Вопросы для самоконтроля

1. Организация ТОР нефтебаз

2. Система ТОР приемных и раздаточных устройств

3. Техническое обслуживание приемных и раздаточных устройств нефти и газа

4. Плановые ремонты приемных и раздаточных устройств нефти и газа

Тема 4.3 Техническое обслуживание и ремонт трубопроводов перекачи­вающих станций и нефтебаз

Студент должен:

знать: дефекты трубопроводов и оборудования;

уметь: определять характер дефекта и выбирать способ его ликвида­ции.

Организация технического обслуживания и ремонта трубопроводов пере­качивающих станций и нефтебаз. Дефекты трубопроводов ПС и нефтебаз и их оборудования, обнаружение дефектов и способы их устранения.

Литература: [29], стр. 359-363.

Методические указания

Организацию ТОР ПС и нефтебаз смотри в теме 4.2.

Ремонт трубопроводов

Основными неисправностями трубопроводов являются:

1. разрыв стыков;

2. свищи и отдельные пробоины (отверстия);

3. трещины в теле трубы;

4. выбоины и каверны на поверхности трубопровода;

5. потение сварных стыков и течь через фланцевые и муфтовые соединения;

6. прогибы и вмятины, а также разрушение опор;

7. неисправность трубопроводной арматуры (запорных устройств, компенсаторов). Основным способом восстановления поврежденных трубопроводов является электро­дуговая или газовая сварка.

На время ремонта ремонтируемый участок трубопровода должен быть отключен от всей системы трубопроводных коммуникаций, освобожден и очищен от нефтепродукта. Очищать (промывать) ремонтируемый участок трубопровода от нефтепродукта можно пропариванием, промывкой водой или проветриванием (в тех случаях, когда поврежденная труба может быть отключена от трубопровода и отнесена в сторону от трассы трубопрово­да).

Неисправные фланцы трубопровода обычно отрезают газовой или электродуговой рез­кой или в крайнем случае ножовкой и на их место приваривают новые.

Ремонт разорванных стыков.

Разрыв стыков является наиболее тяжелой аварией трубопровода, так как он обычно сопровождается большой потерей нефтепродукта и прекращением перекачки. Если при разрыве стыка концы труб, разошлись на небольшое расстояние (не более 10-15 см), то для соединения их можно применить муфту, представляющую короткий патрубок, диаметр которого несколько больше диаметра трубы, надеваемую на концы труб с таким расчетом, чтобы стык труб находился посредине муфты. При ремонте трубопровода таким способом узкое кольцеобразное пространство между муфтой и трубопроводом нужно забить асбе­стовой набивкой до возможно полной герметичности и после этого приварить края муфты к трубопроводу.

Рисунок 5 – Хомут

Если концы труб разошлись на большее расстояние, то между ними следует вставить новый патрубок (катушку) длиной не менее трех диаметров трубопровода. Вваривать пат­рубок надо с таким расчетом, чтобы сварной стык ввариваемого патрубка находился не ближе 100 мм от имеющихся на трубопроводе сварных стыков.

При загрязненности маслом стенок труб в зоне сварки поверхность их следует очистить стальными щетками, обезжирить 20 - 25%-ным раствором каустической соды или кероси­ном, промыть горячей водой и насухо протереть чистыми тряпками. Только после такой подготовки можно производить сварку.

Когда при вварке патрубков очистить трубопровод от нефтепродукта нельзя, необходимо перед вваркой в каждый конец трубопровода ввести пробки (тампоны) из хорошо переме­шанной и плотно утрамбованной глины. В холодное время пробки можно изготовить из смеси глины с солидолом. Длина пробки должна быть около 1 - 1,5 м. Глиняные пробки обеспечивают полную изоляцию места сварки от внутренних полостей трубопровода, в ко­торых могут скопиться нефтепродукт, нефтяные пары или взрывчатая смесь паров и возду­ха.

После возобновления перекачки нефтепродукта глиняная пробка, двигаясь по трубо­проводу, разрушается и, поступая в резервуар, осаждается на днище, откуда ее можно уда­лять при очередной чистке резервуара.

Неполные разрывы и трещины по сварному стыку или в целом месте трубы временно можно ликвидировать наложением на поврежденное место хомута (рис. 5), состоящего из двух половинкой шириной 150 - 200 мм, соединенных болтами. Для плотного прилега­ния к стыковому шву и к трубе хомут имеет желоб, в который уложена свинцовая проклад­ка толщиной 2-3 мм. Длина прокладки должна быть больше трещины на 50 - 70 мм с ка­ждой стороны. Иногда при отсутствии свинца можно установить под хомут резиновую прокладку. После установки хомута на поврежденный стык болты его затягивают до отка­за, при этом прокладка плотно прижимается к трещине и течь прекращается.

Когда хомут на поврежденном шве оставляют на длительное время, ею необходимо приварить к трубопроводу. Приваривать нужно секционно с обеих сторон в два слоя.

После приварки хомута следует вывернуть болты, обрезать лапы приваренных половин и стыки половин также приварить к трубе.

Ремонт трещин

Перед ремонтом трещины необходимо установить ее границы и протяженность. Грани­цы трещины можно определить наружным осмотром через лупу с увеличением в 10-20 раз.

Перед осмотром поверхность трубы на 10 - 20 мм по обе стороны от кромок трещины надо очистить от масла и ржавчины стальной щеткой и тряпкой, смоченной в керосине, и после насухо вытереть.

Точные границы трещин и концы их можно определить следующими способами.

1. Предполагаемое место трещины следует смочить керосином и через 30 мин. тщательно вытереть поверхность трубы и затем постучать по трубе молотком. В тех местах, где есть трещины или другой дефект, керосин при простукивании молотком выступит на поверхность в виде капель.

2. Поверхность трубы в зоне трещины нужно смочить керосином, через 10 мин. насухо протереть и после этого трубу покрыть меловой краской. После высыхания краски при постукивании трубы молотком керосин выступит и трещины и образует аи поверхно­сти, покрытой мелом, линию, соответствующую очертаниям трещины.

3. Прорубают вдоль трещины узким крейцмейселем канавки до тех пор, пока будет отде­ляться двойная стружка, свидетельствующая о наличии трещины. Как только начнет отделяться одинарная стружка, рубку следует прекратить и конец трещины засверлить сверлом диаметром, равным 1 - 2 толщинам стенки трубы. Если на внутренней поверх­ности отверстия трещины не будет, значит границы ее определены правильно.

4. Волосяные трещины можно обнаружить путем протравливания реактивом ФРИ, со­стоящим на 4 см³ концентрированной соляной кислоты, 25 см³ этилового спирта, 30 см³ воды, 5 г кристаллической хлорной меди, предварительно зачистив и отполировав по­верхность трубы в зоне трещины. Для определения трещины на зачищенную поверх­ность нужно нанести реактив ФРИ, который сильнее действует на трещину, чем на ме­талл. После этого на матовой поверхности металла будут отчетливо видны очертания и границы трещины. Протравливание можно также производить 14%-ным раствором сер­ной кислоты.

Заварка трещин, идущих от торца трубы

При заварке трещины длиной до 200 мм в нее у торца трубы забивают клин. Для удобства постановки клина края трещины у торца на длине 10 мм остаются нескошенными. За­варивать трещины нужно от засверленного отверстия к торцу трубы за один проход. При­близившись к нескошенной части, следует выбить клин и подрубить нескошенные кромки, после чего можно заканчивать заварку трещины.

Заварка трещин, расположенных в средней части трубы

Заваривать трещины длиной до 400 мм для труб с толщиной стенок менее 8 мм надо от засверленных концов трещины к ее середине.

Заваривать трещины длиной более 400 мм для труб с толщиной стенок менее 8 мм надо также от засверленных концов трещины к ее середине при этом следует вначале заварить концевые участки трещин обратноступенчатым способом. При этом длина концевых уча­стков должна быть подобрана так, чтобы в средней части трещины оставался незаваренным участок длиной около 400 мм. Этот участок следует заваривать от середины к концам при толщине стенки грубы более 8 мм и от концов к середине при толщине стенки трубы более 8 мм и от концов к середине при толщине стенки грубы до 8 мм. В тех случаях, когда лик­видация трещины заваркой невозможна, нужно поставить заплату; кроме того, в таких слу­чаях можно вырезать дефектный участок трубы и на его место установить патрубок.

Рисунок 6 - Виды заплат на трубопроводе

Устранение свищей и пробоин. При наличии на трубе свищей, отдельных пробоин.

коррозионных каверн или коротких трещин (поперечных или продольных) отремонтиро­вать трубу можно заваркой или наложением заплат. Иногда небольшие свищи можно за­крыть хомутом. При этом хомут следует точно подогнать к наружной поверхности трубы.

Заплаты нужно приварить к поврежденному участку трубы с таким расчетом, чтобы края ее (рис.6) отстояли от трещин на расстоянии, равном трем толщинам стенки трубы плюс 5 мм (рис.6), или вваривать их стыковым швом на место поврежденного участка тру­бы, предварительно вырезанного и удаленного.

Все заплаты должны быть подготовлены по радиусу закругления труб и проверены по шаблону. Материал заплат должен соответствовать материалу труб.

Вварные заплаты можно установить с одной свободной кромкой и без свободных кро­мок. При вварке заплат с одной свободной кромкой (рис.7) углы прямоугольной заплаты нужно закруглять по радиусу, равному десяти толщинам стенки ремонтируемой трубы. Та­кой же радиус закругления должны иметь вырезы стенок трубы в месте постановки заплат.

При заготовке ширину заплаты следует делать меньше соответствующего размера вы­реза в стенке трубы. Размеры остальных сторон заплаты нужно делать равными соответст­вующими размерам выреза в стенке трубы.

Рисунок 7 - Заплата со свободной кромкой

Заплату при постановке надо закрепить на месте при помощи прихваток, имеющих длину, равную двум толщинам стенки грубы. При этом заплату следует установить вплот­ную к одной из кромок выреза в трубе. После закрепления заплаты можно приваривать ее к оставшимся свободным кромкам. В результате усадки металла при заварке небольшие при­хватки лопнут, после чего можно будет приварить последнюю кромку заплаты. Послед­нюю кромку заплаты следует приваривать обратноступенчатым способом - от угла к сво­бодной кромке.

При вварке заплат, не имеющих свободной кромки площадью до 0,2 м², у них в средней части нужно сделать выпучину (рис. 8). Устанавливать такую заплату на место надо на 4 -6 равноудаленных прихватках с равномерным зазором но контуру. Приварку заплаты сле­дует производить отдельными участками. Приварку заплаты следует производить отдель­ными участками.

В случаях, когда отношение диаметра отверстия к толщине стенки трубы меньше 1,5, отверстие может быть заварено наплавкой металла. Наплавляв металл при этом надо отдельными концентрическими валиками. Отверстия, отношение диаметра которых к стенке трубы более 1,5 следует заваривать со вставными пробками (рис. 9). Чтобы облегчить за­варку отверстия, надо снять фаску на пробке.

Рисунок 8 - Заплата без свободной кромки Рисунок 9 - Вставная пробка

Ремонт выбоин и каверн

Ремонтировать пострадавшие от коррозии стенки трубопровода можно при помощи на­плавки электросваркой металла на пораженный участок. Этим способом полностью вос­станавливается первоначальная прочность трубопровода.

До наплавки и заварки места наплавки (каверны и выбоины) тщательно зачищают до металлического блеска. Процесс наплавки необходимо вести с перерывами, не допуская при этом сильный нагрев стенок труб около ремонтируемых мест. При площади заварки 100 - 150 мм швы надо накладывать по образующей трубы, а при большей площади зава­риваемую поверхность следует разделить на участки, причем направление швов на смеж­ных участках должно быть обратным.

Устранение потения сварных стыков и течи в муфтовых и фланцевых соединениях

Наиболее рациональным способом устранения потения сварного шва является вырубка наплавленного металла дефектного места с последующей его заваркой. Для этого трубо­провод предварительно опорожняют от нефтепродукта и дегазируют.

Волосяные трещины и потение сварного шва можно устранить и без опорожнения тру­бопровода от нефтепродукта. Для этого волосяные трещины и места потения надо предва­рительно зачеканить. чтобы устранить подтеки нефтепродукта и обеспечить плотность шва при заварке. После зачеканки на дефектное место нужно наложить заплату и приварить. Заплата должна иметь такие размеры, чтобы она перекрывала дефектное место и здоровый шов на 50 мм во все стороны от трещины. Чтобы заплата плотно прилегала к трубе, на ней по месту соприкосновения ее со швом необходимо сделать желобок.

Течь во фланцевых соединениях обычно бывает ввиду неисправности прокладки. В этом случае неисправную прокладку нужно заменить. При смене прокладки надо опорож­нить трубопровод, снять болты фланцевого соединения и удалить поврежденную проклад­ку, тщательно очистить при этом привальную поверхность фланцев.

Вновь устанавливаемая кольцевая прокладка должна иметь следующие размеры: внут­ренний диаметр равный наружному диаметру трубы, а наружный диаметр па 3 - 4 меньше диаметра, касательного к отверстиям под болты; толщин) - от 3 до 5 мм. Кромки новой прокладки должны быть ровными, без разрывов и утолщений.

Для трубопроводов, предназначенных для перекачки мазутов и масел, прокладки можно изготовлять из тряпочного картона, размоченного в горячей воде и проваренного в жидком клее.

Для трубопроводов, по которым перекачивают бензин и лигроин, прокладку надо изго­товлять из тряпочного картона, проваренного до полной пропитки в смеси клея с глицери­ном (соотношение составных частей смеси должно быть 1:1), вымоченного после просуш­ки в хромовых квасцах или формалине и после тщательного просушивания натертого с обеих сторон графитом.

Затягивать болты фланцевого соединения после установки прокладки нужно крест-накрест.

При течи муфтовых соединений после опорожнения трубопровода надо развинтить муфтовое соединение, проверить резьбу, произвести необходимый ремонт и вновь собрать трубопровод.

При соединении трубы муфтой с собранным трубопроводом необходимо последний приподнять вагой и подложить под нею доски или брусья так, чтобы конец трубопровода был расположен наклонно. Затем на конец трубопровода надо навернуть муфту и после этого в муфту завернуть трубу. Вначале ввертывать трубу можно руками. Как только ввер­тывание станет затруднительно, нужно продолжить его при помощи цепных ключей с од­новременным постукиванием по муфте молотком.

Ремонт выпучин и вмятин

При вмятинах и выпучинах со стрелой прогиба более 50 - 60 мм поврежденный участок следует вырезать, а на его место вварить заплату. Выпучины и вмятины со стрелой прогиба не более 5% от диаметра трубы можно оставлять без исправления.