Строительный контроль при строительстве магистральных трубопроводов
Основное назначение трубопроводов заключается в передаче определенного продукта к месту потребления или переработки от места добычи. Однако этим не исчерпывается назначение подобных систем: существуют и трубопроводы, осуществляющие удаление и отведение веществ. Например, известная каждому горожанину система канализации. Канализационные трубопроводы отводят бытовые и прочие отходы к месту утилизации или очистки. Дренаж также представляет собой систему трубопроводов, который удаляет излишки подземных или наземных вод.
Классификация трубопроводов
Трубопроводы в зависимости от их величины и назначения принято разделять на четыре основных категории. Самые крупные — магистральные трубопроводы. Такие масштабные сооружения транспортируют нефть и газ на продолжительные расстояния. Это самые сложные системы. Они включают в себя непосредственно линейную часть, насосные и газораспределительные станции, а также пункты по распределению передаваемых веществ.
Промышленные предприятия не могут обойтись без технологических трубопроводов, которые перекачивают нужные для работы вещества: горячую воду, сырье, пар, газ или топливо. Коммунальные трубопроводы широко используются для транспортировки тепла и воды, а также для отведения канализационных отходов. Эти трубопроводы отличаются сложностью монтажа, так как имеют много разветвлений и переходов.
Трубопроводы с самой незначительной протяженностью — судовые и машинные. Первые применяются для передачи различных веществ на судовом транспорте. Вторые — самые маленькие — можно найти в каждом транспортном средстве. Они находятся в двигателях и передают смазочное масло, топливо и охлажденный воздух.
Магистральные трубопроводы — объекты повышенной опасности, нуждающиеся в тщательном контроле
Из всех перечисленных наиболее сложными являются магистральные трубопроводы. Это главные сырьевые артерии страны, имеющие важное экономическое и стратегическое значение.
Сеть магистральных трубопроводов покрывает более 30% территории Российской Федерации. Нередко участки трубопроводов пересекают леса, реки и озера, железные и автомобильные дороги. Магистральные трубопроводы, проходящие по территории нескольких регионов, оказывают непосредственное влияние на безопасность экологической обстановки и объектов инфраструктуры.
Так как эти магистрали в основном служат для передачи углеводородного сырья, отличающегося взрыво- и пожароопасностью, их относят к категории опасных производственных объектов. Именно поэтому большое значение придается проблеме обеспечения надежности магистральных трубопроводов. Требования к безопасности регламентируются Федеральным законом «О промышленной безопасности», а также документами Федерального надзорного органа, уполномоченного в области промышленной безопасности (Ростехнадзора).
Исследования и анализ большинства аварий на магистральных трубопроводах свидетельствуют, что основная проблема — коррозия в разных ее проявлениях. Часть коррозийных процессов предсказуема и связана с повреждениями изоляционных материалов. Другая часть наиболее опасна, так как носит менее предсказуемый характер и связана с нарушениями на этапе строительства и укладки трубопроводов.
Около 80% объема труб, используемых для строительства трубопроводов, применяется технология сварных прямошовных труб. Ряд исследований показывает, что такая технология допускает формирование неоднородностей физико-механических свойств металла. Очевидно, что этот фактор в сочетании с вышеперечисленными в разы увеличивает риски аварий на магистральных трубопроводах.
Таким образом, низкое качество выполнения строительных работ в сочетании с дефектами основного металла труб и сварных соединений могут стать причиной значительных финансовых потерь, сбоев или полной остановки работы магистрали, а также серьезной угрозы безопасности населения и непоправимых экологических катастроф. Именно поэтому каждый заказчик, осуществляющий строительство магистрального трубопровода заинтересован в качественном и профессиональном контроле. Своевременное обнаружение нарушений на этапе строительства, при проведении сварочно-монтажных работ позволит предотвратить риски и повысить безаварийность работы магистрального трубопровода.
Контроль строительства магистрального трубопровода осуществляется на всех этапах
При проектировании магистрального трубопровода одновременно разрабатывается и план проведения строительного контроля начиная с приемки строительных конструкций и заканчивая окончательными испытаниями его участков. Контроль строительства трубопроводов проходит в несколько этапов:
- контроль земляных работ и закладки труб, размещения арматуры, деталей и оборудования;
- контроль соответствия планово-высотного положения трубопровода;
- исследование труб, материалов и конструкций;
- контроль готовности труб и конструкций к монтажу;
- контроль за строительными и монтажными операциями;
- проверка сварных швов и изоляции на предмет обнаружения дефектов;
- проверка завершенных участков магистрального трубопровода.
Каждая партия труб, поступившая с завода-изготовителя, должна иметь паспорт или сертификат, подтверждающий соответствие этой партии установленным стандартам. В этом документе фиксируются физико-механические свойства труб, состав металла и прочие параметры. Использование труб без сертификата запрещено, поэтому его наличие и подлинность подвергается строгому контролю. После этого трубы проходят визуальный контроль и измеряются с целью выявить внешние дефекты и отклонения от допустимых норм.
Особое место при строительстве магистральных трубопроводов занимают методы неразрушающего контроля. Основанные на разных принципах, они преследуют общую цель: обнаружение в сварных соединениях недопустимых дефектов. Это могут быть трещины, сколы, подрезы, поры и шлаковые включения. Выявить подобные дефекты позволяет применение исследования сварных швов ультразвуком, рентгеновскими лучами, а также магнитография.
Контроль сварочно-монтажных работ направлен на определение дефектов сварочных материалов, готовности труб к сборке, качества соединений труб. Для этого проверяют наличие документов и соответствие сварочных материалов показателям, указанным в сертификатах. Каждый этап сварочных работ подвергается контролю. Проверяется качество зачистки кромок труб, отсутствие смещений соединяемых элементов, режимы сварки. Также проверяется и наличие необходимой квалификации и допусков у рабочих, осуществляющих сварку.
Виды контроля при строительстве магистральных трубопроводов
Ультразвуковой контроль
Ультразвуковой контроль сварных швов представляет собой один из методов неразрушающего контроля. Его принцип основан на том, что высокочастотные колебания способны отталкиваться от поверхности дефектов (неровностей, трещин, неметаллических вкраплений или воздушных пустот). Ультразвуковая волна проникает в сварной шов и, встречая на своем пути дефект, отклоняется, что в свою очередь фиксируется специальными приборами.
Рентгенографический контроль
Рентгенографический контроль сварных соединений магистральных трубопроводов считается одним из самых точных и достоверных способов. С его помощью выявляются практически все недопустимые дефекты. Принцип рентгенографии основан на исследовании сварного соединения рентгеновскими лучами. При исследовании сварных стыков специальный рентгеновский аппарат располагают внутри трубы, а чувствительную пленку размещают снаружи вокруг сварного соединения. Если рентгеновский луч проходит через однородный без повреждений материал, на чувствительной пленке или матрице видна равномерная засветка. Однако, если внутри исследуемого объекта находятся дефекты и неоднородности — изображение на пленке также будет меняться в сторону неравномерности. Дефекты как бы проецируются на чувствительной пленке: в местах их расположения пленка будет темнее, а по интенсивности затемнения пленки можно определить характер обнаруженного дефекта.
Магнитографический контроль
Магнитографическое исследование — еще один из распространенных видов неразрушающего контроля сварных швов при строительстве магистральных трубопроводов. Этот способ представляет собой наложение на сварной шов ферромагнитной пленки и его последующее намагничивание. Таким образом, создается электромагнитное поле и через сварной шов начинают проходить электромагнитные волны. Если исследуемый участок не имеет дефектов, электромагнитное поле не изменяется. Однако, если дефект присутствует, магнитные поля вступают с ним во взаимодействие и начинают искажаться. Особенность этого способа заключается в преобразовании магнитных сигналов в звуковые, которые записываются на специальную магнитофонную пленку. Данный метод отличается простотой и безопасностью и позволяет выявить характер и размеры обнаруженных дефектов.
Перед сдачей трубопровода в эксплуатацию проводятся окончательные контрольные операции. После того, как трубопровод сварен, уложен и засыпан, магистраль должна быть проверена на прочность и герметичность. Однако перед этим полость только что построенного трубопровода, засоренную грунтом, различным мусором или окалиной, тщательно очищают различными способами.
Согласно пункту 11.3 СНиП III-42-80 очистка внутренних полостей магистрального трубопровода, а также их проверка на прочность и герметичность осуществляется по инструкции. Этой процедурой руководит комиссия, включающая представителей генерального подрядчика, субподрядных организаций, заказчика или уполномоченных специалистов строительного надзора. При испытании магистральных газопроводов в состав комиссии должен входить представитель органов Госгазнадзора РФ.
Контроль строительства магистральных трубопроводов требует максимальной ответственности
Строительство магистральных трубопроводов — сложный технологический процесс, требующий всестороннего контроля на всех этапах. Нарушения в этом процессе недопустимы, так как они почти всегда приводят к катастрофическим последствиям, наносящим урон окружающей среде и безопасности людей. Поэтому при строительстве данных объектов необходимо обеспечить строгое соответствие существующим стандартам качества и установленным нормативам. Такую функцию берут на себя компетентные организации, осуществляющие строительный контроль при строительстве трубопроводов.
Эксперты ведут непрерывный надзор за ходом строительных работ на каждом этапе: в момент разработки проектной документации, на этапе монтажных работ, во время испытаний перед сдачей трубопровода в эксплуатацию. Контроль такого уровня требует соответствующего опыта и достаточной квалификации. Поэтому надзорные работы следует доверять только тем организациям, которые располагают необходимым оборудованием и штатом компетентных специалистов.
