Классификация способов прокладки морских трубопроводов

Рисунок 1.3 – Монтажно-сварочная линия на трубоукладочном судне «Сулейман Везиров»:

1 — стингер; 2 — поворотный кран; 3 — бетономешалка; 4 — кранбалки; 5 — пункт обетонирования стыков; 6 — монорельс; 7 — котлы для варки битума; 8 — натяжные устройства; 9 — пункт изоляции стыков; 10 — помещение для контрольных приборов; 11 — сварочные тележки; 12 — пункт рентгеноскопии стыков труб; 13 — роликовые опоры; 14 — центровочные тележки; 15 — поперечный конвейер; 16 — стеллажи для труб; 17 — гусеничный кран (грузоподъемность 100 т)

Определенный опыт сварки морских трубопроводов, особенно на трубоукладочных судах, имеется за рубежом. К основным факторам, определяющим качество сварки поперечных швов на судах, следует отнести свариваемость металла, геометрические размеры и форму концов труб, способ сварки, качество сварных материалов, квалификацию сварщика, внешние нагрузки и воздействия. Одни факторы зависят от качества изготовления труб на заводе, другие — от организации и технологии укладки трубопровода. Повышение требований к морским трубопроводам привело и к ограничению. Овальности труб ±0,5 %, уменьшению содержания углерода в сталях, улучшению структуры металла и применению добавок ниобия, ванадия и титана. При ручной сварке заварку шва обычно выполняют одновременно несколько сварщиков. При сварке труб сечением 813×19 мм время одного цикла составляет 8 мин, дневная производительность 130—150 стыков. Следует отметить, что сварка труб большого диаметра требует выполнения ряда условий: применение в качестве материала труб перлитных сталей с содержанием углерода не более 0,15 %, смещение стыков труб при их сборке не более чем на 2,4 мм.

При строительстве трубопроводов в Северном море для сварки неповоротных стыков труб широко используют автоматические установки двух типов. При этом требуется тщательной подготовки стыков труб, особенно прилегание кромок с минимальным зазором. Сварка проводится в среде углекислого газа проволокой, подаваемой в зону сварки четырьмя сварочными головками, движущимися по окружности трубы вдоль шва. На установке «C. R. C. Crose» заварка корня осуществляется с внутренней стороны трубы четырьмя сварочными головками, совмещенными с внутренним центратором, что позволяет одновременно проводить сварку корневой шва и выполнять горячий проход трубы снаружи. На установке «H. C. Price» предусматривается применение медного прокладного кольца при заварке корня шва с наружной стороны трубы. Заполняющие швы в обоих случаях выполняют с наружной стороны трубы. Сварочные дуги для уменьшения деформации трубопровода действуют в противоположных секторах. Время сварки одного кольцевого шва трубы сечением 813×19 мм составляет 6 мин.

В нашей стране для дуговой сварки неповоротных стыков труб применяется установка «Север-1», которая работает на строительстве наземных трубопроводов и может быть использована при строительстве морских трубопроводов.

Контролю подвергаются все стыки морских трубопроводов. На больших трубоукладочных суднах применяют рентгеновскую аппаратуру полуавтоматического действия с мягким излучением, которая обеспечивает просвечивание стыков (включая автоматическое проявление отснятой пленки) за 8—10 мин.

Рассмотрим характерные особенности некоторых новых способов прокладки морских трубопроводов.

Прокладка с наклонной рампы судна-трубоукладчика, показанного на рисунке 1.4, проводится с судов, оснащенных эстакадой для сборки и сварки труб в нити укладке на дно (рампы) и тяговой лебедкой для натяжения нитки трубопровода при её моря по J-образной кривой.

Рисунок 1.4 – Трубоукладочное судно с наклонной рампой:

1 — трубопровод; 2 — стеллаж для труб; 3 — наклонная рампа; 4 — кран

Преимущество такого способа — возможность применения судов значительно меньших, чем трубоукладочные баржи, размеров, без использования громоздких стингеров. Стабилизация судна обеспечивается восемью якорными цепями или системой динамической стабилизации. При J-образном методе натяжении нитки трубопровода необходимо снижать напряжения в трубопроводе только на нижнем изгибающемся участке, что требует применения натяжных устройств значительно меньшей, чем на баржах-трубоукладчиках, мощности. Например, при укладке труб диаметром 50—250 мм на глубинах моря от 10 до 200 м усилие натяжения на судне не превышает 50—100 кН. Темп укладки трубопроводов с таких судов составляет 240—720 м/сут при работе с трубами длиной 12 м и может удвоиться при использовании секций труб длиной 24 м. При работе с трубами на резьбовых соединения эти темпы могут быть значительно увеличены.