Нефтепровод относится к объектам повышенной опасности. Транспортируемая по трубопроводу среда, будь то нефть или нефтепродукты, — это среда взрывоопасная, горючая и агрессивная. А потому к герметизации нефтепровода предъявляют самые высокие требования. Выбор типа соединения и уплотнительного материала зависит от множества факторов и обязательно находит документальное подтверждение в проекте нефтепровода, сертификатах и ГОСТах.

Как защищают нефтепровод?

О том, что трубы, по которым течет нефть и нефтепродукты необходимо дополнительно уплотнять и герметизировать, известно с постройки первых нефтепроводов. Так, в 19 веке, при строительстве керосинопровода Баку-Батуми, трубы соединяли между собой резьбовыми муфтами, покрывали стыки свинцовым суриком на олифе и обвязывали джутовой тканью. Это защищало места соединения от коррозии и протечек. К слову, трубопровод Баку-Батуми в то время считался самым передовым и высокотехнологичным.

В начале 20 века соединения труб стали делать неразъемными с помощью сварки. Один из крупнейших магистральных нефтепроводов Армавир-Трудовая был собран из труб, которые соединения методом электродуговой сварки. Через некоторое время это позволило расширить трубопровод и присоединить его к линии Грозный-Туапсе, значительно увеличив объем перекачиваемой нефти.

С тех пор сварные соединения на крупных нефтепроводах считаются наиболее прочными, надежными и безопасными. Если говорить о магистралях, то линейные сооружения строятся с использованием исключительно неразъемных соединений. Методы сварки бывают разные: дуговой метод, электросварка, сварка встык, автоматический под флюсом и другие. При этом огромное значение приобретают методы проверки сварных соединений.

Контроль сварных соединений нефтепровода осуществляется несколькими способами:

1. Физический — это визуальный осмотр
2. Предварительное и контрольное испытание — проводится под большим напором воды, т.е. гидроиспытание трубопровода
3. Ультразвук — для оценки качества и размеров шва, поиска дефектов и отклонений от допустимых норм
4. Металлографическое исследование
5. Химический анализ
6. Магнитный метод
7. Рентгенография

Согласно современным требованиям в сфере строительства нефтепроводов, качественным и герметичным считается сварное соединение:

1. С плавным переходом от трубы ко шву (т.е. от металла трубы к металлу шва)
2. Без острых углов, трещин и полостей
3. Без непроваренных мест, осевой рыхлости и нарушений формы шва

Неразъемные соединения, какими бы надежными они ни казались, это не единственный способ защиты нефтепровода от протечек. Чтобы магистраль или внутренний (промысловый) трубопровод работал без перебоев и аварий, необходимо предотвратить появление коррозии на каждом из его участков. Учитывая тяжелые климатические условия эксплуатации, возникновение блуждающих токов, износ материалов и прочие негативные факторы, нефтепровод нуждается в полноценной защите от образования коррозии. Которая становится причиной протечек транспортируемых жидкостей и утечек газообразных веществ.

Известны следующие методы противокоррозионной изоляции и герметизации нефтепровода:

Пассивная защита

Означает нанесение на трубы и места соединения специальных покрытий. Это могут быть: битумные мастики, полимерные ленты, напыленные материалы, стеклоэмалевые покрытия. Все они должны быть термостойкими и экологичными, водонепроницаемыми, эластичными и стойкими к механическим повреждениям. А также удобными для нанесения, недефицитными и доступными по цене в рамках установленного проектом бюджета.

К пассивному методу относят и введение в материал труб (металл) особых компонентов, усиливающих устойчивость к коррозии. Делается это еще на производстве, а затем все равно требует дополнительной защиты на месте эксплуатации.

Еще один метод защиты нефтепровода от разрушения заключается во введении ингибиторов коррозии. Эти химические элементы воздействуют на окружающую агрессивную среду и замедляют или полностью подавляют коррозию металла.

Активная защита

Заключается в применении катодной, протекторной, дренажной и электродренажной защиты нефтепровода. Выбрав один из активных методов изоляции и герметизации трубопровода, его дополняют пассивным методом. Так, катодная защита всегда «идет в ногу» с применением изоляционных покрытий. Только совокупность методов дает долговременный результат.

Подбор материала для защиты от коррозии, так же как и уплотнительных материалов, основан на изучении множества характеристик нефтепровода:

• Температура транспортируемой и окружающей среды
• Рабочее давление и возможные резкие скачки давления в трубопроводе
• Месторасположение системы
• Материал труб
• Агрессивность среды
• Срок эксплуатации трубопровода

Что касается разъемных соединений, то в нефтепроводе они допустимы для подключения линейных сооружений к запорным устройствам, измерительной и регулирующей арматуре, средствам связи, диагностическому оборудованию и прочей сопутствующей технике и деталям.

В зависимости от характеристик транспортируемой среды, масштаба трубопровода, диаметра труб, применяются фланцевые, резьбовые, муфтовые, раструбные соединения. Первые два вида — чаще остальных.

Для герметизации фланцевых соединений используются:

• Сальниковые уплотнения с асбестовыми герметиками и графитовой пропиткой
• Шнуры и кольца
• Герметики на основе фторопласта и графита
• Резиновые манжеты
• Армированные прокладки
• Паронитовые прокладки

Все перечисленные выше герметики и уплотнительные материалы предназначены для работы в нефтепроводах высокого давления (6,4 МПа и выше). Для нефтепровода среднего и низкого давления, технологических, внутренних трубопровод, где допустимы резьбовые соединения, вполне подойдут силиконовые, анаэробные герметики и полимерные нити, выдерживающие нагрев до 200 °C и давление свыше 40 атмосфер.

Отдельного внимания заслуживает сборно-разборный нефтепровод, который играет роль временного при ремонте основной сети, аварийных ситуациях, заморозки объекта и иных форс-мажорных или запланированных мероприятий. Такой трубопровод собирают из труб алюминиевого сплава с использованием соединительных замков. Герметичность в данном случае важна не меньше, чем на главном (стационарном объекте. Поэтому замок (хомут) дополнительно усиливают  манжетой, которая герметизирует место соединения труб и не допускает протечки.

Проверка нефтепровода на герметичность

Перед запуском нефтепровода проводят гидроиспытание с целью выявить дефекты соединений, проверить наличие протечек, установить максимально допустимое давление в системе.

Гидроиспытание проводят в несколько этапов. Сначала проверяют отдельные линейные участки, узлы запорной и измерительной арматуры, а затем сеть целиком. Испытание водой осуществляется с постепенным повышением давления в трубопроводе в течение не менее 12 часов. Время зависит от протяженности сети. Если в ходе проверки выявлены слабые места, их укрепляют, меняют на новые, усиливают и тестируют заново.

Гидроиспытание проводится до тех пор, пока объект не будет призван абсолютно герметичным и готовым к работе.