Доклад, представленный на международной конференции "NO-DIG - 2010". Автор - Г. В. Белоус, компания Зет-Техно (Россия, г. Истра).
Работы по реконструкции трубопроводов должны быть продуманы как одно целое, где принимаются во внимание не только экономическая составляющая, но и экологический фактор и так называемая «социальная стоимость», которые проявляются в качестве неудобств, причиняемых людям и городской или жилой местности.
При ведении работ традиционным (открытым) способом возникают различные экологические проблемы, такие как отвалы грунта, шум и выхлопные газы от машин. При открытых траншеях ландшафт должен быть испорчен; возможно, придется свалить деревья, вскрыть покрытие дорог и расчистить местность. Применение бестраншейных технологий не наносит вреда окружающей среде.
Для практического решения проблемы модернизации коммунальных сетей и прежде всего внутриквартальных сетей с диаметрами труб до 300-400 мм и предназначены компактные тросовые установки с силой тяги до 100 тонн.
Установки предназначены для статического способа замены старого трубопровода на новый, с разрушением или без разрушения старой трубы, с возможностью увеличения диаметра новой трубы по отношению к старой.
Материалом старой трубы может быть чугун, керамика, асбестобетон, сталь. Новая труба может быть из различного состава полимеров и состоять как из длинных «плетей», так и из коротких секций, которые могут свариваться между собой или скрепляться на резьбе или «замках».
Сегодня на рынке компактных тросовых установок предлагается, главным образом, оборудование американских производителей. Это связано в первую очередь с тем, что пионером и законодателем в разработке такого оборудования является компания Tric Tools (Сан-Франциско) - патентообладатель ряда устройств и технологий для тросовых установок. Ими создана самая широкая линейка машин разной мощности.
Из известных американских производителей можно назвать и компанию Vermeer.
Из европейских производителей можно отметить оригинальные тросовые установки TERRA AG(Швейцария). Представлены отдельные установки и такими известными производителями бестраншейной техники как Tracto-Technic (Германия) и Scandinavian NO-DIG Centre (Дания).
Основными достоинствами тросовых установок являются:
- Компактность - размеры самих установок позволяют поместить их в большинство существующих колодцев или работать из приямка малого размера;
- Малый вес – отдельные детали установок весят не более 50 кг, при этом они легко собираются-разбираются на штифтовых соединениях прямо на месте работы;
- Автономность – установки укомплектованы автономными гидросиловыми станциями с ДВС и эффективными насосами высокого давления;
- Удобство работы и обслуживания – гидростанции оборудованы колесами и легко перекатываются, имеется выносной пульт управления, двигатель внутреннего сгорания запускается электростартером, отличаются большим ресурсом и нетребовательны к обслуживанию;
- Простота – работать оператором установки может любой работник, имеющий навык обращения с мопедом, и прошедший короткий (в течение нескольких часов) курс обучения;
- Стоимость – цена готовой к работе установки существенно меньше, чем цена штанговых установок для статического разрушения и замены труб.
Рабочими органами установок является гидроцилиндры соответствующих типоразмеров для установок разной мощности, разрушающие «конусы», предназначенные для разрушения труб различных диаметров.
Для разрушения, например, стальных труб «конусы» оборудуются быстросъемными сменными ножами соответствующего размера. Ножи сделаны из высококачественной стали, с упрочнением режущей кромки.
Для передачи усилия с гидроцилиндров на «конусы» используется облегченный стальной стойкий к скручиванию трос диаметром от 19 до 30 мм, с жизненным циклом около 225 000 натяжений.
Установки имеют оригинальное устройство протягивания троса, оборудованное двумя клиновыми замками с высокой надежностью срабатывания захвата и удержания троса в натянутом состоянии.
Экономическая составляющая
Стоимость тросовой установки значительно меньше стоимости сопоставимой по мощности штанговой установки.
Эксплуатационные расходы при работе тросовой установкой составляют незначительные суммы:
- бригада, использующая установку, состоит из 2-3 человек, для доставки установки к месту проведения работ достаточно малотоннажного автомобиля типа «газель», а для приведения в рабочее состояние не требуется подъемного оборудования;
- расход топлива гидросиловой станцией составляет несколько литров за рабочий день;
- ресурс основных частей установки рассчитан на 5 лет эксплуатации;
- обученная бригада осуществляет замену 100 и более метров трубопровода за один рабочий день.
Зная сегодняшние цены на работы такого рода, можно посчитать экономическую эффективность приобретения и использования данной установки, которая оказывается весьма высокой.
А с учетом экологической составляющей, возможности избежать работ, связанных с восстановлением (покрытие дорог, тротуары, зеленые насаждения), а также получения согласований необходимых при проведении работ траншейным способом – то использование такой установки и бестраншейного способа проведения работ дает безусловную экономию средств и сроков проведения работ.
Расширение возможностей. Комбинированная система
Для расширения возможностей Тросовой Установки, можно использовать ее совместно с УДК (Унифицированный Динамический Комплект). В данный комплект входит пневмопробойник Footage Ø100 мм, разрушающий конус Ø 200 мм специальной конструкции и расширители Ø 250; Ø 300.
Необходимость использовать статически – динамический способ замены труб с разрушением старой трубы особенно актуальна для условий России и стран СНГ.
Это связано в первую очередь с состоянием наших трубопроводов, которые при сроке службы в 40 – 50 и более лет, неоднократно ремонтировались. Причем ремонты производились, особенно последние 20 лет, в основном «аварийные»,т.е. в разных, как правило, неизвестных местах, и с использованием способов и материалов, которые в тот момент были «под руками».
Поэтому, как показывает практика применения установок для статической замены труб, очень часто (до 1/3 участков работ), мы сталкиваемся с проблемными ситуациями. Когда разрушающий инструмент или застревает в таком сложном месте (на участке разрушаемой трубы попалась самодельная муфта из материала высокой прочности, фланец, хомут, футляр, закопанная задвижка и т.д.), или – если мощность установки больше, чем сила удерживающая трубу в грунте - мы начинаем вытягивать участок старой трубы в приемный котлован (колодец). Во втором случае мы будем вынуждены вырезать трубу небольшими кусками прямо в котловане, что существенно скажется на скорости работы.
Для того что бы избежать таких ситуаций и необходим УДК. Конструктивно он подходит только для работы с тросовыми установками. Если мы знаем или предполагаем, что на рабочем участке возможны затруднения, то начинаем работу, прикрепив на конец троса УДК.
Работа идет обычным протягиванием, при возрастании нагрузки на гидроцилиндре до критических значений включается пневмопробойник. Импульс, подаваемый пробойником на натянутый трос, суммируется с усилием на гидроцилиндре, и суммарная тяга существенно возрастает в результате возникновения «мультипликационного» эффекта. Несколько теряя в скорости прокладки, мы получаем ряд преимуществ:
- увеличение мощности установки;
- снижение упорной нагрузки от лафета статической установки на грунт, или, что более актуально - на стенку колодца;
- снижение статической нагрузки на разрушаемую трубу, т.е. упомянутый выше вариант с «выдергиванием» участка трубы из грунта – маловероятен;
- разрушение сложных препятствий динамическим разрушением. Теоретически мы можем «перерубить» металл любой толщины - главное, чтобы выдержал материал лезвия «ножа»;
- улучшение возможностей при замене с увеличением диаметра, особенно в плохо уплотняемых грунтах.
Дополнительно мы можем использовать пневмопробойник, входящий в УДК для устройства прокола в грунте диаметром до 145 мм (с расширителем) на расстояния до 30 м.
Пневмопробойник пробивает скважину в грунте и одновременно затягивает в пробитое отверстие рабочий трос. Обратным ходом Установка затягивает, с расширением, новую трубу необходимого диаметра.
Такое совместное использование оборудования позволяет получить новый уровень возможностей по сравнению с отдельными возможностями как земляных ракет, так и тросовых установок. Этот практически уровень прокольных машин или установок ГНБ, только со значительно меньшими затратами и без проблем, присущих использованию такой техники (утилизации бурового раствора и наличия достаточного свободного места для работы установок).
Преимущества комбинированной системы заключаются в мощной суммарной тяге и компактности тросовых установок. Стоимость такого «ТАНДЕМА» существенно ниже установок большой мощности сопоставимых по возможностям. Дополнительным удобством является возможность отдельной работы как самой тросовой установки, так и пневмопробойника для производства проколов в грунте.
Санация и аварийный ремонт труб
Санация – дословно «оздоровление» - в нашем случае применение для ремонта трубопроводов таких методов и технологий, которые позволяют говорить фактически не о ремонте труб, а о восстановлении или даже улучшении по сравнению с новыми аналогичными трубами технических параметров и кондиций восстановленной трубы.
Метод ремонта труб – ”SPOT REPAIR”
Существенное отличие данного метода ремонта и восстановления от других «рукавных» технологий в том, что для полимеризации установленного рукава не требуется никаких специальных работ и оборудование. Рукав отвердевает при температуре окружающей среды без применения каких либо устройств. Важно также, что мы можем регулировать время полимеризации в пределах от минут до часов, в зависимости от вида работ (удаленности и протяженности ремонтируемого участка) и уличной температуры.
По области применения данный вид ремонта можно использовать как для аварийного ремонта участка трубы (в том числе и на стыках и поворотах), так и для полного восстановления трубопровода (в том числе и свода), на участках до 50 метров в длину. При этом диаметр поддающихся ремонту таким методом труб лежит в широком диапазоне от 50 до 1400 мм.
По используемому оборудованию данный метод можно отнести к самым недорогим из всех возможных, так как для производства работ необходим только автомобильный компрессор, резиновый баллон - «паккер» соответствующего диаметра, специальная ткань и смолы для приготовления пропитки.
Суть метода достаточно проста: на отмеренную и сложенную по алгоритму ткань наносится эмульсия для пропитки, затем пропитанную ткань наворачиваем на резиновый «паккер» - баллон - диаметр которого меньше, чем диаметр ремонтируемой трубы. Затем просовываем данную конструкцию до места ремонта, нагнетаем воздух в «паккер», и он, надуваясь, плотно прижимает пропитанную ткань к внутренней поверхности трубы. Спустя короткое время (для полимеризации) стравливаем воздух, пропитанная ткань формирует полимерную трубу внутри ремонтируемого трубопровода.
Преимущества:
- В результате ремонта мы получаем внутри старой трубы гладкую полимерную трубу, с толщиной стенки от 1,5 до 10 мм, с высокой несущей способностью по нагрузке - до 9000 Н/кв. м;
- Вновь сформированная труба конструктивно получается из армированного полимера, который может как сформировать обрушенный свод старой трубы, так и выдерживать в дальнейшем нагрузку от грунта;
- По пропускной способности, за счет гладкого материала, не подверженного коррозии, мы выиграем по сравнению со старой трубой из любого материала.
- Сформированная поверхность имеет очень высокую, сравнимую со стальными трубами, стойкость к истиранию;
- Расчетный срок службы такой трубы, подтвержденный сертификатами TUF, составляет 50 лет.
- Пропиточный композитный полимер, за счет выдавливания, проникает в поры, трещины и каверны старой трубы и цементирует их. Мы получаем дополнительно прочный футляр для нашей новой трубы (участка трубы);
- В местах стыка труб полимер проникает в щели на стыках и герметизирует их;
- Нет необходимости в закупке дорогостоящего оборудования и материала (например, чулка), который необходимо закупать для каждого диаметра трубы своего размера. Использую отрезную ткань, мы формируем подобие «чулка» самостоятельно, в зависимости от необходимости для трубы любого диаметра.
Ремонтируя участок за участком (ремонт возможен кусками от 0,6 до 5,0 метров длиной), используя стыковку участков «внахлест», с «перекрытием» около 5 см мы можем «санировать» достаточно протяженные участки трубопроводов.
Для аварийного же ремонта более удобной и полностью «бестраншейной» технологии не имеется.
Бытует мнение, что технологии санации рукавами относятся к очень дорогим и сложным. Описанная нами технология разрушает сложившийся стереотип. Капитальные вложения в оснастку и аварийный запас расходных материалов составляет не большие суммы.
Полимерный рукав для санации теплосетей
Изношенность теплосетей в муниципальных образованиях страны достигает на сегодняшний день 70 –80 %. И если в крупных городах ситуация выглядит не столь печально, так как на ремонт теплосетей выделялись средства из муниципальных бюджетов, то в небольших поселениях с наступлением отопительного сезона наступает настоящий кризис.
До сегодняшнего дня санация (восстановление) теплосетей с помощью рукавных технологий не использовалась, так как отсутствовали полимерные рукава, рассчитанные на высокую, более 100˚С, температуру и давление.
Специалисты компании IST из г. Бохум, по заказу нашей компании, разработали и испытали полимерный рукав для санации теплосетей с устойчивостью к температурам свыше 200˚С.
Кроме заявленной устойчивости к высоким температурам этот рукав обладает высокой гибкостью, которая позволяет проходить повороты на 90˚, что существенно при ремонте участков с «компенсаторами гидроударов».
Данный метод позволяет восстановить участки трубопроводов длиной до 100 м бестраншейным способом. Полимерный рукав не только восстанавливает целостность и несущую способность трубопровода, но и осуществляет дополнительную теплоизоляцию теплоносителя, так как теплопроводность полимера очень низкая.
При этом стоимость восстановления трубопровода при помощи полимерного рукава оказывается ниже, чем стоимость замены старого трубопровода на новой при помощи классических технологий. Скорость работ по восстановлению трубопроводов существенно вырастает, и кроме того, земляные работы сводятся к минимуму (только обеспечение рабочих мест для установки оборудования по подаче рукава).
В целом мы видим, что использование бестраншейных технологий для реконструкции коммунальных и других трубопроводов дает высокую эффективность в экономическом плане, дружественно к окружающей среде и создает минимальные трудности социуму.
Мы считаем, что уже в ближайшем будущем значительная, если не подавляющая, часть работ по реконструкции трубопроводов, будет проводиться бестраншейным способом с использованием представленных нами или аналогичных установок и способов.
Комментарии 0