Сварка и монтаж трубопроводов из полимерных материалов

Сварка и монтаж трубопроводов из полимерных материалов

Основным направлением технического прогресса в строительстве является дальнейшая индустриализация строительных и монтажных работ на основе применения новых конструкторских и проектных решений, внедрения более эффективных и прогрессивных видов материалов и изделий, совершенствования технологии и организации производства, а также повышения качества строительно-монтажных работ.

Снижение металлоемкости в промышленном строительстве возможно за счет наращивания объемов трубопроводов из полимерных материалов.

Перспективы применения пластмассовых труб в промышленном строительстве определены рядом директивных документов, которыми предусмотрено увеличение производства труб из полимерных материалов до 1991 года в 1,7 раза, а до 2000 года — в 4…6 раз.

Изготовление пластмассовых конструкций и труб, как правило, менее трудоемко и энергоемко, чем из других материалов.

Они с успехом заменяют трубы и конструкции из легированных сталей, драгоценных металлов, бетона и дерева, позволяя экономить про-мышленно важные материалы и стали, а в ряде случаев исключить проблему защиты от коррозии, что в 10…15 раз продлевает срок их службы по сравнению со стальными, в 8…10 раз уменьшить массу и не менее чем на 15…20% снизить расходы на транспорт.

Благодаря высокой коррозионной стойкости пластмассовых трубопроводов значительно повышается срок их службы в агрессивных средах. Так, например, при транспортировке 10 % серной кислоты трубопровод из стали марки Х18Н10Т выходит из строя через 1 год эксплуатации, трубопровод из полиэтилена — через 4 года, из винипласта — через 15 лет.

Кроме того, преимуществом трубопроводов из полимерных материалов перед металлическими является их большая пропускная способность, так как внутренняя поверхность большинства пластмассовых трубопроводов имеет меньшую шероховатость по сравнению со стальными. Так при прочих равных условиях пропускная способность пластмассового трубопровода диаметром 90 мм такая же, как стального Dy 125 мм.

Пластмассовые трубы легко поддаются механической обработке, легко свариваются и склеиваются. Трудозатраты на изготовление и монтаж таких трубопроводов значительно ниже, чем стальных. Так, трудоемкость наиболее массовых операций — резки и сварки пластмассовых труб в 2…3 раза ниже, чем стальных. Трудозатраты на изготовление и монтаж полиэтиленовых или пропиленовых трубопроводов в 3…4 раза ниже, чем изготовление и монтаж трубопроводов из нержавеющей стали.

Основной недостаток пластмассовых трубопроводов — невысокая механическая прочность материалов, из которых изготавливаются трубы и детали трубопроводов, особенно при повышенных температурах. Кроме того, для монтажа пластмассовых трубопроводов требуется повышенный по сравнению со стальными расход опор и материалов на изготовление сплошных оснований.

В настоящее время пластмассовые трубопроводы широко применяются:
— в системах водоснабжения;
— для транспортировки агрессивных и абразивных сред;
— для газо- и нефтепроводов; для защиты электропроводок; в системах капельного орошения и дренажа; подземного обогрева теплиц;
— орошения сельскохозяйственных культур, обвод-нения пастбищ и т. д.

Широкая номенклатура выпускаемых пластмасс, разнообразие конструкций и труб способствовали разработке многочисленных способов сварки и соответствующей техники для обработки под сварку, резки и сварки.

Однако, как показывает отечественный и зарубежный опыт, экономическая эффективность применения пластмассовых трубопроводов проявляется лишь при условии обеспечения высокого качества работ, выполненных на всех этапах технологического процесса, включая изготовление труб и деталей трубопроводов, проектирование, монтаж, а также подготовку рабочих кадров.

Для этого в ближайшее время необходимо решить следующие задачи: разработать нормативы и критерии оценки квалификации сварщиков; оснастить учебные комбинаты необходимым оборудованием для обучения приемам выполнения сварки пластмассовых трубопроводов в различных пространственных положениях и склеивания их; разработка и издание наглядных пособий и выпуск специальной литературы для сварщиков и инженерно-технических работников. Без решения перечисленных вопросов невозможно достичь требуемого технического уровня обучения, а следовательно, и высокой квалификации рабочих.

Читать далее:
Техника безопасности и промсанитария при сварке полимеров
Технико-экономические показатели применения трубопроводов из полимерных материалов

Характеристика надежности сварных соединений
Испытание сварных соединений
Контроль качества сварных соединений
Сдача-приемка смонтированных линий трубопроводов в эксплуатацию, оформление документов
Испытание смонтированных трубопроводов
Монтаж внутрицеховых и межцеховых трубопроводов
Изготовление деталей, узлов и блоков трубопроводов
Монтаж трубопроводов из полимерных материалов

Прокладка и монтаж полимерных трубопроводов.

Способы и методы прокладки полимерных труб полностью зависят от местных условий и технической оснащенности монтажной организации. Традиционная траншейная прокладка трубопроводов из полимеров часто наталкивается на особенности местности, которые ограничивают рытье траншей и работу спецтехники. В таких случаях на помощь приходят современные методы бестраншейной прокладки, которые подразумевают минимальное вмешательство в окружающий ландшафт и не затрагивают существующие транспортные магистрали.

Траншейный способ прокладки полимерных трубопроводов

Траншейные методы прокладки полимерных труб должны учитывать гибкость и относительную невысокую механическую прочность пластиковых труб. Поддержка гибкости трубы выполняется с помощью соответствующей организации ложа траншеи и боковой подсыпки. Исходные характеристики почвы не имеют определяющего значения, так как надежность и долговечность трубопроводов определяют используемые материалы для ложа и засыпки. В качестве засыпных материалов для полимерных труб используют грунты I и II класса, к которым относятся дробленый камень (отсев) или песок. Иногда для организации ложа используют смесь песка и цемента, с объемным содержанием последнего 3-5%. Уплотнение засыпных материалов выполняют вручную с помощью трамбовки, либо с использованием соответствующей техники. После рытья непосредственно траншеи выполняют отсыпку ложа трубы, толщина которого обычно составляет не менее 10-15 см. Ложе выполняем функцию опоры полимерной трубы по всей длине ее залегания. После укладки трубопровода на отсыпанное ложе выполняют боковую засыпку, которая удерживает трубопровод от бокового смещения. Материал засыпки не должен содержать крупных камней и фракций, максимальный диаметр которых зависит от диаметра трубопровода.

Укладка трубопровода в траншею

На что обратить внимание: точное соответствие выполняемых работ требованиям и параметрам проектной документации обеспечивает качество выполняемых работ, а также долговечность и надежность проложенных трубопроводов из полимеров.

Бестраншейные способы прокладки полимерных труб

Бестраншейный метод прокладки полимерных трубопроводов существенно дешевле траншейного способа, однако требует наличия соответствующей современной техники и квалифицированного персонала.

Также к достоинствам бестраншейного способа прокладки трубопроводов относятся короткие сроки проведения работ и сохранение окружающего ландшафта, что особенно актуально при выполнении работ в городской черте. Основным способом бестраншейной прокладки полимерных труб является метод горизонтально-направленного бурения (ГНБ) с помощью специальных установок. Протяженность участков горизонтального бурения может достигать нескольких километров, а допустимый диаметр используемых труб — 1200 мм.

Бестраншейный способ укладки

Процесс укладки полимерных трубопроводов с использованием горизонтально-направленного бурения состоит из нескольких этапов:

• на этапе подготовки проводятся исследования параметров грунтов на всем протяжении трассы, а также определяется оптимальная траектория бурения горизонтальной скважины;
• этап прокладки пилотной скважины выполняется с помощью буровой головки небольшого диаметра, что существенно снижает нагрузку на оборудование и упрощает визуальный контроль оператора за положением и направлением движения бурового инструмента;
• на этапе расширения скважины постепенно увеличивают диаметр бурового инструмента, который движется в обратную сторону от первоначального направления. Окончательный диаметр скважины на 30% превышает диаметр полимерной трубы;
• на последнем этапе выполняется протягивание трубы в пробуренный канал с помощью специальных механизмов в составе бурового комплекса.

Прокладка  горизонтально-направленным бурением

На что обратить внимание: После прокладки трубопровода заказчику передается полный комплект документации, который включает в себя подробную план-схему проложенного трубопровода, с обязательной привязкой к ориентирам окружающей местности.

Заключение

Скорость и экономичность бестраншейного метода укладки полимерных трубопроводов требуют дорого и технически сложного оборудования, а также наличия квалифицированного персонала. Такие условия затрудняют работы за городом и в сельской местности, где траншейные способы прокладки трубопроводов пока преобладают.

Монтаж и прокладка трубопроводов | УММ 2

Трубопроводами называются устройства, которые служат для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих веществ. К технологическим трубопроводам относятся все трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируются: сырьё, полуфабрикаты и готовые продукты; пар, вода, топливо, газ и др.

Монтаж трубопроводов ведут в следующей последовательности:

• разбивка трассы трубопровода;
• установка опорных конструкций и подвесок;
• подвоз к месту монтажа блоков и отдельных деталей, подъём и установка их в проектное положение, проверка и закрепление;
• подготовка к сварке стыков, их сварка и сборка сланцевых соединений;
• контроль и проверка надежности закрепления трубопровода в неподвижных опорах.

Технологические трубопроводы и трубопроводы сервисных сред служат основой оборудования инженерных сооружений различных отраслей промышленности. К ним предъявляются высокие требования качества, монтажа, изготовления и проектирования.

АО «Уралметуллургмонтаж 2» выполняет монтаж трубопроводов любой сложности и из различных марок сталей, а также из полимерных материалов. Наша компания имеет все необходимые разрешения и допуски, а также большой опыт для осуществления работ на особо опасных объектах, с трубопроводами любой категории.

Сварка трубопроводов из различных марок сталей осуществляется как ручной аргоно-дуговой так и автоматической дуговой сваркой. Диапазон диаметров от 6 мм до 1400 мм, толщин стенок от 1,2 мм до 20 мм, температур сред от -198° С до + 650° С

Сварка трубопроводов из полимерных материалов осуществляется встык и в раструб на современном европейском оборудовании. Диапазон диаметров от 6 мм до 800 мм, толщин стенок от 2 мм до 40 мм.

Все вновь смонтированные трубопроводы проходят необходимые испытания и лаборатории, а также изолируются согласно требованиям Промышленной безопасности и новейшим технологиям.

Монтаж технологических трубопроводов из пластика: полипропилен, полиэтилен

• Описание
• Трубы
• Химстойкость

Выполняем монтаж технологических трубопроводов из полимерных материалов фирмы AGRU (Австрия) для транспортировки кислот, щелочей, промышленных стоков и прочих агрессивных веществ по согласованию.

На основании вашего технического задания мы подберем материал, рассчитаем стоимость, выполним поставку труб и прокладку технологических трубопроводов различного типа:

• цеховые / межцеховые
• наземные / надземные / подземные

Монтаж трубопроводов из полимерных материалов выполняется посредством стыковой и электрофитинговой сварки.

Мы располагаем профессиональным сварочным оборудованием фирмы WIDOS (Германия).
Сварочные работы выполняются опытными сварщиками с действующими аттестатами НАКС для выполнения работ на опасных технических объектах, подконтрольных Ростехнадзору.
Протоколы сварки предоставляются по вашему требованию.

Обращаем ваше внимание, что мы не принимаем заказы на монтаж внутридомовых систем вентиляции, отопления, водоснабжения и канализации.

Подбор материала для технологического трубопровода производится на основании опросного листа с учетом химического состава среды, температурного режима, давления и условий эксплуатации.

Технологические трубопроводы

Химстойкие

• полипропилен (PP)
• полиэтилен (PE)

Пищевые

• полипропилен (PP)
• полиэтилен (PE)

Спецназначения

• PPs — огнестойкий полипропилен
• PPs-el — электропроводящий огнестойкий полипропилен
• HDPE-el — электропроводящий полиэтилен

Мы являемся официальным дистрибьютером австрийской фирмы AGRU и предлагаем вам справедливые цены на материалы европейского качества.

Полиэтилен устойчив к водным растворам кислот, щелочей и солей, а также большому количеству органических растворителей с рабочей температурой до +60°С (кратковременно до +80°С) и имеет хорошую морозостойкость до -40°С.

Полипропилен аналогичен по химической стойкости полиэтилену, но подходит для более высоких рабочих температур — до +90°С (кратковременно до +110°С). Полипропилен имеет низкую морозостойкость, температура хрупкости (морозостойкости) колеблется от −5 до −15ºС.

Химическая стойкость термопластов

В таблице приведены химическая устойчивость термопластов к наиболее распространенным агрессивным средам.

Если вам необходимо узнать возможность применения трубопровода для агрессивной среды, не
указанной в таблице, вышлите нам заполненный опросный лист.

Агрессивная среда	Концентрация (водный раствор)	Температура эксплуатации, °С
		PE		PP			PVDF					ECTFE
		20-40°	60°	20-40°	60°	80°	20°	40°	60°	80°	100°	20-120°
Серная кислота H2SO4	до 85%	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+
	90%						+/s	+/s				+
	96%						+/s					+
	98%											+
Соляная кислота HCL	до 30%	+/s	+/s	+/s	+/s	+/s	+	+	+	+	+	+
	36%	+/s	+/s				+	+	+	+	+	+
Плавиковая кислота HF	до 50%	+/q	+/q	+/q	+/q	+/q	+	+	+	+/q	+/q	+/q
	70%	+/q	+/q	+/q	+/q		+	+	+	+/q	+/q	+/q
	85%	+/q	+/q	+/q	+/q		+	+	+/q	+/q	+/q	+/q
Азотная кислота HNO3	до 40%	+/o		+/o			+/o	+/o	+/o	+/o		+
	53%	+/o		+/o			+/o	+/o	+/o			+
	65%						+/o	+/o	+/o			+
Фосфорная кислота H3PO4	до 85%	+	+	+	+/s	+/s	+	+	+	+	+	+
	95%	+	+	+	+/s	+/s	+	+	+	+	+	+
	98%						+	+	+			+
Гидроксид калия KOH	до 50%	+	+	+	+	+						+
Едкий натр NaOH	до 50%	+	+	+	+	+/s						+
Гипохлорит натрия NaOCl	12,5%											+
Оксихлорид алюминия Al2(OH)3Cl3	—	+	+	+	+	+
Хлорид железа FeCl3	—	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

Сокращения в таблице:

• + — гарантированная химическая стойкость в течении расчётного срока службы согласно DVS 2205,
• +/s — сокращенный срок службы из-за вероятности преждевременного старения материала (растрескивание),
• +/o — сокращенный срок службы из-за вероятности преждевременного старения материала (окисление),
• +/q — сокращенный срок службы из-за вероятности преждевременного старения материала (набухание).

Монтаж и сварка наружных трубопроводов из полимерных материалов

Программа курса: «Монтаж и сварка трубопроводов из полимерных материалов»

 

Цель: Получение знаний, умений и навыков в области применения, строительства и эксплуатации наружных систем водоснабжения, канализации, отопления, газовых сетей с использованием современных полимерных материалов.

Категория слушателей: специалисты на базе среднего специального и высшего образования.

Срок обучения: 36 академических часов.

Форма обучения: очная и очно-заочная.

Наименование разделов и дисциплин:

• Введение. Понятие «строительная система»

• Основные виды материалов, применяемых для изготовления труб и соединительных деталей.

• Основные классификации пластмассовых трубопроводов.

• Технологические схемы производства пластмассовых труб, соединительных деталей и фасонных частей.

• Физико-механические свойства и характеристики труб из полимерных материалов.

• Сортаменты, номенклатура труб, соединительных деталей и арматуры, технические требования к ним.

• Нормативная база применения трубопроводов

• Способы и типы соединений труб, деталей и арматуры из полимерных материалов.

• Станки, механизмы, инструменты для соединения пластмассовых трубопроводов.

• Особенности монтажа наружных трубопроводных систем. Основные способы соединения.

• Тепловая изоляция трубопроводов систем водоснабжения, отопления и технологических трубопроводов.

• Техника безопасности при изготовлении и монтаже пластмассовых трубопроводов.

• Контроль качества соединений.

• Практические занятия по сварке полимерных трубопроводов различными способами.

• Лабораторные работы.

• Итоговое тестирование.

Технология монтажа пластиковых трубопроводов для АЗС

02.02.20

Технологический трубопровод для АЗС, изготовленный из полимерных материалов, – современная альтернатива металлическим коммуникационным системам. Эта продукция, эксплуатируемая в опасных средах, соответствует самым высоким требованиям качества. Сегодня пластиковые трубопроводы используются на многих зарубежных и российских АЗС. Они эффективны в системах с атмосферным давлением внутренних сред, напорных или всасывающих сетях.

Виды пластиковых труб для технологических систем АЗС

Для автозаправочных станций и нефтебаз используются трубы, изготовленные из высокоплотного полиэтилена. Их разновидности:

• Одностенные с внутренним слоем из нейлона, который является непроницаемым для нефтепродуктов. Соединение полиэтиленового и нейлонового слоев обеспечивает клеевой состав. Такие изделия применяются на напорных, всасывающих топливных системах, вентиляционных системах, газовозвратных трубопроводах. Их гладкая поверхность обеспечивает высокую скорость движения топлива и низкие гидравлические потери.
• Двустенные. Эти усиленные изделия отличаются высокой прочностью и полной непроницаемостью. Могут использоваться на самых ответственных участках.
• Одностенные без внутреннего нейлонового слоя. Используются для сливных и вентиляционных систем.

Особенности монтажа пластикового трубопровода для АЗС

Трубы, поставляемые в бухтах, перед использованием разматывают и распрямляют. Схема прокладки пластикового трубопровода составляется в соответствии с требованиями пожарной, взрыво- и эксплуатационной безопасности.

Основные правила монтажа:

1. Одностенные трубы прокладываются под землей в лотках с негорючим наполнителем. Материал и конструкция лотков должны исключать протекание нефтепродукта (в случае разрыва трубопровода) за их пределы. Двухслойная труба укладывается на песок и засыпается им сверху. Сыпучий материал не должен содержать гравий, мусор, обрезки металла.
2. На изгибах трассы труба не должна соприкасаться с острыми металлическими конструкциями.
3. Глубина прокладки составляет 0,7-0,8 м, в сторону резервуаров делается уклон 3°.

При засыпке пластикового трубопровода с помощью бульдозера или другой тяжелой строительной техники необходимо соблюдать правила предосторожности, чтобы не повредить конструкцию.

Сварка пластикового технологического трубопровода

Сварка пластиковых труб осуществляется при температурах +170…+180 °C. Стыки после сварки нельзя подвергать механическим воздействиям в течение, как минимум, 20 минут. Сварочный процесс осуществляется безогневым способом, поэтому он возможен даже в местах с повышенной пожарной и взрывоопасностью. Быстрое подсоединение трубопроводной системы к резервуарам или ТРК осуществляется с помощью специальных латунных соединительных элементов.

Для проведения электросварочного процесса используются современные сварочные устройства. Все муфты, применяемые для сварки пластиковых трубопроводов, оснащены штрих-кодом, который содержит полную информацию об этом элементе: время и температуру сварки, тип, размер, серийный номер изделия, код сырьевого материала.

При сварке двустенных пластиковых труб между собой используются коаксиальные двустенные фитинги, которые обеспечивают единое межстенное пространство трубопровода. Благодаря этому в межстенные промежутки трубопроводной системы может закачиваться инертный газ, позволяющий осуществлять контроль герметичности с помощью манометра. Падение давления в межстенном пространстве свидетельствует о протечке нефтепродукта и необходимости принимать соответствующие меры.

Показать все

Полимерные трубы для водопровода МКД

Ремонт трубопроводов ХВС и ГВС многоквартирных домов часто сопровождается заменой металлических труб на полимерные. Причин этому множество, вот несколько основных: монтаж и ремонт водопровода из полимерных труб значительно проще, стоит кратно дешевле, а служат такие трубопроводы намного дольше 

Характеристики полимерных труб для водопроводов МКД

Трубы из полимерных материалов подходят для монтажа трубопроводов холодного и горячего водоснабжения (стояков и внутренней разводки), но при соблюдении определенных условий — правильного температурного режима и давления.

Полимерные трубы бывают однослойными и многослойными. Стенка многослойных трубы изготовлены из нескольких материалов. Как правило, такие трубы используют в напорных трубах. Наружный слой наиболее защищен от ультрафиолета, главного врага пластика, внутренний слой, взаимодействующий с водой, наиболее устойчив к ее воздействию. Армирующий слой между ними изготавливают из металла (чаще — алюминия) и стекловолокна. Между собой слои скреплены специальным клеящим составом.

Особенности водопровода МКД из полимерных труб

Линейное расширение полимерных труб — их свойство менять размер при изменении температуры. Армирование, кроме прочего, резко снижает линейное расширение трубы. Для сравнения такие цифры: обычная стальная водопроводная труба имеет линейное расширение около 0,01, простая однослойная полипропиленовая труба в пятнадцать раз больше — около 0,15, а армированная полипропиленовая — 0,03, то есть почти такое же, как и стальная.

Больший срок службы, но при правильном использовании — полимерные трубы могут прослужить до 50 лет, но при условии их правильной эксплуатации. Речь идет о давлении и температуре в первую очередь. Согласно ГОСТ Р 53630-2015 и 32415-2013 допускается эксплуатация труб при температурах до 60-70 градусов (1-2 классы). При этом, если температурный режим соблюдается, то срок службы труб составляет около 50 лет (стальные, для сравнения, только 8 лет).

Стальные трубы утрачивают свои качества постепенно, с полимерными все сложнее. Например, при повышении температуры до 80 градусов, срок службы сокращается до 1 года, а при температурах, близких к кипению, трубы сохраняют свои характеристики не более 100 часов.

Чувствительность к ультрафиолету — полимерные трубы подвержены воздействию солнечных лучей, поэтому их нужно «прятать» в тени, там, где они будут недоступны для прямого солнечного света и, кстати, отопительных приборов.

Особенности монтажа полимерных труб

Качественный монтаж  полимерных труб — одно из ключевых условий долговечности трубопровода. Плохая сварка труб и фитингов, в результате чего вода попадает между слоями, приводит к их вспучиванию и преждевременному разрушению. Большое значение имеют правильный подбор материалов, правильный расчет конструкций и размещение труб в помещениях.

Несколько тезисов, которые нужно знать, выбирая материалы для трубопроводов:

• Магистральные трубопроводы и стояки ХВС выполняют из однослойных полипропиленовых труб с обычной или усиленной стенкой.
• Магистральные трубопроводы и стояки ГВС выполняют из полипропиленовых труб, армированных стекловолокном.
• Подводку выполняют из простых полипропиленовых или металлопластиковых труб для ХВС и армированных полипропиленовых и металлопластиковых труб для ГВС.
• Расчетный срок службы при условии качественного монтажа для трубопроводов ХВС составляет 50 лет, для трубопроводов ГВС — 25 лет.
• Качество труб подтверждается сертификатами, которые обязан предоставить производитель или подрядчик. Как правило, опытные подрядчики имеют договорные отношения с производителями, поставляющими качественную продукцию по ценам ниже розничных.

Диаметр металлических и полипропиленовых трубопроводов ГВС и ХВС

Проекты многоквартирных домов включают раздел, посвященный трубопроводам, в котором указаны внутренние диаметры труб, гарантирующие поставку необходимых объемов холодной и горячей воды. Полипропиленовые трубы отличаются по размерам от указанных в проектной документации металлических труб, поэтому важно подобрать подходящий диаметр, а также учесть его изменение из-за перепада температур. Подрядчик обязан предупредить заказчика об этих нюансах, а также о необходимости перепроектирования систем ГВС и ХВС многоквартирного жилого дома.

---

ООО «Маритоль» (Екатеринбург) оказывает услуги по замене трубопроводов ХВС и ГВС, отопления и канализации на металлические и полипропиленовые.

Для консультаций и вызова специалистов просто позвоните:

+7 (343) 268-30-61

Мощность полимерных трубопроводов

Росс МакСкимминг, Swagelining, и д-р Крис О’Коннор, DNV GL, делятся своими взглядами на совместную работу над созданием следующего поколения материалов для трубопроводов и вселяют уверенность в их использовании.

Как бы вы охарактеризовали распространение решений для полимерных футеровок на сегодняшний день, особенно с учетом того, что их использование ограничивалось соединителями из коррозионно-стойких сплавов (CRA) с 1990-х годов?

Росс: Ценность полимерных футеровок для подводных применений осталась в значительной степени неиспользованной из-за исторической зависимости от менее экономичных и сложных в сварке соединителей CRA для соединения секций трубопровода с полимерной футеровкой и завершения трубопровода. Это привело к тому, что реальная экономическая выгода от решения полимерной футеровки не была реализована. Разработка Swagelining первого полностью полимерного соединителя LinerBridge ^® представляет собой жизнеспособную альтернативу соединителям CRA.

Мы ожидаем, что развитие этой технологии соединителей, вероятно, ускорит внедрение полимерной футеровки. Это не только упрощает строительство трубопроводов, но также открывает возможность для установки стальных подъемников контактной сети (SCR) и трубопроводов, проложенных методом S-образной укладки.По мере того как операторы ищут более экономичные материалы для трубопроводов для долгосрочной эксплуатации, их потребление постоянно растет. Более 300 км подводного трубопровода с полимерной футеровкой уже защищены от коррозии с помощью интегрированной системы футеровки Swagelining. Из этого общего количества около 70% было установлено за последние десять лет. В этом году мы начнем работы на более чем 50 км водонагнетательного трубопровода.

Соединители, изготовленные из материала CRA, традиционно использовались для соединения отрезков трубопроводов с полимерной футеровкой.Какие у этого недостатки как с технической, так и с экономической точки зрения? И исходя из этого — где новые технологии предлагают улучшения?

Росс: Есть несколько недостатков, от сложных процедур кольцевой сварки до стоимости и графика закупки соединителей. Поскольку процедуры сварки CRA требуют дополнительных рабочих мер для обеспечения качества и соответствия строгим спецификациям и критериям приемки, это часто может затруднять изготовление и установку трубопровода на море.Материалы CRA также по своей природе дороги и требуют длительного времени. Полностью полимерный соединитель облегчает использование обычных процедур сварки углеродистой стали, что устраняет необходимость в сложной бюрократии и значительно сокращает затраты и сроки.

Использование соединителей CRA обычно облегчает требование к обрезанным по длине трубам, плакированным CRA, в качестве меры регулирования длины трубопровода в точках укладки, что увеличивает стоимость установки. Технология полимерных соединителей устраняет необходимость в плакированных соединениях с допуском на разрез и позволяет привязать конструкции и концы к трубопроводу на море во время кампании по укладке трубопровода.

Недавние исследования доказали, что полимерные соединители не влияют на гидравлические характеристики трубопровода, поскольку они имеют гладкое отверстие с минимальным ограничением внутреннего диаметра трубопровода. В соединениях CRA ограничения ID могут привести к увеличению затрат на перекачивание, возможность накопления остатков в трубопроводе, а также возможность запретить операции по очистке скребками.

Как полностью интегрированный полимерный барьер работает в трубопроводе?

Ross: Соединитель (рис. 1) расширяет надежную и проверенную концепцию электросварки, которая обычно используется в коммунальном хозяйстве при прокладке подземных газо- и водопроводов.Путем механической обработки профиля на концах труб, облицованных полимером, соединитель устанавливается в соответствии с заданными допусками, позволяющими соединить два конца трубы вместе с использованием стандартных методов сборки. Специально разработанные изоляционные материалы облегчают кольцевую сварку из углеродистой стали, при этом предотвращая повреждение полимерного материала внутри корпуса соединителя.

Рис. 1. Поперечное сечение соединителя LinerBridge.

Процесс электромуфтовой сварки позволяет соединить плотно прилегающую трубу из полиэтилена (PE) с корпусом соединителя с образованием однородного уплотнения.Во время эксплуатации доступ транспортируемой среды к внутренней поверхности основной трубы из углеродистой стали запрещен, поэтому обеспечивается сквозная защита от коррозии.

Equinor предоставила одобрение технологии, которая будет использоваться в их системах закачки воды по всему миру. Что было задействовано в этой программе работ?

Росс: Программа квалификации Equinor Technology (TQP) была двоякой; во-первых, для аттестации LinerBridge посредством серии испытаний на имитацию размотки и гидростатического давления, а во-вторых, для аттестации интегрированной системы полимерной футеровки Swagelining посредством ускоренных испытаний на возраст. Программа продолжалась около 15 месяцев по окончании срока службы, подвергая как соединитель LinerBridge, так и плотно прилегающую облицовку Swagelining к условиям монтажа и эксплуатации, которые могут быть характерны для наиболее обременительных проектов трубопроводов нагнетания воды. Режим тщательного патологоанатомического осмотра и испытаний подтвердил целостность и пригодность интегрированной системы футеровки, и было получено глобальное одобрение.

Поскольку 80% необходимого тестирования было завершено в рамках программы технической квалификации Equinor, процесс квалификации с DNV GL занял всего пять месяцев.Что задействовано в этом процессе?

Крис: Квалификационная структура DNV-RP-A203 обеспечивает систематический подход к квалификации и технологии документирования, управляя квалификацией на любом этапе жизненного цикла разработки. Подход, основанный на оценке риска, означает, что он масштабируемый и может быть настроен для различных сценариев. Часто оказывается, что в других исследованиях нет необходимости, а неопознанные риски устраняются до развертывания, отказ от которого повлечет за собой значительные репутационные и финансовые потери.

Первый этап — определить, что это за технология, что она должна делать и какие параметры важны при рассмотрении успеха. Вооружившись этой информацией, процесс может перейти к этапу оценки и смягчения рисков. Процесс представляет собой структурированную последовательность шагов с петлями обратной связи, позволяющими фиксировать изменения и адаптироваться к ним.

В рамках проекта расширения Snorre Equinor впервые будет использована новая технология соединителей для врезки линий нагнетания воды. Что включает в себя объем работ и как продвигаются работы по изготовлению и врезке?

Росс: Всего за семь месяцев квалификация и внедрение этой технологии были ускорены на четырех коммерческих проектах.Первым из них был проект расширения Equinor Snorre (рис. 2) с первым прогнозом добычи нефти на 2021 год, что укрепило инвестиции Equinor в технологию. В проекте Snorre используется технология Pipeline Bundle от Subsea 7, охватывающая несколько трубопроводов и систем управления в одной несущей трубе, которая затем транспортируется к морю с использованием метода буксировки с контролируемой глубиной. Общая длина связки 20,8 км состоит из трех отдельных связок, каждая из которых должна быть изготовлена ​​на заводе Subsea 7 в Уике и включает 12-дюймовую связку.трубопровод закачки воды.

Рис. 2. Вставка полимерного вкладыша Equinor Snorre.

На сегодняшний день выполнено десять врезок LinerBridge (рис. 3) для завершения трубопровода нагнетания воды в первой связке. Для изготовления трубопровода нагнетания воды в оставшихся двух связках будут завершены еще двадцать врезок к концу третьего квартала 2019 года.

Рис. 3. Врезка Equinor Snorre LinerBridge.

Четыре проекта выбрали эту технологию в качестве предпочтительной методологии подключения к трубопроводу. Все ли это комплексные проекты или они предполагают другие методы прокладки подводных трубопроводов?

Росс: В рамках одного проекта соединители LinerBridge будут устанавливаться как часть интегрированной системы футеровки для связки трубопроводов. В остальных трех проектах соединители будут устанавливаться методом намотки. Производство для проекта Wintershall Nova в настоящее время ведется на катушечной базе Subsea 7 Vigra в Норвегии. Этот трубопровод будет проложен в Северном море в конце этого года (Рисунок 4).После прохождения квалификации операторами и DNV GL, технология постоянно внедряется для коммерческого использования на море, а также для врезки катушек на суше. Это позволяет встраивать в трубопровод PLET (концевые заделки трубопровода) и фланцевые соединения без необходимости в сложных процедурах сварки CRA и стыков, разрезаемых по длине.

Рис. 4. Соединитель LinerBridge аттестован для установки с помощью катушки и врезки на берегу.

Для удовлетворения растущего спроса на системы впрыска воды с экстремально высоким давлением были завершены гидростатические испытания для повышения допустимого номинального давления технологии выше 380 бар (изб.).Какие успехи были достигнуты в квалификации этого улучшения?

Ross: Недавно было завершено испытание гидростатического давления на 12-дюймовой испытательной колонне с соединителем LinerBridge (рис. 5). DNV GL провела проверку отчетов об испытаниях и количественной оценки результатов по видам отказов и соответствующих критериев приемлемости, что было подтверждено квалификацией в прошлом году. Впоследствии была выпущена обновленная версия Сертификата технологической квалификации, которая заменила предыдущую версию — таким образом, потолок давления был увеличен до 445 бар (изб.).

Рис. 5. Изготовление испытательной колонны.

Крис: Это включает в себя всесторонний обзор уже существующих квалификационных данных, типовых отказов, анализ последствий и критичности (DFMECA), дальнейший анализ DFMECA и обследование производителей. Процесс в основном направлен на выявление и устранение всех видов отказов, связанных с поставкой материалов, изготовлением компонентов, установкой, развертыванием трубопроводов и эксплуатацией.

Росс: Следующий шаг в процессе аттестации был направлен на предоставление доказательств пригодности для установки соединителей на море в ориентации 6G (45 °) и 2G (90 °) (Рисунок 6).Эта работа завершена и получила квалификацию DNV GL. Это огромный шаг вперед, поскольку границы технологии расширяются, открывая новые рынки для ее применения.

Рисунок 6. Установка 6G LinerBridge.

Крис: Очень важно участвовать в работе как можно раньше. На этапе разработки концепции мы можем помочь в оценке осуществимости и сравнительном анализе альтернативных технологических концепций. Во время разработки технологии мы можем помочь решить все критические проблемы, чтобы не было обнаружено, что ничего не было забыто, когда весь бюджет был израсходован. Неопределенность можно исключить, не нарушая инновационный процесс.

Как будет развиваться и поддерживаться технология в будущем?

Росс: Учитывая, что финансовое воздействие коррозии на нефтегазовую промышленность, которое, как считается, приводит к убыткам в миллиарды долларов каждый год, важно, чтобы границы технологий продолжали расширяться, чтобы защитить трубопроводы отрасли. Мы верим в повышение устойчивости подводных систем транспортировки жидкости, предлагая экономичное решение для трубопроводов, устойчивое к коррозии, для всех типов жестких трубопроводных систем во всем мире.Чтобы реализовать это видение, Swagelining активно разрабатывает новые технологии, чтобы обеспечить преимущества стойкости к коррозии полимерной футеровки для динамических стальных стояков цепной цепи и многофазных углеводородных трубопроводов. Также в разработке находится модифицированная версия соединителя LinerBridge для приспособления к процессам автоматической сварки, открывающая потенциал для полимерной футеровки для методов установки S-Lay и J-Lay. Следуя по стопам этой технологии, мы продолжим работать вместе с DNV GL, чтобы обеспечить надлежащую квалификацию новых технологий для использования в коммерческих проектах.

Крис: Процесс технологической квалификации помогает преодолеть «неопределенность» и улучшить восприятие великих идей, вселяя уверенность в новых технологиях. Немногие организации готовы первыми инвестировать или использовать новую технологию, которая может иметь как существенные, так и положительные стороны — они хотят видеть доказательства и послужной список. Часто на это нужно время. Мы стремимся снять их опасения по поводу использования новых решений с помощью систематического целевого процесса, позволяющего внедрять технологии и поставлять их на рынок.

Прочтите статью на сайте: https://www.oilfieldtechnology.com/special-reports/07062019/the-power-of-polymer-pipelines/

Полностью полимерный соединитель улучшает защиту от коррозии трубопровода

Equinor квалифицирует технологию для нагнетания воды

Аллан Фини и Крис Вудс,

Swagelining

Re поиск показывает , что более половины (51%) всех отказы в традиционных нефте- и газопроводах происходят из-за внутренней коррозии. 1 Отказ любого трубопровода представляет собой бизнес-риск, от производственных потерь до затрат на исправление. Более глубокие водные проекты и более агрессивные жидкости традиционно приводят к увеличению толщины стенок трубопроводов и стояков. Однако альтернативные варианты смягчения последствий быстро развиваются, чтобы устранить риск и снизить стоимость владения трубопроводом. В последнее десятилетие наблюдается стремительный прогресс в разработке и квалификации полимерных материалов в качестве внутренней футеровки трубопроводов из углеродистой стали.

Выступая в качестве барьера между транспортируемыми флюидами внутри основной трубы, полимерные футеровки эволюционировали из широкого использования в наземных системах инженерных коммуникаций, чтобы стать более практичным и экономичным решением для морских трубопроводов.Однако их распространение на сегодняшний день ограничено из-за необходимости в дорогостоящих соединителях из коррозионно-стойких сплавов (CRA) и сложных процессах сварки CRA.

LinerBridge, когда он используется как часть интегрированной системы полимерной футеровки, повышает устойчивость систем транспортировки жидкости. (Все изображения любезно предоставлены Swagelining)

Первый в мире полностью полимерный соединитель

Разработанный Swagelining (компания Subsea 7), LinerBridge — первый в мире полностью полимерный соединитель, сертифицированный DNV GL на пятый уровень технологической готовности (TRL 5) .Соединитель, изготовленный из того же материала, что и полимерный вкладыш, является неотъемлемым компонентом интегрированной системы полимерного покрытия компании.

Предотвращая контакт транспортируемой среды с трубой из углеродистой стали, он не только обеспечивает непрерывный полимерный барьер от коррозии на всем протяжении, но также облегчает использование процесса сварки углеродистой стали при соединении отрезков основного трубопровода. . Таким образом, снижаются производственные затраты, вес, затраты на установку и планирование. Это отличается от трубопроводов с полимерной футеровкой, в которых используются соединители из CRA, которые имеют открытые переходы из CRA и требуют сложных процессов сварки CRA.

Как полностью полимерная соединительная система, эта технология также хорошо подходит для работы в условиях высокой усталости, что позволяет использовать ее в системах глубоководных стальных цепных подъемников (SCR), что ранее было невозможно. Поскольку разработка месторождений происходит во все более глубоких водах и разработка месторождений с высоким давлением / высокой температурой (HP / HT), вызывающих повышенное давление закачки воды, гибкие райзеры сталкиваются с проблемой усталости из-за их конструкции, не становясь чрезмерно тяжелыми.SCR с полимерной футеровкой может предложить клиентам существенные преимущества с точки зрения стоимости стояка, целостности и плавающего напряжения подвески производственной установки.

Эта технология представляет собой первый в мире полностью полимерный соединитель, сертифицированный DNV GL.

В соответствии с DNV-RP-A203, рекомендуемой практикой для аттестации новой технологии, соединитель аттестован для применения на суше и на море. Он подходит для подводных методов установки, таких как барабанная укладка и буксируемые пучки трубопроводов. При использовании в рулонной прокладке соединитель позволяет снизить затраты на проектирование, закупку, строительство и монтаж (EPCI) более чем на треть по сравнению с альтернативными трубами с футеровкой CRA.

Аттестация гарантирует, что полностью полимерный соединитель пригоден для давлений до 380 бар (5 511 фунт / кв. Дюйм) на 8-дюймовом корпусе. до 16 дюймов трубопроводы нагнетания воды диаметром от 0 ° C до 60 ° C (от 32 ° F до 140 ° F). Техническая оценка для периодических колебаний выше 60 градусов может быть выполнена при максимальной температуре 80 ° C (176 ° F) для материала PE100 и до 95 ° C (203 ° F) для материала PE-RT.

В компании продолжаются дальнейшие гидростатические испытания, чтобы поднять допустимое давление выше нынешних 380 бар, чтобы удовлетворить растущий спрос на системы впрыска воды с экстремально высоким давлением, которые в настоящее время требуют давления до 900 бар (13 053 фунтов на квадратный дюйм).

Одобрение отрасли

После успешного выполнения недавнего плана аттестации Equinor также квалифицировал полностью полимерный соединитель для использования в системах нагнетания воды. После моделирования наматывания, гидростатических испытаний и ускоренных испытаний на старение интегрированная система футеровки Swagelining, включающая соединитель LinerBridge, сохранила свою целостность и защиту от коррозии.

На этапе испытаний и аттестации как DNV GL, так и Equinor компания продемонстрировала, что соединитель является жизнеспособной альтернативой традиционным методам CRA и обеспечивает прочный, надежный и полностью интегрированный полимерный барьер в трубопровод при сниженных затратах на установку и с меньше требований к текущему обслуживанию.

Соединитель не только демонстрирует потенциал снижения затрат и долговечность в качестве барьера, но и обеспечивает улучшенную гарантию потока и возможность окрашивания за счет почти непрерывного диаметра отверстия с плавным переходом через соединитель. Он также обеспечивает повышенную гибкость при строительстве трубопровода, поскольку его можно установить в любой точке на участке трубопровода, облицованного полимером, что упрощает операции по резке по длине и ремонт.

Доказанная эффективность под давлением

Моделирование методом конечных элементов было использовано для демонстрации поведения полимерного соединителя при воздействии различной степени внутреннего давления.Соединитель спроектирован таким образом, чтобы он полностью поддерживался стальной основной трубой после первоначального внутреннего давления. Полное отклонение корпуса соединителя завершается после того, как внутреннее давление достигает примерно 70 бар (1015 фунтов на кв. Дюйм).

До этого полного отклоняющего давления растягивающие и сдвиговые напряжения на электромуфтовом соединении демонстрируются в пределах материальных ограничений. За пределами этого полного отклоняющего давления они остаются постоянными, при этом преобладающие напряжения на соединителе становятся сжимающими из-за того, что полимер вдавливается в поверхность стальной трубы. По сути, именно стальная труба принимает на себя фактическое удержание давления, а футеровка просто сжимается внутри стальной трубы.

Проверка целостности сварных швов

LinerBridge использует проверенную технологию электросварки, адаптированную из наземных газовых сетей. Из-за экстремальных подводных условий качество полимерного сварного шва было тщательно проверено, чтобы убедиться, что оно соответствует критериям приемлемости ISO 13954 и превышает их для электромуфтовых сборок с номинальным внешним диаметром более или равным 90 мм (3.5 дюймов).

Этот стандарт требует испытания как минимум четырех образцов. В зависимости от размера соединителя компания проводит внутренние испытания минимум 12 образцов с каждой стороны, чтобы продемонстрировать требуемое качество соединения на всех 360 градусах электросварного соединения.

Поскольку неразрушающий контроль качества сварного шва и согласованных критериев приемки не является жизнеспособным или зрелым для полимерных материалов, компания проводит предварительные квалификационные испытания, чтобы убедиться, что соединитель подходит для условий трубопровода перед изготовлением. При сварке соединительной системы в пределах технологической оболочки учитывается температура окружающей среды, время электромуфтовой сварки и внутренний диаметр обработанного седла. Следовательно, при нахождении на месте это гарантирует, что соединитель будет установлен в пределах этого технологического окна, а также соблюдает строгие процедуры установки, которые предназначены для контроля таких переменных, как загрязнение.

Соединитель является частью встроенного полимерного барьера, предотвращающего контакт транспортируемой среды с трубой из углеродистой стали.

Экологичное решение

Хотя средний ожидаемый срок службы трубопровода нагнетания воды из углеродистой стали без футеровки составляет семь лет, расчетный срок службы соединителя и интегрированной футеровки составляет 50 лет. Это основано на условиях испытаний для конкретного проекта без какого-либо вредного воздействия на полимерную футеровку. Возможность продления срока службы трубопровода была доказана после ускоренных испытаний на возраст, проведенных норвежским оператором, и впоследствии рассмотрена DNV GL в рамках процесса независимой проверки.

Интегрированные полимерные системы могут значительно снизить стоимость владения трубопроводом на протяжении всего жизненного цикла при сохранении целостности системы. Более низкие затраты на установку в сочетании с менее длительным обслуживанием приводят к большему использованию этого нового материала.

Таким образом, эта технология повышает рентабельность систем полимерной футеровки, позволяя поэтапно снизить внутреннюю коррозию трубопроводов и стояков.

LinerBridge будет установлен как часть интегрированной системы полимерной футеровки в пучке трубопроводов в 2018 году и в рамках двух проектов по укладке рулонов в 2019 году.•

Ссылки

1. https://www.ogj.com/articles/print/volume-88/issue-44/in-this-issue/pipeline/corrosion-causes-most-pipeline-failures- in-gulf-of-mexico.html

2. Отказ линий закачки воды JIP, компания AEA Technology, июль 1997 г.

Пластик фантастический

Трубы с полимерной футеровкой существуют с 1990-х годов, но их потенциал еще не полностью раскрыт, по словам разработчиков JIP для расширения использования этой технологии. Мостафа Тантави и Дэвид Уиттл объясняют.

Swagelinings старший инженер-разработчик обрабатывает полимерную футеровку для использования в соединительной технологии. Фотографии с сайта Swagelining.

Нефтегазовая промышленность Великобритании переживает трудные времена. В связи с новой, более низкой ценой на нефть марки Brent, составляющей в среднем 45-60 долларов США за баррель в течение последних шести месяцев, были приняты решительные меры для экономии затрат и сокращения операционных расходов.

Перед операторами стоит задача изучить новые способы снижения затрат на нефтегазодобывающие активы. Ключом к решению этих проблем являются инновации, и инвестиции в исследования и разработки должны продолжаться, чтобы способствовать максимальному извлечению оставшихся запасов углеводородов.

Обширные исследования и разработки были направлены на разработку решений для полимерных футеровок трубопроводов, которые могут обеспечить значительную экономию затрат, а также значительные эксплуатационные и технические преимущества. Эти разработки были инициированы как промышленностью, так и консультантами, чтобы добиться более широкого понимания значительных преимуществ, которые приносят полимеры.

Трубопроводы с футеровкой и традиционные альтернативы

Трубопроводы обычно составляют основную долю затрат на разработку подводного проекта, особенно в случае протяженных подводных стыковок. Затраты, которые включают закупку, изготовление и установку, в основном зависят от выбранного материала трубопровода и метода установки.

Значительная часть затрат на техническое обслуживание подводного трубопровода приходится на борьбу с внутренней коррозией. Углеродистая сталь традиционно выбирается для изготовления стояков и выкидных трубопроводов с защитой от коррозии и эрозии, обеспечиваемой «утолщением» трубы за счет добавления припуска на коррозию и введения в продукт ингибитора коррозии.

Однако в сфере закачки воды в атмосферу применение системы полимерной футеровки теперь становится эталоном. В тех случаях, когда требования к нагнетанию воды более жесткие и в условиях эксплуатации с горячими кислыми углеводородами, обычно указываются футеровка и оболочка из коррозионно-стойкого материала (CRA) или даже твердый CRA, чтобы справиться с коррозионной природой транспортируемого продукта. Однако этот метод имеет значительные последствия для затрат на закупку, планирование и установку подводного трубопровода.

установка полимерного хвостовика в стальную колонну.

Футеровка полимерная

Сварка полимерных труб встык.

Технология полимерной футеровки была внедрена в подводный нефтегазовый сектор в середине 1990-х годов. Установка осуществляется путем протягивания экструдированной полимерной трубы через редукционную головку для временного уменьшения ее диаметра. Находясь в этом уменьшенном состоянии, труба продолжает протягиваться через сконструированную несущую (внешнюю) трубу из углеродистой стали, прежде чем будет освобождена и восстановлена ​​до своего первоначального размера, чтобы она плотно прилегала к основанию. Длина хвостовика до 1500 м установлена ​​за раз.

После завершения этого процесса вставки используются специальные безфланцевые соединители для соединения секций труб с футеровкой в ​​местах стыков.

Подводные трубопроводы с полимерной футеровкой традиционно монтируют барабанной, J-образной укладкой и пучками.Существующие ограничения технологии соединителей до сих пор исключали применение S-lay, но новые разработки позволяют рассматривать это как вариант.

Ориентировочный пример температуры стали для внешней системы 5LPP по сравнению с внутренней облицовкой из ПВДФ толщиной 15 мм (на основе тематического исследования, проведенного Xodus Group Ltd. Температура жидкости на входе = 60 ° C) Графики от Xodus.

Технический обзор

Технические преимущества трубопроводов с пластмассовой футеровкой огромны.Полимеры устойчивы к коррозии, что немедленно устраняет необходимость в ингибиторах коррозии на протяжении всего срока службы трубопровода или необходимость использования трубопровода, полученного из CRA.

Установка полимерного вкладыша в стальную колонну.

Полимерные футеровки в настоящее время используются в большинстве подводных трубопроводов для закачки воды в Северном море из-за рентабельной коррозионной стойкости и надежности, при этом в последние годы значительно увеличилось число операторов, использующих эту технологию.

Полимерная футеровка также может обеспечить возможность обратной закачки необработанной (производственной) воды, что снижает потребность в оборудовании для деаэрации верхнего строения. В связи с возросшей потребностью в более высоких температурах нагнетания воды, теперь доступны различные типы полимерных материалов с более высокими эксплуатационными характеристиками для удовлетворения различных требований к обслуживанию.

До сих пор для подавляющего большинства футеровок использовались высококачественные сорта полиэтилена, преимущественно полиэтилена (PE) 100.PE 100 подходит для использования при нагнетании воды при температуре до 60 ° C, где можно ожидать длительного срока службы, например, в относительно благоприятных условиях обработанной морской воды.

При более высоких температурах, до 85 ° C, и там, где может потребоваться возможность обратной закачки пластовой воды, можно использовать более химически стойкий полиэтилен, такой как PE-RT (полиэтилен с повышенной термостойкостью). Полиэтиленовые материалы могут рассматриваться для углеводородных применений, но поскольку рабочая среда меняется с повышением температуры, выше 50 ° C свойства «инженерных полимеров», таких как полиамиды и поливинилидендифторид (PVDF), могут быть предпочтительными.

Внутренняя защита трубопроводов от коррозии имеет большой потенциал для использования в углеводородных трубопроводах с использованием инженерных полимеров. Признано, что использование полимерных футеровок в подводных эксплуатационных трубопроводах еще не полностью разработано и что в этой области существуют проблемы, которые необходимо решить, прежде чем полимерная футеровка может быть рассмотрена в каждом сервисном приложении, но сейчас они серьезно рассматриваются. операторами по всему миру.

Теоретически при работе с углеводородами существует угроза обрушения хвостовика из-за повышения проникающего давления газа в кольцевом зазоре между полимерным вкладышем и внутренней стенкой трубопровода из углеродистой стали.Кроме того, необходимо учитывать вопрос потенциального набухания футеровки при контакте с углеводородами.

Работа по решению этой проблемы в настоящее время ведется компанией Swagelining (британский специалист по проектированию и установке полимерных футеровок), которая недавно приступила к реализации совместного отраслевого проекта (JIP) с Институтом сварки (TWI) и Saudi Aramco. В этом совместном проекте будет изучена степень коррозии, возникающей в различных трубопроводах с полимерной футеровкой, когда они подвергаются воздействию горячих кислых углеводородов.

Swagelining также в настоящее время проводит программы технической квалификации с операторами, определяя, как полиэтилен работает с водой для закачки с более высокой температурой, и учитывая влияние химикатов, используемых для повышения нефтеотдачи (EOR).

Использование полимерных футеровок в углеводородных трубопроводах может дать значительные технические преимущества. Они не только полностью устойчивы к коррозии, полимерные футеровки также относительно гладкие по сравнению со сталью и металлургическими сплавами.Низкая шероховатость полимеров сводит к минимуму перепад давления в трубопроводе, который сохраняется на протяжении всего срока службы трубопровода, в отличие от шероховатости стали / CRA, которая ухудшается из-за эрозии и коррозии.

Эластичная природа полимеров также более устойчива к эрозии жидкости и частиц. Эти жидкости часто содержат мусор и отложения, которые могут накапливаться на внутренней стенке трубопровода, вызывая ограничения потока, а иногда и засорения. Предполагается, что адгезия между отложениями текучей среды, например парафином и гидратами, и полимерным материалом ниже, чем у стали, что снижает риск закупорки и снижает требования к частоте очистки скребков.

Дополнительным преимуществом регулярного использования углеводородов является то, что полимеры обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и значительно повышают тепловые характеристики трубопроводной системы. Например, слой полимера толщиной 10-15 мм будет иметь значительное влияние на общий коэффициент теплопередачи трубопровода, значительно снижая требования к внешней изоляции трубопровода. В то время как заглубленный трубопровод из углеродистой стали диаметром 12 дюймов с системой изоляции 5LPP обычно может иметь коэффициент теплопередачи 3 Вт / м2 · K, вкладыш из ПВДФ толщиной 15 мм дает значение U около 4 Вт / м2 · K. Это может обеспечить существенную экономию средств, поскольку стоимость внешней изоляции часто выше, чем стоимость углеродистой стали.

Изолирующее воздействие внутренней полимерной футеровки на внутреннюю часть трубы также приведет к снижению температуры стали, что также улучшит механические характеристики трубопровода, минимизируя тепловое расширение и склонность к глобальному короблению. Показательный пример снижения температуры стали при использовании полимерной футеровки из ПВДФ представлен на рисунке ниже.

Типичное сравнение затрат на закупку и изготовление полимерных футеровок и альтернативных методов защиты от коррозии (включая ориентировочную изоляцию трубопровода). Графики из Xodus.

Экономические преимущества

Использование полимерных футеровок в подводных трубопроводах может привести к значительному снижению затрат как на капитальные затраты (capex), так и на эксплуатационные расходы (opex). Стоимость закупки и изготовления трубопровода с футеровкой из ПВДФ для эксплуатации до 130 ° C примерно на 50% дешевле по сравнению с аналогичным трубопроводом с покрытием из CRA. В применениях при низких температурах (например, <60 ° C), где может использоваться полиэтиленовая облицовка, стоимость закупки и изготовления может быть на 80% дешевле, чем у аналогичного трубопровода с плакировкой, и на 40% дешевле, чем у трубопровода из углеродистой стали с допуском на коррозию. (Представленные рисунки являются показательными для трубопровода X65 12im и являются ориентировочными).

Дальнейшее снижение эксплуатационных расходов будет достигнуто за счет устранения необходимости в ингибиторах коррозии, частой очистки скребков и затрат на электроэнергию (насосную). Эта экономия измеряется на протяжении всего срока службы трубопровода, и внедрение на ранних этапах проекта означает, что затраты на IRM могут быть значительно сокращены на протяжении среднего срока службы трубопровода.

Снижение риска

Коррозия — это серьезная проблема, которая может привести к серьезному отказу трубопровода, а в некоторых случаях и к полному останову, если не будет должным образом отслеживаться и управляться. Это сказывается на бизнесе оператора из-за простоев, перебоев в поставках и значительных затрат на ремонтные работы.

Однако помимо воздействия на график и чистую прибыль оператора есть драматические последствия, которые могут возникнуть в результате отказа трубопровода. Технология полимерной футеровки с самого начала предотвращает возникновение коррозии, что является одним из ее важнейших преимуществ.

Технология полимерной футеровки соответствует строгим стандартам охраны здоровья и безопасности, которые предъявляются к нефтегазовой отрасли, позволяя строить и монтировать трубопроводы в среде с низким уровнем риска и обеспечивая защиту на весь срок службы.

Заключение

Будущее кажется безоблачным для использования полимерных футеровок для доступной внутренней защиты от коррозии. Учитывая, что средняя стоимость установки и обслуживания трубопровода составляет около 35% от типичного проекта подводной врезки, неудивительно, что такие усилия направлены на исследования и разработки и меры по снижению затрат.

Текущая работа, проводимая операторами, и интерес, проявляемый промышленностью, указывают на то, что сообщение становится очевидным и полимерная футеровка рассматривается как серьезная альтернатива.

Действительно ли технология полимерной футеровки оправдывает свои ожидания?

Мостафа Тантави — старший инженер по трубопроводам в Xodus Subsea. Он имеет более чем четырехлетний опыт работы в области подводного проектирования и проектирования трубопроводов. Он имеет степень магистра подводного инжиниринга.

Дэвид Уиттл имеет более чем 40-летний опыт работы в трубопроводной отрасли на различных инженерных должностях в Великобритании и за рубежом в организациях, включая British Gas и Subsea 7.

Уиттл присоединился к Swagelining в 2009 году с момента основания компании в качестве директора по развитию бизнеса. Он работает с новыми и существующими клиентами, чтобы определить будущие отраслевые требования к технологии полимерной футеровки для ряда проектов в системах подводных и береговых трубопроводов.

Полимеры | Бесплатный полнотекстовый | Повреждение проницаемости полимерной футеровки в нефтегазовых трубопроводах: обзор

Уроки, извлеченные из отказов термопластической футеровки при обслуживании трубопровода высокосернистого газа и конструкции и установке замены футеровки [108]	Просачивание (обнажение)		2004
Анализ пластических и хрупких отказов при испытаниях труб из полиэтилена высокой плотности (HDPE) на разрыв при ползучести [109]	Ползучесть	Большинство отказов напорных труб произошло из-за SCG (медленного роста трещин). Переход от пластичного разрушения к хрупкому происходит при более высоких температурах испытаний. Химическое колено смещается на более короткие периоды при более низкой нагрузке и более высоких температурах.	2005
Взаимодействие газа и полимера в сверхкритическом состоянии с применением в нефтяной промышленности. Определение теплофизических свойств [110]	Проникновение (диффузия)	Было проведено влияние sc CO 2 , N 2 на MDPE и PVDF. Высокая концентрация газа в полимере вызывает взрывное ухудшение в виде пузырей и трещин. CO 2 Сорбция в ПВДФ предпочтительна из-за наличия полярных групп C-F.	2006
Нефтепромысловая инженерия с полимерами [111]	Термическое старение, проницаемость	Автор обсудил применение полимеров, а также стратегии проектирования и механизмы разрушения. Перфторэфир лучше фторэластомеров с точки зрения температурной гибкости и устойчивости к кислотам и щелочам. Фторэластомеры считаются лучшими для скважинных применений.	2006
Анализ отказов полиэтиленовых газовых труб [112]	Усталость	Наличие остаточных напряжений и различия в морфологических изменениях влияют на срок службы трубы из полиэтилена высокой плотности. Колебание рабочего давления указывает на усталостную нагрузку.	2008
Влияние волокнистого армирующего материала на утечку в трубопроводе из полимерного композитного материала под давлением [113]	Внутреннее давление	Эффективность волоконного армирования для FRP оценивалась с использованием E / ECR стекло, базальт и стекло S2. Из-за внутреннего давления и осевой нагрузки возникли трещины, которые привели к протечкам в трубопроводе. Прочность на утечку улучшена за счет стекловолокна S2.	2008
Механизмы повреждения из-за ползучести в газовых трубах из полиэтилена высокой плотности [114]	Ползучесть, усталость	Поведение при ползучести было исследовано в экструдированной трубе из полиэтилена высокой плотности. Образцы, взятые из разных слоев трубы, имеют разную скорость ползучести. Колебание давления приводит к механическому повреждению.	2009
Типы отказов труб из стеклопластика в нефтегазовой отрасли [115]	Термическое старение, установка	Матрица смолы является самым слабым местом в структуре FRP. В присутствии кислых газов и температуры механические и термические свойства значительно снизились.	2009
Коррозионное повреждение трубопровода высокосернистого газа с футеровкой — часть 1: История инцидента [116]	Проницаемость		2010
Влияние термического старения на механическое и термическое поведение трубы из линейного полиэтилена низкой плотности [117]	Термическое старение	Влияние температуры на механические и физические свойства ЛПЭНП после Было показано 6000 часов выдержки. Повышение кристалличности и плотности сшивки; труба показала хрупкое разрушение без пластификации из-за термического старения.	2010
Долговременное поведение труб из полиэтилена PE 80 под давлением при наличии продольных смоделированных дефектов [118]	Несовершенство	Моделируемые дефекты были введены для прогнозируемого срока службы. Труба ПЭ-80. Произошел переход от вязкого к хрупкому, и было замечено образование трещин.	2010
Опыт Альберты с композитными трубами в производственной среде [119]	Монтаж	Около 57,7% утечек происходит из-за внутренней коррозии. FRP и намотанные композитные трубы (SCP) использовались в Канаде для защиты от коррозии. Жесткий FRP сталкивался с наиболее частыми отказами по сравнению с SCP и стальным трубопроводом.	2010
Влияние содержания этанола и температуры на проницаемость топлива через трубы на основе полиамида-12 [103]	Проницаемость	При наличии более высокого содержания этанола (85%) и температура, возникла опухоль. Произошло внутреннее расслоение слоя PA12. Потеря пластификатора повлияла на характеристики трубопровода	2010
Анализ усталости трубы PE-100 при осевой нагрузке [120]	Усталость	Из-за внутреннего давления и давления возникают в окружном, продольном и радиальном направлении. Эти напряжения могут вызвать трещины, которые приведут к окончательному разрушению материала.	2011
Неметаллические трубопроводные системы для использования в нефтегазовой отрасли [32]	Протекание	Стекловолоконная труба показала нарушение просачивания, и это произошло при более низких давлениях. Композитные трубы показали деформацию, зависящую от времени, в виде растрескивания матрицы.	2011
Применение и аттестация армированных термопластичных труб на нефтяных месторождениях Китая [121]	Установка Внешнее повреждение	Армированное волокно было повреждено при более высоких температурах. На месторождении Чанцин РТП был поврежден из-за установки. Некоторые трубопроводы вышли из строя из-за внешних сил, включая камни и строительную технику.	2011
Анализ отказов композитных труб из термопластов, армированных стальной проволокой [122]	ESC	25% отказов пластиковых деталей происходят из-за ESC. Трещины возникают изнутри трубы и движутся радиально. Анализ SEM показал трещины и поры в основной смоле HDPE и эффект поглощения EDX.	2011
Анализ поверхности разрушения в материале трубы из полиэтилена высокого давления, утомлявшимся при различных температурах и частотах нагружения [123]	Усталость	Материал показал усталостное разрушение из-за циклического нагружения при различных температурах. Рост трещин был преобладающим при более высокой температуре (40 ° C), в то время как при 0 ° C происходил лишь ограниченный сдвиг. Частицы добавки в HDPE действуют как концентратор напряжений и вызывают образование пустот.	2012
Анализ разрушения полиэтиленовой газовой трубы, вызванного сдавливанием, приведшим к взрыву [124]	Напряжение сжатия (хрупкое разрушение)	Ремонтная труба PE была сдавлена. , но он создает на нем сжимающие силы. Напряжение сосредоточено на внутренней поверхности стенки трубы; ковалентные связи разрушаются и вызывают зарождение хрупкого разрушения.	2012
Численный инструмент для моделирования разрушения полимерных футеровок в трубопроводах [125]	Проникновение	Органические компоненты сырой нефти вызывали физическое набухание, разрушая межмолекулярную связь. Кислые газы проникают через стенку футеровки и вызывают смятие из-за потери устойчивости при колебаниях давления.	2012
Применение неметаллических композитных труб на нефтяных месторождениях в Китае [126]	Разрушение соединения, конденсат	Прочность полиэфирного волокна снижается при более высоких температурах около 65 ° C по сравнению с к арамиду. SRTP вышли из строя после одной из услуг из-за температуры и внешнего повреждения. Из-за затопления полимером внутренняя поверхность стеклопластика разрушилась, а в радиальном направлении появились трещины из-за присутствия конденсата.	2012
Влияние остаточного напряжения на срок службы полимерной трубы [127]	Несовершенство (остаточные напряжения)		2013
Усовершенствованные композиты из армированного волокном полимера (FRP) для производства и восстановление трубопроводов и резервуаров в нефтегазовой промышленности [128]	Проницаемость, влажность	Стекловолокно имеет более проницаемую природу по сравнению с углеродными волокнами. Индукция влаги ухудшает поверхность раздела волокно / матрица, что снижает жесткость. SCC также влияет на долговечность FRPC, уменьшая его жесткость и модуль упругости.	2013
Оценка разрушения многослойных полимерных труб на основе подхода механики разрушения [129]	Ползучесть	Трещина возникла из-за текущего давления во внутреннем защитном слое. В случае низкой адгезии между защитной и основной трубой трещина распространяется через границу раздела и наоборот.	2013
Анализ отказов композитной трубы из антикоррозионного пластикового сплава, используемой для сбора и транспортировки нефтепромыслов [126]	Обработка		2013
Влияние геометрии образца на медленный рост трещин при испытаниях HDPE для труб [130]	Ползучесть	SCG возникла при низком уровне напряжения ниже предела текучести. Трещина образовалась вслед за трещинами и микропустотами. Устойчивость к росту трещин изучалась для образцов полиэтилена различной геометрии с использованием тестов PENT и CDNT.	2015
Оценка долгосрочного поведения полимеров для морских нефтегазовых применений [131]	Термическое старение	PA6 подвергся термическому старению, и было обнаружено снижение модуля Юнга. Гидростатическое давление увеличивает привес эпоксидных смол в случае пустот.	2015
Вкладыши из термопласта для нефтепромысловых трубопроводов [96]	Проницаемость	Четырехдюймовый трубопровод CS, установленный BP America, работал при 65 ° C и 45 бар. Из-за транспортировки конденсата произошло явление проникновения воды и кислого газа. Через шесть месяцев труба была осмотрена и обнаружила, что она обрушилась.	2015
Устойчивость к деформации футеровки из полиэтилена высокой плотности: экспериментальная установка и моделирование методом конечных элементов. Тонкостенные конструкции [132]	Проницаемость		2016
Повреждения от трещин в полимерах и композитах: обзор [133]	Усталость	Наиболее распространенными полимерами являются ударная и циклическая усталость. . В композитах, армированных волокном, разрушение происходит с точки зрения отслаивания границы раздела волокно-матрица, разрушения матрицы, перераспределения напряжений, разрушения волокна и вытягивания волокна.	2016
Анализ отказов и моделирование повреждений труб из ПНД [134]	Усталость	Усталость требует трех стадий: зарождение микротрещины, распространение и разрыв. Почти 50–90% механических отказов происходят из-за усталости. Испытаны образцы полиэтилена высокой плотности с надрезом, и их результаты были подтверждены моделями повреждений для прогнозирования критического срока службы.	2016
Влияние старения на давление разрушения трубы из стеклопластика, используемой в нефтяной промышленности [135]	Термическое старение	Старение труб из стеклопластика проводилось при температуре (80 ° C) и давление (1 МПа). На жесткость материала это не влияет, но UTS снижается из-за старения.	2016
«Отказ эпоксидных труб, армированных стекловолокном, на нефтяных месторождениях». Справочник по анализу разрушения материалов с примерами из нефтегазовой промышленности [136]	Проникновение (диффузия)	Диффузия вызвала пластификацию матрицы, а набухание также достигло границы раздела волокно-матрица. T г уменьшилось, а также ухудшились механические свойства.	2016
Разрушение нефтяных эпоксидных труб, армированных стекловолокном [137]	Хлориды	GFRP выдерживали в нефтяной воде в течение 1440 часов. Наличие частиц кварца в эпоксидной смоле позволяет абсорбировать жидкие хлориды. Произошел перелом, за которым последовал разрыв волокна, вырывание и разрыв матрицы.	2016
Пример: инженерная футеровка трубопровода из полиамида 12 (PA12) для контроля коррозии высокосернистого газа при повышенных температурах [102]	Проникновение	футеровка из HDPE вышла из строя через 24 месяца нефть и высокое давление на месторождении Lone Creek Field, Канада. PA12 был установлен, и его работоспособность была проверена через год; скорость проникновения не имеет решающего значения.	2017
Применение неметаллических материалов в добыче нефти и газа (трубы, футеровки, восстановление), в «Тенденции в исследованиях и технологиях коррозии нефти и газа» [5]	CO 2 крекинг, термическое старение	3-дюймовая линия RTP с хвостовиком из полифениленсульфида (PPS), работающая при 8 бар и 95 ° C, содержит добываемую жидкость с высоким содержанием CO 2 (47 моль%), 5 ppm H 2 S и 97% воды резать. Он вышел из строя после двух лет эксплуатации из-за растрескивания, вызванного высоким содержанием CO 2 , высокой температурой и производственными аномалиями, действующими как концентраторы напряжений.	2017
Механические свойства выносных полимерных композитных труб при различных температурах [138]	Термомеханический отказ	Из-за термомеханической нагрузки происходит ухудшение точки размягчения и T г . Из-за повышения температуры произошло отслоение волоконной матрицы и расслоение.	2018
Исследование многослойной композитной трубы с металлической прослойкой [139]	Плохое обращение, концентраторы напряжений	Многослойная композитная труба имеет основные фундаментальные свойства для доставки топлива газ. Внутренний слой подвергнется хрупкому разрушению; полимеры, такие как ПЭ, ПП и т. д.может обеспечить сопротивление внутренней среде.	2018
Кристалличность полимера и переход от пластичного к хрупкому [140]	Проникновение (погружение)	PA-11 выдерживался в воде и органических кислотах; деградация молекулярной массы увеличивает кристалличность. Пластичность снизилась из-за химической кристаллизации. Значение теплоты плавления определяет переход от пластичного к хрупкому.	2018
Подходы к анализу безопасности работоспособности газопровода с точки зрения возникновения отказа: тематическое исследование [141]	Механическое повреждение (снаружи)	Интенсивность отказов полиэтилена в газораспределении сети было предоставлено компанией в Польше λp = 0,18 км −1 и −1 . Процент отказов (95,28%) в основном вызван механическими повреждениями, включая деятельность человека, устаревшие планы и строительство других инфраструктур.	2018
Результаты инновационных полевых испытаний применения гильзы из ПЭВП с рифленой кромкой в ​​гигантском поле для борьбы с внутренней коррозией в трубопроводе потока нефти [142]	Проникновение	ADNOC с канавкой 3-дюймовой установленной канавкой Вкладыш из ПНД на одном из береговых нефтяных месторождений. После пяти лет эксплуатации были проведены испытания, и снижение плотности и проницаемости углеводородов было замечено с помощью анализа ГХ-МС. Нагрузка неоднородных поселений и оползней на основе FEM [143]	Внешний ущерб	Полиэтиленовые трубы, используемые для городского транспорта газа, более подвержены оползням, осадкам и транспортной нагрузке. Ущерб, нанесенный оползнем, более заметен, чем поселение.	2018
Устойчивое и безопасное использование газовых сетей. Часть 1. Факторы напряжения пластиковых трубопроводов [144]	Человеческий фактор	Полиэтиленовые трубы, используемые для транспортировки природного газа, часто выходили из строя из-за человеческой ошибки. К ним относятся неправильная конструкция установки, плохое обращение и несоблюдение технических регламентов.	2018
Показатели термоокислительного старения и прогноз срока службы полиэтиленовой трубы при циклическом и постоянном внутреннем давлении [145]	Термическое старение	Наличие карбонильных и гидроксильных групп на поверхности. проявляется термическое окисление. Внутреннее циклическое давление быстро разрушает молекулярные цепи и способствует разложению. Срок службы PE100 при циклических нагрузках составляет 27.На 96% короче постоянного стресса.	2019
Анализ трещин в армированных поливинилиденфторидом трубах из термопласта, используемых на месторождениях кислого газа [146]	Трещины сварных швов	Вкладыш из ПВДФ использовался для транспортировки нефти и газа на 90 °. и 37 ° C в присутствии кислых газов. Лайнер вышел из строя через шесть месяцев из-за сварных линий, образовавшихся после неправильной обработки.	2019
Ползучесть полиамида 11 гибкого трубопровода 11 [81]	Проницаемость	Спустя три года образцы были взяты из 3 различных слоев гибкой трубы PA11. Произошел разрыв цепи, что, в свою очередь, снижает значение CIV и модуль упругости.	2020
Разработка системы мониторинга состояния конструкций на основе углеродного волокна для трубопроводов из полимерных композитов, армированных стекловолокном [147]	Внутреннее давление (ползучесть и усталость)	В основном наблюдается внутренняя утечка трубы под давлением. Растрескивание матрицы произошло из-за увеличения статической или циклической нагрузки. Из-за низкой прочности матрицы произошло расслоение.	2020
Оценка повреждений и метод защиты полимерной трубы для газопровода, подверженной ударной нагрузке [148]	Сторонние повреждения	Ударопрочность трубы PA лучше, чем HDPE и труба MDPE. Труба из полиэтилена высокой плотности с защитными листами, включая армированное волокно и нетканое волокно, обеспечивает лучшую статическую и ударопрочность, чем труба из полиэтилена высокой плотности.В 2015 году Министерство энергетики США предоставило газораспределительный сектор в основном пластиковые трубы для защиты от коррозии.	2020

Развитие полимерных технологий открывает значительные возможности для трубопроводной промышленности

За последние четыре года Swagelining, мировой лидер в разработке и установке полимерных футеровок для трубопроводов и стояков, работала с рядом нефтяных компаний, производителей смол, глобальных подводных EPC-подрядчиков, университетов и нишевых производителей для разработки и квалифицировать интегрированную систему полимерной футеровки, которая, как ожидается, расширит область применения полимерной футеровки.

Один из технических экспертов Swagelining намерен обсудить эти разработки на конференции Element Oilfield Engineering with Polymers в конце этой недели.

Аллан Фини, менеджер по техническим операциям Swagelining, расскажет, как пластик используется как экономичный и эффективный по времени метод обеспечения внутренней защиты от коррозии в трубопроводах и стояках из углеродистой стали.

Аллан сказал: «Наши разработки в области технологии полимерной футеровки обладают потенциалом для трансформации отрасли подводных и наземных трубопроводов благодаря значительным экономическим преимуществам, значительному сокращению сложности изготовления и повышенной надежности защиты от коррозии при длительной эксплуатации.

«Углеродистая сталь с полимерной гильзой теперь может рассматриваться в ряде областей применения, где ранее использовались только CRA. Это изменяет пределы для текущего сравнения затрат и выгод между двумя вариантами материалов ».

В рамках своей программы исследований и разработок Swagelining также создала новый свариваемый трубопроводный соединитель LinerBridge®, который может использоваться для соединения отрезков трубопроводов из углеродистой стали с полимерным покрытием и устраняет ограничения, создаваемые плакированными соединителями CRA.В своем выступлении Аллан осветит обширную программу испытаний, которую прошел LinerBridge®, и возможности продукта по изменению ландшафта трубопроводной отрасли.

Аллан продолжил: «Мы расширяем возможности технологии полимерной футеровки и расширяем границы с помощью интенсивной программы предквалификационных испытаний и собираемся запустить совместный отраслевой проект. Это нацелено на доказательство того, как полимерные футеровки могут предотвратить коррозию труб из углеродистой стали, транспортирующих многофазные продукты при высоких температурах.

«Наша интегрированная система футеровки и LinerBridge® вместе являются огромным шагом вперед для трубопроводной отрасли, и мы работаем с крупными операторами и подрядчиками трубопроводов, которые реализовали ее потенциал.

«Инновации лежат в основе Swagelining, и очевидные преимущества полимерной футеровки являются причиной, по которой мы вложили значительные ресурсы в ее разработку. Уровень долгосрочной производительности в сочетании с ее экономическими преимуществами доказывают ценность технологии в нефтегазовой отрасли.«

Аллан Фини имеет более чем 15-летний опыт работы в качестве менеджера по исследованиям и разработкам, ранее специализируясь на разработке полимерных продуктов для фармацевтической и медицинской промышленности. С момента прихода в Swagelining в 2013 году Аллан передал этот опыт в отрасль подводных трубопроводов, взяв на себя ответственность за обеспечение соответствия системы полимерной футеровки Swagelining и процедур установки требованиям клиентов и отрасли.

Аллан имеет степень магистра наук в области производства и дизайна полимерных продуктов Лондонского столичного университета.

Element Oilfield Engineering with Polymers 2014 проходит в отеле Millennium Gloucester в Лондоне с 21 по 13 октября 2014 года.

По материалам пресс-релиза Ханны Пристли-Итон

Прочтите статью в Интернете по адресу: https://www.worldpipelines.com/business-news/20102014/polymer-technology-developments-present-significant-opportunities-for-pipeline-industry/

Достижения в области производства полимерных футеровок в трубопроводной отрасли

Многие отраслевые эксперты уже давно осознали потенциал, который полимерные материалы могут предложить в трубопроводных системах, но перспективы часто отставали от прогресса.Теперь это может измениться.

ПОСЛЕ ДЕСЯТИ месяцев работы команда опытных и дальновидных профессионалов компании Swagelining Ltd в области трубопроводов инвестировала более 3,2 млн долларов США, чтобы помочь выполнить свою миссию по внедрению технологии полимерной футеровки в основной поток трубопроводов — и это начало вызывать ажиотаж в ряде областей. проекты по всему миру.

Предлагая высокоэффективное решение для предотвращения и контроля внутренней коррозии и эрозии в трубопроводах, обеспечивая при этом значительные затраты, эффективность и экологические преимущества, интегрированная система футеровки компании демонстрирует перспективы изменения способа строительства, эксплуатации и восстановления трубопроводов.

Фон

Первоначально разработанная компаниями British Gas и United Utilities в 1980-х годах, технология Swagelining ™ изначально была разработана как решение для бестраншейной реабилитации, обеспечивающее эффективный метод решения проблемы выхода труб из строя в труднодоступных или неудобных местах, например, под оживленными главными улицами. Эта технология получила дальнейшее развитие в 1990-х годах для защиты новых трубопроводов в подводной промышленности и дополнена новой системой соединений WeldLink ™ для использования в системах нагнетания углеродистой стали под высоким давлением и нагнетания воды.

В ноябре 2009 года компания Swagelining Ltd из Глазго приобрела права интеллектуальной собственности на установленную технологию Swagelining ™. Полагая, что технология еще не реализовала свои обещания, несмотря на ее признанный послужной список, Swagelining Ltd хотела раздвинуть границы технологии, чтобы расширить ее преимущества от нишевого применения до более широкого использования в трубопроводной отрасли во всем мире.

Как это работает

Система Swagelining ™ подходит для вставки футеровки в трубопроводы диаметром до 60 дюймов для структурных и неструктурных применений.Он работает путем установки плотно прилегающей полимерной футеровки в новые или существующие трубопроводы, путем проектирования и изготовления футеровки, внешний диаметр которой немного больше внутреннего диаметра трубы, подлежащей футеровке. Цель состоит в том, чтобы максимально увеличить длину тяги, что, в свою очередь, приводит к сокращению количества соединений и земляных работ. Достигнута длина одиночной тяги до 1 км.

В методе Swagelining ™ используется система восстановления с естественным возвратом после установки. Вкладыш устанавливается в основную трубу путем протягивания его через редукционный штамп с помощью лебедки, которая временно уменьшает его диаметр, что упрощает установку.После полного протягивания через трубу тянущее усилие снимается, и хвостовик возвращается к своему первоначальному диаметру, плотно прижимаясь к внутренней стенке основной трубы. Плотно прилегающая полимерная футеровка обеспечивает пропускную способность, близкую к исходной пропускной способности трубопровода.

Естественно небольшая занимаемая площадь компонентов оборудования Swagelining ™ также позволяет использовать эту технологию для проектов, где рабочее пространство имеет большое значение, например, в оживленных городских районах.

Техника сегодня

После тщательного изучения того, как промышленность рассматривает использование полимерной футеровки в различных секторах, команда Swagelining сосредоточилась на разработке полной системы полимерной футеровки.Убежденные, что более широкое использование технологии сдерживается неспособностью согласованно решать широкий спектр технических проблем, Swagelining разработала концепцию интегрированной системы футеровки. Эта концепция объединяет дизайн футеровки, выбор материалов, управление проектами, технологию вставки, поставку соединителей и концевых заделок, а также технологию вентиляции. Намерение состоит в том, чтобы стать ведущим поставщиком решений для полимерных футеровок для всех трубопроводных систем.

Отражая свои глобальные намерения, бизнес-модель Swagelining фокусируется на местной доставке своих технологий. Его цели просты — передача передовых технологий в отрасли, обучение специалистов в стране и обеспечение полноценного участия местного бизнес-сообщества в его проектах по облицовке. План партнерства Swagelining Ltd позволяет владельцам и операторам трубопроводов, проектировщикам и подрядчикам использовать технологии наиболее подходящим способом для реализации местных преимуществ занятости и повышения квалификации.Интегрированная система футеровки теперь может применяться в ряде секторов, включая газ, питьевую воду, канализацию, закачку воды, сырую нефть, горные породы, цемент и химикаты. Поскольку многие из этих проектов осуществляются в областях, где не хватает рабочих мест, компания считает, что участие на местном уровне так же важно, как и ее глобальные технологии.

Компания использует специально разработанный пакет программного обеспечения для прогнозирования в качестве основы, которая поддерживает проекты систем облицовки, адаптированные для клиентов. Программное обеспечение позволяет выбрать оптимальный размер хвостовика для достижения максимальной длины вытяжки без ущерба для пропускной способности трубопровода.

Удаление проникающего кольцевого газа в течение некоторого времени считалось проблемой для углеводородных систем. Чтобы преодолеть это, компания включила свою технологию LinerVent ™ в интегрированную систему футеровки. Эта новаторская технология кольцевого отвода воздуха позволяет использовать полимерную футеровку углеводородных трубопроводов, обеспечивая безопасный отвод любого скопившегося в кольцевом пространстве газа обратно в трубопровод. Нет необходимости в выпуске токсичного или экологически вредного газа за пределы трубопроводной системы.

Swagelining также является лидером в области технологии разъемов. Имея широкий выбор соединителей для различных областей применения и отраслей, компания делит свою технологию соединителей на две группы — фланцевые и полностью сварные соединители. Среди них самые успешные сварные соединители в трубопроводной отрасли; WeldLink® для сварных стальных конструкций. Эта хорошо зарекомендовавшая себя система была разработана в качестве дополнения к Swagelining ™ и на сегодняшний день обслуживается до 340 бар, а в будущем запланированы испытания при давлении более 400 бар.

Независимый отчет подтверждает экономику

В недавнем независимом отчете отраслевых экспертов Atkins Boreas, одной из крупнейших британских консалтинговых компаний по проектированию и проектированию, сделан вывод о том, что подводные трубопроводы, облицованные с использованием технологии Swagelining, с осознанным выбором материалов и применяемыми решениями для вентиляции, могут сэкономить операторам десятки миллионов долларов только на капитальных затратах.

Исследование показало, что футеровка из поливинилиденфторида (PVDF) Swagelining ™ дает 25-процентную экономию по сравнению с основной альтернативой операторов, супердуплексом.Это соответствует значительным 7,6 млн. Долларов США в тестовом примере на участке трубопровода диаметром 10 км x 10 дюймов. При сравнении системы с футеровкой из ПВДФ и системы из CRA / углеродистой стали с металлической связкой была получена еще большая экономия, приближающаяся к 50%.

Он также подчеркнул, что в трубопроводах с более низкими температурами, где может использоваться полиэтиленовая (ПЭ) футеровка, можно получить 60-процентную экономию по сравнению с супердуплексом, что представляет собой дополнительную существенную экономию в размере 11,1 млн долларов США для трубопровода длиной 10 км.

Для приложений закачки воды в отчете также сделан вывод о том, что полимерные футеровки предоставляют возможности для увеличения окупаемости инвестиций. Улучшенные гидравлические характеристики трубы с футеровкой означают, что можно закачать больше воды, и, следовательно, объем извлекаемой нефти увеличивается за определенный период времени. Дополнительным преимуществом для оператора, использующего трубы с футеровкой для нагнетания воды, является то, что труба более энергоэффективна, чем корродированная углеродистая сталь. Сэкономленную энергию можно потратить на перекачивание большего количества воды и повышение эффективности восстановления.В исследовании увеличение количества закачиваемой воды на 4% было отмечено только за счет экономии электроэнергии или снижения эксплуатационных расходов, эквивалентных 1,9 млн долларов в год.

(PDF) Повреждение проницаемости полимерной футеровки в нефтегазовых трубопроводах: обзор

Polymers 2020,12, 2307 30 из 31

143.

Chen, G .; Ян, Д .; Чжоу, К. Анализ разрушения подземных полиэтиленовых труб, подвергшихся комбинированной нагрузке

с неравномерным оседанием и оползнем на основе МКЭ.J. Fail. Анальный. Пред. 2018,18, 1278–1285. [CrossRef]

144.

Radermacher, L .; Bors, A.-M .; Lingvay, D .; Война, А .; Марин Д. Устойчивое и безопасное использование газовых сетей

. Часть 1. Напряженные факторы пластиковых трубопроводов. Электротех. Электрон. Автомат. 2018,66, 66–72.

145.

Chen, G .; Ян, Й .; Чжоу, C .; Чжоу, З .; Ян Д. Показатели термоокислительного старения и прогноз срока службы

полиэтиленовых труб при циклическом и постоянном внутреннем давлении.J. Appl. Polym. Sci.

2019

, 136, 47766.

[CrossRef]

146.

Guoquan, Q .; Ян, Х .; Dongtao, Q .; Bin, W .; Houbu, L. Анализ трещин в трубах из армированного поливинилиденфторидом

из термопласта, армированных

, используемых в месторождениях кислого газа. Англ. Неудача. Анальный. 2019,99, 26–33. [CrossRef]

147.

Паванкумар, А.П .; Чанакешава, К.Р .; Рангасвами Т. Разработка структурной системы мониторинга состояния

на основе углеродного волокна для трубопроводов из полимерных композитных материалов, армированных стекловолокном.Int. J. Res. Англ. Sci.

Манаг. 2020,3, 598–601.

148.

Tamai, H .; Jinkawa, S .; Сонода, Ю. Оценка повреждений и метод защиты полимерной трубы газопровода

от ударной нагрузки. Int. J. Prot. Struct. 2020,20414196201. [CrossRef]

149.

Hamilton, C.J .; Савидис, Дж. К. Характеристики термопластичных футеровок для стальных труб; Общество подводного мира

Технология: Лондон, Великобритания, 1996.

150.

Flaconneche, B.; Martin, J .; Клопер, М. Проницаемость, диффузия и растворимость газов в полиэтилене,

полиамиде 11 и поли (винилиденфториде). Нефть, газ. Technol. Rev. IFP 2001,56, 261–278. [CrossRef]

151.

Siegmund, G .; Schmitt, G .; Садловский, Б .; Нога, Дж. Прокладка трубопроводов полиэтиленом для транспортировки влажного газа?

NACE International: Houston, TX, USA, 2002.

152.

Kloper, M.H .; Flaconneche, B .; Одру П. Транспортные свойства газовых смесей через полиэтилен.

Пласт. Резиновые композиты. 2007, 36, 184–189. [CrossRef]

153.

Chollet, C .; До, А. Аттестация нового полиамида для гибких выкидных трубопроводов и стояков при повышенном давлении и температуре

; Общество инженеров-нефтяников (SPE): Даллас, Техас, США, 2013.

154.

Клопер, М.-Х .; Berne, P .; Эспуш, Э. Разработка инновационных материалов для распределения смесей

водорода и природного газа. Исследование барьерных свойств и долговечности полимерных труб.Нефть, газ.

Technol. Ред. IFP 2014,70, 305–315. [CrossRef]

155.

Menon, N.C .; Kruizenga, A.M .; Alvine, K.J .; Marchi, C.S .; Nissen, A .; Брукс, К. Поведение полимеров в среде высокого давления

применительно к водородной инфраструктуре. В материалах конференции ASME

2016 по сосудам под давлением и трубопроводам, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада, 17–21 июля 2016 года.

156.

Craster, B .; Джонс, Т. Проникновение различных видов через полимерные слои в различных условиях

температуры и давления: методы измерения на месте.Полимеры 2019,11, 1056. [CrossRef]

157.

Moon, S.I .; Колфилд, М .; Extrand, C.W. Измерение проницаемости соляной кислоты и гидроксида аммония при распределении химических веществ

; Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE): Пискатауэй, Нью-Джерси, США, 2012 г .;

с. 181–186.

158.

Jacobson, K .; Бергман, G .; Хеденквист, М. Диффузия и проникновение бромистоводородной и соляной кислот в PVDF

и ECTFE при различных температурах и концентрациях; NACE International: Хьюстон, Техас, США, 2004 г.

159.

Kallio, K .; Хеденквист, М. Старение труб из полиамида-12 при контакте с топливом с этанолом

и без него. Polym. Деграда. Stab. 2008,93, 1846–1854. [CrossRef]

160.

Вельщев, М .; Haufe, M .; Коль, А .; Рехфельдт, Р. Устойчивость сортов полиэтилена с барьерами проницаемости в биотопливе

; NACE International: Хьюстон, Техас, США, 2018.

161.

Дурбин, Т.Д .; Karavalakis, G .; Norbeck, J.M .; Парк, К.; Castillo, J .; Rheem, Y .; Бумиллер, К .; Yang, J .; Ван, В .;

Хантер К. Оценка совместимости материалов для эластомеров, пластиков и металлов, подвергающихся воздействию этанола и

смесей бутанола

. Топливо 2016, 163, 248–259. [CrossRef]

162.

Jiangfang, Z .; Xuehong, C. Исследование совместимости полиэтилена высокой плотности с этанолом-бензином и биодизелем

. J. Elastomers Plast. 2019,00952443198. [CrossRef]

163.

Zakaria, N .; Мерикан, З.; Хамза, М.Ф. Характеристики и критические проблемы полимерных футеровок в трубопроводной промышленности:

Обзор. Матер. Сегодня: Учеб. 2019,16, 2389–2397.