Очистка полости и пневматическое испытание построенного магистрального газопровода

При сливе воды конец сливной трубы погружают на глубину не менее 1 м.
Слив воды из отстойника в водоем необходимо регулировать краном на сливной трубе таким образом, чтобы:
- исключить превышение уровня воды в водоеме относительно допустимого уровня, согласованного с местной гидрометеорологической службой;
- обеспечить соблюдение ПДК сбросов загрязняющих веществ в водный объект из отстойника.
Использование жидкостей с пониженной температурой замерзания (антифризов) для гидравлических испытаний допускается только по специальной технологии с учетом их подготовки и утилизации, указанной в проекте.
Сброс в водоемы вод, содержащих эти вещества, запрещен.
После завершения работ по испытанию трубопровода все временно используемые земли для устройства водозаборов, размещения механизмов, строительства отстойников и т. Д. В обязательном порядке должны быть восстановлены (рекультивированы) [1].
Удаление и утилизация осадка должны осуществляться в соответствии с законодательством Российской Федерации в области обращения с отходами.
Нарушения ландшафта с образованием размывов, размывов, выбоин и т. явления могут быть необратимыми [1].
В инструкции по очистке полости, испытанию трубопроводов на прочность и проверке на герметичность должны быть предусмотрены требования пожарной и технической безопасности, определены опасные зоны.
В инструкции также прописаны процедуры подготовки персонала и оборудования к испытаниям, действия персонала и специальных служб при испытаниях в штатных и аварийных условиях, порядок проведения испытаний с удалением зоны безопасности.
При проведении работ по очистке полости и испытанию трубопроводов должна быть назначена комиссия из представителей застройщика (технического заказчика), лица, выполняющего строительство, эксплуатирующей организации (или ее вышестоящей организации) и организации, осуществляющей контроль и надзор.
Создание комиссии осуществляется на основании совместного заказа застройщика (технического заказчика) и лица, выполняющего строительство, с назначением председателя комиссии.
Утверждение инструкции о порядке проведения работ, а также приказов по очистке полости трубопровода, испытанию и удалению воды относятся к компетенции председателя комиссии.
В обязанности комиссии должны входить: [6,7]
проверка исполнительной документации и готовности участков трубопровода (на объекте) к очистке, испытанию, сушке и заполнению азотом полости;
организация изучения рабочих инструкций всеми членами комиссии, инженерно-техническими работниками, рабочими, задействованными в работе;

назначение по согласованию с эксплуатирующей организацией или застройщиком (техническим заказчиком) (при необходимости с органами местного самоуправления) сроков выполнения работ;
руководство всеми работами по очистке полости, тестированию, сушке и заполнению участков с назначением ответственных руководителей;
обеспечение безопасности всех участников работ и населения, а также машин, оборудования и конструкций в рабочих зонах;
ведение технической документации;
обеспечение незамедлительных мер по выяснению причин и устранению нештатной ситуации.
Члены комиссии, а также инженерно-технические работники и рабочие, задействованные в работе, должны быть знакомы с мерами промышленной и пожарной безопасности, с порядком действий и своими обязанностями при возникновении нештатных ситуаций.
В период проведения работ по очистке полости и испытанию трубопроводов за пределами опасной зоны должны быть установлены предупреждающие и запрещающие знаки, определены места и условия безопасного пребывания лиц, занятых в работе.
Персонал, привлекаемый к работам по очистке полости и испытаниям трубопроводов на прочность и герметичность, должен быть знаком с технологической документацией на испытания, обеспечен необходимым инструментом, оборудованием, спецодеждой, средствами индивидуальной защиты и средствами связи [6].
Перед очисткой полости или испытанием трубопроводов в местах пересечения железных и автомобильных дорог или прохода вблизи них испытательная комиссия должна уведомить соответствующие организации (администрацию железных дорог, дорожное управление и др.) О проведении этих работ и согласовать с ними необходимые меры предосторожности.
В процессе тестирования люди, механизмы и оборудование, за исключением опрессовочных агрегатов, должны находиться вне опасной зоны.
Размеры опасных зон, установленные на период работ по очистке и испытанию подземных трубопроводов, приведены в.
При испытании наземных или надземных участков трубопроводов опасная зона от оси трубопровода должна быть увеличена вдвое в обе стороны. Осмотр трубопровода на предмет выявления дефектов и повреждений допускается только после снижения давления до рабочего.
Для предотвращения проникновения посторонних лиц и транспортных средств в зону испытаний трубопровода за пределами опасной зоны устанавливаются посты охраны.
Количество столбов и их размещение следует определять в инструкции по очистке и испытанию трубопроводов.
Для измерения давления необходимо использовать сертифицированные, опломбированные, с паспортом выносные устройства или манометры класса точности по ГОСТ 2405-88, устанавливаемые вне опасной зоны.
Производственное оборудование, используемое при очистке полости, испытании и сушке трубопроводов, должно соответствовать ГОСТ 12.2.003.
Устранение неисправностей испытательного оборудования, выявленных в ходе испытания, проводится после выключения оборудования и снижения давления до атмосферного.
Работы по заполнению полостей участков газопроводов азотом следует проводить по ГОСТ 9293-74. Содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 19% (по объему).



2 Расчётная часть

2.1. Определение толщины стенки газопровода

Цель расчета: Определить номинальную толщину стенки газопровода и подобрать трубу.
Исходные данные для расчёта:
Наружный диаметр газопровода, Dн, мм 530;
Рабочее проектное давление, Р, МПа 5,3 МПа;
Категория прокладки участка газопровода III;
Температура газа, Δt ,31 ºС.
Определим расчетное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений R1, МПа
(2.1)
где R1н – нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, R1н = σвр = 590 (МПа);
m – коэффициент условий работы газопровода, m = 0,9;
К1 – коэффициент надежности по материалу, К1 = 1,34;
Кн – коэффициент надежности по назначению газопровода, Кн = 1,1.
Рассчитаем номинальную толщину стенки трубы , (см):
(2.2)
где n– коэффициент надежности по нагрузке, внутреннему рабочему давлению в газопроводе, n = 1,1;
Р – проектное рабочее давление в газопроводе, (МПа);
Dн – наружный диаметр газопровода, (м).

По «Типовой инструкции по применению труб в нефтяной и газовой промышленности» выберем трубу Выксутинского металлургического завода диаметром 530 мм, с толщиной стенки 7 мм и маркой стали К45.
Проверим выбранную трубу на наличие продольных осевых напряжений σпрN, МПа
(2.3)
где αt – коэффициент линейного расширения металла трубы, αt = 1,2·10-5 1/ºС;
E– переменный параметр упругости (модуль Юнга), Е= 2,1·105(МПа);
∆t– расчетный температурный перепад, ºС;
μ – коэффициент поперечной упругой деформации в стадии работы металла, μ = 0,15;
δн – толщина стенки выбранной трубы, (см);
Dв – внутренний диаметр газопровода, (см).
(2.4)
Знак «-» указывает на наличие продольных осевых сжимающих напряжений, поэтому необходимо пересчитать толщину стенки с учетом коэффициента ψ1.
Рассчитаем коэффициент, учитывающий наличие продольных осевых сжимающих напряжений, ψ1
(2.5)
Определяем толщину стенки с учетом коэффициента ψ1, учитывающего наличие продольных осевых сжимающих напряжений δ, см
(2.6)
На основание расчётов принимаем для газопровода толщину стенки 7 мм.
Расчётная толщина стенки удовлетворяет условию с точки зрения технологии сварочно-монтажных работ.
(2.7)


Была подобрана труба производства Выксутинского металлургического завода диаметром 530 мм, с толщиной стенки 7 мм и маркой стали К45. 2.2.


2.2. Расчёт необходимого количества газа при испытании участка газопровода

Исходные данные для расчёта:
Диаметр построенного газопровода – 530 мм.
Толщина стенки трубы – 7 мм.
Длина построенного газопровода – 30 км.
Температура газа на участке – 31 ºС.
Рабочее давление в газопроводе – 52 кгс/см2
Коэффициент сжимаемости газовой смеси – 0,88 ед.
1. Очистка внутренней полости газопровода осуществляется за счёт продувки с вытеснением из испытуемого участка воздуха и последующим пропуском очистного устройства (ОПП-529). Определим объём внутренней полости (Vг) газопровода по формуле (2.8):
(2.8)
где L – длина очищаемого и испытуемого участка газопровода, (м);
Dтр – диаметр газопровода, (м);
δ – толщина стенки газопровода, (м).
2. Давление газа для вытеснения воздуха из внутренней полости газопровода принимаем за 2 кгс/см2, тогда количество составит (см. ф. 2.9):
(2.9)
где Рп – давление продувки, очистки и испытания, принимаем 2 кгс/см2);
Тст – температура газа при стандартных условиях, принимаем293 К;
Zст – коэффициент сжимаемости при стандартных условиях, принимается равным 1;
Рст – давление газа при стандартных условиях, принимается 1,033 кгс/см2;
Т – средняя температура газа на участке, К;
Z – коэффициент сжимаемости газовой смеси, принимается из расчёта.
Для очистки полости продувкой с пропуском очистных поршней необходимо давление 8 кгс/см2. Определим необходимый объём газа Vo, м3:
(2.10)
где Ро – давление газа для пропуска очистных поршней, кгс/см2.
Так как для очистки применяется три очистных поршня, то рассчитаем общее количество газа для пропуска поршней Vo, м3:
(2.11)
Определяем необходимый объём газа для испытания участка газопровода на прочность давлением 1,1Рраб, м3:
(2.12)
(2.13)
где Рu – давление газа для испытания газопровода на прочность, кгс/см2.
Просуммируем полученные результаты и определим общее количество газа, необходимое для продувки, очистки и испытания участка газопровода по формуле (2.7):
V=Vn+Vo+Vu = 13296 +159546 + 380252 = 553094 м3 (2.14)
где Vn – объём газа, необходимый для вытеснения воздуха из внутренней полости построенного участка газопровода, м3;
Vo – объём газа, необходимый для очистки полости продувкой с пропуском очистных поршней, м3;
Vu – объём газа, необходимый для испытания участка газопровода на прочность, м3.
Вывод: для газопровода диаметром 530 мм длиной 30 км, необходимо для вытеснения воздуха 13296 – м3 газа, очистки полости с пропуском очистных поршней – 159546 м3 газа, а для испытаний – 380252 м3 газа. Всего природного газа потребуется 553 094 м3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Чистота полости трубопровода важнейший фактор, обеспечивающий надежную и безотказную работу объектов с заданными характеристиками и без изменения физико-химических свойств транспортируемых продуктов. В процессе очистки из трубопроводов удаляются загрязнения (почва, окалина и т.д.).
Испытание на прочность включает выполнение окончательной проверки проектной прочности трубопровода в условиях, близких к эксплуатационным, в течение времени, необходимого и достаточного для выявления ранее не обнаруженных дефектов.
Поддержание чистоты и контроль состояния участков нефтепровода является граничным условием обеспечения надёжности систем трубопроводного транспорта. Полученные навыки расчёта объёмов газа необходимых для очистки и испытания трубопровода являются важными знаниями для применения в будущей практической деятельности инженера нефтегразотранспортных систем.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».
Федеральный закон от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
Федеральный закон от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ «Водный кодекс Российской Федерации».
Постановление Правительства Российской Федерации от 12 марта 2008 г. № 165 «О подготовке и заключении договора водопользования».
Постановление Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2006 г. № 844 «О порядке подготовки и принятия решения о предоставлении водного объекта в пользование».
Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (утверждены Приказом Ростехнадзора Российской Федерации от 12 марта 2013 г. № 101).
Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 6 ноября 2013 г. № 520 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов» (зарегистрирован в Министерстве юстиции Российской Федерации 16 декабря 2013 г. № 30605).
Приказ Минтруда Российской Федерации от 1 июня 2015 г № ЗЗбн «Об утверждении «Правил по охране труда в строительстве» (зарегистрирован в Министерстве юстиции Российской Федерации 13 августа 2015 г. № 38511)
ВСН 005—88 Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация.
ВН 39-1.9-004—98 Инструкция по проведению гидравлических испытаний трубопроводов повышенным давлением (методом стресс-теста).

Инструкция по технике безопасности при производстве, хранении и транспортировании (перевозке) и использовании одоранта. Утверждена Приказом ОАО «Газпром» от 29 марта 1999 г.
Китаев С.В. Техническая диагностика объектов трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа.: Изд-во УГНТУ, 2018. 114 с.
Ангалев А.М., Антипов Б.Н., Короленок А.М., Комаров Д.Н. Модель процесса диагностирования нефтегазовых объектов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. № 3. С 58-62.
Байков И.Р., Дарсалия Н.М., Китаев С.В. и др. Исследование методов обеспечения работоспособности газотранспортной системы ПАО «Газпром» // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. № 2 (112). С. 67-77.
Коваленко А.Н. Системы определения местоположения дефектов на трубопроводе // Контроль. Диагностика. 2016. № 2. С 27-35.
Редько А.Ф, Капцов И.И. Исследование процесса очистки газопроводов от загрязнений высокократными пенами // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2015. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-protsessa-ochistki-gazoprovodov-ot-zagryazneniy-vysokokratnymi-penami (дата обращения: 20.10.2021).
Коваленко А.Н., Уланов В.В., Матвеева Ю.С., Шестаков Р.А. Методика позиционирования внутритрубного снаряда при его пропуске по магистральному газопроводу // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2020. №5-6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodika-pozitsionirovaniya-vnutritrubnogo-snaryada-pri-ego-propuske-po-magistralnomu-gazoprovodu (дата обращения: 20.10.2021).
Коваленко А.Н., Уланов В.В., Шестаков Р.А. Методы неразрушающего контроля и диагностики газонефтепроводов. Ч. 1 учеб. пособие. URL: http://elib.gubkin.ru/content/23048 (дата обращения: 20.10.2021).











32


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист