Монтаж трубопровода

Рытье траншеи

После расчистки  и выравнивания зоны строительства  экскаваторы начинают рыть траншею, по которой будет проходить трубопровод. В сельскохозяйственных районах перед рытьем траншеи верхний слой почвы снимается с поверхности рабочей площадки и складывается отдельно. Обычно это является частью подготовки полосы отвода. Грунт, извлеченный из траншеи, обычно помещают рядом с верхним слоем почвы или на противоположной стороне полосы отвода, в зависимости от наличия свободного места. Глубина траншеи может варьироваться, минимальное покрытие определяется нормами (по меньшей мере, для трубопроводов по транспортировке углеводородного сырья) или условиями собственника. Общая глубина траншеи зависит от:

- диаметра трубы;

- толщины минимального покрытия, требуемого в соответствии с нормами (обычно 0,8 м);

- дополнительного  покрытия, необходимого в особых  местах (дорога, река,

железнодорожные переезды) для защиты трубопровода

- увеличения  глубины для размещения мягкого материала перед тем, как проложить трубопровод (в каменистом грунте);

- чтобы уменьшить  угол наклона на вершине холма.

Для каждого  места схемы трубопровода определяют минимальную проектную глубину траншеи. Наиболее эффективное и экономичное решение - использование экскаваторов. Экскаватор может вырыть яму в любом тип почвы, кроме участков, на которых имеются очень большие валуны или булыжники. Он выкапывает траншею и отбрасывает грунт в сторону. Гусеничные экскаваторы обычно используют для рытья траншеи на холмистой или гористой местности. Чтобы упростить переход трубопровода через нижние и верхние участки холмов, через водные преграды и железнодорожные переезды вырывается более глубокая траншея. Для этого необходимо увеличение ширины полосы отвода, чтобы вместить дополнительный грунт, извлеченный из траншеи. Траншейные экскаваторы, оснащенные специальными резцами, могут прорывать траншеи в мягких горных породах. Другое оборудование, называемое пилой для горных пород, может разрезать горную породу на необходимую глубину. Лишь в редких случаях для того, чтобы проложить траншею через горную породу, прибегают к взрывным работам. Если необходимо провести взрывные работы, заряды формируются таким образом, чтобы ограничить масштаб внешнего взрыва. Для ограничения площади разброса обломков на заряды можно положить тяжелые маты. Чтобы переработать камни в крупный песок, который можно использовать для приготовления дна траншеи и прокладочного материала, соприкасающегося с трубой, используют специальные дробильные установки. 

Транспортировка и укладка труб

После того, как  путь пролегания трубопровода полностью расчищен, чтобы обеспечить доступ строительной технике, части труб раскладываются вдоль полосы отвода для сварки, этот процесс называется «растаскиванием». Длина отрезков труб обычно составляет 12 м или 24 м. Отрезки длиной в 24 м свариваются на площадках для хранения из двух 12-метровых стандартных отрезков – это называется соединением частей труб. Швы, сделанные на площадке, можно покрыть там же или оставить без покрытия с последующим нанесением его на этапе покрытия линий стыка. Трубы индивидуальны для каждого места назначения, поэтому подрядчик по транспортировке

использует чертежи разметки трубопровода, чтобы привезти конкретный отрезок трубы на место его назначения. На разных участках предъявляются разные требования к материалу покрытия, толщине трубы и даже материалу трубы и ее диаметру. Заранее покрытые соединения труб растаскиваются по полосе отвода на грузовиках для транспортировки труб. Трубы выгружают из грузовиков с помощью тракторов, оборудованных боковой стрелой, или кранов, расположенных на грузовиках, и раскладывают друг за другом вдоль траншеи так, чтобы к ним смогли подойти строительные рабочие. Укладка труб может проводиться одновременно с рытьем траншеи. В некоторых случаях укладку труб производят до рытья траншеи, однако обычно ее осуществляют после (чтобы избежать повреждений трубы тяжелой техникой). Если траншея должна длительное время оставаться открытой (на ночь или дольше), ее иногда ограждают, чтобы снизить риски для безопасности. Там, где необходимо выполнить переход через водное препятствие или железнодорожный переезд, соответствующие трубы складируются на одной стороне или по обеим сторонам перехода для удобства идущих следом строительных рабочих. В зависимости от подъезда и местности грузовики выгружают трубу, разворачиваются и возвращаются на площадку складирования труб. Если строительный коридор узкий, грузовикам приходится делать большой крюк – проехать значительное расстояние по коридору, затем выгрузить трубу и вновь проехать большое расстояние, чтобы выехать из коридора. 

Сгибание  трубы

Трубопровод должен огибать холмы и особые места. Гидравлическая трубогибочная установка сгибает отдельные соединения трубы на необходимый угол в местах, где есть значительные изменения природных рельефов грунта или где трасса трубопровода меняет направление. Трубы, которые необходимо согнуть, место центра сгиба на соединении труб и угол определяет геодезист после укладки. Информация о сгибе отмечается на соединениях труб. Гибка производится на нескольких участках по всей длине соединения труб на небольшие углы до получения нужного угла. Это позволяет трубе сохранять прочность и оставаться округлой на месте гибки благодаря свойствам стали и применяемой технологии гибки. Перед применением технологию гибки необходимо уточнить (максимальный угол отклонения каждого удара, расстояние между ударами, расстояние от концов трубы для каждого диаметра/толщины, материал).  

Сварка

После завершения укладки и гибки, части трубопровода соединяют, сваривают и помещают на временные опоры вдоль края траншеи до проведения неразрушающих испытаний и спуска в траншею. Этот этап повторяется несколько раз, пока соединения из нескольких труб не объединят в участок трубопровода, который спустят в траншею за один раз. Такие участки могут быть длиной в 2 км или более на свободных зонах.

Где это возможно, используют автоматические сварочные аппараты (внешние и внутренние), но также применяют и ручную сварку, обычно для ремонта и в особых местах. При массовом производстве на поточной линии разные этапы сварки выполняют специализированные бригады рабочих, имеющие собственное специальное оборудование. Целью такой организации является производство максимального количества сварных швов за день насколько это возможно (дорогостоящая операция). Оборудование и состав рабочих занимающихся сваркой зависят от диаметра, толщины трубы, а так же процедуры сварки. Обычная структура выглядит следующим образом: за бригадами по укладке и гибке труб следует бригада сборки. Эта бригада использует одну или две боковые стрелы для укладки трубы на деревянные рамы (брусья), чтобы поддерживать ее над землей и выстроить их в соответствие с контуром траншеи. Концы труб соединяют и фиксируют на месте с помощью внутреннего пневматического зажима или внешнего механического. После того, как трубу зафиксировали и правильно выровняли, два сварщика выполняют первый проход (проход по сварке корня шва). Сразу после первого прохода, следующая группа сварщиков делает второй валик шва или горячий проход. Количество рабочих, выполняющих горячий проход, может варьироваться от 2 до 4 сварщиков и их помощников. Выполнение данных двух проходов является основной задачей бригады по сборке труб. Производительность данной бригады должна быть 500-2000 м в день в зависимости от погодных условий и местности. Бригада сварщиков: Бригада сварщиков является самой большой бригадой и состоит из 8-12 сварщиков, использующих сварочные аппараты, расположенные на автомобилях-пикапах. Бригада сварщиков накладывает оставшийся свариваемый материал на соединение, включая последний слой многослойного шва. После завершения работы на соединении труб всего образуется четыре или пять слоев сварного шва. Все сварщики, работающие на соединении, имеют уникальные идентифицирующие коды. Эти коды отмечаются на участке, прилегающем к трубе – таким образом, ведутся записи по процессу сварки. 

Покрытие  соединений

Трубопровод, покрытие на который обычно наносится на заводе или на площадке для хранения до укладки, требует покрытия сварных соединений и участков, поврежденных при транспортировке. После рентгена сварных шов, бригада по покрытию очищает проверенные куски стали в местах соединения труб, и наносит на него защитное покрытие. Покрытием обычно является стягиваемый при нагревании полиэтилен, обернутый вокруг трубы. Материал покрытия нагревают, чтобы он стянулся вокруг соединения, и на соединении сформировалось плотное герметичное покрытие. После нанесения покрытий группа инспекторов проверяет весь трубопровод на наличие царапин и следов абразивного изнашивания на покрытии с помощью устройства для испытаний высоким напряжением – детектора пропусков. Методом испытаний высоким напряжением обнаруживают дефекты в изоляционных покрытиях, нанесенных на электропроводящие подложки. Источник питания в измерительном приборе создает высокое напряжение постоянного тока, подаваемое на соответствующий датчик. Кабель заземления измерительного прибора подключается к непокрытому металлическому участку испытываемой подложки. При перемещении датчика по поверхности с покрытием дефект определяется по искре, возникающей в месте контакта, звуковому сигналу прибора и визуальной индикации на ручке датчика. Датчик может иметь форму щетки или пружины, которая охватывает трубу и движется вдоль всей линии.  

Спуск трубопровода в траншею

После сварки трубопровода, завершения гибки и нанесения  покрытия, его можно спускать в ранее вырытую траншею. Данная операция выполняется с использованием специальной строительной техники, которая расположена последовательно чтобы относительно равномерно поднимать трубопровод и опускать его в траншею. Следует действовать с осторожностью, чтобы не повредить трубопровод и внешнее покрытие. Трубопровод спускается с брусьев в траншею группой тракторов, оборудованных боковой стрелой. До начала операции по спуску трубопровода со дна траншеи убираются все камни. На участках в гористой местности на дно траншеи укладывают мешки с песком, чтобы защитить трубы и покрытие от повреждения камнями. После укладки трубопровода в траншею деревянные брусья поднимают и переносят вперед, для последующего использования.  

Засыпка траншеи

До начала испытания  трубопровода траншею засыпают. Иногда для засыпки траншеи используют ранее извлеченный из нее грунт, а иногда выбирают другой материал. Траншея засыпается с помощью машины для засыпки траншеи; в траншее не должно быть посторонних предметов. Засыпка траншеи требует особого внимания в следующих районах:

- на крутых склонах (где грунт обычно каменистый), материал для засыпки,

использованный  при создании дна для трубопровода и соприкасающийся с трубой, может быть легко смыт. Действительно, траншея работает как водосток, и спустя годы материал для засыпки съедет вниз по склону. Чтобы избежать этого, принимают специальные меры для укрепления материла на месте (например, стенами из мешков с песком) и для создания регулируемого отвода воды (дренажная труба, отводные устройства).

-при прокладке трубопровода через подземные структуры или во всяком случаи, если невозможно добиться минимального покрытия, принимаются специальные меры, чтобы обеспечить такой же уровень защиты, как и при минимальном покрытии, а это заполнение траншеи бетоном, бетонными плитами и т.д.

Материал засыпки следует надлежащим образом уплотнить вокруг трубы (более плотно, чем в обычных случаях), чтобы придать линии необходимую прочность для защиты от статического и динамического давления нагрузок на траншею.

- Вышеуказанные  меры принимаются, если по каким-то причинам нельзя использовать обычный материал для засыпки ввиду проблем, возникших при строительстве: например, обрушение траншеи во время спуска трубопровода или прокладка трубопровода через реки (когда переход создается открытым способом, материал засыпки траншеи следует укрепить для защиты от размывания течением реки). 

Испытания

После засыпки  трубопровод проходит гидростатические испытания согласно нормам. На самом деле, испытание трубопроводов это больше, чем просто выявление утечки и проверка сопротивления. Испытания трубопроводов проводятся даже при отсутствии соответствующих предписаний. Цели таких испытаний различны:

- удалить все загрязнения изнутри;

- проверить, чтобы не было никаких закупорок или уменьшения диаметра трубопровода;

- убедиться,  что трубопровод не поднимается  под давлением из-под земли  (эффект Бурдона);

- убедиться, что траншея выдерживает дополнительный вес воды, используемой при испытании;

- проверить с  максимальной тщательностью наличие  утечек;

- проверить сопротивление, убедиться в прочности трубы и сварного шва;

- полностью удалить испытательную воду (даже из небольшого участка под

пересечением  реки);

- очистить и осушить (в основном для газопроводов) внутреннюю поверхность трубопровода, прежде чем заказчик пустит через него дорогостоящий продукт;

- закрыть трубопровод  с обоих концов, чтобы исключить  попадание посторонних материалов и воды.

- избежать коррозии;

- избежать загрязнения окружающей среды большими объемами ржавой

воды, использованной при испытаниях.  
 
 
 
 
 
 

Introduction

This section is about the inspection of high pressure cross country pipelines.

Installing a pipeline is much like an assembly line process, with sections of the pipeline being

completed in stages performed by different crews.

The construction process is “linear”, i.e. each operation follows the previous one without any

overlapping possibility. Alike for mass production in a factory, each operation is assigned to a

specialised crew or “spread”  with specific equipment; everything is done so that the

construction proceeds smoothly without interference between the spreads. No need to say that

there is a lot of pressure on all the participants, including the inspectors.

For large constructions, there will be many inspectors, specialised each in a specific

discipline; civil work, welding, coating, … But very often a same inspector will have to check

all ongoing operations, requiring from him many various skills.

Cross country pipe laying spreads the operations over long distances; there might be a

hundred kilometres of rough track between the ROW gang and the backfilling. This is to be