способ ремонта подводного трубопровода

Формула изобретения

1. Способ ремонта подводного трубопровода комплексным методом, включающий установку муфты вокруг ремонтируемого участка трубопровода с образованием полости между ее внутренней поверхностью и внешней поверхностью трубопровода, герметизацию муфты, вытеснение воды из указанной полости и заполнение ее расширяющимся пластифицированным наполнителем с последующим его уплотнением, отличающийся тем, что при выявлении методом неразрушающего контроля на ремонтируемом участке трубопровода дефектов, параметры которых превышают предельно допустимые значения для данного вида ремонта, предварительно осуществляют установку кессона на дефектный участок трубопровода, вытесняют воду из его камеры путем заполнения ее защитным газом, снижают рабочее давление трубопровода до давления, равного давлению защитного газа в кессоне, осуществляют очистку и неразрушающий контроль дефектного участка, сварку дефектов в среде защитного газа, демонтируют кессон, а затем производят установку муфты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед установкой муфты проводят дополнительную очистку и дефектоскопический контроль поверхности трубопровода в зонах установки узлов торцевой герметизации муфты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначено для проведения ремонтных работ на подводных трубопроводах.

Известен способ ремонта подводного трубопровода, включающий установку двух полумуфт вокруг ремонтируемого участка трубопровода и стягивание полумуфт по продольным фланцам между собой с образованием муфты, герметично закрывающей ремонтируемый участок трубопровода (см. SU 1442777 А1, МПК 7 F16L 55/18, публикация 1988 г.). Герметизация дефектного участка трубопровода достигается за счет уплотнительного элемента, расположенного между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубопровода. Известный способ и муфта для его осуществления приняты в качестве ближайших аналогов для предлагаемой группы изобретений.

Известен способ ремонта подводного трубопровода, включающий установку двух полумуфт вокруг ремонтируемого участка трубопровода и стягивание полумуфт между собой с образованием муфты, закрывающей ремонтируемый участок трубопровода, причем муфту устанавливают с образованием полости между ее внутренней поверхностью и внешней поверхностью трубопровода, проводят герметизацию муфты с ее торцов, вытесняют воду из полости путем подачи в него воздуха, после чего проводят заполнение указанной полости расширяющимся пластифицированным наполнителем (цементом) с последующим его уплотнением путем повышения давления в полости (см. RU 2004138695).

Данный способ ремонта трубопровода и конструкция муфты обладают рядом достоинств: обеспечивают быстрый монтаж муфты на трубе, герметичность установки муфты на трубах с большой овальностью, а также увеличение адгезии между наполнителем, корпусом муфты и стенкой трубы. Экспериментально установлено, что установка муфты на дефектный участок трубопровода позволяет уменьшить нагрузку на трубопровод до 50% (по сравнению с нагрузкой на трубопровод без установки муфты).

К недостаткам ближайших аналогов можно отнести

- ограниченную область применения - применение установки муфты при ремонте трубопровода ограничивается параметрами дефектов тела трубы. Ремонт трубопровода установкой муфты допускается только при определенных параметрах дефекта.

- недостаточную надежность - при развитии дефекта в теле трубы до образования сквозного дефекта установленная муфта не обеспечит прочность конструкции при давлении, равном рабочему давлению в трубопроводе.

Техническим результатом изобретения является расширение области применения метода ремонта подводного трубопровода установкой муфт путем обеспечения изменения параметров (уменьшения глубины) дефекта и повышение надежности ремонта подводного трубопровода.

Технический результат достигается тем, что в способе ремонта подводного трубопровода, включающем очистку ремонтируемого участка трубопровода и установку вокруг него муфты с образованием полости между ее внутренней поверхностью и внешней поверхностью трубопровода, герметизацию муфты, вытеснение воды из полости и заполнение указанной полости расширяющимся пластифицированным наполнителем с последующим его уплотнением, в соответствии с которым при выявлении методом неразрушающего контроля на ремонтируемом участке трубопровода дефектов, параметры которых превышают предельно допустимые значения для данного вида ремонта, предварительно на дефектном участке трубопровода устанавливают кессон, вытесняют воду из его камеры путем заполнения ее защитным газом, снижают рабочее давление трубопровода до давления, равного давлению защитного газа в кессоне, осуществляют очистку и неразрушающий контроль поверхности дефектного участка трубопровода, сварку дефектов в среде защитного газа, демонтируют кессон, а затем осуществляют установку муфты на дефектный участок.

В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается тем, что перед установкой муфты проводят дополнительную очистку и дефектоскопический контроль поверхности трубопровода в зонах установки узлов торцевой герметизации муфты.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед проведением ремонтных работ определяют местоположение дефекта согласно данным внутритрубной диагностики или данным приборно-водолазного обследования и проводят дефектоскопический контроль зоны контроля дефектов методом неразрушающего контроля с целью уточнения параметров дефектов и координат их расположения.

В случае обнаружения сквозных дефектов, а также дефектов, параметры которых превышают допустимые значения дефектов для метода ремонта трубопровода установкой муфты (в частности, если глубина дефекта превышает 80% от толщины стенки трубы), принимают решение о проведении сварочных работ по наплавке дефектов и проводят подготовку поверхности трубопровода к установке специализированного подводного кессона.

При принятии решения о выполнении сварочных работы по наплавке дефектов трубы производится установка специализированного кессона на дефектный участок и вытеснение воды из кессона путем заполнения его камеры инертным газом (углекислым газом, аргоном или их смесью). Монтируют две раздельные, независимые системы: систему вентиляции защитного газа камеры кессона и подачи-отвода дыхательной смеси водолаза, осуществляющего ремонтные работы в кессоне. Система вентиляции кессона осуществляется по замкнутому контуру и обеспечивает отвод газовой смеси и сварочного дыма из камеры, который через фильтр поступает вход компрессора. После очистки от сварочного дыма газ поступает обратно в камеру кессона. Равновесие, т.е. равенство объемов поступающего в кессон и выходящего из него газа, обеспечивается специальным редуктором.

Затем осуществляют предварительную подготовку поверхности трубы к сварочным работам: удаляют изоляционное покрытие и очищают поверхность механическим способом на ширину, не менее 150 мм от границ предполагаемой выборки дефектного участка.

Для уточнения границ выборки, толщины стенки трубы, выявлений возможных расслоений металла трубы, наружных и внутренних дефектов производят визуально-измерительный и ультразвуковой контроль сплошным сканированием металла трубы по наружному контуру примыкания к границам предполагаемой выборки на ширину, не менее 100 мм.

Производят разметку контура выборки. Границы выборки должны быть прямолинейной формы с параллельными границами и округлыми углами.

Производят подогрев дефектного участка до температуры, указанной в технологической карте, включая зоны не менее 100 мм по ширине и длине от границ предполагаемой выборки.

Трещины и трещиноподобные дефекты подлежат обязательной выборке шлифованием.

Сварку (наплавку) заполняющих слоев выборки проводят узкими валиками (стрингерными швами) по встречно-симметричной схеме.

После завершения сварки (наплавки) дефектного участка, облицовочные и контурный слои шва зачищаются механическим способом (шлифмашинками с набором абразивных кругов и дисковых проволочных щеток) до достижения ровной поверхности наплавки с усилением 0,5-1,5 мм (Rz6,3).

По окончании сварочных работ производят контроль сплошности наплавленного металла ультразвуковым методом в объеме 100% (по ГОСТ 14782-86).

После завершения сварочных работ по сварке дефектов проводят демонтаж специализированного кессона и осуществляют второй этап капитального ремонта трубопровода, заключающийся в установке подводной муфты на ремонтируемый участок. Может быть использована муфта, известная из RU 2004138695.

Перед установкой муфты проводят дополнительный дефектоскопический контроль подготовленной поверхности трубопровода в месте размещения узлов торцевой герметизации муфты методом неразрушающего контроля с целью уточнения толщины стенки трубы и наличия не выявленных дефектов в зоне торцевой герметизации. Дефекты в зоне торцевой герметизации не допускаются.

Муфту получают стягиванием двух разъемных полумуфт, выполненных в виде полуцилиндров, имеющих продольные фланцы, посредством шпилек, проходящих через отверстия, выполненные в продольных фланцах. Установку муфты производят посредством грузоподъемного устройства.

Муфта снабжена узлами герметизации, каждый из которых состоит из торцевого фланца, в котором выполнены отверстия для размещения прижимных шпилек, и упорного выступа в виде полукольца, выполненного на внутренней поверхности каждой из полумуфт, а между торцевым фланцем и упорным выступом расположены по меньшей мере одна манжета и гибкое поджимное полукольцо.

После проведения окончательной затяжки всех шпилек на продольных фланцах проводят герметизацию муфты по торцевым фланцам путем последовательной затяжки шпилек. После завершения установки и обтяжки муфты производят сброс давления в системе и проводят продувку и осушку полости. Затем в полость заливают расширяющийся пластифицированный наполнитель.

Отремонтированный сваркой участок трубы с установленной на нем муфтой подвергались:

Циклическим испытаниям - 10000 циклов изменения давления внутри трубы от 0,1 МПа до 7,5 МПа - не было обнаружено развитие дефекта.

Статическим испытаниям - равномерное увеличение давления внутри трубы от 0,1 МПа до 11,2 МПа, т.е. до 1,5 Р раб. в интервале 90 минут - не обнаружено изменения состояния.

Деформации наружной стенки муфты в шесть раз меньше, чем наружной поверхности трубы вне зоны установки муфты.

Лабораторные исследования образцов сварных соединений показали соответствие показателей испытаний на ударный изгиб, статический изгиб, статическое растяжение сварного шва, растяжение металла, металлографического анализа нормативным показателям.

Проведенные исследования дают основание утверждать, что заявляемый способ ремонта трубопроводов комплексным методом предварительной сварки дефектов трубопровода в среде защитных газов и установки муфты на дефектный участок позволяет полностью восстановить прочностные трубопровода, расширяет диапазон ремонтируемых дефектов, вплоть до сквозных, повышает надежность отремонтированного участка трубопровода, обеспечивает усиление данного участка трубопровода, т.е. улучшение его прочностных характеристик.