Vyprázdnění, chemické vyčištění a konzervace ropovodů v Pobaltí
750 kilometrů neprovozovaných ropovodů DN 700 Polock – Ventspils a Polock – Mazeikiai na území Litvy a Lotyšska bylo vyprázdněno a chemicky vyčištěno od ropných zbytků. Tímto způsobem bylo trvale odstraněno riziko znečištění životního prostředí ropou v případě porušení integrity ropovodu. Následně bylo potrubí zakonzervováno, a tak připraveno k dalšímu využití v budoucnosti.
Před více než deseti lety byla ukončena přeprava ropy ropovody DN 700 Polock – Ventspils a Polock – Mazeikiai na území Litvy, Lotyšska a Běloruska (viz obrázek 1). Vznikla tak situace, kdy tato potrubí v délce necelých 1000 km zůstala v celém objemu zaplněna ropou (cca 2,4 milionů barelů). Tento stav ale nezbavuje provozovatele odpovědnosti za ekologické škody v případě poškození potrubí korozí nebo třetí stranou, a tím i povinnosti provádět na ropovodech náročnou pravidelnou údržbu a zároveň brání i jakémukoli jinému využití potrubí (např. jako produktovod nebo plynovod).
Obrázek 1 – trasy ropovodů
Vlastníkem a provozovatelem ropovodu na území Lotyšska je společnost LatRosTrans, na území Litvy pak společnost ORLEN Lietuva. Z výše uvedených důvodů bylo vedením obou společností rozhodnuto postupně vyprázdnit, chemicky vyčistit a zakonzervovat tyto ropovody na území Litvy a Lotyšska v celkové délce 750 km.
Oba ropovody vedou od běloruské hranice po území Pobaltských států nejprve cca 170 km ve společném koridoru; za čerpací stanicí Biržai se trasy rozcházejí a samostatně pokračují do 230 km vzdáleného terminálu u města Ventspils na pobřeží Baltského moře resp. do 160 km vzdálené rafinerie u Mazeikiai.
Na trase ropovodů jsou čtyři čerpací stanice, z toho dvě společné pro obě linie.
Linie ropovodu Polotsk – Ventspils je ve třech lokalitách zdvojena – první zdvojení v délce cca 400 m se nalézá v místě křížení s řekou Muša, druhé v délce cca 17 km je na výstupu z čerpací stanice v Džūkste a třetí v délce cca 400 m nadzemím vedením překonává přírodní rezervaci Ventspilské mokřiny.
Linie ropovodu Polotsk – Mazeikai je zdvojena v místě křížení s řekou Muša v délce necelých 400 m.
Na žádost obou provozovatelů potrubí zpracoval CEPS technické řešení vyprázdnění, vyčištění a konzervace těchto ropovodů pro případné budoucí využití a byl také vybrán jako dodavatel prací.
Přípravné práce
Před zahájením vyprázdnění bylo potrubí z technologických důvodů rozděleno na celkem 11 úseků. Tam, kde to bylo technologicky možné, byly použity stávající stabilní vysílací/přijímací komory pro provozní čištění, na konce ostatních úseků byly přivařeny speciální dočasné vysílací/přijímací komory, dodané společností CEPS (viz obrázek 2).
Rozpojení vyprazdňovaného potrubí (na běloruské hranici, u řeky Muša a u čerpací stanice Džūkste) provedla společnost LatRosTrans technologií hot tapping a line plugging, výkopové a svařečsko-montážní práce byly provedeny oběma provozovateli ropovodů.
Obrázek 2 – dočasná vysílací komora
Vyprázdnění potrubí
Do každé vysílací komory byly vloženy vždy dva oddělovací písty a mezi tyto písty byla načerpána voda. Takto vytvořená sestava dvou pístů a vodní zátky byla řízeně posouvána potrubím stlačenou inertizační dusíkovou směsí o koncentraci dusíku 90 %. Produkce této dusíkové směsi byla zajištěna přímo na staveništi pomocí dvou mobilních generátorů dusíku CEPS (viz obrázek 3).
Obrázek 3 – mobilní generátory CEPS
Ropa byla z potrubí vytlačena podle požadavků provozovatele každého ropovodu buď do rezervoáru v rafinerii v Mazeikiai, nebo do rezervoáru v ropném terminálu ve Ventspils. Z hlavních linií byla ropa vytlačována přímo a ze zdvojených úseků přes dočasně instalované propojovací potrubí do hlavní linie. Při zahájení vyprazdňování (od běloruské hranice) bylo vždy nutné uvést do pohybu masu ropy v délce až 330 km, která stála řadu let nehnutě v potrubí. Nejdelší vyprazdňované úseky byly 180 km, 2 × 150 km, 130 km a 80 km.
Vytláčení ropy z ropovodů od běloruské hranice za čerpací stanici v Birzai bylo komplikováno existencí několika propojů mezi oběma ropovody, přičemž těsnost armatur na těchto propojovacích potrubích nebylo možné prověřit. Pokud by bylo vyprazdňování prováděno standardním způsobem, tzn. že by byla ropa vytlačena nejprve z jednoho úseku a následně i z druhého, hrozilo by reálné nebezpečí průniku ropy z vyprazdňovaného do již vyprázdněného úseku. Proto bylo provedeno řízené souběžné vyprazdňování obou paralelních úseků v délkách 2 × 150 km, čímž bylo eliminováno riziko možného průniku ropy a nemuselo se přistoupit k finančně náročným opatřením pro zajištění hermetičnosti všech propojovacích míst.
Chemické vyčištění potrubí (dekontaminace)
Cílem prací bylo vyčistit potrubí od ropných zbytků tak, aby v případě porušení celistvosti ropovodu nedošlo ke znečištění okolního prostředí. Odstraněním uhlovodíků z vnitřní stěny ropovodu byla v potrubí vytvořena trvale bezpečná nevýbušná atmosféra. Na takto vyčištěných ropovodech (nebo produktovodech) je možné provádět svařečsko-montážní práce (svařování, broušení a řezání plamenem) bez jakýchkoliv jinak nutných bezpečnostních opatření pro zajištění nevýbušné atmosféry.
Před zahájením chemického čištění byly na začátek a konec každého čištěného úseku instalovány speciální čisticí komory CEPS (viz obrázek 4).
Obrázek 4 – speciální čisticí komora CEPS
Do každé komory na začátku úseku bylo umístěno několik čisticích pístů a mezi ně bylo načerpáno čisticí činidlo PETROSOL v přesně stanovené koncentraci a množství a následně i proplachová voda. Tato čisticí sestava byla pomocí stlačeného vzduchu řízeně protlačena potrubím. Po průjezdu čistící sestavy byla vnitřní stěna potrubí zcela čistá bez přítomnosti ropných zbytků (viz obrázek 5).
Obrázek 5 – vnitřní stěna potrubí po chemickém vyčištění
Čisticí činidlo PETROSOL je pevná látka rozpustná ve vodě. Při přípravě roztoku a manipulaci nejsou nutné žádné speciální ochranné prostředky, plně postačuje běžný pracovní oděv, rukavice a ochranné brýle. Při transportu nepodléhá předpisům ADR.
Po průjezdu čistící sestavy každým čištěným úsekem byly odebrány vzorky vody z poslední proplachové vodní zátky za účelem stanovení zbytkové koncentrace ropných látek. Koncentrace ropných látek zjištěné chemickým rozborem v akreditované laboratoři nikdy nepřekročily předepsané hodnoty.
Použité čistící a vodní proplachové zátky o celkovém objemu cca 13 000 m³ byly následně ekologicky zlikvidovány:
- 3 000 m³ bylo vyčištěno v čistírně odpadních vod v areálu rafinerie v Mazeikiai,
- 10 000 m³ bylo vypuštěno do dočasných retenčních rezervoárů vybudovaných za tímto účelem provozovatelem v areálu čerpacích stanic v Džūkste a ve Skrudalieně (viz obrázek 6), kde bylo vyčištěno biodegradační metodou rozkladu ropných zbytků. Koncentrace ropných látek ve vodě tím byla snížena na hodnotu 0,6 mg/l a voda z retenčních rezervoárů tak mohla být vypuštěna do povrchových vod.
Obrázek 6 – retenční rezervoáry
Konzervace potrubí
Po dokončení chemického čištění potrubí byly z konců úseků odřezány čisticí komory a potrubí bylo zpětně propojeno nebo zaslepeno tlakovými dýnky. Všechny tyto svařečsko-montážní práce byly provedeny v již trvale bezpečné nevýbušné atmosféře (viz obrázek 7), což výrazně zjednodušilo jejich provedení.
Obrázek 7 – řez plamenem v již trvale bezpečné nevýbušné atmosféře
Konzervace potrubí pro eliminaci koroze proběhla ve dvou fázích.
První fáze – pasivace – byla provedena již v průběhu chemického čištění, kdy do poslední proplachové vodní zátky bylo přidáno potřebné množství pasivačního činidla.
V druhé fázi konzervace (provedené po chemickém vyčištění) bylo potrubí propláchnuto inertizační dusíkovou směsí s obsahem dusíku 95 %. Následně byl tlak inertizační dusíkové směsi v potrubí zvýšen na 3 bar. Inertizační směs byla vyráběna na staveništi v mobilních generátorech dusíku (viz obrázek 8).
Obrázek 8 – výroba inertizační směsi
Přínos provedených prací
Vyprázdněním, chemickým vyčištěním a konzervací ropovodů DN 700 bylo zajištěno:
- trvalé odstranění rizika znečištění okolního prostředí způsobeného únikem ropy do okolního prostředí v případě porušení celistvosti ropovodu korozí nebo zásahem třetí strany,
- vytvoření trvale bezpečné nevýbušné atmosféry v potrubí eliminující riziko exploze při provádění svařečsko-montážních prací nebo při poškození ropovodu třetí stranou,
- značné snížení nákladů nutných na údržbu a ochranu ropovodu,
- možnost sledování těsnosti potrubí monitorováním tlaku v potrubí,
- připravenost potrubí k prověření jeho integrity (tlakovou zkouškou, případně revalidací) v případě požadavku na jeho budoucí využití,
V neposlední řadě byl výsledkem prací i značný finanční přínos při zužitkování ropy vytlačené z potrubí.
Ověření kvality vyčištění potrubí při následné revalidaci
V roce 2013 byla provedena revalidace (komplexní ověření integrity) části tohoto ropovodu na území Lotyšska s cílem prověřit možnost jeho budoucího využití jako plynovodu. K posouzení byl vybrán přibližně 8 km dlouhý úsek poblíž čerpací stanice Džūkste.
Součástí provedené revalidace byly i opravy defektních částí potrubí, hydraulické tlakové zkoušky a vnitřní inspekce potrubí v režimu off-line. Off-line inspekcí je vnitřní inspekce, kdy je inspekční nástroj (inteligentní ježek) potrubím posouván/protláčen nikoli přepravovaným médiem, ale vzhledem k jeho nedostatku náhradním mediem, např. vodou.
Při těchto pracích byla důkladně ověřena kvalita chemického vyčištění ropovodu – všechny svařečsko-montážní práce na vyčištěném potrubí byly provedeny bez potřeby jakýchkoliv bezpečnostních opatření pro zajištění nevýbušné atmosféry – a rovněž voda použitá při vnitřní inspekci i při hydraulických tlakových zkouškách v objemu přibližně 3000 m³ nevykazovala žádné stopy znečištění ropnými látkami a mohla být vypuštěna do povrchových vod.
Komplexní přístup k opravám ropovodů a produktovodů
CEPS již více než 10 let úspěšně aplikuje v České republice a na Slovensku komplexní přístup ke generálním opravám ropovodů a produktovodů, jejichž součástí jsou výměny velkého počtu defektních částí potrubí nebo hydraulické tlakové zkoušky – před zahájením oprav se potrubí vyprázdní inertizačním mediem a chemicky vyčistí, což výrazně zjednoduší následné provedení opravy.
Po vyprázdnění potrubí není nutné hořlavou kapalinu v místě oprav z potrubí ani lokálně odčerpávat ani použít oddělovací technologie (např. Stopple). V chemicky vyčištěném potrubí je trvale nevýbušná atmosféra, a není proto nutné zabezpečovat místa výřezů hermetizátory, jílovými zátkami nebo speciálními těsnícími ježky, což výrazným způsobem zrychluje prováděné opravy a zároveň je i zlevňuje. Z tohoto důvodu neexistuje žádné omezení počtu současně prováděných výřezů, a tedy i nasazení svařečsko-montážních skupin pracujících na opravovaném úseku. Navíc se provozovatel při následném zprovozňování potrubí nemusí potýkat s komplikacemi při dojezdu velkého množství hermetizátorů, jílu nebo těsnících ježků do koncové komory, ani se znečištěním produktu jílem.
Obrázek 9 – rozmístění pracovišť
Jedním z mnoha příkladů komplexního přístupu je oprava ropovodu DN 500 Družba v České republice, kdy CEPS v průběhu 4 dnů nahradil novými trubkami 32 desetimetrových defektních trubek, nahodile rozmístěných na úseku necelých deseti kilometrů. Během prvních dvou dnů byla z potrubí vytlačena ropa a potrubí bylo chemicky vyčištěno. V průběhu dalších dvou dnů byly trubky vyměněny. Celkem na stavbě pracovalo 16 samostatných svařečsko-montážních skupin a každá skupina denně vyměnila jednu trubku. Rozmístění jednotlivých pracovišť na části úseku zachycuje obrázek 9.