ГЭСН 12-01-078-05: Испытание криогенных трубопроводов

Введение: Назначение и область применения нормы ГЭСН 12-01-078-05

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 12-01-078-05 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по испытанию криогенных трубопроводов. Эта норма охватывает специфический и высокотехнологичный процесс – испытание на герметичность трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией с помощью щупа течеискателя. Объектом применения нормы являются трубопроводы с номинальным диаметром внутренних и наружных труб 100х200 мм. Единицей измерения, на которую рассчитаны все ресурсные показатели нормы, является 10 метров длины трубопровода.

Криогенные трубопроводы используются для транспортировки сжиженных газов, таких как азот, кислород, аргон, водород, гелий, при экстремально низких температурах. Их конструкция включает внутреннюю трубу для криогенного продукта и внешний кожух, между которыми создается глубокий вакуум, часто дополненный многослойной экранной изоляцией. Эта экранно-вакуумная изоляция (ЭВИ) минимизирует теплопритоки из окружающей среды, предотвращая испарение криогенного продукта и обеспечивая его эффективную транспортировку. Нарушение герметичности такой изоляции или внутренней трубы может привести к значительным потерям продукта, снижению эффективности системы, а в случае работы с горючими или взрывоопасными газами – к серьезным авариям.

Именно поэтому испытание на герметичность является обязательным и одним из наиболее ответственных этапов при строительстве, монтаже и реконструкции криогенных систем. Норма ГЭСН 12-01-078-05 детализирует ресурсные затраты на проведение такого испытания с использованием высокочувствительного оборудования – щупового течеискателя, который, как правило, является частью масс-спектрометрического течеискателя.

Техническая информация: Состав работ, материалы и ресурсы, трудозатраты

Норма ГЭСН 12-01-078-05 учитывает полный комплекс работ, необходимых для проведения испытания криогенного трубопровода на герметичность методом щупа течеискателя. Этот метод является одним из наиболее точных и позволяет обнаруживать даже микроскопические утечки, что критически важно для криогенных систем.

Состав работ по норме

Процесс испытания, учтенный в данной норме, включает следующие основные этапы и операции:

1. Подготовительные работы:

• Осмотр и проверка участка трубопровода: Визуальный контроль целостности внутренней и наружной труб, сварных швов, фланцевых соединений и других элементов.
• Очистка и сушка: Тщательная очистка внутренних полостей трубопровода от загрязнений, влаги и остатков монтажных материалов. Это особенно важно для криогенных систем, так как любые примеси могут замерзнуть и вызвать закупорку или повреждение.
• Герметизация временных соединений: Установка заглушек, фланцев и других временных элементов для создания замкнутого контура испытаний. Все временные соединения должны быть герметичны, чтобы исключить ложные показания течеискателя.
• Подключение испытательного оборудования: Монтаж вакуумных агрегатов, компрессоров, масс-спектрометрического течеискателя и других необходимых приборов.

2. Создание вакуума в межтрубном пространстве (ЭВИ):

• Эвакуация межтрубного пространства: С помощью вакуумных агрегатов производится откачка воздуха из кольцевого (межтрубного) пространства, создавая глубокий вакуум, который является основой экранно-вакуумной изоляции.
• Контроль уровня вакуума: Постоянный мониторинг давления в межтрубном пространстве для достижения требуемого уровня вакуума, обеспечивающего эффективную изоляцию и чувствительность к течам.

3. Подача пробного газа (гелия):

• Заполнение внутренней трубы гелием: Во внутреннюю трубу трубопровода подается пробный газ – гелий. Гелий выбран благодаря своим уникальным свойствам: он инертен, нетоксичен, имеет малую молекулярную массу, что позволяет ему легко проникать через мельчайшие дефекты, и легко детектируется масс-спектрометрическими течеискателями.
• Поддержание давления гелия: Обеспечение стабильного давления гелия во внутренней трубе в течение определенного времени, необходимого для его проникновения через возможные дефекты.

4. Поиск и локализация утечек с помощью щупа течеискателя:

• Сканирование наружной поверхности: Оператор с помощью щупа течеискателя (зондового устройства, подключенного к масс-спектрометрическому течеискателю) последовательно сканирует наружную поверхность кожуха трубопровода, а также все сварные швы, фланцевые соединения и места ввода/вывода.
• Детектирование гелия: При наличии утечки гелий из внутренней трубы проникает через дефект в межтрубное пространство, а затем – в атмосферу. Щуп течеискателя улавливает даже минимальные концентрации гелия в воздухе, сигнализируя об утечке.
• Локализация дефектов: Точное определение места утечки по максимальному показанию течеискателя.

5. Документирование результатов:

• Фиксация обнаруженных дефектов: Отметка мест утечек, их характера и размеров.
• Составление актов и протоколов испытаний: Оформление всей необходимой документации, подтверждающей проведение испытаний и их результаты, в соответствии с нормативными требованиями (например, СНиП 3.05.04-85* и ГОСТ Р 54892-2012).

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 12-01-078-05 учитывает расход следующих материалов и ресурсов на 10 метров трубопровода:

• Спирт этиловый ректификованный технический, сорт I: 0.1 кг. Используется для обезжиривания и очистки поверхностей трубопровода и оборудования перед проведением испытаний, что обеспечивает чистоту вакуумной системы и точность измерений.
• Азот жидкий технический: 0.007 т. Применяется для продувки трубопровода перед вакуумированием, для создания инертной атмосферы, а также для охлаждения или поддержания температуры в процессе испытаний, если это требуется технологией.
• Гелий: 0.157 м3. Основной пробный газ для масс-спектрометрического течеискателя. Его уникальные свойства позволяют обнаруживать мельчайшие утечки.
• Масло вакуумное: 0.028 кг. Используется для обслуживания и заправки вакуумных насосов, входящих в состав вакуумных агрегатов, обеспечивая их эффективную работу и создание глубокого вакуума.
• Ленты полиэтиленовые с липким слоем, прозрачные, ширина 20 мм, толщина 0,08 мм: 0.166 кг. Применяются для временной герметизации небольших отверстий, щелей или соединений, а также для маркировки мест утечек.
• Трубки резиновые вакуумные: 0.035 кг. Используются для создания временных вакуумных соединений, подключения щупа течеискателя или других элементов к испытываемой системе.
• Миткаль суровый, ширина 920 мм, поверхностная плотность 70 г/м2: 0.014 10 м. Применяется для протирки, очистки поверхностей, а также для создания временных уплотнений или обертывания элементов.

Трудозатраты и время выполнения

Норма предусматривает 59.7 человеко-часов трудозатрат рабочих на каждые 10 метров испытуемого трубопровода. Средний разряд работы составляет 4.0. Это указывает на то, что для выполнения данных работ требуется высококвалифицированный персонал, обладающий специализированными знаниями и опытом в области криогенной техники, вакуумных технологий и методов неразрушающего контроля.

Трудозатраты включают время на:

• Подготовительные работы (осмотр, очистка, герметизация, подключение оборудования).
• Настройку и калибровку вакуумного и течеискательного оборудования.
• Непосредственное проведение испытаний (откачка вакуума, подача гелия, сканирование щупом).
• Локализацию и маркировку утечек.
• Демонтаж временных соединений и оборудования.
• Оформление технической и сметной документации.

Машины и оборудование

Для выполнения работ по данной норме предусмотрено использование следующего основного оборудования:

• Вакуумагрегаты для контроля сварных соединений с предельным давлением 6x10 МПа: 26 единиц. Эти агрегаты являются ключевыми для создания и поддержания необходимого глубокого вакуума в межтрубном пространстве криогенного трубопровода. Они также могут быть интегрированы с масс-спектрометрическими течеискателями для непосредственного анализа проб газа.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление 0,8 МПа (8 атм), производительность до 6,3 м3/мин: 2.32 единицы. Компрессоры используются для подачи сжатого воздуха или инертного газа (например, азота) для продувки трубопровода, создания избыточного давления при определенных этапах испытаний или для работы пневматического инструмента.

Требования к квалификации

Учитывая средний разряд работы 4.0, персонал, выполняющий испытания по данной норме, должен обладать следующими компетенциями:

• Глубокие знания в области криогенной техники, физики низких температур и свойств криогенных жидкостей и газов.
• Опыт работы с вакуумными системами и оборудованием, включая навыки создания и поддержания глубокого вакуума.
• Навыки работы с масс-спектрометрическими течеискателями и щуповыми зондами, включая их калибровку, настройку и интерпретацию показаний.
• Знание и строгое соблюдение правил техники безопасности при работе с криогенными жидкостями, газами под давлением и вакуумным оборудованием.
• Умение читать и интерпретировать проектную и техническую документацию, включая схемы трубопроводов и планы испытаний.
• Навыки оформления отчетной документации по результатам испытаний.

Практическое применение: Алгоритм расчета и особенности

Правильное применение нормы ГЭСН 12-01-078-05 в сметной документации требует понимания ее структуры и принципов расчета. ГЭСНы предоставляют нормативы расхода ресурсов, а не их стоимость в денежном выражении. Для получения сметной стоимости необходимо применить текущие цены на ресурсы и соответствующие индексы пересчета.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема работ:

• Из проектной документации или по факту измеряется общая длина криогенного трубопровода с экранно-вакуумной изоляцией, подлежащего испытанию по данной норме. Убедитесь, что диаметры труб соответствуют 100х200 мм.
• Полученная длина делится на единицу измерения нормы (10 м). Например, для трубопровода длиной 150 метров объем работ составит 150 м / 10 м = 15 единиц измерения.

2. Расчет потребности в ресурсах:

• Для каждого ресурса, указанного в норме (трудозатраты, машины, материалы), его нормативный расход умножается на определенный объем работ.
• Пример: Если норма расхода гелия составляет 0.157 м3 на 10 м, то для 150 м трубопровода потребуется 0.157 м3/10 м * 150 м = 2.355 м3 гелия.
• Аналогично рассчитываются трудозатраты: 59.7 чел.-ч/10 м * 150 м = 895.5 чел.-ч.
• Использование вакуумагрегатов: 26 ед./10 м * 150 м = 390 ед. (это может быть количество машино-часов или количество агрегатов, в зависимости от контекста сборника ГЭСН, но чаще всего это машино-часы).

3. Применение текущих цен и индексов:

• Полученные объемы ресурсов умножаются на их текущие сметные цены (ФССЦ, ФСЭМ, ФСБЦ и т.д.) или на базисные цены с применением соответствующих индексов пересчета в текущий уровень цен. Это позволяет получить сметную стоимость работ.

Примеры использования

Пример 1: Расчет для участка трубопровода 75 метров.

• Объем работ: 75 м / 10 м = 7.5 единиц измерения.
• Трудозатраты рабочих: 59.7 чел.-ч/10 м * 7.5 = 447.75 чел.-ч.
• Вакуумагрегаты: 26 ед./10 м * 7.5 = 195 ед.
• Компрессоры: 2.32 ед./10 м * 7.5 = 17.4 ед.
• Спирт этиловый: 0.1 кг/10 м * 7.5 = 0.75 кг.
• Азот жидкий: 0.007 т/10 м * 7.5 = 0.0525 т.
• Гелий: 0.157 м3/10 м * 7.5 = 1.1775 м3.
• И так далее для всех материалов.

Пример 2: Учет дополнительных факторов.

При составлении сметы важно учитывать, что ГЭСНы отражают усредненные условия производства работ. В зависимости от конкретных условий объекта (например, стесненные условия, работа в ночное время, особые требования к безопасности) могут применяться повышающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН или проектной документацией.

Особенности и ограничения

• Специфичность применения: Норма 12-01-078-05 строго предназначена для криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией и конкретным номинальным диаметром 100х200 мм. Ее применение для трубопроводов других типов (например, обычных технологических, водопроводных) или с другими видами изоляции (например, газонаполненной) будет некорректным.
• Метод испытания: Норма учитывает только испытание с помощью щупа течеискателя. Если проектом предусмотрен другой метод (например, гидравлический, пневматический, метод обдува или вакуумной камеры без щупа), необходимо использовать соответствующие нормы.
• Комплексность работ: Важно помнить, что данная норма охватывает только испытание на герметичность. Она не включает работы по монтажу самого трубопровода, его опор, арматуры, а также работы по ремонту обнаруженных дефектов. Эти работы должны быть учтены по другим соответствующим нормам.
• Подготовительные работы: Хотя норма включает подготовительные работы, их объем и сложность могут варьироваться. Сметчику следует внимательно изучать проект, чтобы убедиться, что все необходимые подготовительные мероприятия учтены либо в данной норме, либо в других разделах сметы.

Полезная информация: Типичные ошибки, советы и связанные нормы

Для эффективного применения ГЭСН 12-01-078-05 сметчикам необходимо быть осведомленными о потенциальных сложностях и распространенных ошибках, а также знать о связанных нормативных документах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное применение нормы по типу трубопровода: Самая частая ошибка – использование данной нормы для испытаний трубопроводов, не являющихся криогенными, или не имеющих экранно-вакуумной изоляции, или имеющих другие диаметры. Это приводит к некорректным расчетам ресурсов. Как избежать: Всегда сверяйтесь с проектной документацией и точным описанием нормы. Убедитесь, что тип трубопровода (криогенный), тип изоляции (экранно-вакуумная) и номинальные диаметры (100х200 мм) полностью соответствуют норме.

2. Игнорирование подготовительных работ: Некоторые сметчики могут недооценивать объем и сложность подготовительных работ (очистка, сушка, герметизация). Хотя норма их учитывает, в сложных случаях могут потребоваться дополнительные затраты, не учтенные в усредненных показателях. Как избежать: Внимательно изучайте технологические карты и условия производства работ на объекте. При необходимости, обосновывайте дополнительные затраты отдельными позициями сметы.

3. Неверный пересчет единицы измерения: Норма приведена на 10 метров. Ошибки в делении общей длины трубопровода на 10 могут привести к значительным искажениям в расчетах. Как избежать: Всегда четко фиксируйте общую длину трубопровода и делите ее на 10 для получения корректного количества единиц измерения нормы.

4. Неучет специфики криогенных систем: Криогенные системы требуют особого подхода из-за экстремально низких температур и работы с опасными газами. Недостаточное внимание к требованиям безопасности, квалификации персонала или специальному оборудованию может привести к недооценке рисков и затрат. Как избежать: Консультируйтесь с инженерами-технологами, специализирующимися на криогенной технике. Учитывайте требования ГОСТ Р 54892-2012 "Монтаж установок разделения воздуха и другого криогенного оборудования. Общие положения" и других отраслевых стандартов.

5. Отсутствие актов и протоколов испытаний: Неправильное или неполное оформление исполнительной документации может привести к проблемам при сдаче объекта. Как избежать: Заранее ознакомьтесь с требованиями к оформлению актов испытаний (например, по форме, приведенной в СНиП 3.05.03-85, приложение 2 или СНиП 3.05.04-85*).

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите проектную документацию, особенно разделы, касающиеся криогенных трубопроводов, их изоляции и методов испытаний. Это поможет точно определить применимость данной нормы.
• Взаимодействие с техническими специалистами: Регулярно консультируйтесь с инженерами, технологами и специалистами по неразрушающему контролю. Их знания помогут уточнить состав работ, особенности применения оборудования и возможные дополнительные затраты.
• Актуализация цен на ресурсы: Цены на материалы и оборудование, особенно на специализированные (как гелий, вакуумагрегаты), могут значительно меняться. Используйте только актуальные сметно-нормативные базы и индексы пересчета.
• Учет логистики и хранения: Криогенные газы и специализированное оборудование требуют особых условий транспортировки и хранения. Убедитесь, что эти затраты учтены в смете, если они не покрываются прямыми нормами.
• Планирование безопасности: Работы с криогенными системами и газами под давлением сопряжены с повышенным риском. В смете должны быть предусмотрены все необходимые мероприятия по охране труда и промышленной безопасности, включая средства индивидуальной защиты, обучение персонала и наличие аварийно-спасательных средств.

Связанные нормы

При работе с криогенными трубопроводами с экранно-вакуумной изоляцией могут быть применимы или являться альтернативой следующие нормы:

• ГЭСНм 12-01-077-05 – "Трубопровод криогенный с экранно-вакуумной изоляцией из нержавеющей стали на сварке, номинальный диаметр внутренних и наружных труб: 100х200 мм". Эта норма, вероятно, относится к монтажу (устройству) аналогичных криогенных трубопроводов с тем же номинальным диаметром. Она будет применяться до испытаний, описываемых в 12-01-078-05, для учета затрат на сборку и сварку самого трубопровода.
• ГЭСН 12-01-079-01 – "Испытание трубопровода криогенного гидравлическое". (Гипотетическая норма). Если проектом предусмотрено гидравлическое испытание криогенного трубопровода (например, на прочность перед испытанием на герметичность или для других диаметров), то будет применяться соответствующая норма для гидравлических испытаний. Гидравлические испытания часто являются предварительным этапом для проверки общей прочности системы.
• ГЭСНм 12-01-078-01 – "Испытание трубопровода криогенного с экранно-вакуумной изоляцией методом «Щупа", диаметр условный внутренних и наружных труб: 20х100 мм». Эта норма относится к тому же типу испытаний (методом "Щупа" для криогенного трубопровода с ЭВИ), но для другого диаметра (20х100 мм). Она будет применяться вместо 12-01-078-05, если объект испытаний имеет указанные в ней диаметры.

Контрольные моменты

• Соответствие проектной документации: Всегда проверяйте, что выбранная норма и объемы работ соответствуют утвержденному проекту. Любые отклонения должны быть обоснованы и согласованы.
• Качество оборудования и материалов: Убедитесь, что в смете учтены ресурсы требуемого качества. Использование некачественных материалов или неисправного оборудования может привести к некорректным результатам испытаний и дополнительным затратам на переделку.
• Квалификация персонала: Проверьте наличие у исполнителей необходимых допусков и сертификатов для работы с криогенным оборудованием и проведения испытаний на герметичность.
• Соблюдение технологии: Контролируйте соблюдение всех технологических этапов испытаний, описанных в нормативных документах и проектной документации.
• Ведение исполнительной документации: Тщательно ведите все журналы работ, акты скрытых работ, протоколы испытаний. Это является доказательством выполненных работ и их качества.

Заключение

ГЭСН 12-01-078-05 является важной нормой для точного сметного расчета работ по испытанию криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией. Ее правильное применение требует глубокого понимания как самой нормы, так и технологического процесса испытаний, а также специфики криогенной техники. Внимательное изучение состава работ, учет всех необходимых ресурсов, знание типичных ошибок и следование практическим советам позволят сметчикам формировать достоверные и обоснованные сметы, способствуя успешной реализации проектов по строительству и эксплуатации криогенных систем. Обеспечение герметичности таких трубопроводов – залог их безопасной и эффективной работы на протяжении всего срока службы.