ГЭСН 12-01-077-11: Монтаж криогенных трубопроводов

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 12-01-077-11 является ключевым документом для точного определения затрат на монтаж криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией из нержавеющей стали, выполненных на сварке. Данная норма применяется для трубопроводов с номинальным диаметром внутренних и наружных труб 500х650 мм.

Криогенные трубопроводы предназначены для транспортировки сжиженных газов (таких как водород, кислород, азот, гелий) при экстремально низких температурах, достигающих от -153°C до -269°C. Обеспечение минимальных теплопритоков извне является критически важным для поддержания продукта в сжиженном состоянии и минимизации потерь. Экранно-вакуумная изоляция, предусмотренная данной нормой, является наиболее эффективным методом теплозащиты, снижая теплопритоки в десятки и сотни раз по сравнению с традиционными видами изоляции.

Применение ГЭСН 12-01-077-11 позволяет сметчикам корректно рассчитать прямые затраты, включающие трудозатраты рабочих, время эксплуатации строительных машин и механизмов, а также расход необходимых материалов. Точное применение этой нормы обеспечивает достоверность сметной документации для высокотехнологичных и ответственных объектов.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 12-01-077-11 охватывает комплекс работ, необходимых для монтажа криогенного трубопровода с экранно-вакуумной изоляцией. Хотя детальный перечень операций для данной конкретной нормы не всегда приводится в открытых источниках, исходя из специфики криогенных систем и экранно-вакуумной изоляции, можно выделить следующие основные этапы и операции, учтенные в норме:

1. Подготовительные работы:

• Приемка и входной контроль секций трубопровода, арматуры и комплектующих на строительной площадке. Включает проверку соответствия проектной документации, комплектности, отсутствия видимых повреждений и дефектов, сохранности упаковки, окраски и консервации, а также наличия заглушек и пломб.
• Проверка наличия документации, подтверждающей проведение обезжиривания и испытаний на прочность и герметичность элементов трубопровода на заводе-изготовителе.
• Разгрузка, перемещение и складирование материалов и оборудования на приобъектном складе и до места монтажа.

2. Сборка и монтаж секций трубопровода:

• Монтаж секций трубопровода, выполненных по принципу "труба в трубе".
• Установка внутренней трубы на специальные теплоизолирующие опоры внутри наружного кожуха для предотвращения провисания и минимизации теплопритоков.
• Монтаж многослойной экранно-вакуумной изоляции в межтрубном пространстве.
• Установка внутренних и наружных сильфонных компенсаторов, предназначенных для компенсации температурных деформаций внутренней трубы, возникающих при воздействии криогенных температур.

3. Сварочные работы:

• Сварка стыков внутренних и наружных труб из нержавеющей стали. Для таких ответственных систем, как криогенные трубопроводы, обычно применяется аргонодуговая сварка (TIG) с использованием вольфрамовых электродов.
• Обеспечение защиты внутренней полости трубопровода инертным газом (аргоном или азотом) в процессе сварки для предотвращения окисления и обеспечения высокого качества сварных швов.
• Контроль качества сварных соединений, включая внешний осмотр, неразрушающие методы контроля (например, рентгенографический или ультразвуковой), а также обязательный контроль гелиевым течеискателем для обеспечения герметичности вакуумного пространства и внутренней трубы.

4. Монтаж криогенной арматуры:

• Установка криогенных вентилей, предохранительных клапанов и других элементов трубопроводной арматуры, предусмотренных проектом.

5. Создание и контроль вакуума:

• Откачка межтрубного пространства до достижения высокого вакуума (порядка 10^-1 - 10^-3 Па или 10^-6 мбар) с использованием специализированного вакуумного оборудования, такого как турбомолекулярные насосы и азотные ловушки.
• Контроль уровня вакуума и поддержание его на требуемом уровне.

6. Испытания и пусконаладочные работы:

• Проведение испытаний трубопровода на прочность и герметичность после монтажа.
• Проверка работоспособности всей системы в целом.

7. Защитные и окрасочные работы:

• Грунтовка и окраска наружных поверхностей трубопровода и его элементов, если это предусмотрено проектом, для защиты от коррозии и придания эстетического вида.

Материалы и ресурсы

Норма 12-01-077-11 учитывает расход следующих основных материалов и ресурсов на 100 м трубопровода:

• Материалы:

• Спирт этиловый ректификованный технический, сорт I: 22 кг

• Аргон газообразный, сорт I: 302.7 м3

• Ацетилен газообразный технический: 5.1 м3

• Кислород газообразный технический: 28.2 м3

• Углерод четыреххлористый: 0.36 кг

• Вольфрам: 0 кг (вероятно, учтен в электродах или как расходный материал)

• Пленка алюминированная: 5.9 кг

• Проволока сварочная без покрытия СВ-08Г2С, диаметр 2 мм: 135.1 кг

• Электроды вольфрамовые сварочные для сварки высоколегированных и тугоплавких сталей: 4 кг

• Миткаль суровый, ширина 920 мм, поверхностная плотность 70 г/м2: 5.5 10 м

• Поковки простые строительные (скобы, закрепы, хомуты), масса до 1,6 кг: 10 кг

• Грунтовка ГФ-021: 0.151 т

• Краска масляная МА-0115, охра: 19.3 кг

• Эмаль ХВ-110, цветная: 0.155 т

• Шпала из древесины хвойных пород, непропитанная, для железных дорог широкой колеи, тип I: 10 шт

• Машины и оборудование:

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 58.21 маш.-ч

• Лебедки электрические тяговым усилием 19,62 кН (2 т): 114.38 маш.-ч

• Тали электрические общего назначения, грузоподъемность 1 т: 59.4 маш.-ч

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 22.35 маш.-ч

• Аппараты сварочные для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 350 А: 1476.8 маш.-ч

• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление 0,8 МПа (8 атм), производительность до 6,3 м3/мин: 7.31 маш.-ч

Трудозатраты и время выполнения

Для выполнения работ, предусмотренных нормой ГЭСН 12-01-077-11, учтены значительные трудозатраты. Средний разряд работы составляет 4.0, а общие трудозатраты рабочих-строителей на 100 м трубопровода составляют 8350 чел.-ч. Это свидетельствует о высокой сложности и трудоемкости процесса монтажа криогенных трубопроводов, требующего высокой квалификации персонала.

Требования к квалификации

Монтаж криогенных трубопроводов является высокотехнологичным и ответственным процессом, требующим привлечения квалифицированных рабочих. Персонал, выполняющий такие работы, должен пройти соответствующую подготовку и инструктаж. Особые требования предъявляются к сварщикам, работающим с нержавеющей сталью для криогенных систем. Они должны быть аттестованы и иметь опыт работы с подобными материалами и технологиями, включая сварку в защитных газах и контроль качества сварных швов. Проектирование и монтаж криогенных трубопроводов должны осуществляться организациями, имеющими соответствующие квалификационные лицензии.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение ГЭСН 12-01-077-11 в сметной документации осуществляется по следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Измерьте общую длину криогенного трубопровода, подлежащего монтажу, в метрах согласно проектной документации. Учтите все прямые участки, а также развернутую длину компенсаторов и фасонных деталей.
2. Приведение к единице измерения нормы: Поскольку норма установлена на 100 м трубопровода, разделите общую длину трубопровода на 100, чтобы получить количество единиц измерения нормы.

• Пример: Если общая длина трубопровода составляет 750 м, то объем работ для сметы будет 750 м / 100 м = 7.5 единиц нормы.

3. Расчет прямых затрат: Умножьте количество единиц нормы на нормативные показатели по трудозатратам, расходу материалов и машино-часов, указанные в ГЭСН 12-01-077-11.

• Пример: Для 7.5 единиц нормы, трудозатраты составят 7.5 * 8350 чел.-ч = 62625 чел.-ч.
• Аналогично рассчитывается расход каждого материала и машино-часов.

4. Учет поправочных коэффициентов: При необходимости примените поправочные коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН или технической частью сборника 12, учитывающие специфические условия производства работ (например, стесненность, работу на высоте, особые климатические условия и т.д.).
5. Формирование сметы: Полученные ресурсные показатели используются для формирования локальной ресурсной ведомости, а затем для расчета сметной стоимости ресурсным методом, с учетом текущих цен на ресурсы и накладных расходов, и сметной прибыли.

Примеры использования

Норма ГЭСН 12-01-077-11 применяется при составлении смет на строительство или реконструкцию объектов, где требуется транспортировка криогенных жидкостей. Это могут быть:

• Промышленные предприятия: Заводы по производству технических газов, металлургические комбинаты, предприятия химической промышленности, где используются криогенные технологии.
• Научно-исследовательские комплексы: Лаборатории, испытательные стенды, ускорители частиц, требующие подачи жидкого азота, гелия или других криопродуктов.
• Медицинские учреждения: Криохранилища биоматериалов, центры криотерапии.
• Объекты космической и оборонной промышленности: Системы заправки ракетным топливом, испытательные полигоны.

Например, при строительстве нового цеха по сжижению природного газа, где необходимо проложить 1500 метров криогенного трубопровода диаметром 500х650 мм, сметчик будет использовать ГЭСН 12-01-077-11 для расчета основных монтажных затрат. Объем работ составит 15 единиц нормы (1500 м / 100 м).

Особенности и ограничения

• Специфический диаметр: Норма четко привязана к номинальному диаметру внутренних и наружных труб 500х650 мм. При отклонении от этих размеров потребуется применение других норм или разработка индивидуальных расценок.
• Материал – нержавеющая сталь: Учтены особенности работы с нержавеющей сталью, включая требования к сварке и обработке.
• Экранно-вакуумная изоляция: Норма включает полный комплекс работ по созданию и поддержанию экранно-вакуумной изоляции, что является сложным технологическим процессом.
• Сварка: Основной метод соединения – сварка, что подразумевает высокие требования к квалификации сварщиков и контролю качества швов.
• Комплексность: Норма учитывает полный комплекс работ по монтажу трубопровода, включая сборку, сварку, изоляцию, вакуумирование и испытания. Дополнительные работы, такие как земляные работы (например, рытье траншей для подземной прокладки), прокладка опор, антикоррозионная защита (если не учтена в норме), могут требовать применения других ГЭСН.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильная интерпретация состава работ: Ошибка заключается в добавлении в смету работ, которые уже учтены в норме, или, наоборот, в исключении необходимых работ. Например, попытка отдельно нормировать вакуумирование или испытания, которые уже включены в комплексную норму.

• Как избежать: Внимательно изучать техническую часть сборника ГЭСН 12 и общие положения к сборникам ГЭСНм, а также описание самой нормы. При возникновении сомнений обращаться к официальным разъяснениям или методическим рекомендациям.

2. Недооценка сложности сварки нержавеющей стали: Несоблюдение требований к сварке (например, отсутствие защиты внутренней полости инертным газом) может привести к дефектам швов, коррозии и, как следствие, к утечкам криопродукта.

• Как избежать: Строго следовать технологическим картам и ГОСТам (например, ГОСТ Р 71450-2024 , ГОСТ 14771-76 ) по сварке нержавеющей стали. Обеспечить квалификацию сварщиков и многоступенчатый контроль качества сварных соединений, включая неразрушающие методы и гелиевый течеискатель.

3. Игнорирование требований к вакууму: Недостаточная откачка межтрубного пространства или нарушение герметичности вакуумной рубашки приводит к увеличению теплопритоков и значительным потерям криогенного продукта.

• Как избежать: Тщательно контролировать процесс вакуумирования, использовать поверенное оборудование и проводить испытания на герметичность вакуумной изоляции.

4. Неправильный учет объемов: Ошибки в определении длины трубопровода или неверное применение коэффициентов пересчета на единицу измерения нормы.

• Как избежать: Основываться на точных проектных данных, использовать актуальные методики расчета объемов работ и перепроверять расчеты.

5. Применение нормы без учета специфики: Использование данной нормы для трубопроводов других диаметров, материалов или типов изоляции.

• Как избежать: Всегда проверять соответствие проектных решений области применения нормы. При необходимости использовать другие, более подходящие ГЭСН или разрабатывать индивидуальные расценки.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметного расчета тщательно изучите проектную документацию, включая аксонометрические схемы, спецификации оборудования и материалов, а также требования к монтажу и испытаниям криогенных систем.
• Контроль качества материалов: Убедитесь, что все поставляемые материалы и комплектующие соответствуют требованиям проекта и имеют необходимые сертификаты качества, особенно для нержавеющей стали и сварочных материалов.
• Специализированный персонал: Привлекайте к работам только высококвалифицированный персонал, имеющий опыт работы с криогенными системами и нержавеющей сталью.
• Строгий контроль сварки: Уделите особое внимание контролю качества сварных швов. Это включает визуальный осмотр, капиллярный или магнитопорошковый контроль, ультразвуковой или рентгенографический контроль, а также обязательный гелиевый течеискатель для проверки герметичности.
• Проверка вакуумной изоляции: После монтажа и вакуумирования обязательно проводите испытания на герметичность вакуумной рубашки и контролируйте стабильность вакуума в течение длительного времени.
• Учет сопутствующих работ: Не забывайте о нормировании сопутствующих работ, которые не входят в данную ГЭСН, но необходимы для полного цикла монтажа (например, земляные работы, устройство фундаментов под опоры, прокладка кабельных линий для систем контроля и автоматизации).

Связанные нормы

При составлении сметной документации на монтаж криогенных трубопроводов, помимо ГЭСН 12-01-077-11, могут потребоваться следующие нормы:

• ГЭСНм 81-03-12 "Технологические трубопроводы": Общий сборник норм на монтаж технологических трубопроводов, который может быть использован для нормирования отдельных операций или элементов, не учтенных в специфической норме 12-01-077-11, а также для определения затрат на перемещение материалов и оборудования.
• ГЭСН 81-02-01 "Земляные работы": Если монтаж трубопровода предполагает прокладку в траншеях, то для расчета затрат на разработку грунта, обратную засыпку и уплотнение потребуются нормы из этого сборника.
• ГЭСН 81-02-15 "Отделочные работы": Для нормирования окраски или других видов финишной обработки поверхностей, если они не учтены в основной норме.
• ГЭСН 81-02-09 "Строительные металлические конструкции": Для монтажа опорных конструкций, эстакад или других металлических элементов, на которых будет располагаться трубопровод.

Контрольные моменты

• Соответствие проекту: Все работы должны строго соответствовать проектной документации и требованиям ГОСТ Р 71450-2024 "Техника криогенная. Трубопроводы технологические стальные производств продуктов разделения воздуха. Общие технические требования".
• Качество сварки: Особое внимание к качеству сварных швов, так как они являются критически важными для герметичности и надежности криогенной системы. Применение неразрушающих методов контроля обязательно.
• Герметичность вакуумной изоляции: Проверка и поддержание высокого вакуума в межтрубном пространстве – залог эффективности экранно-вакуумной изоляции.
• Чистота: Соблюдение строгих требований к чистоте внутренних поверхностей трубопровода, особенно при работе с кислородом и другими чувствительными криопродуктами.
• Документация: Ведение всей необходимой исполнительной документации, включая акты скрытых работ, протоколы испытаний (на прочность, герметичность, вакуум), сертификаты на материалы и аттестацию персонала.

Заключение

ГЭСН 12-01-077-11 является незаменимым инструментом для сметчиков, работающих с проектами, включающими монтаж сложных криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией из нержавеющей стали. Понимание состава работ, требований к ресурсам и квалификации персонала, а также знание типичных ошибок и способов их предотвращения, позволяют значительно повысить точность и достоверность сметных расчетов. Применение данной нормы в совокупности с другими релевантными ГЭСН и строгим соблюдением технологических требований обеспечивает успешную реализацию проектов по созданию надежных и эффективных криогенных систем.