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 сталив 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
considered when planning pipeline inspection.
Various types of pipelines
Pipelines vary mostly by the material they are built from; steel, cast iron, cement,
polyethylene.
Indeed, the material dictates for instance:
- the diameter and pressure,
- the weight and the length of the components to be joined
- how to make curves and take-offs,
- the trench preparation,
- the lowering-in technique,
- the backfilling,
- the anti-corrosion system,
- the testing.
Obviously, the environment will dictate the material:
- high pressure + big diameter will require steel,
- low pressure + big diameter will be concrete of cast iron,
- Small diameters can be any of those and also accept polyethylene (HDPE) and ABS.
This guideline deals with welded steel pipelines for the long distance transportation of :
- liquid hydrocarbons such as crude oil or refined products (diesel, gasoline, jet fuel,…),
- gaseous hydrocarbons such as natural gas (methane) or refined products (ethylene,
propane, etc…)
- water (drinking, raw or sea)
- slurry (a mixture of water and coal or ore powder)
Pipeline Components
A pipeline is not just an assembly of pipe joints welded together. It is a system that constitute
a functional transportation system, like a road or railway network.
Many fittings, accessories and facilities are installed on a line for the operations of this
transportation equipment:
- flanges, bolts, gaskets, casings,
- valves, vents, relief devices,
- thrust blocks
- cleaning facilities: scrapper traps or pig traps,
- metering stations,
- compressor or pumping stations
- cathodic protection, insulating joints,
- line markers,
- monitoring and metering stations
Pipes
Pipelines can measure anywhere from 6 to 60 inches in diameter, although certain component pipe sections can consist of small diameter pipe, as small as 0.5 inches in diameter. However, this small diameter pipe is usually used only in gathering and distribution systems.
Mainline pipes, the principle pipeline in a given system, are usually between 16 and 48 inches in diameter. Lateral pipelines, which deliver product to or from the mainline, are typically between 6 and 16 inches in diameter. Most major interstate pipelines are between 24 and 36 inches in diameter. Pipelines are produced in steel mills, which are sometimes specialized to produce only