Обоснование метода защиты газонефтепроводов в зонах повышенных рисков механических воздействий с использованием композитного бетонного покрытия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шапорин Игорь Иванович

• Шапорин Игорь Иванович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Шапорин Игорь Иванович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННАЯ ПРАКТИКА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ НАЛИЧИИ РИСКА ВНЕШНИХ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

1.1 Идентификация механизмов внешнего воздействия на поверхность трубопровода в процессе строительства и

эксплуатации

1.2 Анализ статистики аварийных ситуаций на линейной части газонефтепроводов в РФ по причине механических воздействий

1.3 Нормативное регулирование и практическая реализация существующих способов защиты трубопроводов от внешних механических воздействий

1.4 Проблемные факторы, определяющие эффективность применения защитных покрытий трубопроводов

ГЛАВА 2. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ЗАЩИТНЫМ КОНСТРУКЦИЯМ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ТРУБОПРОВОДОВ

2.1 Концептуальный подход обеспечения защиты трубопроводов в условиях риска внешних механических воздействий

2.2 Визуализация факторов, оказывающих существенное влияние на способность защитных покрытий трубопроводов противодействовать внешним механическим воздействиям

2.3 Методика сравнительной оценки эффективности конструктивных решений по защите трубопровода от механических

воздействий

2.4 Сравнение альтернативных вариантов защиты от внешних механических повреждений на основе приоритетных показателей защитных свойств покрытия

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ЭФФЕКТИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

3.1 Конструкция труб с защитным бетонным покрытием

3.2 Конструкция защиты стыкового соединения трубопровода

3.3 Технологический процесс по нанесению защитного бетонного покрытия

3.4 Показатели труб с защитным бетонным покрытием, регламентируемые в процессе производства

3.5 Синхронизация технологических операций в процессе поточного строительства трубопроводов

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ

ДЛЯ ВЕРИФИКАЦИИ СВОЙСТВ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

4.1 Комплексная программа испытаний защитных покрытий трубопроводов

4.2 Испытание на стойкость защитного покрытия к ударным воздействиям

4.3 Испытание на стойкость защитного покрытия к прокалыванию и продиру

4.4 Испытание на стойкость защитного покрытия к сдвигу

4.5 Испытание на стойкость защитного покрытия к статическому продавливанию (прочность на сжатие)

4.6 Испытание на стойкость защитного покрытия к равномерному сопротивлению изгибу

4.7 Результаты апробации и промышленного применения предлагаемых конструкций на объектах ТЭК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование метода защиты газонефтепроводов в зонах повышенных рисков механических воздействий с использованием композитного бетонного покрытия»

ВВЕДЕНИЕ

Строительство газонефтепроводов на территориях распространения скальных, галечниковых, мерзлых и крупнообломочных грунтов требует повышенного внимания к защите трубопроводов от внешних механических воздействий, которые существенно влияют на безопасность трубопроводов. Федеральные требования к безопасности трубопроводов на этапах строительства и эксплуатации нефтегазового объекта регламентируются нормативными документами [1-5].

Современное развитие технологий строительства, увеличение диаметров трубопроводов, мощности машин и механизмов, а также развитие бестраншейных методов укладки определяют необходимость более надежной защиты антикоррозионных покрытий трубопроводов, особенно в сложных условиях прокладки. Самым распространённым способом решения этой задачи является нанесение защитных покрытий поверхности трубопровода, которые позволяют осуществлять безопасную эксплуатацию объекта в течение всего проектного срока службы. В настоящее время существует значительное количество вариантов защиты поверхности трубопроводов, которыми возможно практически компенсировать выявленные риск факторы от внешних механических воздействий на трубопровод при его строительстве и эксплуатации. Наиболее распространённым сегодня является традиционный способ защиты изоляционного покрытия трубопровода, рекомендуемый нормативными документами [5], который заключается в применении привозного мелкодисперсного грунта для подсыпки, обсыпки и присыпки трубопровода. Применение для защиты трубопровода привозного мелкодисперсного грунта достаточно трудозатратный способ и приводит значительному росту трудоемкости и удорожанию стоимости строительства трубопровода и не всегда обеспечивает надежную защиту в течении всего срока эксплуатации нефтегазового объекта.

Значительное количество альтернативных защитных конструкций из различных материалов, которые устанавливаются на внешнюю поверхность

трубопровода для его защиты от внешних механических воздействий существенно различаются по своим защитным свойствам и прочностным характеристикам. Такие конструкции требуют применения специальных технологий нанесения, а их защитные характеристики существенно различаются. Использование альтернативных защитных покрытий требует проектного обоснования безопасности их применения на основе проведения многоаспектного анализа условий строительства и эксплуатации трубопровода. Свойства современных защитных покрытий трубопроводов изменяются в широких пределах и определяются не столько практическим предназначением и областью их применения, сколько декларируемыми заводскими параметрами защитных свойств того или иного покрытия. Конкурируя между собой, и имея во многом близкие защитные характеристики альтернативные покрытия должны быть адекватно оценены (проранжированы) при проектировании и строительстве нефтегазовых объектов. При этом в отрасли отсутствует универсальная методика объективного сравнения прочностных и эксплуатационных характеристик защитных покрытий для различных условий прокладки газонефтепроводов, а также научно-обоснованные методы или стандартизированные методики независимой оценки этих показателей, что вызывает сложности при принятии управленческих и проектных решений о возможности (целесообразности) применения того или иного защитного покрытия.

В связи с вышеизложенным, актуальным вопросом является разработка универсальных алгоритмов принятия решений о технической и экономической целесообразности применения различных вариантов альтернативных покрытий для защиты трубопроводов, а также создание совокупности методов испытаний защитных конструкций, обеспечивающих верификацию требуемого проектного уровня показателей зашиты линейной части газонефтепроводов и расположенных в зоне их влияния населенных пунктов, зданий и сооружений, заявленных производителем.

Область исследования. Тема и содержание диссертации соответствуют паспорту специальности ВАК РФ 2.8.5. Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ (технические науки) пункт:

1. Технологические процессы и технические средства для проектирования, сооружения, эксплуатации, теоретические и практические основы взаимодействия объектов трубопроводного транспорта с окружающей средой с целью создания высокоэффективных, энерго- и ресурсосберегающих, надежных, механически и экологически безопасных сухопутных и морских систем трубопроводного транспорта для добычи, сбора, подготовки, транспортировки и хранения углеводородов, распределения, газоснабжения и нефтепродуктообеспечения, а также других газовых, жидкостных и многофазных сред, гидро- и пневмоконтейнерного транспорта.

Степень разработанности темы исследования. Методические основы в области разработки технических средств предупреждения аварийных ситуаций, повышения надежности и безопасности объектов защиты как самой линейной части магистральных трубопроводов (ЛЧ МТ), так и снижения риска поражения людей и объектов, находящихся в пределах зон безопасности ЛЧ МТ рассматривались в работах Васильева Г.Г., Глебовой Е.В., Гражданкина А.И., Земенковой М.Ю., Иванцова О.М., Короленка А. М., Кузьбожева А.С., Лисанова М.В., Маянца Ю.А., Махутова Н.А., Печеркина А.С., Ревазова А. М., Сафонова В.С., Швыряева А.А, Харионовского В.В. и др.

Вопросы создания альтернативных защитных конструкций, технологии их применения, разработки способов и средств защиты трубопроводов от механических воздействий входят в программы иследований и разработок ООО «Газпром ВНИИГАЗ», ООО «НИИ Транснефть», ОАО «СТЕКЛОНиТ», АО "ГАЗПРОМ СТРОЙТЭК САЛАВАТ», АО ВНИИСТ, ООО «БТ СВАП», и др.

В исследованиях достаточно широко раскрыты практические аспекты применения отдельных технологий, способов и средств защиты трубопроводов от механических воздействий, которые отражают положительные стороны использования альтернативных вариантов защиты. При этом недостаточно

проработаны вопросы обоснования возможности и целесообразности использования альтернативных технологий, способов и средств защиты трубопроводов от механических воздействий. Отсутствует методика комплексной оценки технико-экономических параметров эффективности защитных конструкций в реальных условиях эксплуатации объектов ЛЧ МТ.

Объектом исследования является линейная часть газонефтепроводов, как особо опасный производственный объект с высоким потенциальным уровнем риска возникновения техногенных ситуаций в результате внешних механических воздействий.

Предметом исследования являются методы защиты от внешних механических воздействий газонефтепроводов на территориях распространения скальных, галечниковых, мерзлых и крупнообломочных грунтов, обеспечивающие требуемые параметры безопасности при эксплуатации линейной части газонефтепроводов.

Цель представленного научно-практического исследования состоит в разработке научно обоснованной методики принятия решений о технической и экономической целесообразности применения вариантов защитных конструкций для обеспечения безопасности эксплуатации газонефтепроводов в зонах рисков внешних механических воздействий и разработке методов валидации заявляемых параметров защитных покрытий выполненных применительно к запатентованной оригинальной конструкции защиты трубопровода композитным бетонным покрытием, включая создание комплексной методики испытаний защитных конструкций, обеспечивающих верификацию показателей требуемого уровня безопасности объектов линейной части газонефтепроводов и расположенных в зоне их влияния населенных пунктов, зданий и сооружений.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. Идентифицированы показатели, определяющие эффективность функциональных, технологических и экономических свойств защитных

конструкций покрытий трубопроводов и разработана методика сравнительной оценки эффективности альтернативных конструкций защитных покрытий.

2. Проведен сравнительный анализ современных альтернативных конструкций и технологий для защиты газонефтепроводов от механических повреждений и обоснованы преимущества защитного композитного бетонного покрытия тела трубы и сварного соединения.

3. Предложены, обоснованы и запатентованы оригинальные конструктивные решения защитного композитного бетонного покрытия тела трубы и сварного соединения, обладающие полной технологической готовностью к практическому использованию на трассе.

4. Разработана методика комплексных испытаний защитных покрытий трубопроводов, созданы специализированные стенды для проведения испытаний. Проведены комплексные испытания защитного композитного бетонного покрытия. Полученные результаты испытаний использованы для определения области практического применения новых защитных конструкций.

5. Осуществлено практическое внедрение защитного композитного бетонного покрытия, проведена технико-экономическая оценка эффективности его использования в сложных условиях прокладки трубопроводов.

Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:

1. На основании результатов функционального, технологического и стоимостного анализа показателей эффективности альтернативных вариантов защиты трубопроводов от внешних механических воздействий, проведенного с использованием диаграммы Исикавы и структурирования проблемы защиты трубопроводов в виде иерархий (цель, критерии, альтернативы) с дальнейшим сопоставлением результатов парных сравнений основных групп показателей эффективности разработана методика сравнительной оценки эффективности альтернативных вариантов защитных конструкций.

2. Формализованы существенные признаки технического решения по созданию защитных конструкций с композитным бетонным покрытием для тела

трубы и зоны сварных соединений, необходимые для достижения технического результата - обеспечения безопасности объектов ЛЧ МГ.

3. Разработана и внедрена методика комплексных испытаний прочностных свойств разработанных защитных конструкций с композитным бетонным покрытием, обеспечивающих верификацию показателей устойчивости конструкций к механическим воздействиям в широком диапазоне условий эксплуатации трубопроводов на территориях распространения скальных, галечниковых, мерзлых и крупнообломочных грунтов.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке научно обоснованной системы оценки эффективности применения защитных покрытий трубопроводов и обеспечения безопасности объектов линейной части газонефтепроводов и расположенных в зоне их влияния населенных пунктов, зданий и сооружений, реализуемой на основе использования разработанных автором конструкций с композитным бетонным покрытием.

Практической ценностью диссертации являются результаты безаварийной эксплуатации участков трубопроводов, на которых были внедрены разработанные и запатентованные защитные конструкции с композитным бетонным покрытием, а также возможности, которые создают эти конструктивные решения для решения задач в области обеспечения безопасности объектов линейной части газонефтепроводов расположенных в зонах с особыми условиями использования территорий и сопредельных населенных пунктов, зданий и сооружений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика сравнительной оценки эффективности защитных покрытий и расчета приоритетных показателей для альтернативных вариантов защитных покрытий путем структурирования проблемы в виде иерархии (цель, критерии, альтернативы) и сопоставления результатов парных сравнений основных групп показателей - функциональных, технологических и экономических соответствующих каждому альтернативному варианту защитных конструкций.

2. Результаты патентных разработок по созданию защитных конструкций с композитным бетонным покрытием для тела трубы и зоны сварных

соединений, а также возможности, которые создают эти конструктивные решения в области обеспечения безопасности объектов линейной части газонефтепроводов.

3. Методика комплексных испытаний разработанных защитных конструкций с композитным бетонным покрытием, подтверждающих устойчивость конструкций к механическим воздействиям на территориях распространения скальных, галечниковых, мерзлых и крупнообломочных грунтов.

4. Результаты практического применения разработанных и запатентованных защитных конструкций с композитным бетонным покрытием в проектах: нефтепровода-отвода Приморск-порт Высоцк (ОАО «Лукойл» 2015г.), газопровод-отвод МГ «Моздок-Грозный» (ОАО «Газпром» 2019), нефтепровода г. Пермь Полазненское МР (ОАО «Лукойл» 2021г.), газопровода - отвода к ГРС Усть-Луга (ОАО «Газпром» 2022г.) газопровода-отвода Галич-Мантурово-Шарья (ОАО «Газпром» 2023г.).

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертации задач были использованы методы математической статистики, факторного анализа, планирования экспериментов.

Результаты работы являются достоверными и достаточными, так как они не противоречат общепринятым научным и практическим данным в области предупреждения аварийности на линейной части газонефтепроводов, обусловлены комплексным использованием известных и проверенных практикой теоретических и практических методов исследования в области обеспечения безопасности объектов трубопроводного транспорта, а также результатами практического внедрения на реальных объектах ТЭК.

Степень достоверности и апробация результатов работы

Основные результаты проведенного исследования докладывались, обсуждались и получили положительные отзывы на конференциях: 1 конференция по безопасности трубопроводов (Астрахань, 2013 г.); III конференция по безопасности трубопроводов (Астрахань, 2015 г.); 1 Каспийский экономический

форум (Аваза, Туркменистан 2019 г.); Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы транспорта и хранения углеводородных ресурсов при освоении Арктики и Мирового Океана» (Тюмень, 2023 г.); Международная научно-техническая конференция «Транспорт и хранение углеводородного сырья», посвященная 60-летию ТИУ (Тюмень, 2024 г.); Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы транспорта и хранения углеводородных ресурсов при освоении Арктики и Мирового Океана» (Тюмень, 2024 г.).

Публикации

По теме и материалам диссертационного исследования автором опубликовано 12 работ, в том числе: 3 - в научных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки Российской Федерации, по специальности 2.8.5. Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ (технические науки); 3 - в научных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки Российской Федерации, по смежным специальностям; 6 - в других изданиях. По результатам исследований получено 12 патентов РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (56 наименований), 40 рисунков, 4 диаграммы и 33 таблицы. Общий объем работы - 124 страниц.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННАЯ ПРАКТИКА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ НАЛИЧИИ РИСКА

ВНЕШНИХ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ 1.1 Идентификация механизмов внешнего воздействия на поверхность трубопровода в процессе строительства и эксплуатации

Внешние механические повреждения противокоррозионного покрытия отдельных труб и трубопровода в целом могут возникнуть в ходе транспортировки труб, складирования, погрузочно-разгрузочных работ, раскладки и укладки трубопровода, а также при дальнейшей эксплуатации. Например, скальные или мерзлые обломки грунта или другие предметы, имеющие острые выступы и достаточную механическую прочность, могут вызывать существенное увеличение точечной нагрузки на нижнюю часть трубы. Крупнообломочные частицы грунта, особенно в процессе гидравлических испытаний, могут выступать в виде природных инденторов (рисунок 1) и при взаимодействии с поверхностью трубы вызывать повреждения (проколы или порезы) противокоррозионного покрытия, а в предельном случае - вмятины на трубе.

Рисунок 1 - Мерзлые обломки грунта под нижней образующей трубы При этом повреждение может развиваться постепенно, как под действием вертикального давления грунта, так и в результате относительного движения грунта в других направлениях, а также динамических и температурных колебаниях труб под действием транспортируемого продукта в процессе эксплуатации. Во время засыпки трубопровода грунтом механическая нагрузка

также может быть весьма значительной, особенно при нарушениях технологии в части использования крупнообломочного скального или мерзлого грунта без достаточной защиты антикоррозионного покрытия трубопровода.

В обобщенном виде варианты механических воздействий на поверхность трубопровода в процессе строительства и эксплуатации показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 - Внешние механические воздействия на поверхность трубопровода При оценке механических повреждений можно условно различать:

- вмятины, образованные под действием статической нагрузки; выбоины, образованные под действием ударной нагрузки; пробоины, сквозные отверстия, образованные под действием ударной

нагрузки;

- трещины, образованные под действием ударной нагрузки;

- поверхностные царапины, образованные в процессе хранения, и транспортировки труб и строительства трубопроводов, а также царапины или потертости с потерей толщины стенки трубы, образованные под действием продольного взаимного перемещения трубопровода относительно режущей поверхности, например, при прокладке методом протаскивания;

- гофры, образованные под действием изгибающей нагрузки;

- непроектные изгибы (вспучивания и т.п.) под действием внешних воздействий.

В большей части случаев одновременно имеет место несколько из перечисленных выше повреждений.

Вмятины, образованные под действием статической нагрузки, возникают на локальных участках трассы трубопровода, где транспортная и грунтовая нагрузка превышает проектные значения, а также на участках трассы трубопровода, на которых под основание трубопровода использовались крупнообломочные грунты без обустройства мягкой подушки. Такие повреждения визуально малозаметны, и опасны именно ввиду своей малозаметности, так как такие повреждения существенно ускоряют коррозионные процессы на внешней, так и на внутренней поверхностях поврежденной трубы. Схематичное изображение вмятин на поверхности трубопровода представлено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Вмятины на поверхности трубопровода Поверхностные дефекты трубопровода, образованные под действием ударной нагрузки, которые возникают при несанкционированной разработке грунта в зоне прокладки трубопровода землеройными машинами, а также при внешнем воздействии на трубопровод, например, при прокладке и эксплуатации объекта в горных условиях и каменистых грунтах чаще всего образуются в виде выбоин. Причиной выбоин может быть также обратная засыпка крупнообломочным грунтом без предварительной присыпки трубопровода «мягкими» грунтами. Воздействие на трубу, при котором образуются выбоины, протекает достаточно быстротечно, и значительная энергия такого удара может быть инициатором образования трещин и сквозных повреждений трубопроводов, которые начинают свое развития непосредственно в дефекте поверхности или вблизи места удара. Несмотря на внешнюю схожесть вмятин и выбоин они образуются от принципиально различных нагрузок.

Необходимо учитывать, что выбоины, за счет высокого значения энергии при ударе, могут вызывать локальные трещины в зоне повреждения стальных

трубопроводов. Схематично выбоина на поверхности трубопровода изображена на рисунке 4.

000^

Рисунок 4 - Выбоина на поверхности трубопровода с локальной трещиной Под действием ударной нагрузки, превышающей значения прочностных характеристик металла трубы, образуются сквозные повреждения трубопроводов. Чаще всего причиной таких дефектов является несанкционированная разработка грунта в зоне прокладки трубопровода землеройными машинами. Возможны и иные причины образования сквозных повреждений трубопроводов - например, несанкционированные врезки в трубопровод и действия террористического характера, которые носят умышленный, предварительно запланированный характер. Защита от повреждений такого происхождения учитывается в специальных мероприятиях. Защитные покрытия не способны противодействовать такому роду внешних воздействий на трубопровод. Изображение сквозного повреждения трубопровода представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 - Сквозные повреждения трубопровода а - случай из практики, б - моделирование дефекта Поверхностные потертости и царапины, образованные в процессе хранения, и транспортировки труб, а также при строительстве трубопроводов должны быть устранены, согласно требованиям действующей нормативной документации,

однако на практике процент брака возникающий в ходе строительно-монтажных работ и послуживший причиной аварий остается существенным. Такие дефекты приводят к частичной потери антикоррозионного покрытия трубопровода и требуют ремонта. Пример смоделированного дефекта представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Поверхностные повреждения трубопровода

Основной причиной образования поверхностных царапин (выщерблен), является воздействие продольного перемещения трубопровода относительно режущей поверхности крупнообломочных фрагментов скального или мерзлого грунта характерны для районов с многолетнемерзлыми, пучинистыми грунтами, в горных условиях, а также в условиях каменистой местности. Ввиду того, что такие дефекты чаще всего возникают в нижней части трубопровода обнаружение их и ремонт достаточно затруднительны. Вместе с тем поверхностная потеря антикоррозионного покрытия, образованная в результате абразивного износа (при нормативных значениях таких потерь) достаточно эффективно может быть устранена в трассовых условиях и обычно не вызывает существенных трудностей у строительных организаций.

При увеличении нагрузок на поверхность трубопровода в случае применения тяжелых труб и увеличения мощности строительных механизмов могут возникать более существенные повреждения трубопроводов в виде глубоких царапин и продиров изоляционного покрытия и тела трубопровода. Наиболее часто такие повреждения образуются при прокладке бестраншейными методами прокладки, в условиях, когда визуальный контроль за их образованием технически невозможен или существенно ограничен.

Повышение размеров внешних дефектов, обусловленных усилиями, превышающих прочностные характеристики металла трубопровода, кроме непосредственного утонения стенки трубопровода может привести к образованию существенных задиров, а также вызывать поверхностный наклёп металла, вблизи зоны дефекта, который может стать инициатором образования трещин. Такие повреждения, выявленные во время осуществления строительно-монтажных работ в основном не ремонтопригодны в условиях строительной площадки, и требуют замены поврежденного участка трубопровода. Существенное повреждение стенки трубопровода в виде задира приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Существенные повреждения трубопровода в виде задиров.

При осуществлении процедур прокладки трубопроводов методом протаскивания, когда радиус изгиба трубопровода приближается к предельно допустимым нормативным значениям или превышает их, также возможно образование поперечных дефектов (в виде трещин). Поперечная трещина трубопровода смоделирована на рисунке 8.

Рисунок 8 - Трещины соединительных деталей трубопроводов

Линейная часть трубопровода в таком случае может получать фатальные повреждения в виде гофр и изломов трубопровода. Наиболее часто такие дефекты свидетельствуют о недостаточном запасе прочности трубопровода в конкретных условиях его прокладки или ошибках при проведении СМР. Гофры, образованные под действием изгибающей нагрузки, могут возникать на карстовых участках трассы трубопровода, а также при нарушении технологии прокладки, например, по дну водной преграды (болото, переходы через водные преграды, обводненная местность и пр.), когда визуальный контроль состояния укладываемого трубопровода невозможен или существенно затруднен. Общий вид гофр на теле трубы приведен на рисунке 9.

Рисунок 9 - Гофры на теле трубы, образованные под действием изгибающей

нагрузки

а - фото дефекта на трассе; б - моделирование образования дефекта Большую часть перечисленных выше повреждений трубопроводов можно исключить нанесением на трубопровод защитных покрытий, обеспечивающих необходимую защиту трубопроводов от разнонаправленных механических воздействий на трубопровод [6].

1.2 Анализ статистики аварийных ситуаций на линейной части газонефтепроводов в РФ по причине механических воздействий

Трубопроводы прокладываются в самых разных климатических, геологических, в том числе, особых условиях, вблизи населенных пунктов, через автомобильные и железные дороги, через естественные и искусственные водные объекты, по землям особо охраняемых природных территорий, через участки

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шапорин Игорь Иванович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».

2. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

3. Федеральный закон от 21 июля 1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 534.

5. СП 36.13330.2012 «Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*».

6. Запевалов Д.Н. Магистральные газопроводы в условиях интенсивных механических воздействий: особенности строительства и защиты от коррозии / Запевалов Д.Н., Маянц Ю.А., Глазов Н.Н. // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2019. - № 3 - с. 104 - 111.

7. Васильев Г.Г. Предотвращение и ликвидация последствий аварий и чрезвычайных ситуаций на объектах магистрального трубопроводного транспорта: учебное пособие / Г.Г. Васильев, А.М. Ревазов, И.А. Леонович. // Москва: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И. М. Губкина. - 2022. - с. 238.

8. Отчет UKOPA о случаях потери продукции и неисправностях https://ukopa.co.uk/wp-content/uploads/2025/04/UKOPA_RP_23_001 -Product-Loss-Report- 1962-2021 -Rev-1 .pdf.

9. База данных по инцидентам на магистральных трубопроводах под контролем Управления по безопасности трубопроводов и опасным материалам Министерства транспорта США (PHMSA), http://www.phmsa.dot.gov.

10. Эффективность работы европейских магистральных нефтепроводов -Статистическая сводка зарегистрированных разливов в 2023 году и с 1971 года https://www.concawe.eu/wp-content/uploads/Rpt_25-8.pdf.

11. Материалы годовых отчетов Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) - Надзор за объектами нефтегазового комплекса https://www.gosnadzor.ru/industrial/oil/lessons/index.php.

12. Ферапонтов А.В. Новые подходы к регулированию промышленной безопасности / Ферапонтов А.В., Яковлев Д.А., Кловач Е.В., Шалаев В.К. // Безопасность труда в промышленности. - 2014. - № 3 - с. 9.

13. Ферапонтов А.В. Об изменениях законодательства / Ферапонтов А.В., Яковлев Д.А., Кловач Е.В., Шалаев В.К. // Безопасность труда в промышленности. - 2014. - № 4 - с. 3.

14. Лободенко И.Ю. Методы инженерной защиты объектов магистральных трубопроводов от опасных природных процессов и явлений / Лободенко И.Ю., Федоренко А.А. // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2016. - № 6 - с. 72 - 78.

15. Чуркин Г.Ю. Актуальные вопросы разработки специальных технических условий для магистральных трубопроводов / Чуркин Г.Ю., Алекперова С.Т. // Безопасность труда в промышленности. - 2014. - № 1 - с. 58.

16. Патент № 2345267 Российская Федерация, МПК F16L 9/02 (2006.01). Способ нанесения балластного покрытия на поверхность трубы/ №2007109855: заявл. 19.03.2007: опубл. 27.01.2009 бюл. № 3 / Свечкопалов А.П.

17. Патент № 2596298 Российская Федерация, МПК F16L 9/153 (2006.01), F16L 9/14 (2006.01), F16L 9/08 (2006.01). Труба с бетонным покрытием и способы ее приготовления: №2014142909: заявл. 24.10.2014: опубл. 10.09.2016 бюл. № 25 / Шапорин И.И.

18. Шапорин И.И. Перспективы применения труб с защитным бетонным покрытием на опасных производственных объектах трубопроводного транспорта / Шапорин И.И., Меликов С.В., Карабанов Ю.Ф., Печёркин А.С. // Безопасность труда в промышленности. - 2014. - № 12 - с. 36 - 41.

19. СП 341.1325800.2017 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением».

20. СТО Газпром 2-2.2-334-2013 «Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром» Ремонт и строительство магистральных газопроводов в обводненной и заболоченной местности, на подводных переходах с применением обетонированных труб».

21. ВТТ ПАО «Газпром» 2015 «Временные технические требования к защитным бетонным покрытиям труб и соединительных деталей трубопроводов».

22. Recommended Practice DNV-RP-F107, October 2010. Р Газпром 2-3.7092-2006 «Оценка риска защиты трубопровода. Практические рекомендации».

23. СТО Газпром 2-3.7-050-2006 (DNV-OS-F101) «Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром». Морской стандарт DNV-OS-F101. Подводные трубопроводные системы».

24. СТО Газпром 2-2.2-382-2009 «Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром» Магистральные газопроводы. Правила производства и приемки работ при строительстве сухопутных участков газопроводов, в том числе в условиях Крайнего Севера».

25. ГОСТ Р 51371-99 «Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие ударов».

26. ГОСТ 30630.0.0-99 «Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Общие требования».

27. ГОСТ Р 53655.1-2009 «Пленки и листы полимерные. Определение ударной прочности методом свободнопадающего груза. Часть 1. Ступенчатые методы».

28. Ю.А. Маянц Обоснование допустимого размера фракций грунта, применяемого для сооружения газопровода, оснащенного средствами защиты от механических повреждений / Ю.А. Маянц, А.В. Елфимов, А.С. Кузьбожев [и др.] // Газовая промышленность. - 2020. - №1 (797). - с. 40 - 46.

29. Шапорин И.И. Методы оценки прочностных свойств защитных покрытий трубопроводов / Шапорин И.И., Васильев Г.Г., Леонович И.А. // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2024. - 14 (6) - с. 526 - 535.

30. И.И. Мазур Безопасность России. Правовые социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность трубопроводного транспорта: [Монография] / [И.И. Мазур, О.М. Иванцов, С.П. Ансов и др.]; [Редкол. И.И. Мазур - пред. и др.]. // Москва: Знание. - 2002. - 749 с.: ил., карт., табл.; 24 см.; ISBN 5-87633-060-4.

31. Ревазов А.М., Бикмасов Р.Г. Снижение негативных воздействий на окружающую среду при сооружении магистральных трубопроводов в условиях многолетнемерзлых грунтов с учетом различных способов прокладки. / Ревазов А.М., Бикмасов Р.Г. // НТЖ «Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе». - №1 - 2023.

32. Шапорин И. И. Анализ особенностей механических повреждений сухопутных нефтегазопроводов / Шапорин И. И. // «Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе». - 2024. - № 5 (320). - с. 67 - 72.

33. ISO 21809-5:2017 «Промышленность нефтяная и газовая. Наружные покрытия для подземных или подводных трубопроводов, используемых в транспортных системах. Часть 5. Наружные бетонные покрытия».

34. Саати Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях. Аналитические сети / Т. Саати // - М.: ЛКН, - 2008. - с. 360.

35. ГОСТ Р 54382- 2011 «Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования».

36. СП 86.13330.2022 «Магистральные трубопроводы. СНиП III-42-80*».

37. Заключение по результатам коррозионной стойкости бетонов. ГУП «НИИМострой», М. - 2012.

38. СП 107-34-96. «Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках».

39. Васильев Г.Г. Защитные покрытия как фактор обеспечения надежности магистральных трубопроводов / Васильев Г.Г., Мацюк Р.А., Омаров М.А. // В книге: Губкинский университет в экосистеме современного образования. Тезисы докладов V Региональной научно-технической конференции. Москва, -2021. с. 199.

40. Патент № 2770531 Российская Федерация, МПК F16L 1/028 (2006.01), МПК F16L 9/19 (2006.01). Способ бестраншейной прокладки трубопровода и труба для бестраншейной прокладки трубопровода: № 2021122603: заявл. 29.07.2021: опубл. 18.04.2022 бюл. № 11 / Шапорин И.И., Гришанин А.Е., Меликов С.В.

41. Патент № 2735884 Российская Федерация, МПК F16L 9/08 (2006.01), F16L 9/08 (2006.01). Оболочка для защиты обетонированных труб: №2020119143: заявл. 09.06.2020: опубл. 09.11.2020 бюл. № 31 / Шапорин И.И.

42. Патент № 2670643 Российская Федерация, МПК F16L 9/14 (2006.01). Устройство для защиты стыка обетонированных трубопроводов: №2017144070: заявл. 15.12.2017: опубл. 24.10.2018 бюл. № 25 / Шапорин И.И.

43. Патент № 182117 Российская Федерация, МПК F16L 9/14 (2006.01), МПК F16L 1/06 (2006.01). Устройство для компенсации напряжений и защиты стыков трубопроводов с бетонным покрытием от нагрузок и воздействий: № 2018107238: заявл. 27.02.2018: опубл. 03.08.2018 бюл. № 22 / Шапорин И.И., Бахарев А.А., Гришанин А.Е.

44. Патент № 2838468 Российская Федерация, МПК F16L 13/02 (2006.01), МПК F16L 57/00 (2006.01). Узел стыка труб требуемой жесткости для трубопровода из труб с наружным бетонным покрытием и способ изготовления узла стыка: № 2024119118: заявл. 09.07.2024: опубл. 16.04.2025 бюл. № 11 / Шапорин И.И., Гришанин А.Е., Бахарев А.А.

45. Патент № 2715807 Российская Федерация, МПК F16L 9/14 (2006.01), F16L 9/14 (2006.01). Конструкция многокомпонентной трубы: №2019127777: заявл. 03.09.2019: опубл. 03.03.2020 бюл. № 7 / Шапорин И.И.

46. Патент № 2727545 Российская Федерация, МПК F16L 9/14 (2006.01), Б16Ь 13/11 (2006.01). Трубопровод из многокомпонентных труб: №2019129335: заявл. 18.09.2019: опубл. 22.07.2020 бюл. № 21 / Шапорин И.И.

47. Патент № 2806125 Российская Федерация, МПК F16L 13/00 (2006.01), F16L 57/00 (2006.01). Способ установки защитного покрытия стыкового соединения труб со сплошным бетонным покрытием и покрывающий кожух: № 2022125536: заявл. 29.09.2022: опубл. 26.10.2023 бюл. № 30 / Шапорин И.И.

48. Методика расчета минимального радиуса изгиба трубопровода из обетонированных труб при проектировании и строительстве. ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Москва - 2017 г.

49. СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003».

50. Федеральное агентство по рыболовству, ФГУП «ВНИИРО» Отчет № 06/09 Э7053 «Токсикологическая оценка в пресной и морской воде образца бетонной смеси, используемой для обетонирования (утяжеления) стальных труб».

51. Павлов А.Н. Решение многокритериальных задач методом анализа иерархий: учебное пособие / А.Н. Павлов. // М.:РАГС. - 2010. - с. 166.

52. СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003. Ред. 30.12.2020 г».

53. ГОСТ 30630.1.10-2013 «Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Удары по оболочке изделия».

54. Мацюк Р.А. Оценка влияния неравномерности основания на защитное покрытие подземного трубопровода / Р.А. Мацюк // Трубопроводный транспорт: теория и практика. - 2017. - № 6 (64). - с. 56 - 59.

55. СП 115.13330.2016 «Геофизика опасных природных воздействий. Актуализированная редакция СНиП 22-01-95».

56. ГОСТ 10180-2012. «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».