Как прокладывают трубопровод по дну моря

Технология строительства морских газопроводов

До начала укладки магистрального газопровода (МГП) проводится тщательное исследование дна моря на протяжении всей трассы с целью обнаружения возможных препятствий: затонувших кораблей, боеприпасов, неровностей морского дна.

• изнутри производится обработка антифрикционным покрытием, снижающим сопротивление при транспортировке газа,
• снаружи производится обработка сначала антикоррозионным покрытием, потом — утяжеляющим бетонным.

Укладка труб на морское дно моря ведется со специальных трубоукладочных судов.
Суда — трубоукладчики достигают длины 300 м и имеют экипаж в несколько сотен человек.

• на поперечном конвейере судна — трубоукладчика производится зачистка и подготовка кромок при помощи торцевальной машины и индукционный прогрев труб до 150 o С,
• из поперечного конвейера подготавливаются и подаются трубы на сварочные посты продольного конвейера, на котором ведутся работы по сварке, контролю и изоляции швов,
• производится последовательность технологических операций:
  • сварка поступивших труб на специальном конвейере судна — трубоукладчика,
  • ультразвуковая проверка каждого сварного шва на наличие дефектов,
  • покрывание антикоррозионным покрытием,
  • укладка труб вдоль линии сборки, проходящей по длине трубоукладчика,
• по мере прохождения каждой следующей трубой сварочного участка, постов контроля и изоляции, труба становится частью трубопровода, который спускается с кормы в воду, вниз по наклонной площадке — стингеру. Стингер поддерживает трубу до некоторого расстояния под водой и направляет ее под небольшим углом на морское дно. Угол стингера задает требуемый прогиб верхней части трубопровода, позволяющий не допускать деформации металла трубы. При укладке трубопровода на глубоководье трубе придается плавный изгиб в виде буквы S,

Испытания и подготовка к эксплуатации

Источник

Северный поток под водой: как это работает

Трубопровод проложенный по морскому дну, безусловно одно из тех сооружений, которые вызывают восхищение наравне с мостами, тоннелями ну или мегавысокими небоскребами.

Уложить тысячу километров труб на дно моря с далеко не самым ровным рельефом, сделать так, чтобы они выдержали давление толщи воды, закрепить трубы, чтобы они не смещались, а еще не забудьте про коррозию и солёную морскую воду, которая будет оказывать своё пагубное влияние на металл круглосуточно, семь дней в неделю – как вам такая задачка? Сегодня поговорим о технологиях, которые были использованы при создании «Северного потока».

Как защитить сталь

Трубопровод из двух нитей состоит из 200 000 частей, длина каждой трубы 12 метров. Трубы сделаны из углеродистой стали по стандарту DNV-OS-F101. Каждая из этих труб будет десятилетия находиться в высокоагрессивной среде – морской воде. Очевидно, что металлу нужна дополнительная защита. Какая?
Первый слой защиты – многослойное эпоксидное и полиэтиленовое покрытие. Внутри, кстати так же есть дополнительное покрытие, только оно уже защищает не от коррозии, а смягчает трение, что в свою очередь увеличивает объем газа проходящего через трубопровод – это делается с помощью специальной эпоксидной краски.

Следующий этап – электрохимическая защита. К трубам прикрепляют электроды связанные анодным кабелем, кабель находится под напряжением постоянного тока. Такая специфичная конструкция защиты помогает переносить процесс коррозии с внешней части трубы на аноды. И последний, безусловно самый главный этап защиты – обетонирование. Внешняя поверхность трубы покрывается слоем армированного бетона толщиной 110 мм. Это, кстати, так же даёт трубе дополнительный вес, что важно, для её стабильного положения на дне. Вес такой трубы после наложения всех видов защиты около 24 тонн. Не плохо, да?

Недружелюбное дно

Было бы странно ожидать от дна Балтийского моря идеально ровной поверхности, которая подойдет для укладки многотонного газопровода. Но всё же у Балтийского моря есть один большой плюс – оно мелкое. Это позволило исправить донный рельеф в необходимых местах: так, где требовалось выровнять рельеф – использовали подушку из камней и гравия. Судно заполняло ямы на дне сбрасывая грунт в нужном месте, в некоторых местах вместо грунта использовались большие бетонные плиты, их опускали на дно и они выполняли роль подводного моста. Второй способ, который был задействован – рытье траншей.
И третий способ использовался в случаях, когда на дне обнаруживались мягкие породы, которые продавливались под тяжестью насыпи или бетонных плит. В таком случае ставили легкие металлические или пластиковые опоры на которые опускали трубу.

Источник

Подводные трубопроводы: как это работает

Как это возможно — уложить сотни километров стальных труб на огромную глубину, на дно со сложным рельефом? Как добиться, чтобы вся эта конструкция выдерживала огромное давление, не смещалась, не была уничтожена коррозией, выдерживала удары корабельных якорей и рыболовного снаряжения и, наконец, просто работала как надо? Самым свежим примером сооружения подводного мегатрубопровода стал знаменитый «Северный поток», пролегший по балтийскому дну и соединивший российскую и немецкую газотранспортные системы. Две нитки труб, каждая длиной более 1200 км — почти 2,5 млн тонн стали, поглощенных морем по воле человека. Именно на примере «Северного потока» мы попытаемся вкратце рассказать о технологиях создания подводных трубопроводов.

Как укутывают сталь

Две нитки газопровода состоят из 199 755 двенадцатиметровых труб, сделанных из высокосортной углеродистой стали. Но коль скоро речь идет о соприкосновении с такой химически агрессивной средой, как морская вода, металлу нужна защита. Для начала на внешнюю поверхность трубы наносят трехслойное покрытие из эпоксидного состава и полиэтилена — это делается прямо на заводе-производителе. Там же, кстати, трубу покрывают и изнутри, правда, задача внутреннего покрытия не в защите от коррозии, а в повышении пропускной способности газопровода. Красно-коричневая эпоксидная краска дает очень гладкую, глянцевую поверхность, снижающую, насколько это возможно, трение молекул газа о стенки трубы.

Можно ли укладывать такую трубу на морское дно? Нет, ее требуется дополнительно защищать и усиливать против давления воды и электрохимических процессов. На трубы устанавливают так называемую катодную защиту (наложение отрицательного потенциала на защищаемую поверхность). С определенным шагом к трубам приваривают электроды, соединенные между собой анодным кабелем, который связан с источником постоянного тока. Таким образом, процесс коррозии переносится на аноды, а в защищаемой поверхности проходит только неразрушающий катодный процесс. Но главное, что еще предстоит сделать с трубой, прежде чем она будет готова опуститься на дно, — это обетонирование. На специальных заводах внешнюю поверхность трубы покрывают слоем бетона толщиной 60−110 мм. Покрытие армируется приваренными к корпусу стальными стержнями, в бетон добавляется наполнитель в виде железной руды — для утяжеления. После обетонирования труба приобретает вес около 24 т. У нее появляется серьезная защита против механических воздействий, а дополнительная масса позволяет ей стабильно лежать на дне.

Коварное дно

Но надо помнить, что дно даже такого сравнительно неглубокого моря, как Балтийское, не предоставит само по себе удобного и безопасного ложа для газопровода. Есть два фактора, которые неизбежно приходилось учитывать проектировщикам и строителям «Северного потока»: антропогенный и природный.

История судоходства в североевропейском регионе насчитывает тысячелетия, и потому на дне моря скопилось немало всевозможного мусора, а также обломков затонувших кораблей. XX век внес свой страшный вклад: на Балтике в ходе мировых войн велись активные боевые действия, устанавливались сотни тысяч морских мин, а по окончании войн в море же утилизировались боеприпасы, в том числе и химические. Поэтому, во-первых, при прокладке маршрута газопровода требовалось обходить выявленные скопления опасных артефактов, а во-вторых, тщательно обследовать зону прокладки, включая так называемый якорный коридор (по километру влево и вправо от будущей трассы), то есть зону, в которой бросали якоря суда, задействованные в строительстве. В частности, для мониторинга боеприпасов применялись корабли, оснащенные эхолокационным оборудованием, а также специальным донным роботом (ROV), связанным кабелем с базовой донной станцией TMS. При обнаружении боеприпасов (морские мины весьма чувствительны к движению) их подрывали на месте, предварительно обеспечив безопасность судоходства в заданном районе и приняв меры по отпугиванию крупных морских животных.

Источник

Как строят подводный газопровод

Здравствуйте уважаемые читатели. Кого интересует как прокладываются и обрабатываются подводные газопроводы может быть интересно.

Максимальная глубина Северного моря составляет 725 метров. Прокладка трубы внизу является достаточно сложной задачей. Однако на дне Северного моря проложено около шести тысяч километров трубопроводов, некоторым из которых уже около сорока лет.

У самого большого в мире судна Solitaire длина составляет около трех сотен метров, а ширина около сорока метров. Это конкретное судно участвует в процессе строительства газопровода, который носит название Nord Stream.

В поисках препятствий Подводные газопроводы обеспечивают 45 процентов экспорта природного газа в Европейские государства. Морское дно тщательно обследуется по всему маршруту до прокладки газопровода. Специалисты также определяют места, где трубопроводы должны быть заглублены или засыпаны.

Подготовка

Абсолютно все трубы для будущего газопровода подлежат специальной обработке. С внутренней стороны они имеют специальное антифрикционное покрытие. Внешне трубы обрабатывают антикоррозийным покрытием с отрицательной плавучестью.

Судно для труб

Плавающие дома. Специальные баржи непрерывно подают трубы к трубоукладочному судну, которому предшествует судно, контролирующее дно моря. На трубоукладочном судне имеется конвейер, который принимает и сваренные здесь трубы. Затем каждое сварное соединение подвергается ультразвуковой проверке.

Антикоррозийная обработка

Антикоррозийное покрытие наносится на все соединения после сварки. Сварные трубы движутся по конвейеру к корме. Здесь находится стрела Stinger, погруженная в воду под определенном углом. Он определяет необходимый прогиб верхней части газопровода, который предотвращает деформацию металла.

Испытания газопровода

Гидравлические испытания газопровода – это обязательный этап. Для этого трубопровод заполняется водой под необходимым давлением и оставляется на некоторое время для выявления различного рода дефектов. Состояние газопровода тщательно контролируется и после его ввода в эксплуатацию. В этом процессе используются специальные электронные устройства для контроля в трубе.

Благодарю за внимание. Если было интересно ставьте класс и подписывайтесь на канал, много интересных статей на эту тематику или задавайте вопросы в комментариях, буду рад ответить.

Источник

kak_eto_sdelano

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала

Как это возможно — уложить сотни километров стальных труб на огромную глубину, на дно со сложным рельефом? Как добиться, чтобы вся эта конструкция выдерживала огромное давление, не смещалась, не была уничтожена коррозией, выдерживала удары корабельных якорей и рыболовного снаряжения и, наконец, просто работала как надо? Самым свежим примером сооружения подводного мегатрубопровода стал знаменитый «Северный поток», пролегший по балтийскому дну и соединивший российскую и немецкую газотранспортные системы. Две нитки труб, каждая длиной более 1200 км — почти 2,5 млн тонн стали, поглощенных морем по воле человека. Именно на примере «Северного потока» мы попытаемся вкратце рассказать о технологиях создания подводных трубопроводов.

Две нитки газопровода состоят из 199 755 двенадцатиметровых труб, сделанных из высокосортной углеродистой стали. Но коль скоро речь идет о соприкосновении с такой химически агрессивной средой, как морская вода, металлу нужна защита. Для начала на внешнюю поверхность трубы наносят трехслойное покрытие из эпоксидного состава и полиэтилена — это делается прямо на заводе-производителе. Там же, кстати, трубу покрывают и изнутри, правда, задача внутреннего покрытия не в защите от коррозии, а в повышении пропускной способности газопровода. Красно-коричневая эпоксидная краска дает очень гладкую, глянцевую поверхность, снижающую, насколько это возможно, трение молекул газа о стенки трубы.

Можно ли укладывать такую трубу на морское дно? Нет, ее требуется дополнительно защищать и усиливать против давления воды и электрохимических процессов. На трубы устанавливают так называемую катодную защиту (наложение отрицательного потенциала на защищаемую поверхность). С определенным шагом к трубам приваривают электроды, соединенные между собой анодным кабелем, который связан с источником постоянного тока. Таким образом, процесс коррозии переносится на аноды, а в защищаемой поверхности проходит только неразрушающий катодный процесс. Но главное, что еще предстоит сделать с трубой, прежде чем она будет готова опуститься на дно, — это обетонирование.

На специальных заводах внешнюю поверхность трубы покрывают слоем бетона толщиной 60−110 мм. Покрытие армируется приваренными к корпусу стальными стержнями, в бетон добавляется наполнитель в виде железной руды — для утяжеления. После обетонирования труба приобретает вес около 24 т. У нее появляется серьезная защита против механических воздействий, а дополнительная масса позволяет ей стабильно лежать на дне.

Но надо помнить, что дно даже такого сравнительно неглубокого моря, как Балтийское, не предоставит само по себе удобного и безопасного ложа для газопровода. Есть два фактора, которые неизбежно приходилось учитывать проектировщикам и строителям «Северного потока»: антропогенный и природный.

История судоходства в североевропейском регионе насчитывает тысячелетия, и потому на дне моря скопилось немало всевозможного мусора, а также обломков затонувших кораблей. XX век внес свой страшный вклад: на Балтике в ходе мировых войн велись активные боевые действия, устанавливались сотни тысяч морских мин, а по окончании войн в море же утилизировались боеприпасы, в том числе и химические. Поэтому, во‑первых, при прокладке маршрута газопровода требовалось обходить выявленные скопления опасных артефактов, а во-вторых, тщательно обследовать зону прокладки, включая так называемый якорный коридор (по километру влево и вправо от будущей трассы), то есть зону, в которой бросали якоря суда, задействованные в строительстве.

В частности, для мониторинга боеприпасов применялись корабли, оснащенные эхолокационным оборудованием, а также специальным донным роботом (ROV), связанным кабелем с базовой донной станцией TMS. При обнаружении боеприпасов (морские мины весьма чувствительны к движению) их подрывали на месте, предварительно обеспечив безопасность судоходства в заданном районе и приняв меры по отпугиванию крупных морских животных.

Второй фактор, природный, связан c особенностями рельефа дна. Дно моря сложено из различных пород, оно имеет выступающие гребни, впадины, расселины, и опускать трубы прямо на все это геологическое разнообразие не всегда возможно. Если допустить большое провисание нитки газопровода между двумя естественными опорами, конструкция может со временем разрушиться со всеми вытекающими из этого неприятностями. Поэтому донный рельеф для прокладки необходимо искусственным образом исправлять.

Если требовалось выровнять рельеф дна, использовалась так называемая каменная наброска. Специальное судно, нагруженное гравием и мелкими камнями, с помощью трубы, нижний конец которой оборудован соплами, «прицельно» заполняло полости дна, придавая ему более подходящий профиль. Иногда вместо камней вниз опускались целые бетонные плиты. Другой вариант — выкапывание в дне траншеи для прокладки труб.

Логично предположить, что создание траншей предшествовало прокладке труб, однако далеко не всегда это происходило именно так. Существует техническая возможность стабилизации положения нитки на дне уже тогда, когда трубопровод проложен (при условии, что глубина моря в данной точке не превышает 15−20 м). В этом случае с судна на дно опускается траншеекопатель, имеющий роликовые захваты. С их помощью трубопровод приподнимается со дна, и под ним пропахивается траншея. После проведения этой операции трубы укладываются в получившееся углубление.

Сыпать тяжелый грунт на дно можно не всегда: масса гравия продавливает мягкие породы. В этом случае для «спрямления» рельефа используют более легкие опоры из металлических или пластиковых конструкций.

Теперь, пожалуй, самое интересное: как трубы оказываются на дне? Разумеется, сложно себе представить, что каждая отдельная 12-метровая труба приваривается к нитке газопровода прямо в море на глубине. Значит, эту процедуру необходимо проделывать до укладки. Что, собственно, и происходит на борту трубоукладочного судна.

Тут необходимо ненадолго вернуться к конструкции самой трубы и заметить, что после нанесения на нее антикоррозионной защиты и утяжеляющего бетонирования оконцовки труб остаются открытыми и незащищенными, — иначе сварка была бы затруднена. Поэтому участки соединений защищаются от коррозии уже после сварки. Сначала монтажные стыки изолируются с помощью полиэтиленового термоусадочного рукава, затем закрываются металлическим кожухом, а полость между кожухом и рукавом заполняется полиуретановой пеной, придающей месту стыка необходимую механическую прочность.

Далее происходит укладка S-образным способом. Сваренная из труб плеть приобретает в процессе укладки форму, напоминающую латинскую букву S. Плеть под небольшим углом выходит из кормы корабля, достаточно резко опускается вниз и достигает дна, где принимает горизонтальное положение. Труднее всего представить себе, что нить из стальных, покрытых бетоном 24-тонных труб способна к таким резким изгибам без разрушения, однако все происходит именно так.

Разумеется, для того чтобы плеть не сломалась, применяются разнообразные технологические хитрости. За трубоукладочным судном на десятки метров тянется стингер — специальное ложе, уменьшающее радиус наклона уходящей вниз плети. На судне также установлено натяжное устройство, прижимающее трубы книзу и снижающее нагрузки на изгибы. Наконец, система позиционирования точно контролирует положение судна, исключая рывки и резкие смещения, способные повредить трубопровод. Если укладку почему-либо требуется прервать, вместо очередной трубы к плети приваривают герметичную заглушку с креплениями и плеть «сбрасывают» на дно. При возобновлении работ другой корабль подцепит заглушку тросом и вытянет плеть обратно наверх.

И все же без подводной сварки не обошлось. Дело в том, что каждая из ниток «Северного потока» состоит из трех секций. Различие между секциями — разная толщина стенок используемых труб. Пока газ идет от терминала в российской бухте Портовая к приемному терминалу на немецком берегу, давление газа постепенно падает. Это дало возможность использовать в центральной и финальной секциях более тонкостенные трубы и таким образом экономить металл. Вот только обеспечить соединение разных труб на борту трубоукладочных судов не представляется возможным. Сочленение секций происходило уже на дне — в гидроизолированной сварочной камере.

Для этого на дно опускались трубоподъемные механизмы, которые отрывали от дна и точно позиционировали друг напротив друга плети отдельных секций. Для той же цели применялись надувные мешки с переменной плавучестью, обеспечивавшие вертикальные перемещения труб. Термобарическая сварка велась в автоматическом режиме, однако наладка оборудования сварочной камеры — сложнейшая водолазная операция. Для ее проведения под воду опускалась водолазная камера, где могла проходить декомпрессию целая бригада водолазов, и специальный колокол для спуска ко дну. Сварка секций проводилась на глубине 80−110 м.

Прежде чем использовать газопровод для перекачки топлива, его испытывали… водой. Внутрь секций с помощью поршневого модуля была закачана предварительно отфильтрованная от взвесей и даже бактерий морская вода. Жидкость, нагнетавшаяся со специального судна, создавала внутри плети давление, превышающее рабочее, и такой режим поддерживался в течение суток. Затем вода откачивалась, и секция газопровода осушалась. Еще до того, как в трубопроводе появился природный газ, его трубы заполнялись азотом.

Прокладка газопровода по морскому дну — лишь часть проекта «Северный поток». Немало усилий и затрат потребовалось для оборудования береговой инфраструктуры. Отдельная история — это вытягивание нитки газопровода на берег с помощью мощной лебедки или создание механизма компенсации сезонного сжатия-расширения 1200-километровой нитки.

Строительство «Северного потока» вызвало немало дискуссий на разные околополитические темы — от экологии до чрезмерной роли сырьевого экспорта в экономике России. Но если абстрагироваться от политики, нельзя не заметить: трансбалтийский газопровод — отличный пример того, как продвинутые технологии и международная кооперация способны творить современные чудеса во вполне рабочем рутинном режиме.

Жми на кнопку, чтобы подписаться на «Как это сделано»!

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках, в ютюбе и инстаграме, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс видео о том, как это сделано, устроено и работает.

Источник