Введение 6
1 Технико-экономическое обоснование 8
2 Расчетная часть 9
2.1 Выбор объекта и расчет трубопровода 9
2.2 Расчет основных параметров и режимов автоматической сварки
нового устройства 16
2.3 Аварийный объект 24
3 Патентно-информационный анализ 26
3.1 Наружный центратор (RU 2102213) 26
3.2 Автомат для дуговой сварки неповоротных стыков трубопроводов
(RU 2167753) 27
4 Техническое предложение 29
5 Конструкция 31
5.1 Основа или «кольца» центрирующего устройства 31
5.2 Актуаторы 35
5.3 Подключение актуаторов 38
5.4 Направляющие «колец» 38
5.5 Сварочный комплекс «Протеус» 40
5.6 Стойка-опора нового устройства 49
6 Принцип работы 50
6.1 Подготовка линейной части трубопровода 50
6.2 Подготовка трубопроводов 50
6.3 Установка нового устройства на трубопроводы и принцип работы 54
7 Рекомендации по эксплуатации 55
8 Безопасность жизнедеятельности 55
8.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных
факторов при проведении работ 56
8.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности работ 58
8.3 Санитарные требования к помещению и размещению используемого оборудования 58
8.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 59
8.5 Расчет искусственного освещения при ремонте трубопровода в ночное время 62
8.6 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 64
8.7 Санитарно-гигиенические требования к помещению и размещению используемого оборудования 65
8.8 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 66
9 Экономическая часть 66
9.1 Расчет текущих затрат на обслуживание трубоукладчика при ручной электродуговой сварке. 67
9.1.1 Норматив затрат на замену быстроизнашивающихся частей 69
9.1.2 Норматив затрат на энергоносители 70
9.1.3 Норматив затрат смазочных материалов и гидравлической жидкости 70
9.1.4 Норматив затрат на все виды ремонтов трубоукладчика
Cat PL83. 71
9.2 Расчет затраченного времени на использование трубоукладчика при эксплуатации нового устройства 73
9.2.1 Расчёт затрат на производство нового устройства 73
9.3 Расчет стоимости сварочного материала на период ремонта трубопроводов 76
Заключение 79
Список использованных источников 83
Анализируя имеющиеся способы и патенты направленные на решения задач ремонта линейной части магистрального трубопровода, можно выделить четыре группы различные по своему технологическому процессу.
- Ремонт, при котором туба герметизируется снаружи.
- Ремонт, при котором труба герметизируется изнутри.
- Ремонт по так называемому типу «труба в трубе», в которых в поврежденный участок трубопровода вставляется новая труба меньшего диаметра.
- Ремонт, при котором необходима полная замена дефектного участка трубопровода
Способы приведенные выше, наиболее часто требуют полной остановки перекачки нефтепродукта. Однако, остановка перекачки нефтепродукта не всегда может быть осуществлена из за нужд социального характера, например таких как: металлургическая промышленность, атомные электростанции и др.
Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что при существующих способах реализации замены участка трубопровода, процесс является достаточно трудоемким, а также затратным по времени, выполнения подготовительных и сварочных работ.
Целью выполнения работы является разработка универсального устройства для ремонта линейной части магистрального трубопровода, то есть его центровки и последующей сварки, а также для минимизации затрат времени, сил и средств.
Для реализации поставленной цели в выпускной аттестационной работе поставлены и решены следующие задачи:
- проанализирован комплекс средств для центровки труб с последующей сваркой магистрального трубопровода, отражены преимущества и недостатки каждого из устройств;
- проанализирован перечень материалов, из которых предлагается производить новое устройство, отобраны самые лучшие по характеристикам, зарекомендовавшие себя не только в нефтегазовой промышленности, но и в других областях;
- описаны основные преимущества нового устройства по сравнению с другими способами ремонта линейной части;
- описан экономический эффект на примере.
В результате было предложено новое устройство для ремонта линейной части магистрального трубопровода.
1 Технико-экономическое обоснование
Одной из актуальных проблем при эксплуатации МН (нефтепродуктопроводов) в однониточном исполнении сегодня является быстрое устранение порыров нефти (и нефтепродуктов) на линейной части магистрального трубопровода для минимизации экологических рисков, а также простоя добывающего фонда.
Рассмотрим случай, при котором, возможна и необходима полная остановка магистрального трубопровода для проведения ремонтных работ по замене участка.
Для устранения аварийного участка трубопровода, при заранее остановленной перекачки нефтепродукта, требуется большое количество спецтехники и обслуживающего персонала, что способствует замедлению процесса ремонта в связи с достаточно продолжительными подготовочными работами и ремонтными работами.
Предполагается, что новое устройство (НУ) сократит время на подготовительные работы, а именно: задействование меньшего количества трубоукладчиков, а также центровка ремонтной катушки. Также устройство минимизирует время проведения сварочных работ.
В данной выпускной аттестационной работе была рассмотрена и решена проблема ремонта линейной части магистрального трубопровода.
Детально были рассмотрены следующие вопросы:
- проведен анализ имеющегося оборудования на рынке для центровки труб, а также анализ автоматизированных сварочных систем;
- предложено новое устройство для ремонта линейной части;
- описан принцип действия и конструктив устройства;
- описаны и предложены материалы и комплектующие для изготовления устройства;
- описаны преимущества применения нового устройства;
- для наглядности описана ситуация, когда предложенное устройство возможно применить с максимальным экономическим эффектом;
- описан сам экономический эффект.
