ГЭСН 12-01-081-04: Испытание криогенных трубопроводов на течи

Введение

Норма ГЭСН 12-01-081-04 является частью Государственных элементных сметных норм на монтаж оборудования (ГЭСНм) Сборника 12 "Технологические трубопроводы" . Она регламентирует затраты на выполнение высокоспециализированных работ по испытанию криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией. Основное назначение данной нормы – определение ресурсов, необходимых для поиска внутренних течей в таких трубопроводах, имеющих номинальный диаметр внутренних и наружных труб 70х150 мм.

Криогенные трубопроводы с экранно-вакуумной изоляцией (ЭВИ) представляют собой сложные конструкции, состоящие из внутренней трубы для транспортировки криогенного продукта и внешнего кожуха, между которыми создается глубокий вакуум и размещаются теплоотражающие экраны . Эта изоляция минимизирует теплопритоки, обеспечивая поддержание сверхнизких температур. Поиск внутренних течей в таких системах – это критически важная процедура, направленная на выявление дефектов герметичности внутренней трубы, которые могут привести к попаданию криогенного продукта в вакуумную полость или, наоборот, к нарушению вакуума из-за проникновения атмосферных газов . Нарушение герметичности существенно снижает эффективность изоляции и может создать аварийные ситуации.

Единицей измерения для данной нормы является 10 метров длины трубопровода, что подчеркивает ее применимость к линейным участкам .

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 12-01-081-04 охватывает комплекс операций, необходимых для проведения испытаний на герметичность внутренней трубы криогенного трубопровода с экранно-вакуумной изоляцией методом поиска внутренних течей. Хотя детальный состав работ не всегда явно прописывается в самой норме, исходя из технологических требований к испытаниям криогенных систем, можно выделить следующие ключевые этапы :

1. Подготовка участка трубопровода к испытанию: Включает в себя изоляцию тестируемого участка, установку заглушек, подключение необходимого оборудования (вакуумных агрегатов, течеискателей, систем подачи пробного газа). Важно обеспечить чистоту внутренних полостей и отсутствие посторонних включений.
2. Вакуумирование межтрубного (изоляционного) пространства: С помощью вакуумных агрегатов производится откачка воздуха и других газов из вакуумной полости между внутренней и наружной трубами до достижения требуемого уровня вакуума. Это необходимо для создания условий, при которых пробный газ (гелий) сможет эффективно проникать через микротечи и быть обнаруженным .
3. Подача пробного газа (гелия) во внутреннюю трубу: Гелий, обладающий высокой проникающей способностью и химической инертностью, подается во внутреннюю полость трубопровода под давлением . Его малый атомный размер позволяет ему проникать даже через мельчайшие дефекты в стенках трубы .
4. Поиск и локализация течей с использованием гелиевого течеискателя: Специализированные гелиевые масс-спектрометрические течеискатели подключаются к вакуумной полости трубопровода. Они регистрируют наличие атомов гелия, просочившихся из внутренней трубы через дефекты. Методы поиска могут включать обдув (снаружи, если доступно), метод щупа (для точной локализации) или метод накопления . Течеискатель фиксирует даже минимальные концентрации гелия, указывая на место утечки .
5. Анализ результатов и документирование: По результатам испытаний составляется подробный отчет с указанием обнаруженных течей, их местоположения и величины. Это является основой для принятия решений о ремонте или дальнейшей эксплуатации трубопровода .
6. Дегазация и продувка: После завершения испытаний производится удаление гелия и других газов из системы, а также продувка трубопровода для подготовки к дальнейшим работам или эксплуатации.

Материалы и ресурсы

В норме ГЭСН 12-01-081-04 учтены следующие основные материалы и ресурсы, необходимые для проведения испытаний:

• Средний разряд работы 4,0: Указывает на квалификацию рабочих, выполняющих работы. Для таких специализированных испытаний требуется персонал с высокой квалификацией и опытом работы с криогенным оборудованием и вакуумными системами.
• Вакуумагрегаты для контроля сварных соединений с предельным давлением 6x10 МПа: Это ключевое оборудование, предназначенное для создания и поддержания глубокого вакуума в межтрубном пространстве, а также для подключения к гелиевому течеискателю. Их наличие критически важно для эффективного проведения испытаний .
• Спирт этиловый ректификованный технический, сорт I (0.1 кг): Используется для очистки поверхностей и оборудования, обезжиривания перед вакуумированием, что обеспечивает более точные результаты испытаний на герметичность.
• Азот жидкий технический (0.008 т): Может применяться для предварительной продувки системы, охлаждения или создания инертной среды, а также для регенерации адсорбционных секций, если это предусмотрено технологией .
• Гелий (0.387 м3): Является основным пробным газом для поиска течей. Его уникальные свойства (малый размер атомов, инертность) делают его идеальным для обнаружения даже микроскопических утечек в вакуумных системах .
• Масло вакуумное (0.028 кг): Используется для обеспечения работы вакуумных насосов, входящих в состав вакуумных агрегатов, поддержания их герметичности и эффективности.
• Трубки резиновые вакуумные (0.025 кг): Необходимы для подключения вакуумных агрегатов и течеискателей к испытуемому трубопроводу, обеспечивая герметичность соединений в условиях вакуума.
• Миткаль суровый, ширина 920 мм, поверхностная плотность 70 г/м2 (0.014 10 м): Может использоваться для протирки, очистки поверхностей или в качестве вспомогательного материала при подготовке к испытаниям.

Трудозатраты и время выполнения

Согласно входным данным, трудозатраты по норме ГЭСН 12-01-081-04 составляют 10 человеко-часов (чел.-ч) на 10 метров трубопровода при среднем разряде работы 4,0. Это означает, что для выполнения работ по испытанию 10 метров криогенного трубопровода требуется 10 часов работы специалиста 4-го разряда или эквивалентной бригады. Например, бригада из двух рабочих 4-го разряда выполнит работу на 10 метрах за 5 часов.

Требования к квалификации

Работы по испытанию криогенных трубопроводов на герметичность требуют высокой квалификации персонала. Специалисты должны обладать глубокими знаниями в области криогенной техники, вакуумных технологий, методов неразрушающего контроля, а также иметь опыт работы с гелиевыми течеискателями и вакуумным оборудованием. Важно строго соблюдать правила техники безопасности при работе с криогенными жидкостями и высоким вакуумом.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения нормы ГЭСН 12-01-081-04 в сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определить общую длину криогенного трубопровода, подлежащего испытанию на внутренние течи. Длина измеряется в метрах.
2. Разделить общую длину на единицу измерения нормы (10 м), чтобы получить количество единиц измерения, на которые будет умножаться норма.

• Пример: Если длина трубопровода составляет 150 метров, то количество единиц измерения = 150 м / 10 м = 15 единиц.

3. Умножить нормативные показатели (трудозатраты, расход материалов, машино-часы оборудования) на полученное количество единиц измерения.

• Пример: Трудозатраты: 10 чел.-ч/10 м * 15 единиц = 150 чел.-ч.
• Пример: Расход гелия: 0.387 м3/10 м * 15 единиц = 5.805 м3.

4. Применить необходимые коэффициенты, если это предусмотрено проектной документацией или общими положениями к сборникам ГЭСН (например, коэффициенты на стесненные условия, работу в зимнее время и т.д.). Важно убедиться, что применение коэффициентов обосновано и соответствует действующим методическим указаниям.
5. Рассчитать прямые затраты, включающие оплату труда рабочих, стоимость материалов и эксплуатацию машин и механизмов, на основе полученных ресурсных показателей и текущих цен.
6. Добавить накладные расходы и сметную прибыль в соответствии с действующими нормативами и методиками.

Примеры использования

Пример 1: Испытание нового участка трубопровода

Проект предусматривает монтаж нового криогенного трубопровода с ЭВИ длиной 200 м (70х150 мм). После монтажа необходимо провести испытание на поиск внутренних течей.

• Расчет: Количество единиц измерения = 200 м / 10 м = 20 единиц.
• Трудозатраты: 10 чел.-ч/10 м * 20 = 200 чел.-ч.
• Расход гелия: 0.387 м3/10 м * 20 = 7.74 м3.
• Аналогично рассчитываются все остальные ресурсы.

Пример 2: Дополнительное испытание после ремонта

На существующем криогенном трубопроводе длиной 50 м (70х150 мм) был проведен ремонт внутренней трубы. Требуется провести повторное испытание на поиск внутренних течей на этом участке.

• Расчет: Количество единиц измерения = 50 м / 10 м = 5 единиц.
• Трудозатраты: 10 чел.-ч/10 м * 5 = 50 чел.-ч.
• Расход гелия: 0.387 м3/10 м * 5 = 1.935 м3.
• Аналогично рассчитываются все остальные ресурсы.

Особенности и ограничения

• Специфика объекта: Норма применяется исключительно для криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией и конкретными номинальными диаметрами 70х150 мм. Для других диаметров или типов изоляции следует применять соответствующие нормы .
• Тип испытания: Норма охватывает только поиск внутренних течей. Это означает, что пробный газ подается во внутреннюю трубу, а течеискатель контролирует вакуумную полость. Для других видов испытаний (например, проверка герметичности вакуумной полости или регенерация адсорбционных секций) существуют отдельные нормы, такие как Испытание трубопровода криогенного с экранно-вакуумной изоляцией - проверка герметичности вакуумной полости или Испытание трубопровода криогенного с экранно-вакуумной изоляцией - регенерация адсорбционных секций .
• Комплексность работ: Норма учитывает полный комплекс работ по поиску течей, включая подготовку, вакуумирование, подачу гелия и обнаружение. Однако, работы по устранению обнаруженных течей, демонтажу/монтажу изоляции или ремонту трубопровода не входят в данную норму и должны быть учтены по другим соответствующим ГЭСН.
• Условия проведения: Испытания криогенных трубопроводов требуют стабильных температурных условий и отсутствия внешних помех, которые могут повлиять на точность показаний течеискателя. Условия окружающей среды (температура, влажность) могут влиять на процесс вакуумирования и чувствительность оборудования .

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение единицы измерения: Одна из наиболее частых ошибок – применение нормы на 1 метр вместо 10 метров. Всегда проверяйте единицу измерения, указанную в норме (в данном случае – 10 м) .

• Как избежать: Внимательно читайте техническую часть и общие положения к сборнику ГЭСНм 12. Используйте программное обеспечение, которое автоматически учитывает единицы измерения.

2. Неучет специфики криогенных систем: Попытка применить общие нормы для испытаний трубопроводов к криогенным системам. Криогенные трубопроводы с ЭВИ требуют специализированных методов и оборудования, учтенных именно в данной норме .

• Как избежать: Всегда используйте нормы, разработанные специально для криогенного оборудования и технологий, такие как ГЭСНм 12-01-081.

3. Игнорирование сопутствующих работ: Норма 12-01-081-04 покрывает только поиск течей. Работы по устранению течей, восстановлению изоляции, повторному вакуумированию или регенерации адсорбента должны быть учтены отдельно по соответствующим нормам .

• Как избежать: Детально изучайте проектную документацию и технологические карты. Составляйте полный перечень работ, а затем подбирайте соответствующие нормы для каждого этапа.

4. Неправильное применение коэффициентов: Применение повышающих или понижающих коэффициентов без достаточного обоснования или к тем видам работ, к которым они не применимы. Например, коэффициенты на стесненные условия или работу в зимнее время должны быть обоснованы проектом или условиями производства работ .

• Как избежать: Руководствуйтесь общими положениями к сборникам ГЭСН и методическими указаниями по применению сметных норм. Всегда имейте документальное подтверждение для применения коэффициентов.

5. Использование устаревшей нормативной базы: Сметные нормы регулярно обновляются. Использование устаревших редакций может привести к некорректным расчетам .

• Как избежать: Всегда используйте актуальную редакцию ГЭСНм (например, ГЭСНм 81-03-12-2022) .

Практические советы

• Детальное планирование: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите проектную документацию, технологические карты и требования к испытаниям криогенных трубопроводов. Определите точную длину участков, подлежащих испытанию.
• Взаимодействие с техническими специалистами: Консультируйтесь с инженерами-технологами, занимающимися криогенными системами, чтобы лучше понять специфику работ и возможные нюансы, не отраженные явно в норме.
• Учет специфики гелиевого течеискания: Помните, что гелиевое течеискание – это высокоточный метод, требующий чистоты системы, стабильного вакуума и квалифицированного персонала. Убедитесь, что все эти аспекты учтены в общем плане работ.
• Документирование: Ведите подробную документацию по всем этапам испытаний, включая результаты течеискания, использованные материалы и оборудование. Это поможет при проверке смет и в случае возникновения спорных вопросов.
• Безопасность: Особое внимание уделяйте требованиям безопасности при работе с криогенными жидкостями и высоким давлением. Хотя норма не описывает напрямую меры безопасности, они являются неотъемлемой частью выполнения таких работ.

Связанные нормы

При работе с криогенными трубопроводами и их испытаниями могут быть применимы или связаны следующие нормы:

• Испытание трубопровода криогенного с экранно-вакуумной изоляцией - поиск внутренних течей, номинальный диаметр внутренних и наружных труб: → 20х100 мм (и другие подпункты 12-01-081 для различных диаметров) .
• Испытание трубопровода криогенного с экранно-вакуумной изоляцией - регенерация адсорбционных секций: Применяется для восстановления поглощающей способности адсорбционных секций, которые используются для поддержания вакуума в изоляционном пространстве .
• Испытание трубопровода криогенного с экранно-вакуумной изоляцией - вакуумирование для сдачи секции по натеканию: Используется для проверки общей герметичности вакуумной полости путем измерения скорости натекания газов .
• Нормы на монтаж криогенных трубопроводов, например, из того же Сборника 12 ГЭСНм, которые предшествуют испытаниям на герметичность.
• Общие нормы на пусконаладочные работы, если испытания являются частью более широкого комплекса пусконаладочных работ криогенной установки.

Контрольные моменты

• Соответствие проекту: Убедитесь, что объем и методы испытаний, учтенные в смете, полностью соответствуют требованиям проектной документации и техническим условиям.
• Качество оборудования: Проверьте наличие и работоспособность специализированного оборудования, такого как гелиевые течеискатели и вакуумные агрегаты, а также их соответствие требуемым параметрам (например, предельное давление вакуумагрегатов).
• Квалификация персонала: Подтвердите наличие у исполнителей работ необходимой квалификации и допусков для работы с криогенными системами и проведения испытаний на герметичность.
• Документация испытаний: Требуйте предоставления актов и протоколов испытаний, подтверждающих выполнение работ и достижение требуемых показателей герметичности. Эти документы являются основанием для закрытия объемов работ по смете.
• Учет всех ресурсов: Проверьте, что в смете учтены все необходимые материалы и ресурсы, включая те, которые могут быть не столь очевидны, но критически важны для выполнения работ (например, спирт для очистки, вакуумное масло для оборудования).