СТОИМОСТНОЙ ИНЖЕНИРИНГ ПРИ ПРОКЛАДКЕ И МОНИТОРИНГЕ ТРУБОПРОВОДОВ
Трубопроводом называется труба (или система труб), по которой транспортируются жидкие, сыпучие или газообразные продукты.
Трубопроводы по предназначению бывают:
Магистральные – которые транспортируют сырье от месторождения – на перерабатывающие предприятия, и далее – к потребителю.
Промышленные – расположенные на территории и в цехах предприятий.
Коммунально-бытовые.
Машинные – которые используются в различных машинах и механизмах.
При прокладке и эксплуатации трубопроводов определяющими нормативными документами являются общестроительные и специальные. Так для магистральных нефте-газопроводов, основные нормативы - ВСН 51-3-85 и ВСН 51-2.38-85. Для промышленных трубопроводов - ГОСТ 32569-2013 Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах.
В нормативах всё досконально прописано: какие должны быть трубы, какие соединения между трубами, как и где можно прокладывать трубы, и как нельзя, как должен осуществляться мониторинг и техобслуживание трубопроводных систем.
В этих нормативах отражен опыт анализа различных аварийных ситуаций, которые случались на трубопроводах, чтобы не допускать повторения оных.
Памятна катастрофа 4 июня под Уфой 1989 г., когда через трещину - в низину, к железнодорожным путям из магистрального газопровода стал стекать газ, и как раз в это время проходило два встречных состава. Вспыхнувшая искра. Объёмный взрыв. Искорёженные составы, и около 600 жертв.
По результатам расследования данной катастрофы была выявлена целая серия грубых нарушений: труба была не предназначена для транспортировки газа, она находилась в опасной близости от магистральных дорог, не было должного контроля, и даже когда заметили утечку газа, не стали бить тревогу, а наоборот повысили давление в системе.
Сейчас, по сравнению с перестроечными годами, усовершенствованы нормативы, внедряются современные электронные методы контроля. Но, как и тогда, человек является самым слабым звеном системы безопасности, и от невежества и халатности периодически возникают новые аварии и катастрофы.
Исходя из этого, в проектировании важно учитывать всевозможные угрозы, предусматривать системы безопасности, мониторинга и мероприятия по предотвращению и экстренному реагированию на чрезвычайные ситуации. Все эти мероприятия требуют дополнительных расходов по Проекту, но их необходимо учесть, ибо последствия от аварий могут быть значительными.
Уже на этапе изыскательских работ следует определить проблемные участки трассы: там, где она проходит или пересекает автомобильные и железные дороги, где подходит к населённым пунктам, промышленным объектам. На этих участках необходимо обеспечить повышенные меры безопасности: охрана, защитные сооружения, видеомониторинг, датчики проникновения и утечек.
Повышенное внимание следует уделить и тем участкам трассы, где сложные природные условия: слабые грунты, карсты, топкие места, сложный рельеф. Там возможны: усадка опор, повышенная коррозия, затопления и др. Все эти возможные явления должны быть учтены в Проекте, и требуют дополнительных мер безопасности.
Необходимо также защищать трубопроводы от незаконных врезок и от террористических актов. Для этого требуется периодический, а, лучше, непрерывный мониторинг.
Самым надёжным считается метод обхода, но когда Сибирь, тундра, тайга и многокилометровые трассы, это непросто осуществлять. Для видеомониторинга устанавливаются камеры, проводится дрон-мониторинг, посредством регулярного облёта трассы беспилотными аппаратами.
Необходим также мониторинг утечек. Факт снижения давления в трубопроводе уже может свидетельствовать об утечке. В этом случае необходимо ее экстренно найти. Но могут быть и микроутечки, которые на давление в трубопроводе почти не сказываются.
Опасность микроутечек состоит в том, что впоследствии коррозии они могут расшириться. По трубам обычно транспортируются опасные, токсичные вещества, и даже малая утечка может привести к негативным экологическим последствиям, к загрязнению территорий и подземных вод.
Для определения утечек помимо видеонаблюдения используются различные анализаторы. Там, где участки повышенной опасности, используются стационарные анализаторы. Во время обхода также используется комплекс аналитической аппаратуры. Сейчас используют мобильные комплексы на беспилотных аппаратах и другие системы.
Используются снимки в различных режимах. Например, тепловизоры позволяют обнаружить утечки тепла. Лазерные газоанализаторы – утечки нефтепродуктов. При исследовании подземных трубопроводов используются течеискатели, позволяющие услышать шум утечки.
Технологии, которые будут внедряться в ближайшие десятилетия, связанны с осуществлением тотального видеомониторинга территорий; и с использованием мини роботов, способных тщательно в автоматическом режиме обследовать трубы со всех сторон, а также роботов, которые двигаясь в потоке, способны исследовать внутренние стенки труб и, при необходимости, устранять возникшие дефекты изнутри, подобно клеткам крови, осуществляющих контроль стенок сосудов и распознают различные вещества в крови.
Пока же трубопроводы можно отнести к объектам повышенной опасности, и все строительные работы в непосредственной близости от этих объектов должны производиться со всеми мерами предосторожности и с соблюдением всех строительных нормативов. (Памятной катастрофе под Уфой также предшествовало повреждение трубы при строительных работах). Если, например, какие-то объекты - жилые здания или предприятия возводятся слишком близко от трубопроводов без должного согласования, то при нарушении санитарных норм строительство может быть признано незаконным.
Также и при строительстве трубопроводов, а особенно – распределительных станций, АЗС и других опасных объектов. Жильцы расположенных рядом домов, предприниматели, снимающие офисы, могут опротестовать это строительство, указывая на повышенный шум, загазованность, преобладающую розу ветров, и в судебном порядке потребовать отказаться от возведения опасных объектов.
При проектировании трасс трубопроводов через тундру и тайгу следует снизить к минимуму экологический ущерб, обходя уникальные природные ландшафты, создавая ворота для миграции диких животных и т. д.
При проведении строительных работ следует тщательно изучать схему инженерных коммуникаций, инструктировать персонал, чтобы во время проведения строительных работ не было повреждений трубопроводов. Не соблюдение элементарных правил безопасности, приводит к тому, что строительные повреждения труб встречаются с завидной регулярностью и, порой, с тяжкими последствиями.
Особый вопрос - подключение к сетям газо, водо и теплоснабжения различных строительных объектов, особенно нового строительства.
Когда к сетям подключается большой объект (жилое, офисное, промышленное здание) обычно не возникает вопроса в необходимости этого подключения. Для небольших зданий, для малого и среднего бизнеса возможны альтернативы, связанные с автономизацией. Все эти альтернативы должны быть экономически обоснованы.
Так, например, водоснабжение может осуществляться заливом ёмкостей, автономным водозабором. Отопление – использованием печей, котлов, бойлеров, гелиоустановок, геотермальных станций. Газ заменяется биотопливом.
Задача специалиста – подсчитать необходимые затраты и возможную экономию, учитывая, что, как правило альтернативные источники ресурсов и энергии требуют высоких первоначальных инвестиций, и окупаются спустя 10 и более лет. Но, зато, это – независимость от сетей, от меняющихся тарифов и проявление экологического перспективного мышления.
Вообще, тенденция последнего времени – к тому, что гигантские индустриальные производства и глобальные сети распределения ресурсов замещаются более компактными и автономными системами. Возможно, это связано с ожиданием больших катастроф, возможно, с недоверием к глобализации экономики.
Актуальными становятся автономные системы с замкнутым циклом, и для них очень важно обеспечить высокую надёжность. Если эта технология включает систему труб, то важно, чтобы была и дублирующая система, чтобы можно было осуществлять мониторинг и ремонт этой системы.
Здесь от специалиста по инжинирингу требуется решение непростых экономических и технических вопросов. Целью ставится экономия энерго и ресурсопотребления, независимость от внешних условий. При этом, необходимо, чтобы были обоснованные первоначальные инвестиции; и была возможность манёвра на случай сбоя во внутреннем контуре и аварии в автономной системе.
Подобные задачи автономизации и экономии ресурсов в настоящее время ставятся и на уровне населённого пункта, на уровне региона, на уровне государственной безопасности.
Инжиниринг сетевого хозяйства является стратегической задачей, по обеспечению функциональности разного рода объектов. Развиваются технологии, развиваются методы регулирования, и очень важно точно оценивать все параметры и все риски, чтобы создавать и правильно эксплуатировать трубопроводы и другие инженерные коммуникации.
©Alex Hesse на Главную e-mail