Модернизация скребка СКР 3.32-01-Установка в головной части насадки типа «Паук» и замены дисков на полиуретановые армированные диски с режущими кромками-Модернизация очистного устройства трубопроводов Скребка СКР-3-Дипломная работа-Оборудование транспорта

Модернизация скребка СКР 3.32-01-Установка в головной части насадки типа «Паук» и замены дисков на полиуретановые армированные диски с режущими кромками-Модернизация очистного устройства трубопроводов Скребка СКР-3-Дипломная работа-Оборудование транспорта и хранения нефти и газа
2.3 Типы трубопроводных скребков

Для очистки трубопроводов от отложений применяют скребки различных типоразмеров: щеточные – ЩС, щеточные переменного диаметра - ЩСП, рессорные – ЩСР, а также шаровые разделители (в том числе оснащенные очистными элементами).
Скребки типа ЩС предназначены для очистки трубопроводов постоянного диаметра. Конструктивно они состоят из корпуса (штанги) с закрепленными на ней манжетами и устройствами, прижимающими очистные элементы (щетки) к стенке трубопровода.

Рис. 1 Скребок для очистки полости трубопроводов типа ЩС:
1-корпус (штанга); 2-манжета; 3-прижимное устройство; 4-щетка [11]
Испытания показали, что скребки типа ЩС эффективно очищают полость трубопроводов при общем пробеге до 600 км. Однако вследствие небольшого перемещения щеток в трубопроводах, составленных из труб разного диаметра, при малых радиусах изгиба труб, при наличии крупных посторонних включений скребки типа ЩС могут застрять. [11]
Скребки типа ЩСП отличаются более высокой проходимостью. Она обеспечивается тем, что подвеска очистных элементов на корпусе выполнена по схеме шарнирного параллелограмма с регулируемым упругим прижатием щеток к стенке трубопровода.
Перемещение щеток в радиальном направлении в этом случае больше, чем у скребков типа ЩС.
Недостатком конструкции скребков типов ЩС и ЩСП является их большая масса, которая для трубопроводов диаметром 1000 мм достигает 2 т. [13]
Для очистки трубопроводов большого диаметра применяют рессорные скребки типа ЩСР, отличающиеся высокой проходимостью и относительно небольшой массой. Облегчение их конструкции достигнуто, в основном, за счет относительно близкого расположения стенки корпуса к стенке трубопровода. Это позволило исключить большое количество металлоемких деталей, обеспечивающих прижатие щеток к очищаемой поверхности.
Накоплен большой положительный опыт использования в качестве очистных устройств шаровых разделителей. Их упругая оболочка в трубопроводах несколько деформируется, в результате чего они принимают пулеобразную форму.
За счет плотного контакта со стенкой шаровые разделители удаляют с нее отложения парафина. Однако и упругая оболочка при этом интенсивно изнашивается. Поэтому разработаны конструкции шаровых разделителей, к оболочке которых прикреплены очистные элементы.
Вышеперечисленные конструкции скребков успешно применяются для очистки трубопроводов и от других загрязнений (строительного мусора, асфальто-смолистых отложений, механических примесей). 
В настоящее время на нефтепроводах АК «Транснефть, широко применяются очистные скребки конструкции Центра технической диагностики «Диаскан».
ЦТД «Диаскан» выпускает скребки для очистки трубопроводов диаметром от 325 до 1220 мм включительно. В качестве чистящих элементов используются диски и манжеты, изготовленные из высококачественного полиуретана, прочность и износостойкость которого в несколько раз выше, чем у резины. Кроме того, скребки комплектуются передатчиком, позволяющим регистрировать их положение по трассе нефтепровода с помощью акустических и низкочастотных локаторов, что позволяет выявлять места сужений трубопровода и облегчает поиск скребков в случае застревания. [9]
Несомненным достоинством скребков конструкции «Диаскан» является возможность их дооснащения дополнительными очистными дисками и щеточными блоками для целевой специальной очистки (удаления парафина и окалины).

Рис 1. Скребок СКР 3 10-00:
1-корпус; 2-диск чистящий; 3-диск ведущий;4-бампер передний; 5-блок магнитов; 6-диск щеточный;7-бампер задний; [7]

Специальные скребки, такие как заглушки, используются для изоляции участка трубопровода при проведении ремонтных работ. Заглушка позволяет контролировать давление в трубопроводе за счет изоляции трубопровода по обеим сторонам от места проведения ремонтных работ.
Гелеобразные скребки, представленные сочетанием различных гелей, могут использоваться совместно с обычными скребками или самостоятельно. При прокачке по трубопроводу гелеобразные скребки могут использоваться в различных целях, в том числе для разделения продуктов, удаления частиц, опрессовки, обезвоживания, удаления конденсата, а также освобождения скребка от прихвата.
3. Общие сведения о скребке типа СКР 3
3.1 Устройство и работа

Скребок типа СКР 3 - односекционный магнитный скребок, в котором для намагничивания пластин щеточных применены блоки магнитов.
Скребок, помещенный в очищаемый трубопровод, движется вместе с потоком перекачиваемого продукта. Центрирование скребка в трубопроводе осуществляется посредством полиуретановых дисков ведущих и манжет. Манжеты также способствуют преодолеванию скребком задвижек и тройников.
Очистка парафинсодержащих отложений осуществляется полиуретановыми дисками чистящими и металлическими пластинами щеточными, закрепленными на блоках магнитов.
Металлические предметы, находящиеся в трубопроводе, счищаются пластинами щеточными и собираются на блоках магнитов.
ПДС служит для контроля прохождения скребком контрольных пунктов на трубопроводе.
Скребок типа СКР 3 состоит из бампера переднего, корпуса, блоков магнитов, блоков дисков. Полый корпус состоит из труб, фланцев и ребер жесткости, в головной и хвостовой частях корпуса расположены блоки полиуретановых дисков.
Блоки дисков состоят из набора дисков чистящих, дисков ведущих и дисков прокладочных, закрепленных на корпусе болтами с гайками. Головной блок дисков прижимается бампером передним, хвостовой блок дисков - фланцем или бампером задним.
В средней части корпуса скребка расположен блок магнитов, который вместе с металлическими пластинами щеточными, крепится болтами. ПДС(при комплектации скребка) устанавливается в хвостовой части скребка. ПДС крепится к корпусу болтами с шайбами. Бампер задний защищает ПДС от повреждений.

3.2. Особенности эксплуатации скребков типа СКР 3

Скребки СКР 3 предназначены для очистки внутренней поверхности трубопроводов от парафинсодержащих отложений, посторонних (в том числе металлических) предметов и продуктов коррозии.
Область применения - магистральные трубопроводы, включая взрывоопасные зоны класса 0, согласно классификации ГОСТ Р 51330.9-99, в которых возможно образование взрывоопасных смесей категории II А по ГОСТ Р 51330.11-99 температурного класса ТЗ по ГОСТ Р 51330.5-99.
Ресурс пробега скребков СКР 3 составляет не менее 6000 км при условии замены изнашиваемых элементов.
Допускается дальнейшая эксплуатация скребков после капитального ремонта при условии их технического освидетельствования.
Основные технические данные скребков СКР 3 приведены в таблице 1.
Эксплуатационные ограничения:
 Среда эксплуатации скребков: неагрессивные жидкости, нефть, нефтепродукты, природный газ и газоконденсат.
 Температура среды эксплуатации от 0 до плюс 50 °С.
 Максимальное давление в трубопроводе 8 МПа.
 Минимальное проходное сечение трубопровода, проходимое скребком в местах местных сужений 85% OT Dh.
 Наименьший радиус поворота строительной оси трубопровода на 90°, проходимый скребками 3 DH. 
 Скорость движения скребков в трубопроводе от 0,2 до 10 м/с. [7]
Несоблюдение выше названных ограничений недопустимо по условиям безопасности эксплуатации нефтепроводов и может привести к выходу скребка из строя.




Подготовка скребка к использованию
Работы по сборке и контролю скребка производить при температуре не ниже 0 °С с соблюдением требований техники безопасности, действующих положений и инструкций. Все работы по сборке, разборке, замене элементов питания, производить вне взрывоопасной зоны. Замену элементов питания в ПДС и его установку на скребок производить в соответствии с требованиями Руководства по эксплуатации «00-ТРМ.02-00.000 РЭ» или «10- ТРМ.00-00.000РЭ». [7]
Использование по назначению скребков типа СКРЗ производится в соответствии с "Правилами технической диагностики магистральных нефтепроводов внутритрубными инспекционными снарядами" РД 153-39.4-035, "Регламентом внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов" ОР-16.01-60.30.00-КТН-030-1-04" и настоящим РЭ.
Перед эксплуатацией скребка необходимо проверить состояние манжет, дисков чистящих и ведущих, пластин щеточных (дисков щеточных). Первичные данные по их геометрическим характеристикам должны быть занесены в формуляр ответственным лицом изготовителя. Изготавливаемые диски чистящие для скребков должны комплектоваться "Паспортом изделия".
Оценке износа подлежит толщина наружной кромки манжет, износ рабочей кромки и остаточная толщина дисков чистящих, диаметр дисков ведущих и высота пучков стальных щеток пластин щеточных (дисков щеточных). Данные по фактическим размерам, износу и замене манжет, дисков чистящих и ведущих, пластин щеточных (дисков щеточных) перед пропуском должны быть занесены ответственным лицом в формуляр с указанием их заводских номеров.
Оценка износа дисков чистящих
При установке на скребок новых чистящих дисков, проверить соответствие наружного диаметра трубопровода (DH) номинальному диаметру устанавливаемых чистящих дисков (D) по таблице 3.2. Диаметр чистящих дисков замерить рулеткой с ценой деления 1 мм. [7]
Перед пропуском скребка выполнить оценку износа рабочей кромки чистящих дисков с записью в формуляр. Величина износа рабочей кромки чистящих дисков измеряется с помощью линейки или рулетки с ценой деления 1 мм в соответствии с рисунком 2.1. В случае неравномерного распределения износа по окружности дисков, за величину износа рабочей кромки принимается его максимальное значение.
Оценка износа пластин щеточных
Перед пропуском скребка при помощи линейки замерить высоту пучка щеток на пластинах щеточных. Замеры выполнить в средней части пластины щеточной с записью в формуляр. В случае неравномерного износа высоты пучка щеток на разных пластинах щеточных, принимается ее минимальная высота.


3.3 Требования к очистным устройствам

Устройства для очистки нефтепроводов должны удовлетворять следующим требованиям:
• сохранять эффективность очистки на больших расстояниях (иметь высокую износостойкость);
• Обладать хорошей проходимостью через гнутые участки, задвижки, местные сужения и т.д.;
• Быть простыми по конструкции и недорогими. [11]
Очистные устройства должны комплектоваться паспортами изделий, которые хранятся до утилизации изделий. В паспорте должны быть указаны:
- номер изделия;
- дата его изготовления;
- номинальные и допустимые геометрические размеры изделия, при которых обеспечивается качественная очистка нефтепровода.
Маркировка скребков должна соответствовать техническим требованиям сборочных чертежей и наноситься методом гравирония на табличку, которая крепится винтами к корпусу.
Маркировка на табличке содержит:
- товарный знак предприятия – изготовителя;
- обозначение скребка по основному конструкторскому документу;
- наименование скребка;
- заводской номер скребка;
Все установленные на ОУ манжеты, чистящие и ведущие диски должны иметь маркировку с указанием их заводского номера и даты изготовления. Маркировка должна быть чётко различима на протяжении всего периода использования изделий. Должен быть обеспечен свободный доступ к местам нанесения маркировки.
Перед каждым пуском ОУ по нефтепроводу заполняется формуляр с указанием заводских номеров чистящих дисков и геометрических размеров манжет, щёток, чистящих, ведущих и щёточных дисков, чистящих и щеточных пластин, сведения об установленных расходных материалах и их износе при замене комплектующих материалов.
Запрещается пропуск по нефтепроводу ОУ, не оснащённых передатчиками для контроля прохождения ОУ по нефтепроводу.
Проверка технического состояния ОУ производится на камере пуска, непосредственно перед началом работ по запасовке ОУ. По результатам проверки оформляется акт готовности оборудования к пропуску. Порядок проверки и форма акта определяются в НД эксплуатирующей организации.

Заключение
Трубопроводы – вне зависимости от транспортируемого продукта – должны иметь чистую внутреннюю поверхность. Чистая внутренняя поверхность гарантирует хорошие рабочие параметры. Хорошие рабочие параметры в свою очередь обеспечивают эффективность трубопровода, что в конечном итоге ведет к снижению материальных затрат.
Прочистка труб и трубопроводов производится как профилактическое или аварийное мероприятие, а также как подготовка к диагностике трубопроводов при помощи специальных очистных устройств.
Современные очистные поршни представляют собой очень гибкое в применении оборудование, которое легко адаптировать к конкретным задачам, а полиуретановые диски и манжеты с предельно высокой износостойкостью позволяют производить очистные работы почти в любой среде.
Целью дипломного проекта является модернизация скребка СКР 3.32-01, путём установки в головной части насадки типа «Паук» и замены дисков на полиуретановые армированные диски с режущими кромками.
В ходе выполнения дипломного проекта решены следующие задачи:
• изучено использование очистного оборудования;
• изучены особенности технологического процесса очистки линейной части магистрального нефтепровода Ванкор - Пурпе;
• изучены особенности эксплуатации скребка СКР 3.32-01
• проанализировано используемое оборудование для очистки внутренней полости магистрального нефтепровода Ванкор - Пурпе;
• предложена модернизация скребка СКР 3.32-01;
• выполнены технологические расчеты;
• решены вопросы безопасности и экологичности проекта;
• проведена оценка экономической эффективности модернизации.

Данная модернизация позволяет увеличить эффективность очистки трубопровода путем изготовления режущих кромок на ведущем и чистящих дисках, поскольку энергетический процесс сдвига значительно больше усилий на срез.
Также установленная насадка в головной части скребка будет воздействовать на внутреннюю поверхность трубопровода направленным потоком нефти, тем самым способствуя размыву отложений парафина и различных отложений.
В результате проведения мероприятия по модернизации получен значительный экономический эффект. Доход за год предположительно составит 265481584,7 рублей, при капитальных затратах 228415,34.
Таким образом, данная модернизация показала свою целесообразность в применении на проектном уровне, и в перспективе может найти своё применение на производственных объектах.