетей электроснабжения, а также замена старых труб новыми).
В работе приведены примеры с использованием труб, изготовленных из различных материалов, таких как полиэтилен, ПВХ, сталь и другие. [2]
Преимуществами ГНБ является скорость прокладки, неразрушающие технологии, экологичность, возможность прокладки в труднодоступных местах, возможность ремонта и замены трубы без обширного вскрытия грунтов. Со стороны экологичности метода рассмотрим следующие аспекты:
- прокладка и ремонт трубопровода в зоне акваторий, переходов через водные преграды (рис.1);
- прокладка и ремонт трубопровода в зоне протекания грунтовых вод;
- прокладка труб методом ГНБ для гидравлической очистки от подземных загрязнений;
- прокладка и ремонт трубопровода при проходе заповедных зон;
- прокладка через мелкоструктурную свалку отходов для слежения дегазификации, дренажа и укрепления. [1]
Рис.1. Прокладка трубопровода методом ГНБ в зоне водных препятствий (озер, рек, акваторий). [1]
Применение ГНБ и бестраншейного ремонта труб, как методов наиболее безопасного для экологии
С точки зрения экологии и охраны природопользования рек и озер, их прибрежная часть является наиболее ценной для рекреации, из-за чего проведение траншейных работ недопустимо. Данный метод вызовет катастрофические нарушения природного баланса. Строительство переходов открытым методом может не только нарушить экологическое равновесие, но и спровоцировать сложные геологические явления. Такие как оползни, обвалы, обрушение берегов и образование оврагов. Все это нанесет ущерб не только самому трубопроводу и приведет к разрыву, но и окружающей среде в целом.
Применение метода ГНБ и бестраншейных методов ремонта труб, при котором протаскивание трубы проходит под дном водной преграды снижает возможность образования деформаций и как следствие значительно снижает риски.
Эти же преимущества применимы и для взаимодействия с грунтовыми водами. Данная технология позволяет обходить водонасыщенные грунты, не повреждая водоносный слой и препятствует их загрязнению. Прогноз деформации при горизонтально-направленном бурении составляется на расчетный 3-х кратный период эксплуатации перехода (100 лет).
Очень важно отметить, что помимо изоляции окружающей среды от вредного воздействия бурения, горизонтально-направленное бурение применяется для очистки и контроля вредных загрязнений водоносных горизонтов и грунтов в области свалов и городских агломераций.
Так этим способом прокладываются стокоотводящие трубы и трубы очистительных конструкций, дренажные конструкции и конструкции укреплений дна свалок опасных отходов.
Это позволяет сохранить качество экологии окружающих территории и уменьшить распространение вредных веществ. [5]
Для России, страны с огромным количеством водных преград, искусственных сооружений (дамб, каналов), развитой сетью железных и автомобильных дорог, огромным числом природоохранных территорий важность применения метода ГНБ трудно переоценить.
Вхождение России в мировую энергетическую систему заставляет более широко применять горизонтально-направленное бурение на территории нашей страны, так как технология перспективна не только для ее нужд, но и гарантирует участие России в трансконтинентальных энергетических проектах. [6]
Рис.2. Ремонт участка трубы и замена на новую после ГНБ (статический метод)
Устранение повреждений труб, проложенных методом ГНБ
После проведения ГНБ ремонт трубы осуществляется при применении статического и динамического способов бестраншейных технологий (рис.2). Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. За свою экологичность в России наиболее распространён метод статического ремонта и замены труб. [3]
Технология заключается в прокладке новых труб внутри старой трубы, ее разрушения и вдавливания ее остатков во вмещающие грунты. Это позволяет снизить влияние на окружающую среду, снизить контакт с грунтовыми водами, полностью избежать вибраций грунта и ударных волн, применяемых в динамическом способе.
Возможен так же метод калибровки, когда старая труба не разрушается, а остается внешней оболочкой, а новые трубы подбираются более мелкого калибра и втягиваются в нее.
Рис. 3. Схема устранения повреждений труб, проложенных методов ГНБ [1]
На схеме устранения повреждений труб показана основа выбора метода ремонта трубы и ее замены, частичной или полной (рис.3).
При небольших нарушениях местного характера не несущих в себе постоянный повторяющийся характер труба приводится в рабочее состояние путем устранения дефекта. Это может быть вставка полиэтиленового вкладыша.
Однако, при более несущих повреждениях, носящих постоянный или длительный характер, производится санация или замена трубы.
Санационные методы ремонта трубы
Наиболее распространенными методами санации являются:
- технология «труба в трубе», где внутри поврежденного металлического участка закрепляется полимерный фрагмент;
- метод напыления на участок подготовленной поверхности трубопровода цементного раствора с последующим выравниванием насадкой конической формы;
- прогрессивная технология проведения восстановительных работ при помощи технических роботов, которые эффективны при прохождении сложных поворотных участков для фиксации внутренних покрытий;
- технология использования полимерных вкладышей «U-лайн».
Методика санации применяется повсеместно на все типы труб и имеет множество преимуществ, из которых выделим:
- значительное продление срока эксплуатации отремонтированной трубы;
- работы по восстановлению не затрагивают проложенных рядом сетей;
- доступ к поворотным участкам изнутри;
- нет потребности в доступе экскаваторных машин (другой техники) к ремонтируемому фрагменту подземной траншеи;
- устойчивость к коррозии и абразивным повреждениям после полимеризации бесшовного вкладыша;
- внутренняя полимеризация большого отрезка снижает риск возникновения новых протечек;
- улучшение функционирования и темпа продвижения транспортируемой среды за счет гладкой внутренней поверхности;
- работы не наносят вреда экологии.
Методы замены поврежденного участка трубы
При сильных разрушениях трубы требуется замена участка, подверженного воздействию неблагоприятных условий и дальнейшее укрепление.
Самым востребованным на данный момент в мире является метод замены и ремонта труб с применением методики гидравлического разрушения, относящегося к статическим методам. Он заключается в разрушении старой трубы, с одновременной протяжкой по старому каналу новой, большего или равного диаметра, без вскрытия грунта.
Метод разрушения – самый распространенный способ замены трубопроводов во всем мире. Данная технология нашла широкое применение при замене чугунных, стальных, железобетонных и других видов трубопроводов на полиэтиленовые и трубы ПВХ.
Объективно необходимость в методе разрушения обусловлена следующими причинами:
1. Трубопроводные сети по всей России изношены на 70-90%. Основная часть стальных и чугунных трубопроводов прокладывались еще в СССР и попросту сгнили. В этих условиях для развития просто необходимо масштабное применение новых технологий строительства.
2. В условиях труднодоступности часто просто негде проложить коммуникации вне старых линий трубопроводов. Необходимость прокладки по старым, отработанным трассам едва ли не больше, чем прокладка новых трубопроводов.
3. Постепенно, практически повсеместно вступают в силу запреты на вскрытие дорожного полотна и на работы, проводимые открытым способом.
Положительные аспекты бестраншейных методов ремонта и замены труб
Из этого следует отметить основные преимущества метода ремонта и замены данным методом:
- работа проходит без вскрытия большой площади вмещающих грунтов;
- труба укладывается по старому каналу;
- высокая скорость прокладки трубопровода;
- относительно низкая себестоимость работы;
- возможность увеличение пропускной способности трубопровода;
- низкий уровень воздействий на окружающую среду и соответствие экологическим нормам.
Необходимые меры контроля при ремонте трубы в соответствии с нормами охраны окружающей среды Российской Федерации
Экологическими особенностями методики ГНБ и ремонта труб является необходимость контроля:
- осадки и смещения грунтового массива, зданий, сооружений и коммуникаций, их повреждение;
- выход бурового раствора на поверхность, в подземные сооружения и коммуникации;
- загрязнение грунтовых вод химическими и полимерными добавками к буровым растворам;
- загрязнение природной (городской) среды отработанным шламом, буровым раствором в местах расположения площадок бурения и ремонта. [6]
Рассмотрев данным метод и его модификации, отметим, что он является наиболее экологичным и часто применяемым. По статистике, его применение используется в 90% случаев в России и Зарубежном мире. Эти показатели постоянно увеличиваются за счет быстрого развития технологий и применяемой аппаратуры.
Литература
1. Рыбаков А.П. Основы бестраншейных технологий (теория и практика): Технический учебник-справочник – М.: ПрессБюро №1, 2005 – 304с.
2. Баландинский Е.Д., Васильев В.А. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций – М.: ТИМР, 1991.
3. Рыбаков А.П. Новая технология бестраншейной прокладки трубопроводов – М.: Транспорт и подготовка нефти, 1996, №5.
4. Агарков А.М., Межуев Д.С., Тихонов А.А. Технология прокладки коммуникаций методом горизонтально-направленного бурения // Инновационная наука, 2017. – №5. – С. 43.
5. Менейлюк А.И., Петровский А.Ф., Борисов А.А. Новые области применения технологии горизонтально-направленного бурения / /Молодой ученый, 2015. – №8-1. – С. 28-32.
6. СТО НОСТРОЙ 2.27.17-2011 – М.:Издательство «БСТ», 2012 – 145с.
Авторы:
Варачев Игорь Валерьевич, магистрант, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин ФГОУ ВПО «Удмуртский государственный университет» Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева,
Галикеев Ильгизар Абузарович директор ООО «НПП «Горизонт», старший преподаватель кафедры бурения нефтяных и газовых скважин ФГОУ ВПО «Удмуртский государственный университет» Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева
Бестраншейные технологии восстановления и реконструкции газопроводов
Введение
Подземные стальные трубопроводы, построенные много лет назад, неизбежно стареют и требуют регулярного технического контроля, проверки работоспособности, периодического ремонта, восстановления или реконструкции.
Старение подземных трубопроводных коммуникаций приводит к росту аварийности из-за повреждения труб наружной и внутренней коррозией, к снижению пропускной способности трубопроводов из-за зарастания труб, увеличению затрат на эксплуатацию.
Традиционные траншейные способы восстановления работоспособности газопроводов сопряжены с выполнением большого объема земляных работ, креплением стенок траншей, перекрытием транспортных потоков, разрушением дорожных покрытий, повреждением зеленых насаждений и т. д.
В городах с плотной застройкой, как правило, траншейная технология оказывается вообще неприемлемой.
Принимая во внимание стоимость работ открытым способом и ежегодные темпы старения газораспределительных сетей этот вопрос можно решить, применяя бестраншейные технологии восстановления трубопроводов, позволяющих в разы снизить прямые и косвенные затраты.
Очистка внутренней полости реконструируемых трубопроводов
Предварительным этапом бестраншейных технологий восстановления (капитального ремонта) или реконструкции любых трубопроводов является очистка внутренней полости труб, приспособленная к используемой бестраншейной технологии.
Очистка проводится после продувки подлежащего восстановлению участка газопровода.
Способ очистки определяется в зависимости от степени и вида загрязнений и может быть проведен с помощью пескоструйных аппаратов, скребков, поршней, щеток, фрез и гидроочистного оборудования.
Разные технологии восстановления требуют различной степени очистки внутренней полости. Для этого подбираются те приспособления и оборудование, которые удовлетворяют этим требованиям очистки.
Так, для обычной протяжки полиэтиленовых труб с уменьшением диаметра ремонтируемого газопровода бывает достаточно протащить несколько раз в действующем стальном трубопроводе скребок-калибр с резиновыми вставками (так называемый «ерш»), определяющий проходное сечение трубопровода и удаляющий окалину и различные крупные отложения, способные глубоко повредить поверхность труб. Для технологий восстановления с помощью профилированных труб требуется более тщательная очистка внутренней полости. В этом случае применяются разные механические самодвижущиеся или протягиваемые фрезы и скребки. Технология с применением тканевого полимерного шланга требует очистки внутренних стенок практически «до зеркального блеска». Наличие на трубах даже незначительных коррозионных отложений или пылевидных загрязнений уже не гарантируют прочность соединения шланга с трубой- оболочкой. Поэтому при технологии шланговой облицовки трубопровод по окончании предварительной очистки необходимо подвергать обработке струями воды при сверхвысоком гидравлическом давлении. Такой способ очистки получил название вакуумно- водяного фрезерования. Вода, подающаяся из сопел фрезы под давлением до 250 МПа, обладает дробящим и режущим действием, и за два прохода удаляет любые загрязнения и коррозионные отложения, оставляя чистую металлическую поверхность. Поскольку вода нагревается до 50–70 «С, она достаточно быстро просушивается.
Системы для телевизионной инспекции трубопроводов
Телевизионная инспекция (видеодиагностирование) проводится перед началом восстановительных работ и дает возможность заранее определить проходимость газопровода, а при наличии внутренних дефектов, препятствующих ее проведению, – определить их характер и способ устранения.
Если при контроле с помощью видеокамеры будут выявлены участки газопровода, мешающие процессу восстановления (неучтенные углы поворота, конденсатосборники, гидрозатворы и т.д.), в проектную и рабочую документацию должны быть внесены изменения и вскрыты дополнительные котлованы.
Телевизионные роботы или системы для телевизионной инспекции трубопроводов представляют собой перемещающийся внутри трубопровода колесный транспортный модуль, на котором располагается видеокамера, сигнал которой поступает на дисплей оператора.
Метод протяжки полиэтиленовых труб в существующих трубопроводах
Метод восстановления изношенного трубопровода протяжкой в нем полиэтиленовых труб является наиболее известным и простым с точки зрения возможностей его применения.
Им можно ремонтировать газопроводы как низкого и среднего, так и высокого (до 0,6 МПа) давлений, а также осуществлять реконструкцию сети с переводом газопроводов с низкого давления на более высокое.
Обычно для этого метода используются стандартные гладкие трубы из полиэтилена подходящего диаметра. Поперечное сечение трубы остается неизменным.
При этом методе рекомендуется использование труб с дополнительной внешней оболочкой, обеспечивающих надежную защиту поверхности протягиваемых труб от опасных для них продольных повреждений. Соединение труб осуществляется при помощи стыковой сварки. В котлованах возможна сварка деталями с закладным электронагревателем.
Обычно для ремонта способом протяжки выбираются прямолинейные или плавно изогнутые участки газопровода, поскольку протяжка труб через изношенный трубопровод с малым радиусом изгиба вызывает дополнительное сопротивление протяжке и опасность повреждения поверхности трубы.
Протяжка предварительно профилированных полиэтиленовых труб
Протяжка предварительно профилированных полиэтиленовых труб предусматривает применение длинномерных, профилированных в сечении полиэтиленовых труб. В зарубежной практике такие методы получили названия «U-Lining», «Subcoil» и другие.
Полиэтиленовые трубы, применяемые при данном методе производства работ, выпускаются по специальному заказу и должны иметь наружный диаметр, соответствующий внутреннему диаметру реконструируемого газопровода. Это связано с желанием как можно меньше повлиять на уменьшение внутреннего диаметра существовавшего газопровода.
В заводских условиях эти трубы проходят специальные тестовые испытания по оценке способности возврата к исходной форме кольцевого сечения.
После изготовления, трубам термомеханическим путем придают форму латинских букв «U» или «W», сильно сокращающую поперечное сечение, и наматывают на барабан для транспортировки. Уменьшение поперечного сечения осуществляется с целью облегчения введения трубы в существующий трубопровод.
Перед протяжкой внутренняя полость восстанавливаемого трубопровода исследуется и тщательно очищается от разного рода отложений, окалины и т.п. После протяжки профилированной трубы ей придается первоначальная округлая форма при помощи подаваемой под давлением паровоздушной смеси.
Для этой цели протянутая профилированная труба обрезается до нужной длины и с обеих сторон закрывается специальными заглушками.
При подаче внутрь сжатой паровоздушной смеси с температурой более 100°С труба расширяется до своего первоначального диаметра (эффект памяти) таким образом, что происходит ее плотное прилегание к стенкам реконструируемого газопровода.
Протяжка предварительно обжатых полиэтиленовых труб
Этот способ и его разновидности («Rolldoun», «Sliplining», «Swage Lining») предусматривают практически те же операции, что и предыдущий, но вместо профилирования трубы производится процесс ее предварительной холодной деформации.
Способ основан на пластических свойствах полиэтилена, позволяющих уменьшить наружный диаметр трубы после ее прохождения через обжимное устройство. При этом округлая форма трубы сохраняется, а диаметр уменьшается примерно на 8-15%.
Для протяжки используются трубы из полиэтилена стандартного типоразмерного ряда или специально изготовленные по диаметру трубы.
По методу «Rolldoun» уменьшение диаметра трубы происходит за счет ее прохода через ряд полусферических вращающихся катков специальной машины.
Использование для обжима вращающихся катков ускоряет процесс протаскивания и снижает потребность в уровне мощности тяговой лебедки.
К недостаткам можно отнести сложность обжимного устройства и его достаточно большой вес и габаритные размеры. Типоразмерр труб ограничен d, 400 мм и SDR 17.
Метод «Swage Lining» основан на деформации труб с использованием конусных обжимных колец. Этот метод технологически более прост, чем метод «Rolldoun», но требует применения более мощных тяговых лебедок. Кроме того, его отличает более медленная скорость протаскивания труб. При технологии «Sliplining» применяются специальные смачивающие растворы, уменьшающие силы трения.
Протяжка с разрушением старой трубы
Данная технология восстановления («Pipebursting» по зарубежной терминологии) предусматривает частичное или полное разрушение заменяемой трубы (чугунной, асбоцементной или стальной) и одновременное ее замещение протягиваемой полиэтиленовой трубой того же или даже чуть большего диаметра.
Суть разработанного метода состоит в следующем: во входном колодце (или специально подготовленном котловане) размещается ударный механизм (пневмо- или гидропробойник) со смонтированной специальной насадкой – разрушающей головкой с расширителем, к которой присоединяется шланг от компрессорной установки и трос от лебедки, протянутый через заменяемый участок трубопровода. Лебедка устанавливается со стороны приемного котлована и за счет натяжения троса удерживает траекторию расширителя. Разрушающая головка оснащена одним или несколькими стальными режущими или дробящими ножами.
Под действием ударов пробойника разрушающая головка начинает перемещаться по заменяемой трубе, размалывая её на части, а задняя часть, оснащенная расширителем, расталкивает обломки в стороны и втрамбовывает их в грунт. В образовавшуюся скважину затягивается новый полиэтиленовый трубопровод.
Загрузка...
