Журнал Полимерные трубы - Применение полимеров

ПРЕОДОЛЕНИЕ (история строительства экспериментального полиэтиленового газопровода высокого давления)

 

                    «Голос разума не громкий, но он не умолкает до тех пор,

                  пока его не услышат. В конце концов, после бесчисленных

                            повторений он добивается своего».

                                                                                 Зигмунд Фрейд 


Речь пойдет о преодолении нормативно-правовых ограничений, организационных и бюрократических преград, препятствовавших полномасштабному переходу на инновационные технологии строительства в Украине газораспределительных сетей с применением полиэтиленовых труб. 

Итог многолетней борьбы, в которой, наконец, победил здравый смысл, таков –  в отечественную нормативно-правовую базу внесены изменения, которые разрешают строительство из полиэтиленовых труб газопроводов на подрабатываемых территориях, а также газопроводов высокого давления. Эти нововведения открывают перспективу неограниченной  замены стальных труб на полиэтиленовые при строительстве, ремонте и реконструкции газораспределительных сетей на всей территории Украины. 

Региональная специфика 

То, что намерение изменить существующие «Державні будівельні норми» (ДБН), регламентирующие в Украине строительство полиэтиленовых газопроводов, появилось в самом центре Донбасса,  м не удивительно. В последнее десятилетие здесь, как ни в каком другом регионе Украины, разрушающее воздействие на стальные газопроводы внешней среды и техногенных факторов оказалось особенно ощутимым. 

В связи с перенасыщенностью региона  электротранспортом и, соответственно, значительной плотностью блуждающих токов,   здешние подземные стальные газопроводы подвержены более интенсивной электрохимической коррозии. Это – во-первых. 

А, во-вторых, рекордные для страны объемы агрессивных выбросов местных предприятий химической, металлургической  и угольной промышленности приводят к усиленной химической коррозии как подземных, так и надземных стальных газопроводов. 

  

Уместно в связи с этим вспомнить и исторический фактор – большинству из нынешних 12 тыс. км газопроводов, находящихся в зоне обслуживания ОАО «Донецкоблгаз»,  уже исполнилось по нескольку десятков лет.  Многие  из них   проложены еще в 60-е годы, а еще более «древние» –  в 40-е годы прошлого века, когда для бытовых нужд стал использоваться попутный коксовый газ местных коксохимических предприятий. Именно эти сети раньше других стали массово выходить из строя. Это послужило серьезным «звонком», предупреждающим о том, что рано или поздно такая же участь постигнет и основную часть отечественных стальных газопроводов. 

Кроме усиленной химической и электрохимической коррозии,  в последнее десятилетие в донецком регионе появились новые разрушающие факторы. Они связанны с массовым закрытием шахт, особенно когда их ликвидация происходила  без соблюдения соответствующей технологии. Для обозначения масштабов этой компании достаточно сказать,  что по состоянию на 2010 год из 204 предприятий  былого шахтного фонда  Донецкой области действующими осталось 139  шахт. Остальные или закрыты, или  находятся в стадии ликвидации.    Каковы негативные последствия этой реструктуризации? 

Во-первых, это смещение грунта над горными выработками, что приводит к деформациям и порывам газопроводов, разрушению сооружений инфраструктуры газоснабжения  и зданий различного производственного назначения. 

  

Во-вторых, подтопление и заболачивание значительных территорий залегания подземных газопроводов  – вследствие  прекращения  откачки и отвода шахтных вод. Мало того, что подтопление усилило химическую коррозию стальных труб и запорной арматуры, стало невозможным выполнение штатного обслуживания и ремонта систем газоснабжения, упреждение аварийных и аварийно-опасных ситуаций. 

Особенно большие смещения  грунта происходят над горными выработками шахт с пластами крутого падения, доля которых в донецком регионе весьма значительна. Наибольший урон в связи с закрытием угольных предприятий несут газораспределительные сети  городов Горловка, Енакиево, Дзержинск, Шахтерск. 

 

Не нужно доказывать, что порыв газопровода с последующим возгоранием газа – это куда более серьезная неприятность, чем, например, авария на водогоне или трассе центрального отопления. Поэтому на упреждение повреждений газопроводов  мы  вынуждены тратить значительные материально-технические, трудовые и финансовые ресурсы.  В горно-геологических условиях Донбасса высота уступов, связанных со смещением грунта, может достигать величины от десятков сантиметров до метра.  Для их нейтрализации на наших сетях установлено (в специально сооруженных колодцах) около тысячи  резинотканевых компенсаторов, 20 % из которых, однако, требуют ежегодной замены. 

А для борьбы с электрохимической коррозией  смонтировано  более тысячи станций катодной защиты.  При мощности каждой из них до 2 кВт  ежегодное потребление электроэнергии только одной такой станцией может достигать нескольких десятков тысяч кВт-часов. 

Если учесть, что мы обслуживаем  более четырех тысяч километров  подземных стальных газопроводов, а около полутора тысяч их них, к тому же,  пролегают над горными выработками, то можно понять нашу повышенную озабоченность перспективой их технического состояния. Особенно в связи с перечисленными негативными факторами. Поскольку роль последних неуклонно возрастает, то приходится  увеличивать количество названных компенсаторов и непрерывно совершенствовать их конструкцию, наращивать потенциал электрохимической защиты, менять изношенные стальные  трубы на новые. Все это, в конечном счете, вступило в противоречие с  нашими материально-техническими и финансовыми возможностями. В результате уже к 2001-2003 годам стало ясно, что экстенсивный путь  решения проблемы бесперспективен.  Пришло осознание необходимости  нетрадиционных решений.         

Поиск альтернативы 

В решении этой проблемы нам не пришлось «изобретать велосипед». Достаточно было обратиться к передовому зарубежному опыту  по широкомасштабной замене стальных трубопроводов полиэтиленовыми. Более сложным оказалось доказать, что этот опыт может быть успешно использован и в Украине. 

 

К счастью  на то время у газовиков Донецкой области был по этой части и собственный опыт. Здесь еще в советские времена, в средине 80-х годов, было проложено в общей сложности более 200 км  полиэтиленовых газопроводов среднего давления. Несмотря на то, что они  строились с использованием примитивного сварочного оборудования, из 6-метровых отрезков полиэтиленовой трубы и, следовательно, содержали несколько тысяч  сварных стыков, за весь период  эксплуатации этих газопроводов отмечен всего один случай разгерметизации. 

Однако в новые времена для обоснования строительства полиэтиленовых газопроводов требовался  и новый опыт, особенно для строительства на подрабатываемых территориях. Следует напомнить, что до  2010 года отечественные ДБН разрешали строительство в Украине полиэтиленовых газопроводов на давление не выше 0,6 МПа, а на подрабатываемых территориях даже такое строительство  было запрещено. 

  

Глубокое изучение зарубежного и отечественного опыта, а также физико-механических и эксплуатационных свойств полиэтилена, убедило нас, что указанный запрет не имеет под собой оснований и базируется скорее на предубеждении, чем на здравом смысле. А здравый смысл подсказывал, что именно полиэтиленовые трубы могут устранить проблему деформации и порывов стальных газопроводов  над горными выработками. Но это еще нужно было доказать тем вышестоящим инстанциям, которые могли санкционировать соответствующее строительство. 

В результате, после неоднократных попыток,   удалось получить разрешения Госстроя Украины (№5/7-701 от 08.10.2003 г.) и Госнадзорохрантруда Украины  (№07-01-06/5191 от 17.10.2003)   на проектирование и строительство экспериментального газопровода среднего давления из полиэтиленовых труб диаметром 110 мм на подрабатываемой территории в одном из районов города Макеевки. Почему было решено строить именно в Макеевке? Еще в средине  прошлого века здесь были построены первые распределительные газопроводы, по которым в дома ее жителей пришел коксовый газ, а теперь по ним же подается  природный газ. И можно представить каково их техническое состояние. Теперь к их коррозионному разрушению  добавилась потенциальная угроза порывов  из-за смещения грунта. 

Правда, получению названного разрешения способствовал и «подоспевший»  социальный фактор – нужно было срочно создавать новые рабочие места для шахтеров закрывающихся  шахт. Но, так или иначе, а в 2004 году полиэтиленовый газопровод общей протяженностью 4,54 км был построен. 

После окончания строительства  за его техническим состоянием на протяжении ряда лет вел непрерывные инструментальные наблюдения Украинский  государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского  дела  Национальной академии наук Украины (УкрНИМИ НАНУ). Уже к концу 2004 года были получены первые результаты эксперимента, которые подтвердили  наши ожидания. На основе этих данных указанный институт  выдал глубоко аргументированную рекомендацию  применения полиэтиленовых труб при строительстве газопроводов в районах горных подработок. 

С тех пор по настоящее время на этом газопроводе не отмечено ни единого случая порыва! Тогда как за этот же период местные газовики вынуждены были ежегодно устанавливать или менять на стальных газопроводах десятки резинотканевых компенсаторов. 

Но еще долгие годы этот газопровод из полимерных труб по-прежнему имел статус экспериментального. И хотя его строительство задумывалось с целью  получения исчерпывающей информации о целесообразности строительства полиэтиленовых газопроводов над горными подработками,  вплоть до 2009 года  результаты этих исследований не были воплощены в отечественных ДБН.  

 
История преодоления 

Казалось бы, после макеевского эксперимента необходимость изменения существующих в Украине ДБН стала вполне очевидной и это вот-вот произойдет.   Но так мог подумать лишь тот, кто не посвящен в премудрости украинской бюрократической кухни. Хотя относящееся к тому времени решение научно-технического совета Госстроя Украины и было достаточно обнадеживающим: «…Згідно з рішенням науково-технічної ради Держбуду України (протокол №33 від 09.07.2004 р.) при перегляді (соответствующей нормативной базы – авт.) планується на основі закордонного досвіду... розширити можливість застосування   поліетиленових газопроводів на підроблюваних територіях...».          

Намерения были, ничего не скажешь, вполне обнадеживающие. Но спустя еще 5 лет они так и оставались на бумаге.  В немалой степени потому, что в это же решение был вмонтирован своеобразный  „тормоз”  реализации  указанных благих намерений. А именно:  «...Зміни та доповнення до нормативних документів здійснюються базовою організацією ...ВАТ „УкрНДІінжпроект». Тем самым государственные чиновники переадресовали ответственность за принятие соответствующих решений негосударственному акционерному обществу.         

То, что происходило вокруг обсуждаемой проблемы в последующее время, вызывает, по меньшей мере, удивление. Чтобы в этом убедиться, достаточно познакомиться с хронологией   наших обращений в Госстрой Украины и содержанием ответов на наши инициативы. В сжатом виде история вопроса выглядит следующим образом.         

Основываясь на заключении УкрНИМИ НАНУ по макеевскому газопроводу, «Донецкоблгаз»  в начале февраля 2005 года обратился в Государственный комитет Украины по строительству и архитектуре  с предложением внести изменения в «Державні будівельні норми» ДБН В.2.5-20-2001 „Газопостачання”, а также в „Правила безпеки систем газопостачання України”. Это означало бы получение разрешения на проектирование и промышленное строительство полиэтиленовых газопроводов в районах горных подработок. Однако ответа на это обращение мы не получили.         

Поэтому в октябре 2006 года с таким же письмом мы обратились в Министерство строительства, архитектуры и жилищно-коммунального хозяйства Украины. И хотя нам стало известно, что после этого Министерство обратилось в  «УкрНИИинжпроект»  с поручением  рассмотреть затронутые в нашем письме предложения,  «для верности»  мы и сами направили в указанный институт результаты измерения деформаций и смещений на экспериментальном газопроводе,  выполненные  УкрНИМИ НАНУ.         

Неизвестно где, кто и как рассматривал наши предложения, но на исходе 2006 года из названного Министерства  нам сообщили, что «…Згідно з вимогами п. 10.1 ДБН В.2.5.-20-2001 „Газопостачання”....для газопостачання повинні застосовуватися тільки сталеві труби». В этой типичной бюрократической отписке не было ни единого слова ни о рекомендациях УкрНИМИ НАНУ, ни о выводах   «УкрНИИинжпроект», если таковые вообще  имели место.         

Поэтому в начале 2007 года мы снова обратились в Министерство регионального развития и строительства Украины с подробным обоснованием наших предложений, ссылаясь  как на экспериментальные исследования УкрНИМИ НАНУ, так и на зарубежный опыт строительства полиэтиленовых газопроводов над горными выработками. Более того, рекомендовали рассмотреть наши предложения на научно-техническом совете Министерства с участием компетентных и заинтересованных сторон. В итоге Министерство предложило нам… снова обратиться с нашими материалами и наработками в тот же «УкрНИИинжпроект».         

Это уже выглядело как откровенное издевательство. В самом деле, после трехлетних мытарств, нам фактически предлагалось начать очередной бесплодный виток обращений и отписок, начав все «с нуля».  Фактически такой ответ ставил точку на наших попытках имплементации результатов эксперимента в отечественную нормативную базу. Такова хронология абсурда  в  устремлениях «Донецкоблгаза» добиться  решения проблемы общегосударственного значения.         

Поэтому, когда возникла потребность строить  на севере Донецкой области полиэтиленовый газопровод высокого давления, то и это строительство было разрешено как экспериментальное. Хотя в том же решении НТС Госстроя Украины от 09.07.2004 г. планировалось при пересмотре существующих норм «…на основі закордонного досвіду розглянути можливість застосування поліетиленових труб в системах газопостачання робочим тиском до 1,2 МПа”.  Нужно ли говорить,  что и это намерение долгие годы оставалось лишь на бумаге. Правда, в 2005 году названное экспериментальное строительство все же началось.         

И лишь очередное  наше обращение в Министерство регионального развития и строительства Украины увенчалось успехом. Его Приказом № 697 от 29.12.2009 г.  утверждены и с 1 августа 2010 года вступили в силу новые «Державні будівельні норми України» ДБН В.2.5 -41:2009, которые полностью  (!)  учитывают наши предложения. Теперь в Украине разрешены промышленное строительство полиэтиленовых газопроводов на подработанных территориях и на давление до 1,0 МПа, а также реновация отработавших свой ресурс стальных газопроводов путем протягивания внутрь них полиэтиленовых труб. 

Первые  победы (эпилог) 

Север Славянского района Донецкой области является одной из наиболее социально значимых территорий Донбасса – как место массового отдыха и оздоровления трудящихся, сосредоточения санаториев, пансионатов, детских оздоровительных комплексов. Его привлекательность определяется естественными лесами в пойме Северского Донца, уникальными лечебными грязями «Славкурорта», Национальным парком «Святые горы», и, наконец, местонахождением Святогорской Лавры. Это и послужило главным мотивом усиления темпов газификации этой территории.         

Но для подачи сюда газа   требовалось построить газопровод от ГРС  «Укртрансгаза» в селе Новониколаевка, расположенном на расстоянии около 24 км от Святогорска.  Нужно сказать, что еще в конце 90-х годов прошлого века был выполнен проект и даже начато строительство этого газопровода, но с использованием стальных труб. Однако, из-за непомерного возрастания стоимости проекта, он так и не был реализован.         

Более реалистичным оказался проект (выполненный  ОАО «УкрНИИинжпроект») строительства этого газопровода из полиэтиленовых труб, но с транспортировкой газа под высоким давлением. Инициатива этого строительства принадлежит научно-техническому совету ОАО «Донецкоблгаз».  С нашей подачи  НАК «Нафтогаз Украины»  и Госстрой Украины  поручили ОАО «Донецкоблгаз» построить  там газопровод, но, как уже отмечалось, тоже в статусе экспериментального.      

Строило его РСУ «Газ-Сервис», входящее в структуру  ОАО «Донецкоблгаз», при участии Славянского и Краматорского Управлений по газоснабжению и газификации. Причем, полностью из полиэтиленовых труб производства Рубежанского трубного завода Группы ПОЛИПЛАСТИК. Однако, из-за перебоев в финансировании и чрезмерно забюрократизированной системы согласований,   строительство затянулось на долгие 5 лет. Но, в конечном счете, 8 октября 2010 года в  Святогорске, на берегу Северского Донца, напротив расположенной на противоположном берегу  Святогоской Лавры, состоялся торжественный пуск этого, первого в Украине, полиэтиленового газопровода высокого давления.  Уместно отметить, что при общей стоимости  данного строительства 30 млн. грн., экономический эффект от применения полиэтиленовых труб вместо стальных составил 11 млн. грн.         

Практически за последний год  на севере Донецкой области нами завершено строительство еще одной нитки полиэтиленового газопровода высокого давления, протяженностью свыше 20 км, и тоже из труб производства Группы ПОЛИПЛАСТИК. Его торжественное открытие состоялось 27 ноября 2010 года в с. Сергеевка, Славянского района. Проектирование и строительство этого газопровода осуществлено нашим РСУ «Газ-Сервис» при участии Славянского, Краматорского, Константиновского, Дружковского и Артемовского Управлений по газоснабжению и газификации. Здесь экономический эффект от выбора полиэтиленовых труб вместо стальных составил 17,8 млн грн.         

В заключение следует отметить, что теперь, когда Украина располагает высококачественными полиэтиленовыми трубами отечественного производства и усовершенствованной нормативно-правовой базой, открываются неограниченные перспективы постепенной замены стальных труб  полиэтиленовыми – как при строительстве, так при реконструкции газораспределительных сетей.         

Если согласиться с определением термина «инновации» как способа «перегнать, не догоняя», то  указанная замена и есть инновационное решение, которое, в силу уникальных свойств полиэтилена, позволяет  избавиться и от дорогостоящих мер компенсации смещений грунта, и от энергоемких систем электрохимической защиты, и от необходимости антикоррозионных покрытий и т.п. И все это при одновременном снижении стоимости и сокращении сроков строительства, повышении периода эксплуатации газопроводов.         

Однако, еще предстоит преодолеть ошибочное, но устоявшееся предубеждение в якобы более высокой надежности стальных труб, внедрить в массовое сознание проектировщиков, строителей, эксплуатационников понимание того, что в сложившихся условиях альтернативы замене стальных труб  полиэтиленовыми  просто не существует. 

Экспериментальный газопровод высокого давления.

Визитная карточка проекта 

Строительство экспериментального газопровода высокого давления (до 1,0 МПа) из полиэтиленовых труб для газификации Святогорска и населенных пунктов в северной части Донецкой области выполнено на основании  поручения НАК «Нафтогаз Украины» (№ 48 от 09.06.2004 г.) и решения научно-технического совета Госстроя Украины (№ 33 от 09.07.2004 г.). 

Генеральный подрядчик – РСУ «Газ–Сервис», входящее в структуру ОАО «Донецкоблгаз». Также в строительстве газопровода принимали участие Славянское и Краматорское Управления по газоснабжению и газификации. 

Надзор за строительством осуществляли ОАО «УкрНИИинжпороект», Институт электросварки НАН Украины им. Е.О. Патона, ОАО «Макеевкагаз», Славянское управление по газоснабжению и газификации, лаборатория по качеству сварных соединений ОАО «Донецкоблгаз». Техническое обследование состояния строящегося газопровода велось экспериментально-техническим центром Госпромнадзора Украины по нефтегазовой отрасти г. Днепропетровска, соответствие качества трубы требованиям ТУ контролировал Донецкий НИИ пластмасс. 

Общая протяженность газопровода от ГРС  магистрального газопровода «Укртрансгаз» от Новониколаевки до  Святогорска – 23 638 м.  Газопровод состоит из двух частей. 

Первая часть – экспериментальный газопровод высокого давления (РР = 1,0 МПа) протяженностью 16 700 м из полиэтиленовых труб диаметром 250  и 315 мм SDR 11 – от ГРС в селе Новониколаевка до главного газорегуляторного пункта (блочного типа) в селе Богородичное. На экспериментальном участке трассы кроме основного газопровода построены две обводные линии из полиэтиленовых труб диаметрами 110 и 315 мм, предназначенные для проведения научно-исследовательских работ  в процессе эксплуатации газопровода высокого давления. Специально для этого объекта Рубежанским трубным заводом (Группа ПОЛИПЛАСТИК) по заказу ОАО «Донецкоблгаз» были произведены трубы из полиэтилена ПЭ 100 SDR 11. На  строительную площадку они поставлялись в отрезках длиной 15 м. 

Вторая часть – газопровод среднего давления (РР = 0,3 МПа) протяженностью 6 938 м из полиэтиленовых труб диаметром 160 и 250 мм также производства Рубежанского трубного завода. Магистраль проложена от газорегуляторного пункта в селе  Богородичное до Святогорска. 

Прокладка трубопровода осуществлялась обычным траншейным методом. Трубы укладывались на глубину 1,2 м. 

Соединение отрезков труб выполнялось современным сварочным оборудованием. Стыковая сварка осуществлялась полностью автоматизированными стыковыми аппаратами компании Georg Fischer (Швейцария), терморезисторая сварка – аппаратами компании  FRIATEC Германия). 

Также в технопарк объекта вошли современные трубоукладчик, экскаватор, грейдер. 

Благодаря высокотехнологичному оборудованию и наукоемкой технике все работы на объекте выполнял небольшой, но высококвалифицированный коллектив. Общая численность работавших на строительстве газопровода – 15 человек. 

В настоящее время продолжаются работы по развитию объекта. РСУ «Газ-сервис» выполняет проекты ответвлений от экспериментального газопровода к Святогорску на следующие населенные пункты: 

● село Крестище    полиэтиленовый трубопровод диаметром 160 мм протяженностью - 3,2 км. 

● село Никольское –  полиэтиленовая труба диаметром 110 мм протяженностью 0,65 км. 

● село Адамовка –  полиэтиленовый трубопровод  90 мм протяженностью - 0,83 км.

 

 

 Автор: Николай МАСС, председатель правления ОАО «Донецкоблгаз», кандидат наук государственного управления 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА