КАПИТАЛЬНЫЙ
РЕМОНТ
МАГИСТРАЛЬНЫХ
ТРУБОПРОВОДОВ
МОСКВА • «НЕДРА» • 1978
УДК 621.643.004.67
Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. М., «Недра», 1978, 364 с.
Авт.: В. Л. Березин, К. Е. Ращепкин, Л. Г. Телегин и др.
В книге изложен материал по ремонту магистральных трубопроводов для
нефти, нефтепродуктов и газа, обобщающий опыт эксплуатации трубопроводов
и базирующийся на основах науки о надежности, долговечности, теории износа
и коррозии. Показаны организационно-техническая подготовка отдельных видов
ремонтных работ, организация и производство капитального ремонта трубопро-
вода в целом. Уделено внимание механизации и технике безопасности при про-
изводстве ремонтных работ.
Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников, занятых
эксплуатацией и ремонтом магистральных трубопроводов.
Табл. 72, ил. 135, список лит.— 14 назв.
Авторы: В. Л. Березин, К- Е. Ращепкин, Л. Г. Телегин, А. М. Зиневич,
Н. X. Халлыев.
30805—383
К 043(01)—78
225—78
© Издательство «Недра», 1978
ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие трубопроводного транспорта нефти, нефтепродукта и
газа нашей страны находится на таком этапе, когда главной зада-
чей является достижение максимальной эффективности производ-
ства и высокого качества продукции. •
В условиях современного производства от надежности функцио-
нирования таких сложных промышленно-транспортных комплексов,
какими являются магистральные трубопроводы, во многом зависит
не только плановое развитие многих отраслей народного хозяй-
ства, но и их научно-технический прогресс. •
Один из важнейших факторов повышения эффективности тру-
бопроводного транспорта—полное и рациональное использование
основных фондов. Среди условий, призванных обеспечить исполь-
зование основных фондов, важное место принадлежит своевремен-
ному и качественному проведению профилактических мероприятий,
увеличивающих срок службы линейной части магистральных тру-
бопроводов. Если развитие и совершенствование строительства
трубопроводов является первым направлением в решении важней-
шей проблемы транспорта газа, нефти и нефтепродуктов, то пра-
вильная техническая эксплуатация и капитальный ремонт, обеспе-
чивающие долголетнее сохранение трубопроводов в эксплуатацион-
ном состоянии, — вторым направлением в решении этой
народнохозяйственной проблемы...
Ведущие научно-исследовательская, проектная, конструктор-
ская и практическая производственная работы в области совер-
шенствования техники, технологии, организации и управления
капитального ремонта магистральных трубопроводов обусловли-
вают целесообразность изучения и обобщения имеющегося опыта.
Объемы работ по капитальному ремонту магистральных трубо-
проводов в основном определяются их конструктивными решения-
ми (подземный, наземный, надземный трубопровод; марка стали и
толщина стенок труб; типы и виды изоляционных покрытий; систе-
ма электрической защиты и др.), географическими условиями и
сроком эксплуатации в установленном технологическом режиме.
. Капитальному ремонту магистральных трубопроводов наших
дней во многом присущи основные элементы техники, технологии
и организации строительства: поточность как главная форма орга-
низации производства работ, комплексная механизация, примене-
ние деталей, блоков, узлов и конструкций заводского изготовления. 
На XXV съезде КПСС указывалось, что интересы как теку-
щего, так и более долговременного развития страны требуют
всесторонней интенсификации производства, ускорения научно-
технического прогресса, роста производительности труда как ре-
3
шающих факторов повышения эффективности производства и жиз-
ненного уровня населения.
_ Научно обоснованное совершенствование капитального ремонта
линейной части магистральных трубопроводов следует рассматри-
вать как важную народнохозяйственную проблему.
В книге использованы ряд инструктивных материалов, разрабо-
танных во ВНИИСТе, ВНИЙСПТНефти, а также работы кафедры
«Сооружение газонефтепроводов и хранилищ» МИНХ и ГН.
ГЛАВА 1
ПОДГОТОВКА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
ВИДЫ РЕМОНТНЫХ РАБОТ
НА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ И ИХ СПЕЦИФИКА
'У i
/^Ремонт магистральных трубопроводов представляет собой
^гомплекс технических мероприятий, направленных на восстановле-
ние основных фондов объектов трубопроводного транспорта. Цель
ремонта—поддержание и восстановление первоначальных экс-
плуатационных качеств магистрального трубопровода в целом или
его отдельных участков. Ремонт линейной части магистральных
трубопроводов по объему и характеру выполняемых работ подраз-
деляется на следующие основные виды: аварийный (внеплановый)
текущий, средний и капитальный.1 На практике часто текущий и
средний ремонт объединяют в одно целое, так как их объемы и ха-
рактер работ схожи.
Аварийный ремонт (внеплановый) представляет собой работы,
связанные с ликвидацией аварий и повреждений на трубопроводах.
К внеплановому ремонту относятся: ликвидация аварий, возникаю-
щих вследствие действия подземной коррозии (каверны, свищи)
и из-за разрывов сварных стыков и трубопровода по телу трубы;
закупорки трубопровода, приводящие к полной или частичной его
остановке; неисправности оборудования и др. Восстановительные
работы производит ремонтно-восстановительная служба, оснащен-
ная необходимой техникой и материалами, со строгим соблюде-
нием мер техники безопасности. Особенность аварийного ремонта
состоит в том, что он выполняется не только вне плана, но и в лю-
бое время года. При больших авариях на трубопроводе для их
безотлагательной ликвидации в отдельных случаях могут быть
привлечены даже ремонтно-строительные управления (РСУ).
Текущий ремонт представляет собой комплекс работ по систе-
матическому и своевременному предохранению отдельных конст-
рукций от преждевременного износа путем проведения профилак-
тических мероприятий. Текущий ремонт трубопровода осущест-
вляется в течение всего года по графику без снижения давления
в трубопроводе силами ремонтно-восстановительных служб. Мате-
риалы и оборудование, необходимые для производства текущего
ремонта, приобретаются за счет эксплуатационных расходов тру-
бопровода.
/ Капитальный ремонт представляет собой комплекс работав про-
цессе которого ремонтируются или заменяются изношенные
5
конструкции или сооружения на более прочные и экономичные
для удлинения межремонтного срока эксплуатации. К капиталь-
ному ремонту линейной части магистральных трубопроводов отно-
сятся: ремонт и замена изношенной изоляции, дефектных участков
и запорной арматуры; очистка внутренней полости трубопровода
от парафина и грязи; ремонт задвижек (кранов) и колодцев, вод-
ных переходов магистральных трубопроводов с переукладкой или
дополнительным заглублением; ремонт или сооружение береговых
укреплений на переходах рек, балок, каналов, оврагов и ручьев
с устройством водоотводных каналов; ремонт защитных сооруже-
ний в местах приближения трассы к населенным пунктам; ремонт
и замена средств электрозащиты трубопровода, а также огради-
тельных и других устройств по правилам техники безопасности и
противопожарной безопасности.
/ .Капитальный ремонт на магистральных трубопроводах произ-
водится в плановом порядке на основе проектно-технической и
сметной документаций. Этот вид ремонта финансируется за счет
средств, отчисляемых на амортизацию.
Примерная идентичность технологического набора работ как
при новом строительстве, так и при капитальном ремонте магист-
ральных трубопроводов, на первый взгляд, казалось бы позволяет
применять методы и средства строительного производства и при
капитальном ремонте трубопроводов. Однако анализ опыта произ-
водства капитального ремонта магистральных трубопроводов
выявил невозможность полного использования теоретических и
практических разработок./Капитальный ремонт гораздо сложнее,
чем новое строительство, и” имеет ряд существенных особенностей
в технике, технологии и организации производства работ. Основное
содержание этих особенностей заключается в следующем:
в технике^и технологии —наличие комплекса демонтажных
работ, предшествующих выполнению всех “остальных ремонтно-
строительных операций; меньший удельный вес. монтажных работ
и больший —подъемно-укладочных операций; наличие ряда специ-
фических операций, заключающихся в ремонте самой трубы,'уси-
лении “стыков, частичной и пи полной замене трубы, секции или
плети на отдельных участках ремонтируемого трубопровода; осо-
бая сложность производства вскрышных работ, где требуется вы-
сокая квалификация машиниста для предотвращения повреждения
стенки трубы ковшом (или ротором) экскаватора, а также значи-
тельная доля ручного, труда; сложность и трудоемкость предвари-
тельной очистки трубопровода от старой изоляции и продуктов
коррозии; существенное конструктивное отличие специальных ре-
монтно-строительных машин (вскрышной экскаватор, очистная и
изоляционная машина) от тех же машин, применяемых при строи-
тельстве трубопроводов;
в организации — при капитальном ремонте операции по вскры-
тию., подъему, очистке, сварочно-восстановительным, изоляционно-
укладочным работам и работы по засыпке трубопровода не могут
быть совмещены и должны выполняться в строгой технологической
6
последовательности линейными потоками; оптимальные сближения
между потоками (отдельными видами работ) при капитальном ре-
монте различны и значительно отличаются от строительных; число
основных потоков, подлежащих синхронизации, составляет 3—4
при строительстве и 5—7 при капитальном ремонте.
Важной особенностью производства капитального ремонта ли-
нейной части магистральных трубопроводов является также то, что
восстановительные работы выполняются на трубопроводе с-продук-
том или рядом с действующим, параллельным- трубопроводом, где
соблюдение мероприятий по технике безопасности и пожарной
безопасности играет первостепенное значение.
При разработке проектно-сметной документации на капиталь-
ный ремонт линейной части магистрального трубопровода не всег-
да представляется возможным с достаточной точностью и полнотой
учесть объемы работ, связанные с ремонтом или заменой трубы.
Поэтому при капитальном ремонте значительно вероятнее, чем
при новом строительстве, возникновение непредвиденных' работ,
не учтенных проектом и сметой.	——--------
Значительно усложняются вопросы организации капитального
ремонта и в связи с тем, что в ведении одного эксплуатационного
управления находятся трубопроводы различного диаметра с раз-
личными конструктивными решениями в зависимости от способа
укладки (наземный, надземный и подземный).
Изложенные особенности ремонтно-строительных работ на ма-
гистральных трубопроводах подтверждают необходимость более
глубокого изучения и исследования вопросов производства капи-
тального ремонта линейной части магистральных трубопроводов.
\ ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА РЕМОНТНОЙ СЛУЖБЫ
Основной производственной единицей при ремонтно-строитель-
ных работах на магистральном трубопроводе является ремонтно-
строительное управление _(РСУ), в котором все работы по ремонту
магистральных трубопрбводов выполняются производственными
комплексными потоками^ состоящими из специализированных
бригад поТПёдинЪ'ПГ'адмипистративпым и оперативным руковод-
ством (рис. 1.1).
В последнее время в производственной практике Миннефтепро-
ма и Мингазпрома сложилась следующая организационная струк-
тура.
Для проведения ремонтно-строительных работ на нефтепрово-
дах в зависимости от объемов работ при районном нефтепровод-
ном управлении (РНПУ) или линейно-производственной диспет-
черской службе (ЛПДС) создаются ремонтно-строительные управ-
ления (РСУ) (рис. 1.2). Нефтепроводное управление в зависимости
от объема работ перераспределяет между участками ремонтно-
строительные машины и механизмы, а также денежные, матери-
альные и трудовые ресурсы. Сметы на ремонтируемые объекты7
составляют на местах и утверждаются управлением. После полу-
7
чения от РНПУ всей необходимой документации и оформления
финансирования РСУ на правах генерального подрядчика присту-
пают к капитальному ремонту линейной части нефтепроводов.
Капитальный ремонт линейной части магистральных газопроводов
выполняется подрядным способом специализированными ремонт-
ными управлениями и передвижными механизированными колон-
нами (ПМК) (рис. 1.3). РСУ и ПМК создаются приказом Мини-
Рис. 1.1. Организационная структура РСУ
стерства и подчиняются территориальному производственному
объединению (ПО). Нгр РСУ возлагаются следующие задачи: вы-
полнение установленного объединением “плана”"по капитальному
ремонту инженерных коммуникаций; строительство лупингов парал-
лельно действующим участкам газопровода; проведение сварочно-
монтажных работ на технологическом оборудовании компрессор-
ных станций; при необходимости участие в ликвидации крупных
аварий; капитальный ремонт промышленных зданий.
На ПМК возлагаются задачи по ремонту жилых помещений,
средств связи, линий электропередач и средств электрозащиты на
магистральном газопроводе.
Для проведения своевременного и качественного ремонта тру-
бопроводов РСУ оснащаются специальными машинами для капи-
8
тального ремонта (вскрышные экскаваторы, очистные и изоляци-
онные машины), а также общестроительными и специальными ма-
шинами (трубоукладчики, бульдозеры, тягачи, передвижные элек-
тростанции, сварочные агрегаты, траншеезасыпатели и др.).
Для производства ремонтно-строительных работ в состав РСУ
входят комплексные потоки, состоящие из бригад, выполняющих
определенные работы (рис. 1.4).
- 'РСУ подчинено территори-
альному производственному объ-
единению, эксплуатирующему
магистральные трубопроводы,
и выполняет функции генпод-
рядчика по отношению к спе-
циализированным организациям
отраслевого подчинения, выпол-
няющим работы по ремонту пе-
реходов через естественные и ис-
кусственные препятствия.
Число комплексных потоков,
их состав и механовооружен-
ность изменяются в основном в
зависимости от перспективного
плана капитального ремонта га-
зопроводов, природно-климати-
ческих условий трассы, темпа
ремонтно-строительных работ.
Темп ремонтно-строительных ра-
бот определяется производитель- Рис. 1.2. Структура ремонтной служ-
НОСТЬЮ 'Ведущей бригады, ВЫ- бы на магистральном нефтепроводе
полняющей работы по нанесению
нового изоляционного покрытйя трубопровода. Переформировани-
ем и перемещением комплексных потоков руководят начальник
и главный инженер РСУ.
В связи с ростом объемов работ по ремонту магистральных
нефтепроводов и газопроводов постоянно совершенствуется орга-
низационная структура ремонтно-строительных управлений
(рис. 1.5).
, ' Для решения всего комплекса задач организации и управления
ремонтно-строительными работами в составе РСУ предусматри-
ваются специальные функциональные и производственные службы:
информационно-диспетчерская, качества выполнения ремонтно-
строительных работ, эксплуатации и ремонта машин, жизнеобеспе-
чения, которые создают необходимые условия для комплексного
выполнения законченного технологического цикла при ремонтно-
строительных работах на линейной части магистральных трубо-
проводов. /
В частности, организация и функционирование информационно-
диспетчерской службы (ИДС) имеют целью оперативный контроль
и регулирование хода работ комплексных потоков на магистраль-
ных трубопроводах, закрепленных за РСУ.
9
Основными функциями ИДС являются непрерывный учет вы-
полнения графика ремонтно-строительных работ; выявление при-
чин и предупреждение отклонений от графиков ремонта трубопро-
водов; подготовка предложений руководству РСУ и контроль за
проведением мероприятий по маневрированию ресурсами с целью
Рис. 1.3. Структура ремонтной службы на магистральных газопроводах
предупреждения простоев и отклонений от плана; передача инфор-
мации в объединенное диспетчерское управление.
Для реализации указанных функций информационно-диспетчер-
ская служба решает следующие задачи: сбор первичной информа-
ции о ходе выполнения плановых заданий комплексными участка-
ми; обработка первичной информации и анализ состояния работ
по всем участкам и бригадам, входящим в РСУ; выявление и
предупреждение неполадок и простоев, возникающих в ходе ре-
монтно-строительных работ; контроль за своевременным выполне-
нием мероприятий но техническому обслуживанию и ремонту ма-
шин и механизмов; ежедневное планирование работ по результа-
там анализа их состояния; доведение до всех руководителей
бригад плановых заданий на предстоящие сутки; проведение ме-
роприятий по маневрированию ресурсами в рамках РСУ,- коорди-
нация работы бригад и комплексных участков в составе РСУ;
составление и представление руководству РСУ и диспетчерской
службе вышестоящего уровня сводок о ходе выполнения утверж-
10
комплексный
поток
Бригады
Рис. 1.4. Структура комплексного потока
Рис. 1.5. Совершенствование структуры РСУ
денных графиков ремонта трубопровода с указанием причин
отклонений; подготовка предложений по мероприятиям, требую-
щим решения руководства различных уровней управления; веде-
ние диспетчерской документации по установленным формам.
Для функционирования информационно-диспетчерской службы
организуется трехступенчатая система связи. Первой ступенью
является узел связи (телефонный и радио) руководства РСУ
с территориальным производственным объединением и внешними
организациями; вторая ступень — радиостанция с радиусом дей-
ствия 30—70 км или телефонная связь для связи руководителей
комплексных потоков и бригад с руководством РСУ; третья
ступень — портативные радиостанции с радиусом действия
5—15 км для связи отдельных бригад, звеньев, экипажей машин
с руководителями комплексного потока или бригады. В состав
информационно-диспетчерской службы входят: главный диспетчер,
сменные диспетчеры, операторы, радисты.
Служба качества контролирует качество выполнения всех тех-
нологических операций по ремонту магистральных трубопроводов
и должна иметь средства контроля сварных стыков, приборы и
лаборатории для контроля изоляционных работ и др.
Служба эксплуатации и ремонта машин совместно с машини-
стами проводит техническое обслуживание и выполняет ремонт
машин и механизмов РСУ. Служба эксплуатации и ремонта машин
РСУ имеет в своем составе полустационарную универсальную ре-
монтную мастерскую (ПУРМ), передвижные ремонтные мастер-
ские на шасси автомобилей высокой проходимости, топливозаправ-
щики. Текущий ремонт машин и механизмов РСУ осуществляется
агрегатно-узловым методом по заранее разработанным планам-
графикам.
Служба жизнеобеспечения обеспечивает нормальный быт рабо-
чих и имеет в своем составе поваров, прачек, истопников, продав-
цов, медицинский персонал и др.
Персонал всех комплексных потоков (бригад) проживает
в центральном полевом жилом городке; исключение могут состав-
лять отдельные бригады, работающие на отдаленных участках
трассы. К месту производства работ персонал бригад доставляется
из жилого городка вахтовыми машинами-автобусами, вертолетами.
При выборе места расположения центрального полевого жилого
городка РСУ должны учитываться географические условия района,
где производятся ремонтно-строительные работы, существующие
транспортные коммуникации, расположение населенных пунктов,
средств связи, железнодорожных станций, мостов на реках,
препятствия по трассе в виде болот, озер, оврагов и т. д.
Создание комплексных ремонтно-строительных управлений спо-
собствует организации круглогодичного и бесперебойного капи-
тального ремонта магистральных трубопроводов, а также опти-
мальному использованию комплексных участков и бригад на наи-
более важных участках магистральных трубопроводов с учетом
природно-климатических и гидрогеологических условий их эксплуа-
12
тации, объемов работ и продолжительности ремонтного срока.
Поэтому для улучшения условий труда и более рационального
использования ремонтно-строительных управлений при производ-
стве капитального ремонта магистральных трубопроводов, уло-
женных в различных географических районах страны, приняты
следующие основные группы рекомендаций по сезонам выполнения
ремонтных работ.
Первая группа. В районах пустынь и полупустынь работы
должны выполняться в осенние и весенние месяцы (нежаркий
период), когда выпадающие осадки увлажняют пески, что делает
их проходимыми для транспорта и механизмов, а отсутствие пыли
улучшает качество работ.
Вторая группа. В районах солончаков и такыров работы долж-
ны выполняться в сухое время года, так как в сезон выпадания
осадков (весенний период) засоленные и глинистые грунты стано-
вятся непроходимыми для ремонтно-строительной колонны.
Третья группа. В заболоченных и обводненных районах работы
должны выполняться преимущественно зимой, так как летом здесь
невозможен проезд ремонтно-строительной техники.
Четвертая группа. В районах поливных и орошаемых земель
работы должны выполняться преимущественно зимой и согласо-
вываться со сроками сельскохозяйственных работ.
Учет этих факторов значительно облегчит производство всех
работ, связанных с подготовкой и выполнением капитального
ремонта линейной части магистральных трубопроводов.
Нужно учесть, что качество подготовки имеет очень большое
значение для своевременной и четкой организации капитального
ремонта линейной части магистральных трубопроводов большой
протяженности. При этом основными нормативными материалами,
определяющими содержание подготовки, являются соответствую-
щие разделы третьей части СНиП, а также действующие ведом-
ственные правила и инструкции по производству капитального
ремонта магистральных трубопроводов.
ПОДГОТОВКА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
Основной целью подготовки капитального ремонта магистраль-
ных трубопроводов является обеспечение планомерного производ-
ства ремонтно-строительных работ для завершения их в сроки,
установленные планом, при высоком качестве работ, и с примене-
нием совершенных технических, технологических и организацион-
ных решений, а также с высокими технико-экономическими пока-
зателями. Подготовка капитального ремонта линейной части маги-
стральных трубопроводов осуществляется в два этапа: организа-
ционные подготовительные мероприятия, выполняемые до начала
работ по капитальному ремонту, и подготовительный период (вне-
площадочные и внутриплощадочные работы).
До начала подготовительного периода должны быть осущест-
влены следующие организационные подготовительные мероприя-
13
тия: утвержден план капитального ремонта трубопровода со свод-
ной сметой; решены вопросы обеспечения объекта всеми необходи-
мыми материалами для завершения ремонтных работ в срок;
составлена и утверждена проектная сметная документация до 1 сен-
тября года, предшествующего планируемому, на объем работ года
ремонта; определены и согласованы ремонтно-строительные орга-
низации для осуществления запланированного капитального ре-
монта; оформлено финансирование и согласованы объемы работ
со специализированными организациями (для ремонта переходов
через естественные и искусственные препятствия и др.)', выбран и
обоснован метод производства капитального ремонта; определены
места размещения полевых городков и решены вопросы организа-
ции быта рабочих; проведены транспортировка и складирование
необходимых материалов; составлены графики завоза необходи-
мых материалов непосредственно на трассу для своевременного
обеспечения ими ремонтной колонны специализированного РСУ;
определены и согласованы виды связи ремонтного участка с дис-
петчерским пунктом эксплуатируемого трубопровода.
После выполнения организационных подготовительных меро-
приятий приступают к внеплощадочным и внутриплощадочным
подготовительным работам. Прежде всего выполняются работы,
связанные с подготовкой трассы трубопровода к ремонту на всех
участках. Одновременно заказчик сдает в натуре трассу ремонти-
руемого трубопровода генеральному подрядчику./Здесь очень важ-
но уточнение срока ремонта вплоть до чисел месяцев начала и
окончания основных работ на трассе. Время остановки перекачки
продукта по трубопроводу уточняется до минутЛ
В подготовительный период генеральный подрядчик выполняет
работы, связанные с перебазировкой к месту работы и расстанов-
кой ремонтных подразделений, которые должны быть укомплекто-
ваны необходимыми машинами, механизмами и персоналом, а так-
же работы, связанные со строительством временных сооружений
и подъездных путей к временным полевым жилым городкам, к ба-
зам по приготовлению битумной мастики, пунктам ремонта и тех-
нического обслуживания машин и механизмов .Очень важно под-
готовить трасеу (участок) ремонтируемого трубопровода . К подго-
товке трассы относятся срезка валика, расчистка полосы для
прохода механизмов (ширина определяется в зависимости от вы-
бранного метода ремонта), планировка трассы и устройство
подъездов к ней. Организация работ по подготовке трассы даст
возможность комплексным участкам приступать к основным рабо-
там (вскрытие трубопровода) одновременно с остановкой транг-
•портировки продукта (газа, нефти) по трубопроводу или без оста-
новки (со снижением давления) .
Выполнение работ, связанных с планировкой трассы ремонта -
руемого трубопровода в подготовительный период, не означает их
отделения от основных работ. Для повышения качества ремонта
все работы обязательно должны выполняться в едином потоке.
Преимуществом предварительной подготовки трассы является то,
14
что эти работы производятся при действующем трубопроводе,
тогда как основные виды работ в соответствии с правилами техни-
ки безопасности выполняются только при остановке (при отсут-
ствии давления) магистрального газопровода на ремонтируемом
участке или со снижением давления на магистральном нефтепро-
воде.
Своевременная подготовка трассы зависит от природно-клима-
тических условий, а также.от сезона производства работ. Поэтому
для каждого случая необходимо тщательное изучение условий
эксплуатации и ремонта трубопровода и принятие индивидуальных
решений по подготовке участка трассы ремонтируемого трубо-
провода.
После завершения подготовки приступают к производству
основных видов работ (от вскрытия трубопровода до засыпки отре-
монтированного участка и его испытания) по капитальному
ремонту линейной части магистральных трубопроводов, качество и
надежность которых в значительной степени зависит от четкости
и полноты осуществления мероприятий по организационной подго-
товке.
Проектно-сметная документация
/капитальный ремонт линейной части магистрального трубопро-
вода большой протяженности должен производиться на основании
проектно-сметной документации, разрабатываемой на каждый
трубопровод отдельно. Решения о проектировании и ремонте участ-
ков магистральных трубопроводов принимают на основе перспек-
тивного плана на капитальный ремонт линейной части отдельного
трубопровода.
При разработке проектной документации должны быть учтены
прогрессивные технические и технологические решения с учетом
новейших достижений науки и техники в мировой практике строи-
тельства и ремонта трубопроводов, минимальные транспортные
затраты на доставку материалов и перебазировку комплексных
участков, рациональное использование земельных участков, отве-
денных для производства ремонтных работ, передовой опыт нова-
торов-ремонтников и ремонтно-восстановительных служб, а также
повышение качества проектов. При капитальном ремонте магист-
ральных трубопроводов применяется одностадийное проектирова-
ние— рабочий проект (рабочие чертежи). Цель разработки —
создание четкой документации для выявления и устранения всех не-
достатков при эксплуатации действующих трубопроводов, обеспече-
ние наиболее эффективного, использования материально-техниче-
ских ресурсов, увеличение межремонтных сроков, снижение расхо-
дов и повышение качества ремонтных работ. Рабочие чертежи на
капитальный ремонт линейной части отдельного магистрального
трубопровода разрабатываются проектными отделами или проект-
ными бюро, находящимися в подчинении производственных объ-
единений магистральных газопроводов или нефтепроводных управ-
лений. На ремонт специальных сооружений (переходы трубопро-
15
вода через естественные и искусственные преграды — крупные
реки и др.) рабочие чертежи разрабатываются с привлечением спе-
циализированных проектных организаций. Проектная документа-
ция на производство ремонтных работ линейной части участка ма-
гистрального трубопровода разрабатывается и согласовывается не
позднее, чем за два месяца до начала основных работ. Задание на
проектирование капитального ремонта участка трубопровода гото-
вят заказчики, т. е. организации, эксплуатирующие трубопровод,
с привлечением проектных отделов, и согласовывают с подрядной
организацией—ремонтно-строительным управлением. Для качест-
венного составления проектной документации необходим следую-
щий примерный перечень исходных материалов: перспективный
план капитального ремонта линейной части трубопровода (по
участкам); исполнительные чертежи на сооружение трубопровода;
квартальные и годовые отчеты о состоянии эксплуатируемого тру-
бопровода; профиль трассы трубопровода с нанесенными на нем
изменениями и пересечениями любого рода, осуществленными за
время его эксплуатации; календарный срок капитального ремонта
линейной части магистрального трубопровода на каждый год; де-
фектная ведомость и смета на участки трубопровода, подлежащие
капитальному ремонту; акт обследования технического состояния
трубопровода (данные статистического учета повреждений и дан-
ные коррозионного состояния трубопровода); рекомендации, техно-
логические правила и инструкции на производство капитального
ремонта линейной части магистрального трубопровода, разрабо-
танные научно-исследовательскими организациями соответствую-
щих министерств и ведомств; типовые схемы производства работ
на малые переходы через балки, болота, железные и автомобиль-
ные дороги (для неспециализированных организаций), которые
могут найти применение; специальные материалы и документы,
соответствующие главы и разделы строительных норм и правил,
положения о проведении планово-предупредительного ремонта со-
оружений; материалы по технике безопасности, охране труда и
пожарной безопасности производства капитального ремонта маги-
стральных трубопроводов.
Естественно, что для обеспечения высокого качества проектов
и сокращения сроков проектирования важно также учесть особен-
ности эксплуатации каждого трубопровода.
Одним из главных исходных документов для проектирования
является акт обследования технического состояния трубопровода,
от качества которого в основном зависят объем и характер его
капитального ремонта.
В этом документе приводятся данные о состоянии трубопровода
до капитального ремонта (состояние тела трубы, изоляции, элек-
трометрические измерения, тип выбранного изоляционного покры-
тия).
При подборе материалов по технике безопасности, а также
разработке проектной документации необходимо учитывать особен-
ности продукта, транспортируемого по трубопроводу (газ, нефть,
16	...
нефтепродукт и др.). Например, при капитальном ремонте маги-
стральных нефтепроводов отдельные операции (очистка, изоляция)
выполняются при работающем трубопроводе, что невозможно при
ремонте газопроводов.
Рабочие чертежи разрабатывают после утверждения задания
на проектирование с подтверждением заказчиком объемов и сроков
поставок и паспортов оборудования.
При проектировании капитального ремонта трубопровода или
его участка одной из важных задач является рациональное исполь-
зование земель, находящихся в пользовании колхозов, совхозов,
предприятий и организаций с учетом обеспечения наименьшего
ущерба сельскохозяйственным и лесным угодьям, а также соблю-
дение закона об охране окружающей среды в целом (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Ширина полосы земель (в м), отводимых во временное пользование
на период ремонтно-строительных работ для одного магистрального
подземного трубопровода
Назначение земель в хозяйствах землепользователей	Диаметр трубопровода, мм				
	до 426 включи- тельно	426—720	720-1020	1020-1220	1220-1420
Земли несельскохозяйственного
назначения или непригодные
для сельского хозяйства и
земли государственного лес-
ного фонда
Земли сельскохозяйственного
назначения худшего качества
(при снятии и восстановле-
нии плодородного слоя)
20	23	28
30
32
28	33	39
42
45
При отводе и использовании земель для производства ремонт-
но-строительных работ на магистральных трубопроводах руковод-
ствуются требованиями «Основ земельного законодательства Сою-
за ССР и союзных республик», утвержденными в 1968 г., «Норма-
ми отвода земель для магистральных трубопроводов» (СН452—73,
М., Стройиэдат, 1973), а также «Основными положениями по вос-
становлению земель, нарушенных при разработке месторождений
полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строитель-
ных и иных работ» (М., Стройиэдат, 1971).
Проект рекультивации прилагается к рабочему чертежу трубо-
провода, а стоимость работ по восстановлению земель включается
в сводную смету капитального ремонта трубопровода. Проектная
документация утверждается в установленном порядке. Обязатель-
ным является согласование с землепользователями условий произ-
водства работ по рекультивации. При снятии, складировании и
хранении плодородного почвенного слоя ремонтно-строительная
2	A5A305I
Библиотеках ИИ I
организация принимает меры, исключающие ухудшение его каче-
ства, а также предотвращение выдувания складированной почвы
путем закрепления поверхности отвалов посевом трав или другими
способами.
Передача землепользователям восстановленных земель оформ-
ляется актом. Рабочие чертежи заказчик передает РСУ не позже
1 сентября текущего года на объем работ будущего года в соот-
ветствии с планом ремонта.
На стадии разработки рабочих чертежей производят привязку
типовых проектов сооружений к местным условиям, а при необхо-
димости их доработку. На этой стадии составляют уточненные спе-
цификации на оборудование, ведомости основных материалов, кон-
струкций и изделий, а также детализируют и уточняют техниче-
ские и технологические решения по данному участку трубопровода.
На стадии разработки проекта также составляют рабочие чер-
тежи временных сооружений, устройств и приспособлений. Напри-
мер, разрабатывают рабочие чертежи жилых городков (генераль-
ный план, расположение жилых и специальных вагончиков, овоще-
хранилищ, складов горючесмазочных материалов (ГСМ), времен-
ных складов различного назначения, площадок для стоянки и
ремонта машин и механизмов и др.). Рабочие чертежи временных
сооружений разрабатываются при отсутствии типовых решений.
Если есть типовые разработки тех или иных временных сооруже-
ний, производится лишь их привязка к условиям ремонта данного
магистрального трубопровода. При этом заказчик должен передать
РСУ проектную сметную документацию в 3 экземплярах всех ра-
бочих чертежей и смет и дополнительно по 2 экземпляра чертежей
и по одному экземпляру смет для каждой субподрядной организа-
ции, участвующей в ремонте трубопровода.
Генеральный план капитального ремонта
линейной части магистрального трубопровода
Генеральный план капитального ремонта линейной части маги-
стрального трубопровода наиболее полно отражает общую ситуа-
цию на трубопроводе и схему организации ремонтных работ.
Генеральный план на ремонтируемый трубопровод составляется
проектной организацией, согласовывается с заказчиком и пере-
дается РСУ. Генеральный пдащ^вклю!чает_в себя трассу трубо-
провода, расположение “населенных “пунктов .железные и автомо -
бильные дороги, километраж трассы, систему эксплуатационной
связи, компрессорные или насосные станции, дома линейных ре-
монтеров, вертолетные площадки, расположение линейной арма-
туры по трассе, размещение полевых жилых городков, временные
сооружения и дороги, переходы через естественные и искусствен-
ные препятствия, схемы подъездных путей, а также все пересечения
подземных коммуникаций по трассе трубопровода. Кроме заказ-
чика генеральный план согласовывается со всеми организациями
и ведомствами, по территории которых проложен трубопровод.
18
В генеральном плане уточняется расположение пунктов культурно-
бытового обслуживания рабочих, занятых на ремонте магистраль-
ного трубопровода, определяются границы и протяженность
участков трассы для каждого комплексного производственного
ремонтного участка.
На основе заданных сроков начала и окончания ремонтно-
строительных работ на трубопроводе и расчетного темпа ремонт-
ных работ в генеральном плане устанавливается число и
размещение ремонтно-строительных комплексных участков, разме-
щение баз по приготовлению битумной мастики, трубосварочной
базы, а также направление движения ремонтно-строительных
потоков.
Проект производства работ
Следующим этапом подготовки капитального ремонта магист-
рального трубопровода является разработка основного документа
по организации всех видов работ — проекта производства работ
(ППР). ППР разрабатывает непосредственный исполнитель —
генеральный подрядчик — ремонтно-строительное управление —
пос:те получения of .такалчика полного перечня исходных материа-
лов и документов. Ремонтно-строительное управление совместно
со всеми участниками работ, рассмотрев и обсудив на технических
советах ППР на капитальный ремонт участка трубопровода, со-
гласует его с заказчиком и приступает к выполнению ремонтных
работ. ППР должен содержать генеральный__план капитального
ремонта ’отнёйной'“части~ участка трубопровода; график производ-
ства работ с приложением соответствующих схем и план-графиков;
пбжнительную записку с обоснованием методов производства ре-
М онтно-стр битёльных’раб'бт ТТ 0' их ~Ъ и д а м.
Состав и объем проекта производства работ по капитальному
ремонту участка магистрального трубопровода могут изменяться
в зависимости от характера ремонтно-восстановительных работ
(физических объемов непредвиденных работ и др.). Так, на от-
дельных участках объем отбракованных труб достигает 4—50%
от общей протяженности ремонтируемого трубопровода.
При ремонте магистрального трубопровода на небольших
участках, проложенных в нормальных гидрогеологических условиях
(с нормальным рельефом местности), разработка проектной доку-
ментации может быть ограничена составлением графика производ-
ства работ на основании принятой технологической схемы с учетом
комплексной механизации ремонтных работ. Выполнение ремонт-
ных работ Должно предусматриваться поточным методом с обеспе-
чением высокой производительности труда и систематического сни-
жения стоимости работ, а также с максимальным использованием
средств малой механизации.
Г~ТГо начала разработки проектной документации в основном
должны быть .решены все вопросы, связанные с обеспечением мате-
риалами, необходимым оборудованием и прочими ресурсами.
2*	19
Вся документация на производство ремонтных ра бот линейной
части магистрального трубопровода,/ как уже1озшечалось,\состав-
ляется и согласовывается не позднее, чем за два месяца до начала
основных работ, и передается начальником ремонтно-строительных
колонн управления для ознакомления с работами непосредствен-
ных исполнителей (бригадира, мастера) отдельных видов работ.
График капитального ремонта линейной части магистрального
трубопровода является основным руководящим документом, обя-
зательным для всех исполнителей капитальных ремонтных работ.
График также является основным документом для контроля и
управления ходом капитального ремонта трубопровода. График
должен отражать структуру ремонтных потоков и переменные
величины, характеризующие поток такими параметрами, как про-
странственные (принципы назначения, число и протяженность
участков, на которые подразделяется общий фронт работ), техно-
логические (число частных потоков, на которые расчленяются
общий поток, объемы и трудоемкость работ, число исполнителей,
уровень выполнения норм выработки), временные (шаг и темп
потока). График составляется на основании перспективного плана
капитального ремонта линейной части магистрального трубопрово-
да, изучения материалов о техническом состоянии трубопровода,
изучения исполнительных чертежей, актов приемки отдельных
видов работ, а также документов согласования сроков ведения
капитального ремонта на участке трубопровода. График состав-
ляется на весь ремонтный сезон с учетом климатических, гидро-
геологических условий и особенностей эксплуатации каждого тру-
бопровода, а также в соответствии с принятой технологической
последовательностью производства отдельных видов работ.
““’’Трафик капитального ремонта на каждый ремонтируемый
участок составляется отдельно, с учетом выполнения максималь-
ного объема ремонтных работ за ремонтный сезон. Для выполне-
ния этого условия нежелательны ремонт малых участков трубо-
провода и частая перебазировка комплексных участков. Кроме
того, нужно учесть, что своевременная замена изоляционного по-
крытия на трубопроводе гораздо дешевле и выгоднее, чем замена
самой трубы на этом участке, поэтому замену изоляции произво-
дят на большой протяженности. В графике приводятся как данные,
необходимые для выполнения всех видов работ по ремонту линей-
ной части трубопровода, так и данные, необходимые для выполне-
ния отдельных видов работ. На основании анализа показателей
рабочего графика (табл. 1.2) выявляются те работы, на которые
нужно обратить особое внимание для своевременной сдачи участ-
ка ремонтируемого трубопровода. График составляется с разбив-
кой по месяцам для каждого ремонтного участка с указанием пла-
новых и фактических сроков выполнения основных видов работ —
от подготовительных до засыпки трубопровода с образованием
валика. Ремонт переходов на графике обычно отражают датами
начала и окончания работ, имея в виду, что к подходу основной
колонны работы на переходах должны быть выполнены.
20
Та блица 1.2
График капитального ремонта линейной части трубопровода
Работы		 Май											Июнь							Октябрь				
	3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	31	3	6	8	12	15	18		18	21	24	27	30
Планировка Вскрытие Подъем и укладка Очистка Отбраковка труб Сварочно-восстанови- тельные Изоляция Засыпка Показатели Стоимость, тыс. руб. Отработано, чел.- дней Выработка на одно- го рабочего, км/смену Производитель- ность, % Расход битумной .мастики, т/км Расход пленки, т/км																/							
 Для производства работ рабочий график дополняется, следую-
щими документами: профиль трассы тртб опровода с "нанесением
на ней всех Изменений за время эксплуатации-, типы выбранных
изоляционных покрытий; график завоза материалов на трассу,
транспортная схема; комплектовочная ведомость материалов и
оборудования; план расположения мест базирования комплексных
потоков.
Все графики и ведомости поступления материалов, машин и
механизмов на трассу ремонтируемого трубопровода составляют
с разбивкой по месяцам и подекадно. Корректируют графики
в связи с последующим уточнением поставки необходимых мате-
риалов, машин и механизмов. Все работы на трассе трубопровода
производятся в соответствии с утвержденным графиком.
График капитального ремонта линейной части трубопровода
согласовывается с заказчиком (эксплуатационным трубопровод-
ным управлением) и утверждается главным инженером генподряд-
ной организации (РСУ).
Составлению графика капитального ремонта линейной части
магистрального трубопровода сопутствует выполнение расчетов
по определению оптимального числа комплексных потоков, выпол-
няющих все работы, связанные с ремонтом трубопровода. Опреде-
ление оптимального числа комплексных потоков является очень
важной задачей. Для наиболее точного его определения необходим
учет всех особенностей условий эксплуатации и производства ка-
питального ремонта каждого магистрального трубопровода в от-
дельности.
Для доставки на трассу необходимых машин и механизмов,
материалов, горючего используется железнодорожный, водный и
автомобильный транспорт, а в некоторых случаях и воздушный.
Определение рационального вида транспортных средств значитель-
но сокращает транспортные расходы, а также время доставки
техники и материалов к месту производства работ. Наиболее
важным транспортным средством для своевременной и бесперебой-
ной доставки материалов к месту ремонтных работ можно считать
автомобильный транспорт, поэтому целесообразно в каждом
ремонтно-строительном управлении иметь автотранспортный цех.
Материалы, необходимые для ремонтно-строительных работ на
магистральном трубопроводе, по своему назначению разделены на
две группы.
I группа—стальные трубы. В общей массе материалов для
капитального ремонта магистральных трубопроводов удельный
вес труб в среднем составляет на магистральных газопроводах
78—86%, нефтепродуктопроводах—85—90%. В условиях средне-
холмистой местности и при использовании в качестве изоляцион-
ных покрытий пленочных полимерных материалов удельный вес
труб в общей массе всех материалов для магистральных трубо-
проводов возрастает до 92—95%.
II группа — изоляционные и прочие материалы. К изоляцион-
ным материалам, необходимым при капитальном ремонте маги-
22
стральных трубопроводов, относятся битум, стеклохолст, резино-
вая крошка, оберточная бумага, бризол, полимерные ленты.
Существует две схемы доставки битумной мастики на трассу: при-
готовление мастики в базовых условиях (рис. 1.6, а) и непосред-
ственно на трассе трубопровода (рис. 1,6,6). При первой схеме
первоначально битум со склада доставляют на базу (место приго-
Рис. 1.6. Схема доставки мастики на трассу трубопровода
1— склад изоляционных материалов; 2 — база приготовления мастики; 3 — битумовоз;
4— трубопровод; 5 — автотранспорт для доставки изоляционных материалов к передвиж-
ным котлам; 6 — битумоплавильные котлы
товления битумной мастики). С базы готовую битумную мастику
на битумовозе транспортируют к месту производства ремонта на
трассе трубопровода. При второй схеме битум со оклада доставля-
ют непосредственно к передвижным котлам (к месту производства
работ на трассе). Выбор той или другой схемы транспорта и при-
готовления битумной мастики зависит от технологической схемы
производства работ, объема ремонтных работ, наличия и состояния
дорог и подъездных путей, условия производства ремонта (болота,
горы, пески, солончаки и др.), а также от оснащения ремонтно-
строительной колонны транспортными средствами.
Складирование изоляционных материалов осуществляют побли-
зости от места базирования комплексного потока.
К прочим материалам относятся лежки, электроды, флюс, сва-
рочная проволока, углекислый газ, кислород, карбид, пропан,
материалы, для ремонта линий связи и установок средств защиты
трубопровода, опоры для переходов, местные строительные мате-
риалы (камень, щебень, гравий, песок), железобетонные пригрузы
или анкера и др. Все эти материалы хранятся непосредственно
у места базирования комплексного потока на временно сооружен-
ных окладах и на трассу доставляются согласно графику.
23
Наиболее целесообразно развозить материалы вдоль трассы
трубопровода автотранспортом от складов до мест производства
ремонтных работ на расстоянии не более 12 км.
Раздел охраны труда является одним из важных и ответствен-
ных частей проекта производства работ. В нем намечаются реше-
ния вопросов техники безопасности и производственной санитарии,
требующие специальной проектной проработки (меры безопасно-
сти при подъеме и опуске трубопровода, работе в траншее, веде-
нии огневых работ, ремонте подводных и воздушных переходов,
ремонте трубопровода, уложенного рядом с действующим трубо-
проводом и др.).
При ремонте линейной части магистральных трубопроводов сле-
дует руководствоваться правилами по технике безопасности и
промсанитарии при эксплуатации магистральных трубопроводов,
а также соответствующими главами по технике безопасности
строительных норм и правил (СНиП).
Кроме того, при капитальном ремонте магистральных трубопро-
водов необходимо строго придерживаться требований ведомст-
венных нормативных документов по охране труда и промсанита-
рии — указаний, инструкций, памяток.
В проекте производства работ могут быть разработаны специ-
альные вопросы организации капитального ремонта магистрально-
го трубопровода. К таким вопросам прежде всего относится учет
условий производства ремонтных работ, присущих только данной
трассе магистрального трубопровода. Так, для трассы нефтепрово-
да Вышка — Красноводок, газопровода Бухара — Урал характер-
ными являются высокая температура окружающего воздуха и сол-
нечная радиация, поэтому наиболее приемлемым временем для
производства ремонтных работ (особенно очистных работ) утрен-
ние и вечерние часы; необходимость защиты работающих от
солнечной радиации и теплового излучения с устройством навесов
над машинами, механизмами, вагончиками и др.; строгое соблюде-
ние требований по обеспечению питьевой водой.
К специальным вопросам организации капитального ремонта
можно отнести также ликвидацию аварий, возникающих при капи-
тальном ремонте вследствие повреждения тела трубы ремонтны-
ми машинами.
Пояснительная записка в проекте производства работ вклю-
чает следующие данные.
1.	Общие данные о техническом состоянии трубопровода до ка-
питального ремонта, состояние тела трубы, состояние изоляции,
графики электрометрических измерений, а также тип выбранного
изоляционного покрытия; сведения об изменениях по трассе с при-
вязкой к километражу и пикетажу, различные пересечения по
трассе, установки электрозащиты и др.; наиболее благоприятное
время года для производства работ.
2.	Порядок и методы производства капитального ремонта ли-
нейной части участка магистрального трубопровода по отдельным
видам работ.
24
3.	Основные технико-экономические показатели трубопровода
и участков капитального ремонта; объем ремонтных работ; смет-
ная стоимость работ (в тыс. руб.), общая трудоемкость работ
в чел.-днях; средняя трудоемкость работ на 1 км участка трубо-
провода в чел.-днях; сроки производства работ по плану (начало
работ и окончание работ); сроки ремонта переходов (начало и
окончание).
4.	Потребность в рабочих основных специальностей и органи-
зация труда (приводятся данные потребности рабочих, основные
мероприятия по организации социалистического соревнования
между бригадами, колоннами, а также с другими ремонтно-строи-
тельными управлениями).
5.	Завоз и складирование материалов (рассчитывается число
полевых станов и окладов для материалов и их расположение по
трассе трубопровода; приводится график обеспечения материала-
ми колонн).
6.	Транспортная схема (приводятся сравнение и выбор различ-
ных транспортных средств для доставки материалов как на скла-
ды, так и на трассу (колоннам) по графику; приводятся типы вы-
бранных средств транспорта для различных видов материалов).
7.	Применение новой техники и технологии (приводятся новые
машины и механизмы для производства ремонтных работ, новые
материалы для изоляции трубопровода, электроды и др., а также
новые технологические процессы, применяемые при капитальном
ремонте линейной части магистрального трубопровода).
8.	Мероприятия по охране труда, технике безопасности и по-
жарной безопасности при производстве капитального ремонта
в целом, а также при выполнении отдельных видов работ непо-
средственно для данного участка трубопровода.
9.	Мероприятия по повышению производительности труда,
сокращению сроков ремонта, улучшению качества работ и сниже-
нию себестоимости ремонтных работ.
10.	Указания по организации быта рабочих, занятых на ремон-
те трубопровода.
11.	Данные о субподрядных организациях, объемах выполняе-
мых ими работ, сроках выполнения работ.
12.	Мероприятия по охране окружающей среды.
ГЛАВА 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ РЕМОНТА
ТРУБОПРОВОДОВ
Определение сроков ремонта изоляционных покрытий, обеспе-
чивающих антикоррозионную сохранность, а значит и долговеч-
ность трубопроводов, является чрезвычайно важной задачей. Пла-
нирование и экономическое обоснование сроков ремонта, как и вы-
бор наиболее эффективных изоляционных покрытий для ремонта,
учитывая ответственность трубопроводных магистралей и их мас-
штабность, требуют научного обоснования. До последнего времени
сроки ремонта покрытий и выбор их для ремонта осуществлялись
путем так называемых экспертных оценок. Раскрытие механизмов
и установление закономерностей изменения защитных свойств по-
крытий во времени позволяют прогнозировать эффективность за-
щитного действия, и на этой основе научно обосновать сроки
ремонта покрытий.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ /
ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ПАРАМЕТРОВ
КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ	’
Магистральные стальные трубопроводы защищают от подзем-
ной коррозии комплексно, т. е. изоляционными покрытиями и сред-
ствами электрохимической защиты. Изоляционные покрытия со
временем стареют, в связи с чем ухудшаются их защитные свой-
ства; число и размер дефектов в покрытии растет, увеличивая ого-
ленность трубопроводов. Старение покрытий вызывает необходи-
мость (для поддержания защитной плотности тока на данном
участке сооружения в течение всего периода эксплуатации) либо
увеличивать защитные токи катодных станций и их число, либо
ремонтировать изоляцию на данном участке.
Для планирования ремонта защиты магистральных трубопрово-
дов необходимо располагать информацией об изменении во вре-
мени состояния изоляционных покрытий и параметров электроза-
щиты, т. е. прогнозировать их. Защитные свойств а, изоляционных
покрытий магистральных трубопроводов наиболее полно харак-
теризуются переходным сопротивлением труба — земля. Изменение
переходного сопротивления труба—земля во времени характери-
зуется в общем случае кривой, изображенной .на рис. 2.1. С тече-
нием времени переходное сопротивление изолированного трубо-
провода /?п (/) стремится к переходному сопротивлению неизоли-
рованного трубопровода Rn. к- Переходное сопротивление труба —
земля изменяется во времени (/>П года), т. е. при покрытии,
26
поры которого насыщены электролитом, по следующей закономер-
ности:
/?п(0=^п.к(^п.н/^п.к)	,
где 7?п. к, Rn. и — переходное сопротивление труба — земля соответ-
ственно конечное и начальное; Тс — постоянная времени старения
покрытия; t — время определения переходного сопротивления.
Конечное переходное сопротивление труба — земля определяют
как сопротивление растеканию неизолированного трубопровода Rv:
п ~ р _____ Pr^ in 0>4^?п.к
Лп.к ~ Op— 2 ill D2HR^ ,
где рг — удельное электрическое сопротивление грунта на глубине
залегания трубы; D — диаметр трубопровода; Н — глубина зале-
гания трубопровода; 7?т—продольное сопротивление трубопровода
(табл. 2.1).
Величина 7?п. к определяется по номограмме (рис. 2.2) в зависимо-
сти от удельного электрического сопротивления грунта, диаметра
Таблица 2.1
Продольное сопротивление* (Ом/м) магистральных трубопроводов
(в 10~в Ом/м)
Толщина стенки, мм	Диаметр трубопровода, мм									
	273	325	377	420	520	720	820	1020	1220	1420
4	72,5	60,8	52,3	46,2						
5	58,2	48,8	41,9	37,1	29,7					
5,5	53,0	44,4	38,2	33,7	27,1					
6	48,7	40,8	35,1	31,0	24,8					
6,5	45,0	37,7	32,4	28,6	22,9	16,8				
7	41,9	35,1	30,1	26,6	21,3	15,6				
7,5	39,2	32,8	28,2	24,9	19,9	14,6	12,8			
8	36,8	30,8	26,4	23,3	18,7	13,7	12,0			
8,5			24,9	22	17,6	12,9	11,3			
9				20,8	16,6	12,2	10,7	8,58		
9,5						И,6	10,1	8,13		
10						11	9,63	7,72		
10,5						10,5	9,18	7,36		
11						10	8,77	7,03	5,87	
11,5							8,39	6,73	5,61	
12								6,45	5,38	
12,5								6,20	5,17	
14								5,54	4,62	3,96
15								5,18	4,32	3,7
16								4,86	4,05	3,47
17									3,82	3,27
20									3,25	2,79
1 Удельное сопротивление трубной стали принималось при температуре 20 °C равным
0,245 (Ом-мм2)/м.	,
27
Рис. 2.1. Изменение переходного сопротивления труба—земля 7?п
во времени t
Рис. 2.2. Номограмма для определения конечного переходного
сопротивления труба—земля 7?п. к
Пример: при £>=0.72 м; рг=50 Ом-м; Pr -D=36 Ом-м2; Лп к=
=290 Ом-м2
трубопровода при глубине его залегания 1 м до верхней образую-
щей. Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют с по-
мощью четырехэлектродной симметричной установки. Продольное
сопротивление трубопровода
р __ Рт Ю-11
^т—' л (0—6)6 *
где рт — удельное электрическое сопротивление трубной стали;
б — толщина стенки трубопровода.
Удельное электрическое сопротивление различных марок
трубной стали при температуре 20 °C [в(0м-мм2)/м]
17ГС	0,247	18Г2САФ	0,266
17Г2СФ	0,245	18ХГ2САФ	0,26
08Г2СФ	0,243	15ГСТЮ	0,281
18Г2	0,218	СТЗ	0,218
Если марка трубной стали неизвестна, то величина рт прини-
мается равной 0,245 (Ом-мм2)/м. При определении продольного
сопротивления трубопровода необходимо учитывать влияние тем-
пературы по формуле
Ят/=Ят20[1+а((-20)],
где 7?т« и Вч2о — продольное сопротивление соответственно при
температуре трубопровода t и при 20 °C; а — температурный коэф-
фициент (для трубных сталей а=0,0035 1/°С).
Начальное переходное сопротивление труба -— земля для проек-
тируемых трубопроводов, подлежащих испытанию методом катод-
ной поляризации, принимается равным 104 Ом-м2.'
Таблица 2.2
Пределы изменения постоянной времени старения покрытия
Изоляционное покрытие	Грунт		
	песчано-глинистый		солончаковый
	Рг=10-т50 Омм	Рг=20т-200 Ом м	Рг=1-гЮ Омм
Битумное:			
нормальное — 4 мм	8—16	16—30	4-8
усиленное — 6 мм Полимерное пленочное:	12—20	20—40	8—16
однослойное	12—25	25—45	6—12
двухслойное	20—40	40—50	10—20
Пределы изменения постоянной времени старения покрытия
(для ориентировочных расчетов) в зависимости от характеристики
грунта и его удельного электрического сопротивления приведены
в табл. 2.2.
29
При прогнозировании изменения переходного сопротивления во
времени на действующих магистральных трубопроводах постоян-
ная времени старения определяется из следующего выражения:
гр __4	(б) 1п ^?П.К
с 1 1п/?п н— In ^?п (б) ’
где t\—время измерения переходного сопротивления (время от-
считывается с момента укладки трубопровода в грунт); /?ц(М —
переходное сопротивление труба — земля на рассматриваемом
Рис. 2.3. Схема опреде-
ления переходного со-
противления труба—зем-
ля изолированных маги-
стральных трубопрово-
дов
участке трубопровода в момент времени 7?п.ц — переходное
сопротивление труба — земля на том же участке в начальное вре-
мя (/ = 0).
Интервал времени (0—1<) должен быть больше времени, при
котором выполняется условие
(^-WnJWo >е,
где е — относительная погрешность измерения (определения) пе-
реходного сопротивления, %; для практических расчетов е« 10% 
Если начальное переходное сопротивление 7?п.н на действующих
трубопроводах по каким-либо причинам не известно, то постоян-
ную времени старения необходимо определять из выражения
у __/4 _4 \ 1п Оа) — 1п ^?п.к	4
lc—^h h)inRn{tij_XnRn{t^ Л,
где t\ и t2— время определения переходного сопротивления тру-
ба — земля; RnVi) и Rn (t2) —переходное сопротивление труба —
земля соответственно в моменты t\ и t2. При этом переходное
сопротивление труба — земля на действующих трубопроводах
7?п (М, Яп(М,..,	(0 на участке /12 определяется по данным
измерений разности потенциалов труба — земля
П (4\ ____яОЯДп____
Л ’	1п=итз1(/Жз2(0 ’
где Utsx и Г7Тз2 — наложенные разности потенциалов труба — земля
соответственно в точках Xi и х2 трубопровода (рис. 2.3) ; /12— рас-
стояние между точками измерений.
30
Наложенную разность потенциалов по данным измерений опре-
деляют следующим образом:
^тз1 ^изм! ^el’
где 17изм1 — общая защитная разность потенциалов труба —зем-
ля, измеренная в точке xt; Uei — естественная разность потен-
циалов труба — земля в точке Xi. Ut:j2 — определяется аналогично
^тзЬ
При проведении измерений необходимо соблюдать следующие
условия:
должна работать только одна установка катодной защиты
(УКЗ), а две соседние с ней УКЗ должны быть выключены;
точки измерений с целью исключения влияния поля анодного
заземления должны находиться на расстоянии дц^бг/ (у — рас-
стояние от трубопровода до анодного заземления), при этом
/^2 — Х2 Хг
< Xi/2.
| ^изм11 > | ^mm2| (они должны отличаться друг от друга и от ве-
личины t/ei не менее чем на 0,06 В);
не рекомендуется точки измерений выбирать на трубопроводе
в местах, где | J7T3| <0,1 В.
В этом случае начальное переходное сопротивление труба —
земля
тс+/
Яп.н = #п.к
Вп (6) 1
Вп.К J
Гс
При прогнозировании изменения переходного сопротивления
труба — земля по данным измерения (определения) переходного
сопротивления в какой-либо момент эксплуатации следует приме-
нять формулу
т +t
m
(0 — .к
' Вп (tm) 1
Вп.к J
где Rn\tm) —переходное сопротивление в момент времени tm.
Время tm, в течение которого переходное сопротивление тру-
ба— земля снизилось до определенной, наперед заданной величи-
ны Ra(tm), определяется из выражения
j __у In ^п.н InRn(^m)
' In Bn(tm) -In Rn.K
Прогнозирование изменения состояния изоляционного покрытия
во времени по изменению среднего переходного сопротивления
труба — земля (по длине защитной зоны) проводится в соответст-
вии с выражением
Ra(t) = U/r(t),
где U — среднее значение наложенной разности потенциалов тру-
ба — земля на участке трубопровода, равном длине защитной
31
зоны одной УКЗ; /(0 —среднее значение плотности тока на этом *
участке.
Среднее значение наложенной разности потенциалов труба —
земля при работе двух смежных УКЗ
где Uo и t/mm — наложенная разность потенциалов труба—земл.^
соответственно в точке дренажа и в конце плеча защитной зонк
•(минимальное по абсолютной величине значение наложенной раз-
ности .потенциалов труба — земля между этими УКЗ).	“
Плотность тока определяется из данных измерений силы тока I"
УКЗ и длины защитной зоны L
j = I)nDL.
Изменение средней плотности тока во времени с момента |
укладки трубопровода и до 20 лет описывается следующим урав- '
нением регрессии:	,
T(t)=Ta^,	(2.1) !
где /н —средняя плотность тока в начальный период эксплуатации
(после завершения влагонасыщения покрытия) при / = 0 /(0)=/я;
Р —коэффициент, характеризующий скорость изменения плотности
тока во времени ((3=0,118—ОДЗЗ 1/год, для приближенных расче-
тов р = 0,125 1/год).
Для прогнозирования изменения плотности тока на действую-
щих трубопроводах в формулу (2.1) вместо /я достаточно подста-
вить значение средней плотности тока в любой момент времени
тогда
где tm — момент времени измерения (определения) плотности тока.
Величина р может быть скорректирована по данным измерения
силы тока и длины защитной зоны катодных установок по формуле
о_ 1П/а —1П/1
Р— tt-t, •
Для этого строится график зависимости плотности тока от вре-
мени в координатах In j и t. Точки измерений осредняются прямой
линией (рис. 2.4).
Прогнозирование изменения переходного сопротивления тру-
ба— земля на действующих трубопроводах в период от 1 до
20 лет может осуществляться по формуле
^п(0=^п.не-р/-
При прогнозировании изменения параметров УКЗ на отремон-
тированных участках трубопроводов необходимо учитывать, что
32
Рис. 2.4. Определение коэффици-
ента Р по результатам измерения
плотности тока на действующем
трубопроводе
основными параметрами установок катодной (электрохимической)
защиты являются сила защитного тока и длина защитной зоны,
которые определяются переходным сопротивлением. В зависимо-
сти от этих параметров при проектировании, в том числе ремонте,
решается вопрос о выборе мощности электрохимических установок,
типе и числе анодных заземлите-
лей, длине дренажных проводов, а
т^кже о размещении электрозащит-
ах установок по трассе магист-
рального трубопровода. Основные
параметры электрохимической за-
щиты зависят от целого ряда ис-
ходных данных, из которых только
переходное сопротивление труба —
земля существенно изменяется во
времени. Изменение переходного
сопротивления труба — земля во
времени в первую очередь сказыва-
ется на изменении входного сопро-
тивления трубопровода и постоян-
ной распространения тока вдоль
. Эти два параметра
в свою очередь определяют измене-
ние во времени силы тока и длины
защитной зоны установок катодной
защиты.
Входное сопротивление трубопровода как функцию времени
следует определять их выражения
г(/)=4^Ж(о
или
где 7?т— продольное сопротивление трубопровода; za — входное
сопротивление трубопровода в начальный период эксплуатации,
a(t) —коэффициент, характеризующий изменение защитных
свойств покрытий,
t
2 (Г +А
®(0 = (^п.К//?п.н)	•
При использовании данных вероятностно-статистического анализа
при времени, меньшем 20 лет,
JL
<й (/) = е 2 .
3—416
33
Постоянную распространения тока вдоль трубопровода как
функцию времени следует определять из выражения
a(t) = VRMt)
или
a(t) = aH/a(t),
где ан—постоянная распространения тока вдоль трубопровода
в начальный период эксплуатации трубопровода,
ан = 1^ ^Т^П-Н-
При прогнозировании изменения силы тока и длины защитной
зоны в расчетные выражения подставляют значения переходного
сопротивления труба — земля или входного сопротивления трубо-
провода и постоянной распространения тока как функций времени.
Прогнозирование изменения силы тока 1(1) и длины защитной
зоны L(t) во времени для приближенных расчетов при заданном
и неизменном интервале расстановки катодных станций следует
проводить по формулам
I (t) — L—
' ’ н <о(1)
Ь(1) = Ьаа((),
где 1В — начальная сила тока защитной установки; LB — началь-
ная длина защитной зоны.
Прогнозирование изменения параметров электрозащиты, в том
числе на отремонтированных параллельных участках трубопрово-
дов следует проводить по приведенным ранее выражениям.
Измерение силы тока защиты при защите параллельных трубо-
проводов одной или несколькими катодными установками осущест-
вляется в следующем порядке.
При отсутствии глухой электрической перемычки или техноло-
гической перемычки между трубопроводами сила тока в каждом
трубопроводе измеряется непосредственно амперметрами, если это
предусмотрено схемой установки.
Мощность, затраченная на защиту какого-либо из параллель-
ных трубопроводов, определяется из выражения
где Рк. у — мощность, потребляемая катодной установкой, кВт;
h—сила тока защиты i-ro трубопровода; /к.у — сила тока защиты
катодной установки.
При наличии технологической или глухой электрической пере-
мычки между трубопроводами сила тока защиты определяется
путем измерения падения напряжения на трубопроводе справа и
слева от точки дренажа (перемычки). Расчет силы тока проводит-
ся по формуле
гт.лс гт.ш
34
где At/лг и J\U„i—падение напряжения на участке трубопровода
соответственно оправа и слева от точки дренажа (перемычки); гт.л<
и гт.пг — сопротивление участка трубопровода, на котором изме-
ряется падение напряжения соответственно слева и оправа от точ-
ки дренажа (перемычки)
гт=/?т/,
где 7?т— продольное сопротивление трубопровода; I — длина
участка, на котором измеряется падение напряжения.
Рис. 2.5. Схема определения
силы тока в параллельных
трубопроводах по падению на-
пряжения:
/ — измерительный прибор; 2 —
перемычка; 3 — контрольно-измери-
тельный пункт; 4 — параллельные
трубопроводы; 5 —катодная стан-
ция; 6 — анодное заземление
Схема определения силы тока в параллельных трубопроводах
по падению напряжения изображена на рис. 2.5. Величину I реко-
мендуется принимать равной 500 м, а расстояние с от точки дрена-
жа до начала участка измерений—не менее трех диаметров тру-
бопровода.
ОЦЕНКА экономической эффективности
ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ покрытий
ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЕ
Выбор того или иного защитного покрытия для ремонта дол-
жен быть обоснован экономически. Однако рекомендуемые мето-
дические приемы не всегда позволяют определять некоторые
технико-экономические показатели, выбирать оптимальные вариан-
ты противокоррозионной защиты, при которых суммарные затра-
ты на устройство защиты и ее эксплуатацию были бы минималь-
ными. Методы прогнозирования старения изоляционных покрытий,
как и рекомендации на его основе по прогнозированию эффектив-
ности защитного действия их, позволяют рассчитывать изменяю-
щиеся эксплуатационные расходы во времени, связанные с пони-
жением защитных свойств покрытия и увеличением расхода
электроэнергии для электрозащиты. Возможность прогнозирования
изменения эффективности защитного действия покрытий во време-
ни, анализ факторов, определяющих единовременные и эксплуа-
тационные затраты на противокоррозионную защиту, служат
основой для определения экономической эффективности различных
видов и конструкций изоляционных покрытий при комплексной Sa-
s’	35
щите. Технико-экономическое сравнение различных изоляционных
покрытий для ремонта должно проводиться в соответствии с тре-
бованиями «Типовой инструкции по определению экономической
эффективности капитальных вложений в строительство» Госстроя
СССР (СН-423—71). Исходя из основных положений этой инст-
рукции, наиболее экономичные изоляционные покрытия следует
определять сравнением суммы текущих и приведенных капиталь-
ных затрат по анализируемым вариантам.
В связи с тем, что экономическая эффективность каждого изо-
ляционного покрытия проявляется во времени, необходимо кроме
сравнения затрат на нанесение покрытия учитывать эксплуатаци-
онные расходы на противокоррозионную защиту. При этом следует
иметь в виду, что различные изоляционные покрытия оказывают
различное влияние на величины эксплуатационных расходов, в том
числе и на расход электроэнергии, и имеют разные сроки службы.
При технико-экономическом сравнении покрытий следует раз-
личать предельный и средний сроки службы изоляции. Срок служ-
бы изоляционного покрытия, по истечении которого изоляция
теряет свои защитные свойства на всем ремонтируемом трубопро-
воде, следует понимать как предельный срок ее службы. Это озна-
чает, что при длительной эксплуатации вся первоначально нало-
женная изоляция на отремонтированном участке вследствие ее
старения будет полностью заменена новой. Для одного и того же
покрытия в зависимости от почвенно-климатических условий и
других факторов эксплуатации участка трубопровода могут быть
предельные сроки службы изоляции 10, 25, 30, 50 лет и т. д.
Средний срок службы — объективная экономическая категория,
применяемая для характеристики средней долговечности почти
всех основных фондов народного хозяйства. Средний срок службы
изоляции может иметь как широкое, обобщающее значение, кото-
рое можно попользовать для сравнения различных трубопроводов,
так и местное, локальное значение применительно для данного
района прокладки, типа грунта и т. д.
Методика прогнозирования старения изоляционных покрытий
позволяет рассчитать предельные сроки службы изоляции для
отдельных участков трубопроводов и для трубопровода в целом.
Для экономического сравнения изоляционных покрытий с раз-
личными сроками службы и эксплуатационными расходами на
противокоррозионную защиту необходимо сопоставление их техни-
ко-экономических показателей за одинаковый период времени. Из
всей совокупности анализируемых покрытий за эталон сравнения
следует принимать покрытие, имеющее больший срок службы.
По покрытиям с меньшим сроком службы должны учитываться
суммарные затраты на электрохимическую защиту и на повторные
замены выбывшей из строя изоляции, которые могут быть за пе-
риод службы более долговечного покрытия.
В соответствии с «Типовой инструкцией по определению эконо-
мической эффективности капитальных вложений в строительство»
Госстроя СССР (СН-423—71) экономически эффективным счи-
36
тается вариант, при котором может быть получен минимум приве-
денных затрат:
сн + ^п=т‘п»
где Сп— текущие затраты по сравниваемым вариантам; Еп — нор-
мативный коэффициент эффективности капитальных вложений;
— единовременные затраты по сравниваемым вариантам.
Суммарный экономический эффект по сравниваемым изоля-
ционным покрытиям с учетом изложенных нами положений в рас-
чете на 1 км трубопровода можно определить по формуле
э=ч3—qa>
где 9э — суммарные затраты по покрытию, принятому за эталон
сравнения; qa — суммарные затраты по сравниваемым покрытиям
за время, равное сроку службы покрытия, принятого за эталон
сравнения.
Здесь могут быть три случая: 5>0, q^>qn — эталонное покры-
тие менее эффективно, чем сравниваемое; 5 = 0, оба покрытия
равнозначны, ?э = ?п; 5<0, ?э<9п — эталонное покрытие более
эффективно, чем сравниваемое.
Суммарные затраты по покрытию, принятому за эталон сравне-
ния, определяются по формуле
<7Э—Сэ4>£н (Кэ+ Лэ+ Л,) + А,/4£н + ^з(э)1
Суммарные затраты по каждому из сравниваемых покрытий
определяются по формуле
Яп—Сп + 5н(^п + -Кп + №) + -Pj/^h +	(п) +
-Д Сп + £ ляп + ^ + ^) 1
I	J *п
где Сэ — себестоимость изоляционного покрытия, принятого за
эталон сравнения; Сп— себестоимость сравниваемого изоляцион-
ного покрытия; £н — нормативный коэффициент эффективности
капитальных вложений, равный 0,12; Лэ, £п— удельные капиталь-
ные вложения в основные производственные фонды строительных
организаций для выполнения изоляционных работ по сравниваемым
покрытиям; Кэ> К.п —вложения в оборотные средства строитель-
ных организаций на приобретение материалов по сравниваемым
вариантам; К3, Кп —удельные капитальные вложения в произ-
водство изоляционных материалов по сравниваемым вариантам;
Ра, Рп—затраты на восстановление изоляционного покрытия за
его срок службы по сравниваемым вариантам; /э — средний срок
службы эталонного покрытия;_/п — средний срок службы каждого
из сравниваемых покрытий; 5Э(Э)(/), 53(П)(/) —среднегодовые рас-
ходы на электрохимическую защиту,
эз (э.п) (/) = S Q3 (t) + S (0 + S Ээ (t) : 4,n.
37
Здесь Qa(O — затраты на средства электрозащиты 1 км тру-
/=1
'э,п
бопровода за период /э,п;	— затраты на электроэнергию
'э,п
для защиты 1 км трубопровода за период ts, п; J Зэ(0— прочие
< = i
эксплуатационные затраты на обеспечение электрохимической
службы защиты >1 км трубопровода от коррозии за период t3, п.
Суммарные затраты на электрозащиту рассчитываются по фор-
муле
т	т	т
э3.с=^3а)^(1)+^ээл^^а)+^э3а)^а),	(2.2)
/=i	/=i	t=i
где — коэффициент приведения затрат каждого года к текущему
моменту времени,
ф (о = 1/(1+ 0,8)';	(2.3)
7' — период, за который определяются суммарные затраты.
Рассмотрим каждое из слагаемых выражения.
Затраты на средства катодной защиты, отнесенные к 1 км тру-
бопровода,
Q3=Q3.y/L(/),
где Qs. у — затраты на одну катодную станцию; L (/) —протяжен-
ность защитной зоны в данном году катодной станции, тогда
г	т
£<2з(0ф(0=£<2з.у/М0ф(0-
(=i	/=1
Годовые затраты на электроэнергию для защиты 1 км трубо-
провода
р Ц^к.с (б 8760Сзл	^2 4)
где 1ГК. с(0—потребляемая мощность катодной станции, кВт;
8760 — число часов в году; Сэл—стоимость 1 кВт-ч или
S ээл (/) Ф (0=8760См 2	.	(2.5)
<=i	/=1
Значение эксплуатационных расходов на электрохимическую
защиту определяется с учетом коэффициента <р.
В формулах (2.4) и (2.5) протяженность защитной зоны L
и мощность с катодной станции являются функциями вре-
мени t.
38
Зависимость тока катодной станции от .переходного сопротивле-
ния 7?п труба — земля можно представить следующим выраже-
нием:
2л£>£/д
ст 10-3
~ь— Rn (О
(2.6)
где D — диаметр трубопровода; t/д — наложенная разность потен-
циалов труба—земля в точке дренажа; рст — удельное сопротив-
ление стали; Ь — толщина стенки трубы; R-rt(t)—переходное
сопротивление.
Переходное сопротивление может быть представлено выраже-
нием
/?п(0 = /?п.к(/?п.н//?п.к) Tc+t ,
тогда выражение (2.6) примет вид
0.5Ге
у 2лРГ/д / /?п.к \
Защитная зона Lt одной катодной станции зависит также от
переходного сопротивления 7?п и может быть представлена выра-
жением
£,=А1„(2С/Ль)=2Кад УХ"/»* ’
где L/min—минимально-наложенный потенциал, равный 0,3 В
(при наличии соседних станций, работающих параллельно);
а — постоянная распространения.
Подставляя сюда значение /?^(/), получим
0.57
• с
у 10-3рст/&
Расход электроэнергии катодной станцией в этом случае
w _ PRU _ 4 (лР)2t/2 Rnb IO-3 _
t) — TipCT7?n —
Гс
_ 4(лР)21/^цЬ Ю-з / к \ rc+t .
—" ЧРстЯп.к \ Яп.н )
Здесь 7?ц — общее сопротивление в цепи катодной станции, опре-
деляемое, главным образом, сопротивлением соединительных про-
водов и сопротивлением растеканию анодного заземления; т]—ко-
эффициент полезного действия катодной станции.
39
Удельный расход электроэнергии Wo, т. е. расход электроэнер-
гии катодной станции, отнесенный к одному километру защищае-
мого трубопровода
^к с 2^ДШ2д1/Ь10з	( Rn к \3/2 Гс+<
Lt	“U.J
n r	игтп
На рис. 2.6 изображены кривые зависимости I, Lt, W\(.c, Wo
от времени it для следующих исходных данных: диаметр трубопро-
Рис. 2.6. Зависимость тока 1, мощ-
ности WK. с, мощности защиты
1 км Wo и протяженности зоны
защиты катодной станции Lt от
времени эксплуатации покрытия
вода .0=1,02 м; Од=0,65 В; 6=40 мм;/?ц=1 Ом; т] = 0,7; рст =
= 0,135 Ом-мм2/м; 2?п.к=Ю0 Ом-м2; /?П='1О5 Ом-м2 и Тс = 10 лет.
Подставляя теперь значение WK.cILt в выражение (2.5) и пола-
гая, что коэффициент <р может быть представлен в виде <р(0 =
= 1/(1+ 0,08/ (2.3), получим
23эл(0ф(0=
8760Сэл у 103 Ы?ц
X
(1 ч- 0,08/
/=1
Себестоимость изоляционного покрытия на 1 км трубопровода
Сэ.п=/7+ (А- 0,15) + -2^. +
где П — прямые затраты на 1 км трубопровода (в прямые затраты
включаются стоимость изоляционных материалов, основная зара-
ботная плата рабочих, стоимость эксплуатации строительных ма-
шин); Ф3—фонд основной зарплаты всех рабочих, занятых на
изоляционно-укладочных работах; 0,15 —удельный вес наклад-
ных расходов, зависящих от фонда заработной платы всех рабо-
чих, занятых на изоляционно-укладочных работах; 0,5—удельный
вес условно постоянных и накладных расходов в общей норме на-
40
кладных расходов к прямым затратам; Н — общая норма наклад-
ных расходов к прямым затратам (для строительства магистраль-
ных трубопроводов); N — нормативная экономия по накладным
расходам, зависящим от трудоемкости работ, на один человеко-
день; ур — трудоемкость работ.
Основная заработная плата рабочих рассчитывается по произ-
водственным нормам и расценкам или действующим Единым нор-
мам и расценкам на строительные работы. Затраты на материалы
определяются, исходя из норм их расхода и цен на 1 км трубопро-
вода «франко-строительная площадка», в которые включаются
стоимость материалов по сметным ценам, транспортные расходы,
затраты на тару и упаковку, заготовительно-складские расходы.
Расходы на эксплуатацию машин определяются по производствен-
ным нормативам работы машин и сметной стоимости машино-смен.
Если сравниваются изоляционные покрытия заводского нанесения,
то себестоимость принимается по заводской калькуляции, включая
транспортные и другие виды расходов до строительной площадки.
При этом необходимо учитывать расходы на трассе по ремонту
повреждений покрытий, возникающих при перевозке и монтаже
труб, а также затраты на изоляцию сварных стыков. Для эконо-
мического сравнения покрытий, наносимых на трубы в заводских
условиях, с покрытиями, применяемыми на трассе, необходимо
привести в сопоставимый вид технико-экономические показатели,
как по объему производимой продукции '(покрытия), так и по ис-
пользованию машин и оборудования и рабочей силы на заводе и
на стройплощадке во времени. При этом следует иметь в виду,
что если при сравнении различных покрытий, наносимых на тру-
бопровод в полевых условиях, не учитываются некоторые расходы,
связанные с организацией и условиями строительного производ-
ства, но обычно отражаемые в общей смете на объект (например,
необъемные затраты и другие), то при определении эффективности
заводской изоляции труб необходимо рассчитывать все затраты
на строительство, относящиеся к выполнению изоляционных работ.
Суммарные затраты на восстановление изоляционного покрытия
определяются по производственной калькуляции (или смете) на
снятие старой изоляции и нанесение нового покрытия, а также на
ремонт лрокорродированных участков трубопровода. Если для вос-
становления изоляции, потерявшей свои защитные свойства, необ-
ходимо проложить лупинг, то в сумму затрат включается также
часть его стоимости из расчета пятикратной оборачиваемости труб,
используемых для прокладки лупингов при ремонте покрытий на
отдельных участках трубопроводов.
Удельные капитальные затраты на развитие сопряженных от-
раслей, поставляющих строительству изоляционные материалы,
определяются на основе нормативов этих отраслей на единицу
производимой продукции. Удельные капитальные вложения на
приобретение строительных машин рассчитываются делением ба-
лансовой или инвентарно-расчетной стоимости машин на норматив-
ное число машино-смен работы машин в году и умножением на
41
число машино-смен, 'необходимых для нанесения изоляции на 1 км
трубопровода, /по сравниваемым покрытиям.
Суммарные затраты на противокоррозионную защиту на кон-
кретном участке трубопровода определяются исходя из фактиче-
ского соотношения нанесенных видов изоляции или проектного
соотношения намечаемых к применению конструкций и видов изо-
ляции и рассчитываются по формуле
Q.3—A 071а1 + <?2а2 + • • •
где А'—протяженность участка трубопровода; q\, q?, , q-n. — сум-
марные затраты по каждому из сравниваемых конструкций и ви-
дов покрытия; й], Й2, fin — удельный вес различных конструкций
и видов изоляции на участке трубопровода.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ РЕМОНТА 6
ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ТРУБОПРОВОДОВ
О важности определения экономически целесообразных сроков
ремонта покрытий и тем самым применения научно обоснованного
планирования ремонта свидетельствуют объемы работ по ремонту
изоляции на эксплуатируемых магистральных трубопроводах. Уже
сейчас на нефтепродуктопроводах, возрастной состав которых зна-
чительно выше газопроводов, ежегодно около 2,5% изоляции под-
вергается капитальному ремонту (замена покрытия), что состав-
ляет около 1000 /км в год. На газопроводных магистралях до по-
следнего времени ремонт изоляционных .покрытий проводился
в небольшом объеме, однако начиная с 1970 г. необходимость
в этом возросла. Объемы ремонта газопровода в зависимости от
продолжительности их эксплуатации распределяются следующим
образом: при сроке службы более 20 лет составляют около 35%,
при сроке 15—20 лет — 20%, 10—15 лет — 25%, 5—40 лет— 15%
и до 5 лет — 0,5%.
Важное народнохозяйственное значение определения экономи-
чески целесообразного времени ремонта покрытия на действующих
трубопроводах объясняется не только возрастающими объемами
ремонтных работ по мере старения изоляции, но и значительными
затратами на их ремонт.
Технология ремонта покрытия с частичной или полной ее заме-
ной на участке трубопровода предусматривает выполнение работ,
общая стоимость которых в 1,8—2,5 раза превышает затраты на
первоначальное нанесение изоляции. Кроме того, ремонт покрытия
проводят только на участках, где наблюдается /повышенный расход
электроэнергии или коррозионные повреждения трубопровода. Это,
в свою очередь, требует выполнения работы по заварке каверн,
наложению заплат, частичной замене труб, поэтому при капиталь-
ном ремонте покрытия одновременно ремонтируют и трубопровод.
Анализ структуры затрат показывает, что при так называемом
ремонте изоляционных покрытий происходит их полная замена
42
новыми на отдельных участках трубопроводов, а также ремонт
прокорродированных труб, В ряде случаев 'полностью заменяют
отдельные трубы или целые участки трубопровода.
В связи с тем, что капитальный ремонт покрытий на газопрово-
дах в большинстве случаев можно проводить только с прокладкой
лупинга или отключением его при имеющихся параллельных нит-
ках, стоимость такого ремонта примерно в три раза выше, чем на
нефтепродуктопроводах.
Как известно, защита от коррозии стального трубопровода воз-
можна также посредством увеличения расхода электроэнергии.
В связи с этим в отечественной и зарубежной литературе не раз
высказывалось мнение, что ремонт изоляционного покрытия сле-
дует проводить тогда, когда стоимость электроэнергии на защиту
будет равна стоимости ремонта изоляции. Несмотря на экономи-
ческую обоснованность такой постановки вопроса, конкретная раз-
работка методики сопоставления разных видов затрат может быть
осуществлена при условии рассмотрения физических явлений, со-
путствующих процессу старения изоляции на протяжении всего
периода эксплуатации.
С момента укладки трубопровода, как было показано ранее,
начинается процесс старения покрытия, увеличивается расход за-
щитного тока и уменьшается защитная зона катодной станции.
Для полной электрохимической защиты участка трубопровода про-
водят различные мероприятия, в том числе установку дополнитель-
ных катодных станций, а также увеличивают до возможных преде-
лов расход защитного тока. Вследствие этого затраты по альтерна-
тивным вариантам следует сопоставлять не на данный момент
времени, а за длительный период эксплуатации.
Затраты по варианту «ремонт покрытия» должны сопостав-
ляться с суммарными, ежегодно возрастающими затратами на
электрохимическую защиту.
Обозначим 3^(t)—затраты на ремонт покрытия 1 км;
— накопленная сумма затрат на электрозащиту 1 км тру-
/=• 1
бопровода за определенный период. Тогда, сопоставляя затраты,
можно выявить, какое из мероприятий экономически более эффек-
тивно. Например, если
зр(о<ЗЭ3(о.
?=1
то следует провести ремонт покрытия, а если
зр(о> fp3(o,
/=1
то целесообразнее увеличить расход тока.
43
Очевидно, что целесообразный срок ремонта изоляционного
покрытия на данном участке трубопровода определится из равен-
ства
3p(t) = ^93(t).	(2.7)
t=i
Экономический целесообразный год ремонта изоляции на каж-
дом конкретном участке трубопровода можно определять уже
через несколько лет его эксплуатации. Для определения года
ЕЭц с, руб.
Е!3р, руб.
Рис. 2.7. График определения года
капитального ремонта изоляции
ремонта необходимо, чтобы за-
траты на электрохимическую за-
щиту рассчитывались с года ус-
тановки катодной станции и не
менее чем на 30 лет от текущего
момента времени, т. е. года, в
котором решается задача опре-
деления времени ремонта изоля-
ции. Накопленная сумма затрат
на электрохимическую защиту,
определяемая по формуле (2.2),
может быть изображена кумму-
лятивной кривой 1 (рис. 2.7). За-
траты на ремонт изоляции 1 км
трубопровода определяются по
формуле
Зр—Ср+
где Ср — себестоимость ремонта изоляции; Кр— удельные капи-
тальные вложения на приобретение основных фондов строительной
организации и вложения в оборотные средства, а также вложения
в производство материалов, необходимые для проведения ремонта
изоляции; Ец — нормативный коэффициент эффективности.
Затраты на ремонт изоляции Зр единовременны.
Согласно С'Н-423—71 Госстроя СССР сравнение вариантов
с разновременными, как текущими, так и единовременными затра-
тами, возможно путем приведения отдаленных затрат к текуще-
му моменту времени с помощью коэффициентов, определяемых по
выражению (2.3).
Исходя из этого, затраты на ремонт изоляции в tn году, на-
пример в двенадцатом, относительно текущего момента времени
(года) составят
о ____ Зр
°р12~ (1 4-0,08)п ’
где Зр — затраты на ремонт покрытия в текущем году, определяе-
мые по смете.
Таким же способом можно привести затраты к текущему мо-
менту на ремонт покрытия, намечаемый на любой другой год.
Затраты на капитальный ремонт покрытия, который может
быть выполнен в различные годы, приведенные к текущему момен-
44
ту времени, имеют вид нисходящей кривой 2 (см. рис. 2.7). Точка
пересечения восходящей кривой 1 накопленной суммы ежегодных
затрат на электрохимическую защиту и приведенных к текущему
моменту, а также нисходящей кривой 2 приведенных к текущему
моменту единовременных затрат на ремонт покрытия (которые
могут быть произведены в любой год эксплуатации) соответствует
т-
условию, т. е. 3P(Z) =
г=1
Ордината из точки пересечения кривых к оси абсцисс показы*
вает соответствующий год /р, при котором соблюдается это условие
и является экономически целесообразным годом проведения ре-
монта (на рис. 2.7 tp= 18 годам). Если производить ремонт изоля-
ции раньше или позднее 18 лет, то будут расходоваться дополни-
тельные средства, удорожающие общие затраты на защиту трубо-
проводов от коррозии. Поэтому, чтобы не было неоправданных
затрат на электрозащиту, необходимо начинать ремонт в срок
t=tv.
После выявления оптимального года ремонта изоляции необхо-
димо обеспечить полную защиту трубопровода до этого года.
Описанный метод определения экономически целесообразного
года ремонта изоляции следует применять для участков трубопро-
водов, имеющих катодную защиту.
В связи с тем, что метод определения года ремонта изоляции
позволяет планировать сроки и объем ремонта изоляции для кон-
кретных участков трубопроводов на значительный период времени
(на 10—>15 лет вперед), через 4—5 лет после проведения первого
расчета следует делать уточнения расчетного года ремонта покры-
тия. Это тем более необходимо, что ’фактические расходы на элек-
трохимическую защиту за прошедшие годы эксплуатации конкрет-
ного участка трубопровода могут иметь некоторые отличия от
определенных ранее расчетным путем будущих затрат на электрохи-
мическую защиту. Кроме того, общественно необходимые затраты
на ремонт изоляции также могут отличаться от ранее принятых
в расчете, выполненном несколько лет назад. При повторном рас-
чете следует иметь в виду, что текущим моментом времени должен
быть год, в который повторно уточняется будущий экономически
целесообразный год ремонта изоляции. Приведение затрат как
предыдущих, так и последующих лет относительно текущего года
осуществляется путем умножения затрат каждого года на коэффи-
циент <р (2.3).
Начало исходящей кривой затрат на капитальный ремонт изо-
ляции должно быть с того года, в котором уточняется экономиче-
ски целесообразный год ремонта изоляции.
Для укрупненных расчетов экономически целесообразного года
ремонта изоляции на участке трубопровода можно использовать
следующий метод расчета нисходящей кривой затрат на ремонт.
Исходя из того, что в результате научно-технического прогресса
общественно необходимые затраты должны уменьшиться, пред-
45
стоящие затраты на ремонт изоляции следует корректировать на
плановые коэффициенты снижения затрат. Если в среднем сниже-
ние общественно необходимых затрат в строительстве трубопрово-
дов за каждые четыре —пять лет составляет 3%, то вместо коэф-
фициентов кр для определения отдаленных затрат на ремонт покры-
тия следует принять коэффициенты уменьшения затрат: для пер-
вых пяти лет йсн = 0,96, для вторых пяти лет /гС11 = 0,94 и т. д.
На рис. 2.7 изображены кривая 2' нисходящих затрат на ремонт
изоляции и восходящая кривая 1 накопленных затрат на электро-
химическую защиту, приведенных к текущему моменту времени
с помощью коэффициентов <р(/р=24 года). Такой метод укрупнен-
ного расчета упрощает определение будущего года капитального
ремонта изоляционных покрытий и может применяться для сопо-
ставления долголетних прогнозных планов по капитальному ремон-
ту покрытий на магистральных стальных трубопроводах.
Таким образом, на действующих трубопроводах уже через 5—
6 лет после их ввода в эксплуатацию для всех характеристик
участков должны быть определены необходимые исходные пара-
метры старения изоляции и рассчитаны целесообразные сроки про-
ведения капитального ремонта. По мере приближения этих целе-
сообразных сроков ремонта изоляции (установленных по данным
начальных лет эксплуатации) необходимо уточнять исходные дан-
ные старения изоляции и срок ее ремонта на конкретных участках
трубопровода, имеющих катодную защиту.
На .магистральных трубопроводах, эксплуатируемых длитель-
ное время, также представляется возможным и весьма необходи-
мым определение сроков капитального ремонта изоляции по
описанной методике.
46
ГЛАВА 3
ТЕХНОЛОГИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
А-.-'*""
/ Капитальный ремонт на магистральных трубопроводах осущест-
вляют в плановом порядке только после составления и утвержде-
ния проектно-технической документации.
По характеру выполняемых работ капитальный ремонт линей-
ной части производят с заменой изоляции без восстановления стен-
ки трубы, с заменой изоляции и восстановлением стенки трубы,
с заменой трубы на ремонтируемом участке.
Основной объем работ при капитальном ремонте магистраль-
ных трубопроводов приходится на замену пришедшего в негодность
t изоляционного покрытия (55—60%) с частичным восстановлением
стенки трубы; для его выполнения применяют следующие методы
производства ремонта:
ремонт трубопровода в траншее с подкопкой под трубу
(рис. 3.1)—на ремонтируемом участке трубопровода через каж-
дые 10 м оставляют земляные перемычки (подушки) длиною 3 м,
а десятиметровые участки вскрывают с выборкой грунта под тру-
бою на глубину до 40—50 см. Далее трубопровод очищают от ста-
рой изоляции и продуктов коррозии, восстанавливают стенки труб
и наносят соответствующий тип изоляционного покрытия. После
ремонта и засыпки десятиметровых участков ремонтируют участки
трехметровых перемычек; при этом все операции выполняют вруч-
ную. Ремонт данным методом применяют на трубопроводах с муф-
товыми соединениями (для предотвращения нарушения их герме-
тичности) ;
ремонт трубопровода с подъемом и укладкой его на берме тран-
шеи (рис. 3.2) — участок ремонтируемого трубопровода вскрыва-
ют и обследуют с одновременным усилением стыков. Затем тру-
бопровод приподнимают из траншеи и укладывают на расстоянии
1,5 м от бровки траншеи на лежки. После выполнения операций по
очистке, восстановлению и нанесению изоляционного покрытия,
которые выполняют вручную, трубопровод опускают в траншею и
засыпают. Такой метод применяют преимущественно на трубопро-
водах малых диаметров, так как появляется опасность разрыва
стыков и самого трубопровода при его подъеме;
ремонт трубопровода на берме траншеи (рис. 3.3) — отключа-
ют участок трубопровода 9, подлежащий ремонту, путем перекры-
тия в начале и в конце участка отключающих кранов (задвижек).
47
После удаления транспортируемого продукта из трубопровода,
ремонтируемый участок вырезают из магистрали с двух концов.
После этих операций приступают к основным видам работ. Снача-
ла производят планировку трассы бульдозерами 1, а .затем трубо-
провод вскрывают до ее нижней образующей экскаваторами 2,
Рис. 3.1. Схема ремонта трубопровода в траншее с подкопкой под трубу

Рис. 3.2. Схема ремонта трубопровода с подъемом и укладкой на берме
траншеи

Рис. 3.3. Схема ремонта трубопровода, на берме траншеи
приподнимают его на берму траншеи трубоукладчиками 3 с одно-
временной очисткой поверхности труб очистными машинами 4 от
старой изоляции и укладывают на лежки 5. Для производства вос-
становительных работ поток оснащен передвижными сварочными
установками 6. Далее восстановленный участок трубопровода
окончательно очищают очистными машинами 7 типа ОМ, наносят
новое изоляционное покрытие с помощью изоляционных машин 8
типа ИМ или ИЛ и укладывают его на дно траншеи. Засыпку
траншеи производят с устройством валика, а при необходимости
производят работы по рекультивации земли. Наибольшее распро-
странение данный метод получил при ремонте газопроводов;
48
ремонт трубопровода с подъемом и укладкой на лежки в тран-
шее (рис. 3.4) —трубопровод 10 после планировки трассы бульдо-
зером 1 вскрывают специальным вскрышным экскаватором 2, при-
поднимают со дна траншеи трубоукладчиками 3, очищают от ста-
рой изоляции и продуктов коррозии специальной ремонтно-очист-
ной машиной 4 и укладывают на лежки 6 в траншее на высоте
Рис. 3.4. Схема ремонта трубопровода с
подъемом и укладкой на лежки в тран-
шее
Рис. 3.5. Схема ремонта трубопровода
с прокладкой новой нитки параллельно
действующему трубопроводу
40—60 см. Лежки под трубопровод подкладывают специальным
краном 8. После отбраковки труб выполняют сварочно-восстано-
вительные работы с помощью передвижных сварочных устано-
вок 5, затем окончательно очищают трубопровод очистной маши-
ной 7 и наносят новое изоляционное покрытие специальной ре-
монтно-изоляционной машиной 9. Для приготовления битумной
мастики в ремонтно-строительном потоке имеются битумоплавиль-
ные котлы И. Очистку и изоляцию трубопроводов производят спе-
циальными ремонтно-строительными машинами, предназначенны-
ми для ремонта магистральных трубопроводов. Эти машины от-
личаются от общестроительных машин конструкцией рабочего
органа — у них он разъемный, что позволяет устанавливать маши-
ну в любом месте действующего трубопровода, не разрезая его.
После укладки трубопровода траншею засыпают. Этот метод наи-
более рационально применять при капитальном ремонте линейной
части магистральных нефтепроводов большой протяженности;
ремонт трубопровода с прокладкой новой нитки параллельно
действующему трубопроводу (рис. 3.5). На всем протяжении ре-
монтируемого участка от крана до крана или от КС (НПС) до КС
4—416	49
(НПС), параллельно действующему участку трубопровода, про-
кладывают новую нитку того же диаметра. Весь комплекс работ
по (прокладке новой нитки следует вести в соответствии с дейст-
вующими нормативными документами по строительству трубопро-
водов и с учетом накопленного опыта строительно-монтажных ра-
бот на ранее построенных магистральных трубопроводах. Расстоя-
ние между нитками (старой и вновь прокладываемой) принимает-
ся в зависимости от конкретных условий трассы и технического
состояния действующего трубопровода, а также в соответствии
I I
Рис. 3.6. Схема поэтапного производства ремонта трубопроводов
со СН452—73 «Нормами отвода земель для магистральных трубо-
проводов». 'После прокладки новой нитки действующий трубопро-
вод отключают и в него врезают вновь проложенную нитку трубо-
провода. Этот метод ремонта применяется в тех случаях, когда
трубопровод проложен в одну нитку, или если труба подвергалась
сильному коррозионному повреждению и ее нецелесообразно
ремонтировать, а также в случаях невозможности остановки участ-
ка на время ремонта.
Если трубопровод проложен в две нитки, то ремонт производят
в три этапа (рис. 3.6).
На I этапе по всей длине ремонтируемого участка параллельно
действующим двум ниткам трубопровода прокладывают новую
нитку того же диаметра (лупинг). После прокладки лупинга одну
из действующих ниток отключают и в трубопровод врезают вновь
смонтированную нитку.
На II этапе вторую нитку этого же ремонтного участка отклю-
чают (в работе первая нитка и трубопровод-лупинг) и вырезают
от магистрали, вскрывают, поднимают из траншеи, очищают от
старой изоляции и укладывают на берму траншеи, обследуют ме-
талл, при этом бракованные участки трубы вырезают и заменяют
новыми, ремонтируют старые, окончательно очищают от ржавчины,
покрывают новой изоляцией и укладывают на дно траншеи. После
засыпки полость трубы продувают, трубопровод испытывают и
вводят в эксплуатацию.
После включения отремонтированного участка второй нитки
в работу приступают к III этапу. Участок магистрального трубо-
провода, подлежащий демонтажу, выключают из работы путем
перекрытия кранов (задвижек) в начале и конце участка. Продукт
из участка трубопровода полностью удаляют и отсоединяют от
50
действующего трубопровода. В местах разреза на концы трубопро-
вода, оставшегося в земле, приваривают сферические заглушки,
рассчитанные на максимальное рабочее давление на данном участ-
ке. Подготовительные и земляные работы, подъем и очистку трубы
от старой изоляции, отбраковку ее производят в той же последова-
тельности, что и на II этапе. Трубу разрезают на плети, годные
перевозят для дальнейшего использования на строительстве и ре-
монте последующих участков, отбракованные участки трубы выво-
зят на стационарную базу для ремонта с последующим использо-
ванием, а негодные — на железнодорожную станцию для отгрузки
в металлолом. Трубы, подлежащие ремонту или сдаче в металло-
лом, принимают по акту. Оставшуюся траншею засыпают, вырав-
нивают и производят рекультивацию земель.
Институтом НИИтранснефть (ныне ВНИИСПТнефть) совмест-
но с нефтепроводными управлениями разработана технология ме-
ханизированного производства капитального ремонта линейной
части магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов
(см. рис. 3.4). Предложенная технология является совершенство-
ванием метода ремонта трубопровода с подъемом и укладкой на
лежки в траншее. При этом для механизированного производства
отдельных видов работ разработаны и внедрены специальные ре-
монтные машины, в частности роторный экскаватор для вскрытия
трубопровода до его нижней образующей за один проход рабочего
органа, очистная машина и изоляционная машина с разъемным
рабочим органом. Отличительной особенностью этих машин
является возможность их установки на трубопровод в любом месте
без резки последнего. Это обстоятельство очень важно при ремонте
нефтепроводов, так как резка нефтепровода приводит к длитель-
ным остановкам и, следовательно, к прямым убыткам. При этом
методе ремонта уровень механизации производства работ до-
стигает ВО—85%. Если раньше при ремонте ручным способом
сменная производительность составляла 150—200 м, то теперь с
применением механизмов и поточного метода она достигла 600 м
и более.
Учитывая особенности эксплуатации и ремонта магистральных
газопроводов с точки зрения техники безопасности, где производ-
ство восстановительных работ разрешается только с остановкой
транспортировки газа на участке трубопровода, ВНИИСТом сов-
местно с производственными объединениями магистральных газо-
проводов разработана и внедрена в производство совершенная тех-
нология ремонта газопровода на берме траншеи. Отличительной
особенностью данного метода (см. рис. 3.3) от других является то,
что участок газопровода, подлежащий ремонту, вырезают по кон-
цам, приподнимают и укладывают на берме траншеи для произ-
водства восстановительных работ. Преимуществом этого метода
является то, что весь комплекс восстановительных работ произво-
дится с применением общестроительных машин, используемых для
сооружения магистральных трубопроводов. Технологическая после-
довательность производства работ осуществляется поточно, и в от-
4*	51
личие от других методов достигается высокое качество при выпол-
нении отдельных операций.
В настоящее время ремонт с применением данного метода осу-
ществляется на газопроводах Бухара—Урал, Средняя Азия—
Центр, Ставрополь — Москва, Саратов — Москва и других, при
этом годовой объем ремонта достигает 500 км и более.
Для комплексной механизации технологии производства работ
ВНИИСТом разработаны специальные методы и средства, позво-
ляющие осуществлять такие трудоемкие операции, как вскрытие
трубопровода, подъем и очистка его участков от старой изоляции,
отбраковка труб и восстановительные работы, а также нанесение
нового изоляционного покрытия без применения тяжелого ручного
труда.
ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ РАБОТЫ
При производстве ремонтно-строительных работ в три этапа
важное значение приобретают работы по погрузке — разгрузке и
транспортировке труб, секций и других материалов и оборудования.
Выбор рациональной схемы поступления и транспортировки труб,
материалов и оборудования для проведения ремонтно-строитель-
ных работ позволяет существенно сократить как транспортные
расходы, так и сроки доставки грузов к местам производства ра-
бот. Для доставки на трассу необходимых машин, механизмов,
материалов и горючего максимально используется железнодорож-
ный, водный и автомобильный транспорт. Наиболее важным видом
транспорта для доставки материала является автомобильный.
Поэтому целесообразно в каждом РСУ иметь автотранспортный
цех.
При выборе пунктов поступления материалов для восстанови-
тельных работ — железнодорожных станций и портов (пристаней),
вертолетных площадок и аэропортов — руководствуются следую-
щими ос нови ы м и тр е б ов аниями: железнодорожные станции, при-
стани или вертолетные площадки должны находиться на мини-
мальном расстоянии от участков трассы трубопровода, где произ-
водятся ремонтные работы; на железнодорожных станциях должны
быть тупиковые пути и разгрузочными площадками соответствую-
щих размеров или не менее четырех обгонных путей-, на речных
пристанях, в морских портах или на вертолетных посадочно-
взлетных площадках должны быть разгрузочные площадки, рас-
считанные на массовый прием труб, изоляционных и других мате-
риалов и временное их хранение; на разгрузочных площадках
железнодорожных станций, речных пристаней и морских портов
должны быть подъезды, обеспечивающие требуемую маневренность
трубовозов, погрузочно-разгрузочных средств и грузового транс-
порта общего назначения.
Дороги, связывающие пункты поступления труб и материалов
с трубосварочными базами, базами приготовления битумной ма-
52
стики с трассой трубопровода, должны удовлетворять следующим
основным-требованиям: быть наикратчайшими между данными
пунктами (например, между железнодорожной станцией и трубо-
сварочной базой); быть пригодными для транспортировки по ним
труб (и секций труб), а также других материалов в любое время
года в течение всего ремонтного сезона; автодорожные мосты
должны быть соответствующей несущей способности; повороты
автодорог должны позволять провод по ним длинномерных гру-
зов — отдельных труб и секций, опор ЛЭП для системы электро-
химической защиты трубопровода и др.
Варианты прорабатываемой транспортной схемы в конечном
итоге должны быть сравнены по сумме затрат на сооружение
или (и) реконструкцию дорог и временных перевалочных баз (при
необходимости их организации); перевозку труб и строительных
материалов по выбранной сети дорог с учетом протяженности по-
следних и видов транспорта в зависимости от характеристики
дорог (автотранспорт, гусеничный транспорт) на ремонтный сезон;
содержание дорожной службы в течение всего периода ремонта.
При составлении транспортной схемы ремонта магистрального
трубопровода, как правило, рассматривают также вопросы коопе-
рирования с другими ведомствами и организациями в части строи-
тельства или реконструкции дорог, железнодорожных тупиков,
мостов, причалов.
Выбрав пункты поступления труб и других материалов, необхо-
димо установить границы участков трассы рекомендуемого маги-
стрального трубопровода, которые будут обслуживаться этими
пунктами. Для этого могут быть использованы два наиболее рас-
пространенных метода — аналитический и графический. Оба спо-
соба основаны на нахождении минимальной средней дальности
перевозки материалов. Исходными данными для обоих методов
являются расстояние от пунктов поступления материалов до трас-
сы трубопровода по принятой схеме дорог, а также расстояние
между точками выхода этих дорог на трассу трубопровода по ее
протяженности.
Рассмотрим следующий пример. Кратчайшие расстояния
(рис. 3.7) от пунктов поступления труб и материалов А, В, С и D
до трассы трубопровода соответствуют значениям а, Ь, с и d. Рас-
стояния по трассе трубопровода между точками выхода на нее
дорог от пунктов А, В, С и D соответствуют значениям £ь L2 и L3.
Расстояния а, Ь, с и d могут быть замерены в натуре по спидо-
метру автомашины, а затем на схеме отложены на перпендикуля-
рах, восстанавливаемых из точек выхода дорог на трассу А', В',
С' и D' в масштабе, равном масштабу трассы трубопровода.
Рациональные границы участков обслуживания определяют для
каждых двух соседних пунктов поступления труб и материалов от-
дельно. Для участка трассы трубопровода А'В' рациональная гра-
ница обслуживания А" может быть определена по формуле
tn_ £1
1	2	•
53
Аналогично могут быть определены границы участков обслужи-
вания последовательно по всей трассе трубопровода.
Графический метод определения рациональных границ участков
обслуживания трассы пунктами поступления труб и материалов
заключается в нахождении точек пересечения прямых АЕ и BE, BF
и CF и т. д., которые проводятся через точки А, В, С и D под
углом 45° к горизонту. Проекции точек пересечения указанных
Рис. 3.7. Схема рациональной
перевозки материалов на трас-
се ремонтируемого трубопро-
вода
прямых на горизонтальную линию, соответствующую трассе трубо-
провода (A', D'), дают искомые границы А", В", С".
При выборе рациональной транспортной схемы определяют
средневзвешенную дальность перевозки труб и материалов, кото-
рая является частным от деления суммы линейных моментов пере-
возки на общую длину трассы:
f __М'1 + М’[ + М'2+ +М"п
ср	+ L2 + • • • + Ln у £ >
где 2Л4—сумма линейных моментов возки; 2Л = Г0бЩ— общая
(проектная) длина трассы трубопровода;
м;=( й+4)	а+4) и т-д-
Потребность в транспортных средствах для перевозки грузов
определяют раздельно для перевозки грузов от пунктов поступле-
ния их до мест базирования производственных подразделений
(трубосварочных баз, баз по приготовлению битумной мастики)
и внутренних перевозок, т. е. перевозок от трубосварочных баз и
баз по приготовлению битумной мастики до мест производства
ремонтных работ. Как в том, так и в другом случае необходимое
число транспортных средств Р устанавливают в соответствии с ка-
лендарным планом ведения ремонтно-строительных работ, транс-
портной схемой и сводными данными потребности в материалах
где Q — объем грузоперевозок; /гн— коэффициент неравномерности
подачи транспорта, равный 1,05—<1,2; Т — продолжительность гру-
зоперевозок; qB — средняя выработка транспортной единицы за
54
сутки; ks — коэффициент неравномерности использования транс-
порта во времени, равный 0,9—0,75.
Потребность в транспортных средствах рассчитывают для каж-
дого участка трассы по всем видам основных грузов (материалов)
и транспорта, намеченного к использованию при ремонтно-вооста-
Рис. 3.8. Транспортировка трубоукладчика (а) и вскрышного экскаватора (б)
новительных работах. Расчеты обычно выполняют в следующем
порядке: определяют общую массу перевозимых грузов по основ-
ным видам; устанавливают среднюю дальность перевозки: опреде-
ляют объем грузоперевозок; назначают виды транспортных средств
по маркам; устанавливают суточную производительность транс-
портных средств (по действующим нормативам) применительно
к конкретным условиям транспортировки; определяют продолжи-
тельность перевозок; по формуле (3.1) находят число транспорт-
ных средств.
55
Транспортировку материалов второй группы осуществляют
автомобильным транспортом: бортовыми автомашинами ГАЗ-66,
ГАЗ-52, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, ЗИЛ-131 и другими, автосамосвалами
ЗИЛ-555Г, МАЗ-503 и другими или седельными тягачами с прице-
пом ЗИЛ-431'В, МАЗ-504А, Урал-377|С и др.; перебазирование
строительных и ремонтных машин производят на прицепах-тяже-
ловесах (МАЗ-516, МАЗ-537Д и других, а также трейлерах соответ-
ствующей грузоподъемности. Перебазиров-
ка трубоукладчика и вскрышного экскава-
тора на трассу ремонтируемого участка
изображена на рис. 3.8.
Трубы с заводов-изготовителей к мес-
там базирования ремонтно-строительных
подразделений доставляют по железной до-
роге или водным путем, а оттуда к местам
производства работ, как правило, автотран-
спортом. По железной дороге трубы для
ремонта магистральных трубопроводов пе-
ревозят в полувагонах грузоподъемностью
60 т (табл. 3.1, 3,2). Трубы длиной до 12 м
грузят в полувагоны двумя способами:
нижняя образующая труб верхнего ряда
при загрузке не выше бортов полувагона;
Рис. 3.9. Схема погрузки нижняя образующая труб верхнего ряда
труб диаметром 820 мм, (диаметром до 830 мм) при загрузке выше
длиной до 12 м:	бортов полувагона в пределах принятых на
/-пр°хоЛмутКы (43шт.)’); 2~ железных дорогах габаритов загрузки по-
движного состава (рис. 3.9) (по методу Че-
лябинского трубного завода).
Для загрузки железнодорожных полувагонов и платформ при-
меняют автомобильные и гусеничные краны, а также самоходные
краны на пневмоходу (табл. 3.3).
Данные табл. 3.4 соответствуют условиям, когда краны установ-
лены на прирельсовой площадке на уровне головок рельс с выле-
том стрелы 5,5 м от оси поворотной платформы до оси железно-
дорожного пути. При этом резерв высоты разгрузки при по-
ложении оголовки стрелы над бортом полувагона принят рав-
ным 0,5 м.
Для погрузочно-разгрузочных работ,, выполняемых при капи-
тальном ремонте магистральных трубопроводов, могут быть ис-
пользованы также более новые автомобильные краны (табл. 3.5).
Для производства погрузочно-разгрузочных работ может быть
использован гидравлический кран KCJ5471 на специальном шасси
автомобильного типа. Рабочее оборудование крана состоит из трех-
секционной телескопической стрелы длиной от 10,7 до 25 м. Стрела
может оснащаться гуськами длиной 8,5 и 45 м (табл. 3.6). Ско-
рость подъема и опускания груза — 0,3 и 6 м/мин. Транспортная
скорость со сложной стрелой и пуском — 50—60 км/ч. Конструк-
тивная масса крана — 40 т.
56
Таблица 3.1
Нормы загрузок труб в полувагоны
Диаметр труб, мм	Число труб в пуло- вагоне	Число полувагонов на 1 км труб	Число рядов труб при складировании
529	21	4	7
720	14	6	5
1020	6	14	3
1220	5	17	2
1420	3	28	2
Таблица 3.2
Масса труб различных диаметров (в т)
Диаметр н толщина стенки труб, мм	Длина трубы, м						
	12	1,5	1	10,5	10	8,5	8
426x9	1.П	—						.				0,74
529x9	1,38	1,26	1,22	1,21	—	—	—
720x8	1,69	1,62	1,55	1,48	—	—	—
720X11	2.3	2,2	2,1	2	—	—	—
820X9	2,16	2,07	1,98	1,89	—	—	—
820X11	2,64	2,53	2,42	3,31	—	—	—
1020X11	3,28	3,15	3,01	2,83	—	—	—
1020X14	4,16	4	3,82	3,64	—	—	—
1220X12,5	4,5	4,32	4,12	3,9	—	3,78	—
1220X15,2	5,35	5,12	4,9	4,67	—	—	—
1420X15	6,23	5,97	5,71	5,46	5,2	5,2	4,41
1420X17,5	7,237	6,947	6,632	6,344	6,029	—	—
1420X20,5	8,49	8,137	7,783	7,41	7,075	—	—
Таблица 3.3
Грузовые характеристики кранов
Показатели	К-151	К-162
Грузоподъемность на выносных		
опорах, т 		16 8 5,75 3,75	16	12,7 9,3 5,9 2,8
Вылет стрелы, м	3,75 6 7,5 10	3,9	4,4 5,3 7	10
Высота подъема крюка, м .	8,8 8,3 7,5 3,7	10,4 10,2 9,9 8,8 4,7
Показатели	К-3561	К-1022
Грузоподъемность на выносных		
опорах, т 		10 6 4,3 3,3	1,6 10 6	4,3 3,3 1,6
Вылет стрелы, м	4 5 6	7	10	4 5	6	7	10
Высота подъема крюка, м .	.,	10	9,4 8,8 8	5,0 10,2 9,6 8,6 8,2 5
		57
Таблица 3.4
Число труб, поднимаемых кранами
Диаметр и толщина стенок труб (длина труб 12 м)
Марка крана	426X9	529X9	720X11	820X11	1020X14	1220X15,2	1420X15
к-161	3	3	3	3	2	1	1
К-162 (К-2550) КС-3561С	(К-67,	3	3	3	3	2	1	1
К-75-500)	3	3	2	2	1	1	—
К-Ю15	3	3	2	2	1	1	—
Таблица 3.5
Характеристика автокранов
Показатели	КС-3571	КС-2571	КС-1571	КС-4571
База	МАЗ-500А	ЗИЛ-130	ГАЗ-53А	КрАЗ-257К
Грузоподъемность, т, мак-	На вынос-	На вынос-	На вынос-	На вынос-
симальная	ных опорах	ных опорах	ных опорах	ных опорах
	10	6,3	4	16
Вылет .стрелы, м	4	3,3; 3,9; 5	3; 5	3,8; 3,5; 8,45
Наибольшая высота подъ- ема крана, м	8; 14,5; 20	8,5; 11; 13; 12	6,5; 11; 17	27; 1,5
Скорость подъема (опуска- ния) груза, м/мм	0,1—10	20; 40	0,3—24; 0,3—16	0,2—8,4; 0,6—25,2
Скорость	передвижения, км/ч Габаритные размеры в транспортном положении, мм:	75	85	80	70
длина 		9800	8000; 8300	7500; 8050	11 570
ширина 		2800	2500	2400	2 680
высота		3200	3000; 3700	2850; 3500	3 500
Масса крана, т	15,3	9,7; 9,84	7,4; 7,55	24,77
Техническая характеристика
Показатель	Стрела 10,7 м	Стрела 25 м	Стрела 25 м 8,5 т основной крюк	
Грузоподъемность, т: на выносных опорах без выносных опор Вылет стрелы, м Высота подъема крюка, м	25—8,2 8—1,4 3,2—9 10—4	7,2—0,6 4,5—22 24,5—10	5,6-0,5 6—18 24-16	
58
Для погрузки — разгрузки труб кранами на прирельсовой пло-
щадке следует пользоваться палочными стропами, которые состоят
из подвешенного на крюк крана-кольца и двух расходящихся ка-
натов с торцовыми захватами или крюками по концам. Крюки
снабжены губками из мягкого металла и используются для захвата
трубы за торцовые кромки.
Для труб диаметром 219—525 мм применяются автомобильные
краны грузоподъемностью до 7,5 т, для труб диаметром 720—
1020 мм—40 т, а для труб диаметром 1220—1420 мм — автомо-
бильные краны грузоподъемностью 16 т и пневмоколесные краны
грузоподъемностью до 25 т. Для разгрузки труб иногда использу-
ются краны-трубоукладчики ТО-4224, Т-1530, Т-3560, К-594 и др.
При выполнении разгрузки методом подъема нескольких труб за
один прием необходимо убедиться, что суммарная масса подни-
маемых труб не превышает грузоподъемности крана на рабочем
вылете стрелы.
Трубы, доставленные на железнодорожные станции или прича-
лы, грузят на трубовозы и вывозят со станции или пристани на
трубосварочную базу. При отсутствии необходимых технических
средств для непосредственной перевозки труб на трубосварочную
базу трубы складируются на специальных площадках. Их укла-
дывают в штабеля:
Диаметр труб, мм	Высота штабеля, м	Диаметр труб, мм	Высота штабеля, м
530	2,87	1020	2,78
720	3,23	1220	2,26
820	2,97	1420	2,64
На трубосварочные базы или непосредственно к месту прове-
дения ремонтно-строительных работ трубы длиной 10—12 м
в сложных дорожных условиях перевозят тракторами с прицепами,
например тягачами Т-ЮОМБГП общей грузоподъемностью 30 т.
Максимальное число одновременно перевозимых труб и секций
труб диаметром 529—1420 мм для различных видов транспортных
средств приведено в табл. 3.7. Выбор наиболее рационального вида
Таблица 3.6
крана КС-5471
с неуправляемым крюком		Стрела-башня с управляемым		крюком
	вспомогательный крюк	15 м	20 м	25 м
	2,8—0,3	4—2,5	4—2,5	4—2,5
	9,6—25,2 31,8—21	4,5—9 22,3—18,7	4,5—9 27,3—23,7	4 К	Q 32^4—26,5
59
Таблица 3.7
Максимальное число перевозимых труб и секций труб за один рейс
Марка трубовозной трубы	База	Диаметр и толщина стенок, мм				
		529X8	60 tN	1020X11	1220X12,5	1420X17,5
	I	рубы				
ПВ92, ПВ94	ЗИЛ-131	7	5	2	2	1
ПТВ8	ЗИЛ-157К	6	4	1	1	—
ПТЛ214	КрАЗ-214	12	7	5	3	2
ПВ91, ПВ93	Урал-375Е	7	5	2	2	1
ПВ202, ПВ204	КрАЗ-255Б	12	7	5	4	2
СПЛ20	КрАЗ-255Б	12	7	5	3	2
ПТ301	Т-100МБ	12	7	5	3	2
ПТ181	Т-100МБ	12	9	5	3	2
ПТ401	Т-100М	12	7	5	3	2
ПТК251, ПТК225	К-700, К-701	12	7	5	3	2
	Секции тру		б			
ПТЛ214	КрАЗ-214	5	3	2	1	
ПВ212	КрАЗ-255Б	8	5	2	—	
ПВ91, ПВ93	Урал-375Е	3	1	1	——	
ПВ301	МАЗ-543	—	5	2	2	1
ПВ92, ПВ94	ЗИЛ-131	3	1	1	—	——
ПВ481	МАЗ-537	—	9	5	3	2
ПВ361	73101 (8X8)	8	5	3	2	1
СПЛ20	КрАЗ-255Б	8	5	2	1	1
ПТ62	Т-100МБ	2	2	1			
ПТ301	Т-100МБ	8	3	2	1	1
ПТ181	Т-100МБ	5	3	2	1	1
ПТК401	Т-100М	8	5	3	2	1
ПТК251, ПТК225	К-700, К-701	5	3	2	1	1
транспорта для перевозки труб проводится в зависимости от их
массы, габаритов и состояния дорог, рельефных условий трассы.
Такие машины, как ЗИЛ-157К и З.ИЛ-131, перевозят трубы по
дорогам с твердым покрытием III—IV категорий и укатанным зим-
никам, по грунтовым дорогам в осенне-зимний период, по лежне-
вым дорогам — УРАЛ-375, КрАЗ-255Б, МАЗ-543, трактор Т-100,
трактор К-700 (К-701).
На сварочных базах или непосредственно на месте проведения
ремонтно-строительных работ выгрузка и раскладка труб и секций
труб выполняется трубоукладчиками, тип которых подбирают по
массе труб или сваренных секций (рис. 3.10, 3.11, ЗД2). Для рабо-
ты на трубосварочной базе или непосредственно на трассе трубо-
укладчики должны быть снабжены кольцевым стропом (рис. 3.13),
надеваемым на крюк трубоукладчика и охватывающим трубу или
60
секцию «удавкой». Параметры стропов для работы с пакетами
труб длиной 12 м приведены в табл. 3.8.
В составе РСУ необходимо иметь полустационарную универ-
сальную ремонтную мастерскую (ПУР1М) для проведения текущего
и аварийного ремонта.
Рис. 3.10. Схема разгрузки трубоукладчиком Т-1530В трубы с трубовоза (на базе
МАЗ-537)
Рис. 3.11. Схема погрузки трубоукладчиком Т-1530В или двумя (один за другим)
трубоукладчиками ТО-1224В трехтрубных секций
Рис. 3.12. Схема разгрузки двумя (один за другим) трубоукладчиками марки
ТО-1224В пакета из двух труб с трубовоза (на базе автомобиля КрАЗ-214)
Рис. 3.13. Схема кольцевого стропа
При проведении работ по погрузке, разгрузке и транспортиров-
ке труб и секций труб необходимо соблюдать правила техники
безопасности. При выполнении погрузочно-разгрузочных работ
запрещается находиться под поднятыми трубами, проносить трубы
над кабиной водителя, находиться в кабине водителя, при опуска-
нии труб находиться в кузове автомобиля или на прицепе с тру-
61
Таблица 3.8
Параметры погрузочно-разгрузочных строп
Диаметр и толщина стенки трубы, мм	Число труб в пакете	Общая масса пакета, т	Длина стропа /» м	Диаметр ка- ната для строп d, мм	Масса стропа, кг	Канат		
						Обозначение	Е S	Разрывное усилие ка- ната, кг
1420X15	2	12,46	9	25	42,5	25,0-Н-180-1 ГОСТ 7668—69	ЛК-РС 6X36	37 100
	2	10,7	7,5	24	30,8	24,0-П-180-1 -ЖС ГОСТ 2688-69	ЛК-Р 6X19	33 725
1220X15,2	3	16,05	9	28	60	28,0-Н-170-1 ГОСТ 7669—69	ТЛК-РО 6x36	51 750
	2	9	7,5	21,5	12,8	21.5-Н-180-1 ГОСТ 7668—69	ЛК-РО 6x36	27 250
1220X12,5	3	13,5	9	24,5	23	24,5-Н-180-1 ГОСТ 7669—69	ТЛК-РО 6X36	42 450
	2	8,32	6	19	12	19.0-Н-170-В-ЖС ГОСТ 7669—69	ТЛК-РО 6X36	24 700
1020X14	3	12,48	7,5	25	35	25,0-Н-180-1 ГОСТ 7668—69	ЛК-РО 6X36	37 100
	2	6,56	6	19,5	8	19.5-Н-1-170-1-ЖС ГОСТ 2688—69	ЛК-РО 6X19	20 700
1020X11	3	9,84	7,5	21	14,1	21.0-Н-170-В-ЖС ГОСТ 7669—69	ТЛК-РО 6x36	29 400
	3	7,92	6,5	18,5	17	10.5-Н-200-1-ЖС ГОСТ 7679—69	тлк-о 6x31	23 600
820X11	5	13,2	8	24,5	41	24,5-Н-180-1 ГОСТ 7669—69	ТЛК-РО 6X36	42 450
	3	6,9	6	19,5	16	12.5-П-170-1 ГОСТ 2688—69	ЛК-Р 6x19	20 700
720X11	5	11,5	7	24	20	24,0-Н-190-1-ЖС ГОСТ 2688—69	ЛК-Р 6X19	35 600
	5	7,37	6	19,5	12	19.5-Н-180-В-ЖС ГОСТ 2688—69	ЛК-Р 6x19	21 950
529X9	7	9,66	7	21	10,4	21.0-Н-170-В-ЖС ГОСТ 7669-69	ТЛК-РО 6X36	29 400
	5	5,5Ь	5	17,5	10,7	17,5-Н-170-1-ЖС ГОСТ 2688—69	ЛК-Р 6X19	16 535
426x9	7	7,77	6	18,5	15,8	18,5-Н-200-1-ЖС ГОСТ 7679—69	ткл-о 6X31	23 600
бами, а водителю отлучаться от автомобиля до окончания работ.
Из полувагонов и с платформы трубы следует выгружать автокра-
нами, укомплектованными специальными стропами и захватами,
которые обеспечивают безопасность производства работ. При этом
при выгрузке труб из полувагонов и разгрузке грузов с платформ
запрещается сбрасывать трубы и вытаскивать их с торца полуваго-
нов тракторами, трубоукладчиками или автомобилями, а также
стаскивать грузы без специальных подкладок, катков, пакетов
62
и др. Необходимо иметь в виду, что при погрузочно-разгрузочных
работах расстояние от автомобиля до штабеля из труб должно
быть не менее 1 м. Площадки, на которых ведутся погрузочно-
разгрузочные работы, должны иметь спланированную ровную по-
верхность. На этих площадках должна быть полностью обеспечена
возможность проезда, разъезда и разворота транспорта.
Трубы разрешается укладывать кранами в штабеля высотой
не более 3 м. Во избежание раскатывания штабеля крайние трубы,
лежащие на подкладках и прокладках, необходимо укреплять упо-
рами, соблюдая при этом определенный порядок укладки.
,К транспортировке труб и трубных секций предъявляются по-
вышенные требования в части безопасности движения, учитывая
габариты и массу. Поэтому перед выездом на линию (трассу)
каждый водитель (машинист транспорта) обязан проверить за-
правку машины горючим, водой, маслом, состояние рулевого фона-
ря и стопсигналов, указателей поворотов, жестких и тросовых тяг,
скатов и др. Для предотвращения сдвига труб применяют предо-
хранительные щиты со смотровыми прорезями. Погруженные тру-
бы или секции труб должны быть надлежащим образом закрепле-
ны на автомобиле и прицепе-роспуске. При работе в условиях
сложного рельефа местности трубовозы должны быть оборудованы
жесткими дышлами, крестовой сцепкой и тормозами прицепа-рос-
пуска. Движение труботранспортных машин по льду рек и водое-
мов допускается лишь при соответствующей толщине льда. Спуск
груженых машин на лед должен быть плавным, а движение по
льду — без остановок (по возможности).
При перевозке труб и секций тракторными поездами наружные
подъемники должны крепиться к трактору жесткой сцепкой.
В процессе перевозки труб и секций скорость движения выби-
рается, исходя из дорожных условий, видимости и обзорности; ско-
рость движения на уклонах и сильно пересеченной местности
должна быть пониженной для предотвращения опрокидывания и
заноса автопоезда; запрещается выключать сцепление на торных
дорогах или передачу на крутых спусках; необходимо избегать
резкого торможения, так как это может привести к аварии.
Особое внимание должно уделяться проезду по мостам на про-
селочных дорогах. Если грузоподъемность моста не указана на
дорожном знаке, то до начала транспортных работ производители
работ должны провести соответствующие согласования с местной
дорожно-эксплуатационной службой.
Перевозить трубы и секции волоком без применения дополни-
тельных приспособлений, предохраняющих задний конец трубы от
повреждения, не допускается.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ
При капитальном ремонте линейной части магистральных тру-
бопроводов к выполнению подготовительных и земляных работ
приступают только после отвода земель и получения от заказчика
63
разрешения на 'производство работ на участке, подлежащем ре-
монту. Основные виды работ на магистральном газопроводе раз-
решается производить только при отключении транспорта газа на
участке от магистрали. Поэтому заказчик день остановки участка
газопровода должен заранее согласовать и уточнить с ремонтно-
строительным подразде'
лением. Опыт производ-
ства работ на магист-
ральных ефтепроводах
показал , что капиталь-
ный ремонт можно про-
изводить без полного от-
ключения, а со снижени-
ем рабочего давления от
30 до 50,% в зависимости
от технического с®г -
ния ротируемого уча
-тка трубопровода .
Методы производства
подготовительных и зем-
яных ра об при капи-
альном ремонте магист-
ральных трубопроводов
должны быть определе-
ы с учетом конкретных
особенностей каждого
ру5 опровода ( нф тегро -
вод или газопровод тех-
ническое состояние, при-
родно-климатические и .
условия, диа-
трубопровода , ме-
ханизмы для вскрытия и
др.) и выполняются в со-
ответствии с требования-
ми «Правил технической
Рис. 3.14. Трасса трубопровода в горных уело- эксплуатации магист-
виях	ральных трубопроводов»,
СНиПа Ш-Д. 10—72 «Ма-
гистральные трубопроводы. Правила организации, производства
работ и приемки в эксплуатацию», СНиПа III-A.il—70 «Техника
безопасности в строительстве» и соответствующих ведомственных
правил и инструкций на производство работ. Учитывая, что экс-
плуатируемые трубопроводы в СССР проложены в различных
сложных условиях (рис. 3.14), соблюдению мер безопасности при
производстве ремонтных работ придается особое значение. До
начала работ по планировке трассы очень важно определить по-
ложение трубопровода в горизонтальной и вертикальной плос-
костях.
64
Подготовительные работы
В подготовительный период при капитальном ремонте магист-
рального трубопровода одной из основных операций является опре-
деление положения подземных трубопроводов, т. е. уточнение оси
трассы и определение глубины заложения. Правильное определе-
ние положения трубопровода до начала земляных работ позволяет
значительно облегчить условия работы по вскрытию и обеспечи-
вает сохранность тела трубы. Обычно положение трубопровода по
трассе ремонтируемого участка определяют с применением специ-
альных трассоиокателей или шурфованием. Результаты измерений
глубины заложения трубопровода наносят на колышки, забивае-
мые строго по оси трубопровода через 50 м, а на участках с малой
глубиной заглубления и сильно пересеченным микрорельефом —
через 25 м.
Для этих целей широко применяют трассо- и трубоискатели
BTP-IVM, ТИ-12 и УТ-3, искатели повреждений ИП-74, ИПТ-70
и др.
Высокочувствительный трассоиокатель BTP-IVM предназначен
для определения оси траншеи и глубины заложения трубопрово-
дов, кроме того, он позволяет (также без вскрытия грунта) найти
повреждения кабелей и места расположения муфт на них.
Техническая характеристика BTP-IVM
Чувствительность приемного устройства, мкВ/м................. 10
Питание приемного устройства от батареи КБС-Х-0,7, В .	.	.	4,1
Питание генератора от аккумуляторной батареи, В	24
Частота генератора, Гц.......................................1800—2200
Максимальное выходное напряжение генератора, В .	220
Точность определения глубины заложения трубопровода, % .	.	±10
Точность определения оси трассы, % .	.............. ±10
Максимально контролируемая длина проверяемой трассы от ме-
ста подключения генератора, км.......................... 2
Максимальная определяемая глубина заложения трубопровода, м	10
Масса комплекта трассоискателя, кг........................... 26
Транссоискатель состоит из генератора, приемного устройства
и аккумуляторной батареи. Генератор, собран’ньгш’на транзисторах,
питается'от щелочной аккумуляторной батареи.
Приемное устройство состоит из поискового контура (набор
катушек индуктивности с ферритовым сердечником и конденсатор),
усилительного устройства и головных телефонов. Усилительное
устройство снабжено визуальной и звуковой индикацией, для чего
предусмотрены микроамперметр и головные телефоны.
Принцип действия трассоискателя основан на индукционном
методе, заключающемся в улавливании магнитного поля над тру-
бопроводом, по которому пропускают ток звуковой частоты. Обна-
руживают переменное магнитное поле с помощью приемного
устройства. (Перед началом работ среднюю клемму («выход»)
генератора^.заземляют проводом и заземляющим штырем, погру-
5—416	65
жаемым в грунт к исследуемому трубопроводу, и устанавливают
необходимое выходное напряжение. Для этого омметром и тесте-
ром измеряют сопротивление между местом заземления штыря и
контрольно-измерительной колонкой. Выходное напряжение опре-
деляют .по результатам измерения сопротивления:
Сопротивление нагрузки,
Ом (не менее)
1,5
5
100
500
2000
Напряжение, В
(не менее)
3
10
40
80
220
Сила тока, А
(не менее)
3,5
3,5
1
о,5
0,2
Определяя ось трубопровода, «поисковый контур держат, как
указано на рис. 3.15. Приемник настраивают так, чтобы стрелка
Рис. 3.15. Определение оси трубопровода
Рис. 3.16. Определение глубины заложения трубопровода
прибора при прохождении над осью трубопровода не выходила за
пределы шкалы. При отключении от оси трубопровода стрелка
прибора будет возвращаться в крайнее левое положение. При опре-
делении оси трубопровода по звуковой индикации при нахождении
над ней в телефонах прослушивается шум. Прибор также позво-
ляет определить место ответвления (отводов) трубопроводов.
Определяя глубину заложения h трубопровода по трассе, измере-
ние производят в следующей последовательности. На поверхности
земли наносят черту, являющуюся определенной ранее осью трубо-
провода. Затем на поисковый контур надевают наконечник под
углом 45°. Поисковый контур вначале устанавливают в плоско-
сти, перпендикулярной к проведенной черте, потом, наклонив его на
45°, перемещают от оси трубопровода по направлению, перпенди-
кулярному к ней (рис. 3.16). При этом в наушниках будет слышен
шум, который по мере удаления ослабевает, а при дальнейшем
удалении усиливается. В месте отсутствия (или минимальной ин-
тенсивности) шума проводят вторую черту, параллельную оси тру-
бопровода. Глубина заложения трубопровода равна расстоянию
между первой и второй линиями.
66
Принцип действия трубоискателя ТИ-12 заключается в следую-
щем. Отрицательный полюс вибрационного генератора соединяют
с трубопроводом через катодный вывод. При отсутствии катодного
вывода роют шурф и генератор непосредственно соединяют с тру-
бопроводом. Второй полюс соединяют с заземлителем, представ-
ляющим собой металлический стержень диаметром 20—30 мм и
длиной 1 —1,2 м. Стержень забивают в грунт на расстоянии 100—
150 м от трубопровода. Электрический ток, поступающий от виб-
рационного генератора к трубопроводу, создает вокруг него элек-
тромагнитное поле, которое и обнаруживается трубоискателем.
При определении осевой линии трубопровода наблюдатель с трубо-
искателем идет вдоль трассы над трубопроводом и держит катуш-
ку индуктивности параллельно поверхности земли: если путь
наблюдателя совпадает с осью трубопровода, то в наушниках тон
генератора не прослушивается. Достаточно наблюдателю сойти
с трассы вправо или влево, как в наушниках сразу появится тон
генератора. При определении глубины заложения трубопровода
наблюдатель держит катушку индуктивности под углом 45° по
отношению к трубопроводу и, отходя от трубопровода перпенди-
кулярно в сторону, выслушивает звук генератора. Как только
звук в наушниках исчезнет, наблюдатель останавливается и изме-
ряет расстояние от места остановки до линии трубопровода, кото-
рое и является фактической глубиной заложения.
Трассоискатель УТ-3 позволяет определить положение оси тру-
бопровода и глубину заложения от поверхности земли до центра
трубы. Он состоит из генератора и приемника, снабженного голов-
ным телефоном и специальной антенной.
Техническая характеристика УТ-3
Чувствительность усилителя прием-
ника, мкВ.............................. 0,3
Основная рабочая частота, Гц	.	.	1000
Потребляемая мощность, Вт .	0,15
Погрешность измерений при опреде-
лении расположения и глубины за-
легания, % от диаметра трубы .	±20
Питание приемника....................сухие	элементы
1,6ПМЦ-У-8-и49САМЦГ
Масса приемника, кг....................... 2
Номинальная выходная мощность ге-
нератора, Вт........................... 5
Диапазон частот, Гц.............. 900—1000
Напряжение питания, В .	12
Размеры, мм:
длина............................... 320
ширина............................. 120
высота............................. 120
Масса, кг................................ 3
Генератор, получающий питание от аккумулятора 12 В, под-
ключается к какому-либо катодному выводу от трубопровода и
заземлению в виде металлического штыря, забиваемого на глуби-
5*	67
ну 30—50 см на расстоянии 8—10 м от трубопровода под прямым
углом от него.
Оператор с приемником и надетым головным телефоном во-
дит антенной в месте предполагаемого залегания трубопровода на
возможно малом от земли расстоянии. Антенна должна быть на-
правлена перпендикулярно к продольной оси трубопровода. Уси-
ление звука в телефоне до максимального указывает на то, что
Рис. 3.17. Искатель повреждении ИП-74
антенна находится непосредственно над трубопроводом, т. е. над
его продольной осью. При работающей СКЗ (станция катодной
защиты) генератор подключать не нужно.
Этим же прибором можно определить глубину заложения тру-
бопровода от поверхности земли до центра трубы. Для этого антен-
ну закрепляют под углом 45° к горизонту при вертикальном поло-
жении приемника и отыскивают место минимального приема сиг-
нала.
Расстояние от места максимального приема сигнала, т. е. оси
трубы, до места минимального приема сигнала равно глубине за-
ложения трубы.
Искатель повреждений ИП-74 предназначен для обнаружения
сквозных дефектов в изоляционных покрытиях трубопроводов, уло-
женных в грунт пли в грунт на дно водоема, без вскрытия траншеи
(рис. 3.17). Его можно применить как при строительстве (для
контроля состояния методом катодной поляризации), так и при
эксплуатации магистральных трубопроводов.
68
Техническая характеристика И П-74
Температура окружающей среды, °C....................... 5—50
Относительная влажность при температуре 30 °C, % .	До 80 ,
Выходная мощность генератора .в режиме непрерывной
генерации, Вт.......................................^35 (при выход-
ном напряжении
в генераторе 15 В
и выше)
Частота генератора, Гц........................................ 1000+50
Напряжение питания генератора, В............................ 12+(	10+15%)
Коэффициент усиления усилителя	.	. .	.	. .	.	1500
Полоса пропускания фильтра, Гц	........................... 1000+200
Источник питания усилителя................................Батарея	типа «Са-
турн» напряжени-
ем 1,5 В
Масса, кг:
генератора............................................. 4,2
блока генератора .	.	. .	.	. .	.	. 	•	9
усилителя........................... .	.	.	0,74
ящика с набором сменных частей ......	11,4
Планировка трассы
! Работы по планировке участка ремонтируемого трубопровода
начинают после отвода земельных участков, получения разрешения
на производство работ на участке трубопровода от заказчика и
определения действительной глубины залегания трубопровода.
Ширина полосы отвода, выделяемая на эксплуатацию трубо-
провода, недостаточна для производства ремонтно-строительных
работ. Поэтому в соответствии с «Нормами отвода земель для ма-
гистральных трубопроводов» СН452—73 для каждого трубопрово-
да (в зависимости от диаметра трубопровода) участок земель, от-
водимых на время ремонта, согласовывается и выделяется земле-
пользователями и лесничествами заблаговременно. В тех случаях,
когда участок трубопровода после ремонта подлежит укладке не
на прежнее место, что наиболее часто встречается на газопроводах,
расстояние между параллельными нитками должно выдерживать-
ся в соответствии с требованиями СНиП П-45—75:
Расстояние между параллельно строящимися и действующими
трубопроводами, м
Диаметр трубопровода, мм На землях несельско- На землях сельскохо-
хозяйственного назна- зяйственного назначе-
чения или непригод-		ния (при снятии и
	ных для сельского хо-	восстановлении пло-
До 400 мм включительно .	зяйства и землях Го- сударственного лесно- го фонда	дородного слоя)
	И	20
Более 400 до 700 включительно Более 700 до 1000 включитель-	14	23
НО	 Более 1000 до 1200 включи-	15	28
тельно 	 Более 1200 до 1400 включи-	16	30
тельно 		18	32
69
Таблица 3.9
Техническая характеристика бульдозеров
Бульдозеры с неповоротным отвалом длиной 2000—3030 мм
Показатели	ДЗ-37 (Д-579)	ДЗ-42 (Д-606)	ДЗ-29 (Д-535)	ДЗ-19 (Д-494А)
Опвал, мм: длина (без удлинителя)	2000	2560	2520	3030
высота	650	800	800	880
подъем	500	600	600	—
заглубление	200	200	200	380
Нормальный угол резания,	55	55	55	55—65
градусы Система управления Базовая машина-трактор	МТЗ-50	Гидрав ТД-75	лическая ДТ-75-С2	Т-ЮОММП
Габаритные размеры с уд- линителем, мм: длина	4710	4840	4880	5125
ширина	2000	2520	2520	3060
высота	2405	2539	2539	3055
Масса бульдозерного обо-	3300	7000	6370	13520
рудования с трактором, кг				
Бульдозеры с неповоротным отвалом длиной 3200—3350 мм
Показатели	ДЗ-54С (Д-687, Д-687С)	ДЗ-53С (Д-686, Д-686С)	ДЗ-27С (Д-532С)	ДЗ-90С
Отвал, мм:		3200		
длина (без удлинителя)	3200		3200	3200
высота	1200	1200	1300	1300
подъем	850	900	890	890
заглубление	370	100	385	335
Нормальный угол резания, градусы	55	55	60	60
Система управления	Гидравли- ческая	Канатная	Гидравлическая	
Базовая машина-трактор	т-юомгп	T-100M	Т-130А	Т-130
Тип лебедки	—	ДЗ-21А (Д-499А)	—	—
Диаметр троса, мм	—	14	—	—
Длина троса, мм Габаритные размеры с уд- линителем, мм:		16		
длина	5300	5300	5400	5180
ширина	3200	3200	3200	3442
высота	3040	3040	3065	3200
Масса бульдозерного обору- 1 дования с трактором, кг	13 780	|	14 115	।	15 710	13 350
70
Продолжение табл. 3.9
Бульдозеры с неповоротным отвалом длиной 3500—3940 мм
Показатели	ДЗ-43	Д-24А (Д-512А)	ДЗ-35А	ДЗ-17
Отвал, мм: длина без удлинителя	3500	3640	3640	3940
длина с удлинителем	—	—	—	—
высота	800	1200	1230	1100
подъем	200	1200	1100	1000
заглубление	90—27	—	600	90—63
Угол установки в плане,	0—27	—	—	50—60
градусы				
Нормальный угол резания,	45	55	55	45
градусы				
Система управления	Гидравли-	Канатная	Гидравли-	Канатная
Базовая машина-трактор	ческая ДТ-75Б	Т-180	ческая Т-180ГП	Т-100М
Тип лебедки	—	ДЗ-21А	—	ДЗ-7А
Диаметр троса, мм	—	(Д-499Б) 15,5	—	(Д-269Б) 15,5
Длина троса, мм	—	18	—	28
Габаритные размеры с уд- линителем, мм:				
длина	5100	6600	6490	5500/6300
ширина	3500	3600	3640	3970/3600
высота	2304	2825	2825	3050
Масса бульдозерного обору-	8835	18255	18 200	13 860
дования с трактором, кг				
Бульдозеры с отвалом
длиной 3940—4540 мм
Показатели	ДЗ-18А (Д-493А)	ДЗ-19 (Д-694А)	ДЗ-25 (Д-522)	ДЗ-34С (Д-572С)
Тип Отвал, мм: длина (без удлините- лей) высота подъем заглубление Угол установки в плане, градусы Нормальный угол резания, градусы Система управления Базовая машина-трактор Габаритные размеры с уд- линителем, мм: длина ширина высота Масса бульдозерного обо- рудования с трактором, кг	Повор 4000 1000 1050 250 90—63 50—60 Т-ЮОМГП 5500—6300 3940—3600 3950 13 985	отный 4000 1200 1000 400 45 55 Гидрав Т-ЮОМБГП 6120—9020 5500—4150 2745 17 100	Неполноп 4430 1200 900 300 60—90 45—55 лическая Т-180ГП 7000 4430 2825 19320	ОБОРОТНЫЙ 4540 1550 840 400 50—60 ДЭТ-250М 7038 4540 3180 31380
71
Планировочные работы по трассе в основном заключаются
в срезке валика, бугров, неровностей, .подсыпке низинных мест
и др. Эти работы обычно производят бульдозером (табл. 3.9).
При параллельной прокладке трубопроводов в лесной местности
приходится выполнять валку деревьев, корчевку пней, уборку,
полосы отвода от срубленных деревьев, пней и ветвей.
Для расчистки трассы от кустарника и 'мелколесья следует
применять бульдозеры, кусторезы и корчеватели-собиратели. Рабо-
ты по уборке камней и валунов, сгребанию в валы кустарника,
корчевке и уборке пней выполняют также при помощи бульдозе-
ров и корчевателей. Для валки леса применяют бензомоторные
пилы «Дружба» и МП-5, позволяющие вести валку деревьев диа-
метром до 900 мм, валочно-пакетирующие машины типа ЛП-19.
Работы по расчистке полосы от леса выполняют специально
созданные комплексные бригады, которые ведут весь комплекс
работ: валку леса, обрубку сучьев, вывозку деревьев, корчевку
пней, сгребание и уничтожение лесопорубочных остатков, раскря-
жевку и разделку хлыстов и штабелевку.
Валку деревьев целесообразно вести под углом 15—45° к тре-
левочному волоку вершинами в направлении трелевки. Вначале
в ряду деревьев валят мелкие, а затем крупные. Во избежание
завалов по трассе необходимо следить, чтобы деревья не падали
друг на друга. Спиленные деревья, очищенные от сучьев, достав-
ляют на специальные свободные и удобные для подъезда площад-
ки, которые служат временным складом (хлысты деревьев уклады-
вают в штабели объемом не более чем на одну лесовозную маши-
ну), затем деловой лес вывозят за пределы строительной полосы.
Места расположения этих складов должны быть согласованы
с лесхозами. Для трелевки хлыстов на трассе (в зависимости от
сортамента леса и условий местности) применяют трелевочные
тракторы ТДТ-40, ТДТ-75, ТБ-1, ТТ-4 и др. Вслед за трелевкой
хлыстов и подборкой сучьев на полосе отвода должны быть выпол-
нены работы по корчевке пней. Пни с неглубокой корневой систе-
мой можно корчевать трактором, снабженным тросом. Для корчев-
ки пней диаметром до 30 см применяют тракторы, бульдозеры и
корчеватели-собиратели на различных тракторах мощностью до
50 л. с., а для пней диаметром более 30 см применяют тракторы
мощностью свыше 50 л. с.
Расчищают полосу трубопровода от валунов и крупных камней
бульдозерами и корчевателями-собирателями, большие валуны
дробят накладными или шпуровыми зарядами. Ямы, образованные
в результате корчевки пней и удаления валунов, должны быть
засыпаны.
Схемы временных дорог, переездов через соседние нитки трубо-
проводов составляются после тщательного обследования полосы и
прилегающей местности. Тип и конструкция временных дорог и
переездов, зависящие от грунтовых и климатических условий, тех-
нического состояния трубопроводов, параметров транспорта
и грузооборота, устанавливаются проектом производства работ.
72
При производстве ремонтно-строительных работ большой объем
планировочных работ приходится выполнять при прокладке парал-
лельных участков трубопровода. Поэтому более эффективное ис-
пользование бульдозеров при планировочных работах является
одной из важных народнохозяйственных задач.
Значительный эффект может дать применение бульдозеров
с автоматическим управлением рабочего органа. Несмотря на то,
что машины с автоматическим управлением часто требуют много
времени, связанного со сложностью настройки и регулировки, пер-
спективность внедрения этих машин в практику ремонтно-строи-
тельных работ не вызывает сомнения. Дело в том, что устройство
для автоматического управления обеспечивает определенно задан-
ное положение рабочего органа бульдозера для снятия грунта,
чаще всего стружки переменной толщины независимо от состояния
разрабатываемой поверхности и положения основания машины
(гусеничного или пневмоколесного хода). Система для автомати-
ческого управления рабочим органом бульдозера обеспечивает ста-
билизацию положения отвала, установленного под заданным углом
к разрабатываемой поверхности, улучшая тем самым планирую-
щие качества бульдозеров. Так, благодаря возможности значитель-
но сократить число проходов производительность бульдозеров,
оснащенных автоматической системой управления рабочими орга-
нами, в среднем на 20—30% выше, чем неавтоматизированных
бульдозеров. Система для автоматического управления бульдозер-
ным оборудованием получила название «Автоплан-1».
Техническая характеристика бульдозеров с автоматическим управлением
Показатели	ДЗ-54А (Д-687А)	ДЭ-18А (Д-493А)
Базовый трактор		т-юом	т-юомгп
Тип отвала 	 Раэмеры отвала, мм: длина (ширина)		Неповоротный	Поворотный
	3200	4000
высота	 Наибольший подъем отвала относительно	1200	1000
опарной поверхности гусеницы, мм . Наибольшее заглубление отвала относитель-	850	1050
но опорной поверхности гусеницы, мм	390	250
Угол установки отвала в плане, градусы Диапазон установки стабилизируемого ук-	50—60	50—60
лона, %	 Шаг ступенчатой установки стабилизируе-	+48	+48
кого уклона, %	 Диапазон плановой установки стабилизи-	8+0,9	8+0,9
руемого уклона, %	 Порог чувствительности системы «датчик-	+8,8+0,3	+8,8+0,3
блок управления», %		+0,9	+0,9
Напряжение питания (постоянный ток), В	12	12
Масса системы «Автоплан-1», кг .	.	.	150	150
На участках^ трассы, проходящей по землям, используемым
в сельском хозяйстве, предусматривают работы по рекультивации
земель на полосе отвода. Рекультивация земель на магистральном
трубопроводе заключается в снятии плодородного слоя почвы до
73
начала работ, транспортировке его к месту временного хранения
и нанесении его на восстанавливаемые земли после окончания ре-
монтно-строительных работ. При разработке проекта рекультива-
ции земель для участка магистрального трубопровода, проклады-
ваемого параллельно действующему, проектная организация
(заказчик) должна определять фактическое положение в плане,
глубину залегания и техническое состояние действующего трубо-
провода и разобрать проектные решения, обеспечивающие его со-
хранность и безопасность производства работ. При этом эксплуа-
тирующая организация до начала работ должна определить на
местности расположение оси действующего трубопровода и обоз-
начить специальными предупредительными знаками опасные ме-
ста по трассе. В период производства работ на трассе трубопровода
необходимо присутствие представителей эксплуатирующей орга-
низации (заказчика).
В проекте рекультивации земель в соответствии с условиями
предоставления земельных участков в пользование и с учетом
местных природно-климатических особенностей должны быть опре-
делены: границы угодий по трассе трубопровода, в которых необ-
ходимо проведение рекультивации; толщина снимаемого плодород-
ного слоя почвы по каждому участку, подлежащему рекультива-
ции; ширина зоны рекультивации в пределах полосы отвода; место
расположения отвала для временного хранения снятого плодород-
ного слоя почвы; способы снятия,( транспортировки и нанесения
плодородного слоя почвы; допустимое превышение нанесенного
плодородного слоя почвы под уровнем ненарушенных земель;
объемы и методы погрузки и вывозки лишнего минерального грун-
та, а также его отсылки в указанные для этого места; методы
уплотнения разрыхленного минерального грунта и плодородного
слоя почвы после засыпки трубопровода.
Работы по снятию и нанесению плодородного слоя почвы осу-
ществляют ремонтно-строительные организации; восстановление
производят силами землепользователей за счет средств, предусмот-
ренных сметой на рекультивацию, включаемой в сводную смету
по капитальному ремонту.
Таблица 3.10
Ширина зоны рекультивации, м
Диаметры трубопроводов, мм	Зоны										
	1 1 2		3	4	5	6	7	8	9	10	11
До 426 включительно	4,5	3,5	4,5	2,1	1	1,4	1,5	0,5	5,5	1	2,5
Более 426 до 720 вклю- чительно	5,2	4,8	5,2	2,5	1	1,9	1,7	0,5	6,2	1	3
Более 720 до 1020 вклю- чительно	6,2	4,8	6,2	4,5	1	3,6	2	0,5	6,2	1	3
Более 1020 до 1220 включительно	6,6	5,4	6,6 4	5,1	1	4,1	2,2	0,5	6,2	1	3,3
74
Полоса рекультивации и зона хранения плодородного слоя лоч-
вы в пределах полосы при производстве работ на магистральных
трубопроводах, зоны работы различных машин, зоны размещения
отвалов грунта траншеи трубопровода изображены на рис. 3.18,
а усредненные параметры зон — в табл. 3.10.
В теплое время года снятие плодородного слоя почвы и его
перемещение в отвал следует производить бульдозерами типа
Рис. 3.18. Схема полосы отвода при производстве работ на магистральных трубо-
проводах:
А — минимальная ширина полосы, в которой снимается плодородный слой почвы (ширина
траншеи по верху плюс 0,5 м в каждую сторону)
ДЗ-18, ДЗ-19, ДЗ-25, ДЗ-27С, продольно-поперечными ходами при
толщине слоя до 20 см и поперечными при толщине слоя более
20 см. При толщине плодородного слоя 15 см рекомендуется для
снятия и перемещения его в отвал применять автогрейдеры. Сня-
тие плодородного слоя почвы рекомендуется производить на всю
толщину, по возможности за один проход или послойно за несколь-
ко проходов. Во всех случаях нельзя допускать смешивания пло-
дородного слоя почвы с минеральным грунтом. Лишний минераль-
ный грунт, образованный в результате вытеснения объема при
укладке трубопровода в траншею, в соответствии с проектом мо-
жет быть равномерно распределен и спланирован на полосе
плодородного слоя почвы (перед нанесением последнего) либо
вывезен за пределы полосы в специально указанные для этого
места.
Вывозка лишнего минерального грунта может осуществляться
по двум схемам:
после засыпки траншеи минеральный грунт бульдозером или
автогрейдером равномерно распределяют по полосе, подлежащей
рекультивации, затем после его уплотнения срезают грунт скрепе-
рами (марки ДЗ-11, ДЗ-23 и др.) на требуемую глубину с таким
расчетом, чтобы обеспечить допускаемое превышение уровня нано-
симого плодородного слоя почвы над поверхностью ненарушенных
земель; скрепера транспортируют грунт в специально указанные
в проекте места;
минеральный грунт после разравнивания и уплотнения срезают,
перемещают бульдозером вдоль полосы и укладывают в целях
повышения эффективности его погрузки на транспорт в специаль-
75
ные бурты высотой до 1,5—2 м объемом до 150—200 м3, откуда
одноковшовым эскаватором ЭО-4123, ЭО-4121 или Э-652 (обору-
дованным ковшом с прямой лопатой или грейдером), либо одно-
ковшовым фронтальными погрузчиками ТО-10, ТО-5 его грузят
в автосамосвалы и вывозят за пределы полосы в специально ука-
занные в проекте места.
Первая схема рекомендуется при дальности вывозки грунта до
0,5 ,км, вторая — более 0,5 км.
Если по требовнию землепользователя проектом предусмотрен
вывоз также плодородного слоя почвы за пределы полосы в спе-
циальные временные отвалы (например, на особо ценных землях),
то снятие и транспортировка его на расстояние до 0,5 км должна
производиться скреперами марки ДЗ-,11 и ДЗ-23. При вывозке
грунта на расстояние ,более 0,5 км следует использовать автосамо-
свалы типа МАЗ-5ОЗБ, КрАЗ-256Б (табл. 3.11, 3.12) или другие
машины.
Таблица 3.11
Основные параметры автосамосвалов, применяемых при транспортировке грунта
Автосамосвалы	Грузоподъем- ность, т	Вместимость ковша, м3	Максималь- ный радиус поворота, м	Высота до верха борта, м 1.	Вместимость ковша экска- ватора,м3	Время манев- рирования при погрузке, мин 		 •		Время раз- грузки с ма- неврами, мин
ЗИЛ-ММЗ-555	4,5	3,1	7,8	2,14	0,35—0,5	1	1,2
MA3-503A	7	4	7,5	2,15	0,65—1,25	1,33	1,9
КрАЗ-256Б	12	8	10,5	2,59	1,25—2	2	1,9
Таблица 3.12
Число автосамосвалов в зависимости от дальности транспортировки грунта
и вместимости ковшей экскаватора
	Вместимость ковша, м3						
	0,5-0,65		0,75—0,8			1-1,5	
Расстоя-	LQ		ю ю				
иве пере- возки, км	ММ3!	503А	Л-ММЗ-1	503А	И й сч	БОЗА	ьо CD UD 04
	И	со		СО	со <	со	
	S	5	5				О,
	СП	8	СП	8		8	*
1,5 1	4	3	5	4	3	5	3
	5	4	7	5	4	7	4
2	7	6	9	7	5	9	5
3	9	7	11	9	6	И	7
4	И	9	14	11	7	13	9
5	13	11	16	13	8	15	10
6	15	13	17	16	9	17	12
7	16	14	19	18	10	20	13
8	18	16	21	20	И	23	15
9	20	17	. 23	22	12	26	17
.0	22	19	25	24	13	29	18
76
Для обеспечения эффективной погрузки плодородного слоя поч-
вы на транспорт грунт также должен сдвигаться бульдозером
в продольном направлении по полосе (в границах зоны снятия)
и укладываться в бурты высотой до 1,5—2 м и объемом до 100—
150 м3. Погрузку плодородного слоя почвы на самосвалы реко-
мендуется выполнять фронтальными погрузчиками типа ТО-Ю,
ТО-5, а также одноковшовыми экскаваторами типа ЭО-4123 или
Э-652, оборудованными ковшом с прямой лопатой или грейдером.
Работы по снятию плодородного слоя почвы в этом случае так-
же рекомендуется по возможности выполнять за один проход.
Трубопровод засыпают минеральным грунтом в любое время
года сразу же после укладки. Для этого могут быть использованы
роторные траншеезасыпатели и бульдозеры. В теплое время года
после засыпки трубопровода минеральным грунтом его уплотняют
вибрационными уплотнителями типа ДУ-14, ДУ-22А или ДУ-ЗЗА,
пневмокатками или многократными (три—пять раз) проходами гу-
сеничных тракторов. Уплотнение минерального грунта таким спо-
собом должно выполняться до заполнения трубопровода транс-
портируемым продуктом.
Плодородный слой почвы наносят только в теплое время года
(при нормальной влажности и достаточной несущей способности
грунта для прохода машин). Для этого используют бульдозеры,
работающие поперечными ходами, перемещая и разравнивая пло-
дородный слой почвы. Такой способ рекомендуется применять при
толщине плодородного слоя свыше 0,2 м. Окончательная планиров-
ка может быть выполнена продольными проходами автогрейдеров.
При необходимости транспортировки плодородного слоя почвы
к месту нанесения его из отвалов, расположенных за пределами
полосы и удаленных от нее на расстояние до 0,5 км, могут быть
использованы скреперы ДЗ-dl или ДЗ-23. При расстоянии транс-
портировки, превышающем 0,5 км, плодородный слой почвы до-
ставляют с помощью автосамосвалов с последующим разравнива-
нием его бульдозерами, работающими косопоперечными или про-
дольными ходами. Разравнивание плодородного слоя почвы может
также выполняться автогрейдерами типа ДЗ-31А, ДЗ-14А, ДЗ-14В,
оборудованными в передней части ножом-отвалом.
Земельные участки приводят в пригодное состояние в ходе ра-
бот, а при невозможности этого — не позднее, чем в течение года
после завершения работ.
Земляные работы
Земляные работы при капитальном ремонте линейной части ма-
гистральных трубопроводов выполняют в строгом соответствии с
проектной документацией, основываясь на следующих положениях:
выполнение работ с применением наиболее рациональных
средств механизации;
своевременное выполнение подготовительных работ и меропри-
ятий, обеспечивающих эффективное производство земляных ра-
бот в течение всего периода;
77
организация поточного выполнения вскрышных работ и макси-
мальное. совмещение их во времени с подъемно-очистными рабо-
тами;
соблюдение правил техники безопасности, производственной са-
нитарии и пожарной безопасности.
До начала земляных работ отсоединяют устройства электро-
химической защиты, контрольно-измерительных колонок, линейной
арматуры и др., уточняют места пересечения трубопровода по
трассе с подземными и наземными коммуникациями, которые мо-
гут быть повреждены во время вскрышных работ. Работы по
вскрытию газопровода в местах прохождения подземных комму-
никаций различного назначения, шоссейных и железных дорог
разрешается производить только после официального письменного
согласования с организациями, эксплуатирующими данное соору-
жение. К письменному согласованию должен, быть приложен план
с указанием трасс и глубин заложения коммуникаций в месте
пересечения с трубопроводом. Вскрышные работы в непосредствен-
ной близости от коммуникаций разрешается выполнять только
вручную. Если на месте производства работ обнаружены подзем-
ные коммуникации различного назначения, не значащиеся в про-
ектной документации, необходимо поставить в известность заинте-
ресованные организации и вызвать их представителей. Одновре-
менно должны быть приняты меры к защите от повреждений об-
наруженных коммуникаций и сооружений.
Засыпать траншеи в местах с подземными коммуникациями
разрешается слоями не более 0,1 м с тщательным их трамбо-
ванием.
Земляные работы при пересечении действующего электрическо-
го кабеля, а также в пределах 1,5 м от него допускается произво-
дить в присутствии технического персонала, ответственного за про-
изводство ремонтно-строительных работ, и представителя органи-
зации, эксплуатирующей кабельную линию. Работы по вскрытию
трубопровода можно начинать только после того, как будет уточ-
нено его местонахождение на местности и зафиксировано знаками
(вешками).
При прокладке участка трубопровода параллельно действую-
щему до начала работ по вскрытию необходимо провести специ-
альный инструктаж по технике безопасности со всеми работаю-
щими и запретить движение ремонтно-строительных машин и ме-
ханизмов по валику действующего трубопровода.
В тех случаях, когда необходим переезд через действующий ./
трубопровод, устраивают специальные переезды.
Грунт, вынутый из траншеи, укладывают в отвал с одной (ле?
вой) стороны траншеи, оставляя другую сторону свободной для от-
браковки труб сварочно-восстановительных и изоляционно-укла-
дочных работ. При этом край отвала грунта во избежание обвала
стенок забоя должен быть расположен на расстоянии не ближе
0,5 м от бровки траншеи. Размеры отвала определяют с учетом
первоначального разрыхления грунта.
78
Обычно разработку траншей при производстве ремонтно-строи-
тельных работ на линейной части магистральных трубопроводов
производят механизированно с применением одноковшовых и ро-
торных экскаваторов, а также специальных цепных или роторных
вскрышных экскаваторов с укороченной средней секцией.
Немаловажное значение на процесс механизированного произ-
водства земляных работ оказывают свойства грунтов, которые
меняются в зависимости от изменения влажности, температуры и
нарушения структуры грунтов.
Вид грунта по трассе участка ремонтируемого трубопровода,
его физико-механические свойства определяются, как правило, в
период разработки проектно-сметной документации лабораторным
анализом. Однако в процессе производства работ выявляется не-
обходимость определения фактического состояния грунтов для
установления их группы, которая, в свою очередь, определяет
трудность их разработки различными землеройными машинами.
Один из наиболее простых и доступных способов определения
грунтов в полевых условиях приведен в табл. 3.13. После четкого
определения состояния грунтов выбираются метод и средства раз-
работки траншеи.
Для предохранения траншей от обвалов необходимо учитывать,
что движение транспортных средств и строительных машин вбли-
зи бровки траншеи допускается на расстоянии, определяемом
призмой обрушения грунта.
Планом ремонтных работ рытье траншей предусматривается
в сроки, обеспечивающие возможно минимальный разрыв во вре-
мени между их рытьем и засыпкой.
При производстве работ в траншее устанавливаются пристав-
ные переносные лестницы для свободного и быстрого выхода ра-
ботающих из траншеи.
В котловане устраивают два выхода на его противоположных
сторонах в виде пологих откосов.
Учитывая, что при нанесении изоляции из полимерных мате-
риалов в условиях пустынь в летнее время могут появиться взду-
тия и образования воздушных пузырей между пленкой и метал-
лом, расстояние между изоляционной машиной и засыпающей
траншею техникой не должно превышать 200 м.
Методы ведения земляных работ при вскрытии трубопровода
зависят от разновидности барханов, условий прохождения тру-
бопровода и обычно регламентируются проектом производства
работ.
При вскрытии трубопровода в сыпучих подвижных барханных
песках отвалы грунта обычно размещают с подветренной стороны
траншеи.
Методы вскрытия трубопровода при производстве ремонтно-
строительных работ в основном зависят от принятой технологии
ремонта трубопровода и выполняются в соответствии с ППР. При
этом одним из основных требований к габаритам траншеи являет-
ся возможность свободного выполнения отдельных операций (зем-
79
Оценка состояния
Грунт	Ощущение при растирании грунтов на ладони руки	Характеристика грануломет- рического состава (визу- ально)	
Песчаный	Ощущение песчаной мас- сы	Видны только песча- ные частицы	
Песчано-пылеватый	На ладони оставляет мно- го пылевых частиц	Преобладание песча- ных частиц над пылева- тыми	
Супесчаный	Преобладают крупные песчаные частицы	Песчаные частицы пре- обладают над глини- стыми	
Супесчаный мелкий	Преобладают мелкие пес- чаные частицы	То же	
Пылеватый	При растирании ощуще- ние сухой муки	Песка мало, много пы- леватых частиц	
Суглинистый	Чувствуются песчаные ча- стицы, комочки раздавли- ваются легко	Ясно видно присутст- вие песчинок на фоне тонкого порошка	
Суглинисто-пылеватый	Чувствуются песчаные ча- стицы, комочки раздавлива- ются легко	Ясно видно присутст- вие песчинок на фоне тонкого порошка	
Тяжелосуглинистый	При растирании в сухом состоянии чувствуется при- сутствие песка в глинистой массе. Комочки раздавлива- ются с трудом	То же	
Глинистый	При растирании в сыром состоянии песчаных частиц не чувствуется. Комочки раздавливаются с трудом	Однородная глинистая тонкая порошкообразная масса, не содержащая частиц диаметром более 0,25 мм	
80
Таблица 3.13
грунтов
	Состояние грунта		
	сухого	влажного	способность к скатыванию в шнур
	Сыпучее	Непластичное	Отсутствует
	То же	То же	То же
	Комья легко рассыпа- ются от давления руки и при подкидывании на ладони		>
	Цементации нет	—	Трудно скатывается в шнур, который распадается на кусочки диаметром 3— 5 мм
	То же	Состояние плывунное	Шдрик при сотрясении легко растекается в лепеш- ку с выделением на поверх- ности капиллярной воды.' В шнур не скатывается
	При раздавливании требуется известное уси- лие	Пластичность и лип- кость малая	Длинного шнура не полу- чается
	При раздавливании требуется известное уси- лие	Пластичный, липкий	Длинного шнура не полу- чается, он рвется на кусоч- ки диаметрам 3 мм
	То же	Пластичный, липкий, но в большей степени	При растирании дает длинный шнур диаметром 1—2 мм. Шарики при сдав- ливании 'В лепешку треска- ются по краям
	Твердый в кусках. При ударе молотком колется на отдельные комья	Очень	пластичный, липкий и мажущий	При раскатывании дает прочный длинный шнур диаметром не менее 1 мм, легко скатывается в шарик; при сдавливании в лепешку трескается по краям
6—416
81
ляные, сварочно-восстановительные, очистные, изоляционные и
другие работы) в траншее.
Так, при механизированном выполнении ремонтных работ на
трубопроводе, поднятом на лежки в траншее, габариты траншеи
Рис. 3.19. Профиль траншеи, вскрытой специальным экскаватором
Рис. 3.20. Профиль траншеи, вскрытой одноковшовым экскаватором с двух
сторон
Рис. 3.21. Профиль траншеи,
вскрытой одноковшовым экскава-
тором сверху и с одной стороны
сбоку
должны быть достаточными для свободного перемещения по тру-
бе очистных и изоляционных машин.
При разработке траншей с вертикальными стенками без креп-
лений в грунтах с естественной влажностью и при отсутствии
грунтовых вод глубина траншей может быть не более 1 м в насы-
пях, песчаных и гравелистых грун-
тах; не более 1,25 м в супесях; не
более 1,5 м в суглинках, глинах; не
более 2 м в особо плотных не-
скальных грунтах.
В плотных связных грунтах до-
пускается отрывать траншеи с вер-
тикальными стенками без крепления
(работы роторными и траншейны-
ми экскаваторами выполняют на
глубину не более 3 м). Крутизна
откосов стенок траншей и котлова-
нов без креплений в зависимости от
рода грунта приводится в табл. 3.14.
Опыт производства капитального ремонта трубопроводов пока-
зал, что размеры траншей выбираются в зависимости от метода
ремонта трубопровода и технических средств, применяемых для
этих целей.
При глубине выемки свыше 5 м крутизна откоса устанавлива-
ется по расчету.
При ремонте трубопровода на берме траншеи принято три ме-
тода вскрытия трубопровода:
с двух сторон с применением специального вскрышного экска-
ватора; в этом случае ширина траншеи по низу трубы равна D+
4-0,8 м (рис. 3.19), где D — диаметр вскрываемого трубопровода;
с двух сторон с применением одноковшового экскаватора; ши-
82
Таблица 3.14
Характеристика откосов траншей и котлованов
Грунты	Угол между направ- лением откоса и горизон- талью, гра- дусы	Отноше- ние высо- ты откоса к его заложе- нию	Угол меж- ду направ- лением откоса и горизон- талью, градусы	Отноше- ние высо- ты откоса к его заложе- нию	Угол между направле- нием от- коса и горизон- талью, гра- дусы	Отноше- ние высо- ты откоса к его за- ложению
			при глубине выемок, м			
	до	1,5	1.5-3	|		' 3-	-5
Насыпные	56	1:0,67	45	1:1	38	1:1,25
Гравийные и пес- чаные влажные (ненасыщенные) Глинистые:	63	1:0,5	45	1:1	45	1:1
супесь	76	1:0,25	56	1:0,67	50	1:0,85
-суглинок	90	1:0	63	1:0,5	53	1:0,75
глина	90	1:0	76	1:0,25	63	1:0,5
лёссовидный сухой	90	1:0	63	1:0,5	63	1:0,5
рина траншеи по низу равна D4-2B, где В — ширина ковша
(рис. 3.20).
сверху и сбоку только с одной стороны с применением одно-
ковшового экскаватора (рис. 3.21); ширина траншеи по низу рав-
на ширине ковша экскаватора.
Естественно, наиболее технологичным методом разработки
траншеи считается применение специального вскрышного экскава-
тора. Однако в трассовых условиях не всегда удается применять
вскрышной экскаватор. Это связано с грунтовыми условиями, пре-
пятствиями по трассе и прочими условиями. Поэтому чаще всего
в ремонтно-строительных организациях для разработки траншей
применяют одноковшовые экскаваторы.
Наиболее перспективным методом вскрытия трубопровода счи-
тается метод разработки траншей сверху и с одной стороны трубы.
Для исключения дальнейших затрат по устройству постели глуби-
на траншеи разрабатывается на 20 см ниже первоначальной глу-
бины заложения с учетом осыпания оставшегося мягкого грунта,
который после подъема трубы выполняет роль мягкой подушки.
При ремонте трубопровода в траншее вскрышные работы обыч-
но выполняют двумя методами:
трубопровод вскрывается с двух сторон до его нижней обра-
зующей с применением специального вскрышного экскаватора
(см. рис. 3.19);
трубопровод вскрывается одноковшовым экскаватором с двух
сторон до нижней образующей трубы (см. рис. 3.20).
При ремонте трубопровода с прокладкой параллельной нитки
траншеи разрабатываются, как и при сооружении трубопроводов
6*	83
Таблица 3.15
00
Техническая характеристика центробежных насосов
Показатели	2К-6	Я £ С4	2К-6Б	1 ЗК-6	ЗК-ба	4К-6 1	Я CD	4К-8	га оо	6К-8	ЦНШ-40
Подача, м3/ч	10—30	10—30	10—25	ЗО—7о	30—65	65—135	65—135	70—120	70—Ю9	110—120	11—24
Полный напор, м	24—35	20—28	16—22	44—72	40—45	72—98	61—82	43-59	36—48	29—36	18—26
Частота вращения, об/мин	2900	2900	2900	2900	2900	2900	2900	2900	2900	1450	2925
Мощность электродвигателя, кВт	4,2	3,2	2,2	16	10	48	35	28	20	29	3,2
Габаритные размеры, мм: длина	278	434	398	768	608	790	630	768	608	830	420
ширина	220	220	287	ЗЮ	500	310	590	310	500	ЗЮ	285
высота	250	277	290	375	545	435	615	388	543	533	270
Масса, кг	29	35	63	92	124	117	235	102	240	152	28
Покамателн	ЦИШ-80	4НДВ	5НДВ	6НДВ	8НДВ	6НДС	12НДС	21/2-НС	4НФ	ФН9 |	8ГНФ
Производительность, м3/ч	50- ЮЗ	90—180	126—250	216—360	400— 720	216— 330	90— 1260	38—108	72— 180	252—504	432— 864
Полный напор, |М	24—38	25—97	30	42—47	32—89	65—68	51—64	6—50	10—26	20—24	29—35
Частота вращения, об/мин	2925	1450— 2925	1450	1450	960— 1450	2950	1450	1450— 2940	975— 1450	960	960
Мощность электродвигателей, кВт Габаритные размеры, мм:	12	12—79	22—37	40—70	55— 240	60—79	160— 270	32—20	5-20	36—48	95— 125
. длина	460	908	977	1030	1236	928	1430	810	1048	1317	1535
ширина	350	640	799	966	1258	725	1392	380	475	900	1000
высота	310	550	604	698	890	562	1005	425	580	770	921
Масса, «г	. 1	45	285	270	300	950	280	1180	138	240	770	1000
с применением общестроительных роторных экскаваторов. При
этом ширина траншеи по низу принимается согласно
СНиП.Ш.Д. 10—72 и должна быть не менее: ОД-ЗОО мм для тру-
бопроводов диаметром до 700 мм и 1,5Д для трубопроводов диа-
метром 700 мм и более.
При механизированной разработке траншеи ее ширина равна
ширине рабочего органа машины.
Марка и число экскаваторов определяются проектом в соот-
ветствии с диаметром трубопровода, грунтовыми и климатически-
ми условиями. При„_ремонте^трубопровода...на., обводненных участ-
ках для предохранения траншей и котлованов от затопления и
размыва поверхностными водами до начала основных работ про-
изводят осушительные работы. Осушительные работы по трассе
сводятся к устройству боковых, отводных, нагорных и дренажных
канав, которые служат для отвода поверхностных и понижения
уровня грунтовых вод. Искусственное понижение уровня грунто-
вых вод осуществляют с целью освобождения грунта от грунтовой
воды, который затем разрабатывается как грунт естественной
влажности.
В водонасыщенных грунтах вскрытие трубопровода следует
начинать с пониженных мест для спуска и откачки воды. При
значительном притоке воды такое пониженное место выносят в
сделанное для этой цели расширение траншеи, где устраивается
небольшой колодец для забора воды.
При незначительном притоке грунтовых вод применяют одно-
ступенчатые центробежные насосы (табл. 3.15). Для откачки за-
грязненной воды могут быть применены центробежные насосы
типов С-203 или С-204 с электродвигателем и подачей до 24 м3/ч
воды и насосы типов С-247, С-245, С-490 и С-665 с двигателями
внутреннего сгорания и подачей соответственно 35, 120, 120,
120 м3/ч воды.
При значительном притоке грунтовых вод целесообразно при-
менять выпускаемые отечественной промышленностью водопони-
жающие установки типов ЛИУ-2, ЛИУ-3, ЛИУ-5, ПВУ-2 произво-
дительностью соответственно 30, 60, 120 и 140 м3/ч воды.
Для откачки дождевых, талых и грунтовых вод из траншей
при сооружении магистральных трубопроводов наибольшее рас-
пространение получили передвижные водоотливные установки
(типов СВА-2, УОВ-ЗА др.). Установки смонтированы на автомо-
бильном или тракторном ходу и имеют производительность 500—
700 м3/ч, что создает условия для более эффективного их примене-
ния в трассовых условиях.
Разработка траншей с применением f
специальных, вскрышных экскаваторов (7 “J
Одним из основных требований к разработке траншей при про-
изводстве капитального ремонта линейной части является вскрытие
трубопровода до его нижней образующей без повреждения поверх-
ности трубы, а также уменьшение доли ручного труда.
85
Вскрышной экскаватор ЭВ-529, разработанный институтом
НИИтранснефть (ныне ВНИИСПТнефть) в 1962 г., является пер-
вой землеройной машиной, с помощью которой полностью исклю-
чены все работы, ранее производимые вручную. Отличительной
особенностью экскаватора является то, что экскаватор за один
проход вскрывает трубопровод до его нижней образующей (см.
рис. 3.19). В отличие от обычных землеройных машин в его кон-
струкции применен трехсекционный многоковшовый цепной рабо-
чий орган с укороченной'срсдней~секцией’"Экскаватор ’имеет спе -
циальную подвеску рабочего органа и полуавтоматическое управ-
ление рабочим органом относительно вскрываемого трубопровода.
С помощью автоматического следящего устройства поддержива-
ется необходимый зазор между ковшами средней секции и тру-
бопроводом. Боковое изменение зазора между крайними секциями
и трубопроводом фиксируется сигнальными лампами, установлен-
ными в кабине машиниста экскаватора.
Техническая характеристика вскрышного цепного экскаватора ЭВ-529
База..........................................
Профиль траншеи...............................
Глубина транеши, м............................
Ширина траншеи, м.............................
Объемная производительность, м3/ч .	.	.	.
Скорость рабочего хода, м/ч...................
Транспортные скорости.........................
Габаритные размеры в транспортном положении,
мм:
длина.........................................
ширина без транспортера...................
высота максимальная.......................
высота минимальная........................
Масса, кг ..........................  .	.	.
Тягач экскаватора ЭР-4А
Прямоугольный с откосами
До 1,9
1,5
До 280
64—120
Скорость трактора Т-100
12 200
3 100
4 400
3 900
24 909
На основе результатов испытаний вскрышного экскаватора
ЭВ-529 институт в 1964 г. разработал роторный вскрышной экска-
ватор ЭТР-377РС на базе роторного экскаватора ЭР7А. Экскава-
тор ЭТР-377РС является первой машиной с роторным рабочим
трехсекционным органом, полностью механизирующим процесс
вскрытия траншей действующих магистральных трубопроводов
(нефтепроводов, газопроводов, водопроводов и т. д.) при их ре-
монте или демонтаже (рис. 3.22). Отличительной особенностью
роторного вскрышного экскаватора от общестроительных являет-
ся то, что диаметр средней секции ротора меньше, чем боковых.
Режущая часть вогнутого ковша средней секции изготовляется
определенного радиуса в зависимости от диаметра ремонтируемого
трубопровода. Такая конструкция ротора позволяет вскрывать
трубопровод до нижней образующей за один проход ротора без
последующей ручной доработки грунта. Передняя часть рамы
рабочего органа системой шарниров и ползунов соединена с на-
весным оборудованием тягача, а при помощи гидравлического ме-
ханизма может подниматься и опускаться по направляющим, что
«6
необходимо для заглубления ротора в траншею и выхода из нее.
Задняя часть рамы рабочего органа опирается на грунт пневма-
тическими колесами, которые охватывают трубу. Эта часть рамы
также с помощью гидравли-
ческой системы может под-
ниматься и опускаться от-
носительно опарных колес,
что необходимо для управ-
ления рабочим органом по
вертикали и облегчает за-
глубление ротора ,в тран-
шею и выхода из нее.
Для снятия оставшегося
после вскрытия трубопро-
вода грунта на задней раме
экскаватора установлено
зачистное устройство, вы-
полненное в виде щита и
ножа. Щит предназначен
для зачистки дна траншеи.
Нож, шарнирно закреплен-
ный на щите, имеет вырез,
соответствующий диаметру
вскрываемой трубы, и охва-
тывает ее при работе экска-
ватора. Такая конструкция
ножа позволяет копировать
все линейные искривления
грубы и одновременно сни-
мать с нее грунт.
На общей оси с ножом
Рпс. 3.22. Вскрышной экскаватор
ЭТР 377 PC в процессе работы
закреплен специальный ры-
чаг, который при поворотах
ножа действует на сигналь-
ное устройство, определяющее положение ротора относительно оси
вскрываемого трубопровода.
Техническая характеристика роторного вскрышного экскаватора ЭТР-377РС
Тягач экскаватора ЭР-4А
Прямоугольный с откосами
До 2
1,5
64—147
Скорость трактора
Трехсекционный ротор
I—IV
База...........................
Профиль траншеи................
Глубина траншеи, м
Ширина траншеи, м
Производительность, м/ч
Транспортные скорости
Рабочее оборудование ....
Категория разрабатываемых грунтов
Габаритные
мм:
размеры в транспортном положении
длина................................................... 12	150
ширина	без	транспортера............................ 3	220
ширина	с транспортером................................... 4	400
высота................................................... 4	СЛЛ
Масса. кг..........................•	.	’	26 000
87
В связи с увеличением диаметра ремонтируемых трубопрово-
дов разработан и освоен роторный вскрышной экскаватор ЭТР-
720РС (для трубопроводов диаметром 720 мм). Экскаватор
ЭТР-720РС представляет собой самоходную землеройную машину
непрерывного действия на гусеничном ходу, в качестве базы ко-
торого принят без изменения тягач экскаватора ЭР7А, серийно
выпускаемый в нашей стране. Экскаватор состоит из двух основ-
ных частей: тягача и рабочего органа, шарнирно соединенных
между собой в вертикальной плоскости. На экскаваторе
ЭТР-720РС применен рабочий орган оригинальной конструкции,
который представляет собой два ротора, установленных на раме
рабочего органа. На раме между роторами смонтирован отваль-
ный нож, состоящий из ножа и приваренных к нему открылков,
образующих плуг. С помощью роторов рабочего органа разраба-
тывается траншея до нижней образующей трубы, одновременно
ножом разрезается грунт над трубой и разваливается на обе сто-
роны в ковши роторов, затем грунт поднимается вверх и ссыпается
на транспортер. Независимая установка роторов рабочего органа
и привод каждого из них от отдельных полувалов позволяет
вскрывать трубопроводы различных диаметров одним и тем же
рабочим органом.
Установленный на экскаваторе ЭТР-720РС транспортер состо-
ит из горизонтальной и навесной частей. Грунт, попадая на на-
весную часть транспортера, выбрасывается под большим углом
наклона, создавая брусвер. По желанию можно изменить угол на-
клона, а следовательно, и дальность отбрасывания грунта.
Техническая характеристика роторного вскрышного экскаватора ЭТР-720РС
Профиль траншеи ..........................
Глубина траншеи, .........................
Ширина траншеи, м.........................
Производительность, м3/ч..................
Транспортные скорости, км/ч:
передний ход...................
задний ход ............................
Рабочий орган.............................
Габаритные размеры в транспортном положении:
длина, мм.............................
ширина с транспортером в рабочем положе-
нии мм ................................
ширина с опущенными транспортерами, мм
высота, мм.............................
Масса, кг.................................
В настоящее время ведутся исследования по созданию и осво-
ению вскрышных экскаваторов для труб диаметром 1020 мм и
более.
Вскрытие трубопровода одноковшовыми экскаваторами
Для вскрытия участков трубопровода, подлежащих ремонту,
чаще всего применяют одноковшовые экскаваторы. Основными
Прямоугольный с откосами
До 2
2
470
Тракторные
1,42—6,12
1,63—4,6
Два ротора с отвальным
ножом
12 650
5 240
3 600
4 400
36
условиями использования одноковшовых экскаваторов являются
отсутствие в оснащении комплексного участка или нецелесообраз-
ность использования по своим техническим возможностям специ-
альных вскрышных экскаваторов.
Одноковшовые экскаваторы обычно классифицируются:
по области применения — строительные, предназначенные для
выполнения различных видов земляных работ при строительстве;
карьерные, предназначенные для разработки горных пород и тя-
желых грунтов в карьерах (ЭКГ-4 и ЭКГ-8); вскрышные, исполь-
зуемые при вскрышных работах в горнорудной промышленности
(ЭВГ-6); шагающие, служащие для отсыпки разрабатываемого
грунта на значительные расстояния (ЭШ-6/40, ЭШ-14/75);
по роду силовой установки — с двигателем внутреннего сгора-
ния, электрические и дизельэлектрические;
в зависимости от механизма управления — механические, гид-
равлические и пневматические;
по рабочему оборудованию — прямая и обратная лопата, драг-
лайн, грейфер, струг и засыпатель.
При строительстве и ремонте магистральных трубопроводов
часто применяют одноковшовые экскаваторы (строительные), обо-
рудованные прямой и обратной лопатой, а также драглайном
(табл. 3.16). Одноковшовые экскаваторы, оборудованные прямой
лопатой, используют для разработки грунтов, расположенных вы-
ше уровня стоянки экскаватора. Экскаваторы, оборудованные об-
ратной лопатой, применяют для разработки грунтов, распо-
ложенных ниже уровня стоянки экскаватора (отрывка траншей
и небольших котлованов). Для разработки грунтов, также распо-
ложенных ниже уровня стоянки экскаватора, преимущественно
при возведении насыпей, для углубления рек и каналов применя-
ют одноковшовые экскаваторы с драглайном.
Разработка траншей (в зависимости от их ширины) одноков-
шовым экскаватором, оборудованным обратной лопатой, произво-
дится с перемещением экскаватора вдоль траншеи, зигзагом и
поперек. При этом длина рабочего передвижения экскаватора оп-
ределяется из выражения
— fy»
где /?р и —максимальный и минимальный радиусы резания на
уровне дна траншеи.
Длина рабочего передвижения экскаватора (в зависимости от
марки), оборудованного обратной лопатой, составляет 1,5—2,5 м,
а драглайном — 2—5 м.
Учитывая, что поточное выполнение отдельных видов работ
является основой производства капитального ремонта магистраль-
ных трубопроводов, очень важно знать вместимость ковша экска-
ватора.
Согласно ГОСТ 17257—71 «Экскаваторы одноковшовые универ-
сальные. Методы измерений емкости ковша» в основу расчета вме-
89
Техническая характеристика
Показатели	ЭО-2621 (Э-2515)	ЭО-3311 (Э-302) 1		ЭО-ЗШБ (Э-3025)	ЭО-3111А (Э-ЗОЗА) Э-3111В (Э-ЗОЗБ)	ЭО-32ПВ (Э-304Б)	ЭО-3322А 		
Вместимость ков- ша обратной ло- паты, м3	0,25	0,3	0,4	0,4	о,4	0,4 0,5	
Ходовое оборудо- вание	Пневмо- колесное	Специаль- ное агре- гатное шасси	Пневмо- колесное	Гусеничное		Пневмо- колесное	
Управление экска- ватором Обратная лопата, мм:	Гидрав- личес- кое	Пневма- тическое	Пг	евматичес!	<ое	Гидрав-	
длина стрелы	2300	4900	—-	—	—	—	
радиус реза- ния	5000	7800	—	—	—	—	
глубина копа- ния траншей Драглайн, мм:	3000	4000	4000	4000	4200	5000 4200	
длина стрелы	—	—	10 500	10 500	10 500	—	
радиус реза- ния	—	—	12 700	11 100	12 700	—	
глубина реза- ния при бо- ковом про- ходе	—	—	5 300	5 300	5300	—	
глубина реза- ния при осе- вом проходе	—	—	—	—	—	—	
радиус выгруз- ки	—	—	10 000	10 000	10 000	—	
высота выгруз- ки	—	—	6300	6060	6 300	—	
Двигатель	ЮМЗ-6Л/6М	Д-48Л	Д-48ЛС	Д-48Л	Д-48Л	СМД-14	
Удельное давление на грунт, кгс/см2	—	5,5	—	0,7	о,6	—	
Масса экскавато- ра, т	5,7	И	11,7	10,8	12,3	14,8	
Завод-изготовитель	Саранский экскаватор- ный завод Киевский завод «Красный экскаватор»				Калининский и Ленинградский экскаваторные заводы		
90
Таблица 3.16
одноковшовых экскаваторов
	30-4321	ЭО-4122 Э-5015 Э-5015А	тэ-зм торфяной ..		(ЭО-4111А (Э-652А) ЭО-4ШБ (Э-652Б)	Э 4121	КБ-3120	ЭО-6112Б (Э-1252Б)	ssis-oe	ЭО-6121
	0,4 0,65	0,5	0,5	0,65	0,65 1	1 1,25 1,4	1,4	1,6	1,6
	Пневмо- колесное	Гусенич- ное	—		Гусеничное				
	лическое				Ги	дравлическ	ое		
	2930	—	5500					—	7 800 И 600	3700	4400
	5500 6700 4000	4500	3500	5600	5800	6800	6 000	6210	7300
	—	—	—	10 000	—	—	12 500	. —	—
	—	—	—	10 200	—	—	—	—	—
	—	—	—	3 800	—	—	—	—	—
	—	—	—	—	—	—	7500	—	—
	—	—	—	8 300	—	—	6500	—	—
	—	—	3300	5 500	—	—	—	—	—
	СМД-15Н	СМД-14 0,35	СМД-14Б 0,18	кдм-юо 0,79	А01М 0,65	А01М 0,75	АМ-03	Д-38 0,82	—
	18,25	12,25	17	21,2	20,9	26,5	40,9	36	55,2
	Ленин- градский экскава- торный завод	Киевский завод «Красный экскава- тор»	Ивановский завод тор- фяного машино- строения	Ковровск ваторнь	ий экска- й завод	Опытный завод внии- стройдор- маш Москов- ская об- ласть	Вор экск	онежск аваторь завод	1ЫЙ
91
стимости ковша любой формы и любого вида (прямая и обратная
лопаты, драглайн) положена зависимость
q=FBQP,
где F — площадь осевого сечения ковша; Вср— средняя ширина
ковша.
Для ковша обратной лопаты
7?=0,5(Л + /)Я—0,21В2,
где L и I — ширина боковых стенок ковша соответственно в ниж-
ней и верхней части; В — ширина задней стенки; Н — общая вы-
сота ковша.
Для ковша драглайна ,
F = [L — 0,07 (H + h)]
где L — общая длина ковша; Н и h — высота ковша соответст-
венно в передней и задней части.
Как показал опыт ремонта магистральных трубопроводов, для
.синхронизации выполнения отдельных видов работ при выборе не-
обходимого числа механизмов в расчет должны принимать их
эксплуатационную производительность. Так, эксплуатационная
производительность одноковшовых экскаваторов определяется по
следующей формуле:
3600?КнКн
— /цКр
где q — номинальная производительность; Кн — коэффициент на-
полнения ковша; Ки — коэффициент использования экскаватора
за рассматриваемый период; /ц— продолжительность цикла рабо-
ты экскаватора в данном забое; Кр — коэффициент разрыхления
грунта.
При выборе схемы работы одноковшовых экскаваторов, разра-
батывающих траншеи, необходимо соблюдать следующие требо-
вания: разработка забоя должна вестись при наименьших углах
поворота стрелы и совмещении операций поворота с подъемом п
опусканием ковша. При этом экскаватор следует устанавливать
от края забоя на расстоянии, обеспечивающем безопасную работу
машины. Для экскаваторов драглайн с ковшом вместимостью
0,5—0,65 м3 расстояние от бровки траншеи до оси движения экс-
каватора (при боковой разработке) должно составлять не менее
2,5—3 м. На неустойчивых слабых грунтах под ходовую часть экс-
каватора необходимо подкладывать деревянные елани. На участ-
ках с высоким уровнем стояния грунтовых вод разработку тран-
шей одноковшовыми экскаваторами начинают с более низких
мест для обеспечения стока воды и осушения лежащих выше уча-
стков.
92
Вскрытие трубопровода роторными экскаваторами
Роторные экскаваторы наиболее целесообразно применять при
прокладке лупинга (при прокладке параллельной нитки), а также
при ремонте трассы, где нарушена проектная глубина заложения
трубопровода. На таких участках после подъема вскрытого участ-
ка ремонтируемого трубопровода траншею засыпают и вновь раз-
рабатывают по оси старой траншеи на проектную глубину. Эти
работы выполняют с применением роторных экскаваторов непо-
средственно перед производством изоляционно-укладочных работ
на участке.
Роторные экскаваторы являются машинами непрерывного дей-
ствия.
Роторные экскаваторы подбираются в зависимости от диаметра
ремонтируемого трубопровода. При этом за основу принимаются
глубина копания и ширина по дну траншеи. Исходя из технических
показателей экскаватора (табл. 3.17), а также в соответствии с
допусками ио диаметрам трубопровода (согласно СНиП III. Д-
10—72) принимают марку экскаватора.
При работе роторного экскаватора траншея разрабатывается
на полный профиль за один проход рабочего органа.
Необходимо иметь в виду, что обычно роторные экскаваторы
отрывают траншеи прямоугольного профиля. В тех случаях, ког-
да ремонт производится на участках с малоустойчивыми грунта-
ми, с целью обеспечения устойчивости стенок роторные экскавато-
ры оборудуются специальными откосниками, которые позволяют
разрабатывать выемки с откосами.
Производительность роторного траншейного экскаватора опре-
деляется возможной производительностью его рабочего органа,
коэффициентом наполнения ковшей, мощностью установленного
на нем двигателя
П  6O?KZK«feH
где qVv— вместимость ковша; zK — число ковшей; п— частота вра-
щения ротора; &н — коэффициент наполнения ковшей (для I ка-
тегории грунта йн= 0,9-4-1,2; для 11-0,84-1,1; для 111-0,754-1;
для IV — 0,74-0,9);	— коэффициент разрыхления грунта
(табл. 3.18).
Значения йн ориентировочные, так как зависят не только от
категории грунтов, но и от режима работы экскаватора (скорости
его перемещения), а также конструкции его рабочего органа.
Засыпка трубопровода
Отремонтированный участок трубопровода (после проверки ка-
чества изоляции и составления акта на скрытые работы) для пре-
дохранения от механических повреждений и температурных влия-
ний засыпается. Засыпку трубопровода с образованием валика при
93
Техническая характеристика
Показатели	ЭТР-162	1 ЭТР-224	ЭТР-223	ЭР-7Т	ЭР-7АМ
База экскаватора	ДТ-75С2	Т-1301Г	Т-1301Г	т-юом	т-юом
Профиль отрывае-	Прямо-	Прямоуголь-	Прямоуголь-	Прямо-	Прямоуголь-
мой траншеи	угольный	ный с отко- сами 1:0,32	ный с отко- сами 1:0,32	угольный с отко- сами 1:0,3	ный с отко- сами 1:0,3
Глубина траншеи,	1,6	2,2	2,2	2,2	2
м Ширина траншеи,	0,8	0,85	1,5	1,7	1,2
U Производитель- ность, м3/ч	300	600	650	500	500
Скорость рабочего хода, м/ч	0—253	10—300	^10—300	14—140	31—310
Мощность, л. с.	75	160	160	108	108
Среднее удельное давление	на грунт, кгс/см2	0,80	0,7	0,7	0,55	0,5
Завод-изготови- тель	Харьковский экскаватор- ный завод	МЭМЗ, Брянски? завод ирригационных машин			
необходимости обычно выполняют бульдозерами, траншеезасыпа-
телями или одноковшовыми экскаваторами. Засыпку трубопровода
бульдозерами выполняют в зависимости от конкретных условий
местности следующими способами: прямолинейными, косопопереч-
ными параллельными, косоперекрестными и комбинированными
проходами (рис. 3.23). При достаточной ширине полосы отвода
отремонтированный и уложенный в траншею трубопровод засыпа-
ют прямолинейными проходами, т. е. отвал грунта перемещают
поперек оси траншеи. При недостаточной ширине полосы отвода,
а также в стесненных условиях наиболее рационально засыпать
траншеи косопоперечными параллельными и косоперекрестными
проходами бульдозеров. При этих способах засыпки бульдозер пе-
ремещается под углом 45—60° к оси траншеи. При наличии го-
ризонтальных кривых на трубопроводе вначале засыпают криво-
линейный участок, а затем остальную часть, причем засыпку кри-
волинейного участка следует начинать от середины его в обе
стороны. На участках местности с вертикальными кривыми трубо-
провода (оврагах, балках, суходолах и т. п.) засыпка ведется с
двух сторон понижения — сверху вниз. Засыпку захлестов на от-
ремонтированных участках трубопровода выполняют таким обра-
94
Таблица 3.17
роторных экскаваторов
	ЭР-7Е	ЭР-7П	ЭТР-231	ЭТР-253	БТМ-ТМГ	ЭТР-254
	Т-100М	Т-100М	Дизель- электриче- ский тягач	ДЭТ-250М	Дизель-А-401	Специаль- ный тягач
	Прямоугольный с откосами 1:0,3	Прямоуголь- ный с отко- сами 1:0,3	Прямоуголь- ный с отко- сами 1:0,3	Прямоуголь- ный с отко- сами 1:0,46	Прямоуголь- ный трапе- цеидальный	Прямоуголь- ный с отко- сами от 1:0,27 до 1:0,58
	1,8	2,2	2,3	2,5	1,5	2,5
	1,4	0,85—1,1	1,8	1,8; 2,1	0,5	1,8—3,8
	500	450	800	1200	120	1200
	31—310	31—310	38—224	0—280	265—1120	20—509
	108	108	250	300	415	300
	0,5	0,5	0,65	0,9	0,77	0,67
	МЭМЗ и Бряи ирригационн	ский завод ых машин	МЭМЗ	Брянский завод дорожных машин	Дмитровский экскаватор- ный завод	МЭМЗ
зом, чтобы перемещение бульдозера, а следовательно, и направ-
ление отсыпки осуществлялось с двух сторон к границам разрыва,
необходимого для монтажа трубопровода.
На участках горной местности засыпку трубопровода грунтом,
уложенным на полосу производства работ, осуществляют бульдо-
Т а б лиц а 3.18
Коэффициент разрыхления грунта
Категория (группа)	Грунты	Разрыхление	
		первоначальное	остаточное
I	Песок — супесок	1,08—1,17	1,01—1,02
	Растительный грунт и торф	1,2—1,3	1,03—1,04
II	Лёссовидный суглинок, рыхлый,	1,14—1,28	1,02—1,05
	влажный лёсс, гравий до 15 мм		
III	Ломовая глина, суглинок со щебнем	1,26—1,32	1,06—1,09
IV	Отвердевший лёсс, мягкий мергель	1,33—1,37	1,11—1,15
V	Крепкий мергель, мягкий трещинова-	1,3-1,45	1,1—1,2
	тый скалистый грунт		
VI	Разборная скала и руда	1,4—1,5	1,2-1,3
95
зерами или траншеезасыпателями. Если грунт расположен у по-
дошвы склона, траншею обычно засыпают одноковшовыми экска-
ваторами. Засыпка траншеи на уклонах выполняется бульдозера-
ми вдоль или под углом к траншее.
Для засыпки отремонтированных участков трубопровода наи-
более эффективным средством является применение роторных
траншеезасыпателей. Особенно целесообразно применять транше-
езасыпатели при засыпке отремонтированных участков трубопро-
вода, уложенных параллельно действующим ниткам трубопрово-
дов, как газопровод Бухара — Урал, нефтепровод Туймазы—
Омск — Новосибирск, когда наезды на действующие трубопрово-
ды, уложенные параллельно ремонтируемым, не желательны с
точки зрения техники безопасности. Это достигается сокращением
полосы отчуждения, так как машина передвигается по отвалу
грунта засыпаемой траншеи.
Роторные траншеезасыпатели типа ТР-2А имеют преимущество
перед бульдозерами и одноковшовыми экскаваторами, используе-
мыми для этих целей. Траншеезасыпатели имеют значительную
производительность перед циклично работающими бульдозерами,
при этом улучшается качество засыпки, так как засыпают раз-
рыхленным грунтом.
Техническая характеристика траншеезасыпатели ТР-2А
База..........................................
Двигатель:
тип...........................................
мощность, л. с............................
Частота вращения вала, об/мин.................
Ширина захвата рабочего механизма, мм:
с откосниками.................................
без откосников ...........................
Скорость передвижения (рабочая), м/ч .
Транспортная скорость.........................
Производительность расчетная (максимальная)
Трактор Т-100М измененной
конструкции
Д-108
108
1070
5000
2480
60, 95, 113, 146, 162, 235,
280, 401
Скорость трактора Т-100М
96
при работе на талых грунтах, м’/ч ....
Удельное давление на грунт, кгс/см2:
при работе (максимальное)..................
,в транспортном положении..................
Рабочий орган..................................
Диаметр ротора (по кромкам зубьев), мм
Скорость резания, м/с..........................
Транспортер:
тип............................................
ширина ленты, мм...........................
скорость движения ленты, м/с .	.	.	.
Гусеничный ход .	.....................
Размеры, мм:
длина (с откосниками в транспортном поло-
жении) ...................................
ширина (по откосникам, максимальная) .
высота......................................
Масса, кг......................................
650
1.41
1,08
Роторный, (ВОСЬМНКОВШОВЫЙ
1900
1,44
Ленточный
800
4,7
Тракторный, удлиненный,
вперед до восьми опорных
катков
7 720
6 100
3040
21200
В трассовых условиях для предохранения изоляционного по-
крытия трубопровода от повреждения при укладке о неровности,
имеющиеся на дне траншеи, необходимо устраивать (восстано-
вить) постель из мягкого грунта толщиной 0,1—0,15 м. Если на
участке трассы трубопровода нет подходящих по гранулометриче-
скому составу грунтов, а также если трасса проходит по крутым
склонам, где отсыпанный грунт скатывается, то для устройства
постели используют мешки, заполненные мягким грунтом или пес-
ком и уложенные на дно траншеи на расстоянии 2—5 м один от
другого (в зависимости от диаметра трубопровода). Если устрой-
ство постели из мягкого грунта связано со значительными труд-
ностями и с выполнением больших земляных работ, то трубопро-
воды покрывают сплошной футеровкой из деревянных реек или
соломенных матов. Уложенный трубопровод необходимо присы-
пать мягким грунтом на высоту 20 см (выше верхней образую-
щей). Устройство постели на дне траншеи и присыпка трубопро-
вода, а также окончательная засыпка его на крупных склонах
выполняют с применением мер против оползания грунта и размы-
ва его ливневыми водами. В трассовых условиях не всегда удается
покрыть многокилометровый трубопровод сплошной футеровкой.
Поэтому в практике капитального ремонта трубопроводов при за-
сыпке траншеи с целью предохранения изоляционного покрытия
от механических повреждений используют резиновый ковер, кото-
рый кладут сверху трубы и покрывают ’/+ часть периметра трубы.
По мере засыпки резиновый ковер длиною 4—5 м перемещают по
трубе с помощью бульдозера или трактора.
Закрепление песков
Для повышения надежности эксплуатации магистральных тру-
бопроводов, расположенных в подвижных песках, требуется за-
крепление от выдувания песчаной поверхности различными фик-
7—416	97
сирующими веществами. Исследованием вопросов закрепления
песков занимается институт пустынь АН ТССР. Одним из спосо-
бов закрепления подвижных песков является использование меха-
нических защит. Для защиты линейных объектов, а также с целью
предотвращения дефляции песчаных сооружений используются
стоячие рядовые полускрытые и устилочные защиты. При устрой-
стве стоячих полускрытых механических защит используются верб-
люжья колючка, а устилочных — прямостебельная пойменная рас-
тительность (камыш и др.). Ориентировка рядов механических
защит независимо от их типа должна быть повсеместно парал-
лельна формам рельефа, а расстояние между ними не более 3 м.
Механические защиты устанавливаются на протяжении всего на-
ветренного склона барханов.
Основным способом длительного закрепления песков являют-
ся искусственные посадки вдоль защищаемой полосы засухоустой-
чивых растений. Для этих целей обычно используются саксаул,
черкез Палецкого и Рихтера, кандымы.
Механические защиты барханных песков культуры саксаула и
черкеза создают путем посева смеси семян без заделки или по-
садки сеянцев, а на полого-волнистых песках вдоль коллектора
разбросным или строчным посевом с заделкой семян. Культуры
кандыма создаются посадкой черенков, сеянцы и черенки выса-
живаются с наветренных сторон.
Для приостанавливания движения песков в период прораста-
ния семян и укрепления корневой системы создают корки на по-
верхности обработкой ее различными составами;
битумной эмульсией, в результате чего получается пористая
корка, обеспечивающая проникновение в песок дождевой влаги, а
также прорастание побегов из семян;
местными природными материалами, например, полив песков
растворами извести, получаемыми из известняков, пригодных для
обжига;
синтетическими продуктами — отходами нефтяной промышлен-
ности (например, инденоалкильной смолой, значительно увеличи-
вающей связность частиц песка и пылевых грунтов);
жидким нерозином, получаемым из отходов горносланцевой
промышленности..
Закрепление песков по трассе магистральных трубопроводов в
первые годы выполнялось устройством механических защит раз-
личных типов и конструкций с посевом и посадкой засухоустой-
чивых растений. Из-за трудоемкости установки этих защит рабо-
ты продвигались медленно и вскоре были прекращены. Нужны
были более эффективные методы закрепления подвижных песков.
Наиболее перспективны в этом случае, очевидно, химические пре-
параты, обладающие склеивающими свойствами. В качестве та-
кого препарата в производственных масштабах был испытан нэ-
розин, предложенный эстонскими учеными. Для механизации про-
цесса нанесения нерозина использовали прицепной битумовоз
БКП-1 производства Курганского завода дорожных машин вме-
98
стимостью 4000 л, автономный двигатель Д-21, обеспечивающий
работу шестеренчатого насоса подачей до 1500 л/мин. Рабочее
давление, создаваемое насосом, до 17 кгс/см2. В условиях бугри-
стого рельефа битумовоз буксируется трактором С-100. Было из-
готовлено опрыскивающее устройство, позволяющее обрабатывать
полосу шириной до 17 м за один
заход и при заданном расходе
химиката.
Устройство представляет со-
бой дугообразную трубу 3 (рис.
3.24) прямоугольного сечения с
просверленными отверстиями 2
на внешней стороне изгиба. Для
его изготовления из листового
железа толщиной 2,5—3 мм вы-
резают четыре полоски. Первую
и вторую полоски шириной 4—
5 см вырезают по кругу радиу-
сом 40—50 см и длиной не более
*4 окружности. Длина третьей и
четвертой полосок такая же, ши-
рина 2 см; они имеют прямоли-
нейную форму. На одной из них
просверливают около ста отвер-
стий диаметром 1,6—2 мм. Рас-
положение отверстий относитель-
но друг друга задается в зави-
симости от распределения хими-
ката по ширине обрабатываемой
полосы. При равномерном рас-
пределении химиката расположе-
ние отверстий к центру постепен-
но становится более частым,
максимум на 30%. Подготовленная таким образом третья полоска
методом накладки торцовой частью приваривается к внешнему
изгибу первой и второй полосок, строго повторяя их очертания.
Четвертая полоска приваривается с внутренней стороны изгиба к
первой и второй полоскам.
Дугообразная труба 3 имеет прямоугольное сечение и откры-
тые концы, которые заглушают съемными пробками 1. В центре
первой и второй полоски вырезают отверстие, над которым при-
варивают патрубок 4 длиной 5—10 см и диаметром 2,5 см. Колено-
образный переходник 6 с помощью муфты 5 присоединяют к пат-
рубку. Другой конец переходника таким же способом присоеди-
няют к трубе 7, подводящей жидкость из емкости 9.
Агрегат работает следующим образом. На тракторе-тягаче
включается требуемая передача и одновременно включается дви-
гатель БКП-1 на нагнетание, после чего агрегат трогается с ме-
ста. Жидкость под давлением 5—7 кгс/см2 подается насосом из
7*	99
I
Рис. 3.24. Агрегат для нанесения нэ-
розина с распиливающим устройст-
вом
емкости в распылитель, из которого распыляется в виде веера и
на расстоянии 10—12 м оседает на поверхности песков. Поворотом
распылителя в вертикальной плоскости с помощью горизонталь-
ной муфты можно регулировать ширину обрабатываемой полосы
и дозировку химиката в широких пределах. Максимальная шири-
на 13—17 м, доза нэрозина 2—10 т/га (при однократном его вне-
сении). Дозировка химиката может регулироваться также скоро-
стью движения агрегата и переливной трубой 8 диаметром не ме-
нее 2,5 см с краном. Эта труба уменьшает нагрузку двигателя
путем отвода излишков химиката от выходного патрубка через
загрузочный люк обратно в емкость. С помощью вертикальной
муфты 5 осуществляется регулировка веера распыления в горизон-
тальной плоскости, тем самым охватывая труднопроходимые ме-
ста.
Незначительный размер распылителя, небольшой вынос его в
сторону (до 4 м) и наличие подводящей трубы обеспечивают хоро-
шее маневрирование буксирующего агрегата в условиях бугристо-
барханного рельефа. Кроме того, отсутствие необходимости двусто-
роннего прохода агрегата вдоль обрабатываемого объекта позво-
ляет легче приспособить направление движения его к направле-
нию ветра.
Производство работ в условиях бугристо-барханного рельефа
показало, что при тракторной тяге (трактор (Т-100) и расходе
химиката от 4 до 6 т/га, при бесперебойной доставке химиката,
производительность агрегата составляет 12—15 га за смену. Аг-
регат прошел производственные испытания и применяется на га-
зопроводах Бухара—Урал и Средняя Азия—Центр.
Перед нанесением нэрозина оголенные отрезки трубопровода
засыпаются песком. Обваловку оголенных трубопроводов целесо-
образно проводить зимой, когда песок влажный и уплотняется бы-
стрее. В случае обваловки в летне-осенний период для уплотнения
насыпного вала необходимо сглаживать поверхность вала и его
откосов ножом бульдозера при обратном ходе, а наносить нэрозин
следует через 3—4 дня после выравнивания ветром ребристой по-
верхности. Во всех случаях обваловку следует производить с уст-
ройством откосов не более 10—15° при мощности насыпного вала
над центром трубопровода не менее 70 см. При меньшей мощно-
сти песок над трубопроводом становится рыхлым и при незначи-
тельном повреждении нэрозиновой корки легко сносится ветром
с гладкой поверхности трубы.
Контроль качества и приемка земляных работ
Контроль качества земляных работ должен заключаться в сис-
тематическом наблюдении и проверке соответствия выполняемых
работ проектной документации, требованиям СНиПов III.8—76,
III-Д. 10—72. В процессе работ по планировке трассы, вскрытию
трубопровода, устройству насыпей, постели, засыпки отремонти-
рованного участка генподрядчик постоянно ведет контроль и про-
100
веряет отметки планируемой полосы, дна траншей и гребней на-
сыпей; размеры и крутизну откосов траншей и насыпей; соответ-
ствие грунтов траншей проекту; степень уплотнения грунта при
возведении насыпей и засыпке траншей (на плодородных полив-
ных землях); качество выполнения водопропускных сооружений.
Перед засыпкой траншей после укладки трубопровода кроме
технического контроля за качеством работ должны быть состав-
лены промежуточные акты на скрытые работы (если таковые име-
ются). При фиксировании скрытых работ устанавливают их объем
и качество выполнения, а также соответствие проекту и действую-
щим строительным правилам.
Контроль качества земляных работ ведется силами ремонтно-
строительной организации и представителями технического над-
зора. Приемка законченных земляных сооружений осуществляет-
ся при сдаче в эксплуатацию всего магистрального трубопровода.
Приемку трубопроводов осуществляет специальная государствен-
ная комиссия с соблюдением общих правил СНиПов Ш.З—76 и
1П-Д.10—72.
При сдаче законченных объектов ремонтно-строительная орга-
низация (генеральный подрядчик) обязана передать заказчику
всю техническую документацию. Правильность устройства основа-
ния под газопровод и укладка его (дно траншеи по длине, глуби-
на заложения, опирание газопровода по всей длине, качество от-
сыпки постели из мягкого грунта и т. д.) должны проверяться
ремонтно-строительной организацией и заказчиком на основании
геодезического контроля до засыпки отремонтированного участка
грунтом с составлением соответствующего акта.
ПОДЪЕМНО-ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ
Работы по подъему и укладке трубопровода во избежание по-
вреждения производятся в строгом соответствии с принятой тех-
нологией и в присутствии технического персонала, ответственного
за производство работ. При капитальном ремонте линейной части
магистральных трубопроводов подъемно-очистные работы вклю-
чают в себя: подъем вскрытого участка трубопровода и насадка
очистной машины; очистка его от старой изоляции и визуальный
осмотр трубы; укладка на лежки и отбраковка труб для производ-
ства сварочно-восстановительных работ.
При поточной организации капитального ремонта трубопрово-
да, когда не требуется восстанавливать стенку трубопровода, ра-
боты выполняются одним механизированным подъемно-укладоч-
ным потоком. А при частичной замене участков трубопровода или
восстановлении стенок трубы работы выполняются двумя звень-
ями: подъемно-очистными и изоляционно-укладочными.
Одну из трудоемких операций — работы по очистке поверхно-
сти трубопровода при ремонте проводят в два этапа; предвари-
тельный— при подъеме трубопровода, окончательный —после вы-
полнения сварочно-восстановительных работ.
101
Согласно «Правил технической эксплуатации магистральных
газопроводов» производство ремонтных работ на газопроводах
допускается только на отключенном участке, поэтому после оста-
новки транспортировки газа участок трубопровода вырезают с
двух сторон, в начале участка и в конце, для безопасного произ-
рос. 125 Вскрытый газопровод
Рис. 3.26. Газопровод, уложенный
на лежки
водства отдельных видов работ. Вырезка участка по концам осу-
ществляется при строгом соблюдении правил техники безопасно-
сти согласно «Типовой инструкции на производство огневых работ
на действующих магистральных газопроводах, газосборных сетях
газовых промыслов и станций подземного хранения газа, транс-
портирующих природный и попутный газы».
К подъемно-очистным работам приступают только после вскры-
тия газопровода (рис. 3.25). Газопровод с помощью подъемных
механизмов приподнимают и на него насаживают очистную маши-
ну для снятия с поверхности газопровода старой изоляции и про-
дуктов коррозии. После очистки приподнятый на берму газопро-
вод укладывают на лежки (рис. 3.26). Расстояние между лежками,
как и между подъемными механизмами, определяется механиче-
ским расчетом. При этом высота лежек должна быть достаточной
для осмотра трубопровода со всех сторон (по всему периметру).
После выполнения этих работ приступает к работе комиссия
по отбраковке труб на ремонтируемом участке. Производство
подъемно-очистных работ на нефтепроводах имеет свои особенно-
сти.. После вскрытия нефтепровода до нижней образующей одним
из существующих методов трубопровод очищают от остатков грун-
та. Освобожденный от грунта трубопровод подвергается тщатель-
ному осмотру. В зависимости от состояния осматриваемого участка
комиссия принимает решение по методу восстановления стенки
трубы.
102
Ремонтно-строительный участок на месте предстоящего ремон
та нефтепровода имеет кроме заготовленных материалов, инстру
мента и механизмов еще и хомуты соответствующих диаметров
прокладочные материалы, сварные муфты и электросварочный аг
регат, позволяющие быстро устранить повреждения трубопровода
В связи с тем, что подъем
/ нефтепровода производят	со
“снижением давления до 20
кгс/см2, эта операция требует
— особой подготовки. В частности,
производится постоянный конт-
, роль за давлением (по маномет-
рам) на ремонтируемом участке,
дежурство специально выделен-
ных людей, готовых, в случае
повреждения трубы, немедленно
отключить поднимаемый участок.
О дате проведения подъемных
операций сообщают отделу экс-
плуатации, так как эта операция
(вследствие снижения давления)
влияет на выполнение плана пе-
рекачки. Естественно, что наме-
ченный подъем нефтепровода не-
обходимо выполнять точно в ус-
тановленные сроки. При подъеме
нефтепровода места захвата тру-
бы подъемными механизмами
Должны находиться на расстоя-
нии от сварных швов не менее
4 м. Подъем осуществляется
плавно по команде, без рывков.
Трубоукладчики, участвующие в
Рпс. 3.27. Трубопровод, закрепленный
якорями
технологическом процессе подъ-
ема трубопровода, располагаются от края траншеи на расстоя-
нии, рассчитанном исходя из категории грунта и диаметра трубы.
За уложенным на лежки трубопроводом ведется тщательное
наблюдение. Для предупреждения его падения с лежек поперек
траншеи через каждые 50 м из бревен диаметром 25—30 см укла-
дывают якоря (рис. 3.27), у которых один конец, обращенный к
трубопроводу, устанавливается в грунт заподлицо с ним на длину
0,7 м, а другой упирается на такую же длину в вал земли. В слу-
чае сдвига трубопровода такие якоря остаются на месте.
При ремонте трубопровода с подъемом в траншее или на берме
для предупреждения его сдвигов вместе с укладкой лежек трубу
заклинивают с обеих сторон между стенками траншеи распорными
брусьями-якорями толщиной не менее 20 см.
При укладке отремонтированного трубопровода в траншею
необходимо предварительно ликвидировать все изъяны в траншее,
103
которые могут повредить изоляционное покрытие. Опуск осуще-
ствляется плавно несколькими трубоукладчиками, число и расста-
новка которых определяется расчетом.
Подъем трубопровода, очистка от старой изоляции и укладка в
траншее на лежки должны проводиться с помощью трубоуклад-
чиков (рис. 3.28). Марки подъемных механизмов, их расстановка
в зависимости от диаметра трубопровода приведены в табл. 3.19
и на рис. 3.29.
Таблица 3.19
Технологические параметры подъема и укладки трубопровода
в нормальных условиях (см. рис. 3.29)
Диаметр трубопро- вода, мм	Трубоукладчик			Вылет стре- лы, м	Интервалы между трубоукладчиками, м			Нагрузка в т иа трубо- укладчик	
	71		Та		11	la	ь	га	Гз
529	ТО1224	ТО1224	ТО 1224	2	20	15	18	4—6	4—6
720	ТО 1530	ТО 1530	Т01530	2,4	25	20	20	6-8	7—9
1020	Т3560	Т3560	Т3560	3	30	25	30	13—17	14—18
Примечание. Расстояние между очистной машиной н трубоукладчиком а=6-г8 м.
Высота подъема трубоукладчиками Т? и Тз равна 100 см.
На ремонтных работах подъем трубопровода из траншеи на
поверхность земли или поддерживание его в подвешенном состоя-
нии в процессе производства работ по очистке и нанесению изо-
ляции, а также опуск газопровода в траншею выполняются тру-
боукладчиками, созданными на базе гусеничных тракторов или
специальных гусеничных тележек и представляющими собой кра-
ны с неповоротной стрелой сбоку слева (табл. 3.20).
При сопровождении очистных и изоляционных машин тру-
боукладчиками для поддержания трубопровода применяют трол-
лейные подвески (рис. 3.30). Они состоят из подвесок и опор-
ных катков; удерживаются на крюке с помощью петли
(табл. 3.21). Благодаря шарнирной подвеске катков все опорные
ролики имеют контакт с трубой, что снижает удельное давление
на трубу.
Подъем трубопровода диаметром 1020 мм, очистка от старой
изоляции и укладка на лежки/на берме уграншеи должны прово-
диться с помощью подъемных Механизмов (рис. 3.31). Подъемно-
очистные работы проводятся в следующей “последовательности:
первый трубоукладчик марки Т3560 приподнимает трубопровод
над дном траншеи, т. е. выдергивает из защемления; трубоуклад-
чик Т2 марки Т3560 с троллейной подвеской находится на расстоя-
нии /1 = 30 м от первого трубоукладчика и приподнимает трубопро-
вод на высоту h2 (ниже бровки траншеи); третий трубоукладчик
Тз марки Т3560 с троллейной подвеской, находясь на расстоянии
12=30 м от второго трубоукладчика, сопровождает очистную ма-
104
шину, предназначенную для снятия старого изоляционного покры-
тия (т. е. для предварительной очистки). При этом высота подъема
трубопровода h3 составляет 50—60 см над бровкой траншеи, в про-
цессе работы очистная машина должна находиться на расстоянии
(
Рис. 3.28. Подъем трубопровода трубоукладчиками
Рис. 3.29. Схема подъемно-очистных работ при ремонте трубопровода на лежках
в траншее:
/ — трубопровод; 2 — ремонтно-очистная машина; 3 — лежки
а=6—8 м от трубоукладчика Т3 (сзади по ходу движения колон-
ны); трубоукладчик марки Т3560 двигается на расстоянии /з==
= 25 м от трубоукладчика Т3 (при этом /ц составляет 40-е-50 см
над бровкой траншеи); укладывает поднятую трубу на специаль-
105
Техническая характеристика
Параметры	ТГ61	ТГ62	Т614	
Грузоподъемность, т . . • •	6,3	6,3	6,3	
Момент устойчивости, тс-м . .	16	16	16	
Вылет крюка (максимальный), м		5	5	5	
Высота подъема крюка на вы- лете 1,5 м (максимальная), м	4,85	4,85	4,9	
Глубина опускания крюка на вылете 1,5 м, м		3	3	3	
Скорость, м/мин: подъема груза		8,3	8,3	8,3	
опускания груза . . . .	8,3	8,3	8,3	
Скорость передвижения, км/ч: вперед 		1,84—6,5	1,84—6,5	3,05-6,5	
назад 		2,3—4,8	2,3—4,8	2,6—3,35	
Среднее давление левой гусени- цы на грунт при использова- нии всего момента устойчи- вости и максимальной на- грузке на крюке (расчетное), кгс/см2		1,2	0,67	1,72	
Тяговое усилие на ведущем колесе (максимальное), тс	10,5	10,5	6,5	
Двигатель		СМД-14	СМД-14	СМД-14	
Мощность, л. с		75	75	75	
Частота вращения вала, об/мин	1700	1700	1700	
Базовая машина		Специальная	Специальная	Специальная	
	на базе трак-	на базе	на базе	
	тора	трактора	трактора	
	ДТ-75Р-СЗ	ДТ-75Р-СЗ	ДТ-75	
Расстояние между осями, мм: гусениц 		2200	2200	2200	
ведущего и натяжного ко-1 лес (среднее)		3000	3000	3300	
Ширина гусеницы, мм ...	500	970	460	
Дорожный просвет при погру- женных грунтозацепах, мм	450	450	390	
Габаритные размеры (с при- двинутыми стрелой и контр- грузом), мм: длина 		4400	4400	4560	
ширина		3500	4915	3640	
высота		6200	6200	6000	
Железнодорожный погрузочный габарит (в частично разоб- ранном состоянии) ....	1В	1В	1В	
Масса (конструктивная), кг	12 500	14 250	11 900	
106
Таблица 3.20
трубоукладчиков
	ТГ123	Т01224В	Т1530В	ТГ201	Т3560М, Т3560А	ТГ502
	12,5	12	15	20	35	50
	34	33,6	42	50	75	НО
	6	4,5	5	6	6,5	7,5
	5	4,6	5	5,4	5,9	6,3
	2	2	2	2	2	2
	7,95 н 16,2	7 и 16	7 и 16	5,8 и 11,9	8 и 15	0,3—4,8
	7,95 и 16,2	9 и 20	9 и 20	5,8 и 11,9	8 и 15	0,3—4,8
	2,16—6,3	2,36—6,45	2,0—5,46	2,05—6,75	2,09—6,68	0—10,18
	2,64—7,34	2,79—7,61	2,71—4,43	1,97—5,5	3,08	0—10,18
	2,07	2,42	1,75	1,9	2,5	3,0
	15,9	11,47	13,2	22,0	22,8	74,0
	Д-160	Д-108	Д-108	Д-160	Д-180	8ДВГ-330 (модифи- кация)
	160	108	108	160	180	270
	1250	1070	1070	1250	1100	1590
	Специаль-	Трактор	Специальная	Специаль-	Тракторы	Трактор
	ная на базе	Т-100М	на базе	ная на базе	Д804М и	ТТ-330
	трактора Т-130Б	(Т-100МЗ)	трактора т-юо.ч (Т-100МЗ)	трактора Т-130	Д804МХЛ	
	2280	1880	2380	2500	2500	2720
	3180	2370	3185	3570	3800	4635
	500	500	670	670	700	780
	340	331	420	427	440	600
	5100	4230	4380	4800	5221	6775
	3910	4340	4320	4200	4900	5790
	6920	6060	6560	7275	7860	8950
	1В	1В	1В	1В	1В	Негабарит нулевой степени
	22 000	19320	24 950	28 000	36 500	63 000
107
801
00SI	61	S9	06tI—0661	LCXS6>TU1
06Я	61	09	06tI	LfXt6tILII
006	9	OS	0661	1Ж66Ш1
6tz	8	S£	0601	1ГХ860Ш1
Sts	9	06	068—0S9	ЕХ168Ш
616	9	S‘5I	oes—zzs	IfXI6SUl
8Z	t	C‘9	ZZ8—88	IfXIZSLIl
		J. ‘члэон	КИ	
ЛЯ ‘ЕЭЭГ^У	EOKLBM	-waatfotieeXdj	‘DtfoGodnopXdi ojoiv	EMDSHtfon EMdEVV
		БВНЧ1ГиИИЭЯВу/	-scmuhVou djawwitf	
Moaaatfon xHHHainrodi вяихэиОэхмЫвх ввяээьинхах
lee в л и ir р в 1
ЛЯЖЭ1Г — £*ЕНИШЕИ
ВЕНХЭИьо-онхлокэй — g IVoeoduopXclx — f
.•иэшнвёх awdag
ен BVoeoduopZdx axuowad и<!и xogud
ХННХЭИЬО-ОНИЭ'ЫГСШ сиэхэ [£g anj
ииигеаИои mHHHSErodx вг
-oaoduogAdx aiiHBM<da»tfo]j 'OS'S '3,,d
ные лежки или подготовленные бульдозером земляные призмы,
расположенные на расстоянии Ь=20ч-25 м одна от другой на
бровке траншеи.
Очистка ремонтируемого трубопровода заключается в удале-
нии с его наружной поверхности старой изоляции, продуктов кор-
озип, окалины, грязи и т. д. (рис. 3.32).
К производству работ по очистке поверхности труб предъявля-
тся следующее требование:
наружная поверхность трубо-
провода перед нанесением грун-
товки должна быть полностью
очищена от земли, наледи, ржав-
чины и пыли, в случае примене-
ния устройств для сушки и по-
догрева трубопровода должны
приниматься меры по устране-
нию следов топлива и копоти;
очищенная поверхность долж-
на быть сухой и иметь серый
цвет с проблесками металла.
В настоящее время процесс
очистки трубопроводов от старой
изоляции полностью механизиро-
ван. Так, для очистки трубопро-
вода диаметром 529—720 мм от
старого изоляционного покрытия
может применяться очистная ма-
шина типа ОМС, а общестрои-
гельные очистные машины, обо-
рудованные специальным рабо-
чим органом РОМ, — для очи-
стки поверхности труб диамет-
ром 720—1020 мм.
Особую сложность представ-
ляет работа по подъему и очистке
Рис. 3.32. Очищенный трубопровод
Таблица 3.22
Технологические параметры подъема и укладки трубопровода
в условиях пустынь (см. рис. 3.33)
Диа- метр трубо- прово- да, мм	Трубоукладчик				Интервалы между трубо- укладчиками, м				Высота подема газопро- вода, м
	Л	т2	?з	Tt	11	Zo	1з	h	
529	Т01224	ТО 1224	Т01224					20	15			14	0,3
720	Т1530	Т1530	Т1530	Т1530	25	20	20	25	0,36
1020	Т1530	Т3560	Т3560	Т3560	35	25	25	25	0,5
Примечание. Расстояние между очистной машиной и трубоукладчиком а=4Ч-б м;
расстояние между лежками 6=20 к.
109
Отвал грунта
Рис. 3.33. Схема подъемно-очистных работ в условиях пустынь при ремонте
трубопроводов на лежках в траншее
трубопроводов в условиях пустынь (рис. 3.33 и табл. 3.22,
рис. 3.34). Это связано со свойствами песчаных грунтов и жарким
климатом, где в летние дни температура воздуха в тени выше
40 °C. В этих условиях очистные работы производятся только в ут-
ренние и вечерние часы, когда спадает жара.
Рис. 3.34. Схема подъемно-очистных работ в условиях пустынь при ремонте
трубопроводов диаметром 1020 см на берме:
/1 = /2=65 м; /З=38 м; /<=46 м; Л<=0; Л2 — ниже бровки траншеи; й3=80-г100 см; Л<=
=50-т-60 см; 5 = 20-7-25 м; Т|-Т6 марки T3560
ПО
No page in original
No page in original
No page in original
No page in original
Определение максимально допустимых размеров очистных машин
Конструкция очистной машины и ее габаритные размеры пре-
допределяются принятым способом производства ремонтно-строи-
тельных работ, диаметром ремонтируемого трубопровода, схемой
движения и конструкцией режущего инструмента. Если при капи-
тальном ремонте магистральных газопроводов очистка поверхно-
сти трубы от старого изоляционного покрытия выполняется в тран-
шее или на ее берме, в зависимости от принятой технологической
схемы производства работ (только после полной остановки транс-
порта газа), то при капитальном ремонте магистральных нефте-
проводов диаметром до 1020 мм ремонт выполняется без останов-
ки перекачки нефтепродукта. Исходя из того, что труба нефтепро-
вода обладает большой массой, и подъем ее на берму траншеи
может вызвать опасные напряжения, более приемлемой является
технологическая схема капитального ремонта трубопровода в тран-
шее. Поэтому габариты очистных машин типа ОМС определяются
исходя из формы и размеров траншеи, а также допустимого зазо-
ра между нижней образующей трубопровода и его постелью.
На рис. 3.36 схематически изображено положение трубопровода
в момент прохождения очистной машины. На основании этой схе-
мы определяются максимально допустимые размеры очистной ма-
шины в горизонтальной и вертикальной плоскостях сечения. Мак-
симально допустимые размеры машины в горизонтальной плоско-
сти
В=(Отр +800 мм) — 26,
где Птр— диаметр ремонтируемого трубопровода; b — минимально
допустимый зазор между стенкой траншеи и машиной в процессе
работы.
В вертикальной плоскости размеры машины
H=(Drp/2 + K)-C,
где К — зазор между нижней образующей трубопровода и его по-
стелью или высотой лежек в момент прохождения очистной маши-
ны; С — минимально допустимый зазор между машиной и поверх-
ностью трубопровода в процессе работы машины.
Минимально допустимый внутренний диаметр
D±= Отр 2д + 2/г d -j- бц
где а — толщина приваренных при ремонте хомутов и накладок;
h — высота поперечного шва; d — допуск на эллипсность трубы;
ei — возможная несоосность внутреннего диаметра очистного уст-
ройства с наружным диаметром трубы.
При очистке поверхности трубопровода от старого изоляционно-
го покрытия и продуктов коррозии очень важно, чтобы конструк-
ция узла резцедержателя обеспечивала режущему инструменту
точное копирование поверхности трубопровода. Копирование по-
верхности трубопровода может быть достигнуто различными кон-
8*	115
структивными решениями с использованием для прижатия режу-
щего инструмента пружин, электромагнитов, гидравлических уст-
ройств и т. д. На рис. 3.37 представлена принципиальная схема
работы резца очистной машины типа ОМС, основанная на центро-
бежном принципе действия. При вращении рабочего органа 1 во-
круг трубопровода 3 под действием центробежных сил в резцедер-
Рис. 3.36. Схема положения трубопровода в момент прохождения очистной
машины
Рис. 3.37. Схема работы резца очистной машины типа ОМС
жателе 2 возникает момент, за счет которого резец прижимается
к очищаемой поверхности трубы. Для исключения повреждения
трубопровода при переходе машины через поперечные швы, хому-
ты, накладки рабочий орган выключается и возникающий в мо-
мент остановки реактивный момент в механизме резцедержателя
отводит режущий инструмент от трубы. Конструктивные парамет-
ры резцедержателя можно определить из условия равновесия мо-
ментов действующих сил и сил реакции относительно оси качения
его
Pnl-P'l1±P2l2-Gl = O,	(3.2)
где Рц — центробежная сила, возникающая в резцедержателе в
процессе работы; / — расстояние от линии действия центробежной
силы до оси качания резцедержателя; Ру— реакция нормальной
составляющей силы резания; /] — расстояние от линии действия
реакции нормальной составляющей силы резания до оси качания
резцедержателя; Pz—-продольная сила резадия; 12— расстояние
от линии действия силы резания до оси качания резцедержателя;
6 — вес резцедержателя.
Знак перед значением момента Р212 принимается в зависимости
от направления вращения рабочего органа. За один оборот рабо-
чего органа плечо силы G изменяется от 0 до / и обратно до 0, а
максимальное значение момента от +G до —GI.
Для обеспечения процесса срезания изоляционного покрытия с
верхней образующей трубы при определении нормальной состав-
116
ляющей силы резания в формуле (3.2) следует ставить значение
максимального момента от силы G со знаком минус.
Из уравнения (3.2)
=	± P/2~G/-.	(3.3)
ч
Центробежная сила
рп=т
лп \ 2
~3(Г )
где т — масса резцедержателя; /?' — радиус вращения
жести резцедержателя.
В развернутом виде формула (3.3) примет вид
р, 900	± Pzli ~ Gl

центра тя-
(3.4)
Учитывая, что нормальная (радиальная) составляющая силы
резания в процессе работы не является величиной постоянной и
зависит от многих факторов, конструкция узла резцедержателя
должна обеспечивать широкий диапазон регулировок. Из анализа
формулы (3.4) видно, что это можно достичь изменением величин
т, п, I, /ь 12 и направлением вращения рабочего органа.
Определение потребляемой мощности очистного устройства
Потребная мощность очистного устройства определяется по сле-
дующей формуле:
А7 ___л^рез + Рпер
^маш	т)	,
|маш
где Урез — мощность, расходуемая на снятие изоляционного покры-
тия; Упер — мощность, расходуемая на передвижение машины по
трубе; т]ма1п — коэффициент полезного действия очистного устрой-
ства. Мощность, расходуемая на снятие изоляционного покрытия,
определяется по формуле
Рез~ 60-102 ’
где п — частота вращения режущего инструмента.
Мощность, расходуемая на передвижение машины по трубопро-
воду,
ДГ ___(фб ± G sin ОСРд;) Рмащ
/vnep—	60-102
где <р — коэффициент перекатывания опорных колес по трубе;
G' — сила тяжести машины; а — угол, составленный горизонталь-
ной плоскостью и трубой; иМаш — скорость передвижения машины
по трубопроводу.
117
В развернутом виде формула потребной мощности очистной ма-
шины примет вид
д, _ nP2DTPn + (<pG' ± G sin а + Рх) омаш
маш	60-102г]маш
В настоящее время на основе результатов исследований, про-
веденных институтом ВНИИСПТнефть, разработаны и внедрены
в производство при капитальном ремонте магистральных трубо-
проводов целый ряд очистных машин: ОМС-1, ОМС-2, ОМС-
2М/219-273, ОМС-2М/325, ОМС-2М/377-426, ОМС-2М/508, ОМС-
720 PC, позволяющих механизировать процесс очистки трубы от
старого изоляционного покрытия, продуктов коррозии и обеспечи-
вать поточность работ при капитальном ремонте магистральных
трубопроводов. Машины работают по принципу механического сре-
зания изоляции^'рабочий орган представляет собой одноступен-
чатый цилиндрический редуктор с полным разъемным зубчатым
венцом. Корпус рабочего органа также__имеет разъем, благодаря
чему машину можно устанавж?ватГ~н а действующий_магистраль-
ный трубопроводов любом его месте"бёз"врёзки. При передвиже-
нии машины по трубопроводу рабочий "орган совершает враща-
тельно-поступательное движение относительно трубы, что дает
возможность ножом срезать изоляцию. Рабочие инструменты при-
жимаются к очищенной поверхности трубопровода за счет центро-
бежных сил, возникающих при вращении зубчатого венца вокруг
трубы. За один проход машина полностью механизирует процесс
очистки и обеспечивает поточность работ при капитальном ремон-
те трубопроводов.
— "Очистная машина ОМС-1 предназначена для очистки наружной
поверхности находящихся в траншее трубопроводов диаметром
200, 250, 300, 350 мм от старой битумной изоляции при производ-
стве капитальных ремонтов магистральных трубопроводов без ос-
тановки перекачки. Машина ОМС-1 состоит из сменного рабочего
органа, ходового механизма, электродвигателя и пульта управле-
ния, установленных на общей раме. Ходовой механизм и рабочий
орган приводятся в действие от общего электродвигателя, для пи-
тания которого в полевых условиях используется передвижная
электростанция.
Техническая характеристика очистной машины ОМС-1
Наружный диаметр трубы, мм .	200, 250, 300, 350
Электродвигатель привода:	
ТИП		АОЛ-42-4
мощность, кВт		2,8
частота вращения, об/мин .	.	.	1420
Частота вращения рабочего органа, об/мин .	056, 568, 486 и 448
	(соответственно установлен-
	него рабочего органа)
Производительность машины, м/ч ....	396, 310, 210 и 153
Сменные рабочие инструменты (ножи), шт. .	2
Система смазки 			Барботажная
Сорт смазки		Автол 10
118
I абаритные размеры машины для трубопровода
диаметром 200 мм, мм:
длина.....................................1069
ширина.....................................482
высота................................... 2954
Масса, кг.....................................150
Трудоемкость очистки трубопроводов такой машиной по срав-
нению с ручной очисткой снижается в 20—35 раз (в зависимости
от вида очищаемой изоляции). При этом полностью ликвидируется
тяжелый ручной труд.
Рис. 3.38. Машина ОМС-2
Машина ОМС-1 проста в эксплуатации и обслуживает ее один
человек. Управлять машиной можно с любой стороны бровки тран-
шеи. На основе исследований и опытной проверки очистной ма-
шины OMG-1 была разработана очистная машина ОМС-2, которая
является первой машиной, применяемой В капитальном ремонте
магистральных трубопроводов, для очистки наружной поверхности
труб с продольным сварным швом от старой битумной изоляции,
грязи и ржавчины (рис. 3.38). Машина ОМС-2 состоит из рабоче-
го органа, ходового механизма, электродвигателей привода и пуль-
та управления, установленных на общей раме. Электродвигатель
привода рабочего органа и ходовой механизм приводятся в дей-
- ствие от передвижной электростанции трехфазного тока мощно-
стью не менее 14 кВт.
Техническая характеристика очистной машины ОМС-2
Наружный диаметр трубы, им . . .
Электродвигатели привода..............
Частота вращения рабочего органа, об/мин
Производительность машины, м/ч
Сменные .рабочие инструменты (резцы), шт.
Система смазки........................
Сорт смазки...........................
508—529
КОМ-31-4; КОМ-11-4
360, 212
117, 151, 205, 257
2
Барботажная
Автол 10,8
119
Габаритные размеры, мм:
длина......................................1960
ширина.....................................945
высота.....................................Н70
Масса, кг ...................................	400
Машина механизирует процесс очистки на 85% и обеспечивает
поточность работ при капитальном ремонте магистральных трубо-
проводов. Сменная производительность машины при очистке нор-
мальной изоляции 700 м.
В дальнейшем были разработаны очистные машины ОМС-
2М/219-273, ОМС-2М/325; ОМС-2М/377-426; ОМС-2М/508, которые
являются механизированным вариантом очистной машины ОМС-2.
Они имеют общую базу и отличаются друг от друга рабочими ор-
ганами. При необходимости машины могут быть укомплектованы
двумя рабочими органами.
Техническая характеристика очистной машины ОМС-2М
Наружный диаметр трубы, мм...................
Частота вращения рабочего органа, об/мин
Скорость передвижения машины по трубе, м/ч
Электродвигатель привода рабочего органа:
тип.......................................
мощность, кВт............................
частота вращения, об/мин ......
Число рабочих органов........................
Электродвигатель привода ходового механизма:
тип.......................................
мощность, кВт............................
частота вращения, об/мин.................
Суммарная потребляемая мощность, кВт
Рабочие инструменты..........................
Сорт смазки..................................
Система смазки подшипников и втулочно-ролико-
вых цепей ...................................
Сорт омазки..................................
219, 273, 325, 377, 426, 508
530, 450, 403, 340
1—78; II—121; III—168
ВАО-42-4
5,5
1460
1
ВАО-11-4
0,6
1420
6,1
Резцы, оснащенные твердым
сплавом
Автол
Ручная — шприцеванием
Солидол ГОСТ 4366—76
Очистная машина типа ОМС-2М представляет собой самоход-
ную установку, передвигающуюся по трубе. Машина состоит из
следующих основных узлов: рамы, рабочего органа, ходового ме-
ханизма, пульта управления, муфты, электродвигателей привода
рабочего органа и ходового механизма и резцедержателей. Маши-
на движется по трубе при помощи двух пар ходовых колес. Ходо-
вые колеса приводятся в движение от электродвигателя ВАО-11-4
через комбинированный редуктор. Электродвигатель и редуктор
связаны между собой клиноременной передачей. Изменение ско-
рости передвижения машины по трубе производится путем пере-
становки клинового ремня в соответствующие ручьи шкивов. Ос-
новным узлом машины является рабочий орган, представляющий
собой редуктор с полным венцом. Венец вращается в четырех на-
правляющих роликах. Венец и корпус рабочего органа, как и в
других машинах этого типа, имеют разъем, благодаря чему маши-
ну можно устанавливать в любом месте действующего магистраль-.
120	'..'	. ...... .................. ’
ного трубопровода_без~вр£зкщ Под действием сил, возникающих,
при вращении венца, противовесы резцедержателей отбрасываются
от центра вращения, и резцы, укрепленные на противоположных
концах рычагов, прижимаются к наружной поверхности обраба-
тываемой трубы. При остановке вращения резцы отводятся от тру-
бы, чем обеспечивается свободный проход машины через препят-
ствия на трубопроводе. Консольное крепление рабочего органа к
раме машины способствует лучшей ее устойчивости и удобству
эксплуатации. Привод рабочего органа осуществляется от элект-
родвигателя ВАО-42-4 через муфту и зубчатый редуктор. Управ-
ление машиной осуществляется с бровки траншеи, для чего пре-
дусмотрен пульт управления на телескопической штанге.
При помощи пульта можно раздельно управлять как рабочим
органом, так и ходовым механизмом. Механизмы машины приво-
дятся в движение согласно кинематической схеме. Очистная ма-
шина ОМС-529-РС предназначена для очистки наружной поверх-
ности труб действующего ремонтируемого магистрального трубо-
провода диаметром 508-529 мм, приподнятого в траншее или уло-
женного на лежки, от старой битумной изоляции, грязи и ржав-
чины. Отличительная особенность машины в том, что она состоит
из двух рабочих органов, ходового механизма, электродвигателей
привода и пульта управления, установленных на общей раме.
Электропитание электродвигателей привода рабочих органов и
ходового механизма производится от передвижной электростанции
трехфазного тока мощностью не менее 30 кВт. Использование двух
рабочих органов на очистной машине ОМС-529-РС позволит улуч-
шить качество очистки поверхности трубы и повысить механиза-
цию процесса очистки до 99%.
Экономический эффект очистки 1 км трубопровода по сравне-.
нию с машиной ОМС-2 составляет 480 руб.
Техническая характеристика очистной машины
ОМС-529-РС
Наружный диаметр	трубы,	мм	.		508—529
Электродвигатели привода, шт.:
ВАО-11-4	.......	1
ВАО-42-4................... 2
Частота вращения рабочего органа,
об/мин....................... 212
Производительность машины, м/ч 114; 143; 184;
220; 278; 348
Сменные рабочие инструменты (рез-
цы), шт................................. 4
Система смазки.................... Барботажная
Сорт смазки............................ Автол	10,8
Габаритные размеры, мм:
длина............................... 235
ширина................................ 946
высота ............................ 1170
Масса, кг ................................ 500
Очистная машина ОМС-720-РС предназначена для очистки на,
ружной поверхности электросварных труб диаметром 720 мм в.
121
траншее при капитальном ремонте магистральных газопроводов
(рис. 3.39).
Техническая характеристика очистной машины
ОМС-720-РС
Наружный диаметр трубы, м,м .	.	720
Частота вращения венца рабочего	,Л
органа, об/мин................. 222,3 ''пГ
Скорость передвижения машины по
трубе, м/ч....................... 1-78; П-121; и
Ш-168____.У/
Электродвигатель привода рабочего
органа:
тип................................ ВАО-51-4
мощность, кВт .....	7,5
частота вращения, об/мин .	.	1460	-
Число рабочих органов ....	2	Д
Электродвигатель привода ходового
механизма:
тип.......................... ВАО-21-4
мощность, кВт................ 1,1
частота вращения, об/мин	. .	1420
Суммарная потребляемая мощность,
кВт...................................... 16,1	-1.
Рабочие инструменты (резцы, осна-
щенные твердым сплавом),	шт. .	8 С
Сорт смазки.............................. Автол
Система смазки подшипников и вту-
лочно-роликовых цепей .	.	.	.	 Ручная —
шприцевание
Сорт смазки...................... Солидол
ГОСТ 4366—76
Габаритные размеры, мм:	,
длина.............................. 3330
ширина............................. 1650
высота............................. 1350
Масса, кг................................. 900
Технические характеристики других очистных машин приведе-
ны в табл. 3.25.
В настоящее время институтом ВНИИСПТнефть ведутся раз-
работки по созданию очистных ремонтных машин для капитально-
го ремонта магистральных нефтепроводов диаметром 1020 мм и
более.
С целью механизации очистных работ на трубопроводах диа-
метром 1020 мм и более ВНИИСТОМ в 1972 г. разработан рабо-
чий орган (рис. 3-40) к строительной очистной машине типа OMJI
для снятия старого изоляционного покрытия из битума, бризола
и стеклохолста. Оснащенная рабочим органом очистная машина
(РОМ) может применяться при капитальном ремонте магистраль-
ного трубопровода с его разрезкой как при подъеме трубы над
траншеей, так и при выкладке трубопровода на берму. Рабочий
орган состоит из комплекта резцедержателей с резцами, которые
устанавливают на ротор существующих строительных очистных
машин типа ОМ (рис. 3.41). Его можно применять как для пере-
изоляции дефектных участков газопровода при строительстве, так
122
и для снятия старого изоляционного покрытия, потерявшего свои
защитные свойства в процессе эксплуатации (рис. 3.42). Прижим
рабочего инструмента к поверхности очищаемого трубопровода
осуществляется принудительно с механической регулировкой, что
Рис. 3.39. Машина ОМС-720-РС
Рис. 3.40. Рабочий орган к машине ОМЛ
позволяет снимать изоляцию различного типа без повреждения
сварных швов и стенки трубопровода. Для повышения стойкости
к абразивным воздействиям и динамическим нагрузкам клинооб-
разные резцы оабочего органа снабжены наплавками твердого
сплава типа ВК.
123
Техническая характеристика очистных машин
Таблица 3.26
Параметры	ОМЛ8А	ОМЛБ21	ОМЛ4	ОМЛ12	ОМ121	ОМ1422
Наружный диаметр очищаемой тру- бы, мм	219—325	325—529	631—820	1020	1220	1420
Скорость передвижения, км/ч Частота вращения, об/мин:	0,085—0,544	0,150—0,400	0,11—0,35	0,09—0,078	0,08—0,3	0,1—0,3
ротора	124	100 и 130	100	80	65	—
механизма грунтовки	—	—	14—45	—	10,2—35,7	—
Объем грунтовочного бака, л	115	175	160	160	250	500
Двигатель:						
ТИП	ГАЗ-321	СМД-14	ЯАЗ-204	ЯАЗ-206Б	ЯАЗ-206Б	А-01М
мощность, л. с.	40	75	НО	200	200	130
частота вращения вала, об/мин	2000	1700	2000	2000	2000	1700
Габаритные размеры, мм:						
длина	2760	4300	3300	4120	4120	8Ю0
ширина	2635	1800	3870	4030	4030	3250
высота	2274	2800	3200	3390	3600	3970
Масса, кг	1662	4100	4965	5860	6927	12 860
Техническая характеристика рабочего органа к очистной машине
База машины
Диаметр трубопровода, мм.......................
Тип рабочего инструмента.......................
Число резцов в комплекте.......................
Ореднссменпая производительность машины, осна-
щенной рабочим органом РОМ, м
Масса одного резцедержателя с резцом, кг .
Габаритные размеры резцедержателя, мм
Строительные очистные ма-
шины типа 0МЛ-8А,
ОМЛ-12, ОМ-121
720—1220
Комплект резцедержателей
со сменными резцами
4—8, в зависимости от диа-
метра трубопровода
600
10
470 X 330 X 50
Применение рабочего органа РОМ позволило полностью лик-
видировать ручной труд в процессе очистки поверхности трубопро-
вода.
Рис. 3.41. Рабочий орган на общестроптельной очистной машине
Монтаж рабочего органа к очистной машине может выполнять-
ся как перед насадкой ее на трубу, так и после. При монтаже ра-
бочего органа на ротор строительной очистной машины необходи-
мо снять переднее кольцо ротора рабочего органа и два ряда
скребкодержателей; установить резцедержатели симметрично, по
одному на каждые две соединительные оси; на остающиеся сво-
бодные участки соединительных осей между резцедержателями и
кольцом ротора установить распорные втулки для фиксирования
горизонтального положения рабочих инструментов.
125
Демонтаж рабочего органа очистной машины осуществляется
в обратной последовательности.
Операции по насадке на трубу ремонтно-очистной машины
(масса 5,8 т) выполняют краном или трубоукладчиком. Перед на-
садкой ремонтно-очистной машины необходимо удалить из рабо-
чего органа все скребки и резцы, препятствующие поступательному
движению машины; гайкой, расположенной на резцедержателе,
сжать пружину так, чтобы державка резца не выступала за ниж-
Рпс. 3.42. Трубопровод, очищенный рабочим органом
нюю образующую переднего кольца ротора. После насадки очист-
ной машины на трубу устанавливают резцы, а для достижения не-
обходимого качества очистки поверхности трубы от старой изоля-
ции и продуктов коррозии проводят регулировку рабочего
инструмента ремонтно-очистной машины.
Установку и регулирование рабочего инструмента производят
следующим образом: ослабляют сжатие пружины на резцедержа-
теле до тех пор, пока державка резца не примет положение, пер-
пендикулярное к образующей трубы; в державку вставляют резец
и фиксируют его положение торцовыми болтами. Регулирование
усилия прижатия резца к очищаемой поверхности трубы осущест-
вляют сжатием пружины резцедержателя резьбовой втулкой, на-
ходящейся в консольном выступе вилки в процессе пробной очист-
ки 2—3-метрового участка трубы. При плохом качестве очистки
выполняют повторную регулировку.
Подготовку двигателя, проверку механизмов, регулировку п
пробный пуск машины осуществляют согласно инструкции по ее
эксплуатации.
126
Определение основных параметров рабочего органа
ремонтно-очистной машины
При заданной конструкции рабочего органа ремонтно-очистной
машины (РОМ), траектории его перемещения относительно по-
верхности трубопровода качество очистки старого изоляционного
покрытия зависит от ряда параметров очистных машин. К основ-
ным параметрам РОМ, влияющим на чистоту обработки поверх-
ности ремонтируемого трубопровода, относятся усилие прижатия
резцов к очищаемой поверхности трубы, скорость продольного пе-
ремещения машины, частота вращения рабочего органа, число ус-
тановленных рабочих инструментов (резцов). Очистка наружной
поверхности магистрального газопровода от старого изоляционно-
го покрытия осуществляется рабочим инструментом, представля-
ющим из себя резцы с наплавками твердого сплава типа ВК.
В процессе работы рабочий инструмент совершает сложное вра-
щательно-поступательное движение. Двигаясь с предельной скоро-
стью v и вращаясь относительно оси трубопровода с угловой ско-
ростью (о, рабочий инструмент описывает криволинейную траек-
торию на очищаемой поверхности. Для определения характера
перемещения рабочего инструмента условно принимаем, что пре-
дельная скорость перемещения v и угловая скорость вращения ра-
бочего органа постоянны, а различные колебания, возникающие
в процессе очистки, мало сказываются на движении рабочего ин-
струмента.
Исходя из поставленных условий, мы можем заключить, что
при вращении рабочего органа очистного приспособления резцы
описывают цилиндрическую винтовую линию, которая может быть
представлена следующей системой уравнений:
x=acosrn/=rcoscp; t/=asin<oZ=rsin(p; г—с(р, (3.5)
где а=г — радиус описываемой окружности; ср — угол вращения по
отношению к первоначальному направлению оси.
Преобразуем третье уравнение системы
h	,	h
с=-~—;	ср = он;	— ®,
2л ’ г ’	2л
где h — шаг винта; о — угловая скорость.
Отсюда
h	.	v .
z=-o—	z=—<p = vt.
2л	<о т
• Пусть за один оборот рабочего органа резец перемещается
вдоль поверхности очищаемого трубопровода на расстояние z.
Полагая, что ф=2л, получим
или
127
Преобразуя уравнение (3.5),
I 2л \
Х — Г COSI — г I;
^=Г5|П^_2).
Дифференцируя уравнение траектории по времени, получаем
их=—гы sin сс/;
vu=га cos coZ;
vt=vn.
Отсюда скорость рабочего инструмента при очистке старого
изоляционного покрытия
= ]/Г2й)2 (si П2 COZ + COS2 flit) Vn = \' Г2Си2 + и*п.
Из-за конструктивных особенностей в строительных очистных
машинах с поступательным движением окружная скорость враще-
ния рабочего инструмента значительно выше скорости продольно-
го перемещения, так что поверхность очищаемой от изоляции тру-
бы будет полностью обрабатываться рабочим инструментом при
условии, если ширина рабочего инструмента соответствует или
превышает шаг винтовой линии, образуемой очистным инструмен-
том (резцами) при вращательно-поступательном движении. При
несоблюдении этого правила приходится соответственно увеличи-
вать число рабочих инструментов. Величина, показывающая число
проходов рабочего инструмента через данную точку обрабатывае-
мой поверхности, называется коэффициентом перекрытия /’пер-
Поскольку движение рабочего инструмента характеризуется
окружной скоростью рабочего органа ур и продольной скоростью
передвижения машины опр, то условие сплошной очистки будет вы-
текать из следующей зависимости:
. nb
% up I
где п — число резцов; b — ширина рабочей кромки резца; D —
наружный диаметр очищаемого трубопровода.
Коэффициент перекрытия для труб различного диаметра
nb
F __ vp ~лЬ~
пер ИПр '
По результатам теоретических расчетов построены зависимо-
сти (рис. 3.43). коэффициента перекрытия от скорости продольного
перемещения очистных машин ОМ-521 (кривая 1), ОМЛ-4 (кри-
вая 2), ОМ-121 (кривая 3), ОМ-1422 (кривая 4).
Как показали теоретические расчеты по определению коэффи-
циента перекрытия и экспериментальная проверка, проводимая на
128
стенде в условиях трассы, нормальное качество очистки поверх-
ности трубопровода от старого изоляционного покрытия зависит
от продольной скорости ремонтно-строительной очистной машины
и достигается при коэффициенте перекрытия, равном 1.
Таким образом, имеющиеся в настоящее время разработки, по-
священные вопросам механизации процесса очистки наружной по-
Рис. 3.43. Зависимости коэффици-
ента перекрытия от скорости про-
дольного перемещения
Рис. 3.44. Расчетная схема участ-
ка действующего трубопровода
верхности трубопроводов от старой и дефектной изоляции, полно-
стью отвечают основным требованиям, предъявляемым к поверх-
ности труб для качественного нанесения изоляционных покрытий.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
ПРИ ПОДЪЕМЕ И УКЛАДКЕ ТРУБОПРОВОДА
Продольно-поперечный изгиб
магистрального трубопровода
Подземные магистральные трубопроводы в процессе строитель-
ства и эксплуатации подвергаются воздействию ряда силовых на-
грузок: внутреннее давление, продольные растягивающие или сжи-
мающие усилия, изгиб трубопровода по рельефу местности, давле-
ние засыпки грунта и подвижных нагрузок, которые в сочетании
вызывают сложный изгиб действующего трубопровода в грунте.
9—416	129
(Ne — NPb) jiy k0D„y
Для исследования подземного стального трубопровода боль-
шой протяженности и значительной гибкости, опирающегося непо-
средственно на грунт, используется расчетная модель, построенная
на гипотезах Бернулли и Фусса—Винклера—Циммермана.
На рисунке 3.44 изображены участок трубопровода и элемент
длиной dt, с действующими на него нагрузками и усилиями по
торцам.
Используя работы, отображающие законы действия нагрузок
на трубу, и известную зависимость между изгибающим моментом,
поперечной силой и интенсивностью нагрузки, составим дифферен-
циальное уравнение равновесия действующего подземного трубо-
провода
d*y (Ne~NPB) d2y k0D„y  1 г /Л/ м \ 7,1 /я
где — продольное усилие от воздействия температуры; —
продольное усилие от внутреннего давления; EI — изгибная жест-
кость трубопровода; Ао— коэффициент пропорциональности со сто-
роны упругого основания; £)н — наружный диаметр трубопровода;
р— интенсивность нормальных распределенных сил к оси трубо-
провода; Vo, — технологическая кривизна, полученная в результате
укладки трубы в траншею.
В подземных трубопроводах, уложенных непосредственно в
грунт, под влиянием колебаний давления и температуры перека-
чиваемого продукта и температуры грунта на глубине заложения
трубопровода возникают продольные усилия. Внутреннее давле-
ние в трубопроводе согласно закону плоской деформации вызыва-
ет в продольном направлении растягивающие усилия.
Продольное растягивающее усилие
М — и	р
где ц —коэффициент 'Пуассона; рв— внутреннее давление в тру-
бопроводе; F — площадь поперечного сечения стенки трубы; 6 —
номинальная толщина стенки трубы.
Сжимающие или растягивающие усилия вдоль оси трубы от
воздействия изменения температуры укладки трубопровода и ра-
бочей температуры трубы определяются по формуле
ЛГе=астЕ/7(0ук—9Э),
где аСт — коэффициент линейного расширения металла трубы:
9Ук — температура укладки трубопровода; 0Э— температура в про-
цессе эксплуатации трубопровода.
Для «холодных» трубопроводов температура в процессе экс-
плуатации принимается равной температуре грунта на глубине
заложения трубы
оэ^огр.
130
Для «горячих» трубопроводов, перекачивающих подогретые ве-
щества, 0Э необходимо находить из уравнения теплового баланса
0э = 0пр—(0пР-0О).
где бпр —средняя температура вещества в трубе;- 0о — температу-
ра окружающей среды; йт— полный коэффициент теплопередачи
от вещества к окружающей среде; си — коэффициент теплопереда-
чи от вещества к стенке трубы.
Интенсивность реактивных сил со стороны упругого основания
описывается зависимостью
Ky=-k0DHy,	(3.7)
k0 — коэффициент пропорциональности; у — прогиб трубопровода.
Знак минус в правой части уравнения (3.7) указывает на то,
что отрицательным прогибам (направленным вниз) соответствуют
положительные давления (направленные вверх).
В общем случае интенсивность поперечной нагрузки обозначим
через р(х); она является некоторой прерывной функцией абсциссы
х. Для трубопровода, заложенного в грунт, величина р(х) скла-
дывается из интенсивности р и технологической начальной кри-
визны. Приближенная кривизна вызвана свободной укладкой тру-
бопровода на неровную поверхность дна траншеи в процессе соору-
жения и определяется по формуле
^ = (^0—^)^.
Под р0 будем подразумевать полную интенсивность нормальных
сил к оси трубопровода распределенных нагрузок, складывающих-
ся в данном случае из силы тяжести трубопровода q, грунтовой за-
сыпки qe, давлений передаваемой нагрузки с поверхности земли
от сосредоточенных сил ремонтно-строительных машин qB и от
л т
сосредоточенных сил^рп,2]Ск, приложенных непосредственно к
i=i	1=*
трубопроводу.
Обозначим интенсивность поперечной нагрузки
—-^у ±(^0—^Рв)ио-	(3-8)
Уравнение (3.8) отвечает случаю, когда трубопровод уклады-
вается без натяга «свободно», т. е. начальный прогиб непосредст-
венно на реакцию основания не влияет, хотя косвенное влияние
(через моменты от продольной силы) и оказывает.
Приведем уравнение (3.6) к виду, удобному для интегрирова-
ния. Введя обозначения
о „2_ Л/В	.	м_
— Е1	.	и —-	Е1 ,
получим
+	+	=	(3.9)
9*
131
Однако равновесное состояние трубопровода в процессе эксплу-
атации, описанное уравнением (3.9), зависит от комбинации дей-
ствующих нагрузок. В зависимости от знака силы N и ее значе-
ния суммарная осевая сила N может или сжимать, или растяги-
вать трубопровод, или быть равной нулю. При (Nq—NP)=Q, а=
= 0 уравнение (3.9) примет вид
(з.ю)
Зависимость (3.10) относится к уравнению для трубопровода,
лежащего на упругом основании без продольной силы с положи-
тельной отпорностью основания.
Для открытого и приподнятого действующего участка трубопро-
вода при (Ne—Np) #=0, &о=О, 6 = 0 получим
<3-“)
Уравнение (3.11) описывает участок приподнятого трубопрово-
да, сжатого или растянутого продольной силой.
И, наконец, для приподнятого участка трубопровода, на кото-
ром прекращена перекачка при Nq=Npb = 0, kg=O, a=b = 0, име-
ем уравнение, описывающее простой изгиб трубопровода
Полученные дифференциальные уравнения (3,9), (3.10), (3.11)
и (3.12) охватывают все варианты равновесия действующего тру-
бопровода в процессе строительства и эксплуатации. Основные за-
труднения при практическом применении этих уравнений заключа-
ются не в их интегрировании, а в технике определения произволь-
ных постоянных интегрирования из условий закрепления концов
трубопровода.
Рассмотрим процесс отыскания произвольных постоянных ин-
тегрирования методом граничных параметров, при котором гра-
ничные условия удовлетворяются заранее. Развертывание решения
по этому методу сразу дает решение не только при произвольной
непрерывной нагрузке правой части уравнения, но и при любых
деформационных воздействиях на трубопровод, неотражаемых не-
посредственно в правой части, и любых граничных условиях рас-
сматриваемого участка трубопровода. Наиболее часто встречается
первый случай неравенства, когда жесткость основания значитель-
но больше продольной силы, что соответствует большинству типов
трубопроводных конструкций, интересующих нас в данной работе.
Рассмотрим подробно практически наиболее важный случай,
когда 64>а4, что отвечает сравнительно небольшой продольной
силе (Л/е—NpB)2<.Ak0EI. В этом случае для обоих вариантов про-
дольной нагрузки балки получаем две пары сопряженных комп-
лексных корней:
ri.2i3.4=±a±i₽.
132
Значения аир для сжатого участка трубы
?о=|/г+г. (зла;
для растянутого участка трубы
ар=ут+^.	(3.14)
откуда следует, что
Рс* Рр ®С’
Уравнение упругой линии для незагруженного участка как сжа-
того, так и растянутого трубопровода имеет вид
у—Сг eaJC cos Рх + С2 е“* sin 0х + С3 е-“х cos Рх + С4 егах sin Рх,
где С], <?2, Сз, С4— произвольные постоянные интегрирования.
Введем обозначения
(х) =	[е“х cos рх.+ е.~ах cos рх];
У2 (х)=-g- le°“ sin Рх+ e~“Y sin рх];
У3 (х)=~ [е“х cos Рх—е~ах cos Рх];
У4 (x)=-g-[e°“sin Рх—e-^'sin Рх].
Видно, что функции Yi(x), У3(х) четные, а функции У4(х),
У4(х) нечетные. Функции Y(x) представляют собой, как известно,
линейно независимые частные решения однородного дифференци-
ального уравнения.
Формулы дифференцирования функции Y(x) вплоть до треть-
ей производной имеют вид
_^=аУ4(х)-рУ2(х);
^-=аУа(х) + РЛМ;
-^=аУ3(х) + рУ4(х);
^-=аЛ(х)-РУ3(х).
Ил
Вторая производная
-^gi- = (a2-P2) Ух (х)-2арУ3 (х);
= (а2- р=) У2 (х) + 2арУ4 (х);
4^- = (“2 - Р2) гз (X) + 20^! (X);
4^-=(^-Р2) У4 (х)-2арУ2 (х).
133
Третья производная
= (а3—ЗаР2) У4 (х) + (Р3—За2р) У2 (х);
-^- = (а3—ЗаР2) У8 (х) + (р3—За2Р) У, (х);
= (а3-ЗаР2) У2 (х) + (Р3- За2Р) У4 (х);
=(а3-ЗаР2) Уг (х) + (Р3—За2Р) Уа (х).
Общий интеграл однородных дифференциальных уравнений
(3.9) — (3.12) запишем в виде
у (х)=0^ (х) + С2Г2 (х) + С3Г3 (х) -Ь C4W4 (х),
где Wi(x), W2(x), W3(x), W4(x) — частые решения однородных
дифференциальных уравнений (3.9) — (3.12), представляющие со-
бой линейные комбинации частных решений (полученных методом
начальных параметров), соответствующие тому или иному закреп-
лению как левого х=0, так и правого х=/ концов трубопровода.
Вид функции Z(x) для различных вариантов однородного диф-
ференциального уравнения четвертого порядка, содержащего толь-
ко четные производные, приведен в табл. 3.26.
Рассмотрим процесс получения функции Wt(x), для чего ис-
пользуем общее решение однородного дифференциального уравне-
ния (3.9), когда (No—NpB)2<4k0EI,
У (х)=у^! (х) + W + //oZ3 (*) + y'oZi W>
где уо; у'о, Уо', Уо" —прогиб и три его производные в сечении, при-
нятом за начальное; Z\(x); Z2(x); Z3(x); Z4(x)—частные решения
однородного дифференциального уравнения, полученные методом
начальных параметров. Функции Z4(x) для рассматриваемого
здесь случая растянутого и сжатого участка трубопровода, когда
Ь4>а4, имеют вид
7___у [ Р2 —а2 у .
2ар Гз’
7 _	1	/ 3₽2 — а2 За2 — р2 у \
Z'2 а2 + Р2 \ 2р	2а
Z — 1 У •
3— 2ар *3’
7 —	1	/ 1 у____1_ у \
4 а2 + р2 ( 2р 2 2а 4 / ’
Приведем первую, вторую и третью производные функции
Zi(x).
134
Первая производная
21(х)=1-^-р-У4(х)—Ц^-К2(х);
^(х)=Г1(х) + -^^-У3(х);
^(х) = -1-У2(х)+^-У4(х);
~ "2ajT Y*
Вторая производная
% =^r- Y*	Y* w:
^W=-4srLr3(x) + r1(x);
ад=^у2(х)+[-2^г4(х).
Третья производная
^Чх) = -™У2(х)-Ы1к4(х);
Z”'(X)=_^_P1 Гз(х);
2;' (x) = (	- 0 ) Y2 (x) + ( ^51 + a ) У4 (x);
z;"(x)=r1(x) + ^^-r8(x).
Поскольку функция Wi(x) представляет собой линейные ком-
бинации Zi(x), то новое решение можно записать
Wi (х)=г/102х (х) + y'10Z2 (х) + y"aZ3 (х) -f- y'i'a'Zi (х);
^2 (х)=y20zi (х) + у'^2 (х) + y"a0Z3 (х) + ^о'24 (х);
(х) = z/302i (х) + у'3^2 (х) + y"3QZ3 (х) + y”'Z4 (х);	(3.15)
^4 (x)=yi0Z1 (х) + y'i0Z2 (х) + y”0Z3 (х) + y'^'Zi (х).
Величина у(х), кроме уравнения (3.9), должна удовлетворять
краевым условиям, относящимся к роду закрепления концов тру-
бопровода, соответствующих значениям х=0 и х=1.
Эти условия для участка трубопровода, проложенного в грун-
те свободно, выражаются следующим образом:
при х=0 у" (0) = 0,	у'" (0) = 0;
(3.16)
при х=/ у" (1) = 0,	у'" (0 = 0-
135
Таблица 3.26
Схема закрепления
Граничные
условия
Частные решения общего однородного уравнения вида
y(x)=CiIFi(x)+C2UZ2(x) + C3UZ3(x)+C4U74(x)
в зависимости от рода закрепления концов трубопровода
Род
закрепления
концов
трубопровода
х = О
/(0)=0,
/"(0)=0
х = /
/(0=0,
/"(0=0
х = 0
у(0) = о,
/(0) = о
х= I
/(0 = 0
/"(0 = о
х = 0
у(0) = О,
/(0) = о
а —1	О	.4 'в	Т и II -Ч *.	11 >	 ts,	1	N N	N V	; № Н N	у V I | К, N	N N 4» “ = “Ч Т | « n 	г юга t-*'-	’ ,	1	f '	1 Nl " 3 I ' •3 N	6 s C11	' N N	k“	v’ N | N	।	&	N 1	-L *	•* Л5.	[j*	-S' , N 	N !_J	। i—J	7 ’	1	‘ N	~r	N ;	£	$ г	Ц	f	' , :*>’ Jin^ n	~	£	s
а 5= 5 —1	7 N 1 со N *4 ' N 1 “ = n I N N * ; “:	1 , n —j	^4\л/	,,, ^2\л) Z2 Z4"	“Г	^2\лл Z2 . Z3 ,,„4
	> 'N VT n"	N" J « 1,1 n” n” N0 N	1 1 1 L V	-	- - N V Л. J	N N N 	, vr	.	। II t	JL	и	-S- 4,	3 'f г » / b ei Й	^4UJ	,,t ^2\X) Z2 Z4(x)	2 7,„ I ^nc4«- Cj	Z Г	г4 Z4(x)	Za(x) L	z’ Zt Z4(x)	Z2(x) Z2 J	J СЧ Q 'N	3	S5	Й 1	° 1 " H N N N N s	1	J	1	I L	'n*	-3	S L	, N	-	N	s? Z	+	-4-
Левый конец
свободен
Правый
конец
свободен
Левый конец
подперт
Правый
конец
свободен
Левый [конец
подперт
x = I
y(i)=o,
y”(l)=Q
z;za(x)-z;z4(x)	Z3Z4(x)—Z4Za(x)
z^-z^ ' w^x>~ z;Z8-Z4ZJ
x = 0
f/(0) = 0
i/'(0) = 0
x = I
y(l)=O,
y”(l) = o
x = 0
i/(0) =0
J/'(O) = 0
x = I
y"'(l)=0
x = 0
!/(0) = 0,
i/'(0) = 0
x = I
yU)=o,
y'(l) = 0
M*) 4 4°z zr~][зд “	Za(x) 1+Z1(X) - z’(x):
L "4~8”—^4^3 JL	"8 J	^3
Правый
конец
подперт
Левый конец
заделан
^ailgW —
2	л	/
^-Za(x) \+Z3(x)—f-Z3(x)
^3	J	^3
_ zlZa{x)-Z"aZt(x)	Z3Z4(x)—Z4Z3(x)
3“з( ’ Z3ZJ^ZJZ4 ’	3II‘( } ZJZ3-Z4Z"
	А	। N 05 Г N со о	A	
^3Cj(X) 			/	«•	ft	III		H-Z^x)—	Z3(x),
	L А	^3—Z4 А	Z3	A
	z'i	fc <х N 1 ft е tsj	A l	A
М*) =		N 05 ( ft t  N f *« ft < 05 * ’	Z4W-— Z3(x)	+Za(x) - — Z3(x) A
		z;"z3(x)-z'"z4(x)	Z^Z4(x) -z"4z3(x)		
	я,) =		,,	’	" зс^\л/	» Я Л	«*		a a >
		z;"z"-z;z		г4 z3 z4 z3
		ziz„—z,z: ir	Z.	1	z,
	л)-[	7/7	7 7'	7 Z3(X) |+Z1(X)	Z3(X), Z4Z3—Z4Z-3 jl	z3	j	^3		
^зз2(	*) = [	1 k(x)_ A Z3(x) 1 +za(x) _ A Z3(X) ^4-^3—^4^3 J L	^3	-J	Z3		
«7	_ZjZsfx)	. ny ( ,_____	Z4Z3(x)
^33з(Х}“~	717—7.7: *	^334W-	2£Za-Z42'
Правый
конец
подперт
Левый конец
заделан
Правый
конец
свободен
Левый конец
заделан
z;z3-z4zs
Правый
конец
заделан
Тогда коэффициенты ую, у'ю, ..., jtfo,	у‘40 подберем так, что-
бы новые частные решения
ЗД WCCt(Xy, №сса(х) и U/CC4(x) (3.17)
в точках х=0 и х=1 удовлетворяли условиям (3.16).
В соответствии с условиями (3.17), куда входят вторая и третья
производные прогибы у(х), будем определять функцию Wcc (х)
из следующих неполных условий Коши обоих концов трубопро-
вода:
V^-(0)=l; Г("(0) = 0; IF"(0 = 0; W'" (0 = 0;
(FJ(0)=0; IF'"(0)=l; IF£(0 = 0; IF"'(0=0;	(3.18)
W^(0) = 0; IF"'(0) = 0; IF; (0=1; V'" (0=0;
^(0) = 0; IF"'(0)=0; IF; (0=0; IF/'(0=1.
Подставляя в первую строку условий (3.18) значения из (3.15),
получим четыре уравнения
(0) + у[& (0) + у^Д (0) + y’-Z} (0) = 1;
у^й^г" (0) + y'^i" (О) + Узо^'з" (О) у^'^” (0)=0;
(3.19)
z/зЛ (0 + у'аД (0 + у'^'г (0 + у£% (О=0;
У^" Щ + у'^' М+У^з" Ю + у'^' (0=0.
Подставляя (3.13), (3.14) в уравнение (3.19), найдем
У1°	[	G)Zi(l)-Z;(l)Z'i(l)	А'(0	'
, = Г ^(QZ/' (0-<" (0 ^(0.'
У1° [ znoz'no-znoz'/'w
^0=1;
Ую =o.
Если во вторую строку (3.18) подставим W2(x), то найдем ко-
эффициенты у2а; у2 ; J/20; Ум'-
Подставляя (3.20) в (3.15) и помня, что (3.20) удовлетворяет
(3.16), (3.18), получим следующие выражения для частных реше»
ний (3.17):
^cctW =
z"'zj-zsz"'
^2 (^)
7"
+ Z3(x)-^-Zr(x).	(3.21)
^сса(*) =
z'"z^ —z'"z;
zjz"'-z;"zj
22(х)-^7-Л(х) +
J
138
+ (х)---------Zx (х);
z, z;-z;zL
m lv\_____Z2Z1 (x) — Z^Zg (x)
CC*W Zi'z;"-Z”'Zl'
где аргумент I при Z опущен для краткости записи.
Частные решения (3.21), полученные с помощью уравнения
(3.9), пригодны и для уравнений (3.10), (3.11) и (3.12), если за-
крепления концов рассматриваемого участка трубопровода анало-
гичны условиям (3.16).
Известно, что каждый конец участка трубопровода имеет три
степени свободы, в соответствии с этим и три типа опорных за-
креплений. Эти условия для обоих концов рассматриваемого уча-
стка трубопровода выражаются следующим образом:
при х=0 или при х=1
для конца свободного у"=0 и у"' = 0;
для конца подпертого у=0 и у" = 0;
для конца заделанного у=0 и у' = 0.
(3.22)
Следовательно, число возможных комбинаций схем закрепле-
ния обоих концов трубопровода равно шести. Не приводя выкла-
док, дадим в табл. 3.26 окончательный вид функций Wi(x) для
всех шести схем закрепления концов трубопровода.
Перейдем теперь к отысканию уравнений упругой линии трубо-
провода для схем закрепления концов из условий (3.22).
Используя принцип сложения или независимости действия сил
и обозначая сумму формул грузовых и деформационных членов,
входящих в правую часть уравнения (3.9) через Ф(х), можно за-
писать
ф р<& d^~
а
v0 [z2 (х-у ± — ~”Рв Z4 (х-Ц,)] di +
о
+ Ду ^Z4 (х—±	— Z3 (х	£дй)^ —
—Д<р j^Z2 (х—5дф) ±---£/—— Zi (х—Едф)^| +
+ S (X У) Za (х — У),
/=|
(3.23)
139
где Д.у — малый сдвиг трубопровода; Д<р — малый излом трубопро-
вода; М — сосредоточенный момент.
Каждый отдельно взятый импульс в уравнении (3.23) высту-
пает в качестве граничного параметра, но только не в сечении х=
= 0 и х=1, а в сечении 1, где он приложен. Любой импульс, при-
ложенный в сечении £ (0<£<х), влияет на ординаты эпюр в се-
чении х точно так же, как граничный параметр, с той разницей,
что вместо аргумента х следует взять аргумент (х—у.
Общее решение дифференциального уравнения (3.12) с учетом
(3.15) и (3.23) запишется
у (х) =	(х) + C2W2 (х) + C3W3 (х) + C.W. (х) +Ф (х).	(3.24)
Для определения произвольных постоянных интегрирования в
уравнении (3.24) необходимо рассмотреть краевые параметры.
Пусть на концах рассматриваемого участка трубопровода кроме
нагрузки в пролете Ф(х) заданы: на левом конце — изгибающий
момент М и поперечная сила Qo, на правом конце — изгибающий
момент Mi и поперечная сила Qi.
Теперь условия (3.16) с учетом граничных параметров запи-
шутся
х=0; Е1у;(0)=Мо-, Ely”' (0)=Qo.	(3.25)
На правом конце
x=l-, Ely'a(l)=Mt-, Ely”'(l)=Qi.
Тогда, подставляя граничные параметры в уравнение (3.24) и
помня, что условия (3.18) уже удовлетворены, получим
Ci=M0-®"(0); C2=Q0—Ф'" (/);
(3.26)
С8=М,-Ф’'(/);	(О,
причем
ф"(0)=Ф"'(0)=0.
Таким образом, произвольные постоянные С\, С2, С3 и в
уравнении (3.24) выражены через граничные параметры Мо, Qo,
Mi, Qi.
Подставляя (3.21) и (3.26) в уравнение (3.24), получим общее
решение дифференциального уравнения (3.9), когда оба конца
трубопровода свободны
Ely (x)=M0WCC1 (х) + <?0ГСС2 (х) + [М{ -Ф" (/)] №ссз (х) +
+ [Qz-Ф" (/)]	(*) + Ф (X).	(3.27)
Пользуясь частными решениями, приведенными в табл. 3.26,
и определив по изложенной методике граничные параметры для
всех шести схем закрепления концов трубопровода, запишем сле-
дующее общее решение уравнения (3.9).
140
Общее решение,'когда левый конец трубопровода подперт, а
правый свободен,
Ely (x)=EIh0Wnci (х) + Л10ГПСа (х) + [EIfy—Ф" (/)] ГПСз (х) +
+ lQ/--O'"(0]«7nc4to + ®to-	(3-28)
Общее решение, когда оба конца трубопровода подперты,
Ely (х)=Elh0W ПП1 (х) + Л10№ПП2 (х) + [Elht - Ф (/)! ^ППз (х) +
+ (М,-Ф" (/)) 1ГПП4 (х) + Ф (х).	(3.29)
Общее решение, когда левый конец трубопровода заделан, а
правый подперт,
Ely (х) = EIh0W3Tli (х) + £7Ф0ГЗП2 (х) + [£№/-Ф (/)] ГЗПз (х) +
+ [М,-Ф" (/)] ГЗП1 (х) + Ф (х).	(3.30)
Общее решение, когда левый конец трубопровода заделан, а
правый свободен,
Ely (x) = EIh0W3Qi (х) + Е1Ф^ (х) + [Мо—Ф" (/)] №зсз (х) +
+ [ф,_ф'"(/)]№ЗС4(х) + Ф(х).	(3.31)
Общее решение, когда оба конца трубопровода заделаны,
Ely (x)=EIh0W331 (х) + £W333 (х) + [EI^-Ф (/)] W333 (х) +
+ [Е/Фс—Ф' (/)] W33i (х) + Ф (х),	(3.32)
где h0, hi, фо, фг, Mo, Mb Qo, Qi — граничные параметры.
Таким образом, пользуясь в исследованиях дифференциальным
уравнением продольно-поперечного изгиба свободно уложенного в
грунт трубопровода на двух опорах, мы не уменьшили общности
полученных решений уравнений (3.10), (3.11) и (3.12).
Пользуясь уравнениями (3.27) — (3.32), можно исследовать на-
пряженное состояние любой расчетной схемы трубопровода, равно-
весие которой описывается дифференциальными уравнениями
(3.9) —(3.12).
Оптимизация по напряжениям в стенке трубы
основных технологических параметров
ремонтно-строительной колонны
при симметричном подъеме трубопровода
На основании результатов исследования уравнения (3.6) про-
ведена численная оптимизация режимов подъема трубопровода
двумя, тремя, четырьмя и пятью трубоукладчиками для случаев,
когда технологическая высота подъема задана под крайними крю-
ками трубоукладчиков и в середине пролета при следующей систе-
ме граничных условий:
y0=Q’ Уо=°; ьо=о,
х~1\ У( = 0’, у” = 0’, ht=Q.
141
(3.33)
При данных граничных условиях уравнение упругой линии тру-
бопровода имеет вид
у (х)=—Ф (/) №ППз(х)-Ф" (/) ГПП4 (X) + Ф (X).	(3.34)
Пользуясь решениями, приведенными в (3.29) для 1^ППз и 1^Пп4>
и подставляя вместо z(l), z(x) частные решения 1, х, х2 х3, кото-
рые получаются при решении дифференциального уравнения упру-
гой линии трубопровода, получим
£/(х)=-ф(/)^+ф"(о4(^-4-)+ф^)- <3-35>
Решение уравнения (3.35) с условиями (3.33) дает расчетные
формулы основных параметров, включая изгибающий момент в
опорном сечении Mit максимальный изгибающий момент в крайнем
пролете Mq и технологическую высоту.
Усилия на крюке при четном числе трубоукладчиков
при нечетном числе трубоукладчиков
ql ~ 12 <=1 ,	.	£ /£-1 \а '
+	ki
i=l	j=\ \/=l J
Для определения оптимальных технологических параметров ре-
монтно-строительного потока воспользуемся расчетными формула-
ми (3.36) и (3.37), принимая k\ = 1 и 2i= 1.
Оптимальную схему подъема определяют выбором произвольно
варьируемых параметров k2, kt; z2, Zi, при котором при за-
данном числе трубоукладчиков получаются минимальные значе-
ния моментов. Выбор координаты технологической высоты может
служить второй ступенью определения рациональной схемы подъ-
ема, связывающей задачу нахождения минимальных моментов с
величиной необходимого фронта работ.
В качестве третьего этапа определения рациональной схемы
подъема должно быть принято условие равенства моментов в се-
чениях под трубоукладчиками
Mt=M2=--М^- .=Mi=M,	(3.38)
дающее систему (t—1) линейных уравнений относительно (i—1)
коэффициентов kj (j=2.i).
Не представляет трудности убедиться, что условие равенства
моментов означает отсутствие в серединах пролетов перерезы-
вающих сил. Таким образом, усилия на крюках трубоукладчиков
в точности равны силе тяжести примыкающих полупролетов. Оче-
видно, что при прочих равных условиях такой случай нагружения
142
является наилучшим; Длины пролетов должны быть подобраны
из условия минимума моментов
дМ дМ
dZr dZ2
dM =Q
dZi
(3.39)
так, чтобы момент в сечении с максимальной положительной кри-
визной не превышал момент в сечении под трубоукладчиком.
Условие (3.39) при соблюдении	либо условие
дМ0 _ дМа _ дМ0 ___Л
~dZ^~~dZT~ ‘‘ ~ dZi
(3.40)
в случае Мо>М, где М получено из (3.39), дающего систему i не-
линейных уравнений для определения (i—1) параметров Zj(j=2,
i) и т, составляют окончательный этап определения рацио-
нальной схемы подъема трубопровода.
Полученные формулы позволяют произвести численную опти-
мизацию режимов подъема трубопровода при любом числе трубо-
укладчиков.
Большое число факторов, входящих в расчетные формулы, и
необходимость большого числа однотипных расчетов для получе-
ния общих закономерностей, определяющих границы применения
технологических параметров ремонтно-строительного потока при
выполнении различных видов работ, делают целесообразным при-
менение электронно-счетных машин для выполнения этих иссле-
дований. Используя общую формулировку задачи подъема беско-
нечного трубопровода, согласно основных уравнений (3.38), (3.39)
и (3.40), определялись рациональные схемы подъема трубопрово-
да на ЭЦВМ «Минск-1». В качестве переменных исходных данных,
вводимых в машину, приняты следующие численные значения па-
раметров т и z:
0 т С 0,4 с шагом Дт=0,01;
0 г 1,4 с шагом Дг=0,02.
Программа составлена в режиме плавающей запятой, для каждо-
го числа отведено две ячейки. Так как машина «Минск-1» работа-
ет в двоичной системе исчисления, то исходные данные переводи-
лись из десятичной системы счисления в двоичную. Программа
разбита на четыре независимых блока (рис. 3.45), автоматически
вводящихся на фиксированное поле памяти машины. Общая по-
следовательность выполнения программы по машинному алгорит-
му соответствует вычислению и печати всех расчетных зависимо-
стей для подъема трубопровода двумя, тремя, четырьмя и пятью
трубоукладчиками.
Результаты в машине получаем в безразмерных величинах, по-
этому все параметры в расчетных формулах представлены в виде
• I	Mj	мо	Pj
-/Elh^q ’ /ЁЙад ’ уГЁПЦф’
143
В процессе выполнения программы содержание ячеек массива
исходной информации не меняется.
В первой части вычисляются расчетные зависимости алгорит-
ма для численного анализа при подъеме трубопровода двумя тру-
боукладчиками при п=2 и i= 1.
Рис. 3.45. Блок-схема алгоритма расчета технологических параметров подъема
трубопровода
Выражение (3.34) при технологической высоте, заданной под
крюком первого трубоукладчика (5=1), преобразуем к виду
(3.41)
Из формулы (3.41), характеризующей значение технологиче-
ской высоты под крайним трубоукладчиком, выразим в явном ви-
де длину приподнятой части
<з-42>
где
л = _1_ Л _ т3} / 1 л- — V (I"w)2
Я 128 (1	1+ 3 )	144(i+m) •
Затем, подставив (3.42) в формулы (3.35), (3.36) и помня, что вы-
сота постоянна, получим следующие безразмерные характеристи-
144
ки для определения технологических параметров ремонтно-строи-
тельного потока при сопровождении ее двумя трубоукладчиками:
________!_____ /3 43)
|/£/Ма УАЗ(1 — т2) *	V • /
_ М1 1. Г 1 ~т2-----------L------	(3 44)
/Ё7м /Л L 8	6(1+/п)]'	;
М> _ 1 Г 1	.	1 ]а	(3 45)
/Ё7М	2/д [ 2	2(1—т2)]‘
Кривые безразмерных параметров, построенные по полученным
значениям (3.42) — (3.45), изображены на рис. 3.46, а, где кривая
Рис. 3.46. Безразмерные параметры подъема трубопровода
(1>. (*).
У Elh^q	у ElluqS
- м°  (3),	4 /ЁТлГ (4). Т7Р* 	(5)
У Elhm	</ _l	yElhifi
в зависимости от т при л=2 (а) и п=3 (б)
1 представляет характеристику изгибающего момента в сечениях
трубопровода под сосредоточенными силами, кривая 2 —характе-
ристику сосредоточенных сил, кривая 3 — характеристику изгиба-
ющего момента в сечениях трубопровода с максимальной положи-
тельной кривизной в крайних пролетах и кривая 4 — характери-
стику длины приподнятого участка трубопровода. Эти кривые
позволяют определять основные технологические параметры ре-
монтно-строительного потока при подъеме двумя трубоукладчи-
ками. Как видно, напряжения от изгиба минимальны при т = 0,25,
при этом hi — высота подъема под трубоукладчиками, a M0<ZM.
Во второй части алгоритма вычисляются расчетные зависимо-
10—416	145
сти для численного анализа при подъеме трубопровода тремя тру-
боукладчиками при и=3 и i=2.
Преобразуем выражение (3.35) при технологической высоте,
заданной под крайним трубоукладчиком (s=l) и под вторым (s=
= 2):
Выразим из (3.46) I в явном виде
где
(3.48)
Подставляя (3.48) в расчетные формулы (3.35) и (3.37), получим
следующие безразмерные характеристики для определения техно-
логических параметров ремонтно-строительного потока при сопро-
вождении ее тремя трубоукладчиками:
Mi
VEIh14
Л ______________1__________
i2 у( 2+fea- _ 'j
F	\ о	/
P2	 ^2
4/B \ 2
1+2/n
4
8m2 \
~2 + k2)
M2 =	1	"J_______2
/ЯМ-4/В	2	3(1--^-)
8m
/	8m2 \	’
3 ( 1 ~ 2+fca ) (2 +
(3.49)
(3.50)
(3.51)
(3.52)
146
2	+ 1
Мо
VElh^q
2-/В	2
(3.53)
На рис. 3.46, б изображены кривые, построенные по значениям
формул (3.48) — (3.53). Кривая 1 представляет характеристику из-
гибающего момента в сечениях трубопровода под сосредоточенны-
ми силами, кривая 2 — характеристику сосредоточенных сил в
крайних пролетах, кривая 3 — характеристику изгибающего мо-
мента в сечениях трубопровода с максимальной положительной
кривизной в крайних пролетах, кривая 4 — характеристику длины
приподнятого участка трубопровода, кривая 5 — характеристику
сосредоточенной силы, приложенной к середине приподнятого уча-
стка трубопровода. Эти кривые позволяют определять основные
технологические параметры ремонтно-строительного потока при
сопровождении тремя трубоукладчиками. Как видно из рисунка,
напряжения от изгиба в сечениях под трубоукладчиками мини-
мальны при т=0,19, а так как в этом случае сохраняется нера-
венство Ма<.М, то рациональная схема подъема выбирается по
минимальному значению изгибающих моментов под крюками тру-
боукладчиков. При этом h\ — высота под крюками крайних трубо-
укладчиков.
В третьей части алгоритма вычисляются зависимости для чис-
ленного анализа при подъеме трубопровода четырьмя трубоуклад-
чиками при п=4 и i=2. Преобразуем выражение (3.35) при тех-
нологической высоте, заданной под крайними (s=l) и под средни-
ми трубоукладчиками (s=2):
Elhj
я^

16 г 48
Выразим I из формулы (3.54) в явном виде
-У ПК
И qD ’
(3.55)
10*
147
______________1 +k2_______________
1 + k2 Г	Zj ]
—4— — m2 (1 + z2)a + -4- £a
Подставляя (3.55) в расчетные формулы (3.35) и (3.36), получим
следующие безразмерные характеристики для определения техно-
логических параметров ремонтно-строительного потока при сопро-
вождении ее четырьмя трубоукладчиками:

у Elhrf

3 + 6m + SmZj +
_A*i_=	1 [J____2 + г3]
/Elhtf 12 /О L 2	2 . 1
-Л?а =----(1 — тг2) 3 + 3mz2—
/Elhrf 24/Р v 2	2
Изображенные на рис. 3.47 кривые характеризуют основные техно-
логические параметры ремонтно-строительного потока, когда про-
цесс ремонта сопровождается четырьмя трубоукладчиками (п=4).
148
Из анализа кривых видно, что минимальные напряжения в при-
поднятой части можно обеспечить при условии М=М0, причем это
равенство остается постоянным в интервале 0,103^/п^0,2 для
0,2^ 2 гС 1,4 с постоянным изгибающим моментом, равным
0,518 ^EIhxq. Анализ изменения усилий на крюках подъемных ме-
ханизмов от безразмерных характеристик т и z показывает, что
при увеличении длины приподнимаемого участка трубопровода
усилия на крюках крайних трубоукладчиков имеют минимум на-
грузки, а на остальных трубоукладчиках они возрастают, и при
некотором значении т превосходят нагрузки на крайних. Однако
при т, где выполняется равенство М=М0, крайние трубоукладчи-
ки более нагружены, чем внутренние, и эта разница увеличивается
с уменьшением т.
В пятой части алгоритма вычисляются зависимости при подъ-
еме трубопровода пятью трубоукладчиками (п=5 и i=3).
Преобразуем выражение (3.35) при технологической высоте,
заданной под крайними (s=l), под вторыми (s=2) и под сред-
ним (s = 3) трубоукладчиками:
£//ii
-4- + Зт(1 + z2)—-
й3
Ajq
1 + ^2 + ~2~
4	— т2 [ 1 + 2г2 + га (1 + /г2)]
3
1
2-----/«2.
(3.59)
£/Ла 
72
k3 ( т \3
1 +*2+-f- н------
I ~2~— mz2 I
&з
2
— т» [1 + 2га + га (1 + йа)]
(3.60)
£/fta _ 1	1
ql* ~ 128	576
/гч
йа + ~2~ — 8 (т + mia)3 — 8m3zjfea
2 ‘ 2
1---------ma [1 -j- 2za +4(1 +М]
(3.61)
4
149
ш SZ‘O Z'O Sl’O Го so‘o


Выразим в явном виде I из формулы (3.59)
где
г qF
(4- —m —raj q
Р=^ 72--------- Н- + 3m С1 + г2) —
(3.62)
1 +	+ -у-
1 +	+ ~2~
------------_ т* [1 + 2га + г* (1 + йа)]
(3.63)
161
152
Рис. 3.48. Безразмерные параметры подъема трубопровода
гМа~-... I1—®.	т-^1- 	(/-
К£/Л1?	V Elhiq	у Elhiq3
, Pi (9—16),	— Рз (17—23),	----1	(
УЕ/й1?3	у Elhrf	у Elhr
в зависимости от т при п=5, г—1,4; 1,2; 1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2; 0 соответственно
Подставляя (3.62) в расчетные формулы (3.35) и (3.37), получим
следующие безразмерные характеристики для определения техно-
логических параметров ремонтно-строительного потока при сопро-
вождении ее пятью трубоукладчиками:
—!-------------— >
---------_m2[i+2г2+га2(1+fe2)J
l+t,+ . k‘------------------- ™
----------m3 [1 + 2га +z§ (1 + fea)]
153
^8__.	___J___	^2^3
-/Elh^ 12 у F j ki _f_ A_
4	— m2[l -f- 2z2 + zf (1 + k2)l
M	1
~7==- —-----7= [1—2m(l + z2)l 3 — 6m(l + z2) —
VEjhtf	24/F	2/1	v -г 2/
7W=^7F(1-2^ 3+te“-
2
' К	г
1 + й2 + “2"
-----j-----— m2 [1 + 2zs + 2^ (a + fea)]
Г	1 /	й,\|
Д43	i	2 m (l+z2)+Aa/nz2—-~2~ 1 -f- k2 ~b~2~j |
/W = 24/Г 3+1+йз+4
-----5--------m2[l 4-2z2-f-z| (1 +fe2)]
Mo ___	1 g_______________1—fea+ 23________
/Ё7М 288/F 1+fea+^-
------------------------------т2ц +2za +z2 (1 +й2)]
(3.66)
(3.68)
(3.70)
Кривые на рис. 3.48, построенные по формулам (3.63) — (3.70),
характеризуют основные технологические параметры ремонтно-
строительного потока, когда технологический процесс ремонта со-
провождается пятью трубоукладчиками (п=5). Анализ кривых
показывает, что, как и при четырех трубоукладчиках, минималь-
ные напряжения будут в интервале 2=0,24-1,4 и 0,07^0,202
при М=М0. При этом уменьшение изгибающего момента
0,518 ^Elhiq невозможно. Увеличение числа трубоукладчиков в
потоке больше четырех не снижает напряжений в трубопроводе,
однако дает возможность увеличить пределы выбора расстояний
между трубоукладчиками. Из анализа кривых, характеризующих
усилие, вытекает, что при числе трубоукладчиков больше трех ве-
154
личина tn влияет на загруженность трубоукладчиков; причем, чем
больше т.тем болыпеони загружены. При z=l усилия на трех внут-
ренних трубоукладчиках равны P2 = P3 = Pi. Если z>l, то усилие
на среднем трубоукладчике больше, чем на втором и четвертом,
^’з>^2=^Э4- В случае z<l Р3<Р2=Р4. Если z=0, Рз=0, а Р2 и
Pi совмещаются и действуют как одна сила.
Рис. 3.49. Сравнение расчетного напряжения от изгиба 6 (сплошные линии) в
трубопроводе при подъеме его двумя трубоукладчиками с результатами замеров
(кружочки)
Рис. 3.50. Расчетная кривая в сопоставлении с зкспериментальными точками при
подъеме трубопровода тремя трубоукладчиками:
1 — напряжение в сечении трубопровода под средним трубоукладчиком; 2 — то же, под
первым и третьим трубоукладчиками
Результаты численной оптимизации схем подъема трубопрово-
да двумя, тремя трубоукладчиками при максимальном фронте ра-
бот (технологическую высоту задавали под крайними трубоуклад-
чиками) изображены на рис. 3.49 и 3.50 в сравнении с эксперимен-
тами, полученными на опытном трубопроводе длиной 587 м,
сваренном из труб 325X9 мм и расположенном на естественной
площадке 650ХЮ м. Подъем трубопровода (пустого, заполненно-
го водой и под давлением до 60 кгс/см2) осуществляется одним,
двумя и тремя трубоукладчиками. Оптимальные точки и соответ-
ствующие им технологические параметры приведены в табл. 3.27,
в которую также включены данные для случая подъема одним
трубоукладчиком. Данные представлены в безразмерных парамет-
рах и не зависят от геометрических характеристик трубы, поэтому
их можно использовать для расчета трубопровода любого диамет-
ра как для уточнения существующих технологических схем, так и
для расчетов новых при строительстве сверхмощных трубопрово-
155
Безразмерные параметры подъема участка
Число подъем- ных механиз- мов	Интервалы расстановки подъ- емных механизмов		Усилия при		
п	т	Z	Pi		
			If" У Elhiqz		
1 2 3 4 5	0 0,25 0,19 0,103—0,2 0,07—0,202	0 0 0 1.4—0,4 1,4—0,2	3,9 2,45 2,24 1,82—2,38 1,7—2,41	1,53 0,94—1,32 0,62—1,16	
дов. Значительный интерес представляют схемы при л>4, когда
нагрузки на трубоукладчики распределяются равномерно.
Условия равномерной расстановки трубоукладчиков по длине
приподнятой части при равномерной их загрузке позволяют ис-
пользовать однотипные трубоукладчики, что упрощает их эксплуа-
тацию и обеспечивает взаимозаменяемость.
Несимметричная схема подъема трубопровода
При ремонте трубопровода с подъемом его на берму траншеи
технологическая схема подъема и укладки трубопровода характе-
ризуется несимметричной формой изгиба оси трубы. Изгиб трубо-
провода, происходящий в результате его местного подъема на за-
данную технологическую высоту, определяется прежде всего вза-
имным расположением оборудования в изоляционно-укладочном
потоке. Как уже указывалось, очистная и изоляционная машины
должны находиться возможно ближе к сопровождающим их тру-
боукладчикам. Однако в ряде случаев это требование удовлетво-
рить нельзя и нередко, например, очистная машина оказывается
удаленной от ближайшего трубоукладчика на 12—15 м. При отно-
сительно небольшом удалении машин от трубоукладчиков можно
принять следующие допущения: сила тяжести машин не оказыва-
ет влияния на характер изгиба трубопровода; высота подъема тру-
бопровода в местах расположения сопровождающих трубоуклад-
чиков практически не отличается от высоты его подъема в местах
установки машин, т. е.
hn=h04,	(3.71)
где hi и hn — высоты подъема трубопровода последним и первым
(по ходу потока) трубоукладчиками; /гиа и /1ор — высота подъ-
ема трубопровода в местах установки изоляционной и очистной
машин.
Допущение о том, что силой тяжести машин (как сосредото-
ченной нагрузкой на изгибаемый трубопровод) можно пренебречь,
156
Таблица 3.27
трубопровода при минимальных напряжениях
подъеме		Длина приподнимае- мого участка	Изгибающие моменты в опорных сечениях	Максимальные изги- бающие моменты в крайних пролетах
	Рз	h '	4	М	
	у/ Elhiq^		Elh^q	/ Elhtq
	0,73—0,91	5,825 6,88 8 7,6—9,45 7,42—9,55	1,414 0,765 0,57 0,518 0,518	0,471 0,494 0,513 0,528 0,54
принимается при расчете параметров ремонтно-строительного по-
тока, где вызываемая этим допущением ошибка не превышает
2%. При определении параметров ремонтно-строительных потоков,
в которых используются более тяжелые машины, ошибка может
Рис. 3.51. Схема несимметричного подъема трубопровода для определения опти-
мального числа трубоукладчиков
достигнуть 10—12%. В большинстве случаев точность, получаемая
с указанными допущениями, оказывается вполне достаточной.
Силы тяжести машин, неучитываемые при определении харак-
тера изгиба трубопровода, должны быть учтены в окончательном
расчете нагрузок на первый и последний трубоукладчики в. виде
слагаемых, добавляемых к нагрузкам.
При расчете несимметричного подъема использовано равенст-
во изгибающих моментов в сечениях, опирающихся на трубоуклад-
чики. Кроме того, при отыскании схемы с минимально возможны-
ми напряжениями изгиба введено как обязательное условие
предельного уменьшения моментов в последнем пролете (рис.
3.51). Это условие позволяет определить длину пролета 1\, реакцию
грунта Ro и опорный момент М\. Крайние пролеты при заданной
157
технологической высоте подъема h\ не могут быть беспредельно
разгружены от напряжений изгиба. В этих пролетах имеется две
точки х и 1, которые определяют положение наиболее опасных се-
чений: одно из них расположено в вершине параболической эпюры
моментов (х), другое — в месте опирания трубопровода на край-
ний трубоукладчик (1). В зависимости от длины крайнего пролета
/1 степень опасности каждого из указанных сечений различна и оп-
ределяется соответственно следующими уравнениями моментов:
(3.72)
где 7?о — реакция грунта на приподнятую часть трубопровода.
Взаимосвязь между неизвестной реакцией Ro и заданной тех-
нологической высотой /ii может быть установлена следующим об-
разом. Используя граничные условия для точки 0, где происходит
соприкосновение трубопровода с грунтом
х=0; yQ = 0- y’B=Q- у’=0,	(3.73)
запишем уравнения моментов для любой точки пролета /1
EIy”=Mx=Rox —q-f.	(3.74)
Дважды проинтегрируем уравнение (3.74):
EIy=±(R0x3-^-}+C1X+C2.	(3.75)
Произвольные постоянные интегрирования и С2 определяют-
ся из условий (3.73). Они оказываются равными нулю.
При х=Е прогиб трубопровода у будет соответствовать техно-
логической высоте следовательно,
Е/Л1=4(/?Л-^-),	(3.76)
откуда
^о=-^р- + 4-.	(3.77)
Используя формулу (3.77) для преобразования уравнений (3.72),
получим
---(3.78)
^=-2г(-^г-+4-)а-	<3-79)
На рис. 3.52 изображены (в безразмерных параметрах) графи-
ческие зависимости (3.78) и (3.79). Из графика видно, что наибо-
158
лее удобным является тот случай, при котором наступает равен-
ство абсолютных значений моментов Mi (1) и Мх (2), т. е.
В развернутом виде это равенство записывается так
1 I (6Е//Н)’ , 3EIhiq q4l 1 qll 6Е/Л, _n n
"2Г[---Zj--+' Il  +	4~+~(	'
Решая уравнение (3.80) относительно l\, получим
24 (5+^4 /2)	2>45g у/_^1_.	(3.81)
При такой длине пролета напряжения изгиба достигают наи-
меньшего значения. При любом другом значении /1 одно из опас-
Рис. 3.52. Напряженное
состояние трубопровода
в крайнем пролете
ных сечений оказывается более нагруженным, чем другое, и при
этом общая вероятность поломки трубопровода на рассматривае-
мом участке увеличивается.
Предельно сниженные изгибающие моменты определяются из
уравнений (3.78) и (3.79) при подстановке значений
^1= - j/ 77^17	~ —0,518 VErfM:
^=j/ 77г6+11 В/М=О,518ГЁ7М.
Абсолютную величину изгибающих моментов М\ и Мх примем в
дальнейшем в качестве сравнительного критерия при анализе раз-
личных схем подъема. Теперь используя условие равенства опор-
159
ных моментов, составим уравнения, представляющие собой раз-
вернутую запись моментов
м2 (=Мх)=R0l2 + ZQ (Z2 - ZJ -
Л43 (=M1)=R0l3 + К. (13-1.) + К2 (Z3-Z2)-^-:
Mn( = M1) — Roltl-\~ К. (1п—I.) 4- К2 (1п—Z2) + • • •
Число уравнений связи между опорными изгибающими моментами
равно (п—1).
При расчете схемы несимметричного подъема необходимо
учесть систему граничных условий, т. е., принимая точку 0 или А
за начало системы прямоугольных координат, запишем граничные
условия для этих точек
х=0; z/=0; у" = 0;
х=/; z/L=AT; z/£=0; r/l=0.
Для точки соприкосновения трубопровода с поверхностью ремонт-
но-строительной полосы записать следующие уравнения:
EIy'A = Ma=RqL + R.(L — к) + К, (L - /2) +
+ ...+7<n(L__Zn)-^-=0;
Ely'A=4 № + К. (L—1.У + К2 (L-l2y +
+ ...+/(n(L-Zn)2—^-] = 0;
EIyA=4- [^3 + ^(L - zi)3 +	<L~ z2)3 +
+ ... + Kn(L_.Zn)3__^=EIh„
где L — длина приподнятой части трубопровода.
Таким образом, получаются еще три уравнения взаимосвязи
между неизвестными параметрами.
Наконец, необходимо составить уравнение для выражения про-
гибов трубопровода в местах его опирания на последний и первый
(по ходу потока) трубоукладчики, возле которых находятся ма-
шины
<3-82>
Л«=-Йг	(/n-/i)3 +	+
+ ... + Kn_1(ln-ln_iy—(3.83)
160
Уравнение (3.82) не содержит неизвестных и на данном этапе рас-
чета представляет собой тождество. Уравнение (3.83) включает в
себя ряд неизвестных и будет использовано в дальнейшем расчете.
Общее число уравнений, в которых устанавливается взаимо-
связь между основными параметрами схемы несимметричного
подъема, может быть подсчитано как
(и —1)4-3+ 1=и+ 3.
Неизвестными в этой системе (п+3) уравнений являются нагруз-
ки на вес п трубоукладчиков, а также положение каждого (кроме
последнего) из этих трубоукладчиков относительно начала коор-
динат 0 — это дает еще (п—1) неизвестное. Кроме того, определе-
нию подлежит общая длина приподнятой части трубоукладчика
L. Таким образом, число неизвестных в составленной системе урав-
нений определяется как
и + (и—1)+ 1 = 2.
Для решения («+3) уравнений с 2п неизвестными в общем
случае требуется, чтобы
п + 3 2п или п > 3.
Если рассматриваемая система уравнений имеет при /г=3 ре-
шения, соответствующие физическому смыслу задачи, то это по-
казывает, что в изоляционно-укладочном потоке для реализации
заданных условий вполне достаточно содержать три трубоуклад-
чика.
В результате проведенного расчета установлено, что существу-
ет при несимметричном подъеме по крайней мере теоретический
случай, когда при трех трубоукладчиках напряжения изгиба в тру-
бопроводе достигают минимально возможных значений. Далее бу-
дет найдена область возможного практического применения трех
трубоукладчиков.
При производстве отдельных технологических операций, свя-
занных с подъемом трубопровода на небольшую высоту, не требу-
ется достижения минимальных напряжений изгиба, и поэтому в
некоторых случаях могут быть использованы схемы с меньшим
числом трубоукладчиков, где условие предельного снижения на-
пряжений невыполнимо. Кроме того, исследование схем несиммет-
ричного подъема трубопровода одним или двумя трубоукладчика-
ми позволяет выявить некоторые закономерности в характере ук-
ладки. Рассмотрим методику расчета таких схем.
Несимметричный подъем трубопровода
одним трубоукладчиком
Схема несимметричного подъема трубопровода одним трубо-
укладчиком (рис. 3.53) имеет два пролета 1\ и 1%, которые необхо-
димо определить при задаваемых значениях технологической вы-
соты подъема трубопровода h\ и глубины траншеи /гт. Неизвест-
11—416	161
ными в этой задаче также являются усилие на крюке трубоуклад-
чика и изгибающий момент в опорном сечении.
Прямое решение поставленной задачи аналитическим путем
крайне затруднительно. Так, в ряде работ авторами рекомендует-
ся решать такую задачу графическим способом — путем построе-
ния двух кривых с последующим отысканием точки их пересече-
ния. Однако этот способ трудоемкий и не имеет универсального
решения.
Рис. 3.53. Схема несимметричного подъема трубопровода одним (а) и двумя (б)
трубоукладчиками
Как более удобный может быть предложен способ, основанный
на замене прямого аналитического решения задачи решениями се-
рии более простых обратных задач, т. е., задаваясь поочередно
различными значениями пролета /ь предлагается находить каж-
дый раз соответствующие им значения глубины траншеи /гт. Затем
по полученным результатам строится график зависимости йт=
='f(li). Предлагаемый расчет производится в следующей последо-
вательности.
Сначала, рассматривая левую часть схемы, определяются для
ряда значений пролета 1\ соответствующие им значения изгибаю-
щих моментов
М1=-Цр1------(3.84)
и значения углов поворота сечения, расположенного под крюком
трубоукладчика,
1	/ 6EIhi qll \	,п Ое\
<3-85>
162
Принимая во внимание, что в точке опирания трубопровода на
трубоукладчик справедливы следующие условия:
М1л = Л11п;	Ф1Л — —Ф1П>
рассмотрим правую часть расчетной схемы.
Индексы «л» и «п» определяют принадлежность параметра к
левой или правой части схемы.
Реакция в точке опирания трубопровода на поверхность земли,
определяемая как
+ (3’86)
входит в уравнение
(3-87)
из которого после подстановки (3.86) можно получить
-2^7-[а11/2 + ^-]+Ф1=0.	(3.88)
Кубическое уравнение (3.88) позволяет найти длину пролета
1ч в виде тригонометрической функции
/2=2	m cos [б0° —I- arccos (зЕ/ф//	)]• (3.89)
Высоту подъема трубопровода относительно поверхности стро-
ительной полосы в месте его опирания на трубоукладчик можно
определить по формуле
<3-90)
а глубина траншеи йт представляет собой разность
ht=hln—/г1п или ЛТ=А1—Й1П.	(3.91)
Вычислив для серии значений последовательно (3.84), (3.85),
(3.89) — (3.91), получим в результате ряд значений глубины тран-
шеи hT и построим искомый график. При пользовании таким гра-
фиком по заданному значению глубины траншеи определяется
длина пролета 1\, по которой нетрудно найти момент в опасном
сечении (3.84) и нагрузку на крюке трубоукладчика
(3.92)
где 12 и Ra находятся соответственно по формуле (3.89) и (3.86).
Для большей универсальности расчета удобно пользоваться
системой безразмерных параметров. Введем обозначение
представляющее собой безразмерную длину пролета /ь
11*	163
Изгибающий момент и поворот опорного сечения соответствен-
но будут выражаться безразмерными параметрами
(3.94)
(3.95)
а длина пролета /2 — параметром, получаемым в результате реше-
ния уравнения
Рис. 3.54. График определения основных
параметров при подъеме одним трубоуклад-
чиком
/|4-3[2(М1)]/2+2[3(2ф1)] = 0.
(3.96)
Параметры, характеризую-
щие глубину траншеи /гт и
нагрузку Ki, будут найдены
как
^=4-М4-+М;
(3.97)
*1=£+4)(Ц—тМ-
\ 2 h-'a /
(3.98)
Длина пролета 1\ и другие
размерные параметры мо-
гут быть определены из
графика (рис. 3.54) зави-
симости безразмерных -Па-
раметров li, 1%, Ali, Ki, 6/iin
от 6ЛТ.
Перевод безразмерных параметров в размерные осуществляет-
ся по следующим формулам:
4=7.	Zs=5
(3.99)
M^M^EIhrf3;
K^K^EIhrf.
(3.100)
(3.101)
Укладка трубопровода одним трубоукладчиком на практике
почти не применяется и рассмотрение ее представляет в основном
только теоретический интерес. Более распространенной является
схема укладки трубопровода двумя трубоукладчиками.
164
Несимметричный подъем трубопровода
двумя трубоукладчиками
При подъеме трубопровода двумя трубоукладчиками по несим-
метричной схеме (см. рис. 3.53) обычно задается технологическая
высота подъема h\ в месте опирания трубопровода на последний
трубоукладчик. Хотя иногда может быть задана и высота подъема
трубопровода первым трубоукладчиком относительно поверхности
строительной полосы й2ц— это бывает в тех случаях, когда рас-
положенная здесь очистная машина требует повышенного подъема
трубопровода. Рассмотрим сначала первый, более общий случай.
Как и при расчете ранее рассмотренных схем, основным исход-
ным условием будем считать равенство изгибающих моментов в
местах опирания трубопровода на трубоукладчики.
При выборе наиболее рациональных расстояний между трубо-
укладчиками воспользуемся рекомендациями, полученными после
рассмотрения симметричных схем подъема.
Оба крайних пролета li и /2 подлежат расчетному определению.
Кроме того, должны быть найдены нагрузки на крюки трубоуклад-
чиков Ki и К.2, изгибающие моменты в опасных сечениях Mi (Л42)
и высота подъема трубопровода первым трубоукладчиком /г2. Все
эти параметры должны быть представлены в виде функций задан-
ной глубины траншеи Лт и высоты подъема трубопровода послед-
ним трубоукладчиком hi.
Применяемый при решении этой задачи прием аналогичен то-
му, который использовался в предыдущем параграфе: по задавае-
мым значениям пролета рассчитываются соответствующие им
значения глубины траншеи йт с последующим построением графи-
ка этой зависимости.
Разделим условно расчетную схему подъема на две части (ле-
вую и правую), границей между которыми будет точка 2, где тру-
бопровод опирается на первый трубоукладчик. В этой точке спра-
ведливы следующие условия:
•^2л = -^2п>	Ф2л= Фгп’	(3.102)
Задавая различные значения длины пролета 1\, будем опреде-
лять последовательно следующие параметры: изгибающий момент
А41 по формуле (3.84); реакцию грунта на трубопровод в точке
0 по формуле (3.86); усилие на крюке последнего трубоукладчи-
ка из условия равенства опорных моментов
Кг=~ |Х - (4 + /) + 4- (/1 + /)2];	(3.103)
угол поворота сечения в точке 2 из рассмотрения левой части
схемы
[*о V1+о2+т (4+О8];	(3.104)
16S
длину пролета 12, с учетом условий (3.102), из решения кубическо-
го уравнения
7а3 + з[2^]/2 + 2[-^]=0,
(3.105)
позволяющего в виде гиперболических функций получать искомую
длину пролета
/2=2/2	ch4-[Arch (З£7<р2л/-2р^)];	(3.106)
высоту подъема трубопровода в месте его опирания на первый
трубоукладчик (относительно поверхности строительной полосы)
по формуле, аналогичной (3.90); высоту подъема трубопровода в
том же месте, но относительно дна траншеи,
[*о (/г + О3 + ^3- f Gi+ О4];	(3.107)
глубину траншеи
/гт=Л2л-Л2п.	(З.Ю8)
По результатам проведенных расчетов можно построить график
hT=f(li), по которому будет легко найти для любой глубины
траншеи соответствующие значения длины пролета 1\ и других па-
раметров схемы.
Более универсальным решение рассмотренной задачи может
стать при использовании системы безразмерных параметров. В ос-
нову такой системы для данного случая удобно положить пара-
метр 1\, определяемый как
Г1=- г = '1	-	.	(3.109)
,/ 24(4/2 4-5) EIht
V	7	q
Для различных значений этого параметра рассчитываются дру-
гие безразмерные параметры, сведенные в табл. 3.28. Результаты
проведенных расчетов представлены в виде графиков на рис. 3.55.
В тех случаях, когда степень поднятия трубопровода опреде-
ляется высотой его подъема в месте опирания на первый трубо-
укладчик h2nj т. е. при
hrp	Лт
ftan	h2n
(3.110)
может оказаться желательным увеличение высоты hi до значения
Л1==й,;[б5,?л4±5)].
(3.111)
При этом величина 6йт определяется из графика (см. рис. 3.55),
представляющего зависимость f^-^ = f(6/iT).
166
Анализ результатов, полученных при расчете подъема трубо-
провода одним или двумя трубоукладчиками, позволяет сделать
следующие выводы.
В схемах несимметричного подъема длина пролета, а следова-
тельно, и общая длина поднимаемого участка всегда бывают мень-
ше, чем при симметричном подъеме. Напряжения изгиба в опор-
ных сечениях и нагрузки на трубоукладчики уменьшаются с уве-
Рис. 3.55. График определения основных параметров при подъеме трубопровода
двумя трубоукладчиками
личением глубины траншеи. Представленный расчет основан на
использовании минимального числа допущений, поэтому он явля-
ется уточненным по отношению к другим способам расчета. Основ-
ным преимуществом предлагаемого метода расчета является его
универсальность. Это было достигнуто путем введения в расчет
системы безразмерных параметров, исключающих из расчетных
формул все характеристики, описывающие конкретный трубопро-
вод (El; q) и схему его подъема (hx; hT). В каждом отдельном
случае достаточно для нахождения размерных параметров вос-
пользоваться множителями, представленными в табл. 3.28.
Использование системы безразмерных параметров позволяет
установить полнейшую аналогию между одноименными схемами
подъема трубопроводов различных диаметров.
167
/а б л и ц а 3.28
Безразмерные параметры для определения значений
Пара-
метры
Расчетные формулы
Множители для перевода
в размерные параметры
Z1	У 5-4/2 + li
Ra	4/2~—5+2)
42?
л?!	7-71(4/Г+5)
47?(4/Г+5)
Ki	5—4/Г-ь 37)+ 22?]/5—4/2~+7)
2<Рал
6йал
к
Ra
6Лап
6ЙТ
К»
4/?
/?0(T+/)«+Kj5_ 4- Гк+1)3
о
R0(h.+l)3+K1l3-~Y{i1+l)t
7НЗ(2ад+2(3(2?ал)]=0
1з
6Йал—6Л2П
(2i+2+2a)—Ro—Ra—Ri
4 f------—----------
, / 24(4/2+5) £/Л1
|/	7	q
_24(_4/Г+5) £/й1(?3
j/ . 24(4/Г+_5). £й1(?
j/ 24(4/Г+5) £/м
\Г 24(4/2 +5) I3 qhl
V L 7	\ EI
24(4/2~+5) h
7
f/ 24(4/Г+5) Е/Й!
|/	7	q
/ 24(4/Г+5) Elhx
|/	7	q
24(4/Г+5) ,
-----7----- «т
24(4/2~+5) /
7
24(4/Г+5) £/мз
Несимметричный подъем трубопровода
тремя трубоукладчиками
В основу расчета несимметричной схемы подъема трубопрово-
да тремя трубоукладчиками (рис. 3.56) положено условие равен-
ства изгибающих моментов в опорном сечении и в сечении, соот-
ветствующем максимуму параболической эпюры моментов для про-
лета 2]. Поэтому на первом же этапе расчета определяются пара-
метры
4=2,459 yf-—-’	Л4=—0,518
при заданной технологической высоте подъема hi. При решении
168
данной задачи будут использованы в качестве известных парамет-
ров, помимо высоты h\, глубина траншеи /гт и высота подъема тру-
бопровода первым трубоукладчиком относительно дна траншеи
йзп. Для определения расстояний между трубоукладчиками (по
Рис. 3.56. Схема несимметричного подъема трубопровода тремя трубоуклад-
чиками
Рис. 3.57. Диаграмма расположения трубоукладчиков
которым легко будет найти все остальные технологические пара-
метры) целесообразно построить диаграмму (рис. 3.57), представ-
ляющую собой серию линий взаимосвязи между двумя безразмер-
ными параметрами
Т  ^2 .	Т  ^3
’	Z3— Zj ’
169
где Z2 и Is — расстояния от точки соприкосновения трубопровода
с дном траншеи соответственно до второго и первого (по ходу по-
тока) трубоукладчика.
В основу составления такой диаграммы положен принцип срав-
нения угловых деформаций и поперечных перемещений упруго-
изогнутой линии (трубопровода). Точку, в которой будут прово-
дить сравнение, удобнее выбрать так, чтобы уравнения углов по-
ворота <р и прогибов h были бы как можно проще. Такой точкой
является место опирания трубопровода на первый трубоукладчик
(точка 3). Расчетная схема при этом будет разделена на две ча-
сти: левую (до точки соприкосновения трубопровода с дном тран-
шеи) и правую (до точки соприкосновения трубопровода с по-
верхностью строительной полосы).
Для точки сравнения имеем
М3л=М3п; ФЗЛ=—Фзп’. Л3л=/г3п + Лт. (3.112)
В соответствии с условиями (3.112) строим диаграммы располо-
жения трубоукладчиков.
Для любой задаваемой высоты подъема /г3л определяем без-
размерный параметр
jj _____7___^зл
Зл 4 (4/2-f-5)’ Ai '
Затем для каждого получаемого значения Л3л строим график
взаимосвязи параметров Z2 и Z3 по уравнению
(/2-1) Z| + (-3-2/2 +4) Й-1)3 +
+ -Ц-к(/з-/2)3—(3.113)
Таким образом, получается первое семейство эллиптических
кривых в системе координат Z2—Z3.
Минимальное значение Л3л, которое может быть использовано
при решении ( 3.113), определяем путем совместного решения двух
уравнений, представляющих собой частные производные вида
Производные (3.114) можно представить в следующем виде:
^L=4-(r3-i)3-4^-1)fc-^2=0:	(3-115>	'
^=zl-3?2?3+3 Й-(з-2]/Г)]Г3-
-4-Й + ЗТ2-372-(9-6(^)]=0-	<3’116)
170
Решая совместно уравнения (3.115) и (3.116), получим взаимо-
связь безразмерных параметров
zJ/3-Ojj,	(3 j 17)
/ з
которая позволяет найти координаты искомого минимума
Т.=^+	1 +2(У2-1) / 3<9 + /3> СОЗ [б0°-
О	О	V	1 1	I
1
3
arccos
2 + /2	/~	11
2 У 3(9+ 4/з)
(3.118)
13= 1 + 2 (/2 -1) |/ 3(9 + 4/3> cos |б0° -
1
----2“ arccos
2 + /2 Л 11
2 у з(9+4^3)
(3.115)
Найденные по формулам (3.118) и (3.119) значения парамет-
ров /2 и_/3 дают возможность определить минимальное значение
высоты /г3л, для чего необходимо решить относительно искомой
высоты уравнение (3.113). В результате решения найдем
й3л=0,204.
Для получения второго семейства кривых на диаграмме рас-
положения трубоукладчиков необходимо предварительно найти
для некоторых задаваемых значений высот h3n безразмерный па-
раметр Лзп по формуле
___________?______ (Азл hT)
зп 4(4/2"+5)’ Л1
(3.120)
Затем расчет выполняем в следующей последовательности.
Для каждого получаемого значения Лзп решаем относительно /4
уравнение
-^^(3-22/2)71^д=0,	(3.121)
где — безразмерный параметр, характеризующий длину
первого пролета в потоке.
Найденные значения /4 следует поочередно подставлять в фор-
мулу
^=4-r*—-"У—	(3.122)
При этом получаем значения параметра, определяющего угол по-
ворота сечения в точке сравнения. Затем построим графики вза-
171
имосвязи безразмерных длин /а и 13 по уравнению
(/2 + 1) I + ( 3—^-2- + А) (Г3-1)2 +
+	(Г8-Г2)2 - А+фзп=о.
(3.123)
В результате находим второе семейство эллиптических кривых
в той же системе координат /2—4-
Для отыскания максимального значения безразмерного пара-
метра, характеризующего высоту подъема трубопровода не-
обходимо сначала убедиться путем анализа уравнений (3.120) —
£3.122) в том, что с ростом параметра /г3п увеличивается параметр
фзп, например путем построения графика йзп^брзп). Затем зада-
ча сведется к нахождению максимума параметра <рзп в уравнении
(3.123). Искомый максимум определяется по частым производным,
удовлетворяющим условиям
дфзп __ q.	дфзп _ q
d/2	’	д13
что в развернутом виде записывается как
-^-=4-	1)2-#з-1) (М) = 0;	(3.124)
<Э/2 z
^ = -^(Г3-Г2)2-(3-2|/2) = 0.	(3.125)
Решение системы уравнений (3.124) и (3.125) дает следующие
результаты:
7;=(3—1/2")= 1,586;
/;=(5—2 |/Т)=2,172.
При полученных значениях /2_и /з найдем, что максимально
возможное значение параметра <рзп, рассчитанное по формуле
(3.123), равно 0,0533. При этом максимальное значение парамет-
ра h3a— 0,1106.
Заметим, что отметка минимальной высоты, характеризуемой
параметром /г3л, и отметка максимальной высоты, определяемой
параметром /г3[Ь находятся в системе координат довольно близко
между собой, но не совпадают. Очевидно, что при отыскании наи-
меньшей глубины траншеи, при которой возможна укладка тру-
бопровода тремя трубоукладчиками с условием предельного сни-
жения изгибающих моментов, необходимо ограничиться зоной по-
иска
1,485 </;< 1,586;
1,148 < 7^ < 2,172.
172
Определение минимальной глубины траншеи предусматривает
совместное решение системы двух уравнений
		д (^зл ^зп) 	^зл	dh3n dli	^Фзп _	-0-	(3 126)
дТ3	d/a	Э12	dli $<Рзп	dT2		
dhT		д (Л3л Йдп) 	 ^зл	(9/lgn ^/4	^Фзп _	=0.	(3.127)
дТ3	дГ3 дТ3	dTi Йф7п	дТ3		
Выражения (3.126) и (3.127) можно переписать в виде А»зп д/4	- дЛзл . д<р3п . dTt дфзп dl2 ’ dl2					(3.128)
	д^зп	__ ^4 ^Фзп	^зд в дфзп Э/3 dl3			(3.129)
(3.130)
3
Левые части уравнений (3.128) и (3.129) равны между собой, сле-
довательно, равны и правые. Пользуясь этим, запишем
дкзл дф3п  dh3Jl d<p3n
dl2 dl3	dll	^2
Подставляя значения частных производных (3.115), (3.116) и
(3.124), (3.125) в уравнение (3.130), получим
[_Г^+2^_(4 /2-5)] 7|_[(3—2 V<2") + +	/з] Гз +
+ [7*—5Т’ + (12 /2-10 ) 71—(12 ]/2-15 ) Г2-
— (3—2/2Э=0.	(3.131)
Для отыскания значений /2 и /з, соответствующих минимуму
функции йт, необходимо решить уравнение (3.131) совместно с
одним из уравнений системы (3.126), (3.127). В результате можно
найти искомые координаты минимума функции глубины траншеи
77=1,530;	£=2,150.
При этом сам безразмерный параметр /гт, характеризующий мини-
мальную глубину траншеи, будет найден как
£т = 0,0971.
Для сравнения его с параметром hlt определяющим
скую высоту подъема и равным
йх= =0,1642,
введем понятие коэффициента несимметричности k,
значение которого для рассмотренных схем подъема
укладчиками
технологиче-
минимальное
тремя трубо-
г _____ йт 0,0971 ________л .-Qi
^ = ^ = -^642-=°,591-
173
Таким образом, все схемы подъема трубоукладчиками, имею-
щие коэффициент несимметричности, равный и больший, чем 0,591,
могут быть отнесены к схемам с предельно минимальными напря-
жениями изгиба.
Например, если последний трубоукладчик поднимает трубопро-
вод диаметром 1020 мм (для пропускания по нему изоляционной
машины) на высоту 2,4 м от дна траншеи, то минимальная глуби-
на траншеи, дающая возможность применять три трубоукладчика,
должна быть не меньше, чем
Ат=0,591-2,4= 1,42 м.
Из условий проектного залегания минимальная глубина траншеи
для такого трубопровода должна быть 1,8 м. Следовательно, тру-
бопровод диаметром 1020 мм можно укладывать в данном случае
тремя трубоукладчиками (соответствующей грузоподъемности),
при этом напряжения изгиба будут уменьшены до возможного
(для заданной высоты hi) предела.
Определим влияние высоты подъема трубопровода первым тру-
боукладчиком на напряженное состояние трубопровода. Из диаг-
раммы расположения трубоукладчиков видно, что параметр h3aj
характеризующий подъем трубопровода первым (по ходу колон-
ны) трубоукладчиком относительно поверхности строительной по-
лосы, может изменяться от —0,01 до 0,11. Если значение пара-
метра, рассчитанное по формуле (3.120), не находится в этом ин-
тервале, то укладка трубопровода тремя трубоукладчиками (при
условии предельного снижения моментов) невозможна. Условие
нахождения параметра Л3п в установленном интервале (—0,01^
^^зп^ОД 1) является необходимым, но не достаточным. Для на-
хождения достаточного условия, обеспечивающего укладку трубо-
провода тремя трубоукладчиками, нужно провести дополнительные
исследования, которые заключаются в следующем.
Строится вспомогательная диаграмма расположения трубоук-
ладчиков (рис. 3.58), представляющая собой два семейства эллип-
тических кривых. Одно семейство ничем не отличается от анало-
гичного ему _в основной диаграмме — это серия_линий взаимосвязи
параметров 1ц и /3 при постоянных значениях /г3п. Другое семейст-
во включает в себя линии, характеризуемые постоянством пара-
метра Лт, соответствующим глубине траншеи. Для построения это-
го семейства может быть предложена следующая методика.
Поскольку построение каждой кривой, входящей в рассматри-
ваемую серию, однотипно, то достаточно проследить за построени-
ем одной из таких эллиптических кривых для некоторого значения
параметра /гт. Выбираем для этого некоторые произвольные значе-
ния параметров /г3п (в зоне его существования) по формуле (3.121)
и ф3п по формуле (3.122). Затем можно будет решить относительно
1ц и 13 совместно два уравнения (3.113) и (3.121), считая, что в
первом из них /г3л=^зп+Лт- При выборе достаточно большого чис-
174
ла произвольных значений h3a ^олучим вполне точную графиче-
скую интерпретацию уравнения lz=f(13) для постоянного значения
параметра /гт.
Таким же образом может быть построено все искомое семейст-
во эллиптических кривых для различных значений глубины тран-
шеи.
Заметим, что при пользовании вспомогательной диаграммой:
расположения трубоукладчиков может оказаться возможным слу-
Рис. 3.58. Вспомогательная диаграмма расположения трубоукладчиков
чай, когда задача_не имеет решения, хотя и удовлетворяется не-
равенство —0,01 <^<0,11. Это происходит, например, при зна-
чениях параметров йт=0,2 и /г3п=0,09_ (рис. 3.59). При других зна-
чениях этих параметров, например Ат=0,2 и Л3п=0,05, задача
имеет два решения, которые будем называть собственными. И на-
конец, может быть такой вариант, при котором задача хотя и не
имеет собственных решений (/гт = 0,12; /г3п=О,ОЗ), но оказывается
возможным в этом случае взять несколько большую высоту /г3п
допустим равную 0,08, и задача приобретает так называемое не-
собственное решение.
Так как вводимая в расчет технологическая высота Л3п выби-
рается по возможности минимально необходимой для прохода по
трубопроводу очистной машины, то (если потребуется из прочно-
стных соображений) эту высоту можно увеличивать, но уменьшать
нельзя. Таким образом, первый (I) из рассмотренных на рис. 3.59
случаев не имеет никаких решений. Во втором случае (II) более
предпочтительным является то решение, которое дает меньшее
175
значение параметра 1%, так как при этом разгружается последний
трубоукладчик, находящийся в самых неблагоприятных условиях.
В третьем случае (III), как и в первом, собственных решений нет,
это говорит о том, что в данных сочетаниях параметров /г3п и /гт
не могут быть реализованы условия: |7ИЖ| = |Л11| или М}=М.2 = М3.
Правда, пренебрегая одним из условий, можно добиться получе-
ния решения задачи, но нарушение любого равенства между мо-
ментами приводит к увеличению напряжений изгиба в трубопро-
Рис. 3.59. Три основных сочетания параметров
1,2 — области соответственно собственных и несобственных решений уравнений /iT и h3n
воде. Следовательно, тот прием (искусственное увеличение высоты
й3п), который рекомендован для получения несобственных решений
в третьем случае, позволяет сохранить условия равенства момен-
тов и тем самым обеспечить предельное снижение напряжений в
трубопроводе.
При выборе схемы подъема трубопровода (против технологиче-
ской нормы) над поверхностью строительной полосы первым тру-
боукладчиком необходимо стремиться к тому, чтобы одна из точек
пересечения выбираемой кривой с кривой, построенной для задан-
ной глубины траншеи, находилась бы в самом низу эллипса Лт.
В третьем случае (III) на рис. 3.59 проведен именно такой выбор
(йт=0,12). При этом получаются минимальные нагрузки на по-
следний трубоукладчик.
Для получения границы возможных_решений уравнений взаи-
мосвязи 4=/(/з) при постоянных и h3tl найдем зону их совме-
стимости (рис. 3.60). Любому задаваемому значению параметра
Rsn соответствуют максимальное и минимальное значения глубины
траншеи, выраженные через параметр /гт. Определение экстремаль-
ных значений йт будем находить с помощью производной вида
dh-t(^зл — ^зп) ^зл 1 = 0	(3 132)
йЛзп	^зп	^зп
Учитывая, что параметр й3л является функцией двух переменных
/2 и /3, запишем _	_	_	_
дкзл dl3 d<p3n dlf j_q.	^2 133)
5/2 dtp3n dh3n
176
тельной степени кариес возникает в результате воздействия на
зубную эмаль кислоты, образующейся в результате микробного
расщепления пищевого сахара. Имеются данные, свидетельст-
вующие о том, что определенный вид микробов — Streptococcus
mutans — играет в этом процессе главную роль. Две группы
ученых показали возможность профилактики кариеса зубов у
обезьян в эксперименте путем использования вакцины из.
S. mutans [Bowen, Cohen, Coleman, 1975; Lehner, Challacombe,
Caldwell, 1975]. Эта работа находится в настоящее время на
ранних стадиях, но в принципе возможность бороться с карие-
сом зубов путем вакцинации представляется весьма интересной
[Editorial, 1975b].
Дифтерия зева
Дифтерия практически ликвидирована в странах, в которых
широко используют вакцинацию [Smith, 1969]. Однако заболе-
вание продолжает встречаться во многих частях мира, и всегда
существует опасность ее распространения в результате миграции
населения. В связи с этим для борьбы с этим заболеванием сле-
дует поддерживать у населения специфический иммунитет.
В 30-х и 40-х годах, когда впервые начали вводить в практику
вакцинацию, взрослое население в большинстве своем обладало
иммунитетом, а наиболее уязвимыми в этом отношении были
дети. Проведенные тогда расчеты показали, что вакцинация
почти 70% детей школьного и дошкольного возраста приведет
к ликвидации инфекции. Однако в настоящее время ситуация,
возможно, изменилась; наиболее высоким иммунитетом, веро-
ятно, обладают дети в ближайшее время после их вакцинации,
взрослые же могли со временем утратить иммунитет, поскольку
естественное воздействие инфекта практически отсутствует.
Исследование, проведенное в Великобритании (табл. 18), под-
тверждает это предположение; около 45% молодых людей и
людей среднего возраста оказались, судя по полученным дан-
ным, восприимчивыми к дифтерии. Ликвидация дифтерии в Ве-
ликобритании означает, что население обладает удовлетвори-
тельным уровнем иммунитета, однако остается неизвестным,,
каков минимально безопасный уровень его. Уровень иммунитета,
необходимый для эффективной борьбы с инфекционным забо-
леваием, зависит от уровня воспроизводства этого заболевания,,
т. е. от числа человек, в среднем заражающегося от каждого
больного; так, например, при уровне воспроизводства, рав-
ном 10, необходимо, чтобы 90% населения обладали иммуните-
том. В отношении дифтерии в настоящее время, возможно, до-
статочно более низкого уровня иммунитета населения, посколь-
ку уровень воспроизводства заболевания в настоящее время
ниже, чем в те времена, когда вакцинация лишь начинала вхо-
дить в практику. Уменьшение воспроизводства заболевания
162
Таблица 18. Иммунитет к дифтерии у жителей Англии и Уэльса
Обследуемые	Возраст, годы						В сего...
	старше 14	15—24	25—34	35-44	45—54	55-64	
Число неиммуни- зированных1	9/52	52/237	13/42	34/68	30/62	14/33	153/460
Процент неимму- низированных1	17	22	31	50	48	42	33
1 Отсутствие иммунитета определяли при отрицательной реакции Шика, а у 182 об-
следованных в возрасте от 15 до 24 лет — при концентрации в сыворотке более 0,01 ЕД/мл
антитоксина (неопубликованные данные работы, проведенной совместно с Rowlands,
Sheffield, Wherry, White).
объясняется улучшением условий жизни, а также более мед-
ленным распространением инфекции среди взрослого населения
чем среди детей, которые раньше представляли собой наиболее
уязвимую возрастную группу [Smith, 1970]. Периодически опре-
деляемый уровень иммунитета против таких заболеваний, как
дифтерия, является разумной мерой предосторожности, посколь-
ку в случае появления инфекции можно принять действенные
меры по борьбе с ней, такие как иммунизация уязвимых воз-
растных групп населения, а также контроль за уровнем имму-
нитета у всего населения. Подобное наблюдение позволяет так-
же получить данные об эффективности вакцины, ее применении
с течением времени и в зависимости от режимов вакцинации.
Практическая значимость контроля за состоянием иммунитета
после вакцинации населения требует пока дополнительных до-
казательств, но, вероятно, он может явиться важным звеном в
борьбе с инфекционными заболеваниями.
Дифтерия кожи
У населения некоторых тропических стран, южных штатов
США и канадских эскимосов из язв на коже и ран нередко
выделяют Corynebacterium diphterial [Belsey, Le Blanc, 1975].
Дифтерия кожи так же, как дифтерия носоглотки может при-
вести к развитию естественного иммунитета, а также быть ис-
точником инфекционного заболевания носоглотки при контактах.
При вспышках дифтерии не следует забывать об инфекции ко-
жи особенно в тропических странах.
Инфекция, вызываемая Haemophilus influenzae
Haemophilus influenzae входит в состав нормальной флоры
верхних дыхательных путей и приобретает патогенные свойства
при инфекционных заболеваниях дыхательной системы у взрос-
лых, отягощенных другими респираторными заболеваниями, на-
пример, хроническим бронхитом. Кроме того, она может являть-
11‘
163
ся причиной серьезных заболеваний у детей — менингита и эпи-
глотита. Возможность иммунизации против этих детских забо-
леваний изучается с использованием вакцин, состоящих из очи-
щенных поверхностных полисахаридов Н. influenzae типа Ь,
к которому относятся почти все патогенные штаммы. Было об-
наружено, что введение такой вакцины стимулирует защитную
реакцию образования антител, хотя у маленьких детей эта ре-
акция слабее, чем у взрослых [Smith et al., 1973]. Более ори-
гинальным подходом является использование штаммов Esche-
richia coli, которые имеют полисахаридную капсулу типа b
с такой же антигенной структурой, что и Н. influenzae. На ос-
новании эпидемиологических данных можно предположить, что
присутствие в кишечнике энтеробактерий может быть тем есте-
ственным процессом, благодаря которому у большинства мла-
денцев вырабатывается сопротивляемость к возбудителю грип-
па, равно как воздействию других микроорганизмов, таких как
менингококки и пневмококки, обладающие поверхностными ан-
тигенами, аналогичными таковым грамотрицательных кишечных
бактерий. Накапливаются данные о том, что при поступлении
соответствующих штаммов Е. coli в кишечник возникает времен-
ная колонизация ими кишечника, что стимулирует защитную
реакцию организма, в том числе активирует образование соот-
ветствующих антител в сыворотке крови [Schneerson, Robbins,
1975; Editorial, 1975с].
Необходима ли вакцинация против Н. influenzae — это спор-
ный вопрос. В Великобритании примерно у 1 ребенка из 1500
этот микроорганизм станет причиной менингита в тот или иной
период раннего возраста; эпиглотит, вероятно, встречается реже.
Менингит, вызванный Н. influenzae, несомненно серьезное ин-
фекционное заболевание, сопровождаемое осложнениями почти
в 30% случаев, заканчивается смертельным исходом примерно в
6% случаев [Goldacre, 1976]. Таким образом, с помощью вакци-
нации примерно 25 000 детей можно предотвратить смерть одного
ребенка. Дополнительное введение еще одного чужеродного ан-
тигена в организм ребенка, по-видимому, малоцелесообразно.
Более приемлемым должна стать естественная иммунизация
(прием небольшого количества бацилл Е. coli), если будет уста-
новлена безопасность и надежность этого метода.
Менингококковый менингит
Несмотря на то что менингококк является наиболее распростра-
ненной причиной бактериального менингита, это заболевание
встречается редко: в Лондоне, вероятно, один ребенок из 1090
детей может заболеть им к возрасту 10 лет, причем около 11%
случаев оказываются смертельными [Goldacre, 1976]. В Вели-
кобритании необходимость проводить профилактические меры
возникает в основном в армейских лагерях, в которых иногда
164
вспыхивают местные эпидемии, а также при подавлении вспышек,
заболевания, возникающих время от времени в семье или в
школе. В некоторых частях Африки, однако, эпидемии менин-
гита возникают почти ежегодно в сухое время, в других странах:
также отмечаются эпидемии этого заболевания. Профилактиче-
ское лечение сульфаниламидом до сих пор было чрезвычайно эф-1
фективно, однако, появление стойких штаммов менингококка сна-
чала в 1963 г. в США, а затем и в других странах, включая
Великобританию, привело к более активной работе над вакци-
нами [British Medical Journal, 1976].
Было показано, что иммунитет к менингококку зависит от
типа антител к капсулированным полисахаридам. Вакцины,
приготовленные из очищенных капсул менингококков групп А и
С, оказались эффективными [Artenstein et al., 1970; Wahlan et
al., 1973; Makdla et al., 1975] в отличие от менингококков груп-
пы В. В Великобритании отсутствуют лицензии на изготовление
менингококковых вакцин, однако на изготовление вакцин из
менингококков групп А и С получены лицензии в США и других
странах. Эти вакцины с успехом применяются на практике, на-
пример, при вакцинации солдат в США и детей в Финляндии и
Бразилии с целью борьбы с эпидемиями менингита. Работа над
разработкой вакцины группы В продолжается.
Коклюш
Коклюш стал редким заболеванием в большинстве развитых
стран (рис. 16). Наблюдаемые в периоды между эпидемиями
случаи коклюша, протекающего обычно легко, чаще бывают
вызваны вирусами, нежели Bordetella pertussis. Поскольку за-
болевание встречается редко, целесообразность вакцинации
ставят под сомнение, тем более что после введения противо-
коклюшной вакцины могут иногда развиться серьезные побоч-
ные действия, например, заболевание энцефалитом [Kulen-
kampff, Schwartzman, Wilson, 1974]. Этот вопрос бурно обсуж-
дали ученые Великобритании [Editorial, 1974b; 1975d; Miller,
Pollock, Clever, 1974; Edsall, 1975], причем существуют данные
о малой эффективности некоторых вакцпн, используемых в 60-х
годах. Противники массовой вакцинации считают, что коклюш
стал редким заболеванием не только вследствие вакцинации,
но также благодаря улучшению социальных условий [Bassili,
Stewart, 1976]. Следует признать, что отсутствуют убедительные
данные о сокращении заболеваемости коклюшем именно вслед-
ствие вакцинации. Кроме того, режим прививок, принятый в Ве-
ликобритании (курс иммунизации начинается в возрасте 6 мес),
не способствует защите наиболее чувствительного контингента—
новорожденных, а число серьезных побочных эффектов при этом
превышает число неблагоприятных последствий самого заболе-
вания. В качестве примера можно привести снижение смертности
165
Число случаев заболеваний в тысячах
180
Рис. 16. Динамика заболеваемости и смертности от коклюша в Англии и Уэль-
се в период 1950—1975 гг.
Сплошная линия — заболеваемость, пунктирная — смертность. Стрелкой показан момент
массовой иммунизации.
от коклюша в Гамбурге, несмотря на то, что рутинные методы
вакцинации населения были отменены еще в 1962 г. [Evans,
1974]. Уровень смертности при этом (0,07 на 1000 000) был
примерно в 5 раз выше, чем в Великобритании.
С другой стороны, проведенные недавно в Великобритании
исследования показывают, что появляющиеся вновь случаи за-
болевания коклюшем отличаются тяжелым течением, особенно
у грудных детей, что подтверждает достаточно высокую эффек-
тивность современных вакцин [Miller, Fletcher, 1976; Noah,
1976]. Развитие слабых реакций на введение вакцины встреча-
ется часто, тогда как тяжелые реакции, вероятно, чрезвычайно
редки, особенно если при вакцинации правильно учитывают
противопоказания, например, приступы судорог, конвульсий в
анамнезе. Большинство данных, полученных исследователями
Великобритании, свидетельствуют о целесообразности периоди-
чески проводимой вакцинации, которую рекомендуется начинать
в возрасте 3 мес [Statement, 1975; Department of Health and
Social Security, 1977а].
Споры о режимах вакцинации против коклюша подчеркнули
необходимость держать под контролем проведение этого меро-
приятия. В результате огласки, которую получила дискуссия,
166
число сторонников вакцинации против коклюша резко сократи-
лось, и результаты будущих соответствующих эпидемиологиче-
ских исследований ожидаются с большим интересом.
Столбняк
Активная иммунизация является 'наиболее надежным средством
профилактики столбняка, в связи с чем в большинстве стран
столбнячный токсин включен в стандартный набор и иммуни-
зацию детей проводят обычно, используя комбинированную вак-
цину против дифтерии, столбняка и коклюша.
Адсорбированный столбнячный токсин. Хотя жидкий токсин
обладает достаточными антигенными свойствами, его эффектив-
ность повышается при адсорбции на гидроокиси алюминия.
Полученная таким образом вакцина создает более выраженный
и длительный иммунитет по сравнению с действием простого
токсина, хотя с той же скоростью, что и последний, и является
эффективной при одновременном введении (через другую иглу)
с антитоксином [Trienca, 1965]. В большинстве стран адсорби-
рованный токсин вытеснил простой. Появляется все больше
данных, свидетельствующих о том, что курс иммунизаций, про-
веденный в виде трехкратной инъекции, приводит к созданию
иммунитета по крайней мере на 10 лет [Smith et al., 1975].
Проявления гиперчувствительности. Все возрастающее ис-
пользование столбнячного токсина выявило побочное действие
вакцинации. Обычно они слабо выражены, носят местный ха-
рактер и проявляются болью в месте инъекции иногда эритемой.
В некоторых случаях вся рука больного становится красного
цвета и отекает. Реакции обычно возникают после третьей инъ-
екции основного курса иммунизации, чаще у женщин (до 14%)
[White et al., 1973]. В силу этого обстоятельства и более ши-
рокого использования адсорбированного токсина в настоящее
время рекомендуют проводить рутинные прививки один раз в
10 лет, а при ранениях — в том случае, если со времени преды-
дущей иммунизации прошло не менее 5 лет [Smith et al., 1975].
Столбнячный токсин следует вводить внутримышечно, а не под-
кожно, так как в последнем случае побочные реакции бывают
выражены в большей степени. Особенно важно учитывать это
при введении любых адсорбированных вакцин маленьким детям,
потому что после подкожного введения препарата остается весь-
ма заметный гранулематозный узелок.
ВИРУСНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Грипп
В настоящее время в развитых странах грипп является, веро-
ятно, наиболее серьезным из инфекционных заболеваний не
только в силу социальных и экономических условий, он явля-
ется также причиной смерти особенно ослабленных людей и
167
Таблица 19. Случаи смерти, связанной с гриппом в Англии и Уэльсе,
в течение зимы (октябрь — апрель) в период с 1967 по 1975 г.
(предварительные подсчеты)
Случаи смерти в период
Возрастная группа	1967— 1968 гг.	1968— 1969 гг.	1969— 1970 гг.	1970— 1971 гг.	1971— 1972 гг.	1972— 1973 гг.	1973— 1974 гг.	1974— 1975 гг.
Все возрасты 65 лет и стар-	26 754	12 074	25 406	2 453	16 132	16 664	7 574	7912
ше	17 283	8 127	21865	1 539	9 134	10 088	*	*
Примечание. Данные Clifford и соавт. (1977). Звездочки означают отсутствие
данных.
.престарелых. В Англии и Уэльсе подсчитано (табл. 19), что в
обычную зиму от гриппа умирают от 7000 до 16 000 человек,
в то время как при больших эпидемиях, например в 1969—
1970 гг., смертность достигла 25 000 человек [Clifford et al.,
4977]. В связи с этим борьба с гриппом — предмет многих
исследований, направленных, в основном на вакцинацию.
Убитые противогриппозные вакцины за последние годы были
значительно усовершенствованы в отношении силы воздействия
и чистоты. Современные вакцины можно быстро модифициро-
вать, включая недавно полученные штаммы вирусов, методом
генетического рекомбинирования с образованием штаммов ви-
русов, несущих новые поверхностные антигены (гемагглютинин
и нейраминидаза). Кроме того, вакцины хорошо растут на ку-
риных эмбрионах, что позволяет получать большой выход вак-
цинного вируса. Так, в 1976 г. за короткое время была приго-
товлена вакцина гриппа свиней в количестве, достаточном для
проведения вакцинации в США в масштабах всей страны.
В других работах выяснялись способы наиболее эффективного
применения вакцины, особенно в промышленности. Очевидно,
что с помощью вакцинации можно предупредить значительную
часть ежегодной заболеваемости и сократить число дней нетру-
доспособности по поводу гриппа. Однако оценку этого эффекта
осуществить непросто. Трудно трактовать данные, полученные
при сравнительном изучении числа дней, в течение которых
лица, прошедшие вакцинацию, отсутствовали на рабочем месте,
и числа дней, в течение которых на рабочем месте отсутствовали
лица, не подвергнутые вакцинации [Smith et al., 1974]. При
исследовании, проведенном в течение 5 лет на служащих сис-
темы английской почтовой службы, был использован другой
подход. Он заключается в сравнении времени, в течение кото-
рого по болезни отсутствовали на рабочем месте 60 000 служа-
щих, каждую зиму подвергавшихся вакцинации, и того же чис-
ла служащих, которым вакцинацию не проводили. В настоящее
168
время исследование находится на завершающем этапе (1975—
1976), но предварительные результаты показывают, что проти-
вогриппозная вакцина малоэффективна. Целесообразнее, веро-
ятно, вакцинировать наиболее ответственных работников, заня-
тых в промышленности, а также лиц, наиболее ранимых в слу-
чае заболевания, например, страдающих хроническим бронхи-
том. Малая эффективность противогриппозной вакцины объяс-
няется не слабым действием ее, а тем обстоятельством, что
лишь около 20—30% промышленных рабочих в Великобритании
обычно соглашаются па бесплатную противогриппозную вак-
цинацию. Кроме того, в зимний период число дней нетрудоспо-
собности, связанных с гриппом, обычно невелико. В результате
исследования, проведенного лабораторной службой здравоохра-
нения (Public Health Laboratory Service) совместно с врачами
общей практики (PHLS, 1977), было установлено, что в зимние
периоды с 1971 г. по 1975 г. число заболевших гриппом, обра-
тившихся к врачу, составляло лишь 2—3% среди взрослого
трудоспособного населения. Следовательно, вакцинация рабо-
чих, занятых в промышленности, позволяет предотвратить
0,6 случаев заболеваний на 100 человек в течение зимнего пе-
риода. Это весьма незначительная цифра в сравнении примерно
со 100 случаями невыхода на работу по другим причинам на
100 работающих, которые можно ожидать в течение 6 мес зим-
него периода. В 1976 г. в США примерно у 1 из 130 000 человек,
получивших противогриппозную вакцину, развился синдром
Guillain — Barre. Этот факт заставляет еще с большей осто-
рожностью относиться к введению здоровым людям убитой про-
тивогриппозной вакцины.
Введение убитых противогриппозных вакцин через нос сти-
мулирует образование секреторных антител (IgA) в отделяемом
верхних дыхательных путей. При этом создается иммунитет,
особенно при введении антигена в виде мелкого аэрозоля, но
менее сильный, чем при введении вакцины внутрь [Potter et al.,
1975]. В настоящее время в Англии не используют убитые
вакцины в виде аэрозоля для введения в нос в связи с тем, что
возникли сомнения относительно их эффективности, а также с
трудностями изготовления.
В настоящее время все большее распространение находят
живые аттенуированные вакцины, уже много лет используемые
в Советском Союзе. Например, в Англии первая лицензия на
изготовление живой вакцины, приготовленной из штамма
А/Англия/42/72 (H3N2), была выдана в сентябре 1975 г. К со-
жалению, в настоящее время требуется по крайней мере 18 мес
на приготовление и испытание новой живой вакцины с целью
проверки ее активности и безопасности. В последние годы вирус
гриппа А изменяет свою антигенную структуру столь часто, что
к моменту выдачи лицензии на изготовление новой живой вак-
цины необходимость в ней практически отпадает. Несмотря на
169
то что живые вакцины способны вызывать серологическую реак-
цию, имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют,
что они оказывают более слабое защитное действие на орга-
низм, чем современные убитые вакцины [Editorial, 1975е]. Од-
нако молекулярная биология вируса гриппа перестала быть
тайной и можно ожидать, что в конечном итоге можно будет
готовить живые вакцины с точно определенными свойствами,
но неизвестно, появится ли когда-нибудь возможность создавать
их в достаточно короткие сроки и в достаточно больших коли-
чествах, чтобы обеспечить в широком масштабе мероприятия по
борьбе с эпидемиями гриппа.
Корь
С появлением безопасной, высокоэффективной вакцины против
кори, лицензия на изготовление которой была выдана в США
в 1963 г., во многих странах стали использовать ее для рутинной
иммунизации маленьких детей, что привело к снижению заболе-
ваемости ею. В США в результате противокоревой вакцинации
ежегодное число случаев заболевания корью было снижено
примерно с 4 млн. в 1963 г. до 500 000 в 1972 г., спасено при-
мерно 2400 человеческих жизней, получен значительный эконо-
мический эффект [Witte, Axnick, 1975]. В Великобритании, где
вакцинация в масштабе всей страны началась в 1968 г., эпи-
демии кори продолжали возникать как прежде раз в 2 года, но
размер их значительно уменьшился. В некоторых развиваю-
щихся странах корь является важной причиной детской смерт-
ности. Так, в Нигерии по приблизительным подсчетам 6% детей
умирают в результате этой инфекции, что делает оправданным
широкую противокоревую вакцинацию.
Опасения, связанные с тем, что вакцинация, как это ни па-
радоксально, может привести к непрерывной эпидемии кори,
поскольку в результате ее не сможет развиться иммунитет у
такого числа детей, у которого он развивается в результате
естественной инфекции [Sutherland, Payers, 1971], оказались
'необоснованными. Однако в Великобритании в 1969 г. вакци-
нация была произведена 700 000 детям, а в 1974 г. — только
350 000. Это может привести к повторному возникновению боль-
ших эпидемий с множеством случаев заболевания детей более
старшего возраста, не получавших вакцины и не перенесших в
прошлом инфекции. Сомнения в отношении эффективности про-
тивокоревой вакцины, как и других живых вакцин, в основном
связаны с длительностью вызванного иммунитета и побочным
действием. Сниженный иммунитет может привести к состоянию
повышенной чувствительности к возбудителю кори у взрослого
человека, у которого заболевание протекает значительно тяже-
лее, чем у детей. Однако было показано, что удовлетворитель-
ный иммунитет сохраняется на протяжении по крайней мере
170
10 лет [Lepow, Nankervis, 1969; Medical Research Council,
1977]. При этом нет оснований полагать, что стойкость его за-
висит от распространения субклинических форм инфекции. По-
бочное действие, возникающее непосредственно после вакци-
нации, не представляет серьезной проблемы. Оно выражается в
виде недомогания, наблюдаемого примерно у 25% детей, про-
текает весьма слабо по сравнению с естественно возникающей
болезнью. Фебрильные конвульсии наблюдаются примерно у 1
из 2000 привитых детей [С. L. Miller, частное сообщение]. Пост-
вакцинальный энцефалит встречается редко, по данным аме-
риканских исследователей, примерно 1,6 случаев на 1 000 000
вакцинированных по сравнению с 1 случаем на 1000 детей, пе-
ренесших заболевание [Landrigan, Witte, 1973]. Существует
опасность возникновения повышенной чувствительности, которая
была обнаружена у детей после введения убитой противокоре-
вой вакцины, в результате чего в случае последующего инфици-
рования возникали необычно тяжелые формы кори [Rauh,
Schmidt, 1965]. Подобные явления не наблюдаются после вве-
дения живых противокоревых вакцин, хотя иногда встречаются
атипичные формы заболевания, протекающие легко [Cherry
et al., 1972]. Особое опасение вызывает подострый склеротиче-
ский панэнцефалит, редко встречающееся осложнение перене-
сенного заболевания, и несколько случаев этого осложнения на-
блюдали у лиц, подвергнутых вакцинации. Был рассмотрен
вопрос о связи между корью и рассеянным склерозом, однако
необычно высокие титры коревых антител, которые наблюдают
у больных рассеянным склерозом, возможно, указывают на по-
вышенную реактивность в отношении любой инфекции, а не на
специфическую связь с корью [Editorial, 1974с]. Недавно осу-
ществленное выделение вируса из нервной ткани страдающих
рассеянным склерозом позволяет предположить, что причинная
связь с видовыми штаммами вируса кори маловероятна. Вполне
очевидно, что следует продолжать наблюдение за детьми, про-
шедшими вакцинацию, и изучение эпидемиологии кори, хотя
следует подчеркнуть, что имеющиеся на данный момент сведе-
ния убедительно доказывают необходимость противокоревой
вакцинации.
Эпидемический паротит
В США были разработаны живые вакцины вируса паротита
безопасные и эффективно действующие. Лицензия на изготовле-
ние первой вакцины была выдана в 1968 г. Ее используют в
США как в изолированном виде, так и в сочетании с живыми
вакцинами кори и краснухи, однако во многих других странах
она находит не столь широкое применение в основном потому,
что эпидемический паротит обычно считают не настолько серь-
езным заболеванием, чтобы оправдать использование дорого-
171
стоящей вакцины, безопасность которой в течение длительного
времени еще не установлена [Editorial, 1974d]. Таким образом,
во многих странах врачи следуют правилу «подождать и по-
смотреть», хотя в Великобритании была выдана лицензия на
изготовление подобной вакцины. Если вакцинация против паро-
тита, проводимая в США, окажется безопасной, то она может
получить более широкое использование, а до тех пор оно будет
ограничено борьбой со вспышками заболевания среди подрост-
ков в школе.
Бешенство
За последние годы были достигнуты более значительные успехи
в области изучения вируса бешенства, чем в области борьбы
с ним: заболевание вновь появилось во Франции, постепенно
распространяясь по Западной Европе после второй мировой
войны. Распространение заболевания объясняется размножени-
ем лисиц, что в свою очередь произошло благодаря сокращению
охоты на них, уменьшением численности соперничающих видов
животных и, возможно, последствиями войны, заключающимися
в том, что появились невозделанные участки приграничных зе-
мель. В целях борьбы с заболеванием в Европе следует под-
держивать число лисиц на постоянно низком уровне. Кроме
того, в некоторых странах практикуется вакцинация собак,
В Великобритании для борьбы с бешенством импортируемых
животных содержат в условиях карантина в течение 6 мес. Со-
гласно Акту о бешенстве (Rabies Act), принятом в 1974 г.,
правительственные органы наделены полномочиями бороться с
бешенством и проводить мероприятия по его профилактике у
домашних и диких животных. В их полномочия входит также
право производить массовый забой лисиц (DHSS, 1977b).
Поиски путей усовершенствования вакцины против бешенства
велись с целью ликвидировать осложнения, особенно энцефалит,
которые могут развиться после инъекции вакцины. В нашем
распоряжении с 1956 г. имеются усовершенствованные вакцины,
приготовленные из вируса, выращенного на эмбрионе утки.
В силу того что они почти не оказывают побочного действия,
эти вакцины стали вводить лицам с повышенным риском этого
заболевания, например ветеринарам. Следующим достижением
явилось использование вируса, выращенного в культуре ткани,
а в последнее время — диплоидных клеток человека для при-
готовления концентрированных вакцин, которые отличаются высо-
кой активностью и отсутствием побочного действия; на произ-
водство одной из подобных вакцин недавно была выдана лицен-
зия в Великобритании. Можно ожидать, что, поскольку введение
этих вакцин не сопровождается побочными эффектами, вакци-
нация будет проводиться в более широких масштабах. Если вак-
цинацию проводят после заражения, более выраженное защит-
172
ное действие достигают при одновременном введении иммунной
сыворотки, приготовленной из крови лошади, либо иммуногло-
булина, приготовленного из сыворотки крови человека, получив-
шего вакцину. Более предпочтителен иммуноглобулин человека,
потому что он не оказывает побочного действия, часто отмечае-
мого после введения сыворотки крови лошади. Иммуноглобулин
вводят в меньшей дозе (20 ЕД/кг), чем сыворотку крови ло-
шади (40 ЕД/кг), но количество его весьма ограничено. В на-
стоящее время изучается вопрос о создании иммунитета с
помощью диплоидно-клеточной вакцины и одновременной пас-
сивной иммунизации. Однако развивающийся при этом имму-
нитет должен достигать соответствующего уровня при введении
не более 14 доз вакцины из эмбриона утки одновременно с сы-
вороткой крови лошади или 25 доз человеческого антирабиче-
ского иммуноглобулина [Hattwick et al., 1974; Editorial, 1974e;
1975f; S. D. Gardner, частное сообщение].
Краснуха
Вакцинация развивалась лишь с целью предотвращения врож-
денных аномалий у детей, матери которых впервые переболели
этой болезнью в период беременности. Живые, аттенуированные
вакцины против краснухи создают иммунитет, определяемый
присутствием антител в сыворотке крови и сохраняющийся по
крайней мере в течение 6 лет после введения вакцины Wistar
RA 27/3 [Hillary, Freestone, 1975]. Вакцины безопасны, при этом
наиболее неприятным побочным действием являются слабо вы-
раженный артрит, продолжающийся в течение 4—5 дней и раз-
вивающийся в основном у молодых людей, но иногда может
начаться основное заболевание, которое протекает легко. В Ве-
ликобритании примерно у 4% лиц, получивших вакцину типа
Wistar RA 27/3 (Almevax, Wellcome), не отмечено положитель-
ного результата, возможно, в связи с вмешательством другой
вирусной инфекции. Так, мы наблюдали отсутствие иммунитета
к краснухе у 2 студентов, у которых развился инфекционный
мононуклеоз вскоре после введения им вакцины. Чаще эффект
отсутствует после введения вакцины Cendehill (Cendevax, Merck,
Sharpe, Dohme), однако в этом случае реже встречается побоч-
ное действие.
Наибольшей опасности при вакцинации подвергаются бере-
менные, поскольку вирус, содержащийся в вакцине, может ока-
зать неблагоприятное действие на плод [Wyll, Herrmann, 1973].
В связи с этим следует избегать вводить вакцину беременным и
рекомендовать женщине не беременеть ранее, чем через 2 мес
после вакцинации.
До настоящего времени еще не принято наиболее оптималь-
ного решения в отношении вакцинации против краснухи. В США
была предпринята попытка осуществлять борьбу, а возможно,
173
и ликвидировать заболевание путем проведения вакцинации
мальчиков и девочек в раннем возрасте. В США наблюдалось
снижение уровня заболеваемости краснухой и уменьшение числа
случаев врожденных аномалий [Modlin et al., 1975]. В Велико-
британии, где в основном вакцинируют девочек примерно в воз-
расте 13 лет, число случаев врожденных аномалий остается пока
на прежнем уровне, но вакцинацию там начали проводить лишь
с 1970 г., так что девочки, которым впервые была введена вак-
цина, лишь в 1976 г. вступили в детородный возраст. Рекомен-
дуется проводить вакцинацию некоторым группам населения
повышенного риска, например, преподавателям, в том случае,
одиако, если результаты серологического исследования указы-
вают на их предрасположенность к заболеванию; около 80%
молодых женщин в Великобритании обладают природным им-
мунитетом. Рекомендуется также проводить серологический
анализ у беременных и последующую вакцинацию после родов
у наиболее предрасположенных к заболеванию с тем, чтобы
ускорить повышение иммунитета у женщин детородного воз-
раста.
Другие вирусные заболевания
Число вирусов, поражающих человека, столь велико, что пред-
ставляется невероятным, чтобы в обозримом будущем можно
было успешно вести борьбу со многими из них. Наиболее серь-
езные и распространенные вирусные инфекции являются пред-
метом изучения многих ученых, но до сих пор не разработаны
вакцины, пригодные для всеобщего пользования.
Цитомегаловирус (ЦМВ)—один из группы вирусов, вызы-
вающих герпес. Это распространенное заболевание, наиболее
часто встречающееся у детей, характеризуется обычно отсутст-
вием симптомов. Как и другие вирусы герпеса, ЦМВ может
присутствовать в организме бессимптомно, а затем вызвать у
лиц, принимающих подавляющие иммунитет лекарственные
препараты, лихорадочное состояние, иногда сопровождающееся
лимфаденопатией и в редких случаях гепатитом. Однако основ-
ную опасность представляют врожденные инфекции. Считается,
что в Великобритании около 40% молодых женщин предраспо-
ложены к этому заболеванию и от 0,5 до 1,5% новорожденных
инфицируются, еще находясь в утробе матери. При этом в боль-
шинстве случаев заболевание матери носит субклинический
характер [Stern, Tucker, 1973]. Хотя некоторые инфекции, оче-
видно, не оказывают неблагоприятного действия на плод, име-
ются достоверные данные, свидетельствующие о том, что иногда
ЦМВ может вызвать микроцефалию, увеличение печени и селе-
зенки и др., а примерно в 10% случаев—отставание умственного
развития. Наибольший риск возникает тогда, когда будущая
мать заражается в первом триместре беременности. Таким об-
174
разом, предпринимаются попытки приготовить вакцину ЦМВ.
Действие живой аттенуированной вакцины было апробировано
и обнаружили, что она способна стимулировать ответное обра-
зование антител [Eleck, Stern, 1974]. Прежде чем такая вак-
цина найдет свое применение, следует разрешить множество
вопросов, особенно в отношении безопасности живых вакцин
вируса герпеса. Однако есть основания надеяться на разработку
методов профилактики этого заболевания.
Respiratory syncital (RS) вирус. Среди вирусов, поражаю-
щих детей, вирус RS является распространенной и потенциаль-
но серьезной причиной заболевания нижних отделов дыхатель-
ных путей, особенно у маленьких детей. Он может также быть
важной причиной детской смертности [Ferris et al., 1973; Doun-
ham et al., 1975]. Были приготовлены инактивированные вак-
цины, но испытание их на практике показало, что дети, под-
вергшиеся вакцинации, в большей степени подвержены естест-
венному воздействию вируса, и заболевание у них протекает в
более тяжелой форме [Kapikiat et al., 1969]. Причина повышен-
ной чувствительности, вызванной введением вакцины, пока не
выяснена, но предложена гипотеза о том, что как и заболевание,
развившееся у ребенка в возрасте до 4 мес, она связана с при-
сутствием в крови антител, образовавшихся у плода еще до
рождения. Эти наблюдения, а также результаты, получаемые
при введении убитых противокоревых вакцин, заставили отно-
ситься с большей осторожностью к применению вакцин из уби-
того вируса RS [Fulginiti et al., 1967]. В настоящее время
апробируются вакцины из живого вируса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ACIP Recommendations. Collected recommendsyions of the Public Health Ser-
vice Advisory Committee on Immunisation Practices. Morbidity and Morta-
lity, Suppl. 21. — Atlanta, Georgia, USA: US Dept, of Health, Education
and Welfare, Center for Disease Control, 1972.
Adams E. B., Laurence D. R., Smith J. W. G. Tetanus. — Oxford: Blackwells
Scientific Publications, 1969.
Artenstein M. S. et al. Prevention of meningococcal disease by Group C poly-
saccharide vaccine. — New Engl. J. Med., 1970, 282, 417—420.
Baine W. B. et al. Epidemiology of cholera in Italy in 1973. — Lancet, 1974, ii,
1370—1374.
Bassili W. R., Stewart G. T. Epidemiological evaluation of immunisation and
other factors in the control of whooping-cough. — Lancet, 1976, i, 471 —
473.
Betsey M. A., LeBlanc D. R. Skin infections and the epidemiology of diphtheria:
acquisition and persistence of C. diphtheriae infections. — Am. J. Epidemiol.,
1975, 102, 179—184.
Benson P. F. et al. Vaccination of infants with living attenuated measles vaccines
(Edmonston strain) with and without gamma-globulin. — Brit. Med. J.,
1964, ii, 851—853.
Bowen W. H., Cohen B., Colman G. Immunisation against dental caries. — British
Dental Journal, 1975, 139, 45—58.
British Medical Journal. Meningococcal meningitis in 1975. 1976, i, 466.
175
Brunell P. A. et al. Prevention of varicella by zoster immune globulin. — New
Engl. J. Med., 1969, 280, 1191—1194.
Cherry J. D. et al. Atypical measles in children previously immunised with at-
tenuated measles virus vaccines. — Pediatrics, 1972, 50, 712—717.
Clifford R. E. et al. Excess mortality associated with influenza in England and
Wales. — Intern. J. Epidemiol., 1977, 6, 115—128.
Department of Health and Social Security. Whooping-cough vaccination. Review
of the evidence on whooping cough vaccination by the Joint Committee on
Vaccines and Immunisation. — London: HMSO, 1977a.
Department of Health and Social Security. Memorandum on Rabies. — London:
HMSO, 1977b.
Downham M. A. P. S. et al. Role of respiratory viruses in childhood mortality. —
Brit. med. J., 1975, i, 235—239.
Dudgeon J. A. Gamma-globulin and congenital rubella. — Brit. med. J., 1974, if,
723—724.
Editorial. Tetanus prophylaxis.'—Brit. med. J., 1967, iv, 635—636.
Editorial. Human antitoxin for tetanus prophylaxis. — Lancet, 1974a, i, 51.
Editorial. Vaccination against whooping-cough. — Brit. Med. J., 1974b, iii, 539'—
540.
Editorial. Measles and multiple sclerosis. — Lancet, 1974c, i, 247—249.
Editorial. Mumps vaccine. — Lancet, 1974d, ii, 326—327.
Editorial. Rabies vaccination in man. — Brit. med. J., 1974e, i, 45—46.
Editorial. Specific immunoglobulin in prevention of hepatitis B. — Lancet, 1975a,
ii, 1132—1134.
Editon'aL Vaccination ageinst tooth decay.— Lancet 19751) ii 443— 444
Editorial. Prevention of Haemophilus influenzae meningitis. — Lancet, 1975c, ii,
65.
Editorial. Whooping cough vaccination. — Brit. med. J., 1975d, iv, 186—187.
Editorial. Influenza vaccination. — Brit. med. J., 1975e, iii, 125—126.
Editorial. Dealing with rabies. — Lancet, 1975f, i, 1667—1668.
Editorial. A milestone in multiple sclerosis. — Lancet, 1976, i, 459—461.
Edsall G. Present status of pertussis vaccination. — Practitioner, 1975, 215, 310—
314.
Elek S. D., Stern H. Development of a vaccine against mental retardation cau-
sed by cytomegalovirus infection in utero. —Lancet, 1974, i, 1—5.
Evans B. Pertussis immunisation in West Germany. — World Medicine, 1974,
19’th June, 29—31.
Ferris J. A. /. et al. Sudden and unexpected deaths in infants: histology and vi-
rology.— Brit. med. J., 1973, ii, 439—442.
Forrest J. M., Honeyman M. C., Murphy A. M. Gamma-globulin and maternal ru-
bella.—Med. J. Austral., 1973, 1, 745—746.
Fulginiti V. A. et al. Altered reactivity to measles virus: atypical measles in
children previously immunised with inactivated rneas b s v irus vaccines —
J.A.M.A., 1967, 20,2, 1075—80.
Gellis S. S., McGuinness A. C., Peters M. A study on the prevention of mumps
orchitis by gamma-globulin.—Am. J. Med. Sci., 1945, 210, 661—664.
Gershon A. A., Steinberg S., Brunell P. A. Zoster immuns globulin. A further as-
sessment. — New Engl. J. Med., 1974, 290, 243—245.
Goldacre M. J. Acute bacterial meningitis in childhood. Incidence and mortality
in a defined population. — Lancet, 1976, i, 28—31.
Grady G. F., Lee V. A. Hepatitis В immune globulin: prevention of hepatitis from
accidental exposure among medical personnel. — New Engl. J. Med., 1975,
293, 1067—1070.
Green R. H .et al. Studies of the natural history and prevention of rubella.—
Amer. J. Dis. Chil., 1965, 110, 348—365.
Hattwick M. A. W. et al. Post exposure rifles prophylaxis with human rabies im-
mune globulin. — J.A.M.A., 1974, 227, 407—410.
Hillary I. B., Freestone D. S. Persistence of antibody induced by rubella vaccine
(Wistar RA 27/3 strain) after six years. — J. Hyg., Cambridge, 1975, 75,
407—411.
176
Kapiklan A. Z. et al. An epidemiologic study of altered clinical reactivity to res-
piratory syncytial (RS) virus infection in children previously vaccinated
with an inactivated RS virus vaccine. — Am. J. Epidemiol., 1969, 89, 405—
421.
Kempe С. H., Berge T. O., England B. Hyperimmune vaccinial gamma-globulin.
Source, evaluation and use in prophylaxis and therapy. — Pediatrics, 1956,
18, 177—188.
Krugman S. The clinical use of gamma-globulin. — New Engl. J. Med., 1963,
269, 195—201.
Kulenkampff M„ Schwartzman J. S., Wilson J. Neurological complications of per-
tussis inoculation. — Arch. Dis. Chil., 1974, 49, 46—49.
Landrigam P. Witte J. J. Neurologic disorders following live measles-virus
vaccination. — J.A.M.A., 1973, 223, 1459—1462.
Laurence D. R., Evans D. G., Smith J. W. G. Prevention of tetanus in the woun-
ded — Brit. med. J., 1966, i, 33—34.
Lehner T., Challacombe S. J., Caldwell J. An experimental model for immunologi-
cal studies of dental caries in the rhesus monkey. — Arch. Oral Biology,
1975, 20, 299—304.
Lepow M. L., Nankervis G. A. Eight-year serologic evaluation of Edmonston li-
ve measles vaccine. — J. Pediat., 1969, 75, 407—411.
Makela P. H. et al. Effect of group-A meningococcal vaccine in army recruits in
Finland. — Lancet, 1975, ii, 883—886.
Medical Research Council. Clinical trial of live measles vaccine given alone and
live vaccine preceded by killed vaccine.—-Lancet, 1977, ii, 571—574.
Meyers J. D., Witte J. J. Zoster-immune globulin in highrisk children. — J. In-
fect. Dis., 1974, 129, 616—618.
Miller C. L., Fletcher W. B. Severity of notified whooping-cough. — Brit. med. J.,
1976, i, 117—119.
Miller C. L., Pollock T. M., Clewer A. D. E. Whooping-cough vaccination. An as-
sessment.— Lancet, 1974, ii, 510—513.
Modlin J. F. et al. A review of five year’s experience with rubella vaccine in the
United States. — Pediatrics, 1975, 55, 20—29.
Mosley W. H., Bart K. L, Sommer A. An epidemiological assessment of cholera
control programmes in rural East Pakistan. — Intern. J. Epidemiol., 1972,
1, 5—11.
Nanning W. Prophylactic effect of antivaccinia gamma-globulin against post-
vaccinal encephalitis. — Bull. WHO, 1962, 27, 317—322.
Noah N. D. Attack rates of notified whooping cough in immunised and unimmu-
nised children. — Brit. med. J., 1976, i, 128—129.
Philippines Cholera Committee. A controlled trial of the effectiveness of the
intradermal and subcutaneous administration of cholera vaccine in the Phi-
lippines. — Bull. WHO, 1973, 49, 389—394.
Pollock T. M. Human immunoglobulin in prophylaxis. — Brit. Med. Bull., 1969,
25, 202—207.
Pollock T. M., Reid D. Immunoglobulin for the precention of infectious hepatitis
in persons working overseas. — Lancet, 1969, i, 281—283.
Potter C. W. et al. Immunity following intranasal administration of an inacti-
vated, freeze-dried A/England/42/72vaccine.—Arch. Virol., 1975, 48, 307—
316.
Public Health Laboratory Service Standing Advisory Committee on Influenza.
Influenza surveillance 1972—75. — J. Hyg. Cambridge, 1977, 78, 223—233.
Rappaport R. S. et al. Development of a purified cholera toxoid. II. Preparation
of a stable, antigenic toxoid by reaction of purified toxin with glutaraldehy-
de.— Infection and Immunity. 1974, 9, 304—317.
Rauh L. W„ Schmidt R. Measles immunisation with killed virus vaccine. — Am.
J. Dis. Childr., 1965, 109, 232—37.
Reed D. et al. A mumps epidemic on St. George Island, Alaska. — J.A.M.A., 1967,
199. 967—971.
Report. The use of human immunoglobulin. World Health Organization Techni-
cal Report Series No. 327. — Geneva: WHO, 1966.
12—1708
177
только из трех, но и из 4—6 труб, сваривает в нитку бригада
сварщиков потолочников.
Рекомендуемые режимы автоматической сварки под слоем
флюса по предварительно сваренному корню шва приведены в
табл. 3.38 (по материалам ВНИИСТ).
Оптимальной организационной схемой электродуговой сварки
неповоротных стыков на трассе является схема крупной бригады
в сочетании с использованием поточно-группового, поточно-рас-
члененного или комбинации этих методов. Схема мелкой бригады
является наиболее распространенной. При этой схеме число свар-
щиков в бригаде обычно не превышает 6 (или в редких случаях
8 человек), а общий состав бригады, учитывая звено разгрузки
плетей, не превышает 15—18 человек. Схема основана на исполь-
зовании элементарного или поточно-группового организационных
методов. Схема крупной бригады является менее распространен-
ной. При этой схеме число сварщиков в бригаде достигает 35, а
общий состав бригады иногда — 115 человек
Элементарный метод заключается в разделении «потолочной»
бригады на два звена: первое звено сваривает первый (корневой)
слой и второе — последующие слои. При этой схеме обычно одна
пара работает со сборщиками на сборке и сварке корневого слоя
шва, а остальные две (реже три) пары сварщиков сваривают
каждая свой стык до конца, начиная со второго слоя,
Поточно-групповой метод основан на более совершенной орга-
низации работ, чем элементарный, и заключается в дальнейшем
расчленении «потолочной» бригады. При данном методе создаются
предпосылки для увеличения числа сварщиков в бригаде до 30 че-
ловек и более (в частности сварщиков, занятых на сварке корне-
вого слоя шва, до четырех). Общая же численность рабочих в
звене корневого слоя определяется требованиями синхронности
работы «потолочной» бригады и трубосварочной базы, а число
сварщиков и вспомогательных рабочих, занятых на последующих
слоях, — требованиями соблюдения синхронности работы со зве-
ном, сваривающим корневой слой. Сущность этого метода состоит
в том, что каждое звено (из двух—четырех сварщиков) ведет
сварку только одного слоя шва. На сварке первого слоя должны
работать 2—4 сварщика, на сварке последующих слоев — по 2—
3 сварщика. При схеме крупных бригад на сварке каждого слоя
(кроме первого) должны работать несколько пар сварщиков (от
4—6 пар) при применении электродов с органическим покрытием ,
когда при толщине стенки трубы 11 —12 мм число слоев достигает
6—8, и от 2—4 пар при работе электродами с фтористокальцие-
вым покрытием). Поточно-групповой метод в сочетании с приме-
нением электродов с органическим покрытием весьма эффективен
при сварке магистральных трубопроводов.
Поточно-расчлененный метод обеспечивает дальнейшее расчле-
нение операций при сварочно-монтажных работах на трассе. Сущ-
ность этого метода состоит в том, что каждое звено сварщиков
ведет сварку одного (определенного) участка каждого слоя шва.
13—416	193
В результате все звенья сварщиков участвуют в сварке каждого
стыка. Для этого метода характерна максимальная специализация
работы сварщиков. Одним из главных преимуществ поточно-рас-
члененного метода по сравнению с поточно-групповым методом
является то, что каждый сварщик без регулировки режима свари-
вает определенный участок шва. Однако оптимальные для каждо-
го из положений (нижнего, вертикального, потолочного) режимы
сварки, при которых достигаются максимальная производитель-
ность и наилучшее качество шва, существенно отличаются, при-
чем режимы для каждого положения больше отличаются при
сварке электродами с фтористокальциевым покрытием, чем при
сварке электродами с органическим покрытием. При сварке элек-
тродами с фтористокальциевым покрытием создаются лучшие
предпосылки для максимального расчленения операций. Сущест-
венным же недостатком поточно-расчлененного метода является
рост удельного веса вспомогательного времени в связи с увеличе-
нием числа переходов от стыка к стыку. Каждое звено сварщиков
подходит к определенному стыку, а на переход от стыка к стыку
затрачивается не менее 2—3 мин, причем основное время расходу-
ется не на сам переход, а на сматывание и разматывание кабелей,
уборку инструмента и электродов, осмотр стыка перед сваркой
и т. п.
В тех случаях, когда конкретные условия сварочно-монтажных
работ не ставят повышенных требований к сменному темпу про-
движения сварочной бригады, можно использовать элементарную
(упрощенную) схему организации работ. При элементарной схеме
дифференцируют только сварку первого (корневого) слоя.
Перед началом сварки корневого слоя шва граничные участки
работы каждого сварщика должны быть четко отмечены на стыке
мелом.
При электродуговой сварке неповоротных стыков наибольшее
применение получили самоходные сварочные установки СДУ и
СЧУА на тракторных базах (табл. 3.39).
Таблица 3.39
Техническая характеристика самоходных сварочных установок
Показатели	СДУ2В	СДУ2Б1	СЧУА
Число сварочных постов	2	2	4
Удельное давление на пруит, кгс/см2	0,59	0,34	0,62
Скорость движения, км/ч Габаритные размеры, мм:	2,35—10,15	2,36—5,4	2,36—10,15
длина	5 235	5 730	5 770
ширина	2 460	3 250	2 460
(Высота	3 040	3 040	3 040
Масса, кг	13 500	15 400	14 600
Двигатель	Д-108	Д-108	Д-108
Мощность на маховике, л. с.	108	108	108
194
Сварочная двухпостовая установка СДУ2В предназначена для
сварки одновременно на двух постах; ее применяют главным обра-
зом на переходах, захлестах, при вварке катушек, фитингов, за-
порной арматуры и т. д., а также при сварке труб в нитку на
труднопроходимых участках трассы. Установка смонтирована
на тракторе. На тракторе также размещены два сварочных
генератора ГСО-ЗОО-5 и компрессор О-38Б производительностью
0,5 м3/ч.
Сварочная двухпостовая установка СДУ2Б1 предназначена для
сварочных работ при строительстве трубопроводов в условиях Се-
вера и, главным образом, в заболоченных местностях. Установка
смонтирована на болотном тракторе повышенной проходимости.
Остальные части установки СДУ2Б1 аналогичны установке
СДУ2В.
Сварочная четырехпостовая установка СЧУА предназначена
для одновременной сварки четырьмя постами неповоротных сты-
ков труб в непрерывную нитку трубопровода в основном на труд-
нопроходимых участках трассы. Установка смонтирована на трак-
торе, на котором расположены четыре генератора ГСО-ЗОО-5 и
компрессор О-38Б. Два сварочных генератора и компрессор с ре-
сивером помещены сзади трактора на специальной площадке и
два генератора — на передней части трактора на специальных
кронштейнах. На задней площадке установлены также шкафы для
хранения сварочных проводов, шлангов и инструмента.
Унифицированные сварочные установки УС на гусеничных
тракторах (табл. 3.40) предназначены для питания сварочных
постов и вспомогательного инструмента при сварке неповоротных
'"ыков труб магистральных трубопроводов при температуре окру-
лгакпцего воздуха от —40 до +40 °C. Установки имеют источник
геременного тока, обеспечивающий питание вспомогательного
борудования, а также гидрофицированную стрелу для подвеса
алатки и переброски кабелей к сварщикам.
Кривые участки, захлесты монтируют главным образом на пе-
сходах через овраги, балки и реки, а также в местах горизон-
тальных поворотов трасс. При этом подгонять стыки в основном
приходится в траншее, что значительно затрудняет сборочно-сва-
рочные работы. Перед врезкой кривых вставок необходимо изго-
товить шаблон либо разметить трубу с таким расчетом, чтобы за-
зор в стыке не превышал допустимого значения.
После газовой резки кромки труб необходимо тщательно обра-
стать шлифовальной машинкой или напильником.
Проверять косину стыка (неперпендикулярность торца трубы
к ее образующей) следует при помощи специальных шаблонов,
она не должна превышать 4—5°. Косые стыки на трубопроводах
I и II категорий не допускаются.
Центровка стыков выполняется без натяжки силовыми меха-
низмами (домкрат, форкоп трактора и т. д.), так как возникающие
пи этом напряжения могут привести к появлению трещин в при-
датках или в металле шва.
.3*
195
Таблица 3.40
Унифицированные сварочные установки
Показатели	УС41	УС42	УС43	УС21	УС22
Число потоков	4	4	4	2	2
База установки (трак-	Т-130Г-2	Т-130БГ-1	т-юомг	Т-ЮОМГ	Т-100МБ
тор) Двигатель: тип	Д160	Д160	ДЮ8	ДЮ8	ДЮ8
мощность, л. с.	160	160	108	108	108
частота вращения вала отбора мощности, об/мин Скорость движения,	1250	1250	1070	1070	1070
	3,166—10,45	3,166—10,45	2,36—10,45	2,26—5,4	2,26—5,4
км/ч Источник	питания					
сварочным током при ПР 100%:				6,9	6,9
мощность, кВт	6,9	6,9	6,9		
сила тока, А	230	230	230	230	230
напряжение, В	30	30	30	30	30
частота вращения	2000	2000	2000	2000	2000
вала, об/мин					
Регулирование сва-	Ручное, плановое, дистанционное				
рочного тока Параметры питающей					
сети вспомогательного					
оборудования:					
ТОК		Трехфазныи, переменный			
частота, Гц	50	50	50	50	50 _•
напряжение, В	230	230	230	230	230
мощность, кВт	12	12	12	12	12
частота вращения вала, об/мин Укрытие рабочего ме-	1500	1500	1500	1500	1500
		Палатка			
ста					
Габаритные размеры,					
мм:					
длина	6 640	7 300	6 520	6 520	7 010
ширина	2 475	3 202	2 460	2 460	3 250
высота	3 750	3 680	3 550	3 550	3 500
Масса, кг	16 400	18 100	15 050	14 600	16 700
В процессе подгонки иногда приходится дополнительно подре
зать отдельные участки стыка. Если при этом образуется слишк'-
большой зазор, его устраняют путем сдвига стыкуемых плетей.
Перед вваркой запорной арматуры (линейных кранов, задви-
жек) первоначально в полустационарных условиях к присоедини-
тельному патрубку крана («юбке» крана) приваривают переходное
кольцо с обязательной внутренней подваркой корня шва.
Наружный шов должен быть выполнен не менее чем в три слоя
и иметь главный переход от фаски присоединительного натруби
крана к металлу трубы.
196
Сварку стыков труб после газовой резки, стыков захлестов
и вварку катушек труб из сталей с пределом прочности до
55 кгс/мм2 следует выполнять электродами с фтористокальциевым
покрытием марки УОНИ-ЛЗ/55 и другими подобными им.
Для сварки стыков труб (захлестов, катушек) из сталей с пре-
делом прочности 55 кгс/мм2 и выше, а также для сварки стыков
«кран — переходное кольцо» следует применять марки электродов,
указанные в соответствующих специальных рекомендациях и ин-
струкциях.
Устанавливать кривые участки, ликвидировать захлесты, цент-
ровать катушки и врезать запорную арматуру — все эти операции
желательно выполнять после того, как плети трубопровода не
только уложены в траншею, но и присыпаны землей на всем про-
тяжении, за исключением участков длиной 5—15 м в каждую сто-
рону от стыка.
Газовую резку применяют при сооружении кривых участков
трубопровода, при подготовке под сварку захлестов и катушек,
при удалении дефектных участков трубопровода и врезке отводов;-
Пост газовой резки должен иметь следующее оборудование:,
ацетиленовый генератор производительностью не менее 1,25 м3/ч
или баллон с сжиженным газом (пропанбутановой смесью), иног-
да применяют жидкое горючее — керосин, кислород в баллонах,
редуктор кислородный и редуктор для пропанбутановой смеси,
резак для ручной резки, труборезательную машину с ручным при-
водом типа РФ или с моторным приводом типа «Спутник-2»,
шланги для кислорода и горючих газов.
Для работы в трассовых условиях рекомендуется использовать
переносные генераторы АНВ-1-66 и АСМ-1-66, которые могут ра-
ботать на открытом воздухе при температуре до —30 °C.
Техническая характеристика генераторов
АНВ-1-66		АСМ-1-66
Производительность,		
м3/ч		1,25	1,25
Единовременная загрузка		
карбида кальция, кг	4	2,2
Общая вместимость, л	146	36
Габаритные размеры, мм:		
диаметр ....	446	295
высота		1180	804
Масса, кг ....	36	22
Для резки труб и обрезки фасок может машина «Спутник-2» с моторным приводом.		быть рекомендована
Техническая характеристика «Спутник-2»
Размеры разрезаемой трубы, мм:
толщина стенки............... 4,5—50
диаметр........................... 168—1420
Потребляемая мощность,	Вт .	.	.	36
Мааса, кг................................. 14
Огневые работы при капитальном ремонте магистральных га-
опроводов являются неизбежными. К этим работам прежде всего
197
относятся вырезка участка газопровода, подлежащего ремонту
или замене, с приваркой временных заглушек, врезки в газопро-
вод перемычек, врезка кранов (при их замене), врезка отводов.
Кроме того, такие виды работ, как очистка полости и испытание
газопровода на плотность и прочность, по окончании ремонта
практически во всех случаях связаны с выполнением огневых ра-
бот. В связи с этим ремонтные работы выполняются в строгой
технологической последовательности — земляные работы, отключе-
ние участка газопровода, освобождение участка газопровода от
газа (сброс газа в атмосферу), вырезка отверстий для установки
запорных резиновых шаров и установка шаров, сварочно-монтаж-
ные работы, контроль качества сварки, извлечение запорных рези-
новых шаров из газопровода, вытеснение воздуха из газопровода,
заварка отверстий для установки запорных резиновых шаров, ис-
пытание отремонтированного участка газопровода на плотность,
изоляционные работы, засыпка траншей, котлованов и шурфов,
испытание отремонтированного участка газопровода на прочность.
На период производства работ станции катодной защиты от-
ключаются, причем в зоне блуждающих токов устраиваются вре-
менные электроперемычки.
Огневые работы выполняются по утвержденному плану, в ко-
тором указываются технологическая последовательность, объем и
сроки выполнения каждого вида работ; потребность в транспорт-
ных средствах, строительных и специальных машинах и механиз-
мах, их расстановка по местам производства работ; потребность
в рабочих по профессиям и их расстановка; пункты и средства
связи; лица, ответственные за проведение работ; меры безопасно-
го ведения работ и др.
Перед сбросом газа отключающие краны набивают специаль-
ной (кальциевой) смазкой и закрывают. Газ сбрасывается через
продувочные свечи до избыточного давления 20—50 мм вод. ст.
Применение запорных резиновых шаров позволяет исключит-
производство огневых работ под так называемым газовым контр-
лем на газопроводах любого диаметра (тем более что на газоП|
водах диаметром свыше 529 мм производство огневых работ б-
применения запорных устройств практически невозможно из-
большого пламени и опасно в связи с образованием в газопровоА
взрывоопасной газовоздушной смеси при поступлении воздуха в
трубу снизу).
Отверстия для установки запорных резиновых шаров выреза-
ются на расстоянии 8—10 м от мест разреза газопровода. В за
пасованный в трубу резиновый шар, как правило, при помои
компрессора автомашины накачивается воздух (350—500
вод. ст.). Давление воздуха в шаре замеряется жидкостным ма
метром, который подключается к резиновой трубке.
Резка трубопровода осуществляется либо машинкой, лиг
вручную газовым резаком.
Врезка отремонтированного или заменяющего участка газо-
провода осуществляется обычным методом. После врезки запор
198
ные резиновые шары извлекаются, из участка газопровода вы-
тесняется воздух, а затем завариваются отверстия, через которые
устанавливались шары.
УСТРОЙСТВА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
СВАРОЧНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Устройства для перекрытия трубопровода. К ним предъявля-
ются следующие требования: устойчивость против сдвига; газоне-
проницаемость; бензостойкость; минимум времени, удобство и про-
Рис. 3.62. Устройство для перекрытия трубопровода:
- трос; 2 — жесткий каркас; <3 — монтажное отверстие; 4 — шланг; 5 — трубопровод;
6 — эластичная тороидальная камера; 7 — плоская перегородка
етота монтажа и демонтажа; легкость и транспортабельность кон-
струкции.
Устройство для перекрытия трубопровода, изображенное на
с. 3.62, содержит устанавливаемую внутри трубопровода элас-
гую тороидальную камеру, выполненную с плоской перегород-
и жестким каркасом. Каркас и камера снабжены проушина-
, сквозь которые проходит трос. Эластичная тороидальная ка-
эра, наполняемая сжатым газом, обеспечивает герметичность
установки устройства в трубопроводе и устойчивость против сдви-
-а за счет плотного соприкосновения поверхности камеры со
-енкой трубопровода. Перегородка в средней части камеры, как
:ама камера, выполнена из эластичного газонепроницаемого и
зостойкого материала. Жесткий каркас используют для раз-
199
мещения устройства перпендикулярно оси трубопровода и созда-
ния дополнительного сопротивления сдвигу путем установки его
в распор. Монтаж устройства производят через специально для
этого вырезанные отверстия в трубопроводе, а давление в камере
создают, нагнетая сжатый газ через шланг. Для демонтажа до-
статочно стравить из камеры газ и стянуть два конца троса. При
этом эластичная часть притягивается к жесткой, уменьшаются га-
бариты, и устройство легко вынимается из трубопровода.
Важнейшим элементом надежной работы устройства является
устойчивость против сдвига от давления транспортируемого про-
дукта в трубопроводе.
Применение резиновых шаров, глиняных пробок и кирпичных
стенок не обеспечивает достаточной устойчивости против сдвига
даже при небольишх избыточных давлениях в трубопроводе, в ре-
зультате чего приходится часто приостанавливать огневые работы
в трассовых условиях. Кроме того, определенные трудности пред-
ставляет извлечение глиняных пробок и кирпичей из трубопрово-
да после окончания огневых работ. Для предотвращения сдвига
устройства от давления в трубопроводе (рис. 3.63) необходимо,
чтобы силы трения между камерой 3, наконечниками 2, опорных
штырей каркаса 1 и стенками трубопровода 4 были больше дейст-
вующих на устройство давлений, т. е. условие устойчивого поло-
жения устройства в трубопроводе имеет вид
nf.Q >	Р1,	(3,144)
где Ь — ширина контактной площадки камеры; D — внутренний
диаметр трубопровода; /2— коэффициент трения материала каме
ры о металл; р2— давление газа в камере; d — диаметр наконеч
ника опорного штыря каркаса; п — число штырей; fi — коэффищ
ент трения материала наконечника каркаса о металл; Q—усил
ра-спора штырей каркаса; pi— давление газа в трубопроводе
Принимая по конструктивным и технологическим соображ,
ям Ь = 10 см, d = 3 см, п = 4, /1 = 0,6, /2 = 0,5, Q = 10 кг, уравнен
(3.144) можно привести к виду
20Dp2 + 216^D2p1.	(3.145)
Из условия устойчивости можно определить предельное дав-
ление газа, при котором исключается смещение устройства в тру-
бопроводе
О < 216 i 20/?2	И ’
Д2 + D 	(О"---
Как следует из соотношения (3.146), предельное давление га
в трубопроводе линейно зависит от давления газа в камере. ’
На рис. 3.64 изображена номограмма для определения пре- -
дельного давления газа в трубопроводе, построенная согласно со-
отношений (3.146). Анализ номограммы показывает, что устойчг
вость устройства в значительной степени зависит от давления '
за в камере и диаметра ремонтируемого газопровода.
200
Раздвижной шаблон для врезки катушек на газопроводах.
Шаблон позволяет точно определить размеры катушки (рис. 3.65).
Приспособление состоит из
четырех направляющих
стержней и двух хомутов.
Каждый хомут имеет четы-
ре втулки с винтами-фикса-
торами и два стяжных бол-
та. Внутренний диаметр хо-
мута определяется диамет-
ром того трубопровода, на
котором будут проводиться
ремонтные работы.
Длину катушки для за-
меняемой части трубопро-
вода выбирают следующим
образом. Определяют гра-
ницы поврежденного участ-
Рис. 3.63. Расчетная схема герметического
устройства
pt, кгс/см2
4 рг, кгс/см2
Рис. 3.64. График определения предельного
давления газа в трубопроводе
ка, по которым будут разре-
зать трубопровод. На плеть
трубопровода, где остался
поврежденный участок, на-
девают шаблон. При уста-
новке шаблона торцовую 5
часть хомутов совмещают с
линией отметки границ по-
врежденного участка и бол-
тами хомута фиксируют в
этом положении. После это-
го во втулках хомутов за-
крепляют направляющие
шаблона. Зафиксировав та-
ким образом длину, повреж-
денной части трубопровода,
шаблон снимают вместе с ня-
правляющими, переносят на
запасную трубу и закреп-
ляют на ней. При закреп-
лении шаблона торцовую
часть одного из хомутов
совмещают с торцем трубы.
Затем, используя кромку
второго хомута как линей-
ку, намечают на поверхно-
сти трубы линию врезки катушки. После врезки катушки и под-
готовки кромок ее устанавливают на месте вырезанного повреж-
денного участка трубопровода и- приваривают. Применение тако-
го шаблона позволяет сократить затраты времени на замену по-
врежденного участка трубопровода в 3—4 раза.
201
Приспособление для приварки люков на окнах трубопроводов
(рис. 3.66) — люкодержатель— позволяет работать сварщику без
подручного. Для установки резиновых запорных шаров на трубо-
проводах делают вырезы (окна, люки). После извлечения резино-
вых шаров вырезанные люки приходится заваривать. Эта опера-
ция относится к числу трудоемких и связана с опасностью ожога
Рис. 3.65. Раздвижной шаблон для врезки катушек на газопроводе:
/ — хомут; 2 — направляющий стержень; 3 — втулка; 4 —затяжной болт; 5 — винт-фиксатор;
6 — трубопровод; 7 — линии границ поврежденного участка трубопровода
рук работающих. Конструкция люкодержателя позволяет полно-
стью исключить травматизм при выполнении этих работ. Люкодер-
жатель выполнен в виде стальной П-образной опоры 1, в средней
части которой приварена гайка 2 с закрепленным в ней винтом 3.
На одном конце винта имеется крюк 4 для поддержания прива-
риваемого люка 5. Размер П-образной опоры принимается в зави-
симости от диаметра вырезаемого окна. Для крепления на трубе
к опоре приварен раздвижной хомут 6. Сварщик, установив при-
способление на трубе, зацепляет приваренную к люку петлю за
крюк приспособления и, поворачивая винт, закрепляет люк в окне.
После этого люк заваривается.
Струбцина для центровки труб с большим отклонением в диа-
метрах (рис. 3.67). При центровке труб, катушек и обварке во-
ротников на тройниках (во время аварийных и ремонтных работ)
приходится использовать подъемные механизмы — домкраты, тали,
трубоукладчики, а также подогревать металл на газовой горелке.
Специальная струбцина позволяет исключить применение этих ме-
ханизмов. Струбцина одним концом прихватывается электросвар-
кой к основной трубе, а винт с рукояткой упирается в верхнюю
часть катушки, воротника или губки. Вращением винта сгибают
202
деформированную часть трубы до соприкосновения с кромкой
другой трубы.
Приспособление М-28 предназначено для безогневой вырезки
окон в магистральных трубопроводах без остановки перекачки и
снижения давления, а также для подключения отводов. Приспо-
собление М-28 состоит из механизма фрезерования и механизма
постановки заглушки. Механизм фрезерования включает нижнюю
и верхнюю колонны, редукторы подач и вращения, пульт управ-
Рис. 3.67. Струбцина для центровки труб с большим отклонением в диаметрах
1 — вороток; 2—гайка; 3 — винт; 4 — струбцина; 5 — вращающаяся головка
ления. Перед началом работы механизм фрезерования крепится к
фланцу задвижки, которая устанавливается на фланце патрубка,
приваренного к магистральному трубопроводу. После вырезки
окна в трубопроводе фреза вместе с вырезанной частью трубо-
провода выводится за пределы запорного элемента задвижки, за-
движка закрывается и фрезерный элемент демонтируется. При не-
обходимости задвижка может быть снята, а отвод перекрыт спе-
циальной заглушкой. Для этой цели используется механизм по-
становки заглушки, состоящий из колонны с фланцем, гидроци-
линдра со штоком и заглушки. Этот механизм устанавливается на
фланец задвижки после снятия с нее механизма фрезерования.
Техническая характеристика М-28
Максимальный диаметр вырезанного
окна, мм..........................
Ход шпинделя, мм..................
Изменение режима резания в зависи-
мости от условии .................
Рабочая подача фрезы, мм/об
Ускоренная подача инструмента (под-
вод и отвод), мм/мин .	.	.	.
Частота вращения шпинделя, об/мин
Продолжительность цикла работ, ч
Габариты приспособления, мм
Масса механизма, кг:
фрезерования...................
постановки заглушки .	.	.	.
265
850
Бесступенчатое
L 0,04—0,1
До 135
До 25
3
(2675X530X530
438
168
203
Приспособление М-27 предназначено для безогневой вырезки
катушек из магистральных трубопроводов и последующего снятия
фасок на кромках трубопровода под сварку. Приспособление мож-
но использовать также для подготовки торцов и перерезки свобод-
нолежащих труб и секций. В комплект приспособления входят
фрезерный механизм и пульт управления. Фрезерный механизм
состоит из трехступенчатого червячно-цилиндрического редуктора,
заключенного в корпус и имеющего два выхода отбора мощности:
на качающийся суппорт'—для вращения фрезы и на приводные
звездочки — для перемещения механизма вокруг трубы. Меха-
низм удерживается на трубе и перемещается вокруг нее на двух
роликовтулочных цепях. Привод приспособления осуществляется
гидравлической жидкостью от насосной станции. Для предотвра-
щения заклинивания фрезы при перерезке напряженного участка
трубопровода используется хомут с разжимными клиньями, вхо-
дящий в комплект приспособления.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СТЫКОВ
Контроль качества сварных швов осуществляется физически-
ми методами контроля без их разрушения (просвечивание рентге-
новскими и гамма-лучами, а также магнитографический или уль-
тразвуковой контроль); механическими методами (испытание об-
разцов из пробных стыков). Эти виды контроля выполняют по-
левые испытательные лаборатории и инженерно-технический пер-
сонал РСУ. Все законченные сварные стыки, после того как они
тщательно очищены от шлака, брызг и окалины, подвергаются
внешнему осмотру непосредственными исполнителями, инженерно-
техническими работниками РСУ и выборочно работниками поле-
вых лабораторий. Проверка сварных швов физическим методом
контроля и оценка качества сварного соединения осуществляются
в соответствии с государственным стандартом и специальными
инструкциями по отдельным видам контроля в зависимости от
типа применяемой аппаратуры, а также температуры окружающе-
го воздуха. Оценку качества сварных соединений по результатам
физического контроля осуществляют сотрудники полевых лабора-
торий, имеющие соответствующее удостоверение на право выпол-
нения работ по контролю качества сварки физическими методами.
Стыки, выполненные дуговыми методами сварки, подвергают конт-
ролю физическими методами в объеме:
100% стыков участков трубопроводов I категории и воздуш-
ных переходов, а также все косые стыки и все стыки захлестов,
катушек и ввариваемой арматуры —радиографическому контролю;
100% участков трубопроводов II категории (из них не менее
25% просвечивают рентгеновскими или гамма-лучами);
100% стыков участков трубопроводов III категории (из них не
менее 10% просвечивают рентгеновскими или гамма-лучами);
не менее 10% стыков участков трубопроводов IV категории
(из них не менее 2% просвечивают рентгеновскими или гамма-
204
лучами). При контроле физическими методами годными считают
сварные швы, в которых нет трещин любой протяженности, нет
скоплений дефектов по группе В, суммарная глубина непровара
и шлаковых включений по группам А, Б (ГОСТ 7512—75) не пре-
вышает 10% от толщины стенки трубы (но не более 1 мм).
Магнитографическому контролю подвергают стыки труб, вы-
полненные дуговыми методами сварки при толщине стенок от 3
до 20 мм в соответствии с утвержденной методикой контроля.
Магнитографическим методом контролируют поворотные и непо-
воротные стыки трубопроводов с нормальной чешуйчатостью на-
плавленного металла и высотой усиления, не выходящей за пре-
делы, установленные техническими условиями и СНиПом на с<>
оружение трубопроводов.
Магнитографический контроль осуществляют на проверенной
и наложенной намагничивающей и воспроизводящей аппаратуре.
Для контроля рекомендуется применять магнитные ленты типа
МК-1 или МК.-2. Перед началом работы подготовленную ленту с
натяжением накладывают на контролируемый стык таким обра-
зом, чтобы лента плотно прилегала к стыку той стороной, на ко-
торую нанесен магнитный слой, и симметрично закрывала шов;
нулевая отметка на ленте (отступя на 60—70 мм от начала лен-
ты) находилась в верхней точке периметра стыка. Ленту наклады-
вают по часовой стрелке по ходу продукта, на свободном конце
ее записывают диаметр и толщину стенки трубы, номер стыка,
клеймо сварщика и режим (ток) намагничивания. После того как
лента уложена на контролируемый шов и плотно прижата к его
поверхности резиновым поясом, осуществляют намагничивание
контролируемого стыка. Намагничивание контролируемых стыков
трубопроводов осуществляют специальными электромагнитами,
называемыми намагничивающими устройствами.
В настоящее время применяют намагничивающие устройства
типа ПНУ-MI для магнитографического контроля сварных сты-
ков трубопроводов диаметром 325—1020 мм и ПНУ-М2 для труб
диаметром 168—377 мм, а также универсальное намагничивающее
устройство типа УНУ, позволяющее при помощи сменных полюс-
ных наконечников контролировать сварные стыки диаметром от
168 до 1220 мм (табл. 3.41). Для повышения чувствительности и
Таблица 3.41
Режимы намагничивания для контроля сварных стыков трубопроводов
из малоуглеродистых и низколегированных сталей
Тип намагничиваю- щего устройства	Сила тока (в А) при толщине металла, мм									
	2		•	8	10	12	14	16	18	20
ПНУ-М1	8	12	15	20	24	28	30	32—36				
ПНУ-М2	10	15	20	25	30	32	—	—	—	—
УНУ	8	12	15	20	24	28	30	32—36	—	—
НВУ	—	10	15	20	25	32	—	—	——	—
«Шагун-М1»	—	—	—	—	24	28	32	36	40	44 205
•надежности магнитографического метода контроля (особенно на
трубах большого диаметра с толщиной стенки более 14 мм) со-
здано универсальное намагничивающее устройство «Шагун», ко-
торое, перемещаясь вдоль сварного стыка шаг за шагом, позво-
ляет без воздушного зазора намагничивать шов до необходимой
индукции (18—20 тыс. Гц) и тем самым значительно улучшить
условия выявления и записи полей дефектов на магнитную ленту.
Для выявления дефектов, находящихся в сварном соедине-
згии в процессе «записи», необходимо соблюдать следующие ус-
ловия:
намагничивание сварных швов в зависимости от толщины стен-
ки трубы должно осуществляться на режимах, указанных в ин-
струкциях по эксплуатации рекомендованных намагничивающих
устройств;
следить, чтобы магнитная лента по всей длине лежала на шве
симметрично и была плотно прижата к его поверхности.
После окончания записи ленту следует аккуратно снять со
стыка, стараясь не тереть ее по металлу, и намотать на кас-
сету. Намотанную ленту транспортируют к месту воспроизведения
(допускается намотка нескольких лент на одну кассету). Во вре-
мя транспортировки ленту необходимо предохранять от воздейст-
вия посторонних магнитных полей, чтобы избежать ложной записи
на ней. Воспроизведение магнитных отпечатков, полученных на
ленте в процессе записи сварного шва, осуществляют при помощи
магнитографического дефектоскопа.
Контролю методом просвечивания подвергают сварные стыки
по указанию работников полевой лаборатории, причем берут наи-
худшие стыки, принятые по внешнему осмотру. Просвечиванию
подлежит вся длина контролируемого стыка. Осуществлять просве-
чивание и давать заключения по качеству сварных швов могут
только контролеры, имеющие специальную подготовку и право на
производство этих работ. Для просвечивания стыков трубопрово-
дов применяют переносные рентгеновские аппараты (типа моно-
блок) непрерывного и импульсного действия. Для просвечивания
стыков трубопроводов можно применять радиоактивные источни-
ки: цезий-137, иридий-192 и тулий-170, которые помещают в за-
щитные гамма-дефектоскопы для предохранения персонала от об-
лучения.
В настоящее время для контроля магистральных трубопрово-
дов применяют гамма-дефектоскопы типов РИД-21Г Газпром и
«Трасса», заряженные источниками цезий-137. Наименьший де-
фект, который может быть выявлен на снимке, характеризует чув-
ствительность снимка. Чувствительность снимка зависит от сле-
дующих факторов: жесткости излучения (длины волны); рода и
толщины просвечиваемого материала; условий экспонирования
пленки; качества применяемых материалов и обработки пленки.
При просвечивании применяют рентгеновскую пленку типа РТ
чувствительностью до 500 обратных рентген. Ширина пленки
должна быть на 40—50 мм больше ширины сварного шва. В за-
206
висимости от диаметра трубопровода и условий контроля можно
применять три схемы просвечивания сварных стыков:
просвечивание всего стыка за одну установку с помещением
источника излучения в центре трубы. Такая схема дает макси-
мальное снижение времени экспозиции, но ее можно применять
только при условии размещения источника внутри трубы при диа-
метрах трубопроводов более 200 мм;
просвечивание стыка участками через две стенки трубы за
несколько, но не менее трех, установок источника излучения. Эту
схему можно применять во всех случаях, когда нет доступа внутрь-
трубы для установки источника (например, при контроле дейст-
вующего трубопровода), а также для определения толщины стен-
ки трубы. Источник при этом может быть помещен как непосред-
ственно на трубе, так и на некотором расстоянии от нее в зави-
симости от выбранного фокусного расстояния;
просвечивание всего стыка за одну установку источника излу-
чения, с помещением источника снаружи трубы. Эта схема конт-
роля применяется при просвечивании труб малого диаметра (до
75 мм).
Результаты контроля просвечивания должны быть зарегистри-
рованы в специальном журнале.
Ультразвуковой метод контроля обеспечивает выявление в
швах сварных стыков трещин, непроваров, шлаковых включений,
газовых пор — без расшифровки характера дефектов, а также
позволяет определить условную протяженность, условную высоту
и координаты расположения дефектов. Ультразвуковому контро-
лю могут быть подвергнуты сварные швы трубопроводов из угле-
родистых и низколегированных сталей диаметром от 219 мм и
более с толщиной стенки 12—40 мм. При ремонте трубопроводов
ультразвуковой метод контроля следует применять в сочетании с
другими физическими методами дефектоскопии. Все места свар-
ных стыков, в которых ультразвуковым методом обнаружены не-
допустимые дефекты, должны быть подвергнуты повторному кон-
тролю (т. е. дублированию) методами просвечивания рентгенов-
скими или гамма-лучами, а в отдельных сомнительных случаях
(для выявления трещин или узких стянутых непроваров) — допол-
нительно магнитографическим методом. Самостоятельно ультра-
звуковой метод контроля (с правом браковки сварных стыков ио
его результатам) рекомендуется применять на тех объектах, на
которых по технологическим соображениям применение других
физических методов дефектоскопии затруднительно. Для обеспе-
чения нормальных условий работы оператора и аппаратуры уль-
тразвуковой контроль следует вести при температуре окружающе-
го воздуха не ниже +5 °C. Ультразвуковой контроль сварных со-
единений при отрицательных температурах можно выполнять не-
посредственно на рабочих местах вслед за сваркой после остыва-
ния металла в зоне перемещения искателя до +60 °C. При темпе-
ратуре окружающего воздуха ниже +5 °C необходимы специаль-
ные меры, аналогичные применяемым при выполнении сварочных
207
работ в зимних условиях (подогрев стыка до температуры не вы-
ше 4-60 °C или установка обогреваемых кабин и т. п.).
В комплект аппаратуры для ультразвукового контроля долж-
ны входить ультразвуковой дефектоскоп с комплектом искателей
(пьезощупов); вспомогательное оборудование и приспособления.
Ультразвуковой контроль качества сварных соединений трубо-,
проводов осуществляют при помощи ультразвуковых дефектоско-
пов, имеющих рабочую частоту не ниже 1,8—2,5 МГц и укомплек-
тованных типовыми призматическими пьезощупами с углами, на-
клона 30, 40 и 50°.
ИЗОЛЯЦИОННО-УКЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ
J Изоляционно-укладочные работы при капитальном ремонте ма-
. /истральных трубопроводов выполняют в следующей последова-
/тельности: окончательная очистка трубопровода^ нанёсенйе-грун-
/ то'вки~(праймера), нанесениеLhqboto --изоляционного—локрышя,
укладка трубопровода на дно траншеи.---
Для защиты трубопроводов от коррозии применяют покрытия
на битумной основе и из полимерных пленочных материалов. Ан-
тикоррозионные покрытия, наносимые в трассовых условиях, со-
стоят из следующих слоев: грунтовки, мастики и_об|ертки— на
битумной основе; грунтовки, слоя поливинилхлоридной_или поли-
этиленовой пленки "по бертки— а основе "полимерных материа -
лов (табл. 3.42). При выборе типов и конструкций покрытий при
ремонте труб следует руководствоваться положениями ГОСТ
9.015—74, СНиП П-45—75 «Нормы проектирования».
При ремонте магистральных стальных трубопроводов выбор
типа защитного покрытия осуществляется в зависимости от_кор-
розионной активности грунта. В грунтах высокой и весьма высо-
кой коррозионной активности (до 100 Ом-м) следует применять
защитные покрытия усиленного типа. Кроме того, усиленные по-
крытия применяют независимо от коррозионной активности, грун-
та в случае прокладки трубопроводов в солончаковых и поливных
поцвах-, на болотах и заболоченных почвах, а также на поймах
рек; на участках промышленных и бытовых стоков; на переходах
через железные и автомобильные дороги; на территориях КС,
ГРС, ПГРС и участках длиной 250 м от них; на пересечениях с
различными трубопроводами.
На переходах трубопроводов через водные преграды, уклады-
ваемых как участки I и II категорий, должна применяться изоля-
ция усиленного типа.
Если нет стеклохолста, разрешается, как исключение, по со-
гласованию с заказчиком изоляционные покрытия трубопроводов
обертывать снаружи оберточной бумагой (крафт-бумага). Грун-
товку можно применять на битумной основе или клеевую.
Битумные покрытия для изоляции ...ремонтируемых трубопрово-
дов применяются при диаметре трубопроводов не более 800 мм и
температуре транспортируемых продуктов не выше 40 °C. Приме-
208
Таблица 3.42
4—416	209
Типы и конструкции изоляционных покрытий
Тип изоляционного покрытия	Условия нанесения изоляционного покрытия		Конструкция изоляционного покрытия	Толщина изоляционного покрытия без защитной обертки, мм (не менее)
Нормальное из поли- мерных лент	в	палевых условиях	• Грунтовка, полимерная изоляционная лента, за- щитная обертка	0,35
Нормальное битумное	Тс	же	Битумная грунтовка, слой битумно-резиновой мастики 4 мм, стеклохолст, защитная обертка	4
Усиленное из полимер- ных лент		»	Грунтовка, полимерная изоляционная лента два слоя, защитная обертка	0,65
Усиленное из полиэти- лена	В вых	заводских или базо- условиях	Бесшовная из оплавленного полиэтилена	1 — для труб диа- метром до 1000 мм, 1,5 — до 1200 мм, 2 — 12004-1400 мм
Усиленное битумное	в	базовых условиях	Битумная грунтовка, слой битумно-резиновой мастики 3 мм, стеклохолст, слой битумно-резино- вой мастики 3 М1М, стеклохолст, защитная обертка	5,5
То же	в	полевых условиях	Битумная грунтовка, слой битумно-резиновой мастики 6 мм, стеклохолст, защитная обертка	5,5
няемые для изоляции трубопроводов битумно-резиновые мастики
должны удовлетворять требованиям ГОСТ 15836—70. Основные
достоинства битумных покрытий — недефицитность исходного
сырья и относительная несложность применения. Свойства би-
тумов могут быть различными при одних и тех же параметрах
покрытия, укладывающихся в рамки государственных стандартов.
Для нанесения битумных покрытий исходный нефтяной битум
(табл. 3.43) оказывается непригодным вследствие его малой вяз-
кости в расплавленном состоянии, невысокой температуры раз-
мягчения и низкой механической прочности, поэтому в качестве
,	 Таблица 3.43
Основные характеристики нефтяных битумов
Марка	Глубина проникновения при 25 °C, 0,1 мм	Растяжи- мость при 25 °C, см	Темпера- тура раз- мягчения, °C (не ме- нее)	Темпера- тура вспышки, °C (не ме- нее)	Назначение битума
БНИ-IV	25—40	4	75	230	Для изоляции неф-
BHH-IV-3	30—40	4	65—75		тепроводов и газопро-
БНИ-V	Не менее 20	2	90		воде®, ГОСТ 9812—74
БН-IV	21—40	3	70	230	Строительный,
БН-V	5—20	1	90		ГОСТ 6617—76
защитных покрытий используются битумные мастики (битум с
наполнителем и пластификатором). Наполнители вводятся для
повышения структурной и механической прочности покрытий. Для
битумно-резиновой изоляционной мастики наполнителем является
резиновая крошка, получаемая путем дробления пришедших в не-
годность автомобильных покрышек, с крупностью частиц не более
1 мм. Порошок резины не должен содержать более 5% текстиля,
1,5% влаги, 0,1% металлической пыли и посторонних включений.
При добавлении в битум резиновой крошки повышаются темпе-
ратура размягчения и эластичность мастики, вязкость мастики и
консистенция в горячем состоянии и снижается хрупкость
(табл. 3.44), что позволяет получать более толстый слой изоля-
Таблица 3.44
Изменение основных характеристик битумно-резиновых композиций
в зависимости от количества резиновой крошки
Состав, %		Глубина проник- новения иглы при 25 °C, 0,1 мм	Растяжимость при 25 °C, см	Температура размягчения, °C	Температура, при которой возникает хрупкость, °C
битум	резиновая крошка				
100		18	4	71	+4
97	3	16	4,4	77	—5
95	5	15	3,1	82	—5
92	8	15	3,3	90	— 10
90	10	15	3	98	— 10
88	12	14	2,9	103	— 15
85	15	11	2,5	105	— 15
210
ции (до 6—9 мм), чем при добавлении других наполнителей. Со-
став изоляционных мастик на битумной основе приведен в
табл. 3.45.
Таблица 3.45
Состав изоляционных мастик на битумной основе, мае. %
Составляющие мастик	ГОСТ или ТУ	МБР-ИЗ-65	МБР-ИЗ-75	МБР-ИЗ-90	МБР-ИПТ-100	МБР-ИПТ-120
Битум нефтя- ной:						
БНИ-IV	ГОСТ 9812—74	88	88	93	45	45
БНИ-V	То же	—	—	—	45	—
Рубракс	ГОСТ 781—68	—	—	—	—	40
Резиновая крошка	ТУ-102-20-73	5	7	7	10	10
Масло зеле- ное	ОСТ 38 01140—77	7	5	—	—	5
Примечание. При приготовлении мастики МБР-ИЗ-75 вместо зеленого масла могут
применяться осевое, автотракторное, трансформаторное масла.
При производстве работ в зимнее время обычная битумная
мастика теряет свои пластические свойства и становится хрупкой
при низких температурах. При этом снижаются также прочность
сцепления покрытия с металлом трубопровода и прочность сцеп-
ления усиливающей обертки с битумной мастикой, в результате
чего могут быть трещины в мастике. Во избежание этого для тру-
бопроводов, прокладываемых в зимнее, время, применяют изоля-
ционные мастики с пластифицирующими добавками. Введенные в
битумную мастику пластифицирующие вещества химически не
взаимодействуют с битумом, а образуют гомогенную систему. При
введении пластификаторов в битум мастика приобретает упруго-
пластические свойства, а ее вязкость и температура размягчения
мало снижаются, поэтому основным назначением пластификаторов
является повышение пластичности изоляционных мастик для нане-
сения их при температуре до —25 °C и ниже.
Зеленое масло получается при пиролизе нефтепродуктов.
Физико-химические свойства зеленого масла
Температура вспышки, определяемая в от-
крытом тигле, °C (не ниже) (ГОСТ
4333—48)..................................  55
Температура начала перегонки, °C (не
ниже)..................................... 150
До 350 °C перегревается, % (не менее) .	.	95
Коксуемость, % (не более).................. 0,75
Содержание нафталина, % (не более) .	.	5
Содержание воды (не более) . .	•	.	Следы
Осевые масла (табл. 3.46) получают при прямой перегонке
нефти. Существуют следующие марки: масло осевое летнее — Л;
масло осевое зеленое — 3; масло осевое северное — С.
14*	211
Таблица 3.46
Физико-химические свойства осевых масел
Показатели	л	3	с
Кинематическая вязкость при 50 °C, сСт	36	20—25	12—14
Условная вязкость, градусы	5—7	3—3,5	2—2,2
Содержание, % (не более): водорастворимых кислот и щелочей механических примесей	0,07	Отсутствие 0,05	0,04
воды	0.4	0,3	0,1
Температура Вспышки (определяемая	135	130	125
в открытом тигле), °C (не ниже) Температура застывания, °C (не выше)	—15	—40	—55
Выбор типа изоляционного покрытия и подбор его состава
осуществляются лабораторией РСУ или лабораторией изоляцион-
ного предприятия в соответствии с условиями прокладки и экс-
плуатации трубопровода.
Таблица 3.47
Свойства изоляционных мастик на битумной основе
Марка мастики	Максимальная температура транспортируемого продукта, °C	Температура размягчения по К и Ш. °C	Растяжимость при 25 °C, см	Глубина проник- новения иглы при 25 °C, 0,1 мм
МБР-65	25	65	4	40
МБР-75	25	75	4	30
МБР-90	35	90	3	20
МБР-100	40	100	2	15
Битумнр_-резиновую мастику (табл. 3.47) выбирают с учетом
того, чтобы температура -ее размягчения была на '30 -40 °C выше
температуры -транспортируемого..продукта. В частности, мастика
марки МБР-100 рекомендуется для участков трубопроводов с вы-
сокой температурой газа на выходе из КС и для ремонтных ра-
бот в южных районах летом.
Для улучшения прилипаемости изоляционной мастики к трубо-
проводу вначале наносится грунтовка (праймер). Грунтовка для
битумной изоляции готовится путем растворения одной части по-
догретого 'битума в двух частях 'бензина (по объему), причем
используется битум той же марки, что и для мастики.
В качестве армирующей и защитной обмотки трубопроводов
применяют различные материалы, которые служат для армирова-
ния изоляции, увеличения толщины ее, фиксации наносимого слоя
мастики, не позволяя ей стекать с трубы. В качестве оберточных
материалов для защиты изоляционных покрытий от механических
повреждений применяют полимерные пленки толщиной не менее
0,5 мм (полимерно-дегте-битумные — ПДБ и полимерно-резино-
дегте-битумными — ПРДБ) или бикарул, бризол марки БРП, стек-
212
Таблица 3.48
Характеристика бризола, поставляемого в рулонах
Показателя	БР-С	БР-М	БР-Т	БР-П
Длина, м	50±1	50+1	50±1	50+1
Ширина, мм	425+25	425±25	425+25	425+25
Толщина, мм	1,6+0,1	1,6+0,1	1,6+0,1	1,6+0,1
Сопротивление.	разрыву,	10	8,5	12	15
кгс/см2 (не менее) Остаточное удлинение, %	15-35	20—45	10-30	16—35
Водопоглощение за 24 ч, %	0,6	0,5	0,7	0,5
(не более) Водопроницаемость за 24 ч Число изгибов на 180 °C при	10	Отсут< 10	зтвует 10	10
температуре 25 °C до по- явления трещин (не ме- нее) Температура, при которой	—5	—10		— 15
образец выдерживает без появления трещин четыре двойных перегиба на ва- лике диаметром 10 мм, °C Слипаемо,сть бризола . Температура применения, °C	—5—30	Не доп — 10—20	/скается 5—45	-15-45
Примечание. Бризол марки БР-М может применяться при температуре наружного
воздуха от —10 до —25 °C с подогревом перед употреблением. •
лорубероид (обертки ОП) с прочностью на разрыв не менее
2,5 кгс на 1 см ширины полотнища. Бризол (битумно-резиновый
рулонный материал) изготовляется в основном из битума с до-
бавлением рубракса, асбеста, резиновой крошки по временным
техническим условиям завода-изготовителя, но отвечающим тре-
бованиям, приведенным в табл. 3.48. Поставляется бризол в виде
рулонов, намотанных на картонный сердечник диаметром 70 мм,
с присыпкой между витками порошкообразным мелом или асбес-
том № 7; хранится в горизонтальном положении (не более четы-
рех рулонов по высоте) в закрытом проветриваемом помещении с
полом.
Приготовление битумной мастики
Мастику приготовляют в трассовых и заводских условиях. Для
приготовления изоляционной мастики на трассе применяют биту-
моплавильную установку, состоящую из битумоплавильного котла
и котла смесителя с передвижной электростанцией. В битумопла-
вильный котел загружают битум, тщательно очищенный и разби-
тый на мелкие куски (2—3 кг), где он расплавляется и обезвожи-
вается при температуре 160—180 °C, а затем перекачивается в ре-
зервуар котла-смесителя. В последнем включается мешалка и до-
бавляется наполнитель (резиновая крошка) в процессе переме-
шивания расплавленного битума при 160—180 °C в течение 45—
213
214
Таблица 3.49
Техническая характеристика битумовозов
Параметры	БВ41	БВ43	БВ44	БВ45	БВ61	БКП1
База	  .	.	.	Шасси авто- мобиля ЗИЛ-130	Шасси авто- мобиля ЗИЛ-131	Шасси авто- мобиля УРАЛ-375Е	Т релевочный трактор ТТ-4	Шасси авто- мобиля КрАЗ-255Б	Шасси авто- мобильного прицепа МАЗ-5107В
Объем цистерны, л ....... Грузоподъемность при передвижении, т:	4000	4000	4000	4000	6400	3600
по шоссе .........	3,5	3,5	3,8	—	5,8	3
по грунтовым дорогам ......	2,5	2,2	3,8	3,6	—	3
По труднопроходимым дорогам Максимальная скорость движения с полной	—	2,2	3,8	—	—	3
нагрузкой, км/ч ........ Подогрев битума	 Топливо . •	  .	. •	85	80	75 Двумя ГС Тракторны	9,75 релками 4 керосин	70	
Расход топлива (на одну горелку), кг/ч .	13,5	13,5	13,5	13,5	13,5	13,5
Давление в топливной системе, кпс/см2	4	4	4	4	4	4
Объем топливного бака, л .....	. Габаритные размерЬ1, мм:	60	60	60	60	60	60
Длина 			6450	6975	7344	5 900	8 585	6750
Ширина ..........	2400	2376	2712	2 500	3 200	2450
высота 			2550	2600	2680	2 850	2 160	2540
Масса (без груза), кг 			5850	7800	9300	13 820	13 835	5300
60 мин. Перемешивание продолжается до полного выпаривания
влаги, т. е. до прекращения появления пузырьков на поверхности
перемешиваемой мастики. Перемешенная и нагретая до 180 °C
мастика битумным насосом перекачивается в битумовоз
(табл. 3.49) для доставки к месту выполнения изоляционных
работ. Битумовоз представляет собой цистерну эллиптического се-
чения из листовой стали, утепленную стекловолокном. Битумовоз
снабжен термометром, поплавковым указателем уровня битума,
пробковым краном, сливным металлическим шлангом, манометром
для измерения давления в топливной системе. Привод битумного
насоса осуществляется от двигателя типа УД-2. Давление в топ-
ливной системе создается компрессором автомобиля ЗИЛ-164, ра-
ботающим от того же двигателя. Для подогрева коммуникаций с
застывшей мастикой служит переносная горелка.
На трассе используются битумоплавильные установки УБК-81
(БК-44 — плавильный котел, БК-45 — котел-смеситель) или УБ
(УБ-1—плавильный котел, УБ-2 — котел смеситель). При выпол-
нении работ небольшого объема удобен битумоплавильный котел
ИСТ-ЗБ, смонтированный на одноосной тележке с пневмоколеса-
ми. Котел легко перебазируется в любое место автомашиной или
трактором.
Техническая характеристика битумоплавильного
котла ИСТ-ЗБ
Вместимость, л..................... 550
Отопительная система	.... Горелки
Число горелок:
стационарных............................ 2
переносных............................... 1
Горючее для горелок....................... Керосин
Расход горючего при разогреве, кг/ч	8
Время разогрева 500 кг изоляционной
мастики, ч............................... 3,5
Подача битума..........................Насос	шестерен-
чатый
Подача насоса, л/мин ....	16
Габаритные размеры, мм:
длина........................ 3050
ширина........................1690
высота .......................2310
Масса, кг..........................1397
Изготовленную на заводе в виде брикетов битумно-резиновую
мастику доставляют на трассу в мешках из оберточной бумаги.
На трассе мастику расплавляют в битумном котле в течение 2 ч,
после чего ее можно использовать для изоляционных работ на
ремонтируемом участке.
С точки зрения организации производства изоляционных работ
битумоплавильные базы следует рассматривать как полустацио-
нарные производственные подразделения, обладающие необходи-
мыми мощностями (плавильными и смесительными агрегатами,
215
складами) и выдающие готовую продукцию требуемого качества
и в количествах, необходимых для обеспечения бесперебойной ра-
боты изоляционно-укладочных потоков.
Нанесение битумно-резиновой изоляции
Изоляционное покрытие наносится на очищенные трубы по про-
сохшей грунтовке, но не позже, чем через 36 ч после нанесения
ее на трубы. Грунтовка считается просохшей, если при проведении
по нижней части трубы рукой на последней не остается следов от
грунтовки. На поверхности трубы, покрытой грунтовкой, перед
нанесением покрытия не должно быть пыли, грязи, влаги, наледи,
снега.
Для нанесения изоляции на трубопровод при капитальном ре-
монте на бровке с разрезкой могут использоваться изоляционные
машины, применяющиеся на строительстве магистральных трубо-
проводов (рис. 3.68). Это самоходные машины, наносящие покры-
тие и обертывающие газопровод оберточным материалом
(табл. 3.50). Толщина наносимого битумного слоя, его сплошность
и прилипаемость, степень погружения стеклохолста в слой масти-
ки в основном зависят от ее вязкости, которая при данном соста-
ве регулируется изменением температуры в ванне изоляционной
машины в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Изоляцию нормального типа следует наносить изоляционной ма-
шиной, используя вторую скорость передвижения, а усиленного —
первую скорость.
Температура мастики, необходимая для получения 6-мм покрытия
за один проход машины
Температура окружаю-
щего воздуха, °C . . 30—10	10—5 —5—(—15) —15—(—25) Ниже—25
Температура мастики в
ванне изоляционной
машины, °C .	.	. 145—155 155—165 165—175	175—185	185—190
Изоляционная машина состоит из следующих основных узлов,
смонтированных на металлической раме: двигателя внутреннего
сгорания с коробкой перемены передач и цилиндрическим редук-
тором для передачи вращения от двигателя к фрикционам ходо-
вого механизма и битумных насосов, ходового механизма, кони-
ческого редуктора для передачи вращения от двигателя на ходо-
вой механизм и цевочной обод со шпулями, бензинового бака,
обечайки, при помощи которой осуществляется нанесение масти-
ки на трубы, обертывающего механизма, резервуара с битумными
насосами, напорными трубопроводами для перекачки мастики из
котла в резервуар и подачи ее резервуара в обечайку. Машина
снабжена керосиновым баком и переносной горелкой для разогре-
ва застывшей мастики в трубопроводах машины. Каждая машина
предназначена для нанесения изоляции на трубы нескольких смеж-
ных размеров и при выпуске с завода укомплектовывается смен-
216
Таблица 3.50
217
Техническая характеристика изоляционных машин
Параметры	ИМ2А	ИМ521	ИМ17	ИМЯ 7	ИМ-121	ИМ1422
Наружный диаметр изолируемой трубы, мм	168—299	325—530	630—820	1020	1220	1420
Скорость передвижения, км/ч	 Двигатель:	0,435-0,59	0,2—1,8	0,263—1,7	0,118—0,096	0,24—1,5	0,2—1,4
ТИП		УД-2	ЗМЗ-321Б	ЗМЗ-321Б	ГАЗ-321	ЗМЗ-321Б	СМД14
МОЩНОСТЬ, л. с		8	30	30	30	40	75
частота вращения вала, об/мин	3000	1500	1500	1500	2000	1700
Объем топливного бака, л .	... Битумный насос:	22	70	70	70	70	105
ТИП			Шестеренча- тый ИМ2А-39	Д-171	Д-171	Д-171	Д-171	Д-251
производительность, л/мин		47	540	540	540	540	750
частота вращения вала, об/мин	300	300	300	300	300	530
Изоляционный материал 				Битумная	мастика		
Объем битумной ванны, л		200	950	980	1000	1000	3000
Толщина слоя изоляции, мм	 Габаритные размеры, мм:	3—6	3—6	3—6	3—6	3—6	Не менее 4
длина			1770	3360	3390	3250	3500	5370
ширина		770	1600	1600	1850	2100	2400
высота . . 		1985	3270	3100	3115	3350	4740
Масса, кг		773	3104	3000	3000	3300	8456
ним оборудованием: обечайками, звездочками, цепями передач,
деталями ходового механизма и обертывающего механизма. Ма-
шина работает, двигаясь по трубопроводу, поддерживаемому тру-
боукладчиком в подвешенном состоянии. В равновесии на трубо-
проводе машина при помощи штанги удерживается одним ра-
бочим.
Рис. 3.G8. Изоляционно-укладочные работы па газопроводе Бухара—Урал
Горячее жидкое покрытие закачивается насосом машины или
битумовоза, сопровождающего ее, в бак машины, откуда вторым
насосом машины подается в обечайку — круглую металлическую
коробку с горловиной сверху, охватывающую трубу по окружно-
сти. Между краем обечайки и поверхностью трубы устанавлива-
ется зазор, который определяет толщину слоя изоляции. Излишки
покрытия стекают в бак. Обертывание осуществляется вслед за
нанесением покрытия при помощи оберточного механизма.
Для механизации процесса нанесения изоляционного покры-
тия на трубопроводы НИИТранснефтыо (ныне ВНИИСПТнефть)
в 1962 г. сконструирована изоляционная машина марки УИМ-14.
Основным рабочим органом машины является верхнее активное
полукольцо, охватывающее верхнюю половину трубопровода. В ак-
тивное полукольцо мастика подается двумя шнековыми битумны-
ми насосами, которые перекачивают изоляционную мастику из
218
Рис. 3.69. Процесс нанесения битумной изоляции машиной
УИМ-20
Рис. 3.70. Процесс нанесения полимерной изоляции покрытия
машиной УИМ-720 НРС
нижней емкости машины. На внутренней стороне этого полуколь-
ца, обращенной к трубе, имеется щель, через которую мастика по-
дается на верхнюю половину поверхности трубопровода. Нижняя
половина трубопровода охватывается кожухом. Битумная мастика
с верхней половины трубы стекает на нижнюю и заполняет про-
странство между трубой и кожухом. Излишки битумной мастики
от формирования покрытия нормальной толщины стекают в ниж-
нюю емкость. Эта емкость находится под трубопроводом. Необхо-
димый уровень мастики в этой емкости регулируется поступлени-
ем мастики из битумного котла. Машина управляется с бровки
траншеи. Обслуживают машину два человека. Изоляционная ма-
шина УИМ-14 предназначена для изоляции труб диаметром
350 мм.
Техническая характеристика УИМ-14
Скорость передвижения по трубе при
нанесении изоляции на первой, вто-
рой и третьей шередачах, м/ч .	.	100, 200, 300
Привод электродвигателя марки
КОМ-22-4:
мощность, кВт . . . . .	2,8
частота вращения, об/мин . .	1420
Масса машины, кг......................... 300
Габаритные размеры, мм:
длина............................... 1500
высота.....................  .	1440
ширина............................... 650
На базе УИМ-14 спроектирована изоляционная машина
УИМ-20 для изоляции трубопровода диаметром 520 мм (рис. 3.69).
Институтом созданы модернизированные машины с разъемным
рабочим органом для нанесения пленочной и битумной изоляции
Таблица 3.51
Техническая характеристика модернизированных изоляционных машин
Показатели	УИМ-20НРС	УИМ-720РС	, УИМ-1020РС
Диаметр изолируемого трубо-	1	 > . 720	1020
провода, мм	 Скорость передвижения маши-	508, 529		
ны, м/ч 		 Двигатель:	150, 225, 337	140, 210, 285	130, 226, 305
ТИП		ВАО51-6	ВАО52-6	ВАО62-6
мощность, кВт ....	5,5	7,5	13
частота вращения, об/мин	970	970	970
Потребляемая мощность, кВт	4,5	5—6	11
Напряжение сети, В	220, 380	220, 380	220, 380
Изоляционный материал	Битумная мастика, липкая лента, бризол, стеклохолст и др.		
Толщина слоя изоляции, мм Ширина рулонного материала,	3-6	3-6	3-6
ММ				250—500	250—500	250—500
Мааса, кг		600	1000	1500
Обслуживающий персонал, чел. 220	2	2	2
на трубы диаметром 529—1020 мм (табл. 3.51). Процесс нанесе-
ния изоляционного покрытия с применением модернизированных
машин на трубопровод диаметром 720 мм изображен на рис. 3.70.
Полимерные покрытия
/// Одним из наиболее перспективных путей повышения эффектив-
»</ ности противокоррозионных покрытий является применение поли-
меров. Тонкопленочные покрытия не разрушаются при гнутье
труб, обладают высокой химической стойкостью. В нашей стране
применяют изоляционные полимерные ленты на основе поливинил-
хлорида и полиэтилена со слоем клея на одной стороне для при-
клеивания к трубопроводам (табл. 3.52). В США полимерные лен-
ты из аналогичных материалов, предназначенные для изоляции
Таблица 3.52
Техническая характеристика полимерных липких лент
Показатели	Поливинилхло- ридная ПИЛ ТУ 6-05-1801-76	Поливинилхлорид- ная МИЛ ПВХ-СЛ ТУ 51-518-72	Полиэтиленовая ПЭЛ
Ширина рулона, мм	400, 450, 500	400—450	100—500
Толщина пленки, мм	0,3	0,35	0,3
Длина в рулоне, м (не менее)	100	70	150
Масса, 1м2.	 Сопротивление разрыву, кгс/см2	340	360	330
(не менее)	 Относительное удлинение при	100	—	120
разрыве, %	 Удельное электросопротивление	80	—	100
при 20 °C, Ом • м		Ь10и	1  1010	1  1018
Морозостойкость, °C	—30	—20	—25
Температура нанесения, °C . Эксплуатация при температуре	5	—12	—25
окружающего воздуха, °C . Приклеивающий состав (клей)	—30—50	—20—30	—20—30
	Перхлорвиниловый		Полиизобути- леновый
подземных трубопроводов, подразделяют на две группы: основные
функции защитного покрытия исполняет полимерная пленка, а
клей служит для приклеивания этой пленки к трубе; защитной
изоляцией является сам клей, а пленка играет роль подложки и
обмотки. В зарубежной практике применяются также ленты, в
которых изоляционными свойствами обладают оба элемента — и
полимерная пленка, и клей. На полимерные ленты накладывают
защитную от механических повреждений обертку, например ас-
бестовый картон, пропитанный каменноугольной смолой или би-
тумом. В СССР полимерные ленты покрывают бризолом, пленоч-
ным материалом ПДБ или другими обертками. Защитные обертки
применяют для предохранения полимерного покрытия от повреж-
дения в скальных и щебенистых грунтах, а также на болотах, на
221
участках трубопроводов с температурой транспортируемого про-
дукта выше 50 °C.
Применение полимерных лент при ремонтно-строительных ра-
ботах позволит увеличить срок службы изоляционных покрытий,
упростить технологию производства работ, повысить производи-
тельность труда.
Для производства изоляционных работ при ремонте трубопро-
водов применяют поливинилхлоридные ленты различных типов —
ПИЛ, ПВХ-СЛ, ЛМЛ и ЛТЛ (табл. 3.53).
Таблица 3.53
Основные физико-механические свойства поливинилхлоридных лент
Показатели	пил	ПВХ-СЛ	ЛМЛ	лтл
Толщина пластиката, мм		0,3	0,35	0,3	0,3
Толщина слоя клея, мкм		100	100	80	100
Ширина ленты, мм		400	400	450	450
	450	450	500	500
	500	500	—	—
Сопротивление разрыву, кгс/см2	100	100	120	200
Относительное удлинение при разрыве,				
% . 			80	80	100	100
Удельное электросопротивление при				
20 °C, Ом-см		1-1011	110п	1-Ю11	1104
Морозостойкость, °C		—20	—20	—60	—20
Температура нанесения, °C .	.	+5	—12	—40	+5
В летний и осенне-зимний периоды применяют ленты ПИЛ и
ПВХ-СЛ, в зимний — ленты ЛМЛ-1, ЛМ.Л-2 и другие, а для изо-
ляции горячих участков трубопроводов — теплостойкие ленты
ЛТЛ.
В СССР используются полимерные ленты типа «Плайкофлекс»
при подземной и наземной прокладках трубопровода. У этих лент
поливинилхлоридная пленка служит защитной оберткой трубопро-
вода и подложкой для слоя клея из бутилкаучука, выполняющего
основные защитные свойства покрытия—водостойкость, химиче-
скую стойкость, стойкость против бактерий и грибков.
Полиэтиленовые ленты
Для изоляции магистральных трубопроводов применяется лен-
та, изготовленная из полиэтилена низкой плотности — ПЭЛ. Лен-
та ПЭЛ обладает более высоким электросопротивлением, лучшей
прилипаемостью, меньшим водопоглощением, высокой химической
стойкостью и сохраняет механическую прочность в более широком
интервале температур, чем полихлорвиниловая лента ПИЛ, но
имеет более высокую стоимость. Полиэтиленовую ленту можно на-
носить на трубопроводы при температурах до —25 °C и ниже.
Физико-механические свойства ленты ПЭЛ следующие: сопротив-
ление разрыву—120 кгс/см2; относительное удлинение — 200%;
222
водопоглощение —0,1 %; удельное электросопротивление —1 • 10ls—
1-1017 Ом • см. Изготовляют ее со слоем полиизо-бутиленового клея
на одной стороне толщиной до 100 мкм. Полиэтиленовые ленты
толщиной 0,3—0,35 мм, применяемые для изоляции трубопрово-
дов, имеют ширину 100—500 мм в зависимости от диаметра
труб —ПЭЛ-100, ПЭЛ-200, ПЭЛ-300, ПЭЛ-400 и ПЭЛ-500.
За рубежом наиболее распространены ленты типа «Поликен»
на основе полиэтилена со слоем клея из синтетического каучука
(табл. 3.54).
Таблица 3.54
Основные характеристики импортных изоляционных лент, оберток
и клеевых грунтовок
Название и страна-изготовитель	Тол- щина, мм	Масса 1 м2, кр	Клеевая грунтовка (праймер)	Расход грунтовки, КГ/м2	Темпер инте эксплу о не ниже	ггурный рвал атации, С не выше
Изоляционные ленты
«Поликен	980-20» (США)	 «Денсолен	Р-20»	0,51	0,55	«Поликен-919»	0,08	—60	75
(ФРГ)		0,5	0,52	«Деисолен-М»	0,08	—60	60
«Нитто-53» (Япония) «Фурукава-Рапко НМ» (Япония) . .	0,5	0,52	«Нитто-В»	0,08	—60	70
	0,5	0,52	«Фурукава»	0,08	—60	60
«Буклен» (ФРГ) . . «Секисюи 841» (Я по-	0,5	0,55	«Буклен-БМ»	0,08	—60	60
ния) 		 «Плайкофлекс 440-20»	0,5	0,56	«Секисюи»	0,08	—60	60
(США)		0,51	0,63	«Плайкофлекс-105»	0,08	—60	60
		Обертки				
«Бишоф» (ФРГ) . .	0,5	0,5	—	—	—60	75
«Фурукава» (Япония) «Асахи-Дау № 45»	0,5	0,6	—	—	—30	60
(Япония) . . . . «Тампелла» (Финлян-	0,5	0,52	—	—	—60	70
ДНЯ)		0,5	0,47	—	—	—60	60
Для каждого типа ленты следует применять только соответст-
вующую клеевую грунтовку.
Полимерные ленты необходимо наносить одновременно с за-
щитной оберткой механизированным способом.
Конструкцию изоляционных покрытий из лент определяют с
учетом следующих требований:
ленты наносятся только по слою грунтовки;
однослойные покрытия из лент «Плайкофлекс» и «Поликен»
по своим защитным свойствам отвечают требованиям нормальной
и усиленной изоляции;
223
Г< для предохранения изоляции из полимерных лент от механи-
ческих повреждений на трубопроводы диаметром 1020 мм и более
дополнительно наносят обертки из одного слоя рулонного мате-
риала. При меньших диаметрах обертки выполняют на трубопро-
водах, проложенных в скальных, щебенистых, сухих комковатых,
глинистых и суглинистых грунтах, а также на болотах. Кроме
того, в траншеи, отрытые в перечисленных грунтах, любые трубо-
проводы необходимо укладывать на подсыпку из мягкого грунта
в 20 см и на 20 см таким же грунтом присыпать;
на участках с температурой транспортируемого продукта выше
40 °C полимерную изоляцию на всех трубопроводах и в любом
грунте необходимо защищать оберткой;
при подземном пересечении трубопроводами железных и авто-
мобильных дорог, а также на подводных переходах защитную
обертку следует выполнять из негниющих материалов и наносить
в два слоя, накладывая по ним футеровку из деревянных реек
или обетонируя эти участки.
Расход полимерных лент, а также рулонных материалов для
защитной обертки может быть подсчитан по следующим фор-
мулам:
„	, , nDLBM
где 5Л — площадь поверхности ленты (оберточного материала)
на трубе;
D—наружный диаметр изолируемого трубопровода;
L —длина изолируемого трубопровода;
В—ширина ленты (оберточного материала);
П—нахлест витков ленты (оберточного материала);
G —расход полимерной ленты;
1,1 —коэффициент для учета потерь ленты при смене рулонов,
обрывах, торцовке и пр.;
М — масса 1 м2 ленты (для лент «Плайкофлекс 340-20» тол-
щиной 0,51 мм М = 0,7 кг, «Плайкофлекс 340-30» толщи-
ной 0,76 мм М = 1,1 кг и для лент «Поликен 980-20» тол-
щиной 0,51 мм Л4 = 0,55 кг).
Изоляционные покрытия из полимерных лент и соответствую-
щие им клеевые грунтовки необходимо наносить на поверхность
трубопровода, очищенную от продуктов коррозии, легко отделяю-
щейся окалины, грязи, масляных пятен, копоти, пыли, маркиро-
вочной краски и т. п. Очищенная поверхность должна быть серого
цвета с характерными металлическими проблесками. Поверхность
трубопровода не должна иметь острых выступов, заусенцев, зади-
ров, брызг металла, шлака, флюса и т. п., которые должны быть
срублены, опилены или зачищены специальными машинками типа
224
применяемых для зачистки фасок при производстве монтажных
работ. Подготовленная для нанесения грунтовки и изоляционного
покрытия поверхность должна быть сухой, наличие влаги в виде
пленки, пузырьков или наледи и инея не допускается.
Клеевые грунтовки, полимерные ленты, а также защитные
обертки на поверхность трубопроводов наносят, как правило, са-
моходными изоляционными машинами (переоборудованные маши-
ны типа ИМЛ-7, ИМЛ-121), сконструированными для этих мате-
риалов, за один проход.
Очищенная поверхность трубопровода покрывается сплошным
равномерным слоем грунтовки, которую перед нанесением следует
тщательно перемешать. Слой грунтовки не должен иметь подте-
ков, сгустков, пузырей и т. п. Для равномерного растирания грун-
товки на изоляционной машине рекомендуется дополнительно
устанавливать вращающееся полотенце. Температура грунтовки
при нанесении должна быть в пределах 10—30 °C. При жарком
климате температура грунтовки допускается и выше 30 °C. Ленты
«Плайкофлекс» и «Поликен» на трубопровод наносят сразу после
нанесения грунтовки, не ожидая ее высыхания, при температуре
окружающего воздуха не ниже —40 °C. При температуре окру-
жающего воздуха ниже 10 °C рулоны ленты перед нанесением
необходимо выдерживать не менее 48 ч в теплом помещении при
температуре не ниже 15 °C. При температуре окружающего воз-
духа ниже 3 °С поверхность защищаемого трубопровода необходи-
мо подогревать до температуры не ниже 15 °C, но так, чтобы на
нагретой поверхности не оставалось следов копоти и масла. Изо-
ляционные ленты необходимо наносить на поверхность трубопро-
вода без перекосов, морщин, отвисаний, с нахлестом для одно-
слойного покрытия 3—5 см, двухслойного — на 50%; нанесение
изоляции с гофрами недопустимо. Важным условием, обеспечи-
вающим плотное прилегание ленты по всей защищаемой поверх-
ности и создающим герметичность в нахлестке, является натяже-
ние ленты с усилием около 50 кгс на ширину полотнища ленты.
При установке на шпулю машины нового рулона ленты конец на-
несенного полотнища длиной не менее 10 см приподнимают и под
него подкладывают начало разматываемого полотнища.
Эти концы разглаживают на поверхности труб и затем при-
жимают рукой до момента захлеста их последующим витком лен-
ты при вращении цевочного обода изоляционной машины. В зоне
усиления сварных швов при изоляции лентами «Плайкофлекс» и
«Поликен» на поверхности трубопровода допускается наличие
шатровых пустот, которые, как правило, бывают заполнены слоем
бутилкаучука, выполняющим основные изолирующие функции.
Изоляционная машина перед нанесением липких лент должна
быть тщательно отрегулирована по диаметру изолируемого трубо-
провода и ширине нахлеста. Необходимо регулярно проверять со-
стояние ходовых колес, предохранять поверхность трубопровода
от попадания на нее смазочного масла из трансмиссии и воды из
системы охлаждения изоляционной машины.
15—416	225
Укладка газопровода
При выполнении изоляционно-укладочных работ трубопровод
укладывают в траншею совмещенным способом, при котором ра-
боты по очистке, изоляции и укладке трубопроводов производятся
в едином технологическом потоке узким подвижным фронтом.
Этот способ укладки можно использовать для всех описанных
методов капитального ремонта трубопроводов.
1г —Г" I;
Рис. 3.71. Схема расстановки механизмов при производстве изоляционно-укладоч-
ных работ на берме траншеи
Порядок укладки трубопроводов при методе капитального ре-
монта на берме траншеи и при прокладке лупинга следующий
(рис. 3.71, табл. 3.55): трубоукладчик Т\ поднимает трубопровод 1
Таблица 3.55
Технологические параметры изоляционно-укладочных работ
при ремонте трубопроводов на берме траншеи (см. рис. 3.71)
Диаметр трубопро- вода, мм	Трубоукладчик			Интервалы, м				
	Т1	То	г.	h	/•2	01	02	ь
529	Т1224	Т1224	Т1224	20—25	20—25	6—8	4—6	15
720—820	Т1530	Т1530	Т1530	20—25	20—25	6-8	4—6	20
1020	Т3560	Т3560	Т3560	25—30	20—30	6—8	4—6	20—25
1220	Т3560	Т3560	Т3560	25—35	20-30	7—12	4—6	25-30
на 10—15 см выше лежек, после чего их удаляют; трубоуклад-
чик Tz, сопровождающий очистную машину 2, находится на рас-
стоянии li от трубоукладчика 7\. В качестве очистных машин мо-
гут применяться общестроительные очистные машины и специаль-
226
ные ремонтные машины. Трубоукладчик Тз, сопровождающий изо-
ляционную машину 3, находится на расстоянии /2 от трубоуклад-
чика Т2.
Порядок укладки трубопровода при производстве капитального
ремонта с подъемом и укладкой на лежки в траншее следующий
(рис. 3.72, табл. 3.56): первый трубоукладчик 7\ приподнимает
Рис. 3.72. Схема расстановки механизмов при производстве изоляционно-укла-
дочных работ на лежках в траншее
трубопровод 1 на 10 см выше лежек, после чего лежки удаляют;
второй трубоукладчик Т2, сопровождающий очистную машину 2
на расстоянии at = 6-1-8 м, поддерживает трубопровод на высоте
50—60 см от дна траншеи и находится от первого трубоукладчика
на расстоянии /ь третий трубоукладчик Ts, сопровождающий изо-
ляционную машину 3 на расстоянии а2 = 5-1-6 м, поддерживает
газопровод на высоте 50—60 см от дна траншеи и находится на
расстоянии 12 от второго трубоукладчика.
Для окончательной очистки и изоляции применяют специаль-
ные ремонтные машины с- разъемными рабочими органами.
Таблица 3.56
Технологические параметры изоляционно-укладочных работ
при ремонте трубопровода с подъемом и укладкой на лежки в траншее
(см. рис. 3.72)
Диаметр трубопровода, мм	Трубоукладчик			Интервалы, м		
	71	Ti	т3	h		b
529	Т1224	Т1224	Т1224	20	20	15
720	Т1530	Т1530	Т1530	25	25	20
1020	Т3560	Т3560	Т3560	30	25	30
1220	Т3560	T35S0	Т3560	30	25	30
15
227
Очистку, изоляцию и укладку трубопровода выполняют при од-
новременном перемещении трубоукладчиков.
Для нанесения изоляции из полимерных материалов на трубо-
проводы применяют изоляционные машины (табл. 3.57).
Таблица 3.57
Техническая характеристика изоляционных машин
Параметры	ИЛ521	ИЛ821	ИЛ1422
Наружный диаметр изолируе- мой трубы, мм ....	325—530	630, 720, 820	1020, 1220, 1420
Скорость передвижения, км/ч	0,3—0,7	0,3—0,6	0,1—1
Двигатель:	3M3-321-01	3M3-321-01	
ТИП				3M3-321-01
мощность, л. с.	30	30	40
частота вращения вала, об/мин		1500	1500	2000
Изоляционный материал .	Пленка <в рулонах		
Объем бака, л:			
ТОПЛИВНОГО 		60	70	70
пр а «мерного	....	180	240	270
Габаритные размеры, мм:			
длина (без хобота и под- ножки) 		3400	5000	3700
ширина		1710	2600	2400
высота (без хобота)	2360	2500	3950
Масса, кг		3730	4300	5800
При укладке изолированного трубопровода в условиях песков
(«пухляк») к технологической схеме на рис. 3.71 добавляется
еще один трубоукладчик, который должен сопровождать изоля-
ционную машину, расположившись рядом с трубоукладчиком Тз.
При выполнении изоляционно-укладочных работ раздельным
способом, т. е. когда очистка и изоляция трубопровода техноло-
гически отделены от работ по укладке, требуется тот же комплект
машин и оборудования, что и при совмещенном способе производ-
ства работ, при этом число трубоукладчиков при изоляции трубо-
провода уменьшается. Но кроме этих машин при раздельном спо-
собе механизированная колонна должна иметь дополнительный
комплект машин и бригаду рабочих, выполняющих укладку тру-
бопровода.
При выполнении изоляционно-укладочных работ на маги-
стральном трубопроводе раздельным способом для укладки в
траншею применяют мягкие полотенца (табл. 3.58).
При совмещенном способе производства изоляционно-укладоч-
ных работ трубопровод необходимо укладывать строго по оси
траншеи, не касаясь ее стенок. Температура битумного покрытия
при укладке трубопровода не должна превышать -f-30°C. Дно
траншеи обычно планируют и освобождают от камней, сухих
комьев, коряг и других твердых включений. На участках трассы,
228
Таблица 3.58
Техническая характеристика мягких полотенец
Показатели	ПМ321	ПМ523	ПМ823	ПМ1223	ПМ1425	ПМ1021	ПМ1426
Грузоподъемность (максимальная), т	8	16	25	40	63	35	70
Диаметр поднимаемого трубопровода, мм Запас прочности ленты (кратный к максимальной	88—325	377—530	630—820	1020—1220	1420	1020	1220—1420
грузоподъемности)		4,35	4,3	4,2	3,5	4,45	4,8	4,8
Материал ленты			вая ткань	СТСЗ-1, пр	впитанная полимером,		Проре	синенная
Габаритные размеры ленты, мм:	на оси ДСТ-3	гове диви 0	НИЛСТИр'ОЛЬНО	го термоэлас	топласта	кац тка! 10 кла^ типа 2 м стор	зоновая 1ь К-5-ЗТ, слоев. Сб- ивая резина 2-1370-6 по м с каждой оны
длина 		2440	ЗОЮ	3350	4510	5080	5100	5100
ширина			200	400	600	800	800x2	400	400x2
толщина 	 Масса, кг:	10	10	10	10	10	20	20
ленты .	.	.				20,7	38	45	65	68,5X2	84	84x2
полотенца		20,7	38	81	108	394	118	427
сложенных из твердых пород, на дно траншеи подсыпают мягкий
грунт слоем не менее 10 см. Уложенный трубопровод перед за-
сыпкой присыпают мягким грунтом слоем не менее 20 см.
При раздельном способе производства изоляционных и укла-
дочных работ изолированный трубопровод укладывают на дере-
вянные или металлические лежки с мягкими прокладками. Рас-
стояние между трубой и поверхностью земли должно быть не ме-
нее 10 см.
Изолированный трубопровод не должен находиться на бровке
траншеи без укрытия более одних суток во избежание оплывания
изоляции в летних условиях и растрескивания ее зимой. При
укладке трубопровода в траншею с лежек особо предусматривают
меры по предотвращению повреждения изоляционного покрытия,
в связи с чем использование тросовых «удавок» запрещается.
А в осенне-зимний период очистные и изоляционно-укладочные
работы, ввиду их большой сложности, должны выполняться осо-
бенно тщательно.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
Контроль качества изоляционных покрытий на трубопроводах
при их ремонте проводят пооперационно на всех этапах: при хра-
нении изоляционных материалов, при подготовке грунтовки и
мастики, при нанесении изоляционного покрытия (грунтовки, мас-
тики и пленки), а также в процессе укладки. Основными причи-
нами образования дефектов изоляционного покрытия на трубо-
проводах при хранении и подготовке материалов являются засо-
рение битума и обводнение готовой мастики и ее составляющих;
при приготовлении грунтовки и мастики — небрежная дозировка
составляющих, несоблюдение режима разогревания котла, недо-
статочное размешивание битума при приготовлении грунтовки;
при нанесении грунтовки и битумной мастики — загустение грун-
товки, образование пузырьков на поверхности трубопровода, осе-
дание пыли на поверхность труб, пропуски грунтовки и мастики
на поверхности трубопровода и особенно около сварных швов, не-
ровное нанесение мастики, охлаждение мастики, конструктивные
недостатки изоляционной машины; при нанесении армирующих
и оберточных рулонных материалов — нарушение однородности
покрытия, выдавливание слоя мастики, недостаточное погружение
стеклохолста в мастику; при нанесении полимерных лент — сквоз-
ные отверстия в ленте, несплошной клеевой слой, неравномер-
ность толщины ленты в рулоне, неправильная регулировка намо-
точной машины, нарушение температурного режима нанесения
ленты, плохая очистка поверхности труб; при укладке трубопрово-
да — нарушение технологии укладки, особенно при раздельном
способе укладки, захват изолированных труб тросом, трение тру-
бопровода о стенки траншеи при укладке, отсутствие подготовки
дна траншеи, отсутствие подсыпки не менее 10 см дна траншеи
на участках с каменистыми и щебенистыми грунтами, плохое рых-
230
ление мерзлых грунтов и особенно отсутствие регулировки изоля-
ционных машин.
Применение современного и прогрессивного метода подхода к
решению вопроса повышения качества изоляционных покрытий
позволит ликвидировать эти недостатки.
В настоящее время повсеместное распространение при произ-
водстве ремонтно-строительных работ получил пооперационный
контроль_ качества изоляционногопокрытия с применением совер-
шенных приборов (табл. 3.59)' ’ ~
Сплошность, покрытия контролируют искровым._дефектоскопом
типа ДИ-64-(рис. 3.73). Дефектоскоп рассчитан на контроль
сплошности изоляционных покрытий толщиной до 9 мм при темпе-
ратуре окружающего воздуха —25—35 °C при сухой поверхности
изоляции.
В зависимости от условий сплошность изоляционного покрытия
контролируют мягким (ухватообразным) щупом — в траншеи и на
поверхности земли, Т-образным — при непрерывном опуске (вслед
за изоляционной машиной) и на поверхности земли, а также дру-
гими щупами любой конфигурации. Напряжение на щупе дефек-
тоскопа устанавливают из расчета 4 тыс. В на каждый милли-
метр толщины покрытия при проверке битумных покрытий:
6 тыс. В при проверке поливинилхлоридных и полиэтиленовых
пленочных покрытий (отечественного производства) толщиной не
более 1 мм. Сплошность покрытия проверяет оператор в начале
изоляционных работ и при вынужденных остановках изоляцион-
ной машины. Необходимость дополнительной проверки сплошно-
сти покрытия дефектоскопом определяет заказчик. При браке и
дефектах в покрытиях оператор должен остановить движение по-
тока для выявления причин брака, для наладки машины, а также
для ремонта изоляции. При каждой остановке колонны по причи-
231
Таблица 3.59
Операции	Периодичность контроля	Метод контроля
Контроль качества материалов		
Проверка изоляционных мате- риалов на соответствие требова- ниям ГОСТа или ТУ Контроль качества грунтовок (праймеров) полевого изготовле- ния:	Каждую партию	В соответствии с разделом «Методы испытаний» ГОСТа или ТУ
компонентного состава	При дозировке	Взвешиванием ком- понентов и визуально» а также вискозимет- ром и ареометром
однородности Контроль качества битумно-ре- зиновых ^изоляционных мастик при полевом изготовлении или прием- ке партии заводского изготовле- ния:	Непрерывно в про- цессе работы	Визуально
компонентного состава (для мастик полевого изготовле- ния)	При дозировке	Взвешиванием ком- понентов
однородности	Каждую партию	Визуально по ско- лу образца (ГОСТ 15836—70)
вспенивания	Каждую партию	Визуально по на- гретой пробе (ГОСТ 15836—70)
температуры размягчения	То же	По КиШ (ГОСТ 15836—70)
глубины проникновения иглы (пенетрация)	»	Пенетрометром (ГОСТ 15836—70)
растяжимости (дуктиальность)	>	Дуктилометром (ГОСТ 15836—70)
нодоиасыщенности	>	Взвешиванием об- разцов	(ГОСТ 9812—74)
Контроль температуры при при-	Непрерывно в про-	Встроенными тер-
готовлении, перевозке и расплав- лении заводской или ранее приго- товленной битумно-резиновой ма- стики	цессе работы	мометрами или тер-
		мопарами
Контроль за соответствием би-	Непрерывно в про-	Термометром (тер-
тумно-реэиновой мастики темпера- турным условиям ее нанесения (температура окружающего воз- духа)	цессе работы	мопарой)	(ГОСТ 15836—70)
232
Продолжение табл. 3.59
Операции	Периоднчаоеть контроля	Метод контроля
Контроль качества при производстве изоляционно-укладочых работ
Контроль качества очистки изо-	Непрерывно	Визуально
лируемого трубопровода	Непрерывно	Визуально
Контроль качества нанесения		
грунтовки (праймера) Контроль качества нанесения		
битумно-|резиновой изоляции:		Визуально н дефек- тоскопом
сплошности	Непрерывно	
толщины	Не реже, чем через 100 м	Толщиномером
армирования	Непрерывно	Визуально
защитной обертки	Непрерывно	Визуально
црилипаемости	В местах, вызываю- щих сомнение	Адгезиметром или надрезом
соответствия проекту	В процессе произ- водства работ	Визуально и прибо- рами
Контроль качества нанесения		
полимерно-пленочной изоляции:		Визуально и де- фектоскопом
соответствия проекту	В процессе произ- водства работ	
сплошности покрытия	В местах, вызываю- щих сомнение	Визуально и дефек- тоскопом
числа слоев	В процессе произ- водства работ	Визуально
нахлеста витков	То же	Мерной линейкой
прилипаем ости Контроль качества укладочных	В местах, вызываю- щих сомнение	Отслаиванием
работ:		
подготовки траншеи	На всем протяже- нии	Визуально
температуры битумно-резиновой	Не реже, чем через	Термометром (тер-
изоляции перед укладкой тру-	200 iM	мопарой)
бопровода		Катодной поляриза-
Оценка качества изоляции за-	На всем протяже-	
конченных строительством участ- ков трубопровода	нии (кроме замерз- ших, каменистых ще- бенистых и сухих грунтов)	цией
не брака в покрытии проверку дефектоскопом следует проводить
на участке трубопровода длиной не менее 10 м. При этом необхо-
димо в первую очередь проверить нижнюю часть трубопровода.
Толщину_изоляции на битумной основе замеряют без ее нару-
шения при "помощи толщиномеров (индукционных ИТ-60 или
ТИ-63, магнитного МТ-57) в четырех точках сечения трубопрово-
да: сверху, снизу и с б оков. Степень сцепления изоляции с поверх-
ностью трубы (прилипаемость) проверяют адгезиметром. Она
.должна быть не менее 5 кгс/см2. При отсутствии адгезИКтра при-
липаемость изоляции проверяют следующим образом: изоляцию
ножом прорезают до тела трубы по двум линиям, сходящимся
233
под углом 40—60°, затем кончиком ножа в вершине угла изоля-
цию отдирают от трубы. При хорошей прилипаемости изоляция
не должна отставать от трубы, а обертка — от изоляционного по-
крытия. Прилипаемость полимерных лент проверяют тем же спо-
собом. Она считается хорошей, если отдирание ленты от трубы
требует усилий.
Для оценки состояния изоляционных покрытий на отремонти-
рованных участках трубопроводов, кроме пооперационного контро-
ля получил распространение метод катодной поляризации. Осо-
Рис. 3.74. Принципиальная схема подключения источника тока и измерительных
приборов к контролируемому участку:
] — изолированный трубопровод испытываемого участка; 2 — неизолированный конец трубы;
3 — регулируемый резистор; 4 — соединительный провод (кабель); 5 —амперметр; 6—источ-
ник постоянного тока; 7—временное заземление; 8 — милливольтметр; 9 — медносульфат-
ный электрод сравнения
бенность применения этого метода . контроля в том, что оценка
состояния изоляционного покрытия производится на участках тру-
бопровода большой протяженности (от 4 до 50 км), который от-
ремонтировали, уложили в траншею и засыпали. Сущность мето-
да катодной поляризации заключается в следующем.
Состояние изоляционного покрытия может быть оценено по
силе тока поляризации и смещению разности потенциалов труба—
земля в конце контролируемого участка.
Смещение разности потенциалов труба — земля определяется
по формуле
^Тз = УТзи-^Тзе.	(3-147)
где t/тзи — измеренная разность потенциалов труба — земля (по-
сле включения катодной поляризации); 1/гае — естественная раз-
ность потенциалов труба — земля (до включения катодной поля-
ризации).
Допустимая сила тока в цепи поляризующего источника опре-
деляется в зависимости от типа изоляционного покрытия, длины
контролируемого участка, диаметра и толщины стенки трубы
(рис. 3.74).
По этому методу состояние изоляционного покрытия отремон-
тированных участков трубопровода имеет три оценки — хорошее,
234
удовлетворительное и неудовлетворительное. Состояние изоляци-
онного покрытия отремонтированного участка трубопровода про-
тяженностью от 4 до 50 км оценивается как хорошее, если вызван-
ное поляризацией смещение в отрицательную сторону разности
потенциалов труба — земля в конце участка не менее 0,55 В, а си-
ла тока, вызывающая это смещение, не превышает допустимого
значения; как удовлетворительное, если вызванное поляризацией
смещение в отрицательную сторону разности потенциалов труба —
земля в конце участка не менее 0,4 В, а сила тока, вызывающая
это смещение, не превышает допустимого значения; как неудовле-
творительное, если вызванное поляризацией смещение в отрица-
тельную сторону разности потенциалов труба — земля в конце
участка меньше 0,4 В или если указанное смещение достигнуто
при силе тока, превышающей допустимое значение.
Допустимая сила тока при контроле участков трубопроводов,
изолированных покрытиями на битумной основе, определяется по
номограмме, изображенной на рис. 3.75, а при контроле участков,
изолированных покрытиями полимерных материалов,’— на рис. 3.76.
При этом допустимая сила тока рассчитана для средних толщин
стенки труб, значения которых приведены в табл. 3.60.
Таблица 3.60
Средняя толщина стенки трубопровода в зависимости от диаметра
Диаметр трубопровода, мм	Средняя тол- щина стенки трубы, мм	Диаметр трубопровода, мм	Средняя тол- щина етенкн трубы, мм	Диаметр трубопровода, мм	Средняя тол- щина стенки трубы, мм
114	8	245	10	529	11
127	8	273	10	620	11
141	9	299	10	720	11
146	9	325	10	820	12
159	9	i 351	11	920	13
168	10	377	и	1020	14
180	10	426	11	1220	16
194	10	477	11	1420	18
219	10				
Если толщина стенки трубы испытываемого участка, протя-
женность которого превышает 25 км, не равна средней, то допу-
стимая силы тока корректируется по формуле
1____*2_\
2500 )'
где I — сила тока, определяемая по номограмме для средней тол-
щины стенки трубы, A; k — поправка, значение и знак которой
зависят от разности между средней и действительной толщинами
стенки трубы и ее диаметра (рис. 3.77); L — длины контролируе-
мого участка, км.
Для участков протяженностью меньше 25 км отклонение тол-
щины стенки трубы от среднего значения не учитывается.
235
Состояние изоляционного покрытия отремонтированного участ-
ка трубопровода протяженностью менее 4 км оценивается как
хорошее, если вызванное поляризацией смещение в отрицатель-
Рис. 3.75. Номограмма определения силы тока для участков трубопровода длиной
4—50 км, изоляция на битумной основе
Пример: при А=32 км; £)=477 мм; /«*5,6А
ную сторону разности потенциалов труба—земля в начале участ-
ка не менее 1 В, а сила тока, вызывающая это смещение, не пре-
вышает допустимого значения; как удовлетворительное, если вы-
званное поляризацией смещение в отрицательную сторону разно-
сти потенциалов труба — земля в начале участка не менее 0,7 В,
а сила тока, вызывающая это смещение, не превышает допусти-
236
Рис. 3.76. Номограмма определения силы тока для участков трубопровода длиной
4—50 км, изоляция из полимерных материалов
Пример: при 1=29 и; 0=520 мм; /®3,2 А
мого значения; как неудовлетворительное, если вызванное поляри-
зацией смещение в отрицательную сторону разности потенциалов
труба — земля в начале участка меньше 0,7 В или если указан-
ное смещение достигнуто при силе тока, превышающей допусти-
мое значение.
Рис. 3.77. Зависимость k от разности между средней бср и действительной бя
толщинами стенки трубы
Допустимая сила тока при контроле коротких участков, изоли-
рованных покрытиями на битумной основе, определяется по номо-
грамме, изображенной на рис. 3.78, а при контроле коротких уча-
стков, изолированных покрытиями из полимерных материалов,—
на рис. 3.79.
Если среднее удельное электрическое сопротивление грунта
вдоль контролируемого участка трубопровода превышает 50 Ом-м,
то оценка состояния изоляционного покрытия выполняется по
значениям смещения разности потенциалов труба — земля соглас-
но табл. 3.61, 3.62 в зависимости от материала покрытия; длины
238
контролируемых участков (от 4 до 50 км или меньше 4 км); диа-
метра трубопровода; среднего удельного электрического сопротив-
ления грунта, определяемого по формуле
Рг
L*
где L — длина контролируемого участка; Ц — длина i-ro участка
с удельным электрическим сопротивлением рГг-
Рис. 3.78. Номограмма определения силы тока для участков трубопровода дли-
ной 0,2—4 км, изоляция на битумной основе
Пример: при £=1,65 км; £> = 820 мм; /«0,56 А
239
Если в проекте не указано сопротивление грунта, то рекомен-
дуется определить его. Для этого проводят измерения через каж-
дые 0,5 км по длине участка трубопровода.
В случае, если в цепи поляризующего источника тока сила
тока /и не равна (больше или меньше) силе тока /, регламентиро-
Рис. 3.79. Номограмма определения силы тока для участков трубопровода длиной
0,2—I км, изоляция из полимерных материалов
Пример: при 1=1,7 км; 0=529 мм; /«0.23А
ванной номограммами, то состояние покрытия оценивают не по
измеренному смещению разности потенциалов, а по смещению,
рассчитываемому по формуле
^3=t/ra4-.	(з-148)
•»и
где (/тз — смещение разности потенциалов труба>—земля; /м — из-
меренная сила тока в цепи поляризующего источника, А.
240
Таблица 3.61
Смещения разности потенциалов труба — земля UT. 3 (в В)
для участков трубопроводов длиной 4—50 км
Среднее удель-
ное электро-
сопротивление
грунта, Омм
Диаметре трубопроводов
146	180	219	273	325	529	720	1020	1228	1420
Покрытие на битумной основе, состояние покрытия удовлетворительное
50	—	-—	—	—	—	—	—.	0,42	0,42	0,42
60	—	—	—	——	——	——	0,42	0,42	0,42	0,42
70			—	—	—	—	0,41	0,42	0,42	0,42	0,43
80	—			—	—	—	0,41	0,42	0,42	0,43	0,44
90	—			—	—	—	0,42	0,42	0,43	0,44	0,45
100	——			—	—	—	0,42	0,42	0,44	0,45	0,46
120	—	—	—	—	0,41	0,43	0,43	0,45	0,46	0,47
150	—	—-	—	0,42	0,42	0,44	0,44	0,46	0,48	0,48
200	0,41	0,41	0,42	0,43	0,43	0,45	0,46	0,48	0,5	0,51
300	0,42	0,42	0,43	0,44	0,44	0,46	0,49	0,52	0,54	0,56
400	0,43	0,43	0,44	0,45	0,45	0,48	0,52	0,56	0,59	0,62
500	0,44	0,44	0,45	0,46	0,46	0,5	0,55	0,6	0,64	0,68
600	0,45	0,45	0,46	0,47	0,47	0,52	0,58	0,64	0,69	0,74
700	0,45	0,46	0,47	0,48	0,48	0,55	0,61	0,68	0,74	0,8
800	0,46	0,47	0,48	0,49	0,5	0,58	0,64	0,72	0,79	0,86
900	0,47	0,48	0,49	0,5	0,52	0,61	0,67	0,76	0,84	0,92
1000	0,48	0,49	0,5	0,52	0,54	0,64	0,7	0,82	0,89	0,98
1200	0,5	0,51	0,52	0,55	0,58	0,7	0,76	0,92	0,99	1,1
1500	0,52	0,54	0,55	0,58	0,62	0,78	0,85	1,04	1,11	1,28
2000	0,56	0,59	0,61	0,65	0,7	0,95	1,02	1,28	1,36	1,63
2500	0,62	0,65	0,68	0,73	0,79	1,12	1,19	1,53	1,62	1,99
3000	0,69	0,72	0,76	0,83	0,90	1,3	1,38	1,79	1,99	2,38
4000	0,84	0,88	0,94	1,05	1,13	1,68	1,78	2,39	2,7	3,26
6000	1,15	1,22	1,32	1,45	1,62	2,48	2,69	3,61	4,22	5,1
8000	1,47	1,59	1,72	1,88	2,1	3,29	3,61	4,86	5,71	7,28
10 000	1,79	1,92	2,15	2,38	2,7	4,1	4,63	6,18	7,27	9,52
Покрытие		на битумной		основе	состояние покрытия хорошее					
50	—	—	—	—	—	—	0,57	0,57	0,57	0,58
60	—	—	—	—	—	0,57	0,57	0,57	0,58	0,59
70	—	—	——	—	——	0,57	0,57	0,58	0,59	0,6
80	——	—	—-	—		0,57	0,58	0,59	0,6	0,61
90	—.	—	—			0,57	0,58	0,59	0,6	0,61	0,62
100	—	—	—			0,57	0,59	0,6	0,61	0,63	0,64
120	—	—	0,57	0,57	0,58	0,60	0,61	0,62	0,65	0,67
150	—	0,58	0,58	0,58	0,59	0,61	0,62	0,65	0,68	0,7
200	0,58	0,58	0,59	0,59	0,6	0,62	0,65	0,69	0,72	0,75
300	0,58	0,59	0,6	0,61	0,62	0,65	0,7	0,75	0,77	0,82
400	0,59	0,6	0,62	0,63	0,64	0,7	0,76	0,82	0,84	0,92
500	0,6	0,62	0,64	0,65	0,66	0,75	0,82	0,89	0,91	1,02
600	0,62	0,64	0,66	0,67	0,69	0,8	0,88	0,96	1,01	1,13
700	0,64	0,66	0,68	0,69	0,72	0,85	0,94	1,06	1,12	1,26
800	0,66	0,68	0,7	0,71	0,75	0,9	1,01	1,16	1,25	1,4
900	0,68	0,7	0,72	0,74	0,78	0,95	1,08	1,27	1,38	1,56
1000	0,7	0,72	0,75	0,77	0,81	1,01	1,15	1,4	1,52	1,73
1200	0,74	0,76	0,8	0,83	0,87	1,12	1,29	1,64	1,79	2,06
16—416
241
Продолжение табл, 3.61
Среднее удель- ное электро- сопротивление грунта, Ом-м	Диаметры трубопроводов									
	146	180	219	273	325	529	720	1020	1220	1420
1500	0,8	0,82	0,86	0,96	1	1,27	1,56	1,91	2,06	2,77
2000	0,9	0,93	0,97	1,07	1,11	1,39	1,97	2,42	2,60	3,81
2500	1	1,05	1,09	1,19	1,23	1,59	2,38	2,93	3,14	4,8
3000	1,11	1,17	1.21	1,31	1,38	1,79	2,8	3,44	3,68	5,89
4000	1,32	1,42	1,46	1,56	1,67	2,32	3,63	4,46	4,76	7,97
6000	1,71	1,93	1,97	2,09	2,22	3,39	5,29	6,5	6,92	10,05
8000	2,12	2,44	2,48	2,64	2,8	4,49	6,95	8,54	9,08	—
10 000	2,53	2,95	2,99	3,24	3,6	5,59	8,61	10,58	11,24	—
Покрытие из	полимерных		материалов, состояние покрытия					удовлетворительное		
50	—	—	—	—	—	—	0,41	0,42	0,43	0,43
60	—	—	—	—	—	0,41	0,42	0,43	0,43	0,44
70	—	—	—	—	—	0,42	0,42	0,43	0,44	0,44
80	—	—	—	—	—	0,42	0,43	0,44	0,44	0,45
90	—		—	—	0,41	0,42	0,43	0,45	0,45	0,46
100	—	——	—	—	0,41	0,42	0,43	0,46	0,46	0,47
120	—	—	0,41	0,41	0,42	0,43	0,44	0,47	0,48	0,49
150	—	0,42	0,42	0,42	0,43	0,44	0,45	0,48	0,5	0,51
200	0,42	0,42	0,43	0,43	0,44	0,45	0,47	0,51	0,52	0,57
300	0,43	0,43	0,44	0,44	0,45	0,48	0,51	0,56	0,59	0,65
400	0,44	0,44	0,45	0,46	0,47	0,51	0,55	0,62	0,66	0,73
500	0,45	0,45	0,46	0,48	0,49	0,54	0,60	0,68	0,75	0,81
600	0,46	0,46	0,48	0,5	0,51	0,58	0,65	0,74	0,8	0,89
700	0,47	0,47	0,5	0,52	0,53	0,62	0,7	0,8	0,88	0,97
800	0,48	0,49	0,52	0,54	0,55	0,66	0,75	0,86	0,96	1,05
900	0,49	0,51	0,54	0,56	0,57	0,7	0,80	0,94	1,04	1,13
1000	0,5	0,53	0,56	0,58	0,59	0,74	0,85	1,02	1,12	1,25
1200	0,52	0,57	0,6	0,62	0,63	0,82	0,95	1,18	1,28	1,45
1500	0,55	0,61	0,66	0,68	0,69	0,94	1,11	1,36	1,49	1,69
2000	0,61	0,69	0,76	0,78	0,79	1,14	1,38	1,73	1,86	2,13
2500	0,67	0,77	0,86	0,88	0,89	1,34	1,65	2,1	2,23	2,57
3000	0,73	0,85	0,96	0,98	0,99	1,54	1,85	2,47	2,6	3,01
4000	0,85	1,01	1,16	1,18	1,19	1,94	2,25	3,21	3,34	3,89
6000	1,09	1,33	1,56	1,58	1,59	2,74	3,05	4,69	4,82	5,65
8000	1,33	1,65	1,96	1,98	1,99	3,54	3,85	6,17	6,3	7,41
10 000	1,57	1,97	2,36	2,38	2,39	4,34	4,65	7,65	7,78	9,17 ® $
Покрытие из		полимерных материалов, состояние покрытия хорошее								
50	—	—	—	—	—	—	—	0,57	0,57	0,58
60	—	—	—	—	—	—	0,57	0,57	0,58	0,59
70	—	—	—	—	—	0,57	0,57	0,58	0,59	0,59
80	—	—	—	—	—	0,57	0,57	0,59	0,6	0,60
90	—	—	—	—	—	0,57	0,58	0,6	0,61	0,6)
100			—	—	—	—	0,58	0,59	0,61	0,62	0,62
120	—					—	0,57	0,58	0,6	0,62	0,63	0,63
150					—	0,57	0,57.	0,59	0,61	0,63	0,64	0,65
200	0,57	0,57	0,58	0,58	0,58	0,6	0,62	0,65	0,67	0,69
300	0,58	0,58	0,59	0,59	0,59	0,62	0,64	0,7	0,72	0,77
400	0,59	0,59	0,6	0,6	0,61	0,65	0,68	0,76	0,78	0,85
500	0,60	0,6	0,62	0,62	0,63	0,68	0,72	0,82	0,85	0,93
600	0,61	0,61	0,63	0,64	0,65	0,71	0,76	0,88	0,93	1,01
700	0,62	0,62	0,64	0,66	0,67	0,74	0,81	0,94	1,01	1,1
242
Продолжение табл. 3.61
Среднее удель- ное электро- сопротивление грунта, Ом м	Диаметры трубопроводов									
	146	180	219	273	325	529	720	1020	1220	1420
800	0,63	0,64	0,65	0,68	0,69	0,78	0,86	1	1,09	1,19
900	0,64	0,66	0,67	0,7	0,71	0,82	0,91	1,06	1,17	1,28
1000	0,65	0,68	0,69	0,72	0,74	0,88	0,96	1,13	1,25	1,37
1200	0,67	0,72	0,73	0,76	0,79	0,98	1,06	1,26	1,41	1,55
1500	0,70	0,76	0,77	0,82	0,85	1,08	1,2	1,44	1,65	1,81
2000	0,75	0,84	0,85	0,92	0,96	1,28	1,4	1,75	2,05	2,25
2500	0,8	0,92	0,93	1,02	1,07	1,48	1,6	2,06	2,45	2,69
3000	0,85	1	1,01	1,12	1,18	1,68	1,82	2,37	2,85	3,14
4000	0,95	1,16	1,17	1,32	1,4	2,08	2,32	3	3,65	4,04
6000	1,15	1,48	1,5	1,72	1,87	2,90	3,32	4,51	5,25	5,84
8000	1,35	1,8	1,84	2,12	2,34	3,72	4,33	6,02	6,85	7,64
10 000	1,55	2,12	2,2	2,53	2,82	4,54	5,34	7,53	8,45	9,44
Таблица 3.62
Смещения разности потенциалов труба — земля ит..з (в В)
для коротких участков трубопроводов
Среднее удель- ное электро- сопротивление грунта, Ом м	Диаметры трубопроводов, мм									
	146	180	219	273	325	529	720	1020	1220	1420
Покрытие	на битумной		основе, состояние			покрытия удовлетворительное				
50	—	—	—	—	—			0,73	0,74	0,75	0,76
60	—	—	—	1—	—	0,73	0,73	0,75	0,76	0,77
70	—	—	—	—	—	0,73	0,73	0,76	0,77	0,78
80	—	—	——	—	—	0,73	0,73	0,77	0,78	0,79
90	—	—	—	—	0,73	0,74	0,74	0,78	0,79	0,8
100	—	—	—	—	0,73	0,75	0,75	0,79	0,8	0,82
120	—	—	0,73	0,73	0,74	0,76	0,76	0,8	0,83	0,85
150	—	0,73	0,74	0,74	0,75	0,77	0,77	0,85	0,86	0,88
200	0,73	0,74	0,75	0,75	0,76	0,79	0,83	0,91	0,92	0,98
300	0,75	0,76	0,77	0,78	0,79	0,83	0,89	1,01	1,02	1,11
400	0,77	0,78	0,79	0,8	0,82	0,89	0,96	1,11	1,12	1,25
500	0,79	0,8	0,81	0,83	0,85	0,95	1,04	1,21	1,23	1,40
600	0,81	0,82	0,83	0,86	0,88	1,01	1,12	1,31	1,34	1,55
700	0,83	0,84	0,86	0,89	0,91	1 ,08	1 ,2	1 ,41	1 ,46	1 ,7
800	0,85	0,86	0,89	0,92	0,94	1,15	1,3	1,51	1,6	1,85
900	0,87	0,88	0,92	0,95	0,98	1,22	1,4	1,64	1,75	2
1000	0,89	0,91	0,95	0,98	1,02	1,29	1,5	1,78	1,93	2,20
Покрытие		на битумной		основе	, состояние покрытия хорошее					
50	—	—	—	—			—	1,04	1,06	1,07	1,08
60	—	—	—	—	—	1,04	1,05	1,07	1,08	1,09
70	—	—	—	—	—	1,05	1,06	1,08	1,09	1,10
80	—	—	—	—	—	1,05	1,07	1,09	1,11	1.12
90	—	—	—	—.	1,04	1,06	1,07	1,1	1,13	1,14
100	—	—	—	—	1,04	1,07	1,08	1,12	1,15	1,17
120	—	—	1,04	1,04	1,05	1,08	1,09	1,14	1,18	1,22
16*
243
Продолжение табл. 3.62
Среднее удель- ное электро- сопротивление грунта, Ом м	Диаметры трубопроводов, мм									
	146.	180	219	273	325	529	729	1020	1220	1420
150			1,05	1,05	1,05	1,06	1,1	1,13	1,18	1,23	1,29
200	1,05	1,06	1,07	1,07	1,09	1,13	1,18	1,26	1,31	1,40
300	1,07	1,08	1,1	1,11	1,13	1,2	1,27	1,36	1,50	1,59
400	1,1	1,11	1,13	1,15	1,17	1,28	1,36	1,5	1,65	1,79
500	1,13	1,14	1,16	1,19	1,21	1,36	1,46	1,65	1,81	1,99
600	1,16	1,17	1,2	1,23	1,26	1,44	1,57	1,81	1,98	2,20
700	1,19	1,2	1,24	1,27	1,31	1,54	1,68	1,98	2,16	2,42
800	1,22	1,23	1,28	1,32	1,36	1,64	1,79	2,16	2,37	2,64
900	1,25	1,26	1,32	1,36	1,41	1,74	1,92	2,36	2,57	2,86
1000	1,28	1,3	1,36	1,4	1,47	1,84	2,05	2,56	2,77	3,1
Покрытие из	полимерных		материалов,		состояние покрытия			удовлетворительное		
50															0,73	0,73	0,74
60							—	—	0,73	0,73	0,74	0,75
70									—	0,73	0,73	0,74	0,75	0,76
80					—			—	0,73	0,74	0,75	0,76	0,77
90					—					0,73	0,74	0,76	0,77	0,78
100						—	—	0,74	0,75	0,77	0,78	0,79
120							—	0,73	0,75	0,76	0,78	0,79	0,81
150							0,73	0,74	0,76	0,77	0,79	0,81	0,83
200	0,73	0,73	0,74	0,74	0,75	0,77	0,78	0,83	0,85	0,87
300	0,74	0,74	0,75	0,76	0,77	0,8	0,82	0,88	0,93	1,01
400	0,75	0,75	0,76	0,78	0,79	0,84	0,87	0,94	1,01	1,1
500	0,76	0,76	0,78	0,80	0,81	0,88	0,93	1,02	1,1	1,2
600	0,77	0,78	0,8	0,82	0,83	0,92	0,99	1,1	1,2	1,3
700	0,78	0,8	0,82	0,84	0,85	0,96	1,05	1,18	1,3	1,4
800	0,79	0,82	0,84	0,86	0,88	1,01	1,11	1,26	1,4	1,5
900	0,8	0,84	0,86	0,88	0,91	1,06	1,17	1,35	1,5	1,6
1000	0,82	0,86	0,88	0,91	0,94	1,12	1,23	1,44	1,6	1,7
Покрытие из полимерных материалов, состояние покрытия хорошее
50									—			—	1,04	1,05	1,06
60					—			—	—	1,04	1,05	1,06	1,07
70						—			—	1,04	1,05	1,06	1,07	1,08
80			•							1,04	1,05	1,07	1,08	1,09
90									—	1,05	1,06	1,08	1,09	1,11
100											1,05	1,07	1,09	1,1	1,13
120	-						1,04	1,06	1,08	1,11	1,12	1,15
150							1,04	1,05	1,07	1,09	1,13	1,16	1,18
200	1,04	1,04	1,05	1,06	1,06	1,09	1,12	1,19	1,22	1,25
300	1,05	1,06	1,07	1,09	1,09	1,14	1,17	1,28	1,31	1,34
400	1,07	1,08	1,09	1,12	1,12	1,19	1,22	1,38	1,42	1,45
500	1,09	1,Ю	1,11	1,15	1,15	1,24	1,27	1,49	1,54	1,6
600	1,П	1,12	1,13	1,18	1,18	1,31	1,35	1,6	1,67	1,76
700	1,13	1,14	1,15	1,21	1,22	1,38	1,43	1,71	1,81	1,92
800	1,15	1,16	1,18	1,24	1,26	1,45	1,51	1,82	1,95	2,09
900	1,17	1,19	1,21	1,27	1,3	1,52	1,61	1,93	2,09	2,25
1000	1,19	1,22	1,25	1,3	1,35	1,6	1,71	2,05	2,23	2,42
244
Если контролируемый участок трубопровода расположен в зо-
не действия блуждающих токов, то измеренное смещение разности
потенциалов U'-3 должно быть не меньше 0,4 В, а при отсутствии
блуждающих токов — не меньше 0,2 В. Участки трубопроводов,
включающие воздушные переходы длиной не более 5% от общей
длины участка, могут быть испытаны методом катодной поляри-
зации. Силу тока при контроле определяют для длины всего ис-
пытываемого участка без вычета протяженности воздушных пере-
ходов. При ремонте трубопроводов в отдельных случаях (если они
обусловлены особыми обстоятельствами) допускается контроль
состояния изоляции на участках длиной свыше 50 км, но не более
100 км. При контроле такой участок может быть соединен с дру-
гими металлическими сооружениями (как с одной, так и с обеих
сторон).
При контроле изоляции не врезанного в трубопровод участка
на каждом конце его оборудуют источник постоянного тока. В це-
пи каждого источника устанавливают силу тока, определяемую
по номограммам (см. рис. 3.75, 3.76) для длины участка, равной
половине испытываемого. В пяти точках участка, расположенных
в середине и отстоящих одна от другой на 2 км, измеряют раз-
ности потенциалов труба — земля как до наложения тока поляри-
зации, так и по истечении времени поляризации. Из пяти значе-
ний рассчитанного смещения выбирают наименьшее. Для опреде-
ления минимального смещения может оказаться необходимым уве-
личить число точек измерения.
Состояние изоляционного покрытия оценивают как для участ-
ков длиной 4—50 км, причем смещение определяют по замерам
в пяти точках участка.
Если на одном или на обоих концах контролируемого участка
не удается получить силу тока согласно рис. 3.75, 3.76, то оценить
состояние изоляции следует по формуле (3.148) с учетом смеще-
ния разности потенциалов U?3 не менее 0,4 В в зоне действия
блуждающих токов и не менее 0,2 В при отсутствии таковых. Зна-
чение 1И измеренной силы тока в формуле (3.148) определяют как
среднее арифметическое обеих сил токов. Точка минимальной
разности потенциалов труба — земля может быть расположена на
значительном расстоянии от середины участка.
Если концы контролируемого участка трубопровода подсоеди-
нены к другому металлическому сооружению, то силу тока в тру-
бопроводе определяют по падению напряжения на обоих концах
участка
,	Д£/10-3
rl
где AU — падение напряжения на участке трубопровода длиной
/; г — продольное сопротивление трубопровода.
D—диаметр трубопровода;
245
6 — толщина стенки трубопровода;
Рт — удельное электрическое сопротивление трубной стали:
Трубная сталь	Рт при темпе- ратуре 20 °C, Ом-мм2/м	Трубная сталь	Рт при темпе* ратуре 20 °C, Ом*мм2/м
17ГС	( ,247	18Г2САФ	0,266
17Г2СФ	0,245	18ХГ2САФ	0,26
18Г2СФ	0,243	15ГСТЮ	0,281
18Г2	0,218	СТЗ	0,218
Для проведения измерений на расстоянии 10 м от точки дре-
нажа выполняют следующие операции: отрывают первый шурф;
на расстоянии I от первого шурфа отрывают второй; снимают
изоляцию с поверхности трубопровода (S«l дм2); к трубе по-
средством магнитных контактов подсоединяют измерительный
прибор при помощи изолированных проводников (например типа
ПСРП (П268) сечением не менее 0,5—1 мм2. В качестве измери-
тельного прибора может быть использован любой милливольтметр
постоянного тока со шкалой до 100 мВ.
Величину I рекомендуется выбирать равной 500 м. Для изме-
рения силы тока в трубопроводе могут быть использованы имею-
щиеся катодные выводы.
При применении метода катодной поляризации особое значе-
ние придается подготовке участка трубопровода к испытаниям.
Контролируемый участок не должен иметь электрических и тех-
нологических перемычек с другими сооружениями. При этом не
допускается контакт неизолированных концов контролируемого
участка с соседними участками и с грунтом (за исключением
участка протяженностью 50—100 км), соединенными с другими
металлическими сооружениями.
Подключение поляризующего 'источника и измерительного при-
бора к трубе в начале и в конце участка выполняют при помощи
плашечного (струбцинного) зажима. Участок считается не гото-
вым для испытаний, если имеется контакт неизолированной по-
верхности трубы с грунтом через слой бетона или цемента. Вдоль
участка трубопровода в соответствии с проектом должны быть
установлены контрольно-измерительные колонки (катодные выво-
ды). Трубопроводы, проложенные параллельно испытываемому
участку или пересекающие его, независимо от того, имеют ли они
катодную защиту или нет, не оказывают влияния на результаты
контроля методом катодной поляризации. Однако необходимо,
чтобы на этих сооружениях не происходили изменения парамет-
ров защиты (включения, выключения и др.).
Отремонтированный участок трубопровода предъявляется к
испытаниям катодной поляризацией не ранее чем через две не-
дели после окончания работ с засыпкой трубопровода. Контроль
катодной поляризацией должен быть закончен до испытания на
прочность.
Для проведения контроля состояния изоляционных покрытий
на отремонтированных участках трубопровода методом катодной
246
поляризации следует использовать передвижную электроисследо-
вательскую лабораторию электрохимзащиты типа ПЭЛ-ЭХЗ. Ге-
нератор лаборатории, который размещен в генераторной группе,
собранной на шасси ЗИЛ-131, подсоединяют «минусом» к трубо-
проводу в начале участка, а «плюсом» к временному заземлению.
Для оборудования временного заземления используют винтовые
электроды, размещенные в генераторной группе лаборатории.
В сухих высокоомных грунтах с удельным электрическим сопро-
тивлением выше 50 Ом-м допускается использовать в качестве
временного заземления генератора соседний с контролируемым
участок трубопровода (рис. 3.80). В качестве соединительных про-
водников используют кабель, намотанный на трехсекционный
барабан (3X200 м) генераторной группы. При помощи аппара-
туры стенда управления и контроля качества изоляции регули-
руют силу тока в цепи и измеряют ее значение. Если сила тока
контроля менее 5 А, то рекомендуется использовать аккумуля-
торные батареи генераторной группы.
Измерение разности потенциалов на конце участка, а также
ее распределение вдоль контролируемого участка выполняют из-
мерительной лабораторией, смонтированной на базе автомашины
УАЗ-452 и входящей в состав передвижной лаборатории типа
ПЭЛ-ЭХЗ. Если нет лаборатории типа ПЭЛ-ЭХЗ, то для контроля
состояния изоляционного покрытия необходимо подготовить обо-
рудование, приборы и материалы. Для проведения контроля изо-
ляции катодной поляризацией требуется следующий перечень обо-
рудования, приборов и материалов:
Источник постоянного тока, шт................... 1
Винтовые заземлители, шт........................20
Изолированный провод сечением 6—35 мм2, м 500
Миллиампервольтметр М-231, шт............... 3
Универсальный коррозионно-измерительный при-
бор УКИП-73, шт................................. 2
Самопишущий милливольтамперметр Н-39,	шт.	2
Источник питания П-39, шт.................... 2
Амперметр с пределами измерения 04-30 А,	шт.	2
Медн «сульфатный электрод сравнения, шт. .	.	4
Медный купорос, кг........................... 1
Дистиллированная вода, л....................1—2
Провод ПМВГ 0,5—0,75 мм2, м..................50
Тигельформа, шт.............................. 2
Термопатромы, шт.............................20
Термоспички, коробка......................... 1
Измеритель заземления МС-08, шт.............. 1
Набор инструмента мастера связи, комплект .	.	1
Искатель повреждений ИП-60 (ИП-74), шт. .	.	1
Плашечный зажим, шт......................... 4
Хронометр, шт............................... 2
В качестве источника постоянного тока может быть использо-
ван любой источник, обеспечивающий требуемую силу тока (на-
пример, аккумуляторная батарея, сварочный агрегат, выпрями-
тель и т. д.). В цепь источника должен быть включен амперметр
и устройство для регулирования силы тока. Временное заземле-
247
ние монтируют на расстоянии 200—400 м от трубопровода в ме-
стах с возможно меньшим удельным сопротивлением, которые,
как правило, расположены в низких местах. Если нет винтовых
заземлителей, то временное анодное заземление допускается вы-
полнять из отрезков некондиционных труб, уголка, рельса, полосы
Рис. 3.80. Схема подключения источника тока и измерительных приборов к кон-
тролируемому участку с использованием в качестве временного заземления со-
седнего участка трубопровода:
J — изолированный трубопровод испытываемого участка; 2— неизолированный конец трубы;
3 — соседний участок трубопровода (временное заземление); 4 —амперметр; 5 —источник
постоянного тока; 6 — регулируемый резистор; 7 — милливольтметр; 8 — соединительный про-
вод (кабель); 9 — медносульфатный электрод сравнения
и т.п. Переходное сопротивление временного заземления должно
обеспечивать протекание в цепи требуемого тока
7? = 0,5-у-.
где U — номинальное напряжение на выходе генератора постоян-
ного тока; I — требуемая для контроля сила тока.
Переходное сопротивление многоэлектроднрго заземления
«=1.54-.
где R\—переходное сопротивление одиночного электрода;
N — число электродов в заземлении.
Переходное сопротивление одиночных горизонтального и верти-
кального электродов
7?, = 0,21-^ In
1 1э <4
где рг — удельное электрическое сопротивление грунта; /э — дли-
на электрода; d3 — диаметр электрода.
Переходное сопротивление заземления в виде протяженного
электрода (например, отрезка трубы)
где h — глубина заложения электрода.
248
Если установленного числа электродов недостаточно для обес-
печения заданной силы тока в цепи источника тока, то дополни-
тельное число электродов рассчитывается по формуле
"“"(-еН1)-
где N— установленное число электродов; Яф, RH — фактическое и
необходимое соответственно переходное сопротивление зазем-
ления.
Временное заземление используют только при испытании изо-
ляции методом катодной поляризации. Место установки времен-
ного заземления подбирают из расчета, чтобы при его помощи
можно было испытать два соседних участка. В качестве заземле-
ния целесообразно использовать имеющиеся анодные заземления
установки катодной защиты (УКЗ) Другого трубопровода или
вновь построенное временное заземление УКЗ данного участка
трубопровода. Допускается удалять точки подключения поляри-
зующего источника тока (точки дренажа) от начала участка на
расстояние, не превышающее 0,1 длины испытываемого участка,
Для короткого участка расположение анодного заземления отно-
сительно концов трубы не влияет на результаты контроля при про-
текании в цепи требуемого тока. При использовании имеющегося
анодного заземления его подключают через источник или имею-
щуюся катодную станцию только к испытываемому участку, а
линии подключения должен быть включен амперметр или шунт.
Оборудование установки катодной поляризации (источника
тока, временного заземления, прокладку соединительных проводов
и их подсоединение, а также включение амперметра и вольтмет-
ра) выполняют силами эксплуатирующей организации (с уча-
стием представителя СУПНР) и ремонтно-строительной организа-
ции. Приобретение, хранение, содержание в рабочем состоянии и
эксплуатация материалов и оборудования для контроля входит в
обязанности заказчика. При разработке проекта производства
работ необходимо определить протяженность контролируемых
участков и сроки проведения контроля, исходя из условий ремон-
та трубопровода.
Расходы по проведению испытания изоляционного покрытия
несет заказчик. При проведении работ по контролю состояния
изоляции отремонтированных участков катодной поляризацией
соблюдение правил техники безопасности является обязательным.
После выполнения мероприятий по подготовке участка трубо-
провода переходят к испытанию. Испытание проводится в сле-
дующем порядке. При измерениях источник постоянного тока
должен быть включен. Измеряется естественная разность потен-
циалов труба — земля в начале и в конце участка; устанавлива-
ется требуемая сила тока (согласно номограммам), которая под-
держивается постоянной в течение всего периода испытаний; по
истечении 3 ч поляризации измеряется разность потенциалов
249
труба — земля в начале и в конце участка и составляется акт
испытаний.
Если испытываемый участок трубопровода находится под ка-
тодной защитой (с помощью перемычек или другим способом), то
эта защита должна быть отключена не менее чем за трое суток
до измерения естественной разности потенциалов труба — земля,
а перемычки разомкнуты. Все измерения разности потенциалов
труба — земля выполняются относительно насыщенного медно-
сульфатного электрода сравнения. Измерение разности потенциа-
лов труба — земля рекомендуется проводить потенциометриче-
ским способом универсальным коррозионно-измерительным при-
бором УКИП-73. В грунтах с удельным сопротивлением до
100 Ом-м допускается применять миллиампервольтметр ‘М-231.
Медносульфатный электрод сравнения устанавливают около тру-
бопровода. Грунт в месте установки электрода увлажняют. Если
необходимо разместить медносульфатный электрод в сухих пес-
чаных грунтах с удельным электрическим сопротивлением более
100 Ом-м, то для увлажнения рекомендуется применять подсо-
ленную воду (5%-ный раствор хлористого натрия). В тех случаях,
когда контролируемый трубопровод находится в талом грунте,
а верхний слой почвы замерз, то электрод сравнения может быть
установлен в мерзлый грунт, но перед его установкой в лунку
наливают горячую подсоленную воду (2—3 л). При проведении
измерений на участке длиной более 4 км рекомендуется исполь-
зовать средства связи (телефон, радиосвязь).
При расположении контролируемого участка в зоне действия
блуждающих токов длина этого участка не должна превышать
10 км. Разность потенциалов труба — земля в зоне действия
блуждающих токов измеряется самопишущим милливольтампер-
метром Н-39 по отношению к медносульфатному электроду срав-
нения. Если нет самопишущего прибора, то допускается приме-
нять милливольтамперметр М-231 с регистрацией показаний через
10—15 с. В условиях интенсивных и быстроменяющихся блуж-
дающих токов измерения можно проводить только самопишущим
прибором.
При возникновений блуждающих токов, вызываемых электри-
фицированной железной дорогой, время измерений должно
•быть не меньше периода, за который проходят три поезда по
одной колее в одном направлении, но не менее 30 мин. Если в
начале и в конце участка эти периоды различны, то берут наи-
больший.
В расчете по формуле (3.147) принимают средние арифмети-
ческие значения измеренных параметров с учетом знака
J ]  U1 + 1^2 + • • • 4*
п
где U\, U2,  Un— разности потенциалов труба — земля, изме-
ренные в одной точке трубопровода; п — число измерений за вы-
бранный период времени.
250
По формуле (3.149) вычисляют разности потенциалов при
включенном (£7Тзи) и выключенном (t/тзе) источнике тока. Есте-
ственную разность потенциалов замеряют накануне испытаний
одновременно на обоих концах контролируемого участка. За ко-
нец участка рекомендуется принимать тот, на котором изменение
потенциалов менее интенсивное. На электрифицированной же-
лезной дороге измерение естественной разности потенциалов и
разности потенциалов при катодной поляризации рекомендуется
проводить в период суток, который характеризуется наименее
напряженным графиком движения поездов или во время дли-
тельных перерывов движения (окнах). В зоне действия интен-
сивно меняющихся блуждающих токов измерения могут быть вы-
полнены с применением прерывистого тока. Источник поляриза-
ции включают после поляризации. Последующие включения и
выключения должны быть не менее 5 с интервалами не менее
30 с. Необходимо точно согласовать время включения и выклю-
чения тока поляризующего источника со временем регистрации
измерения разности потенциалов на конце участка. Рекомендуется
использовать средства связи (телефон, радиосвязь). Для повыше-
ния точности определения смещения разности потенциалов в та-
ких случаях допускается увеличивать силу тока с последующей
корректировкой критерия оценки по формуле (3.148).
Смещение разности потенциалов труба —земля определяют
как среднее арифметическое из смещений, соответствующих мо-
менту включения и выключения тока поляризующего источника.
Если в результате контроля изоляционного покрытия установ-
лено его неудовлетворительное состояние, то необходимо найти
место дефектов и повреждений в изоляции. Поиск дефектов по
всему участку в изоляционном покрытии ведут искателями по-
вреждений ИП-бОт-ИП^ТД—
Ремонт изоляции выполняют силами ремонтно-строительной
организации, после чего участок подвергают повторному испыта-
нию катодной поляризацией.
Причины образования дефектов в изоляционном покрытии
должны быть тщательно проанализированы с тем, чтобы при
изоляционно-укладочных работах на следующих участках эти де-
фекты не были повторены.
ГЛАВА 4
ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Исходя из основных положений строительного производства,
организация ремонтно-строительных работ имеет целью выполне-
ние всех видов работ поточным методом с учетом комплексной
механизации, минимальных затрат времени и ресурсов, повыше-
ния производительности труда, высокого качества ремонта и сни-
жения себестоимости работ. Поэтому разработка и внедрение еди-
ной научно обоснованной методики поточного производства капи-
тального ремонта линейной части магистральных трубопроводов
на основе исследований взаимосвязей и установления закономер-
ных зависимостей между основными производственными процесса-
ми и методами и средствами их осуществления с учетом природ-
но-климатических условий в последние годы выражают основную
тенденцию и актуальность задач в этой области.
Структура задач совершенствования организаций производст-
ва работ при капитальном ремонте магистральных нефтепроводов
и газопроводов, а следовательно, и методы их решения для
ремонтно-строительных управлений, располагающих разными ви-
дами ресурсов, во многом сходны между собой, что позволяет рас-
сматривать их на примере отдельного магистрального трубопро-
вода. Уточнение методов может быть выполнено для конкретно-
го трубопровода с учетом его специфики.
При рассмотрении вопросов организации производства работ
капитального ремонта магистральных трубопроводов прежде
всего необходимо отметить те специфические особенности, кото-
рые присущи и являются определяющими при выборе технологи-
ческих схем ремонта:
линейно-протяженный характер ремонтно-строительного объек-
та, где возможно ведение работ любыми практически приемле-
мыми темпами;
непостоянство объемов ремонтно-строительных работ как по
протяженности трубопровода, так и во времени при известном
постоянстве технологических схем производства различных видов
работ и технического оснащения бригад и потоков, а также при
известном постоянстве состава последних;
наличие по трассе участков, где ремонтно-строительные работы
необходимо выполнять специализированными подразделениями,
так как они не могут быть выполнены по ходу линейных потоков;
252
требования непрерывности нитки трубопровода, ремонтируе-
мого на каждом участке;
наличие ограничений во времени, являющихся важными фак-
торами, которые связаны с остановкой и пуском в работу дейст-
вующего трубопровода.
Исходя из этих особенностей, а также учитывая, что равно-
мерность производства работ при капитальном ремонте линейной
части магистрального трубопровода во времени практически оз-
начает равномерность расходования материально-технических ре-
сурсов и потребления рабочей силы, основные принципы органи-
зации производства работ могут быть сформулированы следую-
щим образом: основной формой организации производства работ
при капитальном ремонте линейной части отдельного магистраль-
ного трубопровода является поточность; каждый производствен-
ный процесс при капитальном ремонте отдельного магистрально-
го трубопровода должен быть оптимизирован во времени; между
производственными процессами, осуществляющими отдельные
виды работ, должны быть установлены значения сближений, оп-
тимальное распределение ресурсов по участкам и др.
При этом общим для задач организации капитального ремонта
магистральных трубопроводов является учет непостоянства усло-
вий производства ремонта для каждого отдельного трубопро-
вода.
При организации капитального ремонта линейной части от-
дельного магистрального трубопровода поточным методом необ-
ходимо соблюдение следующих условий:
единого производственного целого— производственные подраз-
деления (передвижные механизированные колонны, бригады и
звенья) должны быть технологически и организационно связаны
одной общей задачей — комплексным выполнением всех видов ра-
бот по капитальному ремонту в установленные сроки;
одновременности — одновременно в каждом потоке выполнять
все виды работ—-от подготовки трассы до засыпки;
поточности производственных процессов — технологическая по-
следовательность, непрерывность и максимальная ритмичность
выполнения отдельных видов работ;
кратчайшего пути перемещения — минимально допустимый
разрыв между окончанием предыдущей и началом последующей
операции;
минимума времени — предельное практически приемлемое сок-
ращение времени от начала до окончания работ на каждом участ-
ке трассы трубопровода;
специализации— наиболее эффективное использование техни-
ки и рабочей силы, состоящее в том, что каждая передвижная
механизированная колонна, бригада, каждое звено и отдельный
рабочий выполняют вполне определенный вид работ.
Соблюдение условий поточности направлено на то, чтобы про-
изводить капитальный ремонт трубопроводов равномерно и рит-
мично в течение длительного времени (принцип долгосрочного по-
253
тока). При этом оптимизация производственных процессов во
времени, являющаяся основной предпосылкой поточного произ-
водства, может быть определена как технически и технологически
обоснованное установление продолжительности работы отдельных
ремонтно-строительных машин и механизмов, установление за-
трат рабочего времени на выполнение отдельных видов работ и
отдельных операций при постоянно изменяющихся условиях ре-
монта.
В настоящее время вопрос совершенствования процесса поточ-
ного производства капитального ремонта магистральных трубо-
проводов наряду с совершенствованием техники и технологии
является наиболее насущной задачей.
Современный уровень организации производства ремонтно-
строительных работ, выполняемых ремонтно-строительными под-
разделениями на магистральных трубопроводах, имеет в своей
основе научно обоснованные и практически проверенные методы
совершенствования организации производства ремонтных работ,
которые одновременно могут быть использованы для обоснования
принятия решений при управлении ремонтно-строительными под-
разделениями.
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ СХЕМЫ И СТРУКТУРА ОРГАНИЗАЦИИ
ПРОЦЕССА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Практика капитального ремонта показала, что планирование
и организация ремонтных работ на магистральных трубопрово-
дах должны рассматриваться и реализовываться как сложная
динамическая интегральная система, а процесс капитального ре-
монта отдельного трубопровода как подсистема. При этом про-
должительность производства ремонтно-строительных работ на
отдельных участках отдельного трубопровода принимается при-
мерно равной. При планировании времени начала и особенно сро-
ков окончания работ назначают единое время с целью уменьше-
ния потерь продукта от дополнительной остановки или снижения
рабочего давления в трубопроводе. Зто положение подтвержда-
ется отечественной и зарубежной практикой производства ремонт-
ных работ.
Подсистема капитального ремонта отдельного магистрального
трубопровода расчленяется на две подсистемы по выполнению
процесса капитального ремонта: собственно трубопровода и пере-
ходов через естественные и искусственные преграды. Такое выде-
ление подсистем значительно упрощает практический анализ про-
цесса капитального ремонта собственного трубопровода (рис. 4.1).
Крупные переходы по характеру ремонта (переукладка, доза-
глубление и др.), по технике, технологии и организации произ-
водства работ следует рассматривать как сосредоточенные объек-
ты, и осуществление их капитального ремонта практически не
влияет на продолжительность основного линейного ремонтного
254
потока, так как срок окончания капитального ремонта на любых
переходах, выполняемого подрядным способом специализирован-
ными и подводно-техническими отрядами, соответствует общему
сроку ремонта трубопровода в целом.
Анализ подсистемы производственного процесса капитального
ремонта линейной части магистральных трубопроводов показал,
что в зависимости от конкретных условий ремонта отдельного ма-
гистрального трубопровода возможны различные схемы организа-
I I
Н~1 LzH
Система
Подсистема
ремонтно-
строительных
управлений
Подсистема
ремонтно-
строительных
потоков
Подсистема
ремонтно-
строительных
бригад
Рис. 4.1. Структура системы капитального ремонта магистральных трубопроводов:
1 — капитальный ремонт магистральных трубопроводов; 2 — капитальный ремонт линейной
части отдельного магистрального трубопровода; 3 — капитальный ремонт переходов трубо-
провода через естественные и искусственные преграды; -/ — капитальный ремонт собственно
магистрального трубопровода на конкретном участке; а, б.п — производство отдель-
ных видов работ на конкретном участке трубопровода; а'..п' — производство отдельных
видов работ на переходах трубопровода
ции производства работ, так как в процессе организации капиталь-
ного ремонта каждый объект расчленяется на ряд участков, на
каждом из которых осуществляются ремонтно-строительные рабо-
ты отдельными линейными потоками, независимыми между собой.
Наиболее общими и характерными схемами организации капи-
тального ремонта магистральных трубопроводов любого диаметра
и любой протяженности являются следующие.
1. На всем протяжении 1 ремонтируемого трубопровода ли-
нейные комплексные потоки включаются в производства последо-
вательно через равные или различные промежутки времени в за-
висимости от сложности участка и исключаются из производства
на всех участках трубопровода одновременно (рис. 4.2, а), т. е.
при
Т Т
2 п \ * 1 пл»
где Т\, То, ..., Тп—продолжительность работы линейных комп-
лексных потоков на отдельных участках; Тпп — плановая продол-
255
жительность ремонта на отдельном магистральном трубопроводе.
При такой организации производства ремонтных работ линей-
ные комплексные потоки могут быть определены как параллель-
ные, равномерные и одновременные по срокам завершения произ-
водства, но неравномерные по срокам начала осуществления. „ ,
2. На всем протяжении ремонтируемого трубопровода линей-*
ные комплексные потоки размещаются на ряде участков, пример-
а
Рис. 4.2. Схема организации ком-
плексных потоков при капитальном
ремонте магистральных трубопрово-
дов
I
Рис. 4.3. Схема взаимосвязи потоков
при капитальном ремонте отдельного.,
магистрального трубопровода
но одинаковых по протяженности, которые включаются в произ-
водство и исключаются одновременно (рис. 4.2, б), т. е.
при
Т = Т
* П-1 пл*
При такой организации продолжительность выполнения ре-
монтно-строительных работ на отдельных участках обычно равна
общему плановому сроку ремонта всего трубопровода. В этом
случае линейные комплексные потоки являются параллельными,
равномерными и одновременными.
Очевидно, что продолжительность ремонта является основным
параметром, характеризующим организационную схему. Анализ
характерных схем организации позволяет сделать вывод: каждый
линейный комплексный поток по осуществлению капитального ре-
монта можно рассматривать как независимый только в рамках
данного потока, но увязанный с другими комплексными линей-
ными потоками общим сроком ремонта трубопровода в целом.
256
Поэтому дальнейший анализ структуры организации возможно
проводить в рамках отдельного линейного комплексного потока по
^выполнению капитального ремонта и установлению закономерно-
стей между всеми потоками, осуществляемыми при капитальном
ремонте отдельного трубопровода. Для этого отдельный линей-
ный комплексный поток необходимо расчленить на объектные, спе-
циализированные и частные потоки, установить взаимозависимо-
сти и взаимосвязи между ними, определить ведущий рабочий про-
цесс и установить зависимость ведущего рабочего процесса от
условий производства ремонтных работ. Такое расчленение ли-
нейного комплексного потока создает объективные условия для
совершенствования технологии и организации, в том числе значи-
тельно облегчает вопросы увязки потоков во времени и в прост-
ранстве.
Исходя из этого условия, на первом этапе линейный комплекс-
ный поток расчленяется на объектные и специализированные
(рис. 4.3), которые определяются в привязке к объектам, входя-
щим в состав линейной части магистрального трубопровода вне
зависимости от их сложности. К ним относятся:
поток А (Лц А^, Л3), который является основой линейного
комплексного потока, так как осуществление его связано с ремон-
том самого трубопровода, и определяет срок капитального ремон-
та в целом;
поток Б, который выполняет ремонт (специализированными
бригадами) переходов через железные и шоссейные дороги, ов-
раги, мелкие реки и др.; осуществление этого потока не влияет на
общий срок ремонта трубопровода, так как сроки окончания на
указанных переходах соответствуют сроку подхода основного ли-
нейного комплексного потока, иначе говоря, любой из указанных
переходов, встречающийся по трассе трубопровода, должен быть
отремонтирован до подхода колонн по ремонту самого трубопро-
вода, при этом имеется в виду оснащение этих бригад в соответ-
ствии с объемом работ на каждом конкретном переходе;
поток В, который выполняет ремонт средств электрозащиты,
осуществление этого потока не влияет на продолжительность ре-
монта самого трубопровода, поскольку ремонт средств защиты
связан с линейным комплексным потоком лишь единым сроком
окончания ремонта в целом;
поток Г, который выполняет ремонт средств вдольтрассовой
связи и не влияет на общий срок ремонта трубопровода, тем бо-
лее, что эти работы выполняют до начала работы основного ли-
нейного комплексного потока, так как в период ремонта самого
трубопровода четкая работа средств связи является одной из не-
обходимых условий ремонта.
В соответствии с таким расчленением линейного комплексно-
го потока можно сделать следующие выводы:
ремонт собственно трубопровода, осуществляемый основным
линейным объектным потоком (поток Л), определяет общий срок
ремонта трубопровода;
17—416	257
ремонт переходов (поток Б), средств электрозащиты (поток В)
и связи (поток Г) не влияет на темп основного потока и естест-
венно на срок ремонта трубопровода в целом;
решающим и ограничивающим фактором при капитальном ре-
монте трубопроводов является продолжительность ремонта.
Таким образом, дальнейший анализ целесообразно вести толь-
ко в пределах линейного объектного потока по выполнению ре-
монта самого трубопровода, так как от осуществления его зави-
сит срок ремонта в целом. Поэтому дальнейшее расчленение ос-
новного линейного объектного потока (ремонтно-строительного
потока) должно соответствовать выбранной технологической схе-
ме производства ремонтно-строительных работ и существующей
специализации производственных подразделений.
Расчленение основного линейного объектного потока при капи-
тальном ремонте имеет свою специфику. Проведенный анализ по-
казал целесообразность изменения существующих принципов рас-
членения линейного объектного потока на специализированный и
частный, так как в пределах основного линейного объектного по-
тока осуществление отдельных видов работ равноценно по техно-
логической значимости и поэтому специализированные потоки
приравниваются к частном. Так, производство подготовительных
и земляных работ может быть представлено частным потоком
вскрышных работ; работы по подъему вскрытного трубопровода
и предварительной его очистке от старой изоляции и продуктов
коррозии (с укладкой на лежки) —частным потоком подъемно-
очистных работ; работы по восстановлению стенки трубы — част-
ным потоком сварочно-восстановительных работ; работы по окон-
чательной очистке, нанесению нового покрытия, укладке и засып-
ке трубопровода с образованием валика — частным потоком
изоляционно-укладочных работ.
Данное расчленение в значительной степени упрощает управ-
ление работой объектного потока и позволяет правильно опреде-
лить взаимосвязи и закономерные зависимости между производ-
ственными процессами и дает наиболее правильное представле-
ние, необходимое для определения ведущего рабочего процесса
и значений сближений частных потоков, которые в значительной
степени влияют на продолжительность ремонта в целом.
Следует отметить, что в настоящее время существует несколь-
ко мнений относительно ведущего рабочего процесса при капи-
тальном ремонте магистральных трубопроводов. Некоторые авто-
ры считают, что ведущим рабочим процессом являются вскрыш-
ные работы, а значит, ведущей машиной является вскрышной
экскаватор; другие авторы считают ведущими очистные работы и,
соответственно, ведущей—очистную машину; третьи — изоля-
ционные работы и, соответственно, изоляционную машину. Иссле-
дования, проведенные авторами в последние годы, а также ана-
лиз производства капитального ремонта в соответствии с прин-
ципами поточности производственных процессов показали, что в
рассматриваемом линейном объектном потоке ведущим процес-
258
оом следует считать частный поток по выполнению изоляционно-
укладочных работ, от которого и зависят темп потока и, следо-
вательно, срок ремонта участка трубопровода в целом. Это свя-
зано с тем, что любые другие виды работ не могут повлиять на
темп потока, так как есть возможность при увеличении числа
захваток на участке этих работ, выполнять их любыми приемле-
мыми темпами, лишь ограниченными экономической целесообраз-
ностью. Иначе говоря, темп работ как по вскрытию, так и по
очистке трубопровода зависит от состояния трассы и поверхно-
сти трубопровода, а также от числа землеройных и очистных ма-
шин, которое можно изменять в соответствии с темпом изоляцион-
но-укладочных работ либо подбором более производительной
землеройной техники, либо подбором более эффективного очист-
ного инструмента очистной машины. Поэтому методика организа-
ции линейных объектных потоков — организация отдельного ли-
нейного потока, синхронизация всех видов работ в соответствии с
темпом ведущего рабочего процесса и составление рабочих гра-
фиков— при капитальном ремонте отдельного магистрального
трубопровода должна быть основана на всестороннем учете спе-
цифических особенностей при производстве изоляционно-укладоч-
ных работ как на отдельном участке трубопровода, так и на тру-
бопроводе в целом.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ
КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ
ОТДЕЛЬНОГО МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА
В порядке анализа современного уровня организации ремонт-
но-строительных работ целесообразно рассмотреть методику, ко-
торая применяется при составлении проекта производства работ
капитального ремонта магистральных трубопроводов, с точки зре-
ния как организации линейных комплексных потоков, так и орга-
низации отдельного линейного объектного потока. При разработке
проекта производства работ для капитального ремонта магист-
рального трубопровода число линейных ремонтно-строительных
потоков, необходимых для выполнения отдельных видов работ
(подготовительных,-вскрышных, подъемно-очистных, сварочно-вос-
становительных, изоляционно-укладочных), определяется по фор-
муле
А___L.
л—р •
где А — число линейных объектных потоков; L — общая протя-
женность участков трубопровода, подлежащих ремонту в течение
года; Р — среднегодовая производительность линейного ремонтно-
строительного потока.
При этом протяженность участка трубопровода для осущест-
вления отдельного линейного потока с учетом сложности трассы
определяется применительно к наиболее трудоемким операциям,
17*	259
т. е. к вскрытию трубопровода или к нанесению .нового изоля-
ционного покрытия. Поэтому при .расчете числа потоков среднего-
довая производительность (по трудоемким процессам) приравни-
вается к усредненной производительности потока.
Если ведущими работами являются вскрышные, среднегодовую
производительность потока при капитальном ремонте трубопро-
вода определяют по формуле
р	—д.у Ры1м + Р?1р
ZBCKp	£	1
где £ —коэффициент организационных перерывов (£=0,64-0,8);
N— число рабочих дней в году; Рм, Pv — нормативная сменная
производительность на участках данного трубопровода, где
вскрышные работы производятся соответственно механизированно
или вручную; /м, /р — суммарная протяженность участков, на ко-
торых вскрышные работы производятся соответственно механизи-
рованно или вручную;
если ведущими работами являются изоляционные, среднегодо-
вая производительность потока
Р =kN ^*н^н	+ ^в-Ус^в.ус
НЭ	£,	»
где k — коэффициент организационных перерывов (£=0,64-0,8);
N— число рабочих дней в году; Ра, Рус, Рв.ус— нормативная
сменная производительность потоков по производству изоляцион-
но-укладочных работ при нанесении изоляции соответственно нор-
мального, усиленного и весьма усиленного типов для трубопро-
вода данного диаметра; /ус, /в. ус — суммарная протяженность
участков трубопровода с изоляцией соответственно нормального,
усиленного и весьма усиленного типов; L—общая протяженность
участков, подлежащих ремонту.
Ремонтно-строительные организации при определении .необхо-
димого числа линейных объектных потоков преимущественно ис-
ходят из среднегодовой производительности изоляционно-укладоч-
ных бригад. Поэтому в соответствии с принятой методикой число
передвижных механизированных бригад по выполнению подгото-
вительных и вскрышных работ принимается равным числу изоля-
ционно-укладочных бригад; их оснащение определяется видом и
объемом земляных работ на каждом участке. Число подъемных и
очистных бригад также принимается равным числу изоляционно-
укладочных. Число и оснащенность бригад по выполнению сва-
рочно-восстановительных работ на ремонтируемом трубопроводе
зависит от характера выполняемых ремонтных работ (замена из-
ношенной изоляции без восстановления стенки трубы или с вос-
становлением, замена участка труб, врезка катушек и др.).
Протяженность участков изоляционно-укладочных работ, а
также число бригад по выполнению подготовительных, вскрыш-
ных, подъемно-очистных и сварочно-восстановительных работ при-
нимаются на основе средних данных за предыдущий год по про-
260
изводительности изоляционно-укладочных бригад для данного
диаметра трубопровода.
Границы производственных комплексных участков для одного
линейного потока принимаются в соответствии со среднегодовой
производительностью одной колонны за весь ремонтный сезон без
соответствующих уточнений сложности трассы ремонтируемого
трубопровода.
Многочисленные существующие методики расчета числа пото-
ков (каждое РСУ имеет свою методику) не решают целого ряда
вопросов по организации производства работ, во многом не со-
ответствуют основным принципам поточной организации капи-
тального ремонта магистральных трубопроводов. В существую-
щих методиках не учитываются: сложность производства отдель-
ных видов работ в различных условиях; рельеф местности при
ремонте в условиях гор и пустынь; влияние на производство ра-
бот погодных условий; число переходов через естественные и ис-
кусственные препятствия различного рода; перебазировки с одно-
го участка на другой и т.. д. Кроме того, существующие графики
производства ремонтных работ, которые в большинстве случаев
составляются только во времени, но без привязки к профилю
трассы, не позволяют контролировать продолжительность работ
в зависимости от их сложности. В связи с этим любая из сущест-
вующих методик в процессе разработки проекта производства
работ, а значит, и при составлении одного из важнейших доку-
ментов— графика производства капитального ремонта линейной
части магистрального трубопровода — не позволяет оптимизиро-
вать продолжительность ремонта на отдельных участках, опреде-
лить фактическую трудоемкость выполнения работ и обеспечить
производство ремонта необходимыми материально-техническими
ресурсами.
Из этого следует, что обоснование вопросов организации капи-
тального ремонта неразрывно связано с анализом факторов,
влияющих на основной показатель организационной системы ка-
питального ремонта, каким является продолжительность.
Существует процесс организации производства капитального
ремонта трубопроводов, позволяющий систематизировать факто-
ры, влияющие на (Продолжительность ремонта.
Естественные условия трассы трубопровода.
Среднесменная производительность линейных потоков по вы-
полнению ремонтно-строительных работ зависит от естественных
условий трассы ремонтируемого трубопровода.
При составлении графика производства ремонтных работ не-
обходимо учитывать увеличение трудоемкости ремонтных работ в
/зависимости от естественных условий (горы, болота, пески и бар-
ханы, резкопересеченная местность и пр.) трассы трубопровода.
При организации производства работ неучет естественных ус-
ловий трассы часто приводит к нарушению графика работ или
привлечению дополнительных ресурсов для окончания ремонтных
работ в срок.
261
Сезонность работ. Для четкой организации капитального ре-
монта магистральных трубопроводов не менее важное значение
имеет учет сезонности производства работ, от которой находится
в прямой зависимости производительность потоков.
В Небит-Дагском НПУ (ныне Управлении туркменскими неф-
тепроводами) колебание среднемесячной производительности за
ремонтный сезон составило от 0,6 до 2,5 км. Такое колебание
среднемесячной производительности потоков связано с тем, что
в летний период (июнь—август) температура воздуха в тени
достигает +40%; и более. В этих условиях рабочий день начи-
нается очень рано, и около 10 ч утра работы по предварительной
очистке трубопровода полностью прекращаются до 17—18 ч, так
как вскрытый трубопровод нагревается и старая изоляция на нем
размягчается. Анализ производства работ в Горьковском, Небит-
Дагском, Саратовском, Бугурусланском, Краснокамском и Ново-
сибирском РНПУ, Закавказском, Ростовском и Средне-Азиатском
управлениях магистральных трубопроводов показывает, что нера-
циональный выбор времени года для производства ремонтно-
строительных работ в 1,5—2 раза увеличивает продолжительность
ремонта.
Погодные условия. Влияние погодных условий на продолжи-
тельность ремонта проявляется в потерях рабочего времени из-за
атмосферных осадков, скорости ветра и температуры окружаю-
щей среды, при которых производство работ не допускается. Все
это удлиняет срок ремонта примерно в 1,5 раза.
Различные препятствия по трассе трубопровода. При капи-
тальном ремонте, как и при новом строительстве, по трассе тру-
бопровода встречаются различные препятствия, которые не
позволяют осуществлять непрерывное производство работ. Иссле-
дование этого вопроса, т. е. определение коэффициента, учиты-
вающего сложность производства изоляционно-укладочных работ
в зависимости от числа переходов, приходящихся на 100 км
трассы трубопровода при организации строительства магистраль-
ных трубопроводов, проводилось применительно к условиям но-
вого строительства. По данным расчета затраты рабочих смен при
прокладке 100 км магистрального трубопровода в зависимости от
числа переходов, встречающихся по трассе, увеличиваются при-
мерно на 3—20% по сравнению с затратами рабочих смен при
укладке трубопровода в нормальных условиях. Однако при капи-
тальном ремонте число препятствий значительно больше, так как
кроме «строительных» препятствий (переходы) на действующих
трубопроводах прибавляются «эксплуатационные» отводы, пере-
мычки, краны и задвижки, конденсатосборники, камеры пуска и
приемка скребков, «хомуты» и др.
Опыт эксплуатации магистральных трубопроводов показал,
что при существующих условиях очень сложно для каждого тру-
бопровода точно определить число препятствий по трассе. Дело в
том, что не во всех эксплуатационных управлениях имеются до-
кументы, куда бы заносились все изменения по трассе трубопро-
262
вода со времени его пуска. В существующих схемах трубопровода,
которые имеются в каждом диспетчерском пункте эксплуата-
ционного управления, нанесены только отводы, перемычки и кра-
ны, а также переходы через крупные реки. Однако для организа-
ции производства капитального ремонта необходимо учитывать
возможность увеличения трудозатрат и продолжительности ре-
монта в зависимости от числа всех препятствий по трассе.
Перебазировка по трассе трубопровода. Затраты времени на
перебазировку ремонтно-строительных подразделений с одного
участка трубопровода на другой составляют от 1 до б дней. Сами
перебазировки занимают мало времени, а значительные потери
времени вызываются ожиданием средств транспортировки, про-
стоями в пути и др. Эти потери в значительной степени могут
быть уменьшены вследствие правильной организации производ-
ства капитального ремонта. Если протяженность перебазировок с
одного участка на другой по одним трубопроводам составляет в
год 10—100 км, то по другим их протяженность не превышает
10 км:
Протяженность перебазировок, км*	Длительность перебазировок, дни	Протяженность перебазировок, км*	'Длительность перебазировок, дни
10—25	1—3	10—30	1—4
10—100	3—6	3—10	1—2
10—70	3—5	1—7	1
* Фактические данные за 1969—1975 гг.
Затраты времени на перебазировку ремонтно-строительных
подразделений являются следствием нерациональной организации
производства ремонтно-строительных работ в подразделениях и
отсутствия учета этого фактора при определении продолжитель-
ности ремонта в целом по данному конкретному трубопроводу.
Наиболее интересным в плане организации перебазировок явля-
ется опыт Саратовского ремонтно-строительного управления, где
примерно за неделю до начала ремонтных работ ведутся подго-
товительные работы (подготовка места для городка, частичная
транспортировка материалов, организация снабжения питанием,
питьевой водой, электроэнергией и пр.) и за смену до окончания
изоляционно-укладочных работ на начальном участке почти вся
техника и полевой городок перебазируются на новый участок.
В этом случае перебазировка происходит почти без влияния на
продолжительность ремонта.
Синхронизация производства работ. Поточный метод—метод
непрерывного и равномерного производства, основанный на рас-
членении общего производственного процесса, разделении труда,
совмещении и ритмичности выполнения процессов работы. Поточ-
ный метод является научным методом строительного производст-
ва, обеспечивающим высокую организованность технологического
процесса строительства, ликвидацию потерь времени, труда и ре-
сурсов производства за счет устранения его неритмичности и
263
Прерывности. Изложенное в полной мере относится к производству
работ при капитальном ремонте линейной части магистральных
трубопроводов, где время является важнейшим фактором, и, есте-
ственно, для сокращения потерь времени применение поточного
метода имеет первостепенное значение с точки зрения совершенст-
вования организации ремонтно-строительных работ. Очевидно то,
что в основу поточного производства работ при капитальном ре-
монте линейной части магистральных трубопроводов должна быть
положена синхронизация производства всех видов работ относи-
тельно ведущего процесса.
Выполнение графиков производства работ капитального ре-
монта линейной части магистральных трубопроводов показывает,
что существующая методика организации линейных потоков, при-
меняемая для осуществления капитального ремонта в сложных
условиях, не на всех участках позволяет достичь намеченной рав-
номерности и принятых темпов. Это происходит потому, что при со-
ставлении графика производства капитального ремонта расчет
потребности машин, механизмов и оборудования основывается на
объемах того или иного вида работ и годовых нормах выработки
отдельных машин, механизмов. При организации отдельного ли-
нейного потока нет четкой взаимоувязки между отдельными вида-
ми работ, которая в настоящее время принимается только в рам-
ках производственного опыта прошлых лет. Это, в свою очередь,
приводит к нарушению графика производства работ.
Задача синхронизации поточной линии имеет смысл постольку,
поскольку производительность оборудования подвержена случай-
ным колебаниям. Они появляются в характеристиках технической
надежности и отказов, в колебаниях объемов работ, свойств ма-
териалов и во всем разнообразии взаимосвязей человека с меха-
низмами. Непрерывное поточное производство коренным образом
отличается от непоточного (прерывного), допускающего разрывы
между последовательными операциями. Вопросы синхронизации
поточных линий в промышленных предприятиях глубоко разрабо-
таны с применением современных математических методов, в ко-
торых предусмотрено предварительное планирование .как пропуск-
ной способности, так и загрузки непрерывных поточных линий.
Обширная литература имеется по синхронизации сборочных
поточных линий, заключающаяся в том, чтобы найти оптималь-
ное распределение множества технологически неделимых элемен-
тов сборочных операций по рабочим местам с использованием
аппарата динамического программирования. Особенности осу-
ществления поточного строительства с учетом синхронизации по-
токов применительно к различным отраслям промышленного и
гражданского строительства наиболее полно исследованы и по
ним разработаны соответствующие теоретические и практические
основы, внедрение которых позволяет получать существенный на-
р однохоз я йственн ый эфф е кт.
Однако практическая задача синхронизации производства
работ при капитальном ремонте линейной части магистрального
264
трубопровода, как показывает опыт, не может быть решена мето-
дами, приемлемыми для синхронизации как сборочной линии, так
и производства работ при строительстве сосредоточенных объек-
тов. Это объясняется следующими причинами:
магистральные трубопроводы являются линейно-протяженны-
ми объектами с открытым фронтом работ, на которых линейное
размещение ремонтно-строительных работ позволяет их ведение
любыми практически приемлемыми темпами. При этом за единицу
готовой продукции при капитальном ремонте может быть принят
участок трассы или трубопровода любой определенной протяжен-
ности. Тем более, учитывая неравномерность распределения тру-
доемкости производства отдельных видов работ по протяженности
трассы, деление участка ремонтируемого трубопровода даже на
условные захватки практически не представляется возможным;
различные условия производства капитального ремонта (кли-
матические, гидрологические и т. д.) влияют не только на темп,
но и на возможность выполнения отдельных видов работ. Так, в
жаркую погоду приостанавливаются работы по очистке трубопро-
вода от старой изоляции, при дождевой погоде производство изо-
ляционно-укладочных работ не допускается, тогда как другие
виды работ могут осуществляться;
наличие по трассе отдельных участков, где необходимо произ-
водить ремонт по специальной технологии, а также участков,
которые не могут быть выполнены по- ходу линейного потока (ре-
ки, овраги, болота, переходы через дороги и т. д.);
отсутствие сопоставимых (кратных) захваток при ремонте ма-
гистрального трубопровода не дает возможность применения ме-
тода эквивалентных потоков для синхронизации производства
работ, так как главное условие этого метода — уравновешивание
скоростей потоков.
Именно специфические особенности прокладки трубопроводов
являются решающими при практическом рассмотрении вопросов
синхронизации производства отдельных видов работ.
Поэтому наибольший интерес представляют разработки, отно-
сящиеся к синхронизации производства работ при прокладке ли-
нейной части магистральных трубопроводов, в которых полностью
учтены специфические особенности сооружения линейно-протя-
женных объектов, присущие магистральным трубопроводам. Как
известно, для синхронизации производства работ при прокладке
магистрального трубопровода разработан метод расчетных сбли-
жений потоков, в основу которого положены основные принципы
синхронизации потоков с учетом специфики трубопроводного
строительства. С точки зрения практического применения наибо-
лее подходящим для синхронизации производства работ при ка-
питальном ремонте, естественно, является метод расчетных сбли-
жений. Однако и этот метод не может быть применен для син-
хронизации отдельных видов работ при капитальном ремонте. Он
не учитывает для этого случая наличия специфических условий
как в технологии, так и в организации производства работ при
265
капитальном ремонте. Кроме того, этот метод выражает опреде-
ление сближений между отдельными видами работ, тогда как
синхронизация заключается в первую очередь в уравнении вре-
мени осуществления отдельных частных и специализированных
потоков, т. е.
tl==-t2r=z ‘ ' =^П>
где /j, t2, ..., tn — продолжительность работы потоков, осущест-
вляющих отдельные виды работ.
Очевидно,
п
7=^ + 2^.
1
п
где Т — продолжительность объектного потока; У—сумма сбли-
1
жений между потоками, осуществляющими отдельные виды работ.
Значение
Т+	—1)
возможно лишь при
Д4=Дг2=.
Это положение справедливо именно при прокладке магист-
рального трубопровода, где число основных частных и специали-
зированных потоков, подлежащих синхронизации, составляет
всего 3—4 (для различных условий), тогда как при ремонте их
5—7. Если при строительстве трубопровода совмещение работ
возможно и является естественным условием сокращения продол-
жительности прокладки, то при капитальном ремонте все виды
работ выполняются обособленно, но также в четкой технологиче-
ской последовательности.
При капитальном ремонте практически невозможно установить
сближения между частными потоками, равными по технологиче-
ским особенностям производства каждого конкретного вида работ.
Практический опыт подтверждает насущную необходимость еди-
ной методики синхронизации производства работ с установлением
максимальных сближений между отдельными видами работ.
Таблица 4.1
Сближения между отдельными видами работ (в м)
Работы
подготовительные	вскрышные	подъемно-очист- ные	сварочно-восста- новительные	изоляционно- укладочные
0,6—0,8	0,5—1	0,6	0,4
2	2	0,2	0,6
4	1,4	1,2	1,4
6	3	0,4	0,6
0,4	4	0,5	1
266
В табл. 4.1 приведены значения сближений между отдельны-
ми видами работ в процессе производства капитального ремонта
магистральных трубопроводов, который выполнялся различными
ремонтными организациями в различных естественно-географиче-
ских условиях на трубопроводах диаметром от 325 до 720 мм.
Учитывая, что сумма сближений между потоками входит в об-
щую продолжительность ремонта, установление их оптимального
значения с точки зрения уменьшения срока ремонта трубопровода
в целом также имеет важное значение. Очевидно, в методическом
отношении для непрерывной и равномерной организации произ-
водства работ при капитальном ремонте линейной части магист-
рального трубопровода необходимо данную задачу решать в такой
последовательности: установить организационную структуру объ-
ектного потока; выявить ведущий вид работ и установить темп
выполнения работы; в соответствии с темпом ведущего вида
работ установить единый темп для всех остальных видов работ;
установить оптимальное сближение между отдельными видами
работ.
Такое решение будет отвечать основным условиям поточно-
сти производства капитального ремонта трубопроводов.
Глубина заложения трубопровода. При капитальном ремонте
магистральных трубопроводов наиболее трудоемкой работой, как
известно, является вскрытие трубопровода до его нижней обра-
зующей (до 35% от общего объема работ). Для механизации этой
работы создан специальный вскрышной экскаватор, применение
которого позволяет повысить уровень механизации вскрышных
работ до 85%. Однако наличие ряда существенных причин огра-
ничивает повсеместное применение специальных вскрышных эк-
скаваторов: специальные экскаваторы разработаны и выпуска-
ются только для вскрытия магистральных трубопроводов диамет-
ром 720 мм включительно; область применения специальных
вскрышных экскаваторов ограничивается так называемыми нор-
мальными грунтовыми условиями; экскаваторы эти не могут ра-
ботать в условиях болот и обводненной местности, в тяжелых и
песчаных грунтах, на участках углов поворота трубопровода в
горизонтальной плоскости, на крутых уклонах и т.п. Все эти при-
чины в совокупности значительно уменьшают возможности приме-
нения специальных вскрышных экскаваторов при капитальном
ремонте, в связи с чем доля вскрытия трубопроводов одноковшо-
выми экскаваторами в настоящее время остается достаточно зна-
чительной.
Глубина заложения ремонтируемого трубопровода, будучи не-
равномерной по его протяженности, определяет распределение
по ней объемов вскрышных работ, что, в свою очередь, опреде-
ляет темп потока вскрышных работ, т. е. в известной мере про-
должительность ремонта отдельных участков трубопровода. Ори-
ентация на проектную глубину заложения трубопровода при
разработке проекта производства ремонтных работ, как показы-
вает практика, приводит к существенным ошибкам.
267
На рис. 4.4 приведены данные о фактической глубине заложе-
ния h трех трубопроводов на отдельных участках. Расчеты, вы-
полненные для этих участков, показали, что коэффициент увели-
чения продолжительности производства вскрышных работ может
достигать 1,3—1,4.
Рис. 4.4. Фактическая глубина за-
ложения h отдельных участков
различных трубопроводов:
1, 2, 3 — соответственно первый, вто-
рой и третий трубопроводы
h, м
___________________I__________________I__________________I
О	500	1000 L,M 
Таким образом, для обеспечения синхронности производства
отдельных видов работ при капитальном ремонте трубопровода
учет факторов изменений объемов вскрышных работ в зависимо-
сти от глубины заложения трубопровода является обязательным.
При этом должно быть произведено и четкое определение оси
трубопровода. Для этого наиболее эффективными являются мето-
268
дика, разработанная кафедрой геодезии МИНХ и ГП
им. И. М. Губкина, а также методические положения «Расчет вы-
сотного положения магистральных трубопроводов большого диа-
метра», разработанные ВНИИСПТнефть (б. НИИтранснефть).
В последнем случае расчет выполняется в три этапа: расчет по-
ложения и прочности трубопровода; оптимизация положения от-
носительно рельефа за счет естественной гибкости трубопровода;
оптимизация положения с использованием угловых поворотов в
вертикальной плоскости.
Шаг проведения замеров глубины заложения трубопровода вы-
бирается по данным исполнительных чертежей с учетом рельефа
Рис. 4.5. Система организации
производства капитального ре-
монта отдельного магистраль-
ного трубопровода
местности каждого конкретного участка ремонтируемого трубо-
провода.
При планировании производства капитального ремонта долж-
но выполняться условие
О <7 СТ
где Трем — расчетное значение продолжительности ремонта;
Тпл — плановая продолжительность ремонта.
При этом значение Трем зависит от параметра возмущения f.
Следовательно, определение Трем в реальных условиях является
весьма сложной задачей.
Следует отметить, что факторы, составляющие параметр воз-
мущения, автономно влияют на продолжительность ремонта как
при оптимальном распределении ресурсов по участкам, так и по
отдельным видам работ. Следовательно, при производстве капи-
тального ремонта необходимо определять влияние каждого фак-
тора в отдельности. Исходя из этого, формализация процесса
организации производства капитального ремонта линейной части
магистрального трубопровода 5т(7’Пл) может быть представлена
в общем виде (рис. 4.5)
/?={Л, б, тцл, !]
<72- -»<7п};
О Трш Тпл; Х>0;
С(Х) —> min,
где X — выходные данные; R— множество операций по преобра-
зованию множества; X' — множество входных данных; А—харак-
269
теристика ремонтируемого трубопровода; Б — метод производст-
ва ремонта трубопровода, применяемый в зависимости от объема
и, характера ремонтно-восстановительных работ', f — параметры
возмущения (<?i, q2,  • •, <7п), характеризующие влияние различных
факторов на продолжительность ремонта; С(Х) —'целевая функ-
ция (эффективность использования ресурсов при совершенство-
вании организации производства капитального ремонта магист-
ральных трубопроводов).
Таким образом, задача состоит в том, чтобы из множества воз-
можных операций {/?} преобразования X' в X выбрать такое
R, которое наилучшим образом удовлетворяет требованиям
минимизации целевой функции С(Х) с учетом заданных ограниче-
ний. Однако для такого решения задачи не может быть исполь-
зован ни один из стандартных математических методов. Кроме
того, благодаря многообразию факторов, участвующих в каждом
конкретном случае, специфике производства нецелесообразно
сводить такого рода задачи к единой общей модели. Поэтому
для решения задачи организации производства работ капи-
тального ремонта магистрального трубопровода следует при-
знать целесообразным применение поэтапного моделирования
(рис. 4.6):
на первом этапе, исходя из длительности ведущего процесса,
определяется продолжительность ремонта участков отдельного ма-
гистрального трубопровода; для этого устанавливаются количест-
венные значения коэффициентов параметра возмущения и зави-
симости влияния их на увеличение общей продолжительности
ремонта;
на втором этапе решается задача синхронизации производства
отдельных видов работ и устанавливаются сближения между
ними;
на третьем этапе производится оптимальное распределение
ресурсов по участкам и по отдельным видам работ при поточном
выполнении капитального ремонта линейной части магистрально-
го трубопровода.
'Следовательно, определение продолжительности капитального
ремонта линейной части отдельного магистрального трубопровода
должно рассматриваться как первый этап организации капиталь-
ного ремонта в целом, причем основной формой организации
производства ремонтно-строительных работ должна быть поточ-
ность; продолжительность капитального ремонта должна опреде-
ляться с учетом факторов, влияющих на производство ведущего
процесса, т. е. изоляционно-укладочных работ.
Для выбора оптимального варианта организации производст-
ва ремонтных работ необходимо разработать математическую мо-
дель производственного процесса, в которой основное место дол-
жен занимать количественный учет влияния естественных условий
на производство изоляционно-укладочных работ. Именно они, как
показано выше, оказывают существенное влияние на темп изоля-
ционно-укладочных работ.
270
Для определения продолжительности ремонта отдельного ма-
гистрального трубопровода в качестве основы математической мо-
дели продолжительности поточного производства капитального
ремонта вводится понятие приведенной продолжительности. Под
Рис. 4.6. Блок-схема математического моделирования организации капитального
ремонта магистрального трубопровода
приведенной продолжительностью капитального ремонта какого-
либо трубопровода понимается условная продолжительность
выполнения ведущего вида работ (в данном случае изоляционно-
укладочных), при этом сложные естественно-географические усло-
вия трассы ремонтируемого трубопровода приводятся к нормаль-
ным условиям с учетом факторов, влияющих на продолжитель-
ность ремонта магистрального трубопровода.
271
Расчет по методу приведенной продолжительности ремонта
позволит оптимизировать поточное выполнение капитального ре-
монта магистрального трубопровода, так как синхронизация про-
изводства отдельных видов работ осуществляется в соответствии
с темпом изоляционно-укладочных работ, который учитывает спе-
цифические особенности участка ремонтируемого трубопровода.
В методическом отношении суть применения метода приведен-
ной продолжительности капитального ремонта определяется -сле-
дующим:
1.	Суммируется продолжительность производства изоляцион-
но-укладочных работ в нормальных условиях на отдельных
участках
п
У /ц! 4" ^и2	• “Ь ^нл>
1
где
*н/=*нвр^	(4-1)
/нвр— нормативная продолжительность производства изоляцион-
но-укладочных работ на участке протяженностью 1 км; li — про-
тяженность i-ro участка трубопровода.
2.	Суммируется продолжительность производства изоляцион-
но-укладочных работ в различных специфических условиях (бо-
лота, пески, горы, скальные грунты и пр.) с учетом коэффициен-
тов их усложнения на отдельных участках
2	= 2 ^б + 2 ^нп^п 4“ 2 ^нг^г 4”
+ 2/«cfec4>2/Hn.yfen.y.	(4.2)
где /нб, tan, tn?, /нс, /нп.у — продолжительность производства изо-
ляционно-укладочных работ соответственно в условиях болот,
песков, гор, скальных грунтов и прочих работ, приравненных к
нормальным условиям, смены; ke, kn, kr, кс, йп.у—коэффициенты,
учитывающие увеличение продолжительности производства изоля-
ционно-укладочных работ соответственно в условиях болот, пес-
ков, гор, скальных .грунтов и пр.
3.	Суммируется общая продолжительность производства изо-
ляционно-укладочных работ при нанесении на ремонтируемый
трубопровод изоляции усиленного типа на отдельных участках
2 /нАз<=S ^нЛу 4- 2 /н/^у>	(4.3)
йу, ky — коэффициенты, учитывающие увеличение продолжитель-
ности производства изоляционно-укладочных работ при нанесении
на ремонтируемый трубопровод усиленной битумно-резиновой
изоляции соответственно первого и 'второго типа.
4.	Определяются коэффициенты, учитывающие увеличение про-
должительности производства изоляционно-укладочных работ в
зависимости от погодных условий йпог (за ремонтный сезон).
272
5.	Суммируются значения увеличения продолжительности ре-
монта от числа препятствий, встречающихся по трассе ремонти-
руемого трубопровода, /Пр-
6.	Суммируются значения продолжительности перебазировок
линейного объектного потока с одного участка на другой по трас-
се отдельного ремонтируемого трубопровода /пср.
7.	Определяется суммарная продолжительность производства
продувки и испытания отремонтированных участков магистраль-
ного газопровода /Исп-
Значение /Ясп при капитальном ремонте магистральных нефте-
иродукто1проводов равно нулю, так как по технологии, предложен-
ной ВНИЙСПТнефть, ремонтно-строительные работы на магист-
ральных нефтепродуктопроводах производятся без остановки пе-
рекачки продукта по трубопроводу. При ремонте магистральных
газопроводов значение /Исп не равно нулю, так как в соответствии
с нормативными документами ремонтно-восстановительные и
аварийные работы на магистральных газопроводах должны вы-
полняться только с остановкой транспортировки газа. Значение
/йен может быть определено в соответствии со СНиП Ш.Д.Ю—72.
Таким образом, приведенная продолжительность ремонта от-
дельного магистрального трубопровода может быть записана в
следующем виде:
^нр — [(	*" S	S ^изд + S ^пр +
+ Л ^пер + У /НСП] — S	(4-4)
где
/нЬд^/нвр	(4.5)
£у — суммарная протяженность участков ремонтируемого тру-
бопровода с изоляционным покрытием усиленного типа.
В значении приведенной продолжительности капитального ре-
монта отдельного магистрального трубопровода первое слагае-
мое выражает совокупность продолжительности производства изо-
ляционно-укладочных работ с учетом различных условий трассы,
с учетом нанесения на трубопровод усиленной изоляции, а также
преодоления препятствий, встречающихся по трассе, всякого рода
перебазировок потоков, затрат времени на испытания отремонти-
рованного трубопровода, т. е. с учетом факторов, составляющих
параметр возмущения системы, которые влияют на увеличение про-
должительности ремонта в целом; последнее слагаемое «баланси-
рует» уравнение в части продолжительности работ по выполне-
нию усиленной изоляции.
Определение коэффициентов увеличения продолжительности
капитального ремонта магистрального трубопровода может быть
сведено к определению значений показателей, входящих в фор-
мулу (4.4). Здесь в первую очередь можно выделить основные
показатели /нь /исп. характеризующие продолжительность ремон-
18—416	273
та (соответствуют ведомственным НИР и являются исходными
данными при составлении проектов производства ремонтных
работ).
Значение /Пер при расчетах, исходя из опыта капитального ре-
монта магистральных трубопроводов, можно принимать при даль-
ности перевозки 12—15 км не более одной смены, по данным
ВНИИСПТнефти). Однако при любых конкретных трассовых ус-
ловиях расчет значения /пер можно, определить по формуле
L — L„ep	.
*дер	'‘’нас ~ *он/>
где L, LUep — протяженность соответственно всего трубопровода и
участка перебазирования; ок — транспортная скорость потока
п — число операций по снятию и насадке изоляционно-укладоч-
ной бригады при перебазировке; /нас, /сн— время, затрачиваемое
соответственно на насадку и снятие изоляционно-укладочной
бригады.
Потери рабочего времени /пр на преодоление изоляционно-
укладочной бригадой одного препятствия, встречающегося по
трассе ремонтируемого трубопровода для различных диаметров
D трубопровода, определены в соответствии с ведомственными
НиР или на основе обобщения производственного опыта
D, мм . . .  ........ 325	377	529
/пр, смены.......... 0,26	0,27	0,29
Однако при определении приведенной продолжительности ре-
монта необходимы данные по общему числу препятствий. Для
определения среднего числа препятствий, встречающихся на
100 км ремонтируемого трубопровода, использованы статистиче-
ские методы обработки данных. Данные по 52 трубопроводам,
проложенным в европейской части нашей страны, приведены в
табл. 4.2.
Таблица 4.2
Данные для вычисления среднего квадратического значения числа
препятствий
Интервалы	Центральный интервал, X	Число случаев, т	Относительная частота	Хт	(Х—Х^т
10—20	15	5	9,6	75	3125
20—30	25	11	21,2	275	2475
30—40	35	12	23,1	420	300
40—50	45	12	23,1	540	300
50—60	55	6	11,5	330	1350
60—70	65	4	7,7	260	2500
70—80	75	2	3,8	150	2450
		52	100	2050	12 500
274					
По статистическим данным среднеарифметическое значение
числа препятствий Х=40 на 100 км и среднеквадратичное откло-
нение сгкв=15,7. Для решения вопроса по определению числа
препятствий по трассе ремонтируемого трубопровода важно опре-
делить необходимое число опытных данных, обеспечивающее за-
данную надежность и точность оценки параметра. Достоверность
результатов опытных данных характеризуется вероятностью
Р{(Х—Х?) <б) = а,
где (X,—6, Хг+б)—доверительный интервал, характеризующий
точность получаемого результата; а — доверительная вероят-
ность, т. е. вероятность того, что значение Хг- входит в интервал с
границами (Хг-—б, Хг+б); 5—желаемая точность данных, т. е.
верхний предел ошибки в определении параметра Хг- по X.
Согласно методу доверительных интервалов имеем
P/-Z2<	<zA=2(De(Zo) = a,	(4.6)
I	^K.R	I
\	/«7	/
где <Do(Ze) —нормированная функция Лапласа.
Пусть требуемая надежность составляет а = 0,9 и желаемая
точность данных по числу препятствий 6^4. Параметр <гк. ъ, по
данным предварительной выборки, равен 15,7. По данному значе-
нию а из уравнения (4.6), пользуясь таблицей для нормирован-
ной функции Лапласа, определяем Za =1,645. Решая уравнение
относительно пт, неравенство
примет вид
+	§2	’
откуда
п > 1,6452-15,7\я
Таким образом, для оценки числа препятствий, встречающихся
по трассе трубопровода с а=0,9 и 6=4, необходимо иметь ста-
тистические данные по 41 трубопроводу (данные имелись по
52 трубопроводам).
При отсутствии фактических данных по числу препятствий на
конкретном трубопроводе достаточная точность в определении
приведенной продолжительности ремонта может быть получена
при условном принятии числа препятствий на 100 км ремонтируе-
мого трубопровода, равным 40.
Коэффициенты йб, йп, йг, йс, йПог характеризуют сложность
производства изоляционно-укладочных работ в различных усло-
18*	275
виях и определяют увеличение продолжительности ремонта маги-
стрального трубопровода в целом. Коэффициент ka3 характери-
зует сложность нанесения изоляционных покрытий различных
типов, а также определяет увеличение продолжительности ре-
монта трубопровода.
Для количественной оценки каждого коэффициента, как пока-
зала практика, необходимо исходить из условия постоянства ос-
нащения производственных бригад, выполняющих изоляционно-
укладочные работы, независимо от условий ремонта по трассе
трубопровода.
Таким образом, значения коэффициентов, усложняющих про-
изводство изоляционно-укладочных работ, могут быть определены
отношением трудоемкости выполнения работ (на единицу про-
тяженности трубопровода) в сложных условиях к трудоемкости в
нормальных условиях.
При определении коэффициентов в отдельных случаях из-за
отсутствия действующих ВНиР были использованы материалы по
опыту работы передовых подразделений, выполнявших ремонт в
данных конкретных сложных условиях; значения этих коэффи-
циентов могут быть рекомендованы при расчетах продолжитель-
ности ремонта в тех же условиях.
Коэффициент увеличения продолжительности производства
изоляционно-укладочных работ при ремонте трубопроводов в
условиях болот k(j по сравнению с нормальными условиями, как
показали расчеты, может приниматься в соответствии с класси-
фикацией и данными, определенными институтом ВНИИСПТ-
нефть:
Болота, заполненные торфом, илом и другими грунтами неустойчивой кон-
систенции, по которым машины передвигаются:
по настилам и еланям..................................................1,4
с погружением в грунт ходовой части на глубину 200 .м	1,9
Коэффициент увеличения продолжительности производства
изоляционно-укладочных работ в зонах песчаных пустынь ka
учитывает сложность производства работ в условиях сыпучих
песков, сложность перемещения механизмов в этих условиях,
сложность доставки материалов и др. Как показал анализ произ-
водства работ на нефтепроводе Котур-Тепе— Красноводск, газо-
проводе Бухара — Урал и других, коэффициент /гп для расчета
продолжительности ремонта может быть принят, равным 1.2 для
условий сыпучих песков с редким растительным покровом и 1,3
для условий подвижных барханов и дюнных песков.
Коэффициент увеличения продолжительности производства
изоляционно-укладочных работ в горных условиях kr учитывает
сложность производства работ на продольных и поперечных, по
отношению к трассе трубопровода, уклонах, определяющих необ-
ходимость якорення механизмов, прохождения потока изоляци-
онно-укладочных работ по «полкам» ограниченной ширины и т.п.
276
Опыт строительства, эксплуатации и ремонта магистральных тру-
бопроводов в горных условиях показал, что основными фактора-
ми, влияющими на выбор технологической схемы капитального-
ремонта трубопроводов, являются крутизна уклонов и состояние
грунтов на ремонтируемом участке. Учитывая проходимость-
строительных машин, горные подъемы и спуски делят на три
группы. К первой группе относятся уклоны с крутизной до 10°,
ко второй — 104-20° и к третьей-—более 20°. Эту классификацию-
уклонов ото их крутизне целесообразно применять при разработке
технологической схемы производства капитального ремонта маги-
стрального трубопровода в горных условиях. Коэффициент kr для
уклонов до 20°, где осуществимо поточное выполнение работ,,
целесообразно принимать (в соответствии с рекомендациями
ВНИИСПТнефть) равным 1,2. При производстве ремонтных ра-
бот на уклонах более 20° коэффициент kT должен приниматься в-
зависимости от метода и средств производства работ.
Коэффициенты увеличения продолжительности производства
работ по нанесению на трубопровод битумно-резиновой изоляции
усиленного типа ky, ky характеризуют как сложность процесса
нанесения на трубопровод изоляционного покрытия усиленного'
типа, так и дополнительные затраты труда и, следовательно, ра-
бочего времени, связанные с приготовлением и доставкой к месту
производства работ битумно-резиновой мастики при учете прак-
тически постоянного оснащения потока изоляционно-укладочных
работ машинами и механизмами, а также постоянного состава,
исполнителей. Усредненное значение £y=il,94, &у=2,41. Эти зна-
чения коэффициентов получены на основе обработки данных че-
тырех РСУ при ремонте на трубопроводах диаметрами 273 и
529 мм.
Коэффициент увеличения продолжительности производства изо-
ляционно-укладочных работ из-за погодных условий /?ПОг учиты-
вает степень использования календарного времени для каждого
периода (месяц, квартал, год) производства капитального ремон-
та линейной части магистрального трубопровода в зависимости,
от числа дней с неблагоприятными погодными условиями. К не-
благоприятным погодным условиям, замедляющим или приоста-
навливающим производство изоляционно-укладочных работ, отно-
сятся осадки в виде дождя и снега, выпадающие в общей слож-
ности в течение 4 ч или более в рабочее время суток, сильный
ветер (со скоростью 10 м/с и более), сильная жара (температура
воздуха +35 °C и выше), сильный мороз (температура воздуха.
—30°C и ниже). Для каждого конкретного периода производства
капитального ремонта .магистрального трубопровода значение ко-
эффициента может быть определено по формуле
h  Укал + Уплюсов
^пог	л/	»
7*кал
где УКал — календарная продолжительность производства изоля-
ционно-укладочных работ, дни; УКл— число простойных дней по
277
КЗ
00
Значения коэффициента &ПОГ
Таблица 4.3
Регионы	Январь	Фев- раль	Март	Апрель	ЕМай.:	Июнь	Июль	Август	Сен- тябрь	Ок- тябрь	Ноябрь	Де- кабрь
Калининская, Смоленская, Калужская, Брян- ская, Московская, Ярославская Владимир- ская, Орловская, Тульская, Рязанская обла- сти	0,58	0,572	0,678	0,868	0,92	0,9	0,92	0,935	0,9	0,838	0,666	0,549
Ленинградская, Новгородская, Вологодская, Псковская, Калининградская области и рес- публики Прибалтики	0,58	0,536	0,742	0,734	0,87	0,865	0,872	0,872	0,834	0,806	0,75	0,58
Горьковская область, Башкирская АССР, Ма- рийская АССР, Чувашская АССР, Мордов- ская АССР, Татарская АССР	0,547	0,572	0,678	0,9	0,87	0,9	0,935	0,235	0,866	0,71	0,6	0,614
Волгоградская, Саратовская, Куйбышевская, Липецкая, Воронежская, Тамбовская, Кур- ская, Пензенская, Белгородская, Ульянов- ская, Оренбургская области	0,645	0,572	0,666	0,865	0,87	0,932	0,935	0,904	0,9	0,838	0,7	0,678
Кировская, ПеРмСкая области, Удмуртская АССР	0,516	0,606	0,612	0,865	0,838	0,865	0,9	0,87	0,87	0,645	0,6	0,548
Астраханская, Ростовская области, Краснодар- ский и Ставропольский края, Кабардино- Балкарская АССР, Северо-Осетинская АССР, Чечено-Инпушокая АССР, Дагестанская АССР, Калмыцкая АССР	0,673	0,642	0,74	0,834	0,84	0,865	0,935	0,904	0,865	0,84	0,768	0,678
Белорусская ССР	0,604	0,606	0,71	0,9	0,87	0,8	0,87	0,936	0,934	0,936	0,7	0,71
279
Украинская ССР, Молдавская ССР	0,71	0,606	0,774
Армянская ССР, Грузинская ССР, Азербайд- жанская ССР (без районов субтропиков)	0,775	0,86	0,9
Казахская ССР, Кзылординская, Чимкентская, Джамбульская, Алма-Атинская, Гурьевская, Актюбинская, Карагандинская, Семипалатин- ская, Восточно-Казахстанская, Уральская области	0,55	0,736	0,81
Туркменская ССР, Узбекская ССР	0,84	0,89	0,9
Таджикская ССР	0,87	0,78	0,935
Коми АССР	0,484	0,5	0,646
Ямало-Ненецкий автономный округ Тюмен- ской области	0,81	0,75	0,77
Ханты-Мансийский автономный округ Тю- менской области и Томская область	0,516	0,64	0,645
Тюменская (без автономных округов), Сверд- ловская, Челябинская, Курганская области	0,645	0,68	0,745
Омская, Новосибирская, Кемеровская области и Алтайский край	0,58	0,71	0,84
Таймырский (Долгано-Ненецкий) автоном- ный округ Красноярского края	0,645	0,68	0,68
Якутская АССР (севернее Полярного круга)	0,026	0.Q25	0,71
0,868	0,87	0,932	0,935	0,966	0,966	0,936	0,8	0,676
0,834	0,9	0,9	0,935	0,935	0,935	0,9	0,868	0,868
0,9	0,87	0,93	0,93	0,93	0,9	0,71	0,566	0,61
0,935	0,9	0,7	0,55	0,71	0,97	1	0,93	0,9
0,9	0,935	0,77	0,42	0,58	0,8	1	0,93	0,97
0,8	0,74	0,835	0,84	0,82	0,8	0,55	0,466	0,45
0,73	0,71	0,656	0,645	0,645	0,666	0,71	0,8	0,8
0,8	0,81	0,835	0,9	0,8	0,8	0,58	0,565	0,615
0,83	0,84	0,935	0,9	0,9	0,865	0,71	0,6	0,58
0,87	0,87	0,935	0,935	0,935	0,9	0,745	0,536	0,645
0,735	0,775	0,635	0,74	0,615	0,735	0,8	0,7	0,58
0,87	0,9	0,9	0,94	0,9	0,865	0,775	0,53	0,39
погодным условиям в планируемом периоде; kC0B— коэффициент,
учитывающий вероятность совместимости отдельных погодных
факторов, влияющих на производство капитального ремонта ли-
нейной части магистральных трубопроводов (для простоев более
15 дней в месяц kCOB—Q,9, более 25 дней в месяц kсов —О,75).
Значения knor по месяцам определены для конкретных регио-
нов применительно к политико-административному делению
СССР (табл. 4.3). Для определения значения 6Пог использованы
‘Климатические справочники, климатический атлас и СНиП П-А.
б—62 «Строительная климатология и геофизика», метрологиче-
ские ежемесячники СССР, а также «Материалы для разработки
.организации строительства магистральных трубопроводов в раз-
личных природно-климатических условиях» (М., ОНТИ, ВНИИСТ,
1968). Поэтому данные таблицы являются действительными зна-
чениями для конкретных районов и могут быть применены для
составления проектов производства работ при капитальном ре-
монте конкретного трубопровода.
Коэффициент увеличения продолжительности производства
изоляционно-укладочных работ в скальных грунтах kc учитывает
затраты времени на производство работ по предохранению изоля-
ционного покрытия при спуске трубопровода на участках со
скальными грунтами (дополнительная обертка трубопровода бри-
золом, укладка трубопровода на «постель» из мягкого грунта,
футеровка трубопровода при отсутствии «постели» и др.). Опыт
производства капитального ремонта трубопровода с применением
специальных ремонтных машин в скальных грунтах имеется
только в Челябинском РСУ (на трубопроводах диаметром
529 мм). В настоящее время, учитывая отсутствие достаточных
данных, значение коэффициента kc только для трубопроводов
диаметром 529 мм (по отчетным данным Челябинского РСУ)
можно принять равным 1,25.
Разработанный метод приведенной продолжительности ремон-
та магистрального трубопровода (в 1969—1975 гг.) нашел при-
менение как в теоретических исследованиях, так и в практике
капитального ремонта трубопроводов. Впервые метод приведен-
ной продолжительности ремонта был применен для участков
нефтепровода Вышка — Белек — Красноводск диаметром 325 мм
со следующими исходными данными: общая протяженность ре-
монтируемых участков — 9 км (4 и 5 км); протяженность переба-
зировки ремонтно-строительного потока с одного участка на дру-
гой— 5 км; протяженность участков в условиях барханных
песков — 3 км; протяженность участков, требующих нанесения уси-
ленной изоляции, — 4 км; число препятствий по трассе ремонти-
руемых участков —10. Расчет приведенной продолжительности
ремонта был выполнен следующим образом.
По формуле (4.1) определялась продолжительность ремонта
в нормальных условиях:
^•=w<= Ь3-2=2,6 смен.
1280
По формуле (4.2) определялась продолжительность ремонта н
условиях сыпучих песков:
1.3-3-1,2=4,7 смен,
nil и. п вр |1 11	’	’	'
По формуле (4.3) определялась 1иродолжительность ремонта^
при нанесении усиленной изоляции I типа:
4А=г‘нвр^у==1.3-4,1-1,94=10 смен.
Определялась продолжительность на преодоление 10 препят-.
ствий
/пр= 10-0,26 = 2,6 смен.
Принимая во внимание, что протяженность перебазировки не
превышает 12 км, значение inep принято равным одной смене.
Тогда, согласно формуле (4.4):
Тпр=(2,6+4,7)-1,1 4-10+ 2,6+ 1=21,6 смен.
Значения коэффициентов увеличения продолжительности про-,
изводства изоляционно-укладочных работ могут изменяться в сто-
рону уменьшения при применении в процессе ремонта более со-
вершенной техники и технологии, например при применении высо-
копроходимых машин, новых изоляционных материалов и т.п.
Однако как метод определения отдельных коэффициентов, так и
метод приведенной продолжительности ремонта магистрального,
трубопровода в целом будет неизменным.
МЕТОДИКА СИНХРОНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА
Синхронизация производства работ при капитальном ремонте
магистральных трубопроводов может быть рассмотрена в преде-
лах отдельного линейного объектного' потока, являющегося опре-
деляющим, учитывая при этом, что в технологической последова-
тельности потоков ведущим является частный поток по выполне-
нию изоляционно-укладочных работ.
При капитальном ремонте синхронизацию отдельных видов,
работ необходимо рассматривать с точки зрения выравнивания
темпа отдельных видов работ и установления максимально допу-!
стимых сближений для равномерного расходования различных,
видов ресурсов. Для этого необходимо установить максимально
допустимые сближения между следующими видами работ (част-
ными потоками) (рис. 4.7): изоляционно-укладочными и свароч-
но-восстановительными Xi-2‘, сварочно-восстановительными и подъ-
емно-очистными т2-з; подъемно-очистными и вскрышными Tg—i;
вскрышными и планировочными Т4-5-
При определении технологически допустимых суммарных сбли-
жений АТ между указанными видами работ необходимо учиты-
вать продолжительность производства сварочно1-восстановитель-
ных t2 и изоляционно-укладочных t$ работ.
281
Рис. 4.7. Схема для определения сближений частных потоков при капитальном
ремонте магистрального трубопровода:
/— трубоукладчик; 2 — изоляционная машина; 3, 5 — очистная машина; 4 — лежка
Рис. 4. 8. Блок-схема
алгоритма синхронизации производства работ при ремонте
магистрального трубопровода
При разработке методики синхронизации производства ре-
монтных работ за основу принимается методика приведенной про-
должительности ремонта магистрального трубопровода. При этом
необходимо исходить из практического постоянства технического
оснащения и состава персонала ремонтно-строительных бригад,
звеньев; непостоянства объемов вскрышных работ по протяжен-
ности трассы ремонтируемого трубопровода; непостоянства сбли-
жений между частными потоками.
В связи с тем, что ведущим процессом является изоляционно-
укладочный, алгоритм синхронизации производства ремонтных
работ учитывает необходимость расчетов графика с конца, т. е.
от изоляционно-укладочных работ до планировки трассы
(рис. 4.8).
Сущность алгоритма синхронизации сводится к следующему,
1. Определяется общая продолжительность производства изо-
ляционно-укладочных работ
. _	, I
‘‘из Риз^из р >
гсм.из
где риз — коэффициент, учитывающий плановое задание по повы-
шению производительности труда при выполнении изоляционно-
укладочных работ (риз= l-j-0,8); k„3 — коэффициент, учитываю-
щий трудоемкость изоляционно-укладочных работ в зависимости
от условий капитального ремонта; I — протяженность участка ре-
монтируемого трубопровода; РСм. из—нормативная сменная про-
изводительность потока по выполнению изоляционно-укладочных
работ в нормальных условиях при работе на трубопроводе дан-
ного диаметра.
2. Определяется продолжительность любого конкретного вида
работ
ti=p‘k‘ ~^sspik‘
где р; — коэффициент, учитывающий плановое задание по повы-
шению производительности труда при выполнении любого кон-
кретного вида работ —очистных, вскрышных и подготовитель-
ных; ki — коэффициент, учитывающий трудоемкость конкретного
вида работ — подъемно-очистных, сварочно-восстановительных,
вскрышных и подготовительных; Qi — объем данного конкретного
вида работ на участке ремонтируемого трубопровода; Лшг—
нормативная сменная производительность потока по выполнению,
конкретного вида работ — подъемно-очистных, сварочно-восстано-
вительных, вскрышных и подготовительных; К — число исполни-
телей (в бригаде, звене) для выполнения конкретного вида работ;
Sj — нормативная выработка одного исполнителя за единицу
времени в единицах конкретного объема работ.
3. Проверяется основное условие синхронизации по всем видам
работ в отдельности
 п	^3=^-	(4-7)
х)	283:
При этом последовательно выравниваются сроки выполнения сна-
чала подъемно-очистных работ, затем вскрышных и подготови-
тельных. В случаях
< ^из
из условия (4.7) определяется сменная производительность для
любого конкретного вида работ в пределах отдельного линейного
объектного потока при заданных объемах работ
П __ PtfyQ^CM.HS
“ CMJ
(4-8)
Риз^из^
см i подбирается необходимый
(или механизмы). При отсутст-
После определения значения Р,
по производительности механизм
L
Рис. 4.9. Схема начальных и
конечных сближений двух «со-
седних» потоков
вии необходимого механизма могут быть организованы парал-
лельные потоки по выполнению данной операции
По формуле (4.8) определяется РСи(, а необходимое значение •
производительности определяется: заменой более производитель-
ных механизмов менее производительными или уменьшением
численного состава исполнителей; при выполнении любого кон-
кретного вида работ вручную (очистка трубопровода, вскрытие
трубопровода) необходимым числом исполнителей
1Z __ Р1Р1РсМ.ИЗ
1 Риз^из^ ’
дискретным осуществлением отдельных видов работ при со-
хранении непрерывного характера линейного объектного потока.
4.	Определяются возможные сближения между отдельными
видами работ при постоянной технической оснащенности бригад.
Для синхронного выполнения любого конкретного вида работ при
изменении их трудоемкости по длине трассы 1Х начальное сбли-
жение потоков между двумя (ближними) конкретными видами
работ может быть определено по формуле (рис. 4.9)
Т/ +	+ t'i,
отсюда
<=(< +
где т/ — начальное сближение между двумя частными потоками;
т)' — максимальное сближение между частными потоками в пе-
284
риод их свертывания; t'it t" — продолжительность выполнения
соответственно предыдущей и последующей работ.
При необходимости может быть определен срок окончания т?
любого конкретного вида работ.
5.	Определяется значение возможных сближений при вскрытии
трубопровода вручную. При производстве вскрышных работ
вручную на небольших участках трубопровода (различные пре-
пятствия, пересекающие трубопровод — кабель, трубопроводы
различного назначения, отводы, краны и пр.) необходимое сбли-
жение между потоками по механизированному и ручному вскры-
тию траншеи, в зависимости от числа исполнителей, можно опре-
делить по формуле
—ев,
V ,1
где /в, й —продолжительности работ при вскрытии трубопрово-
да соответственно 'механизированным способом и вручную при
объеме вскрышных работ Q"n ; SB— нормативная .выработка од-
ного исполнителя за единицу времени при выполнении вскрыш-
ных работ вручную.
При производстве работ текущее сближение между изоляцион-
но-укладочными и любыми конкретными видами может быть
определено по формуле
=	413-
6.	Определяется значение сближения между изоляционно-укла-
дочными и сварочно-восстановительными работами ti-2. Значение
сближения Ti-2 определяется технологически необходимым фрон-
том работ для начала производства изоляционно-укладочных ра-
бот с учетом техники безопасности и охраны труда исполнителей.
Фронт работ между данными частными потоками определяется
выражением
Д/^_2^=х'4" 2/',
где х' — расстояние между первым трубоукладчиком (бригада по
выполнению изоляционно-укладочных работ — второе звено) и
ближайшей лежкой, на которой уложена труба, параметры ко-
торой определяются для каждого конкретного трубопровода из
условия прочности при выполнении подъемно-укладочных работ в
зависимости от диаметра и состояния трубопровода, грузоподъ-
емности и числа имеющихся трубоукладочных механизмов;
/'' — расстояние между лежками, определяемое в зависимости от
диаметра и состояния трубопровода, массы продукта, старой изо-
ляции, грязи и пр. '
Значение 2/' берется с учетом техники безопасности и охраны
труда. Тогда при известном значении .Рем. из
___х' + 21'
Т-1—2 — В
г см.из
(4-9)
285
7.	Определяется значение продолжительности сварочно-восста-
новительных работ
t2— К8С ’
где у(п) —среднеарифметическое значение числа повреждений на
трубопроводе; Sc — нормальная выработка одного сварочного
звена за единицу времени. Значение у (и) определяется по выбор-
кам повреждений за предыдущие годы по наиболее прокорроди-
рованным участкам данного трубопровода.
8.	Определяется значение сближений между сварочно-восста-
новительными и подъемно-очистными работами Т2-3. Значение
т2-з может быть определено по формуле (4.9) при значении х',
равном расстоянию от последней трубоукладочной машины (пер-
вое звено) до ближайшей лежки, на которую укладывается тру-
бопровод.
9.	Определяется значение продолжительности подъемно-очист-
ных работ
1з—	р >
~СМ .ПОД
где Рем. под — нормативная сменная производительность потока
подъемно-очистных работ: 10— расстояние между трубоукладчи-
ками.
10.	Определяется значение сближений между подъемно-очист-
ными и вскрышными работами т3_4. Значение т3_4 определяется
суммой сближений между работами по вскрытию трубопровода
и началом осмотра стыков т'3_4, по осмотру и усилению стыков
т3_4,по усилению стыков и подъемно-очистными работами тз^.
Значение сближений между подъемно-очистными и вскрышны-
ми работами	'
т3_4 = т3—4 4- т3_4 4- т3_4.
При этом т'з_4 определяется, исходя из сменного колебания тем-
пов вскрышных работ и условий соблюдения правил техники бе-
зопасности при выполнении работ по усилению стыков,
_'   Qb^b 4~ ^х
^3—4 р ' .
гСМ.ЕСК
где QB — объем вскрышных работ при глубине заложения трубо-
провода, равной проектной; kB — коэффициент, учитывающий уве-
личение трудоемкости при колебании объемов вскрышных работ
• в реальных трассовых условиях (Хгв=11,3); 1Х — расстояние меж-
ду стыками (/ж^12 м); РСм. век — нормативная сменная произво-
дительность бригады (звена) по выполнению вскрышных работ.
Значение т3-4 характеризует технологически необходимый
фронт для производства работ по усилению дефектных стыков и
ликвидации трещин тела трубы, которые осуществляются навар-
кой планок, заплат, хомутов, муфт и др. Сложность данного вида
работ состоит в том, что заранее трудно четко установить объемы
286
работ на каждом конкретном участке и, следовательно, методы
их осуществления.
Опыт производства капитального ремонта показывает, что
наибольшее время при осмотре и усилении стыков затрачивается
на выполнение работ по наварке муфт; это время принимается
за необходимое при усилении стыков и восстановлении тела
трубы:
т5_4=1,25/с,
где tc — нормативное время по наварке муфт одним звеном свар-
щиков смены; 1,25 — коэффициент, учитывающий стесненность
производства работ в траншее.
Значение тз^4 характеризует минимально необходимый фронт
работ для начала производства подъемно-очистных операций
>	__Х'х + 21х
4 р	,
^см.под
где х'х — расстояние от места защемления трубопровода до пер-
вого трубоукладочного механизма.
Таким образом, значение сближений между подъемно-очист-
ными и вскрышными работами можно записать в виде
+ 2/,
^см.вск
1,25/с +
Хх + 2/д
^см.под
11.	Определяется значение сближения между работами по
вскрытию трубопровода и подготовительными работами Т4-5.
В общем случае значением 14-5 при расчете линейного потока
можно пренебречь, ограничиваясь определением необходимого
числа механизмов (бульдозеров) для синхронного выполнения
планировочных работ в увязке с темпом выполнения изоляцион-
но-укладочных работ. Такое определение значения Т4~5 связано
с тем, что на магистральных нефтепроводах и газопроводах (при
отсутствии утечки газа) планировка трассы может выполняться
при действующем трубопроводе.
12.	Определяется суммарное значение сближений между изо-
ляционно-укладочными работами и работами по планировке
трассы
Л—1
2 Д? = Т,_2 + Д + ^2— 3 + /3 + Т3-4 =
1
х' + 2Г
^см.из
J .	xi + 2/'
^2 1---Р
~см.под
QbpB^--/j:-+ 1,25^с +
*£ + 2/х . ,
~р—— -f- L3.
~сы.под
л—1
1
х'+2Г , (х! + 21’) + (4 + 21 х) ,
= ~р--------1------р-------------г
“см.иа	'см.яод
+	+	i,25^ + fg).
~СМ.1СК
187
По данным ВНИИСПТНефть:
X =Х1==Хх--^о>
Значение 10 для трубопроводов диаметром 529 мм равно
27,5 м. Таким образом, суммарное значение сближений частных
потоков при капитальном ремонте трубопроводов примет вид
У АТ=4^ + -2-lZo + f + Z--) + ^B±2Z* + (/2 + 1,25/с + /3).
Следует отметить, что приведенный алгоритм расчета вырав-
нивания темпов работ может быть применим и для синхронизации
времени выполнения неосновных видов работ; обеспечение изоля-
ционными и сварочными материалами, лежками и пр.
Таким образом, расчет выравнивания темпа работ отвечает
требованиям синхронизации производства работ и установления
сближений между отдельными видами работ при поточной орга-
низации производства капитального ремонта отдельного магист-
рального трубопровода и отражает обусловленные технологией
взаимосвязи и взаимозависимости между различными видами ра-
бот в процессе их производства в различных условиях.
Исходя из изложенного, общая расчетная продолжительность
капитального ремонта линейной части магистрального трубопро-
вода при поточной организации производства работ может быть ;
определена по формуле
п-1
Т = Т + V АТ = NT
1 рем 1 пр । Z j	1 пл»
1
где N — число ремонтно-строительных потоков.
МЕТОДИКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ
ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ
МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА
В современных условиях научно-технического прогресса в !
плане совершенствования организации ремонтно-строительных ра-
бот наиболее целесообразным является применение методов ис-
следования операций. В самом широком смысле исследование 
операций является наукой об организации целенаправленной че- ,
ловеческой деятельности вообще. Поэтому не будет ошибочным
называть эту науку не «исследованием операций», а исследова-
нием целенаправленных организованных действий или деятельно-
сти. Однако в обиход вошел термин—исследование операций.
Ремонтно-строительное производство, содержащее огромные
источники и резервы экономии, явится одной из наиболее обшир-
ных областей применения исследования операций. Элементами
ремонтно-строительных процессов, технологически однородных
и организационно-неделимых, являются рабочие операции, кото-
рые в свою очередь состоят из рабочих приемов, а последние из
288
отдельных движений. Основное содержание исследования опе-
раций состоит в том, что оно дает количественные основания ру-
ководителю работ для принятия оптимальных управленческих ре-
шений.
Основу исследования операций составляют математические
методы, позволяющие находить оптимальные решения (рис. 4.10).
Перспективность широкого применения методов исследования опе-
раций в ремонтно-строительном производстве определяется тем,
что они позволяют находить качественные характеристики иссле-
дуемых операций посредством критериев эффективности — мате-
матических величин, определяющих меру соответствия результа-
тов операций поставленной цели; повышать эффективность хода и
результатов операций как за счет изменения процесса и органи-
зации операций, так и за счет используемых в них средств; нахо-
дить количественные основания для принятия решений не только
в условиях, когда окружающая обстановка полностью ясна (де-
терминированные задачи), но и в условиях неопределенности,
когда требуется вероятностная оценка различных факторов (сто-
хастические задачи); использовать для решения задач электрон-
но-вычислительную технику, что позволяет быстро получать наи-
более обоснованные решения.
Таким образом, применение методов исследования -операций в
ремонтно-строительном производстве открывает возможности для
резкого сокращения сроков и стоимости ремонта, ликвида-
ции простоев машин и рабочей силы, сокращения текучести кад-
ров и т. д.
Важнейшими областями применения данного метода в ремонт-
но-строительном производстве являются следующие рациональ-
ное планирование и размещение ремонтно-строительных подраз-
делений; исследование и решение проблем планирования, органи-
зации и управления процессом ремонтных работ; оперативное и
календарное планирование работ; анализ состояний ремонтно-
строительного производства; оптимальное распределение и ис-
пользование ресурсов; оптимальное управление ремонтно-строи-
тельным производством; рациональная организация материально-
технического снабжения; оптимальная организация комплексного
проектирования; оптимальная организация складского хозяйства;
оптимальные объемно-планировочные решения; оптимальная орга-
низация транспортных перевозок; рациональное использование
материалов и др.
Основными этапами операционного исследования любой си-
стемы являются постановка задачи и выделение критерия эффек-
тивности; построение математической модели изучаемой системы;
нахождение оптимального решения с помощью модели; проверка
модели, получение решения и постройка (т. е. исправление) мо-
дели; осуществление решения.
В данном разделе авторами впервые приведены ряд конкрет-
ных задач применительно к вопросам планирования и производ-
ства капитального ремонта магистральных трубопроводов.
19—416	289
Рис. 4.10 Примерный перечень математических методов для нахождения оптимальных .решений при организации производства
.ремонтно-строительных работ
Постановка задач
При выполнении капитального ремонта линейной части ма-
гистральных трубопроводов фактор времени является решающим.
Это положение подтверждается практикой производства капи-
тальных ремонтных работ, учитывающей ограничение во вре-
мени Тпл-
Практические задачи здесь могут быть ограничены рассмотре-
нием следующих трех случаев.
1.	Расчетная продолжительность капитального ремонта боль-
ше планируемого времени за ремонтный сезон (данный случай
наиболее часто встречается в практике организации капитального
ремонта трубопроводов), т. е.
7’рем>Тпл.	(4.10)
Исходя из существа постановки, данная задача может быть
решена в два этапа: первый этап— определение рационального
числа ремонтно-строительных потоков; второй этап — рациональ-
ное распределение ремонтно-строительных потоков по участкам
производства работ.
2.	Расчетная продолжительность производства капитального
ремонта равна планируемой продолжительности за ремонтный
сезон, т. е.
7’рем=7’пл.	(4.11)
Данный случай чаще всего встречается при капитальном ре-
монте магистральных нефтепроводов, когда все операции от пла-
нировки трассы до засыпки трубопровода осуществляются без
прекращения перекачки продукта по трубопроводу со снижением
рабочего давления.
Необходимо отметить, что решением задачи по рациональному
закреплению ремонтно-строительных потоков за производственны-
ми участками достигается существенный экономический эффект
при наличии комплексной механизации ремонтных работ, т. е.
при оснащении ремонтно-строительного потока всеми необходи-
мыми машинами и механизмами для выполнения комплекса ре-
монтных работ с заданным темпом. В практике производства ка-
питального ремонта часто встречаются случаи отсутствия доста-
точного числа машин и механизмов для выполнения ремонтно-
строительных работ, поэтому для реализации плана ремонтных
работ в заданный срок подразделения вынуждены дооснащение
ремонтно-строительных потоков производить с привлечением ма-
шин и механизмов из соседних РСУ или строительных организа-
ций. Дооснащение производственных подразделений, как показа-
ла практика, в основном касается одноковшовых экскаваторов и
трубоукл адчико в.
Если необходимое число трубоукладчиков зависит от техноло-
гии производства подъемно-очистных и изоляционно-укладочных
работ, то число необходимых одноковшовых экскаваторов зависит
от темпа производства изоляционно-укладочных работ и грунто-
19*	291
вых условий трассы трубопровода. При этом в практике 'капи-
тального ремонта магистральных трубопроводов наиболее харак-
терными являются случаи, когда ремонтно-строительные работы
на отдельном трубопроводе выполняются на нескольких произ-
водственных участках одновременно или последовательно. При
одновременном выполнении работ на нескольких производствен-
ных участках ремонтно-строительные работы выполняются одно-
временно (при 7’рем=7,пл) несколькими потоками. При последо-
вательном выполнении работ на нескольких производственных
участках ремонтно-строительные работы выполняются последова-
тельно (так же при Тре1Л=ТИ11) одним потоком. При одновремен-
ном осуществлении ремонтных работ приходится определять
не только необходимое число потоков, но и рационально их за-
креплять за производственными участками. При этом возникает
задача определения рационального комплекса экскаваторов (од-
ноковшовых), необходимых для производства вскрышных работ
на участках с различными грунтами при условии поточного вы-
полнения всех операций в соответствии с заданным темпом изо-
ляционно-укладочных работ.
Решение данных задач позволяет значительно снизить себе-
стоимость ремонтно-строительных работ, так как вскрышные
работы являются наиболее трудоемкими и сложными.
3.	Расчетная продолжительность производства капитального
ремонта меньше заданной продолжительности за ремонтный сезон
Т Т
* рем 1 пл*
Данный случай в практике капитального ремонта трубопрово-
дов— очень редкое явление. Производство работ ремонтно-строи-
тельным потоком в каждом конкретном случае решается с уче-
том экономической целесообразности, а при небольших объемах
работ ремонт может быть выполнен за счет средств, выделяемых
на текущий ремонт силами аварийно-восстановительных пунктов.
Таким образом, для своевременного выполнения заданных
объемов работ необходимо решение задач, возникающих при ус-
ловиях (4.10) и (4.11). Эти задачи для нужд организации произ-
водства капитального ремонта линейной части магистральных тру-
бопроводов были решены лишь в последние 2—3 года. Решение
задач состоит в определении сферы функционирования организа-
ции, анализе ее функционирования и выборе решений, направлен-
ных на достижение поставленных целей. Поэтому, для реализа-
ции указанных задач наиболее приемлемыми следует признать
методы исследования операций.
А.	Закрепление ремонтно-строительных потоков
за производственными участками
Постановка задачи
Как отмечено ранее, рациональное закрепление ремонтно-
строительных потоков за производственными участками может
быть осуществлено в два этапа.
292
Первый этап — определение рационального числа ремонтно-
строительных потоков при заданном сроке осуществления ре-
монта. Решение может быть получено на основе применения ме-
тода приведенной продолжительности ремонта трубопровода и
выравнивания темпов отдельных видов работ. Вначале определя-
ется приведенная продолжительность капитального ремонта
участков трубопровода в целом, а затем определяется сумма
сближений отдельных видов работ с приведением темпа отдель-
ных видов работ к заданному, в соответствии с алгоритмом син-
хронизации. После расчета общей продолжительности производст-
ва капитального ремонта число ремонтно-строительных потоков
можно определить по формуле
Д1Р + У
Второй этап— рациональное закрепление числа ремонтно-
строительных потоков за производственными участками. В прак-
тике капитального ремонта число участков, подлежащих ремонту,
заранее известно, т. е. они определяются в период организацион-
но-технической подготовки, поэтому после определения числа
• ремонтно-строительных потоков возникает задача рационального
закрепления их за производственными участками так, чтобы при
S? обеспечении плановых сроков выполнения капитального ремонта
я трубопровода суммарные затраты на перебазировку и производ-
'3 ство работ были бы минимальными. При этом объекты, на ко-
торых имеются ремонтно-строительные потоки, определяются как
источники потребления (пункты отправления), а производствен-
ные участки, на которых необходимо производить ремонтно-
строительные работы,—потребители (пункты назначения).
Учитывая линейно-протяженный характер ремонтируемого
объема трубопровода, а также расположение в реальных усло-
виях ремонтно-строительных .потоков на различном удалении друг
от друга (обычно РСУ расположены при НС, КС), задача в об-
щем случае может быть рассмотрена на условном примере.
Допустим, имеются ремонтно-строительные потоки с пункта-
ми расположения А\, Л2, А3, А4, As, с различной производитель-
ностью в единицу времени (месяц, квартал), равной соответст-
венно <21, а2, а3, а4, а$, и пункты производства работ Б\, Б2, Б3,
Б4 соответственно с объемами производства в единицу времени
(месяц, квартал), равными blt b2, Ь3, Ь4. Требуется найти такой
план закрепления потоков по участкам производства работ, при
котором были бы удовлетворены потребности отдельных участков
за планируемый срок, чтобы при этом затраты на перебазировку
и производство работ были бы минимальными.
Очевидно, что значения ai, а2, а3, а4, а3 выражают произво-
дительность имеющихся в наличии ремонтно-строительных пото-
ков, а значения b2, Ь3, Ь4 означают действительную потребную
20—416	293
производительность потоков на отдельных участках ремонтируе-
мого трубопровода. Под производительностью понимается интен-
сивность потоков в реальных условиях, исходя из технической ос-
нащенности и возможных условий производства работ, а под
действительной потребной производительностью понимается
реальная необходимая производительность, рассчитанная в соот-
ветствии с методикой, рассмотренной ранее. При этом предпола-
гается, что суммарная производительность ремонтно-строитель-
ных потоков равна суммарной потребной производительности
участков ремонтируемого трубопровода.
Как показывает опыт производства капитального ремонта,
обычно производительности ремонтно-строительных потоков и по-
требные производительности отдельных участков в единицу вре-
мени не всегда совпадают. Поэтому, очевидно, рациональное обес-
печение выполнения работ может быть достигнуто с применением
современных математических методов на основе многовариантно-
го анализа планов работы ремонтно-строительных потоков.
Анализ организации производства работ показывает, что ис-
пользование ремонтно-строительных потоков, производительность
'которых превышает действительно потребную, приводит к непро-
изводительным простоям, а выделение ремонтно-строительных
потоков, производительность которых ниже потребной, — к при-
влечению дополнительных ресурсов или (и) к их дополнительным
перебазировкам.
Определение значений действительно необходимой производи-
тельности и соответствующих ей рациональных схем производст-
ва работ и использование их при составлении проекта производст-
ва работ будет способствовать реализации в производстве наибо-
лее совершенной организации ремонтно-строительных работ, что
приведет к сокращению простоев и непроизводительных затрат.
Таким образом, для реализации рассмотренного порядка про-
ведения расчетов по закреплению ремонтно-строительных потоков
по участкам в плановый срок их осуществления .необходимо раз-
работать математическую модель, выбрать вычислительный ме-
тод, пригодный для составления проекта производства ремонтных
работ; осуществить решение.
Построение математической модели
Анализ постановки задачи показывает, что достижение постав-
ленной цели может (быть осуществлено при применении транс-
портной задачи линейного программирования. По условию зада-
чи соблюдаются основные характеристики модели линейного
программирования, т. е. пропорциональность, условия неотрица-
тельности, аддитивность, линейность целевой функции. Построе-
ние модели линейного программирования в данном случае выпол-
нено в определенной последовательности.
Шаг первый—определение множества технологических про-
цессов или разложение рассматриваемой системы на ряд простых
294
технологических процессов. В соответствии с постановкой задачи
имеющиеся в наличии ресурсы соответственно с интенсивностью
at, а.2, аз, Oi, должны быть перебазированы для удовлетворе-
ния потребности участков с интенсивностью bi, b2, b3, bit опреде-
ляемой по методике приведенной продолжительности с учетом
планового срока ремонта. Исходя из этого, в качестве простого
технологического процесса целесообразно принять процесс произ-
водства работ на одном из участков 1=1,2,3,4 при помощи ре-
сурсов, привлекаемых для этого с пунктов /=.1,2, .. ., п. Едини-
цей измерения такого процесса будет являться протяженность
участка, ремонтируемого в единицу времени.
Шаг второй — определение системы ингредиентов. При осу-
ществлении простого технологического процесса потребляются
или производятся следующие ингредиенты:
выполняются ремонтно-строительные работы на участках
1 = 1, 2, ..., т с суммарной потребной интенсивностью, выражае-
мой в километрах на единицу времени (км/единица времени);
используются ресурсы, имеющиеся в наличии в пунктах
/= 1, 2, .. ., п;
потребляются затраты на производство ремонтно-строительных
работ на участках и перебазировку потоков (в частности, по же-
лезной дороге), которые на единицу измерения интенсивности
простого технологического процесса оцениваются удельными за-
тратами, т. е. затратами на производство работ на данном участке
и перебазировку потоков с пунктов отправления до пунктов на-
значения. Этот ингредиент и является целевой функцией.
Шаг третий — определение коэффициентов затрат — выпуска.
В данном случае ингредиенты, как потребная интенсивность
производства ремонтно-строительных работ на отдельных участ-
ках Z=il, 2, ..., т, и используемые ресурсы, привлекаемые для
этого с пунктов /=1, 2, ..., п, могут быть измерены в одних и
тех же единицах, т. е. протяженностью участка отремонтирован-
ного трубопровода в единицу времени. Если при их вычислении
коэффициенты затрат — выпуска для суммарной потребной интен-
сивности принять равным единице, то для используемой произво-
дительности эти коэффициенты будут равны производительности
потоков с учетом сложности каждого участка.
Шаг четвертый — определение экзогенных потоков, т. е. чистых
затрат или выпусков ингредиентов между системой.
Для потребной .интенсивности производства ремонтно-строи-
тельных работ на участках i=4, 2, . . ., т суммарные затраты и
требующиеся от системы выпуски ингредиентов определяются в
соответствии с методикой приведенной продолжительности при со-
ставлении проектов производства работ; для производственной
интенсивности потоков, привлекаемых с пунктов /=1, 2, . .., п,
эти величины равны имеющейся интенсивности потоков на этих
пунктах; для затрат на транспортировку и производство работ —
суммарным удельным затратам, которые по условию задачи
должны быть минимальными.
20*	295
Шаг пятый—составление уравнения материального баланса.
Обозначив неотрицательные интенсивности (простых технологиче-
ских процессов через Хц, получим уравнение материального ба-
ланса, которое для каждого из ингредиентов будет иметь вид
п
i=l,2,...,nr, j=l,2,...,n;
/=1
т
т п
'Елецки—*min-
i=l /=1
где Xij — искомая интенсивность ремонтно-строительного потока
на i-участке, перебазированного из пункта /; i — номер конкрет-
ного участка потребителя (пункта назначения); /— номер кон-
кретного отправления; Ь{ — объем потребления на i-участке;
Oj—объем производства (т. е. интенсивности потоков, имеющихся
в конкретных пунктах Аь As, А3, А4, Л5) в /-пункте; Cij — удель-
ная стоимость перевозки и производства работ на i-участке с
пункта отправления /.
Таким образом, задача заключается в определении интенсив-
ности хц производства ремонтно-строительных работ на участках
1=1, 2.... т (т=4) с помощью потоков, привлекаемых с
пунктов i = l, 2..п (п=5), при минимальном значении сум-
марных удельных затрат на перебазировку и производство работ.
Выбор вычислительного метода и решения
Вычислительная сторона транспортной задачи является наи-
более разработанной областью линейного программирования.
В настоящее время насчитывается значительное число различных
алгоритмов решения транспортной задачи — распределительный
метод, метод потенциалов, метод условных стоимостей, А-метод,
метод разрешающих слагаемых, различные сетевые методы и ряд
других. Наиболее распространенным из многообразия конечных
методов решения транспортной задачи при составлении проекта
производства работ (т. е. при составлении календарного плана)
является метод потенциалов. Этот метод сводится к определен-
ному алгоритму и вполне доступен инженерно-техническим работ-
никам, не имеющим специальной математической подготовки.
Расчеты по этому методу можно вести вручную со значительной
экономией времени и уменьшением объема вычислений по срав-
нению с расчетами по симплексному методу, что позволяет при-
менять его как для решения календарных, так и для оперативных
задач. Метод потенциалов позволяет, отталкиваясь от некоторого
опорного плана Хо, построить решение транспортной задачи за
конечное число итераций. Для этого по данному опорному плану
296
Xt с каждым пунктом задачи сопоставляется число, называемое
его предварительным потенциалом Сь которое подбирается так,
чтобы их разность для любой пары пунктов Aj, В{, связанных
основной коммуникацией, была бы равна Cij стоимости перевозки
и производства работ. При этом, если разность предварительных
потенциалов С\ для каждой пары Aj, Bi не превосходит Сц, то
данный план перевозок — решение задачи А'о, а сами предвари-
тельные потенциалы — потенциалы задачи. /В противном случае
строится новый план, связанный с меньшими транспортными за-
тратами Ch. После ряда итераций по
этапам исходного варианта програм-
мы Хо в соответствии с алгоритмом
получается оптимальный вариант Хь
(рис. 4.11).
Для решения задачи основным из
условий является равенство потреби-
телей и поставщиков. При несоблю-
дении этого условия для решения за-
дачи методом потенциалов в исход-
ный опорный план вводится фиктив-
ный пункт отправления (или назначе-
ния), переводя таким образом откры-
тую транспортную модель в закры-
тую. Завершающим этапом решения
данной задачи является представле-
ние оптимальной программы в виде
ограничений по использованию ре-
монтно-строительных потоков на соот-
ветствующих производственных комп-
Рис. 4:11. Блок-схема алгорит-
ма метода потенциалов для
транспортной задачи
лексных участках.
Проверка метода выполнена на примере рационального за-
крепления пяти ремонтно-строительных потоков за четырьмя про-
изводственными участками на конкретном газопроводе. Общая
протяженность участков трубопровода, подлежащих ремонту в
течение одного месяца, составляла 84 км. Общий срок ремонта
был определен в соответствии с методом приведенной продолжи-
тельности ремонта. Определено необходимое число ремонтно-
строительных потоков; оно равно 5. При этом, если бы ремонтно-
строительные потоки имели равные месячные интенсивности, то
закрепление их по участкам не представило1 бы сложности.
Однако по условию задачи в месячный срок необходимо было
отремонтировать участки с объемами соответственно &i=30 км;
62=19 км; &з=21 км; 64—14 км с привлечением потоков, имею-
щихся в распоряжении ремонтно-строительных подразделений,
со среднемесячной производительностью соответственно а^ =
=18 км/месяц; а2=1б км/месяц; а3='22 км/месяц; а4 =
= 13 км/месяц; «5=4'6 км/месяц.
Ремонтно-строительные потоки базировались в пунктах Ль
А2, А5 (по трассе ремонтируемого газопровода), находящихся на
21—416
297
различном удалении от мест производства работ. Цель заключа-
лась в оптимальном закреплении пяти потоков по четырем уча-
сткам при условии окончания ремонтных работ на всех участках
в заданные сроки при минимальном значении транспортных из-
держек.
Исходный план распределения
Производители	Потребители							
	Б1		Б-2		Б»			
А	18	14	0	25	0	36	0	36
А	12	10	3	10	0	20	0	34
А	„ о	28	16	14	6	8	0	18
А	0	12	0	7	13	10	0	30
А	0	22	0	12	2	14	14	26
Сч = 12 740 руб.
После ряда итераций в соответствии с алгоритмом метода по-
тенциалов был получен оптимальный вариант распределения:
Потребители
Производители	В1		Бз		Ба			
А	18	0	0	11	0	20	0	24
А	12	0	3	0	0	8	0	12
298
Аз	0	22	0	8	8	0	14	0
^4	0	5	13	0	0	7	0	11
Аз	0	10	3	0	13	0	0	2
C[j — 10290 руб.
Применение предложенной методики позволило уменьшить
суммарные затраты на перебазировку ремонта строительных по-
токов по оптимальному варианту на 11,3%' по сравнению с ис-
ходным планом.
Б. Определение рационального числа экскаваторов
при выполнении вскрышных работ
на нескольких участках одновременно
Учитывая большие объемы работ, выполняемые ремонтно-
строительными управлениями за ремонтный сезон, соответствую-
щая задача формирования решения по определению необходимого
числа экскаваторов и рациональному закреплению их за ремонт-
но-строительными потоками (при одновременном выполнении ра-
бот) в общем случае может быть рассмотрена на условном
примере.
Допустим необходима разработка грунтов на /=1, 2, ..., п
производственных участках соответственно с объемами в смену
Qi, 0.2, • • Qn- Выполнение работ может быть осуществлено
экскаваторами г=1, 2, ..., пг типа соответственно с производи-
тельностью в смену Р\, Pm- Известны число каждого типа
экскаваторов и стоимость разработки ими (вскрытия) грунта в
зависимости от группы грунтов. Требуется выбрать число машин
и закрепить их за производственными участками так, чтобы обес-
печить заданную интенсивность ремонтно-строительного потока
при наименьших приведенных затратах. Таким образом, для бес-
перебойной работы подъемно-очистных и изоляционно-укладочных
работ необходима последовательная и ритмичная сдача вскры-
того участка трубопровода. Иначе говоря, при работе землерой-
ных машин основным ограничением является сменная интенсив-
ность работ, равная темпу линейного потока. Поэтому при одних
и тех же ограничениях работы на конкретном производственном
участке могут выполняться в различном сочетании землеройных
машин по их интенсивности и по эффективности их использова-
ния. Выбор необходимого числа и наилучшей комбинации допу-
стимых по сменным интенсивностям одноковшовых экскаваторов
21*	299
на различных участках отдельного трубопровода с учетом мини-
мальных затрат на их производство и является сущностью дан-
ной задачи.
Математическая модель
Анализ постановки задачи показывает, что рациональное за-
крепление одноковшовых экскаваторов за производственными
участками может быть осуществлено с применением методов ли-
нейного программирования. По условию задачи соблюдаются ос-
новные характеристики модели линейного программирования:
пропорциональность, условие неотрицательности, аддитивность,
линейность целевой функции.
Для построения математической модели приведем формализо-
ванный анализ сущности задачи, в котором использовано разложе-
ние ее на основные элементы.
Основными элементами задачи являются:
множество разрешающих переменных — варианты возможно
допустимых закреплений машин за участками;
внешние (экзогенные) переменные—заданные темпы выпол-
нения работ на п, участках в плановые периоды;
параметры — интенсивности производства работ соответствен-
но на /=1, 2, ..., п участках с i=l, 2, ..., т машинами в от-
дельности; показатели сложности выполнения вскрышных работ
в зависимости от группы грунтов на /-участках; удельная стои-
мость производства вскрышных работ с учетом возможных зна-
чений разрешающих переменных; суммарное число каждого вида
машин;
целевая функция — эффективность использования ресурсов на
ремонтных работах, т. е. минимальный размер приведенных за-
трат на выполнение ремонтных работ на /-участках при заданном
темпе колонн.
Математическая модель задачи может быть представлена в
следующем виде:
минимизировать
tn п
S S счхч —> min
i=l /=1
при условиях
т
i=l
t= 1,2,..., m; /= 1,2,..., n;
n
/-1
X >0,
300
где Сц — приведенные затраты на работы i-машины на /-участке;
х—число машин i-марок, работающих на /-участке; Рц— интен-
сивность (выработка) i-машины на /-участке,- Вгз— объем работ,
который необходимо выполнить на заданных /-участках за смену,
at — ограничение на затраты ресурсов, т. е. заданное число машин
i-марки, которые могут выполнять работы на /'-участках.
Выбор вычислительного метода и решение
Наиболее подходящим для решения данной задачи является
симплексный метод линейного программирования . Этот метод яв-
ляется универсальным и легко приспосабливаемым к решению
более широкого круга проблем, чем любой другой метод линейно-
го программирования.
В.	Определение рационального комплекта экскаваторов
при последовательном выполнении вскрышных работ
на нескольких участках
Постановка задачи
Сущность задачи по определению оптимального числа экска-
ваторов при последовательном выполнении вскрышных работ на
нескольких участках одним ремонтно-строительным потоком в об-
щем виде может быть рассмотрена на следующем условном при-
мере.
Допустим, необходимо последовательно произвести вскрышные
работы на /—1, 2, ..., п производственных участках с объемами
в смену соответственно Qi, Q2,  ., Qn- Работы могут быть вы-
полнены экскаваторами i=l, 2, ..., m типа с производительно-
стями в смену соответственно Pi, Р2, ..Pm При этом известны
число каждого типа экскаваторов и их стоимостные показатели
при вскрытии в зависимости от группы грунтов. Требуется вы-
брать оптимальный комплект экскаваторов при последовательной
работе одного потока на нескольких производственных участках
при заданных темпах работ с тем, чтобы сумма приведенных за-
трат SU? по всем участкам была минимальной.
Построение математической модели
Процесс производства ремонтно-строительных работ на каж-
дом из участков в зависимости от группы грунтов и темпов работ
может быть описан шаговой схемой.
При таком подходе определение рационального комплекта
экскаваторов позволяет обеспечить минимальные приведенные
затраты на выполнение вскрышных работ.
Каждый шаг применительно к ремонтируемым участкам тру-
бопровода должен проводиться так, чтобы к оптимальному комп-
лекту экскаваторов, выбранному для предыдущего участка, при-
влекалось дополнительно минимальное число экскаваторов для
осуществления ремонта на каждом участке в срок, при минималь-
301
ных значениях приведенных затрат по воем участкам, Это усло-
вие полностью отвечает требованиям (принципа оптимальности
Беллмана, т. е., в каком бы сочетании мы не осуществляли
(вскрышные работы на любом участке ремонтируемого трубопро-
вода; дальнейшее движение от него до конечного участка должно
осуществляться таким образом, чтобы сумма W для всех участ-
ков была минимальной.
Основными элементами 'задачи являются:
множество разрешающих переменных — варианты возможно
допустимых сочетаний машин для производства вскрышных ра-
бот на конкретном участке;
внешние (экзогенные) переменные — (заданные темпы выполне-
ния ремонтно-строительных работ на конкретных участках;
параметры—(интенсивность производства вскрышных работ на
конкретных участках машинами i-типа; стоимость вскрышных ра-
бот с учетом возможных значений разрешающих переменных;
показатели сложности выполнения вскрышных работ в зависимо-
сти от группы грунтов на /-участках; число каждого типа машин;
целевая функция — эффективность использования ресурсов на
ремонтно-строительных работах, т. е. (минимальный размер приве-
денных затрат на выполнение вскрышных работ на /-участках
при заданных темпах работ.
Рекуррентное уравнение, являющееся отображением принципа
оптимальности, имеет вид:
fmj (^) = min {xm,jCm,j -f- fim—l)tj j	>
„0	<- y0 <; Г 1
лт/-1 <5: J4n,i	~d	,
L rJ
где fm, j (№j) —минимальные затраты на производство вскрышных
работ при (выполнении работ на /-участках последовательно;
И7, — объемы вскрышных работ на конкретном участке для раз-
работки в смену; хт, j — число экскаваторов, участвующих во
вскрытии трубопровода, на конкретном участке; — затраты
на число экскаваторов, работающих на /-ом участке; An, j —про-
изводительности экскаваторов в смену в зависимости от группы
грунта;	—оптимальное решение (/—1) задачи, если
/>2, а {хт;0}=0.
Реализация задачи
Решение задачи было осуществлено в 'соответствии с рекур-
рентным уравнением для конкретных участков магистрального
нефтепровода.
Участки трассы отличаются между собой по темпам произ-
водства изоляционно-укладочных работ и (грунтовыми условиями.
При этом необходимо произвести вскрышные работы на участках
с объемами 1^1=1420 м3/смену; U^2=i1960 м3/смену; W3=
=2405 м3/смену при производительности экскаваторов четырех
типов Р1=618 м3/смену, р2=474 м3/амену, Р3=440 м3/смену,
Р4=366 м3/смену (при наличии четырех экскаваторов каждого ти-
302
па) и соответственно со стоимостью разработок (приведенные за-
траты) ^ = 1360 руб., 62=1188 руб., 63=1062 руб., 64=1000 руб.
Для соблюдения требований постановки данной задачи при ре-
шении принимались условия, что если xm,j — оптимальное реше-
ние для первого участка при
о ‘С Хт,1
f	)
I	г
то для второго участка Хт, з оптимальное решение находилось
из условия
а для третьего участка х°т, з — из условия
Xr?i,2 Хщ З
Лз_
Рт,з
На основе реализации данной задачи на машине М-220 полу-
чены следующие результаты:
при выполнении вскрышных работ на первом участке поток
должен быть оснащен экскаваторами первого типа — 1 шт.,
третьего типа — 1 шт. и четвертого типа — 1 шт. Тогда суммар-
ные затраты в смену составят 3422 руб.;
при выполнении вскрышных работ на втором участке поток
должен быть оснащен экскаваторами первого типа — 1 шт., вто-
рого типа — 1 шт. и третьего типа — 2 шт., а суммарные затраты
в смену составят 4672 руб.;
при выполнении вскрышных работ на третьем участке поток
должен быть оснащен экскаваторами первого типа—1 шт., вто-
рого типа — 1 шт. и третьего типа —3 шт., а суммарные затраты
в смену составят 5734 руб.
Суммарные затраты на вскрытие трубопровода на всех трех
участках при обычном распределении составили бы 13 826 руб.
Однако для разработки грунта на втором участке дополнительно
привлечены один экскаватор третьего типа и один второго типа,
а на третьем участке один экскаватор третьего типа, в резуль-
тате чего суммарные затраты по всем участкам при последова-
тельной работе составили только 6948 руб.
ГЛАВА 5
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
в сложных условиях
Как в практике строительства, так и в практике капиталь-
ного ремонта магистральных трубопроводов естественно-географи-
ческие условия традиционно разделяют на обычные, или так назы-
ваемые нормальные, и сложные. Под нормальными условиями
капитального ремонта магистральных трубопроводов условно при-
нято понимать такие, которые соответствуют равнинному рельефу
местности, отсутствию переходов через естественные и искусст-
венные преграды, отсутствию скальных грунтов, постоянно благо-
приятной погоде для выполнения ведущего вида работ, постоянно-
му работоспособному состоянию техники, соответствующей квали-
фикации рабочих и 'бесперебойному (материально-техническому
снабжению. Такие естественно-географические условия, как усло-
вия болот и обводненной местности, горные условия, условия пу-
стынь и каменистых плато, условия многолетнемерзлых грунтов,
оползней, подработанных и просадочных грунтов и другие, при-
нято называть сложными. Очевидно, что любые из этих условий
накладывают свою специфику как на технику, так и на техноло-
гию и организацию производства работ по капитальному ремонту
магистральных трубопроводов, хотя общие производственные
принципы (поточности, синхронности и т. д.) остаются практиче-
ски неизменными.
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
В УСЛОВИЯХ БОЛОТ И ОБВОДНЕННОЙ МЕСТНОСТИ
Классификация болот. Наиболее распространенным определе-
нием болот считается следующее: болота — избыточно увлажнен-
ные или переувлажненные участки земной поверхности, сложен-
ные в основном торфом различной консистенции и степени разло-
жения при мощности слоя торфа -более 0,5 м.
Применительно к капитальному ремонту магистральных тру-
бопроводов можно пользоваться классификацией болот, исполь-
зуемой в строительстве (институт Гипроспецгаз, г. Ленинград),
которая разработана с учетом несущей способности поверхности
болот и возможности проходимости строительной техники, так
как последняя является практически одинаковой как при строи-
тельстве, так и при капитальном ремонте магистральных трубо-
проводов в условиях болот. Эта классификация предусматривает
разделение болот на три типа.
304
Первый тип. Болота, целиком заполненные торфом, допускаю-
щие работу и неоднократный проход болотной техники с удель-
ным давлением 0,2—0,3 кгс/см2 или проход обычной техники с
помощью щитов, еланей, либо дорог, обеспечивающих снижение
удельного давления на поверхность залежи торфа до 0,2 кгс/см2.
Второй тип. Болота, целиком заполненные торфом, допускаю-
щие работу и проход строительной техники только с помощью
щитов, еланей, либо дорог, обеспечивающих снижение удельного
давления на поверхность залежи торфа до 0,1 кгс/см2.
Третий тип. Болота, заполненные растекающимся, торфом и
водой с плавающей торфяной коркой (сплавиной) и без нее, до-
пускающие работу только специальной техники на понтонах или
обычной техники с плавучих средств.
Участки земной поверхности, на которых горизонт грунтовых
вод находится выше дна разрабатываемой траншеи, принято на-
зывать обводненными.
С точки зрения производства работ по капитальному ремонту
магистральных трубопроводов условия болот, в первую очередь,
и условия обводненной местности относятся к наиболее сложным,
что определяется следующими причинами: труднодоступность и
труднопроходимость болот и обводненных участков как в период
осмотра, технического обследования и оценки состояния трубопро-
вода, так и в процессе ремонта; сезонное изменение водного ре-
жима; опасность торфяных болот в пожарном отношении в засуш-
ливые годы.
Из общей протяженности магистральных трубопроводов доля
болот нередко достигает значительной величины. Например, транс-
сибирский нефтепровод Туймазы —Иркутск пересекает болота
общей протяженностью более 100 км, нефтепровод «Дружба» —
182 км. Магистральные трубопроводы, проложенные по террито-
рии Западной Сибири, характеризуются там, что они пересекают
наиболее значительное число болот, заболоченных и обводненных
участков, крупных, средних и малых рек и ручьев с большими по
протяженности заболоченными поймами. Характерными в этом
отношении являются нефтепровод Шаим — Тюмень, пересекаю-
щий более 60 болот общей протяженностью примерно 90 км и
40 водных преград с широкими заболоченными поймами, боль-
шое число обводненных участков с высоким горизонтом грунто-
вых вод, и нефтепровод Усть-Балык — Омск, где имеется более
140 км пересекаемых болот, 36 рек и ручьев, 165 км обводнен-
ных участков. В частности, на этих нефтепроводах имеются от-
дельные болота, протяженность которых достигает 5—12 км (на-
пример, Куминское, протяженностью по трубопроводу 12 км).
Все это чрезвычайно осложняет систему эксплуатационного об-
служивания трубопроводов в части периодического осмотра
трассы, технического обследования состояния трубопровода, под-
держания в исправном состоянии дорог (если они имеются),
обеспечивающих постоянный доступ к трубопроводу, поддержа-
ния в работоспособном состоянии системы электрозащиты тру-
305
бопровода, своевременной профилактики линейной арматуры.
Кроме того, малая несущая способность поверхности болот и об-
водненность траншей, разрабатываемых для вскрытия трубопро-
водов, оказывают существенное влияние на выбор тех или иных
технологических схем ремонта трубопровода. Причем, применяе-
мые в настоящее время технологические схемы ремонта трубо-
проводов в условиях болот характеризуются значительным объ-
емом ручного труда, что приводит к увеличению общей стоимо-
сти работ.
Осмотр трассы трубопровода, определение участков трубопровода,
подлежащих ремонту, определение положения трубопровода
Осмотр трассы трубопровода может быть как наземный, при
наличии вдольтрассовых дорог, так и воздушный, осуществляемый
самолетом или вертолетом, пролетающим над трассой.
В условиях безлюдной и малонаселенной местности, по кото-
рой проходит магистральный трубопровод, роль и практическое
значение вертолетной службы исключительно велики. В частности,
вертолеты с одйнаковОТ~успехом можно использовать как для
наблюдения за трассой трубопровода, так и для производства
всех видов ремонта на трубопроводе — профилактического, ава-
рийно-восстановительного, капитального. Главным преимуществом
вертолетов перед другими видами транспорта является возмож-
ность доставки рабочих, техники м материалов к месту производ-
ства работ в кратчайшие сроки. Кстати сказать,. преимущества
вертолетной службы уже в течение многих лет учитываются при
проектировании, строительстве и эксплуатации магистральных
трубопроводов в районах Западной Сибири, характеризующихся
высокой заболоченностью и обводненностью местности: при домах
линейных ремонтных рабочих, на насосных станциях и ремонтно-
восстановительных пунктах оборудованы вертолетные площадки.
К вертолетам, в зависимости от их использования на эксплуати-
руемом трубопроводе, предъявляются специальные требования с
учетом минимальных затрат на аренду. Вертолеты, используемые
для патрульного осмотра трассы трубопровода и определения
участков трубопровода, подлежащих ремонту, должны иметь ши-
рокий обзор трассы; скорость полета менее 120 км/ч; малую вы-
соту полета — не более Т20 м; дополнительное сидение в кабине
пилота для специалиста по осмотру трассы трубопровода; посто-
янную связь с эксплуатационным персоналом для передачи ин-
формации; достаточную грузоподъемность nptp значительных габа-
ритах грузовой кабины и загрузочного люка, или же возможную
перевозку грузов на внешней подвеске; возможность осущест-
влять посадку в труднодоступных местах и требовать для взлета
и посадки площадку минимальных размеров; летать в любое
время суток и при сложных метеорологических условиях. Эти же
типы вертолетов используются и при производстве работ по ка-
питальному ремонту магистральных трубопроводов в условиях
болот и обводненной местности.
306
Участки трубопровода, подлежащие капитальному ремонту,
определяют и уточняют, контролем качества изоляционного по-
крытия: контроль состояния покрытия в процессе эксплуатации
трубопровода без его вскрытия; контроль состояния покрытия в
процессе ремонта; контроль состояния покрытия после укладки
трубопровода в траншею на болоте. Общая оценка качества изо-
ляционного покрытия трубопровода, уложенного через болото,
дается по значению переходного сопротивления, труба — земля;
участки дефектной или поврежденной изоляции определяют при-
борами ИП-74 (искатель повреждений).
Как правило, эксплуатируемый трубопровод обследуется в
весенний и осенний периоды.
Положение трубопровода в плане и <по глубине определяется
с целью предотвращения повреждения тела трубы при вскрытии
специальными трассоискателями, земляным буром, щупом, а так-
же отрывкой шурфов. Результаты измерений глубины заложе-
ния трубопровода до верхней образующей трубы в каждом кон-
кретном месте наносятся на деревянные колышки указатели, ко-
торые забиваются строго по оси трубопровода через 50 м, а на
участках с малой глубиной заложения и сильно выраженным
микрорельефом — через 25 м.
Сооружение временных дорог на период ремонта
магистрального трубопровода
Сооружение подъездных и вдольтрассовых дорог в условиях
болот, заболоченной и обводненной местности, которые необходи-
мы как для нужд строительства, так и эксплуатации, связано с
большими капитальными затратами, поэтому, как правило, срок
службы подъездных и вдольтрассовых дорог, сооруженных в
период строительства, резко превышает срок собственно строи-
тельства трубопровода. В исключительных случаях необходи-
мость сооружения дорог отпадает, например при малой протя-
женности отдельных болот, когда возможно применение инвен-
тарных щитов и еланей: на болотах 1 типа, когда так называемое
верховое болото в известной мере осушается после разработки
траншеи для укладки трубопровода уже на стадии строительст-
ва; на неглубоких (до 0,8 м) болотах Г типа, когда используется
болотоходная техника (на уширенных гусеницах).
Очевидно, что необходимость во вдольтрассовой дороге для
нужд эксплуатации практически отпадает, если трубопровод про-
ложен через болото в две нитки.
Тем не менее, как показывает многолетняя (отечественная и
зарубежная) практика эксплуатации магистральных трубопро-
водов, на болотах значительной протяженности сооружение дорог
для нужд эксплуатации при современном уровне ремонтной тех-
ники остается проблемным вопросом.
Строительство подъездных и вдольтрассовых зимних дорог на
болотах выполняют с учетом типа болота, мощности и степени
307
разложения торфа, его промерзаемости. Тип и конструкция доро-
ги устанавливаются проектом производства работ. Как правило,
зимние дороги на болотах сооружаются без отсыпки земляного
полотна путем систематической расчистки от .снега полосы дви-
жения транспорта и ремонтной техники, укаткой снежного покро-
ва или намораживанием.
Для определения необходимой толщины промерзшего верхнего
слоя болота можно пользоваться (формулой
где k — коэффициент, для гусеничных машин й=9, для колес-
ных машин	а — коэффициент, для травяных болот а—2;
для остальных видов болот а=1,6; Q—сила тяжести механизма
в рабочем состоянии; р— поправка, вводимая при температуре
воздуха ниже —50 °C, р=2ч-3 см.
Полосу проезда расчищают от снега до начала производства
работ и затем регулярно в течение всего периода (капитального
ремонта трубопровода. Снежные отвалы сдвигают бульдозерами
в сторону от дороги непосредственно после расчистки ее от снега.
Для ускорения промерзания проезжей части ремонтной полосы
дороги производят также периодическое укатывание снежного
покрова тракторами или бульдозерами на уширенных гусеницах
с прицепными катками или специальными снегоуплотняющими
машинами (например, СУМ-280). Для безопасности прохода
этих машин на болотах II типа укатку снежного покрова начи-
нают лишь после промерзания моховых и травянистых болот на
глубину соответственно 30 и 20 см. Намораживание ледяной кор-
ки путем многократного полива дороги водой (слоями в 2—3 см
с интервалом 1—2 ч в зависимости от температуры воздуха) при-
меняют в редких случаях.
Наиболее практичным в последние годы признан следующий
метод намораживания зимней дороги: по болоту, промерзшему на
глубину 10 см, пропускают несколько раз трактор или бульдозер
на болотном ходу; спустя сутки или двое, когда промерзшая и из-
ломанная корка торфа, смешанная со снегом и водой, промерзнет,
по этому же болоту пропускают трактор или бульдозер на обыч-
ном ходу; и так до тех пор, пока толщина промерзшего слоя
болота станет достаточной для прохода транспорта и тяжелой ре-
монтной техники.
На плохозамерзаемых болотах (болотах с нер наложившимся
или слаборазложившимся торфом), а также на болотах с мощ-
ным слоем торфа (более 2 м) проезжую часть ремонтной полосы
усиливают сплошным лежневым настилом или разреженным на-
стилом (через 0,4—0,6 м) из бревен толщиной по комлю
18—22 см.
Зимние комбинированные дороги с использованием лежневых
строят преимущественно на залесенных болотах.
308
Для обеспечения нормальных условий проведения капитально-
го ремонта трубопровода на сильно обводненных болотах (при
наличии надлежащего стока из болота в водоприемниках) реко-
мендуется заблаговременно' (за 1—2 года до начала ремонтных
работ) осушить заболоченную территорию, для чего обычно про-
кладываются осушительные канавы и отводятся источники
(ручьи, мелкие речки), питающие болото.
В последние 10—12 лет
при строительстве магист-
ральных трубопроводов на
участках болот, участках
заболоченной и обводнен-
ной местности построено
значительное по общей про-
тяженности число подъезд-
ных и, главным образом,
вдольтрассовых дорог, ко-
торые были использованы в
период строительства тру-
бопровода, а затем, после
соответствующего ремонта,
были сданы заказчикам в
соответствии с проектной
документацией. Эти дороги
рассчитаны на сравнитель-
но продолжительный перио;
эксплуатации, конструкции
их весьма разнообразны,
однако наиболее распрост-
раненными из них являют-
ся следующие: сплошная
сланевая дорога с отбойны-
ми брусьями и отсыпкой гравием или песчано-гравийной смесью;
дороги из минерального грунта, выполняемые по следующим схе-
мам:
непосредственно на поверхности торфяного основания с укреп-
лением торфяной залежи хворостяной выстилкой или настилом
из тонкомерных (до 12 см по комлю) хлыстов (рис. 5.1, а);
укладка насыпи на торфяное основание путем выдавливания
торфов неустойчивой консистенции весом самой насыпки, отсы-
паемой непосредственно на торф (рис. 5.1, б);
укладка земляного полотна на минеральное дно болота путем
выторфовывания или погружения насыпи на минеральное дно ве-
сом самой насыпи (рис. 5.1, в).
Дороги этой конструкции сооружаются преимущественно из
песчано-гравелистых грунтов или из грунта с содержанием мел-
ких частиц (0,1 мм) не более 15% по весу.
Ширина проезжей части дорог, используемых только в период
эксплуатации трубопровода, принимается минимальной — 3,5—
309
Рис. 5.1. Эксплуатационные дороги из ми-
нерального грунта:
/ — насыпь из минерального грунта; 2 —> хворо-
стяная выстилка; 3 — торфяное основание; 4 —
минеральное дно болота
Таблица 5.1
Исходные данные для определения осадки торфяной залежи
Степень разложе- ния торфа, %	Коэффициент по- ристости	Плотность, г/см2	Влажность, %	Коэффициент фильтрации, м/сут
0—10	8,5—10	0,4—0,9 0,2—0,4	85-95 70—85	До 1,5
11—24	8-9	0,8—1,03 0,4—0,8	85—95 70—85	0,3—0,55
25—40	6—8	0,81—1,03 0,45—0,8	85—95 40—85	0,04—0,4
>40	4—6	0,92—1,03 0,45—0,9	85—95 40—85	0,01—0,1
Торфяной ИЛ	2,5—6	—	—	—
4,5 м .в зависимости от характеристики транспортных средств и
ремонтно-строительной техники.
При определении стабилизированной осадки торфа при уст-
ройстве насыпных дорог иа неосушаемых болотах I и II типов
допускается, что торфяная залежь однородна, а распределение
напряжений по глубине торфа характеризуется зависимостью
(для торфяных грунтов) компрессионной кривой:
е=е0—оПп/'-^-Ч-1 V
где е — коэффициент пористости после стабилизации процесса
уплотнения от внешней нагрузки; ео — начальный коэффициент
пористости; а — показатель уплотнения, принимаемый для слабо-
разложившегося торфа 2,5—3,2, для среднеразложившегося
торфа—1,5—2,5, для хорошо разложившегося торфа 0,75—1,5,
для сильноразложившегося торфа 0,6—0,75-, р — давление мине-
рального грунта; ркр — давление (боковое) торфа.
Для определения осадки торфяной залежи необходимы такие
данные, как влажность торфа и его плотность (табл. 5.1). Пре-
вышение бровки полотна дороги над поверхностью торфяной за-
лежи определяется с учетом осадки насыпи и горизонта павод-
ковых вод, но должно быть не менее 0,5 .м.
Откосы земляного полотна верхней части насыпи обычно при-
нимаются в пределах 1 : 1,25-i-l : 1,5.
В зарубежной практике, как правило, подъездные и вдоль-
трассовые дороги на период строительства трубопроводов соору-
жаются насыпными и в дальнейшем используются для нужд
эксплуатации трубопроводов. В частности, в США широко при-
меняют устройства насыпей на песчаных дренажных сваях (в це-
лях стабилизации торфяного слоя). При этом учитывается, что
действие на торфяной слой болота постоянной нагрузки от насып-
ного грунта и временных нагрузок от движущегося транспорта в
сочетании с песчаными сваями, способствует осушению болота.
Вода, поднимающаяся по вертикальным песчаным дренажным
сваям и затем ио горизонтальному дренирующему слою насыпи,
310
। отводится в сторону. В результате этого ускоряется осадка тор-
фяного слоя болота и увеличивается его несущая способность.
Песчаные сваи устраиваются при помощи специальной уста-
новки, представляющей собой обсадную трубу диаметром 350—
540 мм и высотой, соответствующей глубине болота, смонтиро-
ванную на самоходном кране. В трубе имеется ряд одинаковых
отверстий для засыпки песка, а к нижней части ее присоединя-
ется наконечник (башмак). Обсадную трубу погружают ниже
торфяного слоя болота. Для требуемого уклонения песка в об-
садную трубу подают сжатый воздух под давлением 6—7 кгс/см2.
Затем обсадную трубу извлекают, а башмак остается в грунте.
На болотах большой глубины до погружения обсадной трубы
вначале методом гидроподмыва образуют скважину необходимого
диаметра. После стабилизации и осушения торфяного слоя уст-
раивается насыпная дорога.
В период эксплуатации трубопровода должна быть организо-
вана дорожная служба, обеспечивающая профилактический
ремонт трубопровода.
Технология производства ремонтных работ
В зависимости от типа болот, их глубины, типа используемых
машин, сезона (летний, зимний) производства работ, назначения
трубопровода (нефтепровод, газопровод, нефтепродуктопровод) и
ряда других факторов применяют различные схемы ремонта тру-
бопроводов в условиях болот.
Рис. 5.2. Схема капитального ремонта нефтепровода (нефтепродуктопровода)
в условиях болот:
/—экскаватор на болотном ходу; 2 — трубоукладчик; 3 —елани; -/ — очистная машина;
5 — изоляционная машина; 6 — скребковый траншеезасыпатель на болотном ходу
На рис. 5.2 дана технологическая схема капитального ремонта
магистрального нефтепровода (нефтепродуктопровода) в усло-
виях болот I типа (схема ВНИИСПТнефть). По этой схеме капи-
тальный ремонт трубопровода ведется механизированной колон-
ной (со снижением давления в трубопроводе), осуществляющей
весь производственный цикл. Трубопровод вскрывают и осматри-
вают для выявления возможности его подъема без предваритель-
ных сварочных работ, обеспечивающих сохранность трубопрово-
да. На приподнятом трубопроводе производят работы по восста-
новлению стенки трубы и замене изоляции. После проверки
качества изоляционного покрытия трубопровод опускают и засы-
пают грунтом. Очистка трубопровода от старой изоляции осу-
311
ществляется очистными машинами типа ОМС. Очищенный, отре-
монтированный и загрунтованный трубопровод покрывают уси-
ленной изоляцией и оберткой стеклохолстом при помощи машины
типа УИМ (возможно применение липких полимерных лент).
Наименьшая высота подъема трубопровода от дна траншеи для
прохода специальных машин составляет 40 см. В процессе вы-
полнения ремонтных операций ведется непрерывная откачка воды
из траншеи любым насосом, производительность которого обес-
печивает откачку поступающей воды. При ликвидации поврежде-
ний на трубопроводе, в зависимости от их характера,над местом
Рис. 5.3. Схема искусственного водопонижения при двух рядах иглофильтров:
/ — уровень грунтовых вод; II — уровень воды в траншее; III — кривая депрессии; / — водо-
отливной коллектор; 2 — надфильтровая труба; «3 — фильтр; 4 — магистральный трубопровод
повреждения роют котлован, размеры которого должны обес-
печить свободное выполнение ремонтных работ. При рытье котло-
вана в обводненных грунтах применение открытого водоотлива
не всегда дает желаемый результат. Так, при ликвидации по-
вреждения на одном из участков нефтепровода, расположенного
в пойме реки, применение открытого водоотлива с помощью водо-
отливного агрегата в течение нескольких суток не дало результата,
поэтому было решено искусственно понизить уровень грунто-
вых вод путем погружения в грунт вокруг разрабатываемого кот-
лована группы вертикальных иглофильтров с применением уста-
новки ЛИУ-6, объединенных водосборным коллектором, который
подключался к отсасывающему насосу (рис. 5.3).
Перед выбором схемы искусственного водопонижения было
ориентировочно подсчитано ожидаемое поступение воды в тран-
шею. Общий поток воды в траншею
Q=ql,
где q — удельный приток воды на 1 м траншеи; I — длина разра-
батываемого участка траншеи.
312
Удельный приток q для траншеи (случай безнапорного дви-
жения и симметричного притока)
 k(H2—h1)
где k — коэффициент фильтрации; Н — возможная глубина воды
в траншее; h — минимальная глубина воды в траншее; L — рас-
стояние, в пределах которого уровень воды в траншее влияет на
уровень грунтовых вод,
L = 3000(H—h).
При £=110 м/сут, //=1,8 м, /г=0,2 м общий приток воды в
траншее Q = 52 м3/ч. Тогда, согласно технической характеристике
иглофильтровой установки ЛИУ-6, укомплектованной двумя на-
сосными агрегатами, выбираем агрегат № 1 с характеристикой
Q = 70 м3/ч; // = 27 м.
Техническая характеристика иглофильтровой установки ЛИУ-6
	№ 1	№ 2		№ 1	№ 2
подача, м3		70	140	Число иглофильтров	100	100
Полный майор, м .	27	35	Длина коллектора, м	105	105
Мощность электродвига-			Диаметр коллектора, мм	150	150
теля, кВт ....	10	20	Габариты установки, мм:		
Вакуумметрическая вы-			ширина .	.	.	.	735	735
сота всасывания, м вод.			высота .	.	.	.	1780	1780
ст		8	8	длина .	.	.	.	1175	1175
Высота самовсасывания,			Масса установки, кг .	587	670
и вод. ст. .	.	.	7	7			
Выбрав схему искусственного водопонижения и насосный аг-
регат иглофильтровой установки, начинают ее монтаж на месте
повреждения трубопровода. Работы по монтажу иглофильтровой
установки включают три основные операции: сборку и прокладку
всасывающего коллектора; погружение иглофильтров :в грунт;
монтаж насоса.
Сборка и прокладка всасывающего коллектора. Монтаж игло-
фильтровой установки начинается с укладки отдельных звеньев
коллектора параллельно ряду иглофильтров на расстояние 0,6—
0,8 м от оси ряда. После укладки каждого звена коллектора
(звенья соединяются резиновыми муфтами, затягиваемыми при по-
мощи стяжных хомутов) к отверстиям патрубков присоединяются
шланги с накидной гайкой для последующего соединения игло-
фильтров. При монтаже всасывающего коллектора необходимо
следить за герметичностью всех соединений.
Погружение иглофильтров в грунт. Перед погружением игло-
фильтра в грунт все его звенья (надфильтровые трубы, фильт-
ровое звено и наконечник) свинчиваются на поверхности земли.
На верхний конец собранного иглофильтра навинчивается уголь-
ник с одетым прорезиненным шлангом (пожарный рукав), соеди-
ненным с насосом. После сборки и присоединения шланга игло-
фильтр устанавливается вручную в вертикальное положение.
Затем через шланг подается под напором вода, размывающая
22—416	313
грунт под наконечником, вследствие чего иглофильтр погружается
в грунт под действием силы тяжести. Для облегчения погруже-
ния иглофильтра в тяжелые грунты его поворачивают вокруг про-
дольной оси при помощи хомута с длинными рукоятками. В за-
висимости от категории грунтов расход и напор воды, подаваемой
на иглофильтры, различны:
Расход Напор,
Категория грунтов	"/с кгс/см2
Мелкозернистый песчаный грунт	6—8	4
Слои крепкого песка, суглинки	10—12	До 8
В качестве насосного агрегата используется тот же вихревой
насос, который применяется для откачки воды из иглофильтровой
установки. Для этой же цели можно использовать насос пожар-
ной машины, участвующей при ликвидации аварии.
При погружении иглофильтра необходимо следить, чтобы
фильтровое звено было установлено на всю свою глубину в водо-
носном слое, что можно проконтролировать, наблюдая за выно-
симым промывной водой грунтом и скоростью погружения игло-
фильтра. Для обеспечения достаточной глубины погружения
фильтрового звена ниже уровня воды, устанавливающегося при
откачке, необходимо 'верхний край сетки фильтра располагать
так: если площадь котлована окружена иглофильтрами—на глу-
бине не менее 0,5—0,7 м; если иглофильтры расположены с одной
стороны котлована — на глубине 1—1,2 м.
Монтаж насоса. Место установки насоса, откачивающего воду
из всасывающего коллектора иглофильтровой установки, опреде-
ляется из условий удобства сброса откачиваемой воды, а также
наименьших потерь напора во всасывающем коллекторе, т. е.
насос необходимо установить в средней точке коллектора. Перед
пуском насоса необходимо проверить легкость вращения его от
руки, залить корпус насоса водой, включить в электродвигатель
и проверить направление его вращения, открыть задвижку на
всасывающей линии. Смонтированная иглофильтровая установка
перед эксплуатацией должна быть проверена на герметичность.
По мере откачки и понижения уровня грунтовых вод подготовля-
ется котлован. Откачка воды должна выполняться непрерывно,
так как при прекращении работы насоса пониженный уровень
воды восстанавливается. Дальнейшая технология ликвидации
повреждения зависит от характера повреждения.
Применение иглофильтровой установки значительно сокращает
время ликвидации повреждений. Так, на ликвидацию поврежде-
ния на трассе нефтепровода «Дружба» в сильно заболоченной
местности при применении иглофильтровой установки потребова-
лось всего 29 ч.
При высоком уровне грунтовых вод и при большой длине пе-
рехода через болото целесообразно отрывать траншею и ремонти-
ровать трубопровод участками, отделенными друг от друга пере-
мычками. Это позволит уменьшить объем воды, которую нужно
было бы откачать из траншеи, если бы вскрывался сразу весь
314
переход. Длина участков определяется в зависимости от ожидае-
мого дебита воды и подачи водоотливных насосов. Если пониже-
ние уровня воды в траншее затруднено, можно поднимать тру-
бопровод и на большую высоту (более 40 см), но это вызывает
увеличение числа трубоукладчиков.
Число кранов-трубоукладчиков и их расстановка подбираются
таким образом, чтобы напряжения в стенке трубопровода, возни-
кающие при подъеме, были меньше расчетного сопротивления
для данной марки стали.
Практика сооружения и эксплуатации магистральных трубо-
проводов в условиях болот показывает, что плановый ремонт тру-
бопроводов целесообразно проводить в зимнее время. Обязатель-
ным условием при этом должно быть минимальное сближение ча-
стных потоков по производству вскрышных и изоляционно-укла-
дочных работ. Это условие может быть выполнено только при чет-
кой организации ремонтных работ и обеспечении комплексных ре-
монтных колонн необходимой техникой и рабочей силой.
Согласно «Правил технической эксплуатации магистральных
газопроводов» производство работ на действующем газопроводе
должно вестись с остановкой транспортировки газа на ремонти-
руемом участке, поэтому при ремонте необходимо максимально
механизировать трудоемкие работы для сокращения сроков их
выполнения.
Из опыта ремонта подземных трубопроводов эксплуатацион-
ными управлениями известно, что траншея на болотах после
вскрытия трубопровода заполняется водой. Водоотлив механиче-
скими средствами или методом вымораживания не производится
из-за сложности, дороговизны работ и других причин. В связи с
этим ремонт рациональнее производить на поверхности земли у
бровки траншеи или в положении на весу. Ремонтные работы на
дне траншеи исключаются.
Капитальный ремонт подземных магистральных газопроводов
на болотах можно выполнять по двум схемам.
Первая >схема — ремонт газопроводов с прокладкой новой
нитки параллельно действующей. Этот способ рекомендуется при-
менять при однониточном переходе газопровода, когда невозмож-
на остановка транспортировки газа во время ремонта, и при зна-
чительном повреждении стенок труб. При этой схеме параллельно
действующему газопроводу (на расстоянии 6—8 м от него) прок-
ладывается трубопровод того же диаметра. В зависимости от
оборотного фонда труб параллельный участок может быть соору-
жен сразу по всей протяженности болота или этапами. После
подключения параллельной нитки вскрывают ремонтируемый уча-
сток, разрезают, и секциями перевозят на ремонтную базу. После
ремонта трубы используются на новом участке ремонтируемого
газопровода. При ремонте газопровода по первой схеме обеспечи-
вается качественное выполнение ремонтно-строительных работ и
действующий газопровод останавливается только на время врез-
ки в него двух концов новой нитки.
22*	315
Существенными недостатками этой схемы являются необходи-
мость большого запаса труб и значительный объем работ. Ремонт
газопроводов по первой схеме ничем не отличается от технологии
сооружения новых газопроводов в условиях болот, поэтому ре-
монтно-строительные работы могут быть выполнены согласно
«Указаниям по производству линейных работ при строительстве
магистральных трубопроводов через болота в зимнее и летнее
время» (ВНИИСТ, 1967 г.) и с учетом накопленного опыта строи-
тельными организациями Миннефтегазстроя по прокладке магист-
ральных газопроводов через болота.
Вторая схема — ремонт газопровода на берме траншеи, без
разрезания. По этой схеме (см. рис. 3.2) газопровод вскрывают,
поднимают со дна траншеи на берму и после очистки уклады-
вают на лежки. В этом положении производится необходимый
ремонт стенок труб, затем газопровод вторично очищают и после
наложения изоляции укладывают на дно траншеи. При ремонте
газопровода по второй схеме значительно уменьшается объем
земляных работ, и весь комплекс ремонта выполняется поточным
методом. Газопровод на время ремонта приходится отключать, и
транспортировка газа приостанавливается.
Целесообразность применения той или иной схемы зависит от
условий работ и состояния ремонтируемого газопровода.
Капитальный ремонт магистрального газопровода на берме
траншеи производится в определенной последовательности: под-
готовительные, вскрышные, подъемные, укладочные, сварочные
и изоляционно-укладочные работы с засыпкой отремонтирован-
ного участка.
При производстве капитального ремонта магистральных газо-
проводов на болотах особое значение имеет выполнение подго-
товительных и вскрышных работ, а также состояние газопровода
при его подъеме и укладке на берме траншеи. В состав подго-
товительных работ входят определение положения газопровода,
строительство временных зимних и лежневых дорог, планировка
трассы газопровода.
Земляные (вскрышные) работы на болотах следует выполнять
однокощдбвыми экскаваторами с обратной лопатой. Рыхление
мерзлых грунтов рекомендуется производить бульдозерами, обо-
рудованными отвалами с приваренными зубьями или со стоеч-
ными рыхлителями.
После вскрытия газопровод трубоукладчиками приподнимают
на берму траншеи и укладывают на лежки. Подъемно-укладоч-
ные работы при капитальном ремонте газопроводов являются наи-
более ответственными операциями.
Весь комплекс подъемно-укладочных работ на газопро-
воде целесообразнее вести двумя звеньями. Первое звено
(рис. 5.4, о) имеет четыре трубоукладчика Ту—Т4, очист-
ную 2 и сушильную 3 машины. Оно осуществляет подъем
трубопровода 1, очистку его и укладку возле траншеи на лежки
высотой 20—30 см. Трубоукладчик Ту перед подъемом трубопро-
316
вода выдергивает его из грунта, так как после вскрытия ои>
остается в некоторой степени защемленным в грунте. Трубоук-
ладчики Т2, Т3 и Т4 поддерживают трубопровод на высоте 0,6 и
от поверхности земли, создавая условия работы очистной и су-
а
Рис. 5.4. Расстановка механизмов при ремонте газопровода на болоте
шильной машинам. Очистная машина 2 движется позади трубо-
укладчика Т3 на расстоянии ai=6-i-8 м.
В табл. 5.2 приведены параметры технологической схемы ре-
монта газопроводов для первого звена. Суммарные продольные-
напряжения проверялись в наиболее нагруженном сечении, нахо-
дящемся в рассматриваемой схеме в месте захвата газопровода
трубоукладчиком Т3.
Если по условиям работы необходимо сушить трубу, то су-
шильную печь 3 надо располагать сзади трубоукладчика Т4 на
317
расстоянии 5—6 м. Очищенный и осушенный газопровод 1 укла-
дывается на лежки 4, располагаемые в зависимости от диаметра
рекомендуемого газопровода с интервалом 25—40 м, после чего
бригада сварщиков приступает к восстановлению стенки трубы,
заварке каверн, трещин и т. д. Далее второе звено (рис. 5.4, б),
имеющее три трубоукладчика Т\—Т3, очистную 2 и изоляцион-
ную <3 машины, повторно очищает газопровод, изолирует и укла-
дывает его на дно траншеи. Нагрузка на трубоукладчики во вто-
ром звене и напряженное состояние трубопровода во время изоля-
ционно-укладочных операций аналогичны нагрузкам при работе
первого звена (см. табл. 5.2). Отличие состоит в том, что наи-
более нагруженным сечением в схеме второго звена является
место захвата трубы трубоукладчиком Т3.
Если на газопроводе заменяется только изоляция (когда тело
трубы в хорошем состоянии), то все работы целесообразнее про-
изводить одним звеном, не укладывая трубопровод на лежки; при
этом его необходимо поднимать на такую высоту, чтобы нижняя
образующая технологических машин была немного выше уровня
воды в траншее. Эта технологическая схема аналогична распрост-
раненному в строительстве трубопроводов совмещенному методу
производства изоляционно-укладочных работ (рис. 5.5), рабочие
параметры для которой приводятся в табл. 5.2.
Результаты исследований условий ремонта наземного газо-
провода позволили рекомендовать производство всего цикла
подъемно-укладочных работ одной механизированной колонной
по схеме, изображенной на рис. 5.6. .Наземный газопровод после
его вскрытия поднимают над землей всего на 50—60 см, благо-
даря чему суммарные продольные напряжения в нем не превы-
шают 1400—1800 иге/см2. Рабочие параметры технологической
схемы ремонта наземных газопроводов приведены в табл. 5.2.
В рассмотренных схемах предполагается, что газопровод
во время ремонта не разрезается. В связи с этим для. обеспече-
ния полной длины стрелы изгиба необходимая длина вскрытой
части газопровода должна быть не менее 400 м. Для наземного
газопровода минимальная длина раскрытой части должна быть
не менее 150 м.
Рекомендуемые технологические схемы ремонта газопроводов
в условиях болот обеспечивают максимальную степень механиза-
ции производства работ; применение прогрессивного метода орга-
низации ремонтно-строительных работ — поточного метода; зна-
чительное улучшение условий труда, соблюдение правил техники
безопасности при выполнении всех операций и повышение каче-
ства выполняемых работ; проведение ремонта газопроводов без
повреждения труб.
Третья схема — ремонт газопровода на берме траншеи. Техно-
логическая последовательность производства работ в этом случае
такова (см. рис. 3.3). Вскрытый газопровод на ремонтируемом
участке разрезают с двух концов, приподнимают и укладывают
на лежки на берме траншеи. После предварительной очистки по-
318
верхности газопровода от старой изоляции выполняют сварочные
работы. На восстановленный газопровод наносят новое изоля-
ционное покрытие с одновременной укладкой газопровода на дно
траншеи. Концы отремонтированного участка центруют, свари-
Рис. 5.5. Расстановка механизмов при ремонте газопровода на болоте совмещен-
ным методом:
1 — газопровод; 2 —очистная машина; 3 —сушильная печь; 4 — изоляциоииая машина
Отвал гранта
Рис. 5.6. Расстановка механизмов при ремонте наземного газопровода:
/ — газопровод; 2 —очистная машина; 3 — сушильная печь; 4 — изоляционная машина;.
5 — границы обвалования газопровода
вают в общую нитку, и весь участок газопровода засыпают. Дан-
ный метод ремонта рекомендуется для случаев, когда пет спе-
циальных ремонтно-строительных машин, и может применяться
при любых условиях эксплуатации. При этом вырезают участок
вскрытого газопровода протяженностью не менее 500 м, после
чего выполняют подъемно-укладочные работы, а на свободные
концы газопровода, лежащего в траншее, приваривают сфериче-
ские заглушки. Преимущество третьего метода заключается в
31»
Технологические параметры подъема и укладки
Диаметр трубопро- вода, мм	Трубоукладчик					Вылет стрелы, м	Интервалы, м					
	Л	Т?	т»	?4	т6		/1	It	If	14	b	
Для первого ввела
720	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	—	2,7	20	25	20	—	25
•820	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	—	2,8	25	30	25	—	30
•920	ТО-1224	ТО-1530	Т-1530	Т-1530	—	3	30	35	30	—	35
:Ю20	ТО-530	Т-3560	Т-3560	Т-3560	—	3,1	35	40	35	—	40
Для второго эвена
720	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	—	—	2,7	25	20	—	—	25
820	ТО-1224	ТО-1224	Т-1530	—	—	2,8	30	25	—	—	30
920	Т-1530	Т-1530	Т-3560	—	—	3	35	30	—	—	35
3020	Т-1530	Т-3560	Т-3560	—	—	3	40	35	—	—	40
Для совмещенного
720	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	2,7	20	25	20	20	—
820	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	Т-1530	2,8	20	30	25	25	—
920	ТО-1224	ТО-1224	Т-1530;	Т-1530	Т-3560	3,0	30	35	30	30	—
3020	Т-1530	ТО-1530	Т-1530	Т-1530	Т-3560	3,0	35	40	35	35	—
720	ДО-1224	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224	—	Д	ля 20	газе 25	мне 20	го	азо
820	ТО-1224	ТО-1224	ТО-1224|	ТО-1224	—	—	25	30	25	—	—
920	ДО-1224;	ТО-1224	Т-1530	Т-1530	—	—	30	35	30	—	—
1020	ТО-1530	Д-1530	Т-1530	Т-3560	—	—	35	40	35	—	—
Таблица 5.2'
трубопровода при ремонте газопроводов
Высота подъема труб от два траншеиг ем					Нагрузка на трубоукладчики, ТС				
Й1	Ла	Лз	Л4	Лб			т3		Ть
(см. рис. 5.4, а)
0	60—70	180—190	160—170	—	12	5—6	6—7	6—7	—-
0	70—80	190—200	180—190	—	12	7—8	8—9	8—9	—•
0	80—90	210—220	200—210	—	12	9—10	10	10	—-
0	90—100	230—240	220—230	—	12	13—14	14	14	—-
(см. рис. 5.4,6)
160—170	180—190	60—70	—	—	5-6	6—7	7—8	—	—
180—190	190—200	70—80	—	—	7—8	7—8	9—10	—	—
200—210	210—220	80—90	—	—	8—9	8—9	12—14	—	—
200—230	230—240	90—100	—	—	10—11	10—11	14—15	—	—•
метода (см. рис. 5.5)
0	60—70	150—160	150—160	60—70	12	4—5	5—6	4—5	7—8’
0	70—80	160—170	160—170	70—80	12	5—6	7-8	5-6	9—10
0	80—90	170—180	170—180	80—90	12	7—8	.8—9	7—8	13—14
0	90—100	180—190	180—190	90—100	15	9—10	10—11	9—10	15—16.
провода (см. рис. 5.6)
—	—	—	—	—	4-5	5—6	4—5	5—7	—
—‘	—	—	—	—	5-6	7—8	5-6	8-9	—
—	—	—	—	—	7—8	8—9	7—8	12—14	—
—	—	—	—	—	9—10	10—11	9—10	—	
том, что ремонтно-строительные работы выполняют обычными
строительными машинами, которые применяют при сооружении
трубопроводов.
Подготовительные, земляные, подъемно-укладочные и свароч-
но-восстановительные работы выполняют аналогично второй
схеме.
Для снятия старой изоляции при ремонте газопровода реко-
мендуется применять обычные очистные машины типа ОМЛ, ко-
торые подбирают в зависимости от диаметра ремонтируемого га-
зопровода. У подобранных машин на передней части ротора ра-
бочий инструмент (обычные скребки) заменяют специальными
резцами, изготовленными из стали марки Ст5, на режущую часть
которой наваривают твердый сплав. Если невозможно изготовить
резец с наваркой твердым сплавом, используют мягкую сталь СтЗ
с цементацией и термообработкой (двойная закалка с низким от-
пуском) или углеродистую сталь марки 45 с последующей закал-
кой и низким отпуском. Чтобы старая изоляция не забивала ра-
бочие органы машины, форму резца выполняют в виде отвала.
Специальный резец крепят болтами к сварной державке. Резец и
резцедержатель, на который он крепится, просты в изготовлении,
поэтому обычную очистную машину для применения ее при ре-
монте газопровода можно реконструировать в любой механиче-
ской мастерской. Грунтовочное устройство машины остается без
изменений.
Окончательно восстановленный газопровод очищают очистной
машиной типа ОМЛ и наносят на него новую изоляцию изоляци-
онной машиной типа ИМ или ИМЯ. Машины подбирают также
в соответствии с диаметром ремонтируемого газопровода.
После нанесения новой изоляции и укладки газопровода на
дно траншеи отремонтированный участок газопровода подсоеди-
няют к основной нитке.
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
В УСЛОВИЯХ ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ
При выборе технологических и организационных схем ремонт-
ных работ на трубопроводах, проложенных в горной местности,
необходимо учитывать топографические, гидрогеологические и
климатические факторы.
Практика показала, что основными факторами, влияющими на
выбор технологической схемы ремонта трубопроводов в горных
районах, являются крутизна склонов и состояние грунтов.
По степени проходимости строительных машин горные подъе-
мы и спуски делятся на три группы. К первой группе относятся
склоны с крутизной а до 10°, ко второй — с а=104-20° и к
третьей — с а более 20°. Установлено, что при ремонтно-строи-
тельных работах на склонах с крутизной более 20° целесообраз-
но разрабатывать специальные методы для каждого конкретного
участка газопровода. При склонах, относящихся к первой и вто-
322
рой группам, ремонтные работы выполняются с подъемом и ук-
ладкой трубопровода на лежки в траншее (при замене изоляции
и восстановлении стенки трубы) или на весу (при замене только'
изоляционного покрытия).
В некоторых случаях для ремонта газопровода прокладывают
новую нитку параллельно действующей (в основном на неболь-
ших труднодоступных участках).
Оптимальные параметры подъемно-укладочных работ при ре-
монте для горных условий рассчитываются теми же методами, что-
и для равнинных условий, но с учетом особенностей горной мест-
ности. Для снижения нагрузок на трубоукладчиках и облегчения
управления колонной при работах в горных условиях (особенно
на перевалах) оптимальные интервалы между подъемно-укла-
дочными механизмами, полученные расчетом для равнин, умень-
шаются на 25—30%. При этом длины отрезков газопровода (впе-
реди первого и позади последнего трубоукладчиков), повисающих
над дном траншеи, будут отличаться от их расчетных зна-
чений до 20%, т. е. составлять от 80 до 120% расчетной длины.
Рабочий вылет стрелы трубоукладчиков определяется по.
формуле
C=l,2DH + 0,9,
где С — вылет стрелы трубоукладчика; £>н — наружный диаметр
газопровода.
Необходимая длина вскрытия траншеи также определяется
расчетом.
Вскрытие траншеи после планировки трассы осуществляется
одноковшовыми экскаваторами, а в мягких грунтах — специаль-
ными вскрышными экскаваторами. Отвал грунта при вскрытии
целесообразно располагать на полосе у подошвы полки, а при
ее недостаточной ширине — на полосе проезда транспорта. На
склонах с крутизной а до 15° вскрытие траншеи выполняется
так же, как и на равнинных участках, а на склонах с а более
15° — с применением специальных удерживающих приспособлений
(тракторы,' бульдозеры или лебедки). После вскрытия ведутся
подъемно-укладочные работы. При поточной организации подъем-
но-укладочных операций, если необходимо восстановить стенки
трубы, работы должны выполняться двумя звеньями: подъемно-
очистным и изоляционно-укладочным.
В том случае, когда стенки трубы не требуют восстановления,
звенья объединяются.
К началу подъемно-очистных работ на участке должны быть,
подготовлены и разложены лежки, расставлены подъемные меха-
низмы, завезены необходимые материалы и оборудование для сва-
рочно-восстановительных работ, установлены средства связи с
диспетчерским пунктом. На склонах с крутизной а до 10° трубо-
укладчики в ремонтно-строительном потоке размещаются в соот-
ветствии с параметрами, приведенными в табл. 5.3 по схеме, изо-
браженной на рис. 5.7. При подъемно-очистных работах трубо-
32»
укладчики Ti и Т6 играют вспомогательную роль. На подъеме
трубоукладчик 1\ выдергивает газопровод (он после вскрытия
остается в какой-то мере защемленным), а трубоукладчик Те на
расстоянии 20—40 м от трубоукладчика Т$ поддерживает трубу с
помощью полотенца. На спуске функции трубоукладчика Те вы-
полняет трубоукладчик Т\. Остальные трубоукладчики несут ос-
новную нагрузку, создавая условия для работы очистной, изоля-
TZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ.
Рис. 5.7. Расстановка механизмов в колонне при производстве ремонтных работ
в условиях горной местности:
/ — газопровод; 2— очистная машина; 3 — сушильная печь; -/ — изоляционная машина;
5 — грунт, вынутый из траншеи
ционной машин и придавая плавное очертание оси изогнутого
газопровода. Очистная машина, идущая за трубоукладчиком
на расстоянии щ = 6-1-8 м, снимает изоляцию. На участке между
трубоукладчиками Г2 и Тз контролируется состояние стенок
трубы. Если стенки трубы значительно повреждены, колонна раз-
Таблица 5.3
Технологические параметры подъема и укладки трубопровода в горных условиях
Дна- метр гаэо- прово- дя, мм	Трубоукладчик						Интервалы (см. рис. 5,7)		Высота подъема газопро- вода, м	Макси- мальная длина вскрытия газопрово- да, м
	Г1	т2	Тз	Т.	Ть	Те	1	h		
529	ТО 1224	ТО 1224	ТО 1224	—	ТО1224			14—16	25	0,4	200
720	ТО 1224	Т1530	Т1530	—	Т1530	ТО 1224	16—18	30	0,4	250
820	ТО 1224	Т1530	Т1530	Т1530	Т1530	ТО 1224	18—20	30	0,4	275
1020	Т1530	Т3560	Т3560	Т3560	Т3560	Т1530	20—22	35	0,5	350
1220	Т3560 (Т3040)	Т3560	Т3560	Т3560	Т3560	Т3560 (Т2040)	22—24	35	0,6	400
324
бивается на два звена, между которыми газопровод укладыва-
ется на лежки. Лежки высотой 40—50 см устанавливаются через
20 м. В этом случае длина вскрытого участка достигает значения,
обеспечивающего размещение всех механизмов колонны.
На склонах с крутизной а=104-20° для предотвращения
сползания трубоукладчики последовательно или попарно соеди-
няются между собой тросом, а очистные и изоляционные машины
прикрепляются к трубоукладчикам. Поддерживания трубоуклад-
чиков тракторами в этом случае не требуется. Если же ремонт
ведется на участках с увлажненными глинистыми грунтами, ан-
керовка трубоукладчиков с помощью тракторов или неподвижных
опор может оказаться необходимой. На склонах с крутизной
а= 104-20° механизмы в потоке размещаются в следующем по-
рядке. Первая очистная машина на подъемах закрепляется поза-
ди трубоукладчика Т2, а на спусках — впереди трубоукладчи-
ка Тз. Вторая очистная машина на подъемах закрепляется поза-
ди трубоукладчика Тз на расстоянии а2='б4-8 м, а на спусках—
впереди трубоукладчика Т4. Изоляционная машина находится
позади трубоукладчика Т5 на расстоянии Яз=44-6 м, а на спус-
ках она подхватывается трубоукладчиком Ге- В остальном весь
комплекс работ по ремонту газопровода выполняется так же, как
на склонах с а до 10°.
При изоляционно-укладочных работах на криволинейных
участках для защиты изоляционного покрытия от повреждения
необходимо увеличивать ширину траншеи.
Для устранения пропусков в местах соприкосновения трубы с
лежками и повреждений изоляционного покрытия перед укладкой
на трубопровод надо накладывать пояса из битумно-резиновой
мастики и стеклохолста, а в скальных грунтах по всей окружно-
сти трубы — защитную обертку.
Отремонтированный трубопровод укладывают на постель из
мягкого грунта. Затем засыпают на 20 см мягким грунтом. Окон-
чательную засыпку выполняют бульдозером или одноковшовым
экскаватором.
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
В УСЛОВИЯХ ПУСТЫНЬ
Спецификой капитального ремонта магистральных трубопрово-
дов в условиях пустынь являются разработка противоэрозионных
устройств (в песчаных пустынях); планировка трассы трубопро-
вода с засыпкой и срезкой неровностей на полосе шириной не
менее 10 м; при этом грунт, срезанный с валика, перемещается
в пониженные места; вскрытие трубопровода, как правило, одно-
ковшовыми экскаваторами, причем ширина ремонтной траншеи
по дну должна составлять не менее Z)y+0,8 м (где £>у— услов-
ный диаметр трубопровода); крутизна откосов назначается в за-
висимости от характеристики грунта,
325
Тип экскаватора для вскрытия трубопровода определяется в
зависимости от характеристики грунтов, объемов работ, диаметра
трубопровода и принятого темпа ремонтных работ. Ремонт трубо-
провода должен осуществляться преимущественно совмещенный
методом — двумя звеньями.
При капитальном ремонте трубопроводов в песчано-пустынных
районах закрепление песков осуществляют или посевом трав и
кустарников или так называемой механической защитой. Механи-
ческая защита песков от выдувания (перемещения) имеет целью
создать на их поверхности устойчивую от эрозии корку, которая,
должна обеспечивать проникновение в песок влаги (главным об-
разом дождевой) и прорастание побегов семян. Для этого ис-
пользуют следующие способы:
разбрызгивание (специальными передвижными установками
или с авиасредств) битумных эмульсий;
использование местных материалов, например растворов из-
вести (для брызгального полива песков), получаемых из извест-
няков, пригодных для обжига;
применение в качестве связующего различных дешевых про-
дуктов, например отходов нефтедобывающей и нефтеперерабаты-
вающей промышленности.
ГЛАВА 6
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДОВ
ЗА РУБЕЖОМ
В области ремонта трубопроводов интересны исследования и
разработки, выполненные фирмами в США, Франции, Японии, ФРГ
и других странах. В условиях современного производства от ста-
бильности функционирования сложных производственных комплек-
сов, которая достигается их высококачественным обслуживанием и
своевременным ремонтом, во многом зависят важнейшие экономи-
ческие показатели работы предприятия или организации: непрерыв-
ная транспортировка продукта в заданных объемах, высокая произ-
водительность труда всех работников предприятия, ликвидация
простоев и т. д.
Анализ материалов, касающихся ремонта магистральных тру-
бопроводов за рубежом, показал, что большое внимание уделя-
ется вопросам обслуживания действующих трубопроводов, органи-
зации ремонта трубопроводов, а также комплексной механизации
процесса производства ремонтных работ.
В США, Франции, ФРГ, Японии и других странах созданы
специальные средства для определения технического состояния
трубопроводов в процессе эксплуатации, а также средства для
определения «утечек» продукта из трубопроводов. Эти средства
очень удобны в эксплуатации, так как большинство из них выпол-
нено в виде «поршня» или «скребка». Двигаясь внутри трубы
вместе с транспортируемым продуктом, они четко определяют
техническое состояние трубопровода.
В зарубежной практике немало внимания уделяется вопросу
«когда и как ремонтировать трубопровод». Созданы специальные
методики по экономическому обоснованию необходимости ремон-
та трубопроводов с заменой участка новыми трубами или восста-
новления старого участка трубопровода.
Подходы к решению этого вопроса представляют определен-
ный интерес.
Особое место в зарубежной практике уделено вопросам комп-
лексной механизации. Созданы специальные ремонтные машины
для механизации процесса вскрытия трубопровода, его очистки
и изоляции.
СРЕДСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Под техническим состоянием трубопровода понимается сово-
купность технических и технологических свойств трубопровода на
данный период эксплуатации.
327
Определение технического состояния трубопровода имеет боль-
шое значение, так как помогает предотвратить аварии и обес-
печивает бесперебойную работу трубопровода в процессе эксплуа-
тации.
В настоящее время существует целый ряд приборов, применяе-
мых для этих целей.
Так, например, компания «Shell Development» (США) разрабо-
тала прибор для измерения толщины стенок подземного трубопро-
вода с целью обнаружения мест, подвергнувшихся коррозии. Он по-
зволяет обнаруживать нарушения металла как на наружной, так и
на внутренней поверхности трубы по всей ее окружности одновре-
менно. При измерении в стенках трубопровода сначала наводят-
ся, а потом замеряются вихревые токи. Конструктивно прибор
выполнен в виде удлиненного скребка для внутренней очистки
трубопровода. При движении его внутри трубопровода непрерыв-
но пропускается переменный ток с частотой 60 Гц через обмотку
возбуждения прибора, в результате чего в металле трубы, в не-
посредственной близости от обмотки возникают вихревые токи.
В общем корпусе перед обмоткой возбуждения расположена при-
емная обмотка, в которой возникает ток благодаря переменному
магнитному полю, наводимому вихревыми токами. Этот вторич-
ный ток проходит через усилитель и поступает в фазометр, где
фазовые колебания превращаются в графическую запись на плен-
ке изменений толщины стенок трубопровода.
Описываемый прибор движется в трубопроводе под напором
потока, который воспринимается тремя неопреновыми дисками,
укрепленными на передней его секции. Позади третьего диска
установлено три пружины, которые поддерживают приемную об-
мотку таким образом, что предотвращают ее столкновение с внут-
ренними неровностями в трубопроводе. С первой секцией шарнир-
но связана вторая, которая также несет на себе три неопреновых
диска. Однако они служат главным образом для центрирования
обмотки возбуждения внутри трубопровода. Со второй секцией
шарнирно связана третья секция прибора, которая несет аккуму-
ляторную батарею. Постоянный ток батареи в транзисторном пре-
образователе превращается в переменный ток с напряжением 120 В
и частотой 60 Гц. Переменный ток служит не только для наве-
дения вихревых токов в металле трубы, но, кроме того, он приво-
дит в движение электродвигатель механизма для намотки пленки.
Третья секция прибора имеет защитный кожух с О-образными
уплотнительными кольцами. Центрирование ее в трубопроводе осу-
ществляется при помощи шести пружин.
Испытания нового прибора проводились в трубопроводе диа-
метром 250 мм, длиной 4,3 км. Скорость его движения составляла
0,3 м/с; при необходимости она может быть увеличена до 0,9 м/с.
Диаметр обеих обмоток прибора должен подбираться в зависимо-
сти от размеров трубопровода; зазор между наружным диаметром
обмотки и стенкой трубопровода должен быть примерно равен
12,5% от внутреннего диаметра трубопровода.
328
Другая американская компания «Dow Chemical» разрабаты-
вает приборы, работающие на принципе эховибрационного и ре-
зонансного ультразвука.
Для определения толщины стенки трубы применяют аппаратуру
резонансного типа. Переносный прибор типа аудиометра с пита-
нием от батарей вызывает в теле трубы резонансные колебания
звуковой частоты, по которым определяется толщина стенки трубы.
Последняя измеряется по шкале, установленной перед экраном.
Для контроля труб из легких металлов, таких, как алюминий,
применяются рентгеновские установки на 140 кВ. С помощью
этих установок можно проводить обследование стальных труб с
толщиной стенки до 12,7 мм.
В случае необходимости обследования трубопроводов малых
диаметров (до 200 мм) применяются портативные толщиномеры,
работающие по принципу измерения степени поглощения радиа-
ционного излучения металлом трубы. Время одного измерения
1 мин.
Для обследования внутренней поверхности трубопровода при
эксплуатации в США запатентован передвижной прибор. Для
контроля используется радиоактивное излучение, регистрируемое
на фотопленке. Прибор имеет собственный источник энергии для
привода механизмов и регистрации результатов измерений. Основ-
ные детали размещены внутри корпуса, .напоминающего по внеш-
нему виду скребок. В передней части прибора размещено радио-
графическое устройство для выявления дефектов и утолщений
стенок трубы. В корпусе имеются механизмы для измерения внут-
реннего диаметра труб и пройденного расстояния. Наличие воды
в трубопроводе фиксируется (специальным устройством, а для оп-
ределения распределения тока на стенках трубопровода имеется
система.
Для проверки точности регистрации пройденного расстоя-
ния в контрольных точках на трубопроводе размещают мощ-
ные источники радиоактивных излучений. От источника излуче-
ния воздействует на приемное устройство и на фотопленке появ-
ляется контрольная запись. С помощью прибора представляется
возможным выявить трещины в стенках, наличие окалины, скоп-
ление воды, распределение электрического тока на стенках труб,
местоположение соединительных муфт.
Японская фирма «Nippon Kohan Kabuchiki Kaioha» разработа-
ла для обследования внутренней поверхности трубопровода но-
вое устройство, которое является усовершенствованием фотоуста-
новки, созданной фирмой в 1965 г. Новый дефектоскоп позволяет
обследовать внутреннюю поверхность трубопровода на расстоя-
нии 100 м от места его ввода в трубопровод. Прибор включает
телевизионную камеру, перемещение которой осуществляется при
помощи самоходной тележки или троса. Объективы камеры на-
правлены вперед и воспроизводят картину состояния внутренней
поверхности трубопровода перед камерой, а также могут воспри-
329
нимать изображение с любой стороны внутренней поверхности
трубопровода за счет поворотного зеркального устройства. При
этом скорость вращения объективов или зеркального устройства
20—(50 об/ч, что позволяет установить все дефекты на внутренних
поверхностях труб. Полученное на экране изображение может
быть увеличено в 3,7 раза. Для более тщательного обследования
отдельных участков движение дефектоскопа вдоль трубопровода
может быть остановлено в любой точке. Если необходимо1 посто-
янно фотографировать внутреннюю поверхность трубопровода, то
можно использовать ферромагнитную пленку или фотографиро-
вать изображение, получаемое на экране телевизора. Новый де-
фектоскоп может быть использован в трубопроводах диаметром
15.2—609 мм, а в случае использования зеркального устройства—
в трубопроводах диаметром 203—609 мм.
Если в качестве средств перемещения камеры используется са-
моходная тележка, то (минимальный диаметр трубопровода должен
быть 355 мм.
На протяжении последних лет во многих отраслях промышлен-
ности широко применяются телевизионные установки. В частно-
сти, для контроля состояния подземных трубопроводов и их внут-
ренней поверхности была разработана специальная аппаратура.
Телевизионное устройство состоит из трех узлов: камеры, блока
управления и визуального индикатора. Камера включает пере-
дающую телевизионную трубку, осветительную и оптическую си-
стемы, а визуальный индикатор-кинескоп —отклоняющую и фик-
сирующую системы, а также видеоусилитель. Все блоки и источ-
ник питания соединены одним .многожильным кабелем. Как и для
многих других промышленных систем, частота кадров принята
равной 50, а число строк — 625. Спектральная характеристика ки-
нескопа соответствует панхроматической пленке при освещенности
500 лк. Система управления передающей телевизионной камеры
состоит из блока питания и генератора, управляющего ее движе-
нием. Визуальный индикатор размером от 195 до 625 мм по диа-
гонали может иметь изображение, получаемое от телевизионной
камеры. Последняя снабжена широкоугольным объективом и дает
изображение внутренней поверхности трубы в определенном со-
четании. Камера помещается точно в юередине трубопровода, для
того чтобы каждая часть передаваемой круглой поверхности
была в фокусе. Более детальная картина внутренней поверхности
может быть получена с помощью вращающегося зеркала, распо-
ложенного под углом к объективу и совершающего круговое
движение около поверхности трубы. При этом необходимо точное
соответствие скорости вращения зеркала и (скорости перемеще-
ния камеры с тем, чтобы не перекрывались соседние изображе-
ния и не было пропусков.
Такая система требует времени на осмотр больше и применяет-
ся в коротких трубопроводах.
В настоящее время для контроля ’состояния трубопровода при-
меняются передающие камеры двух различных типов. К первому
330
типу относятся миниатюрные камеры для контроля труб малого
диаметра, состоящие из лампы и |светового окна, которые выдви-
нуты по отношению к объективу. Такии образам, место трубопро-
вода, попадающее в поле зрения объектива, имеет равномерное
освещение. Объектив и осветительный блок соединены шарнирно
и передвигаются в соответствии с изменением фокуса камеры.
Гибкие связи между отдельными блоками передающей системы
позволяют ей проходить по изгибам трубопроводов. Так, в трубо-
проводе диаметром 75 мм камера проходит изгиб радиусом
400 мм, тогда как диаметр самой камеры 63 мм, а длина 620 мм.
Ручная установка фокуса позволяет осматривать трубопроводы
различных диаметров. Другой тип включает камеры широкого
назначения, которые могут быть оборудованы различными осве-
тительными блоками для контроля преимущественно прямоли-
нейных трубопроводов диаметром от 75 до 600 мм. Камера со-
стоит из широкоугольного объектива, передающей телевизионной
трубки, дистанционного управляемого фокусирующего устройст-
ва и видеоусилителя. Диаметр ее равен 59 мм, длина 600 мм.
В осветительном блоке используется кварцевойодная лампа,
обеспечивающая большую освещенность, чем другие лампы. Не-
достатком кварцевойодной лампы является использование источ-
ника питания низкого напряжения порядка 12 В при мощности
100 Вт. Это вызывает большое падение напряжения в подводя-
щем кабеле, которое необходимо компенсировать в блоке пита-
ния. Оба типа камер размещаются в водонепроницаемом корпу-
се. Камера широкого назначения может быть использована при
подводных исследованиях на глубине до 150 м, в частности, для
внешнего осмотра трубопровода, проложенного по дну моря.
Блок управления располагается на расстоянии до 300 м от каме-
ры, он прост в настройке и может обслуживаться рабочим невы-
сокой квалификации. В некоторых случаях возникает необходи-
мость записи видеоизображения. С этой целью можно применить
видеомагнитофон, съемку изображения на кинопленку, а также
фотографирование отдельных кадров.
В США разработано устройство, выполненное в форме скреб-
ка, которое передвигается по магистральному трубопроводу в
потоке транспортируемой среды и с помощью магнитометрической
и регистрирующей аппаратуры фиксирует наличие в стенках тру-
бопровода таких дефектов, как каверны, продольные и радиаль-
ные трещины и т. п.
В журнале «Pipe Line Industry», 1970, № 44 сообщается о при-
менении устройств, основанных на эффекте возникновения магнит-
ного поля вокруг катушки с током, внутри которой находится
сердечник из ферромагнитных материалов. Испытание этих уст-
ройств показывает, что наиболее поврежденными местами являет-
ся нижняя часть трубопроводов. С применением этих устройств
за смену можно обследовать до 1,5 км.
Запатентован прибор, предназначенный для обнаружения про-
дольных дефектов в стенках подземных трубопроводов, и со-
331
стоящий из ведущей секции, создающей кольцевой магнитный по-
ток в стенках трубопровода, промежуточной секции, содержащей
детекторы, обнаруживающие дефекты в стенках трубопровода, ц
хвостовой секции, заключающей в себе источники питания и ре-
гистрирующие приборы. В корпусе ведущей секции находится
импульсный генератор с необходимым для его работы источником
питания. Стенки трубопровода намагничиваются путем пропуска-
ния тока между двумя рядами щеток, расположенных последо-
вательно, в направлении, параллельном оси трубопровода. Воз-
никающие при этом магнитные силовые линии направлены пер-
Рис. 6.1. Устройство для наг
хождения дефектов в стен
ке подземного трубопрово-
да без его вскрытия:
/ — резиновые манжеты; 2 — ;
блок питания; 3 — трубопровод; !
4— гибкая шарнирная тяга;
5 — электрический кабель; 6— '
блок с намагничивающей систе-1
мой
пендикулярно к направлению тока, благодаря чему в стенках 
трубопровода создается кольцевой магнитный поток. Импульсы 
тока продолжительностью в несколько миллисекунд равны
~ 105 А. Частота импульсов выбирается такой, чтобы обеспечить i
образование в стенках трубопровода однородного остаточного ;
магнитного поля. Если расстояние между щитками равно 0,6 м,
а максимальная скорость движения прибора составляет 0,6 м/с,
то частота должна быть немного больше 1 импульса в секунду.
Внутри промежуточной секции установлен асинхронный двига-
тель, приводящий в движение кольцо с укрепленными на нем
двумя детекторами. При вращении кольца вокруг оси детекторы
фиксируют отклонения кольцевого магнитного потока, которые
имеют место там, где на пути этого потока встречаются продоль-
ные трещины или другие дефекты. Показания детекторов
регистрируются приборами, расположенными в хвостовой
секции.
В отечественной практике специально для обследования раз-
личных дефектов нефтепроводов в институте ВНИИСПТнефть
разработано устройство (рис. 6.1) для нахождения дефектов в
стенке подземного трубопровода без его вскрытия (дефекты об-
наруживаются устройством, пропускаемым внутри трубопровода
вместе с потоком транспортируемого продукта вслед за очистным
«скребком»), которое отличается от известных тем, что датчики
индикаторной системы, укрепленной между кольцами постоянных
магнитов, установлены на амортизаторах и размещены группами
в кассетах, перекрывающих все сечение трубопровода. Кассеты
располагаются с поочередным смещением в направлении оси тру-
332
эопровода. Намагничивающая система, состоящая из магнитов и
магнитопровода, жестко связана с несущей частью устройства,
которая снабжена манжетами, обеспечивающими передвижение
устройства потоком жидкости. Использование предлагаемого уст-
ройства позволит значительно повысить точность определения
локальных дефектов и изменений толщины стенки подземного
трубопровода.
В 1962 г. фирма «AMF Tuboscope» начала исследование и раз-
работку программы с целью создания специального прибора для
исследования и контроля качества службы действующих трубо-
проводов. Первым прибором явилась модель под названием
«Лайнолог», которая работала по электромагнитному принципу и
предназначалась для определения коррозии в нижней части за-
глубленного в траншею трубопровода, поскольку полагают, что
до 85% всей коррозии образуется именно в нижней части нитки
трубопровода. К 1968 г. тысячи километров действующих трубо-
проводов были проверены установкой.
В 1968 г. фирмой создан более совершенный прибор, который
предназначен для обследования стенок газопроводов диаметром
150—1200 мм на 360°. Установка перемещается внутри трубопро-
вода за счет рабочего давления газа с относительно постоянной
скоростью. Наличие коррозии распознается как с внутренней, так
и с внешней стороны трубопровода. «Лайнолог» может распозна-
вать не только наличие коррозии, но также коррозионные рако-
вины, продольные швы, врезки, заплаты и т. д. Данные, получен-
ные с помощью «Лайнолога», помогают выявить дефекты и пре-
дотвратить аварию. Прибор состоит из трех отдельных секций.
Все три секции соединены универсальными шарнирами с тем, что-
бы вся установка легко проходила по изогнутым коленам трубо-
провода. Передняя секция называется секцией привода. В ней
расположены энергетические устройства для обеспечения работы
электроники, а также уплотнительные манжеты, которые служат
как для центровки установки внутри трубопровода, так и для
создания уплотнения по стенкам трубы, чтобы прибор переме-
щался по; трубопроводу за счет рабочего давления. Центральная
секция называется секцией датчиков. В ней расположены два
блока датчиков, которые осуществляют круговую проверку на
360° по диаметру трубы. Прибор работает на принципе -актив-
ного магнитного поля. Изменения в толщине стенок трубы детек-
тируются изменением магнитного поля. В третьей секции установ-
ки— приборной—-расположены электронные элементы и записы-
вающее оборудование. В конце поверочного цикла магнитная
пленка вынимается из прибора и изучается визуальным спосо-
бом. Результаты изучения пленки передаются затем заинтересо-
ванным организациям.
Задачей прибора «Лайнолог» является определение, запись и
выявление дефектов трубопровода; он должен точно интерпрети-
ровать относительную опасность возникновения аварии, точно оп-
ределять место ржавчины или какого-либо повреждения. Давле-
23—416	333
ние в газопроводе должно быть отрегулировано так, чтобы «Лай-
нолог» мог двигаться с одинаковой скоростью. Приблизительное
внутреннее давление в трубопроводе около 17 кгс/см2. Примене-
ние данного прибора в отечественной практике позволит планиро-
вать ремонтные работы и исключить всевозможные аварии на
действующих газопроводах.
МЕТОДЫ ОБОСНОВАНИЯ РЕМОНТА ТРУБ
В зарубежной практике большое внимание уделяется оценке
экономичности ремонта с заменой трубы или с восстановлением
стенки трубы на ремонтируемом участке. В этом направлении
представляет интерес исследование, проведенное компанией
«Cincinnati Gas a Electric Со» и институтом «Institute of Gas
Technology, Chicago, Ilinois» (США). Компания «Cincinnaty Gas
a Electric Со» выделила участок подземного стального неизолиро-
ванного магистрального газопровода диаметром 406 мм для
сравнения экономичности ремонта старой трубы с заменой по-
врежденного участка новой трубой с изоляционным покрытием.
Дело в том, что старые трубопроводы не имели изоляции, а
срок эксплуатации отдельных трубопроводов без капитального ре-
монта достигал 50 лет, поэтому разные трубопроводы имеют раз-
личную историю и в различной степени требуют ремонта. Когда в
процессе эксплуатации трубопровода выясняется, что необходим
серьезный ремонт, надо тщательно проанализировать, что эконо-
мичнее— проводить ремонт или врезать новый участок трубопро-
вода.
Опытом 'было установлено, что хорошо отремонтированный
и защищенный трубопровод может прослужить почти столько же,
сколько и трубопровод с замененным участком. Исходя из этого,
амортизационный период при каждом методе может считаться
одинаковым; сравнение расходов должно включать относительную
стоимость ремонта и замены.
Рассматривался участок трубопровода протяженностью 642 м
диаметром 406 мм с толщиной стенки 7,9 мм, находящегося в
эксплуатации 30 лет. Максимальная стоимость замены этого ;
участка новой трубой диаметром 406 мм с толщиной стенки 5
6,35 мм, имеющей изоляционное покрытие, усиленное электроза- |
щитой, составила 10 долл, за 1 фут (33 долл, за 1 м). В основу 1
этого подсчета берется известная стоимость изолированной трубы
и цена монтажа, предложенная подрядчиком. Эта стоимость вы-
водилась с учетом опыта прошлых затрат на замену участков в
этом трубопроводе. Ясно, что экономичность ремонта может быть
определена только при известной длине участка старого трубо-
провода, который можно отремонтировать, а также при известной ।
стоимости точечной сварки, необходимой для реставрации старого ;
трубопровода.
Приведем постоянные расходы, относящиеся к объекту:	I
334
Постоянные расходы на 1 фут при ремонте стального трубопровода
диаметром 406 мм
Работы, выполненные подрядчикам, включая вскрытие участ-
ка трубы, очистку, скашивание кромок, испытание, покры-
тие изоляционным слоем и обертку, монтаж, катодную за-
щиту и засыпку................................................... 4,5	долл.
Работы, выполненные компанией по подготовке участка для
производства работ..............................................  0,4	долл.
Материалы, включая изоляционное покрытие, внешнюю оберт-
ку, анодные заземлители, но исключая трубы и фитинги	0,3 долл.
Общие постоянные расходы на 1 фут .	................. 5,2 долл.
Таблица 6Л
Стоимость ремонта 1 фута стального трубопровода диаметром 406 мм
Время проведения точечной сварки, мин	Затраты на точеч- ную сварку, долл.	Постоянные рас- ходы, долл.	Накладные рас- ходы, долл.	Общие затраты, долл.
2	0,42	5,2	0,84	6,46
4	0,83	5,2	0,90	6,93
5	1,04	5,2	0,93	7,17
6	1,25	5,2	0,97	7,42
8	1,67	5,2	1,03	7,90
10	2,08	5,2	1,09	8,37
15	3,12	5,2	1,25	9,57
20	4,17	5,2	1,41	10,78
В табл. 6.1 эти постоянные расходы являются компонентом
общих расходов на 1 фут для различных эквивалентных расценок
на точечную сварку. Стоимость точечной сварки определялась
фактической ценой этой операции, предложенной подрядчиком:
12,5 долл, за час. Складывая постоянные расходы 5,2 долл, за
1 фут со стоимостью точечной сварки с учетом 15% накладных
расходов, можем подсчитать стоимость ремонта следующим
образом:
С=14-0,15 (5,2 4-	4- 5,2,
что сводится к линейному уравнению
С=0,24г? ± 5,98,
где t— время проведения точечной сварки на 1 фут трубы.
Было необходимо определить расценки на точечную сварку в
условиях трассы, которые будут сохраняться в период всей рабо-
ты. Это выполнялось путем регистрации времени, затраченного
на сварочные операции. Важно также включить время на нала-
живание и прочие неизбежные перебои в работе. Другими слова-
ми, все время проведения операций по точечной сварке, необхо-
димое компании, должно быть включено в расчет, а не только
время фактического горения дуги. Среднее время сварки соста-
вило 5 мин на 1 фут трубы при диапазоне от 0,25 до 8 мин на
1 фут, в зависимости от количества и степени распространения
коррозионных язвин. Те же самые сварщики сваривают стыки.
23*	335
Из расчета фактического среднего, времени 5 мин, необходи-
мого для сварки 1 фута трубы, стоимость ремонта составила
7,17 долл, за 1 фут. Заметим, что часть трубы была отбракована
из-за слишком сильной коррозии и должна была заменяться но-
вой трубой. Отбракованная труба продавалась и использовалась
как скрап или как трубный патрон. Экономия 1,68 долл, с каж-
дого фута трубы составила в целом по участку 3600 долл, в поль-
зу программы ремонта.
Метод оценки экономики этого определенного вида работ мо-
жет распространяться на другие аналогичные виды работ при ис-
пользовании выражения
D=yL(R—S—C),
где D — разница в расходах, когда выгоднее ремонт; у —отрезок
трубы, пригодный для ремонта; L — общая длина ремонтируемо-
го участка; R—затраты на 1 фут при замене новой трубой;
S— вознаграждение на спасение имущества; С — затраты на
1 фут при ремонте.
Так как значения С и у могут быть подсчитаны на первых
стадиях выполнения программы ремонта, экономика этой про-
граммы может быть предсказана путем определения значения D
задолго до окончания работы.
Рабочая площадка была расположена в умеренно холмистой
местности, доступ к которой осуществлялся по существующим
дорогам. Трубопровод был перекрыт, и с каждого конца заменяе-
мого участка были удалены шестиметровые участки трубы. Затем
на линии были установлены заглушки таким образом, что ее эк-
сплуатация могла поддерживаться повсеместно, кроме заменяе-
мого участка. Если обратная подача газа была бы невозможной,
возникла бы необходимость производить первоначальную замену
новой трубой во время короткого перекрытия, а затем ремонти-
ровать изъятую трубу с монтажом ее в течение последующих пе-
рекрытий линии. Соединительные болты были разрезаны газовым
резаком, и шестиметровый участок трубы был удален. Были при-
няты меры против повреждения концов трубы во время ее удале-
ния, что одновременно снижает необходимость будущей обрезки
и скашивания концов трубы перед сваркой. Последующие опера-
ции проводились на рабочей площадке в целях снижения расхо-
дов, связанных с излишними перевозками.
Вся удаленная труба до инспекции очищалась изнутри до по-
явления чистого металла. Инженер по ремонту самостоятельно
определял, какие участки должны отбраковываться и какие
должны ремонтироваться точечной сваркой. На этой стадии тре-
буется определенная осторожность и уверенность в том, что все
повреждения обнаружены и что хотя бы 3/16 толщины стенки с
первоначальной толщиной 5/16 осталось либо неповрежденными,
либо могли быть быстро восстановлены наплавкой металла. Каж-
дый участок, требующий заварки, обводился кружком. Отдель-
ные секции трубы, взятые для ремонта, содержали от 7 до 74 та-
336
ких поврежденных участков, в среднем по 37 повреждений на одну
трубную секцию. В отличном состоянии сохранилось около 30%
секций труб, 25% сильно коррозировали и подлежали замене,
остальная часть трубопровода коррозировала умеренно. Если бы
соотношение сильно корродированных труб впоследствии оказа-
лось бы более высоким, вся программа ремонта трубопровода
была бы бесполезной.
Каждый изъязвленный участок очищался проволочной щеткой
и наплавлялся. Острые выступы устранялись шлифовкой с тем,
чтобы они не повреждали изоляции. Каждая трубная секция про-
ходила гидравлические испытания под давлением 21 кгс/см2 для
последующей работы при максимальном рабочем давлении
14 кгс/см2. Стыки труб защищались также и изнутри.
В связи с тем, что и новые, и старые трубы изолировались в
трассовых условиях, изолированная бригада должна была иметь
график работ для равномерного распределения нагрузки. Каждая
секция праймировалась, покрывалась горячей мастикой и обер-
тывалась вручную. Холодный праймер на парафиновой основе
наносился на трубу четырехдюймовыми кисточками. После того
как праймер схватывался, труба, установленная на опорах, по-
крывалась горячим микрокристаллизованным парафином, после
чего сразу же обертывалась в один слой поливинилиденхлорид-
ной пленкой шириной 46 см и толщиной 0,002 дюйма (0,05 мм) с
перехлестом примерно в 25 мм. Кромки изолированных труб ска-
шивались, где это было необходимо, и сваривались дуговой свар-
кой вдоль траншеи. Стыки изолировались вручную теми же ма-
териалами.
Сваренные плети опускались в траншею на брезентовых стро-
пах во избежание повреждения изоляции. Электрозащита осу-
ществлялась с помощью 17-дюймовых магниевых анодов, уста-
новленных ла расстоянии примерно ISO м друг от друга. Оконча-
тельное подсоединение производилось с использованием изоли-
рующих муфтовых соединений «Дрэссэр», устанавливаемых с каж-
дого конца заменяемой секции.
Для упрощения процесса принятия решения ремонтировать
или заменять поврежденные участки на газораспределительных
сетях компания «Southern Colifornia Gas Со» разработала спе-
, циальные инструкции. Основу инструкции составляют специальные
; карты. Так, карта № 1, предназначенная для трубопроводов,
имеющих изоляционное покрытие, позволяет мастеру, в зависимо-
сти от характера работ, на месте сравнить затраты труда на
ремонт трубы или ее замену. Карта № 2, используемая для
тех же целей, составлена для неизолированных или плохо изоли-
рованных трубопроводов. Использование этих карт и опыт про-
ведения аналогичных работ на своем участке в различных усло-
виях позволяет мастеру давать квалифицированную оценку эко-
номической целесообразности метода ремонта.
Кроме того, в ряде зарубежных работ высказывается мнение,
что выгоднее эксплуатировать трубопровод «до конца» (до полно-
337
го повреждения тела трубы), чем останавливать его на время вос-
становления отдельных частей и элементов.
Однако из практики эксплуатации различных сооружений (как
в СССР, так и за рубежом) известно, что физический срок их
службы можно значительно удлинить за счет капитального ремон-
та отдельных конструкций и элементов. На магистральных тру-
бопроводах при своевременном проведении ремонта изоляцион-
ного покрытия и применении электрохимической защиты значи-
тельно увеличивается продолжительность работы трубопровода.
МЕТОДЫ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ
В штате Миссури был произведен ремонт газопровода длиной
24 км, построенного 30 лет назад из шестиметровых труб
559X7,9 мм, сваренных в трехтрубные секции при помощи ацети-
леновой сварки поворотных стыков. Соединение этих секций в
нитку производилось при помощи муфт «^Дрэссэр». Изоляция на-
носилась вручную без какой-либо обертки. Трубопровод был уло-
жен в среднем на глубину 0,76 м.
Трубопровод отрывали предварительно роторным экскавато-
ром с наваренными на ковшах специальными беззубыми венца-
ми. Во время рытья траншеи зазор между копающей кромкой
ковша и верхней точкой муфты трубопровода был около 15 см
для исключения возможности зацепления ковша за муфту. По-
следний слой грунта вынимался одноковшовым экскаватором с
обратной лопатой. Выемка грунта по обеим сторонам трубопро-
вода производилась при помощи ковшей, с которых были сняты
все зубья, кроме двух крайних. Трубопровод подняли и уложили
на берме на специальные подкладки, после чего соединительные
муфты были сняты. Затем 18-метровые трехтрубные секции (ос-
тавшиеся после удаления муфт) сварили в плети для последую-
щей очистки от старой изоляции. Очищали трубопровод обычной
очистной машиной с заменой щеток специальными ножами.
Затем приступили к вырезке старых стыков, при этом вырезался
кусок трубы шириной около 7 см. При этом использовали устрой-
ство для механической резки труб. Соединение труб в нитку
осуществлялось ручной электродуговой сваркой. При ремонте ис-
пользовали почти все кривые вставки старого трубопровода с из-
готовлением незначительного числи новых при помощи установки
для холодного гнутья. После тщательной очистки использовали
почти всю старую арматуру трубопровода. Для компенсации вы-
резанных стыков и поврежденных участков труб потребовалось
около 152 м новых труб.
После извлечения трубопровода для ремонта траншея была
засыпана для удобства ведения работ и вновь открыта перед ук-
ладкой. По мере сварки трубопровода в нитку производилась
окончательная очистка его машиной с установленными вновь
очистными щетками и нанесение грунтовки и мастики на основе
каменноугольной смолы с оберткой асбестовым картоном. После
338
укладки трубопровод «был испытан и включен в общую систему
газопроводов в штате Миссури.
Аналогичные работы были проведены в штате Техас, где
ремонтировался газопровод диаметром 18" (457,2 мм), пост-
роенный в 1925 г. Газопровод был построен из стальных труб.
Причем для труб использовалась либо бессемеровская, либо мар-
теновская сталь. Предел текучести и прочность на растяжение
для бессемеровской стали составляли соответственно 36000 psi
(2530 кгс/см2) и 58000 psi (4080 кгс/см2), для мартеновской ста-
ли— соответственно 33000 psi (2320 кгс/см2) и 52000 psi
(3660 кгс/см2). Трубопровод первоначально был рассчитан на
давление 500 psi (35,15 кгс/см2), но до ремонта перекачка осу-
ществлялась при давлении меньше, чем 400 psi (28,12 кг/см2).
Трубы соединялись также при помощи муфт «Дрэссэр». Трубо-
провод был оснащен чугунными задвижками, опуск и засыпка
его проводились с помощью лошадей. Катодной защиты на тру-
бопроводе не делалось.
При производстве ремонтных работ траншею отрыли с по-
мощью экскаватора с обратной лопатой, трубы вынули из тран-
шеи с помощью трубоукладчика. Вынутые из траншеи трубы
подвергались первому визуальному осмотру. Некоторые трубы
были забракованы. Муфты «Дрэссэр» были сняты с труб, и все
трубы доставлены на ремонтную базу, расположенную вблизи.
Муфты и забракованные трубы были собраны в одном месте и
позже проданы на лом. Если труба оказывалась пригодной, ее
передавали на установку для шлифовки. Фирма использовала
новые шлифовальные машины с электроприводом для скоса кро-
мок. Затем трубы подавались на сварочные стеллажи, где трубы
сваривались в среде СОг в трехтрубные секции длиной 50—54 f
(15—16,2 м). Два сварщика варили первый слой примерно за
одну минуту. Наибольшая производительность достигала 20 сек-
ций или 3 км в день, когда работало два сварочных стеллажа.
Все сваренные секции подвергались рентгеноскопии и полностью
очищались пескоструйной машиной.
Изоляция трубопровода выполнялась на берме траншей битум-
ным покрытием толщиной 3,2 мм с внутренним усилением из
стекловолокна и наружной оберткой из асбестового картона.
Укладка труб производилась в старую траншею, которую углуби-
ли так, что высота засыпки составила 0,9 м. Кроме того на га-
зопроводе была установлена катодная защита .Засыпка трубопро -
вода производилась бульдозером.
Фирма «Houston Pipe Line» которая выполняла ремонт под-
вергла законченный трубопровод гидравлическим испытаниям.
Трубы диаметром 457,2 мм, толщиной стенок 0,375" (9,5 мм) ис-
пытывались при 700 psi (49,22 кгс/см2). Более тяжелые трубы
диаметром 404,6 и 457,2 мм, с толщиной стенки 0,469" (11,91 мм)
испытывались при давлении до 750 psi (52,73 кгс/см2). Резуль-
таты испытаний были удовлетворительными, и трубопровод сдан
в эксплуатацию при рабочем давлении до 500 psi (35,1'5 кгс/см2).
339
Компания «Шелл Пайн Лайн» провела ремонтные работы на
участке (нефтепровода диаметром 250 мм, проложенного около
40 лет тому назад. Подвергшийся ремонту участок нефтепровода
протяженностью более 700 м был уложен на небольшой глубине
и в связи с вовлечением земельного участка в сельскохозяйствен-
ное производство должен был быть заглублен. Компания приня-
ла решение одновременно с заглублением провести ремонт тру-
бопровода.
Уложенный без изоляции трубопровод находился под катодной
защитой. Толщина стенок труб составляла 9,3 мм. Среднее
эксплуатационное давление нефтепровода— 28 кгс/см2. Во время
ремонта нефтепровод не останавливался, а эксплуатировался
при пониженном давлении.
В первую очередь были усилены сварные соединения труб,
которые при начальной укладке трубопровода соединились ацети-
леновой сваркой. Для этого на стыки труб приваривались муфты
длиной '205 мм и толщиной от 8 до 6,5 мм, после чего проводи-
лась пескоструйная обработка поверхности вскрытого трубопро-
вода. В соответствии с .кодом национальной ассоциации инжене-
ров по коррозии (NACE) устанавливаются четыре степени пес-
коструйной обработки:
NACE-1, чистота обработки до белого металла, поверхность
металла шероховата и обеспечивает прочное соединение с по-
крытием, все посторонние частицы удалены, поверхность металла
имеет цвет абразивного материала;
NACE-2, около 95% поверхности металла имеет внешний вид,
соответствующий NACE-1, при незначительном отклонении по
цвету;
NACE-3, техническая чистота обработки; посторонний мате-
риал с поверхности металла удален и наблюдается только в изъ-
янах поверхности; не менее двух третей поверхности имеют лишь
небольшое отклонение по цвету;
NACE-4, черновая пескоструйная обработка; рыхлые посторон-
ние частицы удаляются полностью, допускается наличие на по-
верхности незначительного объема заводской окалины и прочно
закрепленных частиц при условии, что они в достаточной мере
были подвергнуты абразивному действию пескоструйной об-
работки.
В практике чаще всего требуется степень обработки NACE-3.
Однако для всесторонней проверки очистной машины «Oscib-
laster» компания «Шелл» определила необходимую чистоту обра-
ботки труб в соответствии с NACE-2. Передвигающаяся по тру-
бопроводу очистная машина снабжена двумя «качающимися»
соплами, каждое из которых обрабатывает сегмент трубы в 180°.
Мотор очистной машины приводит в действие сжатый воздух,
поступающий от компрессора.
Очистка трубопровода проводилась кремнистым песком, одна-
ко в густонаселенных районах можно использовать окись алюми-
ния, что значительно снижает запыленность в районе производст-
340
ва работ- Пескоструйная обработка труб с использованием крем-
нистого песка обеспечивает необходимую для надежной адгезии
покрытия шероховатость поверхности с выступами до 0,03 мм.
Для труб большого диаметра, а также в тех случаях, когда тре-
буется большая скорость обработки поверхности, разработана
конструкция пескоструйной очистной (машины с тремя соплами.
Нормальная скорость очистки этой машиной достигает 600 м/сут.
Очистная машина «Osciblaster» обслуживается бригадой из
трех человек: оператора и двух подсобных рабочих. Вспомога-
тельное оборудование включает салазки, на которых размещены
смесительные барабаны, запас песка, шланги, и воздушный комп-
рессор. В данных условиях использовался передвижной колесный
компрессор «Ингерсолл-Рэнд» производительностью 17 м3/мин.
После пескоструйной обработки очищенный участок трубопро-
вода изолируется пластифицированной каменноугольной смолой
толщиной .2,4 мм, усиленной стекловолокнам. Стекловолокнистое
полотно скреплено со слоем специального изоляционного войлока
и внешней полиэтиленовой пленкой толщиной 0,08 мм. Изоля-
ционная лента поставляется в рулонах шириной 10 или 15 см.
Внешняя полиэтиленовая пленка предотвращает слипание ленты
и улучшает механическую прочность изоляции. Лента накладыва-
ется на трубу с нахлестом от 6,5 до 12,5 мм. Увеличение на-
хлеста на 6,5 мм повышает расход ленты на 6,5%, не улучшая,
по данным поставщика, качества изоляции. Указанное изолиро-
вочное покрытие, так же как и изоляционную машину, произво-
дит компания «Стюарт Стил Протекши».
Изоляционные машины выпускаются компанией в двух моди-
фикациях: с ручным управлением и автоматические. Автоматиче-
ский вариант машины имеет цепной привод от бензинового дви-
гателя в 3 л. с. и обеспечивает выполнение всех операций одним
рабочим, включая нанесение праймера и обертку ленты. Балан-
сировка и управление машиной осуществляются с помощью выне-
сенного вверх под углом шеста Хузиера. Ручной .вариант изоля-
ционной машины управляется одним или двумя рабочими. Спе-
циальное замковое устройство позволяет насаживать изоляцион-
ную машину на трубу, не разъединяя ее. Машина очень ком-
пактна и для нормальной работы требует свободного пространст-
ва радиусом всего 30 см от поверхности трубопровода. Масса
машины, включая ацетиленовый бачок,—18 кг. При движении
изоляционной машины по трубе лента, подаваемая с катушки,
протягивается по пластине, нагреваемой газовыми горелками;
мастика плавится, обеспечивая тем самым лучшее заполнение
всех неровностей поверхности. Температура пластины поддержи-
вается обычно в диапазоне 116—121 °C, однако может быть по-
вышена до 149 °C при увеличении скорости изоляции. Для луч-
шего прилипания ленты к поверхности трубы она наносится под
давлением до 4,2 кгс/см2, кроме того, вся поверхность трубы про-
катывается подпружиненными роликами (двумя — при ширине
ленты 10 см и тремя—при ширине ленты 15 см). Изоляционная
341
лента поставляется 30-метровыми катушками. Смена катушек тре-
бует не более 15—20 с. Производительность (машины—от 300 до
600 м трубопровода в сутки.
Для облегчения производства вскрышных работ в зимнее
время при промерзании грунта на глубину до 5 футов фирмой
«Wisconsin Public Service Corp» (США) разработано новое уст-
ройство, которое размораживает грунт перед вскрышными рабо-
тами (рис. 6.2, а). Устройство состоит из зонда (рис. 6.2, б),
в .котором внутри двухдюймовой трубки сжигается газ. Этот зонд
вводится в скважину, предварительно пробуренную в мерзлом
грунте. В верхней части зонда установлен смесительный клапан
специальной конструкции, а в нижней части — горелка. Устрой-
ство использует сжиженный нефтяной газ из контейнеров вмести-
мостью 20 фунтов, и чтобы растопить грунт (гравий) на глубину
5 футов и 4 фута в диаметре требуется всего от 8 до 12 ч
работы.
Первый шаг — бурение скважины диаметром 3 дюйма, глуби-
ной 5 дюймов, специальным буром с собственным источником
энергии. Затем в скважину вставляется двухдюймовая труба.
Зонд поджигается и вставляется в трубу. (Наконец, предохрани-
тельная крышка помещается поверх устройства и закрепляется
стальными шпильками. На следующее утро грунт вокруг устрой-
ства протаивает.
Обычный уличный колодец для ремонта газопровода имеет
размеры 3X5 футов. Пользуясь двумя горелками, можно отко-
пать такой колодец за 2—3 ч. Та же работа в тех же условиях
может быть выполнена с помощью пневмомолота за день.
342
Интересным является предложенная фирмой «Вильямсон» спе-
циальная запорная система, позволяющая заменять дефектные
участки или ремонтировать их 'без остановки транспортировки
продукции (рис. 6.3). Сущность этого метода состоит в следую-
щем. Сначала прокладывается байпас 5 на ремонтируемом участ-
ке, а затем ремонтируемый участок 3 отсекается с помощью за-
порной головки 2 с уплотняющим элементом от магистрали.
Рис. 6.3. Схема запорной системы
Для прокладки байпаса с обеих сторон поврежденного участ-
ка на трубопровод привариваются разрезные тройники. Перед
приваркой тройников места их установки на трубопроводе
должны быть тщательно проверены ультразвуковым методом для
выявления технического состояния трубы. В случае обнаруже-
ния коррозионных дефектов в стенке трубы или в сварных швах
тройники должны быть приварены в другом месте. Место уста-
новки тройников должно быть тщательно очищено. Кроме того,
тройники нельзя приваривать на стыках труб. После приварки
тройников к фланцам присоединяются плоские равнопроходные
задвижки 1 и на них устанавливается станок для вырезки отвер-
стия в трубопроводе под давлением. Станок, снабженный труб-
чатой фрезой, может приводиться во вращение гидравлически,
пневмодвигателем или вручную. Фрезы подбираются в зависимо-
сти от диаметра ремонтируемого трубопровода. Время выреза от-
верстия в основном зависит от толщины и материала труб и пр.
Так, для выреза отверстия на трубопроводе диаметром 150 мм
требуется 6 мин, а для диаметра 900 мм около 9 ч. После вы-
резки отверстия станок демонтируется, задвижки закрываются и
к ним подсоединяется байпасная линия. Для отключения ремон-
тируемого участка после приварки тройников и вырезки отвер-
стия в стенке трубопровода к фланцу задвижки монтируется
запорная головка с уплотняющими элементами. Уплотняющий
элемент выполняется из резины, армированной тканью, внешний
343
диаметр элемента соответствует внутреннему диаметру ремонти-
руемого трубопровода. Для полного отсечения ремонтируемого
участка от магистрали открывают задвижки байпасной линии и
с помощью специального винта постепенно опускают запорную
головку с уплотняющим элементом в трубу до тех пор, пока го-
ловка полностью не перекроет сечение трубопровода. Для более
плотного прилегания отсекающих головок и поверхности трубо-
провода необходимо стравить давление на отсеченном участке
трубопровода. После выполнения этих операций можно присту-
пить к ремонту или замене дефектного участка 'трубопровода 4.
Данный метод ремонта может найти применение на отечествен-
ных нефтегазопроводах.
МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ
В зарубежной практике особое место уделено процессу механи-
зации производства отдельных видов работ. Для этих целей созда-
ются различные приспособления и специальные ремонтно-строи-
тельные машины и механизмы, сводящие почти на нет тяжелый
ручной труд. Так, для механизации работ по вскрытию трубопро-
вода вначале применялись роторные экскаваторы с устройством
в виде сегмента для подбора земли после прохода ротора
(рис. 6.4). Сегмент длиной 75 см корытообразной формы переме-
щается с помощью экскаватора и снимает оставшиеся грунты
после ротора с половины трубы. При этом, зазор между ковшами
ротора и ремонтируемой трубой 5 см. В этой конструкции сег-
мент, перемещающийся по трубе, в основном служит как опора
ротора.
В последующие годы разрабатывались более совершенные
конструкции машин и механизмов для производства вскрышных
работ. Для полного освобождения ремонтируемой трубы от грунта
разработаны роторные экскаваторы с ковшами 2,имеющими вырез
в средней части, соответствующий контуру вскрываемого трубо-
провода 1 (рис. 6.5).
Наиболее совершенным механизмом, предназначенным для
вскрытия ремонтируемых трубопроводов, является специальный
вскрышной экскаватор.
Вскрышной экскаватор имеет ротор, укрепленный на раме, в
задней части которой имеется опорное колесо, перемещающееся
по трубопроводу. К опорному колесу и раме прикреплен щит,
расположенный между ротором и опорным колесом. Щит имеет
вырез, соответствующий контуру трубопровода. Это позволяет
подбирать оставшийся грунт вокруг трубопровода после прохода
ротора. Задняя часть рамы ротора соединена с передней опорой
тросами, регулируемой машинистом. Это необходимо для умень-
шения напряжения Давления на трубопровод задним опорным
колесом.
Таким образом, экскаватор со специальными ковшами вскры-
вает трубопровод до его нижней образующей за один проход, чем
344
достигается полная механизация работ, исключающая примене
ние ручного труда.
Следующим этапом при производстве ремонта трубопроводов
является очистка его наружной поверхности от старой изоляции,
ржавчины и грязи. Эта работа — одна из трудоемких. Для облег-
чения этой работы применяют специальные очистные устройства.
Рис. 6.4. Роторный экскаватор с ус--
тройством в виде сегмента:
/ — трактор; 2 — ротор; <3 — сегмент; 4
трубопровод
Рис. 6.5. Схема расположения ковша
ротора на вскрываемом трубопро-
воде
Устройство с изогнутым ножом очищает поверхность трубо-
провода 1 от старой изоляции, ржавчины и грязи (рис. 6.6).
Устройство включает нож 7, изогнутый по окружности трубы и
прикрепленный болтами к держателю 4. Этот нож предназначен
для очистки верхней , половины поверхности трубы. В нижней
части устройства имеется второй нож меньшего размера 9, пред-
назначенный для очистки нижней половины поверхности трубы.
Ножи соединены двумя длинными болтами 8. Для перемещения
устройства во время работы по трубопроводу к держателю при-
варены два ушка 5, к которым крепится тяговая цепь 6 от трак-
тора. Для поддержания заданного угла наклона верхнего ножа
к трубопроводу в задней части держателя приварен стержень 3,
соединенный с регулировочным болтом 2, расположенным верти-
кально к оси трубопровода. На регулировочном болте имеются
345
Рис. 6.6. Устройство с изогнутым ножом для наружной очистки трубопровода
Рис. 6.7. Скребковое устройство для очистки наружной поверхности трубопровода
Рис. 6.8. Устройство для очистки наружной поверхности трубопровода
1— ролик; 2 — вторая очистная головка; 3 — первая очистная головка; 4 — скоба;
5 — трубопровод
две гайки, между которыми крепится стержень, который позво-
ляет регулировать на необходимый угол.
Скребковое устройство для очистки наружной поверхности
трубопровода 6 (рис. 6.7) включает разъемную опорную трубу 2,
Рис. 6.9. Самоходная очистная машина
на которой укреплены два ряда очистных скребков. Скребки рас-
положены под небольшим углом к поверхности очищаемой трубы.
Скребки второго ряда 3 немного смещены по отношению к скреб-
кам первого ряда 4, что обеспечивает полную очистку поверхно-
сти. Перемещение устройства осуществляется тяговой цепью 5,
соединенной с трактором. Для лучшей очистки поверхности и
347
снятия оставшейся старой изоляции и ржавчины .непосредственно
за скребками перемещается разъемное щеточное устройство 1.
Устройство для очистки наружной поверхности трубопровода
^рис. 6.8) включает две очистные головки. В очистной головке по
Рис. 6.10. Устройство для изоляции тру-
бопровода при ремонте
Рис. 6.11. Машина для обмотки трубопро-
вода
окружности очищаемой
трубы 5 расположены но-
жи, укрепленные на рес-
сорах. Во второй очист-
ной головке 2 ножи не-
сколько смещены по от-
ношению к ножам пер-
вой головки 3, чем дости-
гается полная очистка
поверхности трубопрово-
да от старой изоляции.
Для перемещения уст-
ройства по трубопрово-
ду имеются специальные
ролики 1. К передней го-
ловке устройства при-
креплена скоба 4 для
подсоединения тягового
каната.
Самоходная очистная
машина для очистки на-
ружной поверхности тру-
бопроводов (рис. 6.9) со-
стоит из опорной рамы
«на четырех опорных ро-
ликах 3 для передвиже-
ния по трубопроводу 4 и
электродвигателя 1, уста-
новленного на раме. К
опорной раме прикреплен
кольцевой рабочий орган
2 с четырехрядным рас-
положением резцов 5.
Резцедержатели по ок-
ружности крепятся к кон-
цу рабочего органа. Для
вращения рабочего орга-
на использована цепная
передача. Обычно при ра-
боте четвертый, ряд резцов заменяется очистными щетками.
После очистки трубу осматривают и восстанавливают. На вос-
становленный трубопровод наносят изоляцию.
Для нанесения на поверхность трубопровода изоляционной
мастики применяют специальное устройство (рис. 6.10). Устрой-
ство включает раму 6, на которой подвешена ванна с мастикой 4
348
и обечайка 5. Особенность устройства состоит в том, что обечай-
ка выполнена разъемной. Это дает возможность устанавливать
устройство в любом месте ремонтируемого трубопровода. Битум
в обечайку подается снизу под давлением, чем достигается хоро-
шее качество покрытия. Излишняя мастика сливается в ванну
через отверстия, имеющиеся в верхней части обечайки. Для по-
дачи битума в обечайку под давлением в ванне установлен на-
сос 1, соединенный с обечайкой шлангом 2. Установленная перед
насосом перегородка 3, предотвращает попадание воздуха в него.
Рис. 6.12. Обмоточная ма-
шина с приводом от элек-
тродвигателя
Для обмотки поверхности трубопровода изоляционными лен-
тами применяют обмоточную машину (рис. 6.11), которую подве-
шивают на монорельсе 3 над трубопроводом 5. Монорельс распо-
лагается на стреле трубоукладчика (крана) / и перемещается
вдоль оси трубопровода. Рабочим органом машины является об-
моточная рама 2, вращающаяся вокруг трубопровода. Рама вы-
полнена разъемной, что дает возможность устанавливать машину
в любом месте трубопровода. Для передвижения машины по мо-
норельсу и одновременной обмотки трубопровода на раме уста-
новлен электродвигатель. При обмотке трубопровод обычно
укладывают на лежки, а при необходимости поддерживают на
весу с помощью полотенца 4, защемленного по концам моно-
рельса.
Обмоточная машина с приводом от электродвигателя
(рис. 6.1'2) имеет опорную раму, на которой установлен электро-
24—416	349
двигатель с цепной передачей для вращения звездочки обмоточ-
ной рамы 1. Обмоточная рама с двумя шпулями 3 опирается на
четыре ролика 2, расположенные симметрично- по периметру
трубы 4 иод небольшим углом к оси трубопровода, чем дости-
гается одновременная обмотка и перемещение ее по трубопроводу.
Обмоточная рама разъемная, что дает возможность установки
ее в любом месте ремонтируемого трубопровода. Управление
машиной осуществляется (ручкой, шарнирно укрепленной на опор-
ной раме. Описанные механизмы и устройства дают возможность
механизировать наиболее трудоемкие рабочие процессы при ре-
монте линейной части магистральных трубопроводов большой
протяженности.
Кроме специальных ремонтных машин для производства работ
по капитальному ремонту магистральных трубопроводов в зару-
бежной практике применяются также общестроительные машины.
Для производства подготовительных работ применяются мощные
бульдозеры и рыхлители на базе тракторов Д-OG «Катерпил-
лер» и ТД-25С фирмы «Интернейшнл». При производстве подъем-
но-очистных и изоляционно-укладочных работ применяются
краны трубоукладчика тех же фирм с максимальным моментом
устойчивости соответственно ПО и 82 тс-м.
ГЛАВА 7
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
При производстве ремонтно-строительных работ на магист-
ральных трубопроводах необходимо строго соблюдать правила
техники безопасности. Выполняя капитальный ремонт магист-
ральных трубопроводов, необходимо руководствоваться норма-
тивными документами. Во всех производственных инструкциях
предусматриваются разделы по технике безопасности, составляе-
мые в соответствии с требованиями действующих правил приме-
нительно к конкретным условиям и с учетом специфики. В ут-
вержденных программах обучения рабочих различных профессий
и повышения квалификации инженерно-технических работников
выделяются часы для изучения правил техники безопасности.
Специализированные ремонтное и строительное управления раз-
рабатывают производственную инструкцию по технике безопас-
ности при ремонте магистрального трубопровода с учетом мест-
ных условий. Руководство управления знакомят рабочих и техни-
ческий персонал с инструкцией по производству работ и прави-
лами техники безопасности и выдают на руки всем работающим
эти инструкции по профессиям.
Согласно «Инструкций», к производству работ по ремонту ма-
гистральных трубопроводов допускаются лица не моложе 18 лет,
прошедшие специальное обучение безопасным приемам работ,
производственный инструктаж и сдавшие экзамены в установлен-
ном порядке соответствующей комиссии. Лица, вновь принимае-
мые на работу, должны пройти вводный инструктаж по технике
безопасности на рабочем месте. Инструктаж необходимо провести
также при переводе рабочего на другую работу или изменении
условий работы. Обычно работы по ремонту трубопроводов про-
изводятся под руководством технического персонала, назначенно-
го приказом по специализированному ремонтному управлению.
До начала работ по ремонту трубопроводов организация,
эксплуатирующая трубопровод, обязана дать письменное разре-
шение на производство работ по ремонту действующего трубо-
провода; отключить трубопровод от действующей магистрали,
выявить и обозначить места утечки газа и места залегания тру-
бопровода на глубине менее 40 см, очистить полость; при наличии
конденсата удалить последний и очистить полость газопровода;
обеспечить связью ремонтно-строительные участки с диспетчер-
ской, ближайшей компрессорной станцией, ближайшим домом
24*	351
обходчика и другими необходимыми пунктами; обспечить техни-
ческую и пожарную безопасность при ремонтных работах.
Ремонтируют газопровод, как правило, в дневное время, а
ночью — только в исключительных случаях. При этом необходи-
мо разрешение главного инженера организации, производящей
ремонт, и согласие организации, эксплуатирующей газопровод.
В темное время суток на месте производства работ необходимо
обеспечить освещенность не менее 10 лк.
В каждом комплексном участке обязательно должен быть ме-
дицинский персонал. (В каждой бригаде в определенном месте
должны быть аптечки с набором необходимых медикаментов и
перевязочных средств. Рабочие и технический персонал должны
быть обучены приемам по оказанию первой помощи постра-
давшему.
После отключения и снятия давления в трубопроводе произ-
водятся планировочные и вскрышные работы.
До начала работ необходимо установить .знаки, указывающие
на расположение подземных коммуникаций. При проведении пла-
нировочных работ, а также при корчевании пней, кустарников и
одиночных деревьев необходимо проверить исправность .корчева-
тельных машин, наличие на них защитных ограждений и предо-
хранительных приспособлений.
Инженерно-технический персонал обязан принять меры, чтобы
на корчуемом участке не было посторонних лиц.
Вскрытие трубопровода производят вскрышным экскаватором
с соблюдением следующих условий безопасности: вскрытие тру-
бопровода необходимо вести на 15—20 см ниже нижней обра-
зующей, что облегчает строповку трубы при ее подъеме, из тран-
шеи; при этом грунт, выброшенный из траншеи, следует разме-
щать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки; запрещается
производство других работ и нахождение людей в зоне действия
рабочего органа вскрышного экскаватора; откосы вскрытой тран-
шеи должны соответствовать углу естественного" откоса данного
грунта; при нахождении на откосах выемки валунов, камней и
других предметов рабочие из опасных мест должны быть выве-
дены, после чего валуны и камни должны быть удалены. При
вскрышных работах одноковшовым экскаватором для предохра-
нения тела трубы следует оборудовать ковш экскаватора профи-
лированной режущей кромкой. Кроме этого, через каждые 50 м
трассы буром или щупом необходимо определять ось трассы тру-
бопровода и глубину заложения. На участке с пересеченным
рельефом местности и малым заглублением положение трубопро-
вода следует определять через каждые 25 м. В местах, где этот
способ не дает результатов, следует производить шурфование.
Во время работы одноковшовым экскаватором гусеницы его долж-
ны быть заторможены. При вскрытии трубопровода одноковшовы-
ми экскаваторами вешки устанавливают по оси места сидения
экскаваторщика: впереди — по ходу машины и сзади — вдоль уже
вскрытой траншеи. В отдельных местах (в местах строповки)
352
после снятия экскаватором слоя грунта с поверхности трубы до-
работку его нужно вести вручную.
Для обеспечения безопасной работы землеройной техники на
болотах необходимо в отдельных случаях проводить искусствен-
ное промораживание поверхности болота на глубину, обеспечи-
вающую проход экскаватора без применения еланей. В этом слу-
чае башмаки гусениц экскаваторов должны иметь шпоры, чтобы
исключить возможность скольжения машины. Для разработки не-
донасыщенных торфяных грунтов следует использовать экскава-
торы, оборудованные специальным болотным ковшом-драглайном.
При вскрытии газопровода в зимнее время для рыхления
мерзлого грунта применяют механические средства рыхления —•
бульдозеры со стоечными рыхлителями и другие, а также баро-
вые установки с автоматическим устройством, предотвращающим
повреждение трубопровода.
При ремонте трубопроводов в песчано-пустынных районах
после засыпки траншеи производят механическое закрепление
песков вдоль газопровода в зоне шириной не менее 8 м. Механи-
ческое закрепление песков проводится для образования корки в
их поверхностном слое путем обработки его различными со-
ставами:
битумной эмульсией, в результате чего получается пористая
корка, обеспечивающая проникновение в песок дождевой влаги и
прорастание побегов растений;
местными природными материалами (например, полив песков
растворами извести);
связующими различными синтетическими продуктами — отхо-
дами нефтяной промышленности (например, инденоалкильной
смолой, значительно увеличивающей связность частиц песка и
пылеватых грунтов);
распыленным жидким препаратом нерозина, получаемого из
отходов горнослаицевой промышленности; распыление осущест-
вляется специальной машиной, которая за один проход обрабаты-
вает полосу до 20 м.
Вскрытие газопровода в скальных грунтах выполняют одно-
ковшовыми экскаваторами с предварительным его разрыхлением.
При наличии мягкого грунта на тщательно спланированной
полосе может быть применен специальный вскрышной трехротор-
ный экскаватор.
Трубопровод на спланированной полке с продольным уклоном
до 15° вскрывают так же, как на равнинных участках. Вскрыв-
шие работы на продольных уклонах более 15° в целях безопас-
ности необходимо выполнять сверху вниз с применением удержи-
вающих приспособлений, в качестве которых могут быть исполь-
зованы тракторы, бульдозеры или лебедки.
Грунт, обвалившийся при подъеме (и укладке) газопровода,
удаляют из-под висящей над траншеей плети только после уклад-
ки под газопровод поперек траншеи (в местах обвала) надеж-
ных лежек.
353
Расположение механизмов и других строительных машин
около траншеи должно быть за призмой обрушения грунта.
Каждый автомобиль перед началом смены должен быть под-
вергнут техническому освидетельствованию механиком гаража и
водителем. К работе допускаются только технически исправные
автомобили. У автосамосвалов, кроме общего технического со-
стояния, необходимо проверить исправность кузова, подъемного
механизма, состояние запорных приспособлений, исключающих
самоопрокидывание кузова, а также надежность запора заднего
борта. Автосамосвалы необходимо обеспечить инвентарным упор-
ным приспособлением для поддержания кузова в поднятом со-
стоянии.
К управлению автомобилями, на которых перевозят людей,
допускаются водители со стажем работы не менее трех лет; во-
дители, отработавшие одну смену, к перевозке людей во вторую
смену не допускаются. Автомобили, в которых перевозят баллоны
со сжатым тазом, должны быть оборудованы специальными стел-
лажами с выемками по диаметру баллонов, обитых войлоком.
Баллоны при перевозке должны иметь предохранительные колпа-
ки. При перевозке баллонов находиться людям в кузове автомо-
биля запрещено. .Перевозка бензина допускается только в спе-
циальных цистернах с плотно завинчивающимися пробками. Пе-
ревозить этилированный бензин совместно с другими грузами, а
также находиться при этом людям в кузове автомобиля не раз-
решается.
Битумовозы должны быть обеспечены двумя^кислотными огне-
тушителями, лопатой и кошмой. Шафер обязан'следить за'тем,
чтобы они всегда были на месте и в исправном состоянии. Вос-
пламенившееся горючее и мастику следует тушить струей из
огнетушителя или накрыть кошмой, засыпать песком (землей).
Кроме того, шоферу битумовоза 'запрещается подъезжать к от-
крытому огню и оставлять битумовоз без наблюдения во время
подогрева, налива и слива мастики. Перед началом работы не-
обходимо внимательно осмотреть все узлы машины и обязатель-
но проверить действие механизмов, системы битумопроводов,
насоса, крана и др. Замеченные неисправности необходимо устра-
нить до выезда на работу. Скорость движения битумовоза выби-
рается в зависимости от состояния дороги, но не должна превы-
шать 60 км/ч. На поворотах необходимо снижать скорость, избе-
гать резкого торможения. При переезде через мост, плотину
необходимо предварительно убедиться в их надежности. Особую
осторожность должен соблюдать шофер при проезде битумовоза
близ мест производства работ на трассе трубопровода. При зали-
Л ве битумной мастики в изоляционную машину шофер битумовоза
должен находиться в кабине и по сигналу машиниста изоляцион-
ной машины выключить подачу мастики в ванну.
К электросварочным работам допускаются электросварщики,
сдавшие испытания в соответствии с ‘«Правилами аттестации
электросварщиков» Госгортехнадзора СССР и имеющие соответ-
354
ствующие удостоверения. Для соединения отдельных изолирован-
ных плетей, уложенных в траншею, или катушек устраивают кот-
лованы с уширением траншеи на 1,5 м в каждую сторону от
трубы длиной 2,5 м. В котловане на местё сварки стыка следует
выкопать приямок глубиной 0,5 м, стенки котлована должны
иметь откосы. В зимнее время при снегопаде, поземке и ветре
рабочие места электросварщиков должны защищаться перенос-
ными брезентовыми палатками-укрытиями. Обнаруженные в
сварном стыке недопустимые подрезы устраняются путем наплав-
ки узких ниточных валиков параллельно шву. Дефектные места
сварных стыков разрешается устранять (путем вырубки пневма-
тическим или ручным зубилом) только в предохранительных про-
тивоосколочных очках. При вварке заменяемого участка в газо-
провод под него необходимо предварительно подкладывать
металлические подкладки в виде колец из листового металла
толщиной 3—4 мм и высотой 40—50 мм. В летнее время вварку
заменяемого участка выполняют при минимальной суточной тем-
пературе рано утром.
При сварке под флюсом необходимо применять флюс с мини-
мальным содержанием и выделением вредных веществ. Загру-
жать флюс в бункера, а также убирать неиспользованный флюс
необходимо таким образом, чтобы пыль не выделялась в окру-
жающую среду.
При производстве газосварочных работ необходимо строго со-
блюдать правила хранения карбида кальция и газовых баллонов.
Автомобили, предназначенные для перевозки баллонов со сжи-
женными газами, должны быть снабжены огнетушителями.
Подбор исходных материалов для состава изоляционной ма-
стики, изготовляемой в трассовых условиях, так же как и при-
меняемая марка мастики, зависят в основном от температуры
окружающего воздуха и транспортируемого таза.
Битумно-резиновую мастику варят в битумосварочных котлах.
Нельзя допускать нагрева мастики свыше 200 °C, так как при
перегреве резиновая крышка коксуется и возникает опасность ее
загорания. Приготовлять битумно-резиновую мастику разреша-
ется только на специально' отведенной площадке. Последнюю
выбирают на ровной местности с удобными подъездами  на рас-
стоянии не менее 200 м от жилых городков, 50 м от деревянных
строений и складов, 30 м от линий электропередачи.
На площадке, где расположена битумоплавительная установ-
ка, должны находиться огнетушители (один на каждый котел),
ящик с сухим песком, лопаты, технический войлок, брезент или
асбестовое полотно. Склад битума и наполнителей следует распо-
лагать на расстоянии 25 м от битумоплавильной установки.
Сменный запас материалов (не более чем на две загрузки) мож-
но располагать на расстоянии не ближе 5 м от котлов битумо-
плавильной установки. Легко воспламеняющиеся жидкости и
топливо 'Следует хранить на специальных складах, располагаемых
на расстоянии не ближе 50 м от площадки битумоплавильной
355
установки. В радиусе 5 м от котлов площадка битумоплавильной
установки должна быть очищена от травы, а в темное время су-
ток иметь освещенность не менее 10 лк. Работающим у установ-
ки запрещается курить и пользоваться открытым огнем.
Перед началом работы машинист должен проверить состояние
всех механизмов и устранить все неисправности и только после
этого приступать к загрузке битумоплавильных котлов. Битумо-
плавильные установки следует размещать на расстоянии не менее
5 м друг от друга. Не разрешается загружать битумоплавильный
котел 'более чем на 3Л его вместимости. Нельзя опускать в 'биту-
моплавильный котел влажный битум, так как попавшая вода в
разогретом битуме может .вызвать сильное парообразование и
выброс брызг битумной мастики. При работающей циркуляцион-
ной системе не разрешается загружать битум в котел. Битумо-
плавильные котлы следует оборудовать крышками. При напол-
нении ванны изоляционной машины битумной мастикой битумо-
воз располагают вдоль трубопровода так, чтобы от места
закрепления шланга на битумовозе до изоляционной машины было
расстояние не менее '2 м. Шланг необходимо закрепить метал-
лическими хомутами как на битумовозе, так и на ванне изоля-
ционной машины. Во время перекачивания мастики машинисты
изоляционной машины должны находиться вне опасной зоны,
а другие лица на расстоянии не менее 10 м от шланга и ванны
изоляционной машины.
Внутреннюю поверхность котла следует очищать не реже од-
ного раза в 10 дней. Остатки битумной мастики удаляют спе-
циальными скребками через люк, расположенный в задней торце-
вой стенке котла.
При работе с очистной машиной необходимо следить за тем,
чтобы на ней был установлен пенный или углекислый огнетуши-
тель. Запрещается около машины, заправленной бензином или
праймером, пользоваться открытым огнем или курить. Машинист
обязан проверить устойчивость очистной машины на трубопрово-
де. При этом машина должна иметь уклон в сторону опорного
колеса во избежание ее опрокидывания. В ночное время работать
на машине можно только при хорошем освещении как всей ма-
шины, так и участка трубы впереди и позади машины. При очист-
ке трубопровода с сильно коррозионной поверхностью, чтобы
избежать проникновения металлической пыли в дыхательные
органы, следует пользоваться респираторами типа МБ1; РПР-1;
ПРБ-5 или в крайнем случае — марлевыми повязками.
По окончании работы машинист обязан остановить машину,
установить рычаги управления в нейтральное положение и заглу-
шить двигатель.
Машинист, работающий на изоляционной машине, также дол-
жен перед работой осмотреть все узлы машины, проверить исправ-
ность механизмов, инструмента и приспособлений. При производ-
стве изоляционно-укладочных работ между машинистом изоля-
ционной машины и машинистами трубоукладчиков (сопровож-
356
дающих изоляционную машину) должна быть строгая согласо-
ванность.
При работе со стекловолокнистым холстом следует выполнять
следующие меры предосторожности: погрузку, выгрузку и транс-
портировку производить осторожно, чтобы не нарушить упаков-
ку; запрещается сбрасывать рулоны с транспортных средств;
наложение стеклохолоста на трубопровод производить изоля-
ционной машиной; обмотка вручную не допускается; рулоны стек-
лохолста после распаковки следует покрывать по торцам водным
раствором каолина, чтобы уменьшить пылеобразование в про-
цессе его намотки на трубопровод; для защиты от стеклянной
пыли необходимо носить комбинезон из плотного гладкого молес-
кина (манжеты рукавов и низ брюк стягивать резинками); на
руки надевать рукавицы с крагами; для защиты органов дыхания
пользоваться многослойной марлевой повязкой или противопыле-
вым респиратором «Лепесток». Марлевую повязку менять еже-
дневно, а респиратор — через 3—5 дней; для защиты глаз носить
очки с эластичной полумаской; спецодежду после каждой смены
очищать от пыли и еженедельно мыть в горячей воде.
По окончании рабочей смены, а также при длительных пере-
рывах в работе со стеклохолстом необходимо удалить пыль с
одежды и тщательно, 'вымыться с мылом.
Изолировщики, работающие с мастикой, должны быть очень
осторожны в работе, так как битумная мастика имеет темпера-
туру 160—200 °C. Чтобы избежать ожогов, изолировщик обязан
работать в спецодежде, а также не находиться в опасной зоне
работающих машин или под поднятым трубопроводом. Во время
опускания трубопровода в траншею нельзя находиться под пере-
мещаемым трубопроводом и опускаться в траншею.
Стальные полотенца испытываются через каждые шесть ме-
сяцев нагрузкой в 1,25 раза, превышающей рабочую.
Стропы должны быть испытаны и иметь трехкратный запас
прочности, кроме того, они должны снабжаться прочно прикреп-
ленной металлической биркой с указанием номера, грузоподъем-
ности и даты испытания. Стропы, не снабженные свидетельством
об их испытании, к использованию не допускаются. Стропы после
изготовления подлежат техническому освидетельствованию. При
техническом освидетельствовании стропы подвергаются осмотру и
испытанию нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их номинальную
грузоподъемность. В процессе эксплуатации стропы периодиче-
ски осматриваются в установленные сроки, но не реже, чем через
каждые 10 дней, за исключением редко используемых, которые
осматриваются каждый раз перед выдачей их в работу. Резуль-
таты осмотра строп должны заноситься в журнал учета и осмот-
ра их. Места захвата трубопровода стропами перед началом
строповки следует очищать от грунта и грязи.
При проверке качества изоляции искровым дефектоскопом не-
обходимо помнить, что к работе с искровым дефектоскопом до-
пускают лиц, обученных специальным правилам техники безопас-
357
ности. Ручки искровых дефектоскопов должны быть изготовлены
из диэлектрического материала. Во время проверки изоляцион-
ного покрытия корпус искрового дефектоскопа должен быть
заземлен. При работе с искровым дефектоскопом оператору запре-
щается работать без диэлектрических перчаток и резиновых га-
лош; производить ремонт прибора; прикасаться к щупу и зазем-
лителю, предварительно не отключив дефектоскоп от сети пита-
ния электрическим током; проверять качество изоляции при
влажной поверхности изоляционного покрытия трубопровода.
При работах по прокладке магистрального газопровода; парал-
лельно действующему, необходимо соблюдать все требования бе-
зопасности, изложенные в соответствующих документах, на строи-
тельство нового газопровода. .Кроме того, следует выполнять
специальные требования.
Ввиду возможных утечек газа нельзя находиться на расстоя-
нии менее 5 м от продувочных свечей, метанольниц и конденса-
тосборников действующего магистрального газопровода. Парал-
лельную прокладку нового газопровода вблизи действующих
компрессорных станций можно производить лишь под наблюде-
нием ответственных лиц из персонала эксплуатирующей орга-
низации.
Перед началом работ в охранной зоне и полосе отвода дейст-
вующего магистрального газопровода строительная и монтажная
организации должны разработать и утвердить согласованные с
организацией, эксплуатирующей магистральный газопровод, схе-
му и инструкцию по производству работ, в которых необходимо
предусмотреть порядок производства работ на данном участке
газопровода; размещение колонн, баз, стоянок механизмов, скла-
дов ГСМ, жилых городков и другого оборудования (только за
пределами охранной зоны в соответствии с СНиП П-45—75):
места и порядок переезда механизмов через действующий газо-
провод; мероприятия по сохранности приборов и оборудования
действующего газопровода и сооружений вдоль него (связь, от-
ключающая арматура и т.п.).
Перед началом производства работ в действующем газопрово-
де снижают давление не менее чем на 5 кгс/см2. Кроме того, трас-
су действующего магистрального газопровода тщательно обсле-
дуют районные управления для выявления возможных уте-
чек газа.
Утечку газа из действующего газопровода можно обнаружить
с помощью специальных приборов-газоанализаторов или без
приборов по1 следующим признакам: побурение зеленой травы в
местах выхода газа на поверхность; появление темных масляни-
стых пятен на снегу, грунте или поверхности луж скопившейся
воды; образование бугорков грунта, вынесенного с газом на по-
верхность; шипение просачивающегося газа.
При обнаружении утечки газа в действующем газопроводе его
необходимо освободить от газа или снизить давление не менее
чем на 30%.
358
Если действующие параллельно нитки удалены от ремонтируе-
мого или вновь прокладываемого газопровода на расстояние не
менее 200 м, давление в них не снижается.
До начала работ руководитель строительно-монтажных работ
должен ознакомиться на месте с расположением и обозначением
действующего газопровода. При отсутствии указательных знаков
работы не производить. Опознавательные знаки необходимо уста-
новить на всех технологических колодцах и контрольно-измери-
тельных колонках действующего газопровода.
Передвижение механизмов, машин и автомобилей через валик
грунта над действующим газопроводом допускается по специаль-
но устроенным переездам и только в местах, указанных район-
ным управлением.
Земляные работы в эксплуатационной полосе действующих
газопроводов производятся только по письменному разрешению
эксплуатирующей организации, которое выдается вместе со схе-
мой (планом) трассы на данном участке. При этом земляные
работы ведутся под непосредственным руководством мастера или
производителя работ.
Разработка траншеи на расстоянии ближе 20 см от действую-
щих газопроводов и при заглублении ниже уровня его заложения
проводится только с помощью лопат в присутствии представи-
теля эксплуатирующей организации.
Траншеи, вырытые параллельно действующему газопроводу,
засыпают скребковыми траншеезасыпателями или бульдозерами
с косыми ножами. При применении бульдозеров с прямыми но-
жами для предотвращения наездов на действующие газопроводы
засыпку производят под углом 45° к оси траншеи. Границы воз-
можного передвижения бульдозера при засыпке траншей грунтом
обозначают вешками.
В охранной зоне действующих газопроводов запрещается скла-
дировать горюче-смазочные материалы, бризол, битум, древесину
и другие материалы, разводить костры; располагать базы, места
ремонта механизмов и автотранспорта, служебные здания, жилые
дома, вагоны-домики и другие постройки; производить любые
вз'оывные работы.
Использовать природный газ для нужд строящей организации
можно только с разрешения районного управления магистраль-
ных газопроводов.
Очистка полости и испытание газопроводов, построенных па-
раллельно действующим газопроводам, производится по инструк-
ции, согласованной с эксплуатирующей их организацией.
Ремонтные работы на участках газопроводов, расположенных
вблизи населенных пунктов, производят с дополнительными ме-
рами предосторожности, обеспечивающими пожарную безопас-
ность населенных пунктов.
Полость газопроводов после их ремонта необходимо очистить
(продуть) газом или воздухом, после чего производится испыта-
ние газопровода на прочность. Очистка полости или испытание
359
газопровода выполняется организацией, производившей ремонт
под руководством комиссии, состоящей из генподрядчика, заказ-
чика и монтажной организации. В состав комиссии по испыта-
нию газопровода включается представитель Государственной
газовой инспекции. Председатель комиссии на время очистки поло-
сти или испытания обязан обеспечить безопасность обслуживаю-
щего персонала и населения, а также сохранность машин и
сооружений вдоль трассы газопровода (в пределах охранной
зоны).
Отпуск газа на очистку или испытание трубопровода и обес-
печение техническими средствами контроля за его использованием
осуществляется эксплуатирующей организацией.
Все члены комиссии, а также инженерно-технические работ-
ники и рабочие, участвующие в 'работе, должны изучить инст-
рукции по очистке полости или испытанию газопровода и распи-
саться в специальном журнале в знании мероприятий по техни-
ческой и пожарной безопасности. Они должны быть обеспечены
необходимым инструментом, инвентарем, спецодеждой и средст-
вами индивидуальной защиты.
Инженерно-технические работники и рабочие организации,
производящей ремонт, а также эксплуатационный персонал, за-
нимающийся очисткой полости или испытанием газопровода, во
время выполнения работ подчиняются председателю комиссии.
Все распоряжения, связанные с очисткой полости или испы-
танием газопровода, отдаются только председателем комиссии.
В аварийных случаях распоряжение может отдавать дежурный
член комиссии, если он имеет на это полномочия.
Для наблюдения за газопроводом во время очистки полости
или испытания в распоряжение комиссии выделяется необходи-
мое число рабочих для оцепления опасных участков и обхода
трассы, а также аварийные ремонтно-восстановительные бригады.
.Порядок проведения работ по очистке полости или испытанию
газопроводов устанавливается инструкцией, в которой излагаются
последовательность и способы выполнения работ, а также преду-
сматриваются м-еры технической и пожарной безопасности. Инст-
рукцию составляет организация, производящая ремонт и согласо-
вывает ее с заказчиком. Инструкция по очистке полости утверж-
дается главным инженером организации, выполняющей ремонт,
а по испытанию газопровода — председателем комиссии на ис-
пытание.
Временные трубопроводы для подключения наполнительных,
опрессовочных агрегатов и компрессорных установок должны
быть предварительно подвергнуты гидравлическому испытанию на
давление 1,25 рИсп-
К очистке полости и испытанию природным газом разреша-
ется приступать только после вытеснения им воздуха из газопро-
вода. Содержание кислорода в выходящей из газопровода газо-
воздушной смеси определяется газоанализатором и должно быть
не более 2%. Отбор пробы газа перед очисткой полости осущест-
360
вдается через патрубок, врезанный в газопровод на расстоянии
10 м от места выпуска газа. Газ для вытеснения из газопровода
воздуха должен подаваться плавно с давлением не более
2 кгс/см2. Выпускать газ разрешается только через продувочные
свечи, запрещается выпускать газ через зазор разведенных флан-
цев, кранов или задвижек. (Конец газопровода, подготовленного к
очистке полости, во избежание его смещения и вибрации, должен
быть надежно закреплен. При. очистке полости газопровода га-
зом запрещается выпускать его в сторону населенных пунктов,
предприятий, лесов, железных и автомобильных дорог, строений,
линий электропередач, стогов сена и т. п. От места выпуска газа
до перечисленных объектов расстояние должно быть не менее
1000 м.
При прохождении газопровода в лесистой местности очистка
полости должна осуществляться преимущественно воздухом.
Очистка полости газопровода газом разрешается по согласованию
с организациями лесного хозяйства, гари этом должны соблю-
даться дополнительные противопожарные мероприятия. Очистка
полости считается законченной, когда из продувочного патрубка
выходит струя чистого воздуха или газа.
Если после вылета поршня или разделителя из продувочного
патрубка вливается вода, по газопроводу дополнительно следует
361
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Березин В. Л., Ращепкин К. Е. Капитальный ремонт нефтепроводов без
остановки перекачки. М., «Недра», 1967, 128 с. с ил.
2.	Березин В. Л., Бородавкин П. П. Сооружение магистральных трубопрово-
дов. М., «Недра», 1977, 407 с. с ил.
3.	Ващенко И. И. Земляные работы. Киев, «Будивельник», 1976, 156 с. с ил.
4.	Данциг Дж. Линейное программирование, его применение и обобщение.
М. «Прогресс», 1966, 600 с. с ил.
5.	Егерман Г. Ф., Джафаров М. Д„ Никитенко Е. А. Ремонт магистральных
газопроводов. М., «Недра», 1973, 288 с. с ил.
6.	Зиневич А. М„ Глазков В. М„ Котик В. Г. Защита трубопроводов и ре-
зервуаров от коррозии. М., «Недра», 1975, 288 с. с ил.
7.	Инструкция по технологии производства ремонтно-строительных работ на
газопроводах диаметром 1020 мм с применением ремонтно-очистной машины
РОМ. ВСН-2-68—76. М., ОНТИ, ВНИИСТ, 1976, 48 с. с ил.
8.	Канторович Л. В., Горстко А. Б. Математическое оптимальное програм-
мирование в экономике. М., «Знание», 1968, 96 с. с ил.
9.	Обслуживание и ремонт линейной части магистральных нефте- и продук-
топроводов. М., «Недра», 1969. 358 с. с ил. Авт.: К. Е. Ращепкин, И. С. Овчин-
ников, Т. Д. Суетинова, 3. Л. Белозерова.
10.	Сборник инструкций и рекомендаций по технике безопасности при изоля-
ционно-укладочных работах на строительстве магистральных трубопроводов. М.,
«Недра», 1973, 80 с. с ил.
И.	Таран В. Д. Сооружение магистральных трубопроводов. М., «Недра»,
1964, 54 с. с ил.
12.	Телегин Л. Г., Карташев Г. И. Организация строительства линейной части
магистральных трубопроводов. М., «Недра», 1971, 200 с. с ил.
13.	Черчмен У., Акоф Р., Арноф Л. Введение в исследование операций. М.,
«Недра», 1968, 486 с. с ил.	
14.	Шелюбский Б. В., Пиярский Т. И. Техническая эксплуатация дорожных
машин. Справочник инженера-механика. М., «Транспорт», 1975, 416 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
3
Глава 1. Подготовка капитального ремонта линейной части магистральных
трубопроводов .......................................................... 5
~7 Виды ремонтных работ на магистральных трубопроводах и их специфика	1..£ц *
‘	Организационная структура ремонтной	службы............................if)	-
Подготовка капитального ремонта.........................................  13
Глава 2. Определение сроков ремонта трубопроводов	.	< 26)
р '7 Прогнозирование, изменения защитных свойств изоляционных покрытий и
4“ параметров катодной защиты трубопроводов..............................	^2б)
Оценка экономической эффективности защитного действия изоляционных
покрытий при комплексной защите .....................................3S
Определение сроков ремонта изоляционных покрытий трубопроводов .	.	(• 42) р
Глава 3. Технология капитального ремонта магистральных трубопроводов
Методы производства капитального ремонта магистральных трубопроводов
Погрузочно-разгрузочные, и транспортные работы......................
7 Подготовительные’и земляные работы . "У.............	......
Подъемно-очистные, работы". 'Г......................................
ОчйСтка наружной поверхности трубопровода от старой и дефектной изо-
A-i'i Определение напряженного состояния при подъеме и укладке трубопро-
вода . . '..............................................................
Сварочно-восстановительные, работы;.................................
Устройства и приспособления для производства сварочно-восстановитель-
ных работ .........................................................
Контроль качества сварных стыков...................................
Изоляционно-укладочные работы.......................................
Контроль качества изоляционных покрытий.............................
129
18<Г>/ с
199
204
208
230
Глава 4. Организация поточного производства капитального ремонта маги- - —
стральных трубопроводов..................................................252	. ’ ’ 5
Основы организации поточного производства капитального ремонта маги-
стральных трубопроводов............................................... 252	)
Организационные схемы и структура организации процесса капитального ‘п >
_ ремонта магистральных трубопроводов.................................... 254	'I
pS Методика определения продолжительности капитального ремонта линейной
. части отдельного магистрального трубопровода.......................... 259
г Методика синхронизации производства работ при капитальном ремонте
магистрального трубопровода.........................................281
) -7 Методика распределения ресурсов при капитальном ремонте магистраль-
; ного трубопровода.....................................................2 88
Глава 5. Капитальный ремонт линейной части магистральных трубопро-
водов в сложных условиях.............................................304
Капитальный ремонт магистральных трубопроводов в условиях болот и
обводненной местности........................................	. <ЗЙ> *
Капитальный ремонт магистральных трубопроводов в условиях горной
местности.............................................................<32&	' '
Капитальный ремонт магистральных трубопроводов в условиях пустынь >,.325) ;;;
363
Глава 6. Капитальный ремонт трубопроводов за рубежом	327
Средства для определения технического состояния труб в процессе эксплу-
атации .............................................................• 327
Методы обоснования ремонта труб.......................................334
Методы ремонта трубопроводов......................................... 338
Механизация процесса ремонта трубопроводов............................344
Глава 7. Техника безопасности при капитальном ремонте магистральных
трубопроводов	  351
Список литературы.....................................................362
Всеволод Леонидович Березин, Константин Егорович Ращепкин,
Леонид Гаврилович Телегин, Алексей Михайлович Зиневич,
Назар Халлыевич Халлыев
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Редактор издательства Н. В. Сергеева
Переплет художника В. А. Александрова
Художественный редактор В- В. Шутько
Технические редакторы А. Г. Иванова, И. В. Жидкова
Корректор И. Н. Таранева
ИБ № 680
Сдано в набор 04.04.78. Подписано в печать 15.08.78. Т-14556. Формат 60Х90'/и. Бумага № 1.
Гарнитура литер. Печать высокая. Печ. л. 22,75. Уч.-изд. л. 25,63. Тираж 5000 экз.
Заказ 416/6144—8. Цена 1 р. 70 к.
Издательство «Недра», 103633, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19
Московская типография № 11 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
Москва, 113105, Нагатинская ул., д. 1.