УКМТ – новое слово в ремонте Трубопровода

В настоящее время, когда диагностика современными методами выявляет множество критических дефектов, а темпы и стоимость строительства новых коммуникаций не позволяют их владельцам своевременно заменять исчерпавшие ресурс участки, особенно остро встает вопрос о недорогих и нетрудоемких, но при этом эффективных и надежных способах ремонта трубопроводов.
До середины 90-х прошлого столетия в основном применялись всевозможные стальные заплаты и конструкции, с единственной целью – продлить эксплуатацию до проведения капитального ремонта, когда станет возможным заменить дефектный участок. И в настоящее время замена катушки является наиболее кардинальным, но не всегда предпочтительным решением проблемы, особенно на трубах большого диаметра. Если основные финансовые потери, связанные с остановкой прокачки продукта, можно избежать за счет врезки под давлением и устройства байпаса, то без применения тяжелой техники и, как следствие, высокой трудоемкости работ не обойтись. Ко всему прочему не всегда есть возможность доставить технику и оборудование к месту ремонта. Но даже если не считать деньги и пойти на все любой ценой, то возникнет вопрос о сроках проведения работ,которые, как правило, ограничены сезоном или сроком остановки производства.

Проблема выбора способа ремонта
Владелец трубопровода встает перед дилеммой: провести традиционную диагностику,лишь бы технадзор разрешил продлить эксплуатацию, но при этом не знать реальное состояние трубопровода и сидеть «на пороховой бочке», или провести внутритрубную диагностику, но тогда выявится масса дефектов и возникнет необходимость их ремонта. Вот когда надо решать, какой способ ремонта выбрать.
На первый взгляд существует множество различных вариантов ремонтных муфт. Но если внимательно посмотреть, то окажется, что все они делятся на обжимные и необжимные, причем это касается как стальных, так и композиционных муфт. Например, по РД ОАО «Транснефть» ремонт с применением необжимной стальной муфты относится к «временному» методу ремонта, а ремонт с применением обжимной стальной муфты – к «постоянному». Принципиальное отличие обжимных муфт состоит в том, что они позволяют компенсировать внутреннее давление на дефектном участке за счет создания контактного давления снаружи.
Несколько в стороне стоит способ ремонта по технологии «Бритиш газ», или «КМТ» (композитно-муфтовая технология). На дефектном участке центруется и заваривается продольными швами разрезная стальная муфта внутренним диаметром превышающая наружный диаметр трубопровода. Торцы муфты заполняются быстротвердеющим герметиком, а в образовавшееся межтрубное пространство через технологические отверстия нагнетается полимерный отверждающийся компаунд. Это универсальная технология ремонта всех типов дефектов, к тому же позволяющая обходится без остановки прокачки продукта. Однако для ее реализации необходимы значительные ресурсы.
Качество ремонта сильно зависит от строгого соблюдения технологии ремонта – например, при заполнении межтрубного пространства композитным материалом возможно образование воздушных пузырей, снижающих прочностные свойства данной муфты.

«Легковесный» ремонт
Стремясь исключить из процесса ремонта участие тяжелой техники, разработчики ремонтных конструкций обратили свое внимание на композиционные материалы. Плотность стеклопластика в 4 раза ниже плотности стали, но при этом предел прочности выше предела прочности стали в 2 раза. Первой конструкцию для ремонта с применением рулонного стеклопластика предложила компания «Аргус Лимитед» (США). Ее специалисты разработали способ ремонта с помощью манжеты Clock Spring («часовая пружина»). Суть его заключается в том, что на дефектный участок устанавливается бандаж из рулонированного стеклопластика путем намотки чрез клеевой состав. Лента стеклопластика изготовлена из однонаправленного высокомодульного стеклоровинга, что позволяет приблизить ее по модулю упругости к стали.
Однако и этот способ не исключает участия техники в проведении земляных работ, так как для намотки ленты требуется свободное (соразмерное диаметру трубы) околотрубное пространство в зоне ремонта. Российские разработчики пошли дальше, и в конце 1990-х ЗАО «Новые Технологии» предложило конструкцию обжимной стеклопластиковой муфты РСМ. Взяв за основу применение стеклопластика из однонаправленного стеклоровинга, как на Clock Spring, в компании изготовили две полумуфты с закладными металлическими деталями вместо фланцев. Полумуфты стягиваются между собой путем попеременного стягивания восьми шпилек с разносторонней резьбой. За счет большого момента затяжки болтовых соединений создается наружное давление, разгружающее напряжение стенки трубы в зоне дефекта.
Однако и этой конструкции присущи следующие недостатки:
• ограничения ремонта по типоразмеру труб 720…1420 мм;
• невозможность полного перекрытия по периметру из-за конструкции узла затяжки;
• разбалчивание при длительных вибрационных нагрузках, как следствие применения шпилек с разносторонней резьбой и невозможности установки
гроверных шайб.

Перспективный способ ремонта – усиливающая композиционная муфта трубопроводов (УКМТ)
На основе анализа 20-летней эволюции стеклопластиковых конструкций, а также проанализировав существовавшие на 2005 год методы ремонта трубопроводов, специалистами ООО «ПСО «Нефтегаздиагностика» разработана, изготовлена, испытана, сертифицирована и с 2008 года серийно выпускается усиливающая композиционная муфта трубопровода – УКМТ, которая исключает недостатки указанных выше ремонтных конструкций. Муфты УКМТ разрешены для применения в нефтегазовой отрасли, имеют гигиенический сертификат. Использование муфт УКМТ позволяет осуществлять оперативный, недорогой, сравнительно простой и вместе с тем надежный ремонт трубопроводов.
Принцип работы УКМТ – это компенсация внутреннего давления в трубопроводе за счет создания контактного давления снаружи при значительной величине момента затяжки болтовых соединений, что позволяет проводить монтаж на рабочих давлениях с гарантированным качеством, в отличие от муфт устанавливаемых без создания предварительного напряжения. Муфта состоит из двух полуоболочек, соединенных между собой с одной стороны шарниром, а с другой – четырьмя болтовыми разъемами.
Для стягивания муфты используются серийно выпускаемые болты по ГОСТ 11738-78. Ее отличие от всех существующих на сегодняшний день типов ремонтных муфт – это широкий спектр существующих типоразмеров ремонтируемых участка, простота монтажа, высокая скорость проведения ремонта и малый объем земляных работ. Для ремонта труб относительно небольшого диаметра для установки УКМТ достаточно вручную выкопать небольшой шурф и за 15– 20 минут отремонтировать дефектный участок, что имеет большое значение, если, например, в это время приходится еще и откачивать грунтовые воды. Тогда и размер шурфа, и время проведения ремонта выходят на первый план.
С помощью усиливающих композиционных муфт УКМТ осуществляется ремонт наружных и внутренних дефектов трубопроводов с потерей металла до 100% номинальной толщины стенки. Этот ремонт относится к постоянным методам, благодаря чему в некоторых нефтегазодобывающих предприятиях УКМТ применяется для ликвидации порывов трубопроводов, в том числе без сброса давления. Ремонт при помощи УКМТ позволяет полностью отказаться от использования металлических хомутов, а также во многих случаях отказаться от замены катушек. Муфты УКМТ также применяются для ремонта подводных трубопроводов.
Муфта полностью производится в заводских условиях, а значит, качество ремонта с ее применением не зависит от внешних (погодных) условий и человеческого фактора. Металлические детали, которые входят в конструкцию УКМТ, изготовлены из нержавеющей стали и не подвержены коррозии. При необходимости, после проведения ремонта технологические пазухи и отверстия заполняются специальным полимерным материалом, и муфта становится монолитной стеклопластиковой конструкцией, армированной закладными деталями из нержавеющей стали.
В комплект поставки муфт УКМТ включаются специальные маркеры, которые позволяют регистрировать отремонтированные участки внутритрубными снарядами, а также в случае подземной прокладки трубопроводов при необходимости находить места ремонта с поверхности земли.
В. Юдин – Генеральный директор ООО «ПСО «Нефтегаздиагностика»
В. Лещенко – к. т. н., Генеральный директор ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика»
В. ВинокуроВ – к. т. н., Директор по развитию ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика»