Само название предполагает, что трубопровод – это инженерная конструкция из труб, вспомогательных крепежных элементов, запорной и регулирующей арматуры, которые соединенных между собой несколькими способами. Основным предназначением является транспортировка газообразных, жидких или сыпучих веществ.
Среди основных узлов технологических трубопроводов можно выделить следующие элементы конструкций:
- Непосредственно трубы — главные элементы любой трубопроводной сети.
- Соединительные элементы — отводы, переходы, тройники, заглушки, без которых не получится создать функционирующую линию.
- Крепежные детали (болты, шпильки, гайки, шайбы).
- Для контроля потока среды, заполняющей трубопровод, а также создаваемого давления в нем, необходимо применение запорно-регулирующей арматуры (краны, заслонки задвижки, вентили). Запорно-регулирующая арматура несет еще одну важную функцию – возможность отключения части трубопровода при плановом или аварийном ремонте линии.
- Опоры и подвески, служащие для снятия и последующей передачи действующих нагрузок с трубопроводов на строительные конструкции.
- Контрольные и измерительные приборы.
Классификация трубопроводов весьма обширна и зависит от многих факторов.
По виду используемого материала бывают:
— стальные трубопроводы;
— из цветных металлов (меди, алюминия, и др.);
— стальные с покрытием (в качестве покрытия используют резину, пластмассу, биметалл и пр.). Покрывается как наружная поверхность труб, так и внутренняя.
— Из неметаллических материалов (стеклянные, керамические, пластмассовые и др.).
Одним из основных параметров при расчете и выборе трубопровода является величина создаваемого внутреннего давления. По этому параметру различают:
— вакуумные (абсолютное давление менее 0.1 Мпа);
— безнапорные или самотёчные (давление близко к атмосферному);
— трубопроводы низкого давления (от 0,1 до 10 Мпа);
— и высокого давления (свыше 10 Мпа).
Существует множество способов прокладки труб. Выбор того или иного метода зависит от огромного количества факторов. При выборе необходимо учесть все особенности (грунтовые условия, интенсивность движения транспорта, диаметр трубопровода и пр.) и выбрать наиболее подходящий для конкретных условий. Различают открытую, скрытую, закрытую, надземную, бестраншейную (подземную), подводную прокладки, а также прокладка методами: «труба в трубе», «прокола», «продавливания», «бурения», «микротоннелирования», «проходкой».
В зависимости от места размещения на объекте технологические трубопроводы подразделяют на:
— Внутрицеховые, установленные в помещении, соединяющие машины и аппараты установок в пределах цеха. Часто они имеют сложную конструкцию, большее число изгибов и сварных соединений.
— Межцеховые. Такие трубопроводы проходят по территории предприятий и «заходят» в цеховые помещения. Состоят преимущественно из прямых участков большой протяженности.
В зависимости от агрегатного состояния транспортируемых веществ различают паропроводы, водопроводы, нефтепроводы, газопроводы, кислородопроводы и другие.
Важными параметрами при выборе труб являются физико-химические и другие показатели транспортируемых веществ. Так, в зависимости от температуры теплоносителя, выделят:
— криогенные (температура ниже -153 °С);
— холодные (выше -153 °С, но ниже +25°С);
— нормальные (температура около +25°С);
— тёплые (температура не более 45°С);
— горячие (температура выше 45°С).
По агрессивности транспортируемого вещества можно выделить (величина коррозии в мм в год): неагрессивные (коррозия незначительна), малоагрессивные (до 0,1); среднеагрессивные (0,1 до 0,5) и агрессивные (свыше 0,5).
При выборе трубопроводов также учитывают класс опасности (1,2,3,4 или 5) транспортируемых вредных химических веществ. Вредное воздействие химических элементов уменьшается с каждым классом.
По способу соединения различают неразъёмные и разъёмные трубопроводы. Сварка — наиболее надежный, широко используемый неразъемный метод соединения стальных труб. Несмотря на это, во многих случаях целесообразнее применять разъёмные фланцевые или резьбовые соединения.
При расчете трубопровода определяется величина диаметра (либо площади) его проходного сечения, другими словами, это то количество вещества, проходящего за единицу времени через трубу с установленным сечением при заданных значениях температуры и давления.
Существует единый ряд условных диаметров, поэтому после получения расчетного значения, необходимо сравнить его с табличными и принять ближайший условный диаметр трубы.
Для выбора типа стали и наружного диаметра трубы используется показатель условного давления. Это также расчетная величина, которая характеризует длительную работу трубопровода при параметрах среды. На основе полученного рассчитанного давления выбирается ближайшее бОльшее значение.
При установке трубопроводов необходимо обеспечить безопасность и надежность их эксплуатации; создать условия для выполнения работ по устранению возможных аварий. Монтаж производить таким образом, чтобы был доступ ко всем ключевым узлам для наблюдения и своевременного ремонта.
Необходимо произвести тепло- и гидроизоляцию, а также защитить от действия коррозии.
Исключить провисание сети, а также образования ледяных либо застойных зон.
В течении всего периода эксплуатации трубопроводов, необходимо обязательно осуществлять контроль за их техническим состоянием, а также за состоянием соединительных элементов, опорных конструкций с записями в соответствующем журнале контроля.
Для трубопроводов, подвергающихся воздействию вибрации, необходим осмотр и приборный контроль за величинами амплитуды и частоты колебаний. Обнаруженные дефекты рекомендуется полностью устранять после выявления несоответствий.
Сроки осмотров не реже одного раза в 3 месяца.
При наружном осмотре трубопроводов можно не проводить снятие изоляционного слоя, если возникают сомнения, лучше частично или полностью ее убрать. Если выявленные дефекты требуют проведения сварочных работ, трубопровод рекомендуется остановить, только после этого приступить к работам.
Кроме визуальных методов контроля, существуют современные, основанные на дистанционных составляющих. Среди наиболее распространенных можно выделить корреляционный метод, благодаря которому прибором регистрируются ультразвуковые волны, создаваемые деформацией материала трубопровода. Этот метод позволяет узнать о неисправности еще задолго до наступления разрушения. Кроме всего прочего, аппаратура позволяет определить координаты дефекта.
Второй метод — метод перепадов давления. Основан на наблюдении за волнами разряжения, возникающими при повреждении труб.
И третий метод. Основан на сравнении расходов транспортируемого вещества в начале и в конце определенного участка трубопровода. Большая разница в показаниях указывает на возникновение протечек и срабатывает автоматическое аварийное оповещение.
