Rekordowy relining - renowacja rurociągu szlamowego w rejonie Żelaznego Mostu

Przewidziany do renowacji odcinek rurociągu o średnicy 813x16 służy do transportu wód nadosadowych ze zbiornika Żelazny Most do rzeki Odra. Wybudowany w latach 70-tych przebiega przez Osiedle Polanka w Polkowicach.

Trasa rurociągu biegnie przez obszar występowania szkód górniczych oraz licznych tąpnięć związanych z prowadzeniem eksploatacji górniczej na tym obszarze. Stanowiło to powód licznych awarii i w konsekwencji zalaniem dwóch obszarów.
Przedsiębiorstwo Budowy Kopalń PeBeKa SA przystępując do remontu rurociągu stalowego o średnicy 813x16 mm, w celu ograniczenia do minimum prac ziemnych ze względu na przebieg trasy rurociągu przez obszary zamieszkałe (domy, garaże, działki itp.), zdecydowało się na realizację zadania metodą reliningu długimi odcinkami. Polegał on na umieszczeniu we wnętrzu istniejącego przewodu rur typu PEHD o średnicy 710x40,2 mm SDR 17,6 produkcji KWH Pipe oraz wypełnienie pustki pomiędzy rurami mieszanką cementową. Zmniejszenie średnicy rurociągu nie spowodowało mniejszych przepływów ze względu na poprawę właściwości hydraulicznych przewodu.

Przygotowanie przewodu do renowacji

Realizację zadania rozpoczęto od oceny stanu technicznego istniejącego rurociągu. Do przebadania był rurociąg stalowy o łącznej długości 1220 m. Rurociąg został otwarty na końcach i podzielony na 3 odcinki po około 400 m każdy. Przed czyszczeniem rurociąg został skontrolowany wizualnie od wewnątrz. Stwierdzono, że górna powierzchnia rury nosi ślady bardzo mocnej inkrustacji - najgrubsze produkty miały grubość do 20 mm. W dolnym łuku stwierdzono duże partie osadu związanego z rurą. Po oględzinach wewnętrznych zaplanowano czyszczenie na sucho z wykorzystaniem skrobaków mechanicznych oraz gumowych czyszczaków. W początkowym etapie, za pomocą specjalnego samojezdnego wózka, została przeciągnięta stalowa lina. Urządzenie czyszczące było przeciągane przez rurę za pomocą windy typu Bagela 20T i Wamet 10T. W celu całkowitego usunięcia produktów inkrustacji konieczne było 12-krotne przeciąganie czyszczaka. Końcowe czyszczenie rury zostało wykonane za pomocą gumowych tarcz. Po oczyszczeniu rurociągu został wizualnie skontrolowany przy użyciu kamery video. Nie stwierdzono perforacji rury. W jednym punkcie stwierdzono zgniecenie rury uniemożliwiające wciągnięcie rury PEHD o średnicy 710 mm. Zgniecenie to zostało usunięte przez wycięcie odcinka rury i wspawanie w to miejsce nowego elementu. Stan spoin i szwów spawalniczych był dobry i gwarantował szczelność podczas napełniania mieszaniną cementującą.

Zgrzewanie i wciąganie rur PEHD o średnicy 710x40,2 SDR 17,6

Po analizie stanu technicznego rurociągu stalowego oraz jego profilu - jednostajny spadek w jednym kierunku (40%) oraz brak zmian kierunku poprzecznego po dokonaniu obliczeń wytrzymałościowych według zaleceń producenta rur (KWH Pipe) PeBeKa zdecydowała się na wciągnięcie jednego odcinka o długości około 1002 m w stalowy rurociąg.
Rury PEHD zostały połączone przez zgrzewanie doczołowe za pomocą zgrzewarki typu Widos. Prace zgrzewcze zostały wykonane zgodnie z zaleceniami producenta rur oraz przez operatorów posiadających wymagane uprawnienia. Wszystkie spawy zostały poddane kontroli oraz każdy spaw posiadał swoją metrykę. Ze względu na brak miejsca zostały zgrzane dwa odcinki po 500 m. Odcinki te zostały ustawione na rolkach. Za pomocą dwóch pracujących równolegle wciągarek Bagela 20T i Wamet 10T został wciągnięty pierwszy odcinek o długości 500 m. Po umieszczeniu drugiego odcinka na rolkach został on zgrzany z pierwszym i rozpoczęto ponownie wciąganie. W tym przypadku do wspomagania wciągania została wykorzystana ładowarka typu ŁK-1. Czas wciągania wraz z wykonaniem zgrzewu połączeniowego wyniósł około 7 godzin. 

Próba szczelności i cementowanie

Po wciągnięciu odcinka ponad 1000 metrowej długości została wykonana wodna próba szczelności wciągniętego rurociągu PEHD przy ciśnienie 7 barów. Uzyskano wynik pozytywny.
W tym momencie należało przystąpić do wypełnienia przestrzeni pomiędzy starą a nową rurą w celu zapewnienia odpowiedniej ich wzajemnej stabilności. W tym celu wykorzystano specjalną mieszankę cementową o odpowiednio dobranej gęstości, która pod ciśnieniem 7,2 bara była tłoczona od najniższego punktu w pustkę pomiędzy rurami na całej dłuości. Podczas tłoczenia rura PEHD była wypełniona wodą o ciśnieniu 7 bar. W trakcie cementowania stopień wypełnienia był na bieżąco kontrolowany przez system zamontowanych odpowietrzników.
Po związaniu wypełniacza cementowego (72 h) została wykonana próba ciśnieniowa całego systemu, ciśnienie próbne 12 bar. Ponownie uzyskano pozytywny wynik.
Po wykonaniu połączeń kołnierzowych remontowany rurociąg został połączony z istniejącym i przekazany do eksploatacji.

Wnioski ogólne

Zastosowana metoda reliningu wymagała niewielkiego zakresu prac ziemnych na terenie silnie zurbanizowanym. Ponadto technologia przyjazna dla środowiska okazała się szybka i efektywna. Czas wykonania tego odcinka wyniósł 35 dni. Przez renowację rurociągu metodą reliningu z rurą PEHD otrzymano nowy system rurociągu (PN-12) mimo zastosowania rury PEHD PN 6,3. Ma on dużą odporność na działanie środków chemicznych, wewnętrzną korozję oraz ze względu na swoją elastyczność jest odporny na szkody górnicze.
Ciśnienie wewnętrzne z rury PEHD jest przenoszone przez wypełniacz na stalową rurę. Jedynym zagrożeniem jest korozja zewnętrzna stalowej rury. Można stwierdzić, że szybkość postępowania korozji rośnie wykładniczo i ma negatywny wpływ na długość życia całego systemu, dlatego należy koniecznie zatrzymać proces korozyjny. Może to zapewnić system ochrony katodowej. Zastosowanie tego rozwiązania umożliwia w przyszłości bezproblemową pracę przy zmiennych obciążeniach (ciśnienia, obciążenia od gruntu i ruchu drogowego) całego rurociągu.
Podczas pracy całego systemu należy uważać, aby w odcinku poddanym renowacji nie występowało podciśnienie, gdyż może to doprowadzić to do uszkodzenia systemu.
Dzięki dużemu doświadczeniu kadry i pracowników Przedsiębiorstwa Budowy Kopalń PeBeKa SA w Lubinie, w dziedzinie renowacji rurociągów metodą reliningu, prace roboty przebiegały sprawnie i bezproblemowo.