Глава 17. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов 531

Таблица 17.14.1 Классификация дефектов трубопроводов

Классифика­ционный признак	Виды дефектов
технологиче­ское происхож­дение (прокат)	• Вмятина (не смешивать с вмятиной механического происхождения), отдельное местное углубление различной величины и формы, образовавшееся от вдавливания валками неудаленной окалины, металлической крошки или • случайных ударов. Включение — загрязнение, металлическое или неметаллическое, различной величины и формы, отличающееся от основного металла микроструктурой, химическим составом и механическими свойствами и вызывающее нарушение • сплошности поверхности. Окалина — окислы металла, расположенные по всей поверхности или на • отдельных ее участках, образовавшиеся в процессе охлаждения нагретого металла. Трещина — узкий разрыв металла, проникающий вглубь, имеющий любое направление на поверхности изделия. Причинами появления трещин могут быть • различные факторы (дефекты слитков или питых слябов, напряжения при • охлаждении, термические напряжения и др.). Пузырь — вздутие различной формы на поверхности изделий. • Раскатанный пузырь — тонкое прямолинейное нарушение сплошности поверхности, образовавшееся из наружного или подкоркового пузыря. Плена — отслаивание металла различной толщины и размера, чаще всего языкообразной формы, вытянутое в направлении прокатки и соединенное с • основным металлом одной стороной. Нижняя поверхность плены и образованное углубление окислены. • Расслоение несплошности в слоях внутри проката. Поверхность металла в • расслоении окислена. Закат — расслоение, выходящее на поверхность листа. • Вкат единичное включение в металл трубы. Размер включения соизмерим с наименьшим размером проката. • Сегрегация — скопление неметаллических включений в определенных слоях проката. • Царапины — механическое повреждение поверхности произвольно направленное, образовавшееся при складировании и транспортировании труб. • Риска — предельная канавка, образовавшаяся от царапанья поверхности металла наварами и другими выступами на прокатном инструменте. Подрез — продольный порез металла буртами валков при одностороннем перекрытии калибра, располагающийся по всей длине на отдельных участках поверхности
механическое происхожде­ние	• Царапины на внешней поверхности трубы без зазубрин. • Задиры — то же, но с зазубринами. • Забоины — повреждения с острыми краями от удара. • Вмятины —то же, что и забоины, но без острых краев. • Эрозионные повреждения внутренней поверхности трубопровода. • Лыска на внешней поверхности трубы — равномерное на большой площади утонение стенки трубы
коррозионное происхожде- ние	• Сплошная коррозия — коррозия, охватывающая обширную по площади поверхность металла трубы. Равномерная сплошная коррозия протекает с одинаковой скоростью по поверхности подвергнутой коррозии, а неравномерная — с неодинаковой скоростью на различных участках коррелирующего металла. • Местная коррозия — коррозия, охватывающая отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия в виде отдельных точечных поражений — точечная коррозия. Местная коррозия в виде отдельных пятен — коррозия пятнами. Местное коррозионное повреждение, имеющее вид отдельной раковины. • Линейная коррозия — коррозионные язвы, расположенные по одной линии на малом расстоянии (порядка нескольких диаметров раковины) друг от друга. • Межкристаллическая коррозия — коррозия, распространяющаяся по границам кристаллов (зерен) металла

532 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

ранее могли быть не обнаружены. Подавляющее число дефектов связа­но с коррозионными процессами на трубопроводах, имеющих ленточ­ную полимерную изоляцию. Все это на фоне долговременной эксплуа­тации трубопроводов, их износа определяет необходимость выполнения больших объемов ремонта линейной части трубопроводов.

В настоящее время имеется большое количество технологий ремон­та, которые условно могут быть сведены к 5 основным методам (рис. 17.14.2):

• вырезка дефектных участков труб и врезка «катушек»;

• ремонт в местах аварий и утечек с помощью наложения заплат, хомутов, прижимных устройств;

• ремонт при помощи полноохватывающих стальных муфт, уста­ навливаемых на дефектные участки трубопровода;

• намоточные ремонтные конструкции (бандажирование) из ком­ позиционных материалов или стальной проволоки, ленты;

• ремонт мелких дефектов на наружной поверхности трубы — шлифовка, заварка (наплавка).

Поясним суть некоторых указанных методов.

Методы аварийного ремонта. Методы аварийного ремонта неф­тепроводов (наложение заплат, хомутов, прижимных устройств, за­бивка чопиков) могут рассматриваться только как экстренные, времен­ные методы для ликвидации аварийных ситуаций. В течение одного года участки с дефектами, отремонтированные с помощью аварийной ремонтной конструкции, должны быть вырезаны или отремонтирова­ны другими методами постоянного ремонта.

Бандажирование с помощью намоточных конструкций. Сущест­вует несколько способов ремонта труб намоткой с предварительным натягом: намотка стальной проволоки или ленты; намотка стеклово-локнистых материалов с пропиткой их связующей композицией; на­мотка лент из композиционных материалов.

Полноохватные стальные муфты. Муфты состоят из 2-х цилинд­рических полумуфт, которые устанавливаются на ремонтируемую трубу, полностью охватывая ее. Затем обе полумуфты свариваются встык продольными швами с предварительной разделкой кромок или же соединяются накладкой, которая приваривается к полумуфтам угловыми швами внахлест. В зависимости от типа дефекта, его опас­ности, геометрических параметров (длина, глубина} могут применять­ся различные по конструкции и назначению муфты:

• без герметизации (короткие и длинные);

• герметизирующие (приварные): герметичные (короткие и длинные, с заполнением и без заполнения), галтельные, усиленные, бутылоч-

Рис. 17.14.2. Классификация основных методов ремонта

534 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

ные. Каждая из этих муфт предназначена для ремонта дефектов определенного типа и определенной длины. С помощью набора таких муфт могут быть отремонтированы такие дефекты, как коррозия, царапины, расслоения, дефекты сварных швов, вмятины. По способу установки на трубу конструкции муфт можно разде­лить на 2 основных типа — приварные и неприварные. В свою очередь и те и другие муфты подразделяются на обжимные и необжимные. Не­приварная обжимная муфта усиливает дефектный участок, но не гер­метизирует его. Приварные муфты привариваются к трубе гермети­зирующими кольцевыми швами.

Рассмотренные методы ремонта с установкой стальных муфт име­ют серьезные недостатки:

• необходимость применения сварки на теле трубопровода, запол­ ненного продуктом (для приварных муфт);

• отсутствие универсальности конструкции для дефектов любых типов;

• невозможность ремонта трещин в основном металле и сварных швах;

• проблема ремонта труб с овальностью (даже величиной до 1 % от диаметра трубы);

• возможность возникновения коррозионных процессов в простран­ стве между трубой и муфтой (для приварных муфт), что вызывает необходимость заполнения этого пространства антикоррозион­ ными жидкостями.

Особой разновидностью ремонта с помощью полноохватывающих муфт является композитно-муфтовая технология (КМТ), которая с се­редины 80-х годов успешно применяется по всему миру при ремонте трубопроводов различного назначения: для перекачки газа, нефти, нефтепродуктов, химических продуктов.

Композитно-муфтовая технология относится к постоянным мето­дам ремонта. КМТ является наиболее универсальным методом ремон­та и позволяет ремонтировать практически все типы дефектов в ши­роком диапазоне изменения их геометрических параметров для ма­гистральных трубопроводов диаметром до 1420 мм:

• трещины в основном материале и сварных швах—длиной до ра­ диуса трубы и глубиной до 70% от толщины стенки трубы;

• дефекты в продольных, спиральных и кольцевых сварных швах;

• потери металла коррозионного и механического происхождения любой протяженности и глубиной до 90% от толщины стенки;

• расслоения (в том числе с выходом на поверхность и расслоения, примыкающие к сварным швам);