Автоматическая сварка, 2014, №05



2014 №05 (06)

2014 №05 (08)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 5, 2014, с. 42-50
 

РАЗВИТИЕ В УКРАИНЕ ТЕХНОЛОГИЙ РЕМОНТА ДУГОВОЙ СВАРКОЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

В. С. БУТ, О. И. ОЛЕЙНИК

ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Для снижения материально-финансовых и экологических потерь, присущих классическому способу ремонта магистральных трубопроводов, связанного с их остановкой, во всем мире применяются способы, позволяющие ремонтировать магистрали без вывода из эксплуатации. В статье рассмотрены направления развития в ИЭС им. Е.О. Патона технологий восстановления несущей способности дефектных участков магистральных трубопроводов под давлением с применением дуговой сварки. Проведен анализ особенностей применения дуговой сварки на трубопроводах под давлением и определены пути устранения неблагоприятных факторов. Показано влияние сварочного нагрева на прочностные характеристики металла труб и определены безопасные условия заварки коррозионных дефектов в зависимости от теплофизических свойств транспортируемого продукта и величины внутреннего давления. Представлен оригинальный конструктивно-технологический подход к выполнению ремонтных работ с применением дуговой сварки, реализуемый на действующих магистральных трубопроводах Украины. Дана экспериментально-теоретическая оценка преимущества использования нахлесточно-стыковых сварных соединений перед традиционными с угловыми швами. Приведены результаты исследований поляризационно-оптическим способом коэффициентов концентраций напряжений в местах сопряжения наплавленного металла с основным для различных видов нагрузки образцов-имитаторов. Применение нахлесточно-стыковых соединений позволяет: расширить диапазон тепловложений при дуговой сварке; управлять размерами, структурой и свойствами металла зоны термического влияния; снизить концентрацию в местах сопряжения кольцевых швов с трубопроводом и тем самым повысить предел выносливости сварных соединений усиливающих конструкций при повторно-статической нагрузке. Разработаны и внедрены нормативно-технические документы, регламентирующие ремонт магистральных трубопроводов под давлением с применением дуговой сварки, а также показаны примеры практического использования наиболее эффективных конструктивных решений. Библиогр. 23, рис. 10, таблица.
 
Ключевые слова: магистральные трубопроводы, дуговая сварка, нахлесточно-стыковые сварные соединения, давление, безопасные условия сварки, тепловложение, прочностные характеристики, коэффициент концентрации напряжений, усиливающие конструктивные элементы, предел выносливости
 
Поступила в редакцию 28.01.2014
Опубликовано 24.04.2014
 
1. Bruce W. A., Mishier H. D., Kiefner J. F. Repair of pipelines by direct deposition of weld metal / A. G. A. Pipeline research committee. – PR-185-9110. – Edisson Welding Inst., 1993.
2. Бут В. С., Грецкий Ю. Я. К проблеме присоединения отводов к магистральным трубопроводам в условиях эксплуатации // Автомат. сварка. – 1997. – № 6. – с. 25–33.
3. But V. S., Gretskii Yu. Ya. Repair the main pipelines under pressure using arс welding // Intern. conf. on pipeline repairs, Australia, 5-6 Mar., 2001.
4. Риск разрушения магистрального трубопровода с дефектами утонения стенки при ремонте под давлением / В. И. Махненко, В. С. Бут, С. С. Козлитина и др. // Автомат. сварка. – 2010. – № 1. – С. 11–14.
5. Бут В. С. Присоединение дуговой сваркой отводов к магистральным нефтепроводам под давлением // Нефт. пром-сть. – М.: ВНИИОЭНГ, 1991. – 92 с.– (Сер. «Транспорт. и хранение нефти»).
6. Обгрунтування нового підходу до виконання зварювальних робіт на трубопроводах під тиском / В. С. Бут, В. В. Розгонюк, Ю. Я. Грецький та ін. // Нафт. і газ. пром-сть. – 2001. – № 4. – С. 33–39.
7. ASME B31.8. Gas transmission and distribution piping system. –The American Soc. of Mechanical Engineers, 2007. – (Нац. стандарт США).
8. Гривняк И. Свариваемость сталей. – М.: Машиностроение, 1984. – 215 с.
9. CSA Z662-07. Oil and gas pipeline system. – Canadian Standarts Assos., 2007. – (Стандарт СSA).
10. BS EN ISO 16708. Petroleum and natural gas industrials. Pipeline transportation systems. Reliability-based limit state methods. – 2006. – (Стандарт Великобритании).
11. Phelps B., Cossie B. A., Evans N. H. Welding onto live natural gas pipelines // Metal. construction. – 1986. – № 8. – P. 350–354.
12. Kiefner J. F., Maxey W. A. Test validate pipeline sleeve repair technique // Oil and Gas J. –1989. – Aug. – P. 47–52.
13. Корольков П. М. Термообработка сварных соединений трубопроводов в полевых условиях // Монтаж. и спец. работы в стр-ве. – 1996. – № 11–12. – С. 21–24.
14. Ремонт магістральних трубопроводів під тиском / М. В. Беккер, В. С. Бут, Р. М. Говдяк та ін. – К.: Кий, 2008. – 239 с.
15. Добрушин Л. Д. Разработка и исследование технологии сварки отводов магистральных газопроводов под давлением с использованием энергии взрыва: Автореф. дис. … канд. техн. наук. – Киев, 1981. – 21 с.
16. Оцінка корозійних пошкоджень та застосування дугового зварювання для ремонту діючих трубопроводів / В. С. Бут, Ю. Я. Грецький, М. М. Дрогомирецький та ін. // Нафт. і газ. пром-сть. – 1998. – № 6. – С. 44–47.
17. Бут В. С., Олейник О. И. Основные направления развития технологий ремонта магистральных трубопроводов в условиях эксплуатации // Автомат. сварка. – 2007. – № 5. – С. 42–48.
18. Математическое моделирование язвенных дефектов в действующих нефте- и газопроводах и разработка численного способа оценки допустимых режимов дуговой заварки таких дефектов / В. И. Махненко, В. С. Бут, Е. А. Великоиваненко и др. // Там же. – 2001. – № 11. – С. 3–10.
19. Исследования напряженно-деформированного состояния и прогнозирование работоспособности сварных соединений конструктивных элементов с трубопроводом. Совершенствование систем управления и эксплуатации магистрального транспорта нефти / В. С. Бут, Е. А. Великоиваненко, В. Е. Починок и др. // Сб. научн. тр. – Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988. – С. 189–196.
20. ВБН В.3.1-00013741-07:2007. Магістральні нафтопроводи. Методи ремонту дефектних ділянок. – Чинні від 01.01.07. – К.: М-во палива та енерг. України, 2007. – 110 с. – (Відомчі буд. норми України).
21. ГБН В.3.1-00013741-12:2011. Магистральні газопроводи. Ремонт дуговим зварюванням в умовах эксплуатації. – Чинні від 06.09.11. – К.: М-во енерг. та вугільної пром. України; 2011. – 152 с. – (Галузеві буд. норми України).
22. ТУ У 27.2-19305558-001:2007. Елементи трубопроводів підсилюючі конструктивні. – Чинні від 03.07.07. – 79 с. – (Техн. умови України).
23. Бут В. С. Строительство и ремонт действующих магистральных газопроводов: Пособие для руководителей сварочных работ на магистральных трубопроводах под давлением. – Киев: МУАЦ ИЭС им. Е. О. Патона, 2003. – 116 с.