Способ прокладки магистральных трубопроводов

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.

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.

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.

Заключение

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

Прокладка магистральных трубопроводов

Трубопроводный транспорт – самый эффективный способ доставки жидкостей и газов. Магистральные трубопроводы предназначены для передачи веществ от места добычи или переработки конечному потребителю. Они обладают высокой пропускной способностью, могут удовлетворить потребность целого города или нескольких стран в каких-либо продуктах, например, транснациональный газопровод «Ямал–Европа».

Магистраль – сложная инженерная система, включающая в себя подающие, обратные и резервные линии с напорными и приемными станциями, распределительными пунктами, запорной и регулирующей арматурой. Одна трасса может состоять из 2-8 линий с ответвлениями.

При прокладке транзитных трубопроводов поставка веществ осуществляется до объекта, на котором продукты распределяются и транспортируются до источников потребления. Транзиты существенно снижают затраты на строительство крупных международных проектов и коммунальных инженерных сетей.

Этапы строительства трубопровода:

• Георазведка;
• Проектирование;
• Внетрассовые подготовительные работы;
• Трассовые подготовительные работы;
• Строительство (траншеи, опоры, монтаж);
• Наладка;
• Запуск.

Магистраль может достигать в длину несколько тысяч километров. Для строительства требуется провести обследование ближайших зон для поиска наиболее безопасных и выгодных решений. Кроме этого важно обеспечить необходимые условия: временные дороги, площадки для транспорта и разгрузок, создание сварочно-изоляционных баз и баз механизации. Строительная и охранная зона очищается от леса и кустарника.

Правила прокладки трубопроводов

Проектирование и строительство производится с соблюдением многочисленных стандартов ГОСТ, ОСТ, требований пожарной и экологической безопасности, охраны труда. Для каждого участка организуют диспетчерскую службу. Технологии укладки трубопроводов предусматривают сварку плетей или секций в промышленных условиях или на месте.

Способы прокладки трубопроводов:

• Надземный (на опорах, на эстакадах);
• Подземный (траншейный, бестраншейный, канальный, бесканальный);
• Подводный (переходы в зависимости от ландшафта и грунта).

На выбор влияет бюджет проекта, свойства и давление транспортируемого вещества, характеристики местности, климатические условия. Рассмотрим особенности каждого способа.

Прокладка трубопроводов в земле

Благодаря скрытому положению магистрали защищены от промерзания, механических повреждений, сохраняют архитектурный облик населенных пунктов, не мешают автомобильному потоку. Все взрывоопасные вещества транспортируются только под землей. В этом случае конструкции требуется защита от подвижек грунта, грунтовых вод, блуждающих токов, химической коррозии.

Канальный способ подразумевает укладку в лотки. При изменении температуры трубы свободно перемещаются, поэтому в лоток закладывают сыпучие изоляционные материалы. Защитные конструкции необходимы в местах пересечения с автомобильными и железными дорогами, при размещении компенсаторов. Вблизи ТЭЦ для постоянного доступа и осмотра организовывают каналы в которых могут перемещаться люди.

При бесканальном способе неизбежно соприкосновение с грунтом, для защиты от подвижек организовывают песчано-грунтовую подушку. Укладка стальных труб в грунт производится траншейным и бестраншейным методом (горизонтальное бурение).

Надземная прокладка трубопроводов

Под открытым небом трубы располагают на железобетонных опорах. Эстакада представляет собой мост или многоярусное сооружение из свай. В сейсмических районах возможно крепление трасс к подвижным подвесным опорам.

Возведение трубопроводных систем над землей невозможно:

• в местах с горными ландшафтами, пучинистыми грунтами;
• при высоком уровне грунтовых вод;
• в районах вечной мерзлоты;
• в промышленных зонах с большим количеством подземных коммуникаций.

Прокладка трубопроводов под водой

В зависимости от технологической задачи: переход через небольшой водоем или многокилометровая морская магистраль – применяются разные методы. Сначала дно тщательно обследуют и создают траншеи. В местах, где присутствуют скальные породы, производят разработку. Наиболее сложный метод подразумевает организацию роликовых дорожек с якорями и плавучими опорами. На специальном судне целый трубопровод или отдельные секции перемещают к месту монтажа с высокой точностью и без повреждений.

В небольших водоемах применяется протаскивание. Кран или другая подъемная техника, установленная на берегу, тянет трубу по дну. Для уменьшения вероятности повреждений используют комбинации понтонов и утяжеляющих грузов. На противоположном берегу трубоукладчики поднимают плеть над поверхностью земли, в ходе чего повышается вероятность незапланированных изгибов. Иногда допустимо свободное погружение. На участках торфяных болот возможно сооружение плавающей конструкции.

Источник