Слой рыхления
Рис. 17.11.8. Рыхление скального грунта бульдозером-рыхлителем при разработке скального грунта
518 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов
На особосложных участках трубопровод прокладывается в тоннелях или микротоннелях. В тоннелях могут быть проложены несколько трубопроводов. Монтаж трубопроводов в тоннелях производится протаскиванием или проталкиванием постепенно наращиваемой снаружи тоннеля плети по постоянным или временным опорам. В больших тоннелях сварка труб в нитку производится непосредственно в тоннеле.
При производстве работ в горной местности соблюдают минимально возможные разрывы во времени между сваркой нитки трубопровода и ее укладкой в траншею. Невыполнение этого условия может привести к тому, что возникнут дополнительные трудности, связанные с обеспечением вписываемости трубопровода в габариты траншеи (увеличится количество захлесточных стыков, потребуется расширение траншеи, усложнится технология укладочных работ).
При разработке транспортной схемы для горных участков трассы и при ее реализации в процессе строительства предусматривают установку по маршруту следования трубовозов специальных информационных щитов и дорожных знаков, в частности ограничивающих скорость, указывающих места разъездов, предупреждающих об опасных поворотах, уклонах и сужениях дороги.
Погрузочно-разгрузочные работы.Строительство в горных условиях ведется преимущественно из одиночных труб длиной 12 или 18 м с заводским противокоррозионным покрытием из-за трудности доставки на трассу длинномерных секций и сложности выполнения на трассе сплошной изоляции (в особенности на крутых уклонах и переходах через ущелья). Трубы и гнутые отводы в зависимости от профиля дороги могут транспортироваться автомобильными или тракторными трубовозами, коники которых должны быть оборудованы устройствами для перевозки труб с противокоррозионным покрытием. На дорогах с крутыми уклонами используются буксировщики для автомобильных трубовозов. В качестве буксировщиков применяются гусеничные тракторы или бульдозеры, а на отдельных коротких участках могут применяться лебедки. На участках с сильно пересеченной местностью трубы транспортируются с перевалкой. Для этого организуется промежуточная площадка для перегрузки труб с автотрубовоза на тракторный трубовоз (площадка перевалки). На крутых уклонах транспортировка труб может осуществляться двумя или тремя соединенными друг с другом тракторами. При этом вместо колесных прицепов могут быть использованы салазки (в особенности на спусках).
При погрузке труб на трубовозы и особенно их разгрузке на горных участках трассы с повышенной требовательностью относятся к мерам, направленным на исключение самопроизвольного скатыва-
Глава 17. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов 519
ния транспортного средства (тягача и прицепа-роспуска) под уклон; для обеспечения надежной фиксации колесной техники на уклоне пользуются стопорными башмаками или специальными инвентарными упорами.
17.12. ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ*
Способы защиты трубопроводов от наружной коррозии подразделяются на пассивные и активные.
Пассивные способы защиты предусматривают изоляцию наружной поверхности трубы от контакта с грунтовыми водами и от блуждающих электрических токов, которая осуществляется с помощью противокоррозионных диэлектрических покрытий, обладающих водонепроницаемостью, прочным сцеплением с металлом, механической прочностью. Для изоляции трубопроводов применяют покрытие на битумной основе, на основе полимеров и лаков.
Битумная мастика для покрытий содержит минеральный наполнитель или резиновую крошку для повышения ее вязкости в горячем состоянии и увеличения механической прочности покрытия. Для повышения прочности и долговечности битумных покрытий используют бризол и стекловолокнистые материалы.
Покрытия на основе полимеров представляют собой полиэтиленовые или полихлорвиниловые ленты с применением клея. Ленту наматывают на очищенный и загрунтованный трубопровод.
Лаки применяются для защиты наземных трубопроводов от атмосферной коррозии.
При длительной эксплуатации трубопроводов, защищенных только изоляционным покрытием, возникают сквозные коррозионные повреждения уже через 5—8 лет после укладки трубопроводов в грунт вследствие почвенной коррозии, так как изоляция со временем теряет прочностные свойства и в ее трещинах начинаются интенсивные процессы наружной электрохимической коррозии. Суть процессов электрохимической коррозии заключается в следующем.
Электрохимическая коррозия (коррозионное разрушение) возникает под действием коррозионно-активной среды, разнообразна по характеру, вызывает большинство коррозионных разрушений трубопроводов и оборудования. Электрохимическая коррозия протекает с наличием двух процессов — катодного и анодного. Процессы электрохимической коррозии протекают по законам электрохимической кинетики, когда общая реакция взаимодействия может быть разде-
* Данный параграф подготовлен с участием инж. А.Ю. Забродина.
520 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов
лена на следующие, в значительной степени самостоятельные электродные процессы:
а) анодный процесс — переход металла в раствор в виде ионов (в вод
ных растворах, обычно гидратированных) с оставлением эквивалент
ного количества электронов в металле;
б) катодный процесс — ассимиляция появившихся в металле из
быточных электронов деполяризаторами.
Соответственно для защиты от электрохимической коррозии применяются активные способы электрохимической защиты.
Активные способы защиты трубопроводов от наружной коррозии предусматривают создание такого электрического тока, в котором весь металл трубопровода, несмотря на неоднородность его включений, становится катодом, а анодом является дополнительно размещенный в грунте металл. Существуют два вида активной защиты трубопроводов от наружной коррозии — протекторная и катодная. При протекторной защите рядом с трубопроводом размещают более активный металл (протектор), который соединяют с трубопроводом изолированным проводником. Протекторы изготовляют из цинка, алюминия или магниевых сплавов. При катодной защите с помощью источника постоянного тока (катодной станции) (рис. 17.12.1) создают разность потенциалов между трубопроводом и размещенными рядом с трубопроводом кусками металла (обычно обрезки старых труб, металлолом) так, что на трубопровод подается отрицательный заряд, а на куски металла — положительный. Таким образом, дополнительно размещаемый в грунте металл как в протекторной, так и в катодной защите, является анодом и подвергается разрушению, а наружная коррозия трубопровода не происходит.
Рис. 17.12.1. Принципиальная схема катодной защиты трубопровода: 1 — источник постоянного тока; 2 — изолированный электропровод; 3 — трубопровод с поврежденной изоляцией; 4 — анод (заглубленное железо); 5 — дренаж (соединение тела трубы с электропроводом)
Глава 17. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов 521
Принцип действия протекторной защиты аналогичен работе гальванического элемента (рис. 17.12.2.).
Рис. 17.12.2. Принципиальная схема протекторной защиты
Два электрода (трубопровод и протектор, изготовленный из более электроотрицательного металла, чем сталь) опущены в почвенный электролит и соединены проводником. Так как материал протектора является более электроотрицательным, то под действием разности потенциалов происходит направленное движение электронов от протектора к трубопроводу по проводнику. Одновременно ион-атомы материала протектора переходят в раствор, что приводит к его разрушению. Сила тока при этом контролируется с помощью контрольно-измерительной колонки.
Таким образом разрушение металла все равно имеет место, но не трубопровода, а протектора.
Метод защиты трубопроводов от разрушения блуждающими токами, предусматривающий их отвод (дренаж) с защищаемого сооружения на сооружение — источник блуждающих токов — либо специальное заземление, называется электродренажной защитой.
Применяют прямой, поляризованный и усиленный дренажи (рис. 17.12.3.).
Прямой электрический дренаж — это дренажное устройство двусторонней проводимости. Схема прямого электрического дренажа
522 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов
включает в себя: реостат (R), рубильник (К), плавкий предохранитель (П ) и сигнальное реле (С ). Сила тока в цепи «трубопровод-рельс» регулируется реостатом. Если величина тока превысит допустимую величину, то плавкий предохранитель сгорит, ток потечет по обмотке реле, при включении которого срабатывает звуковой или световой сигнал.
Прямой электрический дренаж применяется в тех случаях, когда потенциал трубопровода постоянно выше потенциала рельсовой сети, куда отводятся блуждающие токи. В противном случае дренаж превратится в канал для натекания блуждающих токов на трубопровод.
Поляризованный электрический дренаж — это дренажное устройство, обладающее односторонней проводимостью. От прямого дренажа поляризованный отличается наличием элемента односторонней проводимости (вентильный элемент) ВЭ. При поляризованном дренаже ток протекает только от трубопровода к рельсу, что исключает натекание блуждающих токов на трубопровод по дренажному проводу.
Усиленный дренаж применяется в тех случаях, когда нужно не только отводить блуждающие токи с трубопровода, но и обеспечить на нем необходимую величину защитного потенциала. Усиленный дренаж представляет собой обычную катодную станцию, подключенную отрицательным полюсом к защищаемому сооружению, а положительным — не к анодному заземлению, а к рельсам электрифицированного транспорта.
Глава 17. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов 523
Следует отметить, что контуры защитных заземлений технологического оборудования, расположенного на КС, ГРС, НПС и других аналогичных площадках, не должны оказывать экранирующего влияния на систему электрохимической защиты подземных коммуникаций.
Сооружение устройств электрохимической защиты отличается широким фронтом работ, растянутым на многокилометровой трассе магистрального трубопровода, наличием труднопроходимых для колесного транспорта участков, а также многочисленностью строительно-монтажных операций.
Эффективная работа электрохимической защиты возможна только при высоком качестве монтажа всех конструктивных элементов. Для этого требуются научно обоснованная организация работ, максимальная механизация и высокая квалификация строительно-монтажных рабочих. Так как для защиты трубопроводов применяется ограниченное число типов установок, а элементы электрохимической защиты являются в основном типовыми, следует производить предварительную заготовку основных монтажных узлов и блоков в заводских условиях.
Для сооружения электрохимической защиты магистральных трубопроводов от коррозии применяются средства и установки катодной, электродренажной, протекторной защиты, электрические перемычки, контрольно-измерительные пункты и конструктивные узлы типовых проектов.
Работы по сооружению электрохимической защиты необходимо осуществлять в две стадии. На первой стадии необходимо выполнять следующие работы:
• разметку трасс участка производства работ, ЛЭП и кабелей, под
готовку строительной площадки;
• выбор и обустройство места для хранения оборудования, мон
тажных узлов, деталей, метизов, инструментов и материалов;
• доставку техники, машин и механизмов;
• подготовку участка для производства работ;
• доставку оборудования установки катодной защиты, монтажных
узлов, деталей, метизов, инструмента, приспособлений и мате
риалов;
• разработку грунта в траншеях и котлованах. Обратную засыпку
с трамбовкой после установки оборудования и кабелей до уров
ня, указанного в рабочей документации;
• сооружение анодных и защитных заземлений, монтаж и уклад
ку протекторов;
• прокладку подземных коммуникаций;
524 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов
• 
монтаж катодных и контрольных электрических выводов от тру
бопроводов, а также контактных соединений анодных, защитных
заземлений и протекторных выводов;
• установку и закладку в сооружаемые фундаменты несущих опор-
ных конструкций для монтажа оборудования.
Работы первой стадии следует вести одновременно с основными строительными работами по технологической части трубопровода.
Во второй стадии необходимо осуществлять работы по установке оборудования, подключение к нему электрических кабелей, проводов и индивидуальное опробование электрических коммуникаций и установленного оборудования.
Работы второй стадии должны быть выполнены, как правило, после окончания основных видов строительных работ и одновременно с работами специализированных организаций, осуществляющих пуск, опробование и наладку средств и установок электрохимической защиты по совмещенному графику.
Пуск, опробование и наладку средств и установок электрохимиче
ской защиты проводят с целью проверки работоспособности как от
дельных средств и установок ЭХЗ, так и системы электрохимической
защиты, ввода ее в действие и установления режима, предусмотрен
ного проектом для обеспечения электрохимической защиты участка
подземного трубопровода от внешней коррозии в соответствии с дей
ствующей нормативно-технической документацией.