Трубопровод

К трубам магистральных газопроводов предъявляются следующие требования

1. Высокая механическая прочность, то есть трубы должны иметь сварное соединение, равное по прочности основному металлу трубы.Сварные швы должны быть плотными, без непроваров и трещин.

2. Высокая температурная устойчивость труб. Металл труб должен обладать высокой пластичностью.Это требование связано с сезонным колебанием температур.

3. Коррозионная устойчивость.

Учитывая все эти требования, для строительства газопроводов, применяют трубы из малоуглеродистых (с содержанием углерода менее 0, 25%) и низколигированных сталей (легирующих элементов до 0, 05%). Легирующими материалами служит хром, марганец, кремний.

В связи с разнообразием климатических условий, в которых осуществляют строительство и эксплуатацию магистральных газопроводов, трубы разделяют на две группы. К первой группе относятся трубы в обычном исполнении, предназначенные для прокладки в средних и южных районах с температурой при строительстве от +40⁰С и выше, а при эксплуатации от 0⁰С и выше. Ко второй группе относятся трубы, предназначенные для прокладки в районах с отрицательными температурами (северные районы) при строительстве до –60⁰С, а при эксплуатации до –20⁰С и –40⁰С.

По способу изготовления трубы делятся на трубы до 426 мм – это бесшовные трубы из малоуглеродистых сталей, применяются для сооружения промысловых трубных коммуникаций, станционных обвязочных трубопроводов, небольших газопроводов-отводов и городских газовых сетей.

Трубы диаметром от 426 до 1220 мм изготавливают из низколегированных сталей (14ХГС, 17ГС, 17Г2СФ, 17Г1С) с повышенными механическими свойствами. Это сварные трубы, с прямым или со спиральным швом, для газопроводов средней протяженности.

Магистральные газопроводы строят из сварных труб больших диаметров 1220-1420 мм из сталей марок 17Г1С-У, 16Г2САФ, 17Г2САФ, 14Г2САФ.

Сварные трубы выпускают в основном прямошовные, причем при диаметре свыше 820 мм их изготавляют из двух половин с двумя продольными швами. Спиральношовные трубы диаметром до 1020 мм включительно употребляют реже, хотя они имеют некоторое преимущество вследствие большей жесткости, допускающей уменьшение труб холодной гибкой, горячей гибкой с набивкой песком.

Основные характеристики трубы: д иаметр, условный диаметр D_у, толщина стенки s, длина трубы l. Д иаметр - размер труб характеризуется наружным диаметром D_н. Условный диаметр - номинальный диаметр изделия по присоединительным концам. Условный диаметр для стальных труб с постоянным наружным диаметром для различных давлений отличается от внутреннего диаметра, который изменяется в зависимости от толщины стенки. Например, для труб D_н=1020 мм S=12 мм D_у=1000 мм; или D_н= 1220 мм S=12 мм, D_у=1200 мм

Длина спиральношовных труб должна быть не менее 12 метров, труб с продольным швом не менее 10, 5 м.

Кривизна трубы не должна превышать1, 5 мм на 1 м трубы. Овальность концов труб (отношение разности между наибольшим и наименьшим диаметрами в одном сечении к номинальному диаметру) не должна превышать 1%.

Завод-изготовитель на поставляемые им трубы выдает сертификаты, в которых указывает номинальный размер труб, номер ГОСТа или ТУ, по которым они изготовлены, марку стали, результаты механических и гидравлических испытаний.

Соединительные детали устанавливают в местах поворотов, переходов и разветвленний магистрального газопровода. Они служат для изменения направления газопровода, устройства отводов, сопряжения одного трубопровода с другим. В качестве соединительных деталей применяют отводы, тройники, переходники и переходные кольца. Для магистральных газопроводов применяют следующие детали: отводы крутоизогнутые штампосварные с углами поворота 30, 45, 60 и 90⁰ и радиусами изгиба R_и, равными 1, 5 D_у , отводы штампосварные с углами поворота от 3 до 90⁰ и радиусом изгиба, равным 5D_у, переходы концентрические и эксцентрические, тройники равнопроходные и переходные, штампосварные и сварные, равнопроходные и переходные сварные тройники с усиливающимися накладками, днища эллиптические отбортованные.

Отвод (колено) - деталь для соединения труб под углом для осуществления поворота газопровода. Тройник - деталь с тремя подсоединительными концами для подключения отводов к потребителям газа, лупинга или перемычки. Переходник - деталь для соединения труб различного диаметра. Переходное кольцо - деталь для соединения труб равного диаметра с разной толщиной стенок. Концентрические переходники устанавливают преимущественно в вертикальных, а эксцентрические в горизонтальных трубопроводах (пример обозначения: переход-1020x820-24

При монтаже стального газопровода применяют только детали, привариваемые встык. Это позволяет ускорить монтаж газопровода, повысить его надежность, сократить расход металла и упростить технологию его изготовления.

Днища (заглушки) из углеродистой стали применяют для закрытия свободных концов труб. Нормами машиностроения предусмотрено применение плоских, плоских ребристых и отбортованных штампованных днищ. Плоские днища в зависимости от диаметра устанавливают на трубопроводах на рабочее давление Р=0, 25-2, 5 МПа, плоские ребристые на Р=1-2, 5МПа и штампованные на Р до 10МПа.

Для ликвидации опасных температурных напряжений, возникающих в газопроводах, применяют линзовые и гнутые компенсаторы. Линзовые компенсаторы (рисунок 3.1.) представляют собой гибкую вставку в трубопровод, состоящую из попарно сваренных линз, так что каждая пара образует волну высотой 50-200 мм.

Рисунок 3.1. Линзовый компенсатор

Компенсирующая способность одной волны в зависимости от толщины стенки составляет от 5 до 15 мм. Линзовые компенсаторы просты по конструкции, герметичны, имеют малые габаритные размеры, удобны в обслуживании.

Гнутые компенсаторы изготовляют из тех же труб, из которых смонтирован трубопровод. Из всех известных форм наибольшее распространение получили простые в изготовлении П-образные компенсаторы.

Вотличие от компенсаторов рассмотренных типов гнутые, пригодны для высоких давлений и герметичны. Недостатками их являются значительные габаритные размеры. Гнутые компенсаторы рассчитывают по специальным номограммам.

Трубы, применяемые для ремонта магистральных и технологических газопроводов КС, ГРС, СПХГ, должны отвечать требованиям государственных стандартов. Для ремонта магистральных и технологических газопроводов, а также для аварийного запаса следует применять трубы согласно проекту или равноценные им по назначению в соответствии с требованиями «Инструкции по применению труб в газовой и нефтяной промышленности и в зависимости от рабочих параметров газопровода и его категории».

Сварочно-монтажные работы должны выполняться в строгом соответствии с требованиями СНиП. Трубы свариваются механизированными или ручными способами электродуговой сварки. Контроль качества сварки включает систематический пооперационный контроль, внешний осмотр сварного соединения, проверку качества физическими методами (просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами, ультразвуковым и магнитографическим способами) в соответствии с требованиями СНиП.