Методическая разработка открытого урока по дисциплине "Эксплуатация и ремонт магистральных газонефтепроводов и газонефтехранилищ"
методическая разработка на тему

Методическая разработка учебного занятия

Учебная дисциплина: Эксплуатация и ремонт магистральных газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Тема занятия: Техническое обслуживание и ремонт резервуаров

Вид занятия : комбинированный

Мотивация темы и формы проведения занятия: Повышение профессиональной компетенции студентов, приобретение навыков  самостоятельной работы, умения работать с документацией

Продолжительность занятия: 90 минут

Место проведения: кабинет специальных нефтегазовых дисциплин

Цели занятия:

Дидактическая:  получить и закрепить  знания по теме «Техническое обслуживание и ремонт резервуаров»

Воспитательная: формирование самостоятельности, внимательности, ответственности, аккуратности, повышение уровня профессиональной компетенции

Развивающая: развитие умения анализировать полученную информацию, развитие познавательной активности в рассматриваемой теме, самостоятельности

Междисциплинарные связи: «Хранение и распределение нефти и нефтепродуктов», «Сооружение газонефтепроводов и газонефтехранилищ», «Строительные конструкции», «Техническая диагностика на объектах транспорта и хранения газа, нефти и нефтепродуктов».

Внутридисциплинарные связи: раздел: Техническое обслуживание и ремонт хранилищ газа и нефти

Оснащение занятия:  раздаточный материал: тесты Приложение А, конспект Приложение Б.;  ПК , слайды

Опережающее задание студентам: повторение тем дефекты резервуаров и методы их контроля, изучение карт ремонта резервуаров

Хронокарта занятия

Технологическая карта занятия

Домашнее задание: повторение изученного материала, Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту (ремонт с применением сварки)

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Тестовый контроль по теме диагностика и ремонт резервуаров

1 вариант

1. В какой документ заносят все сведения о действующем резервуаре.

1. В акт обследования резервуара
2. В дефектную ведомость
3. В паспорт резервуара
4. В вахтенный журнал

2. Металлографические исследования металла резервуара проводят когда:

1. Требуется определить причины снижения механических свойств металла
2. Обнаружены коррозионные повреждения
3. Перед капитальным ремонтом
4. Все ответы верны

3. При контроле состояния основания и отмостки резервуара обращают внимание на:

1. Неплотное опирание днища на основание
2. Наличие растительности на отмостке
3. Наличие пустот
4. Все ответы верны

4.С какой целью проводят нивелировку днища

1. Для определения качества фундамента

2. Для определения осадки резервуара

3. Для составления градуировочных таблиц

4. Все ответы верны

5. Текущий ремонт резервуаров проводится:

1. Без освобождения резервуара от нефтепродукта

2. С зачисткой и дегазацией резервуара

3. По проекту производства работ

4. Все ответы верны

6. Причинами нарушения прочности резервуаров являются:

1. Трещины по основному металлу и сварным соединениям

2. Коррозионные повреждения стенки и днища

3. Разрушения несущих элементов

4. Все ответы верны

7. При выполнении каких условий можно проводить капитальный ремонт резервуара:

1. Полная очистка от остатков продукта

2. Дегазация резервуара

3. Разрешение главного инженера

4. Все ответы верны

8. Метод акустической эмиссии позволяет определить дефекты резервуара, такие как:

1. Зарождающиеся и развивающиеся трещины усталостного характера

2. Коррозионные повреждения днища

3. Поры и шлаковые включения в сварных швах

4. Все ответы верны

9. Если при механических испытаниях металла резервуара одна из характеристик не удовлетворяет требованиям стандарта, то:

1. Металл бракуют

2. Устанавливают наблюдение

3. Проводят повторное испытание на удвоенном числе образцов

4. Все ответы верны

Тестовый контроль по теме диагностика и ремонт резервуаров

2 вариант

1.С какой целью проводят нивелировку днища

1. Для определения качества фундамента

2. Для определения осадки резервуара

3. Для составления градуировочных таблиц

4. Все ответы верны

2. Металлографические исследования металла резервуара проводят когда:

1. Требуется определить причины снижения механических свойств металла
2. Обнаружены коррозионные повреждения
3. Перед капитальным ремонтом
4. Все ответы верны

3.В какой документ заносят все сведения о действующем резервуаре.

1. В акт обследования резервуара
2. В дефектную ведомость
3. В паспорт резервуара
4. В вахтенный журнал

4. Если при механических испытаниях металла резервуара одна из характеристик не удовлетворяет требованиям стандарта, то:

1. Металл бракуют

2. Устанавливают наблюдение

3. Проводят повторное испытание на удвоенном числе образцов

4. Все ответы верны

5.При контроле состояния основания и отмостки резервуара обращают внимание на:

1. Неплотное опирание днища на основание
2. Наличие растительности на отмостке
3. Наличие пустот
4. Все ответы верны

6. Метод акустической эмиссии позволяет определить дефекты резервуара, такие как:

1. Зарождающиеся и развивающиеся трещины усталостного характера

2. Коррозионные повреждения днища

3. Поры и шлаковые включения в сварных швах

4. Все ответы верны

7. Причинами нарушения прочности резервуаров являются:

1. Трещины по основному металлу и сварным соединениям

2. Коррозионные повреждения стенки и днища

3. Разрушения несущих элементов

4. Все ответы верны

8. Текущий ремонт резервуаров проводится:

1. Без освобождения резервуара от нефтепродукта

2. С зачисткой и дегазацией резервуара

3. По проекту производства работ

4. Все ответы верны

9. При выполнении каких условий можно проводить капитальный ремонт резервуара:

1. Полная очистка от остатков продукта

2. Дегазация резервуара

3. Разрешение главного инженера

4. Все ответы верны

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

1.Общие требования к ремонту резервуара

Ремонт резервуара осуществляется с целью восстановления его проектных показателей по полезной емкости, обеспечения его гарантированной безопасной эксплуатации на период до следующего ремонта.

Ремонт резервуара должен производиться заменой или ремонтом дефектных элементов конструкций резервуара, оборудования, арматуры на основании результатов их диагностики и разработанной ПСД. Выбор методов ремонта элементов конструкций резервуара должны быть обоснованы проектом на ремонт. Выбор метода ремонта резервуаров зависит от характера и  размеров дефектов.

 Ремонт конструкций резервуаров разделяется на две группы:

1) ремонт основных конструкций и элементов, к которым относятся:

-основание;днище с окрайкой;стенка; кровля, самонесущие крыши, плавающие крыши; опорное кольцо, центральное кольцо, кольца жесткости (для РВСПК);понтон; патрубки и фланцы к ним;усиливающие накладки люков и патрубков, привариваемые к стенке усиливающие накладки; технологические трубопроводы; системы молниезащиты, средства электрохимзащиты;   трубопроводы производственно - дождевой канализации в пределах каре.

2) ремонт вспомогательных конструкций: лестниц, площадок, ограждений.

Ремонт резервуаров должен выполняться в соответствии с проектом на капитальный ремонт резервуара, разработанным специализированной организацией, имеющей лицензию на ведение проектных работ, прошедшим экспертизу, согласованным  с Ростехнадзором и утвержденным  главным инженером.

Каждый ремонт должен отражаться в паспорте резервуара.

При ремонте вертикальных стальных резервуаров используются следующие методы ремонта:

 -выборочный ремонт дефектов на отдельных  элементах и конструкциях резервуара;

-замена отдельных  элементов и конструкций резервуара.

Выборочный ремонт дефектов на отдельных  элементах и конструкциях резервуара включает:

-шлифовку. При шлифовке путем снятия металла должна быть восстановлена плавная форма поверхности;

-наплавку, заварку дефектов, кроме дефектов основного металла конструкций резервуара, выполненных из стали 16Г2 АФ;

-замену дефектного участка отдельного элемента конструкции резервуара (вырезкой, вставкой).

Замена отдельных элементов конструкций резервуара включает частичную замену листов днища, окраек днища, стенки, кровли, центральной части понтона (плавающей крыши, замену элементов коробов понтона (плавающей крыши), ремонт неравномерной осадки наружного контура днища.

- Замена конструкций резервуара, включает полную замену днища, окраек днища, кровли, несущих конструкций кровли, центральной части понтона (плавающей крыши).

В таблице 10 представлены критерии выбора метода ремонта конструкций и элементов металлоконструкций резервуаров.

2 Устранение дефектов без применения сварочных работ

2.1. Применение эпоксидных составов

 Эпоксидные составы при ремонте резервуаров и металлических понтонов применяют только для герметизации:

а) газового пространства резервуаров, кровля и верхние пояса которых имеют большое число сквозных коррозионных повреждений;

б) сварных соединений, имеющих мелкие трещины, и участков с отпотинами в верхних поясах стенки;

в) коробов и центральной части металлического понтона;

г) клепаных соединений резервуаров;

д) прокорродированных участков днища и первого пояса стенки.

Герметизация дефектных мест с применением эпоксидных составов не обеспечивает прочности конструкции.

Герметизация дефектных мест кровли и стенки осуществляется с наружной стороны резервуара без его дегазации.  Дефектное место должно находиться выше уровня наполнения продукта в резервуаре.

Герметизация дефектных мест понтона и днища осуществляется в дегазированном резервуаре.

Герметизация мелких трещин должна осуществляться после установления границ трещин, засверловки отверстий диаметром 6 - 8 мм по концам трещин.

Подготовка мест для наложения герметизирующих наклеек должна осуществляться далее границ дефектного места на 40 - 80  мм с помощью безыскровых приспособлений. Поверхность поврежденного участка зачищают до металлического блеска металлической щеткой, напильником и дополнительно наждачной бумагой.  После механической обработки поврежденное место очищают от опилок, окалины и грязи ветошью,  смоченной бензином. Перед нанесением клеящего состава зачищенное дефектное место обезжиривают растворителями (ацетон, Р-40 и др)

Для ремонта резервуаров рекомендуется применять эпоксидные композиции (клеи) холодного отвердения.

Ремонт незначительных дефектов на верхних поясах стенки, кровли и других элементах может осуществляться путем наложения металлических заплат на клею на основе эпоксидной смолы ЭП-0010.

Отдельные мелкие трещины, отверстия и отпотины на стенке, кровле и понтоне допускается ликвидировать эпоксидным составом без применения армирующего материала.  При этом дефектное место и поверхность вокруг него должны быть покрыты ровным слоем клея.  Толщина клеевого состава должна быть около 0,15 мм.

Крупные дефектные места ремонтируют эпоксидными составами с укладкой не менее двух слоев армирующей ткани - стеклоткани, бязи и др.

Зачищенное место покрывают слоем клея, укладывают армирующий слой и покрывают его слоем клея, затем укладывают следующий армирующий слой, который также покрывают слоем клея. Каждый армирующий слой должен перекрывать края дефектного листа и ранее уложенного армирующего слоя на 20 - 30 мм. На верхний армирующий слой наносят слой эпоксидного клеевого состава с последующим лакокрасочным покрытием.

Клееармированная конструкция после нанесения каждого слоя на дефектное место уплотняется (прикатывается)  металлическим роликом для удаления воздушных пузырей и возможных каверн между слоями и металлом.

Сплошная коррозия днища и части первого пояса стенки с большим числом отдельных или групповых каверн ремонтируется нанесением сплошного армирующего покрытия на дефектное место.

На верхний армирующий слой наносят краскопультом лакокрасочное покрытие (грунтовка).

Испытание и ввод в эксплуатацию отремонтированного резервуара должны осуществляться не ранее семи суток после окончания ремонта.

2.2. Бандажирование стенок резервуаров

Усиление эксплуатирующихся резервуаров бандажами проводится с целью восстановления несущей способности нижних поясов стенки (1 -  4 пояс), имеющих коррозионный износ в пределах до 20 % от первоначальной толщины листа.

Бандажные усиления для подкрепления стенки и повышения несущей способности,  надежности конструкции в эксплуатации целесообразно устанавливать на резервуарах вместимостью 1000 - 10000 м3 как полистовой, так и рулонной сборки.

Бандажные усиления представляют собой разъемные стальные кольца,  состоящие из 4 - 6  полос (в зависимости от длины полосы и диаметра резервуара, стянутых с помощью резьбовых соединений).

На резервуаре может быть установлено 10 - 20  колец по высоте четырех поясов в зависимости от коррозионного износа металла и геометрического сечения полосы. Необходимое число колец определяется расчетом.

Резервуар после завершения комплекса ремонтных работ и монтажа бандажных усилений должен пройти гидравлические испытания.

По завершении испытаний составляется акт о вводе его в эксплуатацию,  в котором указывается предельный уровень наполнения усиленного резервуара.

2.3.Ремонт резервуаров с использованием композитных материалов.

Для ремонта должны применяться сертифицированные композитные материалы. Области применения композитных материалов:

 - заделка коррозионных язв и др. дефектов включая сквозные;

 - герметизация раковин, свищей, сквозных коррозионных язв на днище, крыше, стенке;

 - герметизация трещин на днищах и крышах;

 - герметизация сварных швов путем их пропитки после выполнения ремонта.

Рекомендуется применять двухкомпонентные пастообразные молекулярметаллы, обладающие высокой скоростью затвердения «холодная сварка».

Для обеспечения надежности и долговечности отремонтированных конструкций необходимо:

 - тщательная очистка поверхности и ее осушка;

 - тщательное обезжиривание поверхности;

 - загрубление поверхности;

 - поддержание требуемого температурного режима.

2.4. Ремонт с использованием низкотемпературной индукционной пайки.

Низкотемпературная индукционная пайка может применяться для герметизации сквозных дефектов, а также ликвидации очагов коррозии при ремонте днищ, стенок, кровли, трубопроводов без их зачистки. Работы не относятся к огневым. Ликвидация дефектов проводится пайкой специальными низкотемпературными припоями.

3. Исправление осадки резервуара

Различают следующие виды осадок РВС:

1) равномерную по площади,  по наружному контуру;

2) неравномерную по площади,  по наружному контуру.

При ремонте равномерной по площади осадки производится искусственное закрепление грунтов, установка компенсаторов, возможна переукладка технологических трубопроводов в каре резервуара.  При этом необходимо предусмотреть отвод ливневых  вод с уторного шва резервуара.

Исправление осадки, равномерной по наружному контуру, выполняется осесимметричным подъемом домкратами, равномерно установленными по периметру резервуара. В проекте ремонта необходимо предусмотреть исследование свойств и меры по увеличению несущей способности грунтов оснований.

При неравномерной как по наружному контуру, так и общей осадке резервуара выше нормативно допустимой  восстановление горизонтальности резервуара выполняется с применением домкратов.

Резервуар поднимают выше осадки в соответствии с проектом для обеспечения укладки грунтовой смеси и компенсации просадочных явлений. Подбивку основания проводят при подъеме резервуара на 30…40 мм выше проектной отметки супесчаным грунтом, пропитанным битумом, либо цементным раствором под давлением.

Грунт для приготовления гидроизолирующего слоя должен быть сухим (влажность около 3 %) и иметь следующий состав (по объему):

- песок крупностью 0,1… 2 мм - от 80 до 85 %;

- песчаные, пылеватые и глинистые частицы крупностью менее 0,1 мм - от 40  до 20 %.

В качестве вяжущего вещества для гидроизолирующего грунта применяют жидкие битумы Количество вяжущего вещества должно приниматься в пределах от 8 до 10% по объему смеси.  

При ремонте оснований резервуаров выполняют следующие работы:

а) исправление краев песчаной подушки подбивкой гидроизолирующего грунта;

б) исправление просевших участков основания;

в) заполнение пустот под днищем в местах хлопунов;

г) ремонт всего основания (в случае выхода из строя днища);

д) исправление отмостки.

При ремонте оснований для подбивки,  исправления песчаной подушки и заполнения пустот под днищем и в местах хлопунов применяют гидроизолирующий («черный») грунт, состоящий из супесчаного грунта и вяжущего вещества.

Если ремонтные работы проводят при положительной температуре наружного воздуха,  то приготовленную смесь укладывают без подогрева с уплотнением пневмотрамбовками или ручными трамбовками.

Если ремонт основания выполняют в зимних условиях, то «черный» грунт следует укладывать подогретым до 50 - 60 °С.

При недостаточно устойчивых грунтах основание резервуара рекомендуется укреплять, путем устройства сплошного бетонного или бутобетонного кольца. При значительной неравномерной осадке основания резервуар поднимают домкратами,  подводят под днище по окружности стенки сборные железобетонные плиты трапециевидной формы и укладывают по ним гидроизолирующий слой.