Перекрывающее устройство

В известных устройствах для перекрытия трубопроводов под давлением, а также марки «Стопл», нагрузки на рычаг, доставляющий и удерживающий перекрывающее устройство при рабочих давлениях, огромны. Установка таких перекрывающих устройств требует использования высокопрочных материалов, мощной грузоподьемной техники, очень точной разметки в вер­тикальной и горизонтальной плоскостях. Используемые во всем мире устройства по перекрытию трубопроводов фирм «Вильям­сон» и «Фурманайт» требуют очень точной разметки и установ­ки прочного основания для механизма резания и ремонтируемо­го участка, что очень трудно осуществимо в болотистой и горной местностях.

Но в любом случае невозможно обеспечить полную гермети­зацию сечения трубопровода из-за невозможности полного при­легания жесткого перекрывающего устройства к внутренним стенкам ремонтируемого трубопровода, тем более, если учесть допустимую ГОСТом овальность труб, а также коррозионно-эрозинные повреждения внутренней стенки труб в процессе экс­плуатации.

Разработано перекрывающее устройство (рисунок ниже), име­ющее следующие особенности. На первом патрубке 9 фитинга 5 установлен патрубок 8 с разрезным станком 7, имеющим два размещенных параллельно режущих элемента. Патрубок 2 слу­жит для подсоединения байпасной линии 16 из ГМТ. Внутри фитинга размещены две заглушки 4 и 14, причем заглушка 4 установлена с возможностью перекрытия патрубка 9 фитинга 5. Заглушка 14 выполнена с уплотнительными поверхностями на обеих ее сторонах и установлена с возможность перекрытия вто­рого патрубка 2 фитинга 1 или перекрытия ремонтируемого участка трубопровода.

На место аварии фитинги доставляются с базы в виде двух половин трубы, разрезанной в горизонтальной плоскости, и имеющих на обеих половинах патрубки для монтажа байпасной линии и разрезного станка. Половины переходов также прива­риваются к половинам труб (телу фитинга) на базе. Если мень­ший диаметр перехода меньше диаметра ремонтируемого участка трубопровода, то на месте производится подгонка.

Схема устройства для ремонта трубопровода без остановки перекачки

1 - 0133 - копия

1, 3, 6, 11, 15 - задвижки; 2,9- патрубки; 4, 14 - заглушки; 5 - фитинг; 7 - разрезной станок; 8 - патрубок разрезного станка; 10 - ремонтируемая труба; 12 - груз; 13 - рычаг; 16 - байпасная линия из ГМТ

Устройство работает следующим образом (рисунок ниже).

Выбирают места для монтажа фитингов 5 и вырезки катушек (действия по ремонту трубопровода без остановки перекачки путем установки перекрывающих устройств и монтажа байпас­ной линии производят с обеих сторон и носят идентичный харак­тер, и поэтому в описании производимых работ рассматривается только одна сторона), приваривают половины фитингов и сам фи­тинг 5 к трубопроводу 10, подсоединяют через задвижку 1 к па­трубку 2 байпасную линию 16 из ГМТ. Байпасная линия 16 испы­тывается на герметичность. К патрубку 9 подсоединяют разрезной станок 7 на патрубке 8. Заглушка 14 опущена. После приварки приоткрывают и удерживают с помощью рычага 13 и груза 12.

Монтаж байпасной линии из ГМТ и удаление поврежденного участка

1 - 0133

Опускают разрезной станок и вырезают катушку из трубо­провода 10. При подъеме разрезной станок поднимает вырезан­ную катушку в патрубок 8. Станок удаляется. На патрубок 9 устанавливается заглушка и обваривается. Заглушкой 14 пере­крывают торец отрезанной трубы, безогневым способом выреза­ется катушка с повреждением.

Если позволяет длина ГМТ и если пятно разлива нефти очень большое, следует вырезать катушку с повреждением так, чтобы дальнейшие огневые работы не производить в загазован­ной зоне, или же вначале произвести удаление нефти. Удаление нефти также гораздо проще производить при помощи ГМТ. Вваривается взамен удаленной новая катушка, производится контроль качества стыков.

Герметичность вваренной катушки и всего отремонтирован­ного участка проверяют следующим образом. На рычаг наве­шивают груз, принимаемый с учетом превышения испытатель­ного давления над рабочим, диаметра трубопровода и отноше­ний длин рычагов заглушки и груза. Закачку рабочего агента производят через задвижку 11, оттуда же производят слив при положительных результатах испытаний. Далее соединяют гиб­ким рукавом задвижки 11 и 15, опускают заглушку 14 на пат­рубок 2, освобождают и отсоединяют байпасную линию 16 (рисунок ниже).

Врезка катушки, демонтаж байпасной линии, ввод в действие трубопровода

1 - 0134

Учитывая, что заглушка 14 при закрытии описывает вокруг своей оси дугу и что радиус этой дуги совпадает с линией реза при любой несоосности фитинга и трубопровода, прилегание заглушки к торцу отрезанной катушки в фитинге будет идеаль­ным. Из-за возможной неперпендикулярности линии реза трубы к ее оси, форма линии реза может стать овальной, и тогда с це­лью надежного перекрытия овального сечения отрезаемой трубы необходимо диаметр заглушки 7 (см. рисунок выше) несколько увели­чить и снабдить прокладкой.

Другими словами, в отличие от устройств бельгийской и ан­глийской фирм «Вильямсон» и «Фурманайт», в которых предъ­являются повышенные требования к жесткости и устойчивости фундамента для монтажа механизма разрезания относительно разрезаемого трубопровода и к обеспечению высокой точности установки механизма для разрезания относительно вырезаемого участка трубопровода, в предлагаемом устройстве эти требова­ния отсутствуют.

Все это делает предлагаемые метод и устройство особенно привлекательными для слабых, например, болотистых грунтов.

Учитывая это и то, что заглушка 14 из-за большого перепада давлений, создаваемого на обеих ее сторонах, прижимается к торцу отрезанной трубы с такой силой, что создаваемая герме­тичность прилегания заглушки 7 (см. рисунок выше) позволит обой­тись без герметизаторов. Хотя без них не обойтись на неровном ландшафте местности, когда необходимо предотвратить стекание нефти к месту производства работ.

Для выбора материала прокладок заглушки 14 для гермети­зации закрытия отрезанного торца трубы был произведен расчет оказываемого давления на трубу и при рабочем давлении рр = 6 МПа, диаметрах ремонтируемых труб Dy = 530-1020 мм и было определено давление прижатия в МПа (таблица ниже).

Давление прижатия заглушки к торцу трубы

Толщина стенки, мм

--------------

Диаметр, мм

8

10

12

14

16

530

99,4

79,5

66,3

-

-

720

135,0

108,0

90,0

-

-

820

153,7

123,0

-

-

-

1020

-

153,0

127,5

109,2

95,6

Учитывая рекомендации (при pt > 1000, здесь р - рабочее давление запираемой среды, МПа; t - рабочая температура сре­ды, °С), выбираем металлические прокладки. Для надежного уплотнения неподвижных плоскостей необходимо на рабочих поверхностях прокладок создать некоторое минимальное удель­ное давление. Учитывая сказанное, выбраны плоские алюминие­вые прокладки толщиной 5 мм.

Рейтинг@Mail.ru