Меню

Что такое магистраль из труб

Как выполняется прокладка магистральных трубопроводов, какие трубы используются

Определение магистрального трубопровода, если не вдаваться в подробности, выглядит просто: магистральный трубопровод – это инженерное сооружение, обеспечивающее транспортировку различных веществ с производственного объекта или места добычи к точке назначения. Помимо основной магистрали, к данному виду трубопроводов относятся и различные ответвления. Все магистральные линии классифицируются по разным признакам на множество видов. О магистральных трубопроводах и пойдет речь в этой статье.

Назначение магистральных трубопроводов

Посредством промышленных и магистральных трубопроводов осуществляется передача сырья на большие расстояния. Транспортироваться может масса веществ – от газообразных или жидких до сыпучих. В конечном итоге эти вещества попадают в точку назначения – а это бытовые потребители, промышленные объекты и перерабатывающие предприятия.

Магистральные трубопроводы – это достаточно важная составляющая инфраструктуры большинства стран, особенно тех, что имеют развитую промышленность. Рассматриваемые сооружения позволяют развивать экономику и промышленность, а также в немалой степени влияют на жизнедеятельность населения страны.

Постоянное развитие инфраструктуры приводит к регулярному обновлению требований безопасности, предъявляемых к магистральным трубопроводам, особенно учитывая степень их воздействия на человеческую жизнь – данные сооружения позволяют передавать энергию, без которой невозможна жизнь ни в одной стране.

Классификация

Все магистральные сооружения подчиняются четкой классификации, которая включает в себя несколько параметров, позволяющих разделить подобные конструкции на категории.

Одним из таких параметров является рабочее давление трубопровода, в зависимости от которого выделяют следующие виды конструкций:

  1. I класс. Величина давления в данной группе трубопроводов может превышать 25 кгс/см2, что является самым высоким показателем.
  2. II класс. Трубопроводы этой группы считаются средними и рассчитаны на рабочее давление, варьирующееся в диапазоне от 12 до 25 кгс/см2.
  3. III класс. Магистральный трубопровод третьего класса может работать при рабочем давлении, не превышающем 12 кгс/см2.

Еще одним параметром, позволяющим классифицировать магистральные трубопроводы, является диаметр сооружения, в зависимости от которого происходит следующее деление на классы:

  1. I класс, диаметр трубопровода которого находится в пределах от 1000 до 1200 мм.
  2. II класс – от 500 до 1000 мм.
  3. III класс – от 300 до 500 мм.
  4. IV – менее 300 мм.

В зависимости от назначения трубопроводы делятся на:

  • Магистральные, обеспечивающие передачу веществ от точки сбора до потребителей;
  • Местные, позволяющие распределить полученные вещества в населенных пунктах или на промышленных объектах.

Магистральные трубопроводы делятся на два вида в зависимости от способа транспортировки жидкой среды:

  • Напорные системы, в которых поддерживается постоянное давление, равное 0,1 МПа;
  • Безнапорные системы, транспортировка жидкости в которых происходит под действием гравитационных сил.

Прокладка магистральных трубопроводов может выполняться несколькими способами, которые тоже дают возможность классифицировать данные сооружения:

  • Наземная прокладка, для которой используются специальные опоры;
  • Подземная прокладка, для которой в земле выкапываются траншеи (трубопровод, установленный на опорах в тоннеле, тоже является подземным).

Помимо описанных выше видов магистралей, есть еще два – подводный и плавающий. Такая прокладка выполняется по дну водоема или по поверхности воды соответственно.

Одним из ключевых параметров, разделяющих магистральные трубопроводы на категории, являются их габариты, в зависимости от которых можно выделить следующие виды сооружений:

  1. Магистральные трубопроводы. Предназначение таких конструкций – транспортировка различных сред и веществ на большие дистанции. Как правило, данный вид сооружений используется для передачи нефти и газа. Конструкция магистралей включает в себя большое количество насосов и газораспределительных приборов, а также линейных частей и устройств, необходимых для подготовки к транспортировке. Магистральные трубопроводы постоянно находятся в рабочем состоянии, а их остановки устраняются в кратчайшие сроки, ведь задержки могут привести к неприятным последствиям.
  2. Технологические трубопроводы. Этот вид систем используется на промышленных объектах и смежных предприятиях. При помощи технологических сетей транспортируется различное сырье, необходимое на производстве. Кроме того, данный вид коммуникаций обеспечивает вывод производственных отходов.
  3. Коммунально-сетевые трубопроводы. Такие сети необходимы для передачи горячей воды или пара. Монтаж коммунально-сетевых линий довольно сложен в силу использования большого количества соединений и элементов. Отчасти эта проблема компенсируется изобилием качественных материалов на рынке – по крайней мере, с этим не возникает проблем. В зависимости от назначения, выделяют транзитные и распределительные сети, а также их ответвления. Также требуется регулярное обслуживание трубопроводов пара и горячей воды, которое имеет свои нюансы.
  4. Судовые трубопроводы. Как следует из названия, данный вид трубопроводов используется на судах и обеспечивает транспортировку необходимого сырья. Характеристики судовых трубопроводов могут варьироваться в достаточно широких пределах и зависят от специфики судна.
  5. Машинные трубопроводы. Данные сооружения применяются в различных механизмах и агрегатах для подачи топлива, масла и прочих технических жидкостей. Отличительной особенностью этих конструкций является компактность, которая особенно заметна на фоне описанных выше сооружений.
Читайте также:  Полиэтиленовые трубы армированные стекловолокном для

Трубопроводы делятся на виды, помимо уже указанных параметров, в зависимости от схемы их производства:

  1. Простые. Такие системы состоят из отрезков труб, подключенных последовательно. Различных ответвлений нет.
  2. Сложные. В отличие от предыдущего вида, сложные трубопроводы могут иметь массу ответвлений, дополнительных элементов и других соединений.

Предпоследний параметр, позволяющий классифицировать магистральные трубопроводы – температура рабочей среды, отталкиваясь от которой, выделяют:

  • Холодные трубопроводы (температура ниже 0 градусов);
  • Нормальные трубопроводы (температура от +1 до +45 градусов);
  • Горячие трубопроводы (температура превышает +46 градусов).

Последний параметр, по которому классифицируются трубопроводы – степень агрессивности транспортируемой среды, в зависимости от которой сети бывают:

  • Слабоагрессивные;
  • Среднеагрессивные;
  • Неагрессивные.

Виды транспортируемых веществ

По магистральным трубопроводам может транспортироваться достаточно широкая номенклатура веществ и сред, среди которых можно выделить:

  • Различные виды природных газов;
  • Углеводородные синтетические вещества в газообразном состоянии;
  • Сжиженные углеводородные газы;
  • Нефть;
  • Различные формы нефтепродуктов.

Транспортировка каждого вещества имеет собственную технологию. Например, нефть сначала аккумулируется в нефтесборных пунктах, а уже из них передается в перерабатывающее предприятие.

Трубы для магистральных сетей и их прокладка

Выбор подходящих труб для обустройства магистральной линии – дело непростое и требующее внимания к массе показателей. Одним из важнейших показателей являются погодные условия в том регионе, где будет прокладываться конструкция. Кроме того, немаловажен характер среды, которая будет транспортироваться системой.

Для прокладки магистрального трубопровода чаще всего используются металлические (сталь и чугун) и пластиковые (ПВХ, ПЭ и др.) изделия. Впрочем, для отдельных ситуаций могут применяться и другие материалы – бетон, асбестоцемент, керамика или стекло.

Наиболее распространенным материалом все же являются стальные трубы, имеющие несколько важных достоинств – долговечность, надежность и простота монтажа. Стальной трубопровод обходится сравнительно недорого и качественно выполняет свои функции на протяжении всего срока эксплуатации. Используемая для производства труб сталь (чаще всего низколегированная) должным образом обрабатывается для достижения необходимых характеристик.

Все виды труб, используемые для создания магистрали, делятся на три вида:

  1. Бесшовные. Магистральные бесшовные трубы можно использовать в системах, диаметр которых не превышает 529 мм.
  2. С продольным швом. Трубы, имеющие сварной шов, подходят для трубопроводов диаметром более 219 мм.
  3. Со спиральным швом.

Стандартная длина магистральных труб варьируется в пределах от 10,5 м до 11,6 м, но есть и нестандартные варианты, которые обычно изготавливаются по индивидуальному заказу.

В зависимости от подверженности труб погодным воздействиям различают обычные и северные изделия. Обычные используются в достаточно теплых регионах, а северные, соответственно, в тех местах, где магистрали приходится работать в условиях отрицательных температур.

Монтаж трубопроводов

Магистральные трубопроводы могут проходить по разным климатическим зонам, поэтому при их прокладке необходимо учитывать воздействие всех внешних факторов, используя сложные расчеты и нормативные документы. Для сборки конструкции может использоваться одиночный метод или технический коридор, который предполагает наличие параллельно идущих труб. Дистанция между коридором и трубопроводом рассчитывается индивидуально для каждой ситуации.

Глубина, на которой будет устанавливаться конструкция, определяется по диаметру используемых труб и особенностей рельефа. Если диаметр трубы не превышает 1000 мм, то глубина заложения будет составлять 0,8 м, а для больших диаметров закладка осуществляется на глубине 1 м. Дистанция до различных строений и населенных пунктов рассчитывается индивидуально в зависимости от характеристик и назначения магистрали.

Все описанное выше касается и трубопроводов, которые устанавливается в районах горных выработок, с той лишь разницей, что приходится учитывать нормативы и соблюдать соответствующие требования. В частности, такие сооружения дополнительно оборудуются компенсаторами, повышающими прочностные характеристики труб.

Обычно шахтные трубопроводы укладываются в грунте, а для их защиты используется нормальное или усиленное покрытие. Последнее необходимо для конструкции из сжиженной стали или в том случае, когда диаметр трубопровода составляет более 1020 мм. При обычной прокладке труб в качестве защиты используется ППУ изоляция.

Экологическая безопасность

Магистральные трубопроводы зачастую обеспечивают транспортировку опасных и агрессивных веществ, поэтому при их монтаже необходимо позаботиться о защите окружающей среды от негативного воздействия, которое может возникнуть в результате утечки.

Конечно, основной защитой является качественный монтаж конструкции, в который можно включить использование качественных материалов, грамотное проектирование магистральных трубопроводов и соответствие их характеристик нормативам. Магистраль обязательно должна находиться в слое изоляции, предохраняющей ее от коррозии и воздействия внешних факторов – учитывая опасность протечек, вероятность их возникновения нужно уменьшить до предела.

Читайте также:  Переходное движение жидкости в трубах что это

Если участок, по которому проходит трубопровод, подвержен эрозии, то почву необходимо укрепить. Для нормального функционирования сооружения в тяжелых климатических условиях или при сейсмической активности его нужно оборудовать усиленной изоляцией и компенсаторами.

В данной статье был дан подробный ответ на вопрос о том, что такое магистральные трубопроводы. Данные сооружения являются важным элементом инфраструктуры любой страны, поэтому их проектированию и созданию уделяется серьезное внимание. Существует немало видов магистральных сетей, к каждому из которых предъявляются индивидуальные, но всегда строгие требования, что обусловлено немалым риском возникновения локальной катастрофы в результате нарушения целостности конструкции.

Источник

Трубы для магистральных трубопроводов

Магистральные трубопроводы один из ключевых элементов инфраструктуры любой страны. Для разных систем подбираются магистральные трубы, учитывающие особенности переносимого продукта, геологических и климатических условий в местности прокладки, санитарных норм и экономической обоснованности.

Область применения

Магистральные трубопроводы применяют в основном для транспортировки:

  • Воды в системах водоснабжения и водоотведения и тепловых сетях;
  • Углеводородных соединений в газообразном агрегатном состоянии;
  • Сырой нефти и нефтепродуктов;
  • Сжиженного углеводородного газа.

Классификация магистральных труб

По материалу

Стальные

Получили наибольшее распространение за счет надежности, относительно невысокой цены и простоты сварки. Применяются во всех типах магистральных трубопроводов, но, в последние годы, процент использования стальных труб неуклонно падает. Основные причины этого низкая коррозионная стойкость материала, потребность в большом количестве компенсаторов различного типа при в трубопроводах, высокая трудоемкость прокладки.

Соединения стальных труб осуществляют с помощью сварки. От коррозии используют метод катодной защиты или покрытие битумно-резиновой изоляцией. Для транспортирования сильно агрессивных сред, применяют стальные трубы с внутренней изоляцией.

Чугунные

В основном применяются в системах водоснабжения и водоотведения. Достоинства — долговечность и коррозионная стойкость включая стойкость к коррозии под воздействием блуждающих токов. Применяются для магистралей в условиях больших нагрузок на грунт. Современные образцы изнутри покрываются цементно-песчаным составом, для уменьшения скорости образования отложений.

Учитывая то, что коррозионная стойкость зависит от целостности внутреннего и внешнего покрытия, основной недостаток — хрупкость материала, По этой же причине плети трубопроводов имеют ограниченную гибкость, что увеличивает риск протечек.

Для чугунных труб используют стыки с асбестоцементной заделкой, они эластичны, хорошо сопротивляются вибрационным нагрузкам и надежны. Существуют соединения на резиновых кольцах без чеканки.

В настоящее время применение этого типа труб ограничено из-за высокой цены и сложности укладки, обусловленной большим весом.

Полимерные (пластиковые)

Изготавливают из полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, стеклопластика и др. В основном используются в системах водоснабжения, газоснабжения и тепловых сетях. Вид полимера подбирается в зависимости от санитарных требования (для питьевой воды) и условий эксплуатации.

При достаточной жесткости, такие трубы гибкие и эластичные, что позволяет компенсировать небольшие сдвиги грунта и тепловое расширение. Полная инертность к транспортируемым средам и устойчивость ко всем видам коррозии обеспечивают длительный срок службы. Для наземной прокладки используют предизолированные трубы — устойчивые к ультрафиолетовому излучению.

Полимерные магистральные трубы — наиболее прогрессивный вид, по мере развития химической промышленности, область применения постоянно расширяется

Асбестоцементные и бетонные

Отличаются высокой долговечностью готовых конструкций, коррозионной стойкостью механической прочностью и относительно низкой ценой. Внутренняя поверхность устойчива к образованию минеральных отложений и образованию ила. В основном используются для систем технического водоснабжения, водоотведения и канализации. Соединения для этого вида труб осуществляют муфтами с резиновыми кольцами.

По диаметру

К магистральным, по Российским нормативам, согласно ГОСТ 20295-85, относят трубы с диаметром более 114 мм. По европейской классификации — магистральными определяются трубы из любого материала с диаметром более 200мм.

В нефтяной отрасли, в зависимости от диаметра труб для магистральных нефтепроводов существует разделение на классы:

  • I – диаметр более 1000 мм,
  • II – от 500 до 1000мм,
  • III – от 300 до 500 мм,
  • IV – менее 300мм.

По исполнению

По Российской классификации выделяют трубы «обычного» и «северного» исполнения.

  • В хладостойком исполнении к ударной вязкости и доле вязкой составляющей в изломе предъявляются требования, выполнение которых должно обеспечиваться при температуре минус 20 °С, а для образцов с U-образным концентратором при минус 60 °С
  • В обычном исполнении требования смягчены до 0 и минус 40°С соответственно.

По внутреннему рабочему давлению

  • Напорные. Для водоснабжения, газоснабжения, тепловых сетей, нефтегазопроводы.
  • Безнапорные. Используются в системах водоотведения и канализации.

В газовой отрасли, в зависимости от рабочего давления, выделяют трубы для двух классов магистральных газопроводов:

  • Класс I — режимы работы под давлением от 2,5 до 10 МПа (от 25 до 100 кгс/см2),
  • Класс II — рабочий режим в пределах от 1,2 до 2,5 МПа (от 12 до 25 кгс/см2).
Читайте также:  Вантуз пистолет для прочистки труб

По рабочей температуре переносимой среды

  • Используются в холодных трубопроводах (менее 0 °C).
  • В нормальных сетях (от +1 до +45 °C).
  • В горячих трубопроводах (выше 46 °C).

По методу производства

  • Бесшовные. Выпускаются с диаметром до 529 мм.
  • С продольным швом (прямошовные).
  • Имеющие спиральный шов. 159-820 мм.

По типу изоляционного покрытия

В целях защиты от коррозионного воздействия применяют покрытия, обладающие свойствами диэлектрика (защита от коррозии, порождаемой блуждающими токами), водонепроницаемости, термостойкости, эластичности и механической прочности.

Использование типов труб в зависимости от способа монтажа

В случае подземной прокладки учитывается показатель устойчивости к почвенной коррозии и коррозии, вызванной блуждающими токами. Кольцевая жесткость труб имеет значение при высоких нагрузках на грунт, например в городах. Устойчивость к динамическим нагрузкам от работы транспорта и механизмов — показатели актуальные для прокладки магистралей в промышленных зонах.

В условиях горных выработок, в сейсмически опасных районах, в местностях с возможными просадками грунта трубы дополнительно защищают специальной оснасткой — компенсаторами, увеличивающими деформационную способность. Такие инженерные решения существенно влияют на итоговую стоимость магистральных трубопроводов. Это одна из основных причин более широкого распространения труб из полимеров. Их собственная способность к рабочей деформации позволяет существенно уменьшить использование компенсаторов.

При открытом монтаже трубопроводов помимо атмосферной коррозии на срок службы влияет воздействие ультрафиолетового излучения. Последнее особенно актуально для некоторых видов пластиковых труб.

Требования к трубам в нефтегазовой отрасли

Для магистральных нефтегазопроводов в основном применяются сварные трубы из стали. В качестве межгосударственного стандарта принят ГОСТ 31447-2012 «Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов». На 2019 год, эти нормы утверждены шестью странами (Азербайджаном, Беларусью, Казахстаном, Киргизией, Россией и Узбекистаном)

Для стальных газонефтепроводных труб с продольным и спиральным швом диаметром от 114 до 1420мм, предназначенных для транспортировки природного газа, нефти и нефтепродуктов, нормативом утверждены повышенные требования к надежности и качеству изготовления. Условия распространяются на трубы, предназначенные для систем функционирующих климатических зонах с температурой окружающей среды до минус 60°С и рабочим давлением до 9,8МПа.

Основные типы

  • Тип 1 — сваренные методом высокочастотной сварки, с одним продольным швом, диаметром от 114 до 530 мм;
  • 2 тип — сваренные методом дуговой сварки под флюсом, спиральным швом, диаметром от 159 до 1420мм;
  • Тип 3 — сваренные методом дуговой сварки под флюсом, с одним или двумя продольными швами, диаметром от 530 до 1420мм.

Без дополнительного согласования между производителем и покупателем, трубы изготавливаются немерной длины в диапазоне от 10.5 до 12 м.

Установлены предельные отклонения при производстве, в том числе:

  • по номинальной толщине стенки 5%,
  • профиля трубы от окружности не должно превышать 0.15%,
  • кривизна не более 1.5 мм на 1 погонный метр.
  • допуск на овальность для разного типа труб.

Методы контроля качества сварных стальных труб

Для проведения контрольных мероприятий, из готовой партии труб отбирают образцы и пробы. Технологические и механические проверки проводят по ГОСТ 30432-96.

Для контроля соответствия труб заданным требованиям проводят испытания на:

  • растяжение основного металла,
  • ударный изгиб основного металла,
  • растяжение сварного шва,
  • ударный изгиб сварного шва,
  • сплющивание кольцевых образцов,
  • статический загиб.

Для 20% труб в каждой партии проводят гидроиспытания, качество поверхности определяют визуально.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

На каждую трубу несмываемой краской или клеймом наносят маркировку, содержащую:

  • Наименование предприятия или товарный знак производителя;
  • Марку стали;
  • Номер трубы и клеймо ОТК;
  • Год изготовления.

По согласованию между производителем и покупателем может наносится дополнительная маркировка.

Нормативное регулирование требований к трубам водогазопроводов

Основной документ ГОСТ 3262-75 «Трубы стальные водогазопроводные» определяет

  • Требования к сортаменту — регулируются размеры и масса, длина, способы соединения, предельные отклонения в точности производства.
  • Технические условия — особенности (например фаски), наличие муфт и т.п., качество производства и допустимые дефекты, углы обрезки концов, требования к прочности и др.
  • Методы испытаний — отбор образцов для испытаний, осмотр, гидравлические испытания, испытания на загиб, на сплющивание, на раздачу, контроль сварного шва, толщину защитного покрытия и др.
  • Маркировку и условия транспортировки.

Требования к точности производства и техническим возможностям труб для магистральных трубопроводов постоянно растут. Несмотря на то, что на текущий момент стальные трубы занимают большую часть рынка, эта доля неуклонно снижается. Этим связано появлением новых технологий, а с ними новых требований к эксплуатационным характеристикам.

Источник

Adblock
detector