Классификация магистральных трубопроводов и разделение их на категории.

Классификация магистральных трубопроводов и разделение их на категории.

В соответствии со СНиП 2.05.06-85 МТ классифицированы следующим образом. ГП подразделены на два класса: I класс - рабочее давл-е газа от 2,5 до 10 МПа включительно; II класс - ГП с ра­бочим давлением газа от 1,2 до 2,5 МПа включительно. НП и нефтепродуктопр-ды подразделены на четыре класса: I класс - при усл. диаметре свыше 1000 до 1200 мм; II класс - при усл. диаметре труб свыше 500 до 1000 мм включительно; III класс - при усл. диаметре труб свыше 300 до 500 мм включительно; IV класс – тр-ды с условным диаметром 300 мм и менее.

Разделение трубопроводов и их участков на категории

Наряду с этой классификацией СНиП 2.05.06-85 устанавли­вает для МТ категории, кот-е требуют обеспечения соответствующих прочностных характеристик на любом участке тр-да, а также прове­дения ряда операций контрольного характера, связанных с про­веркой качества сооружаемого тр-да без исключения из такой проверки каких-либо участков.

Приведенная класс-ция и категории тр-дов оп­ределяют в основном требования, связанные с обеспечением прочности или неразрушимости труб. В северной природно-климатической зоне все тр-ды относятся к III категории. Исходя из этих же требований, в СНиП 2.05.06-85 опре­делены также и категории, к которым следует относить не только тр-вод в целом, но и отдельные его участки. Не­обходимость в такой классификации объясняется различием условий, в которых будет находиться тр-вод на тех или иных уч-ках местности, и возможными последствиями в слу­чае разрушения тр-да на них.

Классификация трубопроводов и их участков по сложности строительства

Условия строительства могут изменяться от нормальных, т. е. таких, при кот-х возможна организация непрерывного строитель­ного потока, при наибольшей производительности строительных и монтажных подразделений, до крайне сложных, при которых, несмотря на все затрачиваемые усилия, темп СМР значительно снижа­ется по сравнению с темпом работ при нормальных условиях.

К участкам I категории сложно­сти относятся подводные и надводные переходы через реки, имеющие ширину по зеркалу воды более 50 м, болота II и IIIтипов, барханные незакрепленные пески, отдельные про­дольные уклоны крутизной более 30° и протяженностью более 100 м, горные участки с чередованием подъемов и спусков кру­тизной от 10° и более, поворотов и наличием косогорных участков любой крутизны, вечномерзлые грунты.

К участкам II ка­тегории сложности относятся подводные и надводные переходы через реки шириной по зеркалу воды до 50 м, закрепленные барханные пески, болота I типа, продольные уклоны крутизной до 30°, косогорные участки с боковой крутизной до 15°, под­земные и воздушные переходы через ж/д, отдель­ные продольные уклоны крутизной более 30° и протяженностью менее 100 м, овраги и балки.

К участкам III категории слож­ности относятся участки, не вошедшие в I и II категории.

при наличии в общей длине трассы более 50% участков I и II категорий сложности, в том числе не менее 30% I катего­рии,- трасса особой сложности;

при наличии от 15 до 50% участков I и II категорий слож­ности, в том числе не менее 10% I категории,- трасса повы­шенной сложности;

при наличии до 15% участков I и II категорий сложности - трасса нормальной сложности.

Конструктивные схемы линейной части трубопроводов

В настоящее время при применяют подземную, полуподземную, наземную и надземную схемы сооружения МТ.

Подземная схема укладки является наиболее распростра­ненной (98% от общего объема сооружаемой линейной части). При этой схеме отметка верхней образую­щей трубы располагается ниже отметки дневной поверхности грунта. Полуподземная схема укладки предусмат­ривает сооружение тр-да, при которой нижняя обра­зующая трубы расположена ниже, а верхняя - выше дневной поверхности грунта. Наземная схема укладки характеризуется тем, что нижняя образующая трубы имеет от­метку на уровне дневной поверхности грунта или выше (на грунтовой подушке). Надземная схема укладки предусматривает сооружение тр-да над землей на опорных устройствах различного рода.

Надземную схему ук­ладки трубопроводов применяют в основном при переходах через искусственные и естественные препятствия, районы гор­ных выработок, участки многолетнемерзлых грунтов.

3. Выбор трасс МТП и их основные требования.

На стадии выбора трассы закладывается ф-мент вы­годности и надежности будущей транспортной магистрали. Разработан подход, при котором поиск оптимальной трассы осу­ществляется по цифровой модели. Представление многообразия природных условий цифровой моделью позволило однозначно оценить условия строительства и эксплуатации тр-да в различных природно-климатических зонах и осуществлять про­цесс поиска оптимальных трасс с помощью ЭВМ. Впервые были разра­ботаны методы совмещения задач оптимального трассирования, профилирования и наилучшего распределения конструктивных схем.

На основании выполненных научно-исследовательских работ создана комплексная система новых методов проектирования и изысканий и осуществляется переход на автоматизированное проектирование нефте- и газопроводов. Вместо субъективного выбора 2—3-х вариантов по мелкомасштабной карте с помощью ЭВМ стал осуществляться поиск наиболее экономичной трассы, ее профиля, технологических параметров и конструктивных ре­шений с использованием крупномасштабных карт, материалов аэрофотосъемки и съемки, проводимой со спутников.

Информация, необходимая для выбора оптимальной трассы

Все сведения можно подразделить на две основные группы: не зависящие от климатических, топографических и гидрогеоло­гических условий, в которых будет прокладываться будущий тр-вод, и сведения, определяемые этими условиями. К пер­вой группе сведений относятся начальная, конечная и промежу­точные точки тр-да, его диаметр, вид и количество перекачиваемого продукта, кратчайшее рас­стояние между начальной и конечной точками; ко второй группе сведений - естественные и искусственные препят­ствия, населенные пункты, число перекачивающих станций.

Критерии оптимальности

Приведенные затраты (капитальные вложения на строительство).

Длина трубопровода - при выборе кратчайшей трассы, про­ходящей по местности, на характеристики которой наложены определенные ограничения.

Трудовые затраты.

Надежность функционирования трубопровода. В конечном итоге должна быть обеспечена наибольшая вероятность безотказной эксплуатации трубопровода.

Время строительства. Самостоятельно этот критерий может использоваться в случаях, когда быстрейшее окончание строи­тельства является главной целью.

Сварочные материалы

Для сварки кольцевых стыков МНП могут быть использо­ваны следующие сварочные материалы:

электроды с основным и целлюлозным видами покрытия для ручной дуговой сварки;

флюсы плавленые и агломерированные для автоматической сварки поворотных стыков;

сварочные проволоки сплошного сечения для автоматичес­кой сварки под флюсом и в среде защитных газов;

самозащитные порошковые проволоки для полуавтомати­ческой сварки со свободным формированием шва;

порошковые проволоки для сварки в среде защитных га­зов.

Организация строительства МТП в условиях Зап. Сибири

Технология строительства МТП в условиях Зап. Сибири.

Переходы ТП через естественные препятствия.

КОНСТРУКЦИИ ПЕРЕХОДОВ

В соответствии со СНиП 2.05.06-85 участки тр-дов под ж/д относятся к I категории. Трубопровод располагается в металлическом футляре (кожух), диаметр которого должен быть больше диаметра основной трубы не менее чем на 200 мм. Основную трубу и кожух покрывают антикоррозийной изоляцией. На переходах газопроводов концы кожухов уплотняются таким образом, чтобы была обеспе­чена герметичность пространства между газопроводом и кожу­хом. На переходах нефте- и нефтепродуктопроводов один конец кожуха заделывается герметично, а на другом конце устраивают выход в специаль­ный колодец для сбора перекачиваемого продукта в случае разрыва основной трубы. При этом из колодца должен преду­сматриваться выход в отводную трубу для аварийного стока нефти и нефтепродукта в сторону от дороги.

Переход под автомобильной дорогой имеет ана­логичное переходу под ж/д конструктивное офор­мление.

Отметим, что укладка тр-да под судоходными каналами должна производиться в кожухе; под несудоходными - может выполняться без кожуха, но таким образом, чтобы состояние каналов с твер­дым покрытием во время строительных работ не было нарушено. При этом следует иметь в виду, что остановка судоходства по каналам в период навигации не допускается, поэтому конструк­ция переходов под судоходными каналами будет аналогичной описанным выше конструкциям переходов под железной или шоссейной дорогами. Взаимные пересечения трубопроводов осуществляются без применения кожухов. В случае пересечения ГП с НП первый располагают над НП. Тем самым уменьшается вероятность разрушения НП в случае разрыва ГП.

СООРУЖЕНИЕ ПЕРЕХОДОВ

Основным способом сооружения подземных переходов тр-дов под дорогами является бестраншейный способ, исключаю­щий повреждение полотна дороги, а также планового и высот­ного положения рельсов и твердого покрытия автодорог или каналов. Технологическая схема выполнения работ по бес­траншейной прокладке переходов включает следующие основные операции: подготовительные работы (доставка техники, земляные работы); прокладку кожуха под по­лотном дороги; прокладку трубопровода внутри кожуха; устрой­ство уплотнений, вытяжной свечи или колодца, отводной ка­навы. Прокладка кожуха под дорогой может быть выполнена раз­личными методами: прокалыванием, продавливанием, горизон­тальным бурением и виброударным способом. В исключитель­ных случаях могут применяться методы, используемые в шахт­ном строительстве, связанные с применением специальной горнопроходческой техники и технологии.

В настоящее время основным является способ горизонталь­ного бурения, наиболее эффективный при прокладке кожухов большого диаметра. При малых диаметрах труб (до 700 мм) могут использоваться способы прокладывания и продавливания.

Способ прокалывания. По мере внедрения кожуха с наконечником в грунт его наращивают дополнительными, заранее при­готовленными секциями. При таком способе прокладки кожуха требуется очень большое усилие продавливания, т.к. при внедрении его в грунт происходит уплотнение грунта наконеч­ником.

Способ продавливания. Суть продавливания заключается в том, что кожух вдавливается в грунт открытым концом, а поступающий внутрь кожуха грунт удаляется. При этом усилие продавливания определяется в ос­новном силой трения грунта о наружную поверхность кожуха.

Способ горизонтального бурения позволяет прокладывать кожух сразу на полную длину. Бу­ровой инструмент режет грунт впереди трубы, при этом сква­жина получается несколько больше, чем диаметр кожуха. Грунт, поступающий в кожух, перемещается по кожуху шнековым транспортером, который одновременно приводит во вращение и режущую головку бурового инструмента. Сам транспортер вращается силовой установкой.

После укладки кожуха в него протас­кивают заранее подготовленный рабочий трубопровод.

Сооружение переходов под дорогами и другими искусствен­ными препятствиями должно осуществляться с опережением основного линейного строительства. Это дает возможность одновременно с окончанием линейных работ пустить в эксплуата­цию весь трубопровод.

Катодная защита

Рассмотрим случай поляризации постоянным током. Такая схема поляризации называется катодной защитой магистрального тр-да. Тр-вод является катодом по отношению к электролиту, заполняющему в той или иной мере поры грунта. Грунт является анодом по отношению к тр-ду. Отрицательный полюс источника тока подключается к тр-ду (катод), а положительный - к специально устраиваемому заземлению (анод). Источник тока называют станцией катодной защиты (СКЗ).

Протекторная защита

К электрохимическому виду защиты тр-да от коррозии относится так называемая протекторная защита, в основу ко­торой положен принцип работы гальванического элемента. Сооружение протекторной защиты включает следующие основ­ные операции: устройство скважин диаметром 25-30 см на глубину, превышающую глубину промерзания грунта; присоеди­нение к протектору кабеля; установку протектора в сква­жину; прокладку соединительного кабеля и подсоединение его к трубопроводу.

Дефекты стенки МТП.

Дефекты стенки трубы - это дефекты, не приводящие к изменению проходного сечения трубы. Они делятся на следующие группы:

потеря металла (коррозия, эрозия, вмятина в прокате, забоина, задир, рванина) - изменение номинальной толщины стенки трубы, характеризующееся локальным утонением в результате механического или коррозионного повреждения или обус­ловленное технологией изготовления;

риска (царапина) - потеря металла стенки трубы, происшедшая в результате взаимодействия стенки трубы с переме­щающимся по ней твердым телом;

расслоение - несплошность металла стенки трубы; обычно является раскатанным скоплением неметаллических включений;

изменение толщины стенки - плавное утонение стенки трубы, образовавшееся в процессе изготовления трубы или листового проката;

трещина - разрыв основного металла стенки трубы, характеризующейся малым поперечным размером;

дефект св. шва (непровар, пора, шлаковое включение, подрез, трещина сварного шва) - дефект в самом св. шве или ОШЗ, возникший вследствие нарушения технологии сварки.

По степени влияния на несущую способность нефтепрово­да дефекты классифицируются на опасные и неопасные.

К опасным дефектам относятся:

дефекты геометрии, примыкающие к сварным швам или непосредственно на швах, если их измеренная глубина пре­вышает по величине 3% от номинального наружного диамет­ра трубы;

дефекты, опасные по результатам расчета на статическую прочность (расчетное давление разрушения дефектной трубы ниже заводского испытательного давления);

дефекты стенки, связанные с потерей металла, с остаточ­ной толщиной стенки трубы на уровне технически возмож­ного минимального предела измерения снаряда-дефектоскопа.

Опасные дефекты подлежат выборочному ремонту в соответствии с установленными методами ремонта опасных дефектов.

К неопасным относятся дефекты, для которых расчетное давление разрушения дефектной трубы не ниже заводского испытательного давления. Эксплуатация НП при наличии неопасных дефектов допускается без ограничений на режимы перекачки в межинспекционный период.

По критерию необходимости проведения дополнительного дефектоскопического контроля (ДДК) дефекты подразделяют­ся на требующие ДДК и не требующие ДДК.

Классификация магистральных трубопроводов и разделение их на категории.

В соответствии со СНиП 2.05.06-85 МТ классифицированы следующим образом. ГП подразделены на два класса: I класс - рабочее давл-е газа от 2,5 до 10 МПа включительно; II класс - ГП с ра­бочим давлением газа от 1,2 до 2,5 МПа включительно. НП и нефтепродуктопр-ды подразделены на четыре класса: I класс - при усл. диаметре свыше 1000 до 1200 мм; II класс - при усл. диаметре труб свыше 500 до 1000 мм включительно; III класс - при усл. диаметре труб свыше 300 до 500 мм включительно; IV класс – тр-ды с условным диаметром 300 мм и менее.

Разделение трубопроводов и их участков на категории

Наряду с этой классификацией СНиП 2.05.06-85 устанавли­вает для МТ категории, кот-е требуют обеспечения соответствующих прочностных характеристик на любом участке тр-да, а также прове­дения ряда операций контрольного характера, связанных с про­веркой качества сооружаемого тр-да без исключения из такой проверки каких-либо участков.

Приведенная класс-ция и категории тр-дов оп­ределяют в основном требования, связанные с обеспечением прочности или неразрушимости труб. В северной природно-климатической зоне все тр-ды относятся к III категории. Исходя из этих же требований, в СНиП 2.05.06-85 опре­делены также и категории, к которым следует относить не только тр-вод в целом, но и отдельные его участки. Не­обходимость в такой классификации объясняется различием условий, в которых будет находиться тр-вод на тех или иных уч-ках местности, и возможными последствиями в слу­чае разрушения тр-да на них.

Классификация трубопроводов и их участков по сложности строительства

Условия строительства могут изменяться от нормальных, т. е. таких, при кот-х возможна организация непрерывного строитель­ного потока, при наибольшей производительности строительных и монтажных подразделений, до крайне сложных, при которых, несмотря на все затрачиваемые усилия, темп СМР значительно снижа­ется по сравнению с темпом работ при нормальных условиях.

К участкам I категории сложно­сти относятся подводные и надводные переходы через реки, имеющие ширину по зеркалу воды более 50 м, болота II и IIIтипов, барханные незакрепленные пески, отдельные про­дольные уклоны крутизной более 30° и протяженностью более 100 м, горные участки с чередованием подъемов и спусков кру­тизной от 10° и более, поворотов и наличием косогорных участков любой крутизны, вечномерзлые грунты.

К участкам II ка­тегории сложности относятся подводные и надводные переходы через реки шириной по зеркалу воды до 50 м, закрепленные барханные пески, болота I типа, продольные уклоны крутизной до 30°, косогорные участки с боковой крутизной до 15°, под­земные и воздушные переходы через ж/д, отдель­ные продольные уклоны крутизной более 30° и протяженностью менее 100 м, овраги и балки.

К участкам III категории слож­ности относятся участки, не вошедшие в I и II категории.

при наличии в общей длине трассы более 50% участков I и II категорий сложности, в том числе не менее 30% I катего­рии,- трасса особой сложности;

при наличии от 15 до 50% участков I и II категорий слож­ности, в том числе не менее 10% I категории,- трасса повы­шенной сложности;

при наличии до 15% участков I и II категорий сложности - трасса нормальной сложности.