RU2205315C1

RU2205315C1 - Method of laying pipe line

Info

Publication number: RU2205315C1
Application number: RU2002114021/06A
Authority: RU
Inventors: Ф.М. Мустафин; тковский О.П. Кв; О.П. Квятковский; И.Ш. Гамбург; И.Р. Фархетдинов; Р.А. Харисов; И.М. Гареев
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: construction engineering; laying pipe lines on ground surface. SUBSTANCE: insulated pipe line is laid on prepared layer and is covered with layer of soil forming embankment; then, prepared layer, banking-up layer and embankment are treated with organic binder in the amount of 4 to 15% of weight of layers of soil. EFFECT: enhanced reliability of pipe line. 2 cl, 1 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к строительству трубопроводов. The invention relates to the construction of pipelines.

Известен способ прокладки полуподземного трубопровода, включающий укладку стального трубопровода с изоляцией в траншею на слой подготовки, с засыпкой его минеральным грунтом, вынутым из траншеи (Бабин Л.А., Григоренко П.Н., Ярыгин Е.Н. Типовые расчеты при сооружении трубопроводов: Учеб. пособ. для вузов. - М.: Недра, 1995. - 246 с.). A known method of laying a semi-underground pipeline, including laying a steel pipeline with insulation in a trench on the preparation layer, backfilling it with mineral soil taken out of the trench (Babin L.A., Grigorenko PN, Yarygin E.N. Typical calculations for the construction of pipelines : Textbook for universities. - M .: Nedra, 1995. - 246 p.).

Недостатками известного метода прокладки полуподземного трубопровода являются большая коррозионная опасность для конструкции, так как срок службы изоляции значительно меньше, чем срок службы трубопровода (нормативный срок службы трубопровода составляет 33 года, а срок службы изоляции примерно 10-15 лет), опасность потери устойчивости трубопровода вследствие переувлажнения грунта. The disadvantages of the known method of laying a semi-underground pipeline are a great corrosion hazard for the structure, since the insulation service life is much shorter than the pipeline service life (the standard pipeline service life is 33 years and the insulation service life is about 10-15 years), the risk of loss of pipeline stability due to waterlogging of the soil.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ прокладки подземного трубопровода, включающий укладку стального изолированного трубопровода в траншею на слой подготовки, обсыпку его слоем обсыпки с последующей засыпкой грунтом и оформлением валика, слой подготовки и обсыпки обрабатывают раствором остатка термического крекинга нефти 50-80% и легкого газойля 20-50% в количестве 6-8% от веса грунта подготовки и обсыпки (авт. свид. СССР 932087, F 16 L 57/00. Бюл. 20 от 30.05.1982 г.). The closest technical solution to the claimed invention is a method of laying an underground pipeline, including laying a steel insulated pipeline in a trench on a preparation layer, sprinkling it with a sprinkling layer, followed by backfilling with soil and forming a roller, the preparation and sprinkling layer is treated with a solution of the thermal oil cracking residue of 50-80% and light gas oil 20-50% in the amount of 6-8% of the weight of the soil preparation and sprinkling (ed. certificate. USSR 932087, F 16 L 57/00. Bull. 20 from 05/30/1982).

Недостатком прототипа является то, что данный способ прокладки не применяется при наличии подстилающих скальных пород и на пересечениях с солончаковыми грунтами и болотами. Также недостатком прототипа является то, что вяжущее в количестве 6-8%, которым обработаны слои подготовки и обсыпки, не обеспечивает улучшения условий эксплуатации трубопровода с точек зрения защиты изоляции трубопровода от механических повреждений, негативного действия окружающей среды, защиты от коррозии трубопровода и обеспечения его продольной устойчивости. The disadvantage of the prototype is that this method of laying is not applied in the presence of underlying rock and at intersections with solonchak soils and swamps. Another disadvantage of the prototype is that the binder in the amount of 6-8%, which is used to prepare the preparation and sprinkling layers, does not improve the operating conditions of the pipeline from the point of view of protecting the pipeline insulation from mechanical damage, the negative effects of the environment, protecting it from corrosion and ensuring the pipeline longitudinal stability.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу увеличения надежности эксплуатации и улучшения условий работы магистрального трубопровода путем защиты его от коррозии, защиты изоляции от механических повреждений, увеличения срока службы изоляции. The present invention solves the technical problem of increasing the reliability of operation and improving the working conditions of the main pipeline by protecting it from corrosion, protecting the insulation from mechanical damage, increasing the life of the insulation.

Указанная задача решается тем, что в способе прокладки трубопровода, включающем укладку трубопровода с изоляцией на слой подготовки, обработанный органическим вяжущим, обсыпку его слоем обсыпки, обработанным органическим вяжущим, с последующей засыпкой грунтом и формированием обвалования, используют слой подготовки, содержащий органическое вяжущее в количестве 4-15% от веса грунта, слой обсыпки, содержащий органическое вяжущее в количестве 4-15% от веса грунта. Причем в качестве органического вяжущего используют ВМТ (вяжущее магистральных трубопроводов) по ТУ 38.101960-83, нефть и другие органические вяжущие продукты с добавками или без них. Кроме того, для обеспечения продольной устойчивости формирование обвалования осуществляют грунтом, содержащим 4-15% органического вяжущего. This problem is solved in that in a method of laying a pipeline, including laying a pipeline with insulation on a preparation layer treated with an organic binder, sprinkling it with a sprinkling layer treated with an organic binder, followed by backfilling with soil and forming a bun, use a preparation layer containing an amount of organic binder in an amount 4-15% by weight of soil, a sprinkling layer containing an organic binder in an amount of 4-15% by weight of soil. Moreover, BMT (binder of main pipelines) according to TU 38.101960-83, oil and other organic binders with or without additives are used as an organic binder. In addition, to ensure longitudinal stability, the formation of deboning is carried out with soil containing 4-15% of an organic binder.

На чертеже изображен наземный трубопровод, сооруженный по предлагаемому способу. The drawing shows a land pipeline constructed by the proposed method.

Наземный трубопровод состоит из стальных труб 1, сваренных в непрерывную нитку, изоляции 2, слоя подготовки 3, слоя обсыпки 4, насыпи 5. Слой обсыпки с целью экономии органического вяжущего, применяемого для обработки грунта, выполнен в виде трапеции. The land pipeline consists of steel pipes 1 welded into a continuous thread, insulation 2, preparation layer 3, sprinkling layer 4, embankment 5. The sprinkling layer, in order to save the organic binder used for processing the soil, is made in the form of a trapezoid.

Способ укладки наземного трубопровода осуществляют следующим образом. The method of laying the land pipeline is as follows.

Стальной трубопровод 1, заизолированный, например, полимерной изоляционной лентой 2, укладывают на слой подготовки 3, предварительно обработанный органическим вяжущим в количестве 4-15% от веса грунта при помощи, например, роторного траншеезасыпателя (авт. свид. СССР 1142601), снабженного поливочным устройством. Steel pipe 1, insulated, for example, with a polymer insulating tape 2, is laid on the preparation layer 3, pre-treated with an organic binder in the amount of 4-15% of the weight of the soil using, for example, a rotary trencher (ed. Certificate of the USSR 1142601), equipped with watering device.

Обработка грунта органическим вяжущим в количестве 4-15% охватывает весь возможный спектр применения. При соотношении органического вяжущего от веса грунта менее 4% не обеспечиваются водонепроницаемость, гидрофобность (низкий коэффициент водоустойчивости) и прочностные свойства грунта (прочность на сжатие и сцепление), а также не обеспечивается коррозионная защита трубопровода в случае нарушения целостности изоляции в нижней части трубопровода, например, за счет разгерметизации швов между смежными витками изоляции при продольных перемещениях конструкции. Увеличение количества вяжущего более 15% не ведет к существенному улучшению антикоррозионных свойств слоя подготовки, а физико-механические свойства, водоустойчивость и сцепление уменьшаются, поэтому дальнейшее его увеличение экономически неоправданно. Содержание органического вяжущего в количестве 4-15% обеспечивает существенное улучшение электрохимических свойств грунта - его переход с высокой и средней коррозионной активности в низкую коррозионную активность, обеспечивает достаточную активность слоя подготовки для предохранения изоляции трубопровода от механических повреждений, также значительно улучшаются физико-механические свойства грунта: уменьшаются газо- и водопроницаемость, набухание, водонасыщение, обеспечивающие защиту металла трубы от коррозии, защиту изоляции от негативного воздействия окружающей среды и увеличение срока службы изоляции. Soil treatment with an organic binder in an amount of 4-15% covers the entire possible range of applications. When the ratio of the organic binder on the weight of the soil is less than 4%, water resistance, hydrophobicity (low coefficient of water resistance) and soil strength properties (compressive strength and adhesion) are not provided, and the pipeline does not provide corrosion protection in case of violation of the integrity of the insulation in the lower part of the pipeline, for example due to depressurization of the joints between adjacent turns of insulation during longitudinal movements of the structure. An increase in the amount of binder by more than 15% does not lead to a significant improvement in the anticorrosive properties of the preparation layer, and the physicomechanical properties, water resistance, and adhesion decrease, therefore, its further increase is not economically justified. The content of organic binder in the amount of 4-15% provides a significant improvement in the electrochemical properties of the soil - its transition from high and medium corrosion activity to low corrosion activity, provides sufficient activity of the preparation layer to protect the pipeline insulation from mechanical damage, and the physical and mechanical properties of the soil are significantly improved : reduced gas and water permeability, swelling, water saturation, protecting the pipe metal from corrosion, protecting the insulation from ativnost effects of the environment and an increase in life of the insulation.

Затем трубопровод обсыпают слоем обсыпки 4, обработанным органическим вяжущим ВМТ по ТУ 38.101960-83, нефтью и другими органическими вяжущими продуктами с добавками или без них в количестве 4-15% от веса грунта при помощи роторного траншеезасыпателя. Размельчение грунта с помощью траншеезасыпателя и обработка его органическим вяжущим предохраняет от механических повреждений противокоррозионную изоляцию при формировании насыпи трубопровода. При добавлении в грунт 4-15% органического вяжущего улучшаются физико-механические и электрохимические свойства. Зависимости физико-механических характеристик грунтов в зависимости от дозировки ВМТ-Л (вяжущее магистральных трубопроводов - летнее) и сроков хранения, а также от дозировки ВМТ-З (вяжущее магистральных трубопроводов - зимнее) и Арланской нефти представлены соответственно в таблицах 1 и 2. Повышение продольной устойчивости трубопровода при дозировке вяжущего менее 4% не обеспечивается из-за низких значений таких свойств грунта, как прочность, сцепление и водоустойчивость. Увеличение дозировки вяжущего более 15% ведет также к ухудшению прочности, сцепления и водоустойчивости. При дозировке вяжущего в пределах 4-15% от веса грунта коррозионная активность достигает низких значений, значительно улучшаются газо- и водопроницаемость, набухание и водонасыщение, обеспечивающие защиту металла труб от коррозии, защиту изоляции от негативного воздействия окружающей среды и увеличение срока службы изоляции. Then the pipeline is sprinkled with a layer of dusting 4, treated with organic binder BMT according to TU 38.101960-83, oil and other organic binders with or without additives in the amount of 4-15% of the weight of the soil using a rotary trencher. Grinding the soil with a trench feeder and treating it with an organic binder protects the corrosion protection from mechanical damage during the formation of the pipeline embankment from mechanical damage. When 4-15% organic binder is added to the soil, physicomechanical and electrochemical properties are improved. The dependences of the physical and mechanical characteristics of soils depending on the dosage of VMT-L (binder of the main pipelines - summer) and shelf life, as well as on the dosage of VMT-Z (the binder of the main pipelines - winter) and Arlan oil are presented in Tables 1 and 2, respectively. the longitudinal stability of the pipeline at a binder dosage of less than 4% is not ensured due to the low values of soil properties such as strength, adhesion and water resistance. An increase in binder dosage of more than 15% also leads to deterioration in strength, adhesion and water resistance. When the binder is dosed within 4-15% of the weight of the soil, the corrosion activity reaches low values, gas and water permeability, swelling and water saturation are significantly improved, which protect the metal of the pipes from corrosion, protect the insulation from the negative effects of the environment and increase the life of the insulation.

В заключение формируют насыпь 5. На участках, где есть опасность разрушения земляной насыпи 5, например, под действием ветра в песчаных грунтах или воды на склонах, грунт обвалования обрабатывают органическим вяжущим ВМТ ТУ 38.101960-83, нефтью и другими органическими вяжущими продуктами с добавками или без них в количестве 4-15% от веса грунта, при этом в интервале дозировки вяжущего основные прочностные и гидрофобные свойства грунтов достигают максимальной величины. Добавление вяжущего менее 4% и более 15% не обеспечивает устойчивости обвалования против ветра и воды, так как значения прочности, сцепления и водоустойчивости не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Зависимость физико-механических свойств грунта от дозировки вяжущего представлена в таблице 3. In conclusion, embankment 5 is formed. In areas where there is a danger of destruction of the embankment 5, for example, under the influence of wind in sandy soils or water on slopes, the obsolescence soil is treated with BMT TU 38.101960-83 organic binder, oil and other organic binders with additives or without them in the amount of 4-15% of the weight of the soil, while in the binder dosage interval the main strength and hydrophobic properties of the soils reach a maximum value. Adding a binder of less than 4% and more than 15% does not ensure the stability of the bunding against wind and water, since the values of strength, adhesion and water resistance do not meet the requirements. The dependence of the physical and mechanical properties of the soil on the binder dosage is presented in table 3.

В лабораторных условиях и на полигоне проведены экспериментальные исследования по прокладке образцов труб в насыпи из грунта, обработанного вяжущим, и обычного минерального грунта. В течение длительного времени определялся основной показатель качества изоляционных покрытий - переходное электросопротивление труба-земля, а также адгезия изоляции и наличие коррозии на металле труб. Результаты полигонных испытаний приведены в таблице 4. In laboratory conditions and at the landfill, experimental studies have been carried out on laying pipe samples in embankments from soil treated with a binder and ordinary mineral soil. For a long time, the main indicator of the quality of insulating coatings was determined - the transient electrical resistance of the pipe-to-ground, as well as the adhesion of the insulation and the presence of corrosion on the metal of the pipes. The results of field tests are shown in table 4.

Лабораторные и полигонные исследования показали, что защитные свойства изоляционных покрытий трубопроводов с обсыпкой грунтом, обработанным органическим вяжущим, уменьшаются значительно медленнее. Адгезия изоляции к металлу труб значительно выше при обсыпке трубопроводов грунтами, обработанными вяжущими продуктами. Улучшение свойств грунтов слоя подготовки и слоя обсыпки трубопроводов приводит к увеличению срока службы труб, так как при этом не происходит коррозии металла. Laboratory and field studies have shown that the protective properties of insulating coatings of pipelines sprinkled with soil treated with an organic binder are reduced much more slowly. The adhesion of insulation to the metal of the pipes is much higher when sprinkling pipelines with primers treated with cementitious products. Improving the properties of the soils of the preparation layer and the layer of sprinkling of pipelines leads to an increase in the service life of the pipes, since this does not cause metal corrosion.

Благодаря улучшенным физико-механическим свойствам грунтов, обработанных вяжущими продуктами, а именно низким значениям газопроницаемости, фильтрации, водонасыщения, коррозионной активности, набухания, высоким значениям коэффициента водоустойчивости и сцепления, переходное сопротивление изолированных труб уменьшается незначительно. Как известно ухудшение защитных свойств (старение) изоляционных покрытий происходит под действием окружающей среды при взаимодействии с воздухом, кислородом, озоном и т.д., водой и электролитами. Также отрицательное влияние на изоляцию оказывает катодная поляризация, которая выражается в электроосмотическом эффекте, заключающемся в том, что вода перемещается к катоду (трубе) и накапливается у трубопровода, ускоряя процесс влагонасыщения. Поэтому улучшение физико-механических свойств грунта, обработанного вяжущим, приводит к уменьшению снижения переходного сопротивления изоляции во времени, а также к уменьшению выпотевания и вымывания пластификатора и других компонентов из изоляционных материалов. Таким образом, обсыпка изолированного трубопровода грунтами, обработанными вяжущими продуктами, создает оболочку (или экран), препятствующую отрицательному воздействию окружающей среды на защитные свойства изоляции. При этом значительно увеличивается срок службы изоляции, что позволяет эксплуатировать трубопроводы продолжительное время без переизоляции и капитального ремонта. Due to the improved physical and mechanical properties of soils treated with cementitious products, namely, low gas permeability, filtration, water saturation, corrosion activity, swelling, high values of the coefficient of water resistance and adhesion, the transition resistance of insulated pipes decreases slightly. As you know, the deterioration of the protective properties (aging) of insulating coatings occurs under the influence of the environment when interacting with air, oxygen, ozone, etc., water and electrolytes. Also, cathodic polarization has a negative effect on insulation, which is expressed in the electroosmotic effect, namely, that water moves to the cathode (pipe) and accumulates near the pipeline, accelerating the moisture saturation process. Therefore, the improvement of the physicomechanical properties of the soil treated with a binder leads to a decrease in the transition resistance of insulation over time, as well as to a reduction in sweating and leaching of plasticizer and other components from insulating materials. Thus, sprinkling of the insulated pipeline with primers treated with binders creates a shell (or screen) that prevents the negative environmental effects on the protective properties of insulation. At the same time, the insulation service life is significantly increased, which allows the pipelines to be operated for a long time without re-insulation and major repairs.

Предлагаемое изобретение найдет широкое применение в трубопроводном транспорте при сооружении наземных магистральных трубопроводов. The present invention will find wide application in pipeline transport in the construction of onshore trunk pipelines.

Claims

1. The method of laying the pipeline, which consists in laying an insulated pipeline on the preparation layer, sprinkling the pipeline and backfilling with layers of soil, and the layers of preparation and sprinkling are treated with an organic binder in the amount of 6-8% of the weight of their soil, characterized in that the pipeline is laid ground with the formation the embankment, while the embankment soil is also treated with an organic binder, and to expand the range of application of the soil treatment, the range of the content of the organic binder is expanded in an amount from 4 to 6 and from 8 up to 15% of the soil weight of the indicated layers and embankment.

2. The method according to p. 1, characterized in that the binder of the main pipelines, oil, is used as an organic binder.