Трубопроводная арматура для газораспределительных сетей

Задание: Составить конспект (можете писать одним конспектом, а не двумя)

Трубопроводная арматура для газораспределительных сетей

Промышленная трубопроводная арматура — устройства, устанавливаемые на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначенные для управления (отключения, регулирования, сброса, распределения, смешивания, фазораспределения) потоками рабочих сред (газообразной, жидкой, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т.п.) путем изменения площади проходного сечения.

Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условным проходом (номинальным размером) и условным (номинальным) давлением. Под условным проходом (номинальным размером) DN или Д_У понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры (ГОСТ 28338–89). Условный проход не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

Номинально (условное) давление PN или P_У– наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20°С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений арматуры и трубопровода, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности при температуре 20°С. Значения и обозначения номинальных (условных) давлений должны соответствовать указанным в ГОСТ 26349-84

Номинальные (условные) давления менее 0,01 МПа следует выбирать из ряда R5, а более 100 МПа – из ряда R20 по ГОСТ 8032-84.

Допускается применять обозначение номинального (условного) давления P_У вместо PN в конструкциях соединений трубопроводов и арматуры, разработанных до 01.01.1992.

При маркировке допускается использовать обозначение PN 6 вместо PN 6,3

Рабочее давление P_р – наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры, то есть при рабочих температурах.

Пробное давление Р_пр – избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопровода на прочность и герметичность водой при температуре не менее 5 и не более 70°С. Значения пробных давлений для арматуры и деталей из различных материалов определяются по ГОСТ 356–80. Для Р_р до 20 МПа пробное давление примерно в 1,5 раза больше рабочего

Конструктивные типы трубопроводной арматуры

· Задвижки. Рабочий орган у них перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно потоку рабочей среды. Используется преимущественно в качестве запорной арматуры.

· Клапаны (вентили). Запорный или регулирующий рабочий орган у них перемещается возвратнопоступательно параллельно оси потока рабочей среды. Разновидностью этого типа арматуры являются мембранные клапаны, у которых в качестве запорного элемента используется мембрана. Мембрана фиксируется по внешнему периметру между корпусом и крышкой, выполняет функцию уплотнения корпусных деталей и подвижных элементов относительно внешней среды, а также функцию уплотнения запорного органа.

· Краны. Запорный или регулирующий рабочий орган у них имеет форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг своей оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.

· Затворы. Запорный или регулирующий орган у них имеет, как пра-вило, форму диска и поворачивается вокруг оси, не являющейся его собственной.

Задвижки

Задвижка — промышленная трубопроводная арматура, в которой перекрытие прохода осуществляется возвратно-поступательным перемещением запорного органа в направлении, перпендикулярном оси потока рабочей среды.

Задвижки получили широкое применение для перекрытия потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов от 50 до 2000 мм при рабочих давлениях 0,1-25 МПа и температурах среды до 450°С.

В сравнении с другими видами запорной арматуры задвижки обладают преимуществами: незначительным гидравлическим сопротивлением при полностью открытом проходе; отсутствием поворотов рабочей среды; простотой обслуживания; относительно небольшой строительной длиной; возможностью подачи среды в любом направлении.

К недостаткам, общим для всех конструкций задвижек, следует отнести: небольшой допускаемый перепад плуатации; нарушение герметичности сальника по штоку; быстрый износ уплотнительной поверхности, что приводит к потере герметичности затвора при эксплуатации.

Задвижки могут быть полнопроходными и суженными, когда диаметр отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.

По форме затвора задвижки подразделяются на клиновые и параллельные. Клиновая задвижка имеет клиновый затвор, на котором уплотнительные поверхности расположены под углом друг к другу. Клин может быть цельным жестким, цельным упругим или составным двухдисковым. У параллельной задвижки есть затвор, уплотнительные поверхности которого расположены параллельно друг к другу и имеют между собой распорный клин.

По характеру движения шпинделя различают задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем. В первом случае шпиндель совершает поступательное или вращательнопоступательное (винтовое) движение; во втором – только вращательное. Изделия с выдвижным шпинделем имеют большую высоту. Задвижки с невыдвижным шпинделем применяются для сред, обеспечивающих смазку пары трения «ходовая гайка—шпиндель», таких как нефтепродукты, вода и т.д. Применение изделия с невыдвижным шпинделем для природного газа ограничено.

Задвижки выпускаются на Д_y от 50 до 2000, Р_y от 0,6 до 25 МПа, температура рабочей среды – до 565°С.

Основные параметры задвижек указаны в ГОСТ 9698-86.

Краны

Кран – промышленная трубопроводная арматура, в которой запорный или регулирующий орган имеет форму тела вращения или его части и поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной к направлению потока рабочей среды.

Краны по форме затвора делятся на конусные, шаровые и цилиндрические. Конусные могут быть сальниковыми или натяжными – в зависимости от того, как регулируется посадка пробки в корпусе: сальником (в верхней части крана) или гайкой (в нижней части). Краны могут быть проходными и пробоспускными. Проходные устанавливаются на участке трубопровода и имеют два присоединительных патрубка, пробоспускные устанавливаются на агрегатах, котлах, емкостях, резервуарах и имеют один присоеди-нительный патрубок и прямой или изогнутый спуск. Краны могут быть двух или трехходовыми, в зависимости от числа рабочих положений пробки. У кранов со смазкой есть устройство для периодической (ручной или автоматической) подачи густой смазки по каналам на пробке и корпусе для смазывания подвижного соединения. Конструкция кранов для бесколодезной установки включает органы управления, поднятые над корпусом

По эффективному рабочему диаметру прохода краны делятся на полнопроходные и неполнопроходные (стандартно-проходные). У полнопроходных отклонение эффективного диаметра от номинального обычно составляет до 2-3%, у неполнопроходных (стандартно-проходных) эффективный диаметр меньше номинального на 15-25%. По ГОСТ 21345-2005 эффективный диаметр полнопроходного крана должен быть не менее 95% входного отверстия патрубка корпуса для диаметров до DN350, и не менее 2% – для DN400 и выше.

Полнопроходные краны отличаются очень маленьким гидравлическим сопротивлением, увеличенными габаритами и стоят дороже, чем стандартнопроходные

По типу крепления шара на валу различают краны с плавающим и с фиксированным шаром. У кранов с плавающим шаром шаровый затвор не связан со шпинделем и может незначительно перемещаться в корпусе под действием давления рабочей среды, обеспечивая дополнительное уплотнение. На трубопроводах большого диаметра и с высоким давлением рабочей среды для открытия крана с плавающим шаром может потребоваться существенное усилие, поэтому краны такой конструкции, как правило, изготавливаются с диаметром не более DN200. У кранов с фиксированным шаром шаровый затвор жестко закреплен на оси вала и не может линейно перемещаться в корпусе. Для их закрытия требуется меньшее усилие, но изготовление такой конструкции сложнее, поэтому цена шарового крана с фиксированным шаром больше, чем у аналогов с плавающим шаром. Для облегчения закрытия фиксирующая цапфа может иметь самосмазывающиеся подшипники скольжения

Недостаток кранов – значительный крутящий момент для управления. Достоинствами являются многоцелевое назначение, а также возможность обеспечения полнопроходности, малые строительные длина и высота. Краны относятся к классу ремонтируемых, восстанавливаемых изделий с нерегламентируемым порядком ремонта.

Основные параметры кранов необходимо смотреть по ГОСТ 21345-2005. Строительные длины шаровых кранов – по ГОСТ 28908-91. Строительные длины конусных кранов – по ГОСТ 14187-84.

Эффективные диаметры полнопроходных и неполнопроходных кранов DN до 500 включительно могут быть приняты из ряда рекомендуемых ГОСТ 28343-89 и соответствовать табл. 11.

ГОСТ 21345-2005 предусматривает следующие конструктивные требования:

· запорные краны (этот ГОСТ дополнительно классифицирует краны на запорные и распределительные) должны закрываться поворотом шпинделя в направлении по часовой стрелке

· в конструкции крана в крайних положениях должны быть предусмотрены ограничители поворота

· расположение рукоятки проходного крана должно соответствовать направлению проходного канала пробки

· в кране должно быть Кран шаровой муфтовый ГШК Кран шаровой фланцевый КШ-50: предусмотрено устройство, обеспечивающее непрерывную электропроводимость для кранов номинальных диаметров до DN50 включительно – между штоком и корпусом, для кранов номинальных диаметров более DN50 – между шаром и корпусом

Партию кранов, отгружаемых в один адрес по одному сопроводительному документу, следует сопровождать одним комплектом эксплуатационных документов (если иное не оговорено в договоре или в технических документах).

 

Номинальный диаметр DN	Эффективный диаметр, мм
	Кран с зауженным проходом	Кран полнопроходной
	PN от 10 до 100 включ.	PN от 10 до 50 включ.	PN от 83 до 100 включ.
10	—	9,0	9,0
15	9,0	12,5	12,5
20	12,5	17,0	17.0
25	17,0	24,0	24.0
32	23,0	30,0	30.0
40	28,0	37,0	37.0
50	36,0	49,0	49.0
65	49,0	64.0	64.0
80	57,0	75,0	75,0
100	75,0	98,0	98,0
150	98,0	148,0	148,0
200	144,0	198,0	198.0
250	187,0	248,0	245.0
300	228,0	298,0	295.0
350	266,0	335,0	325.0
400	305,0	380,0	375,0
450	335,0	430,0	419.0
500	380,0	475,0	464.0

Табл. 11 – Эффективные диаметры полнопроходных и неполнопроходных кранов по ГОСТ 28343-89

Затворы

Затвор – промышленная трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды. Наиболее часто затворы применяются при больших диаметрах трубопроводов, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности рабочего органа.

Конструктивно дисковый затвор представляет собой короткий цилиндрический корпус, через который протекает рабочая среда. Внутри корпуса расположена подвижная часть - запирающий элемент (диск), которыйможет перекрывать проход рабочей среде через кольцевое седло в корпусе, прижимаясь к его уплотнительной поверхности, путем поворота (как правило, на 90°) вокруг оси, перпендикулярной направлению потока среды. При этом ось вращения диска может являться его собственной осью (осевые дисковые затворы) или же не совпадать с ней (эксцентриковые дисковые затворы). В зависимости от конструкции диска и способа его перемещения затворы подразделяются на эксцентриковые (обычные затворы, ось вращения диска совмещена с центром диска и трубопровода), двухэксцентриковые (ось вращения диска смещена относительно центра диска и оси уплотнения, а также относительно центра трубопровода), трех и четырехэксцентриковые (три или четыре смещения диска)

Рассмотрим устройство поворотного дискового на примере ДТ-50 – затвора с мягким уплотнением седлового типа (рис. 6). Изделие состоит из корпуса, диска с проходным штоком и уплотнения. Уплотнение охватывает внутреннюю поверхность корпуса затвора со стороны рабочей среды, а также шток и торцы, образуя внешнее уплотнительное кольцо. Благодаря этому исключается контакт рабочей среды с корпусом и отпадает необходимость установки уплотнительных прокладок между фланцами. В результате рабочая среда контактирует только с материалом уплотнения и диском затвора. Герметичность изделия при его закрытии обеспечивается за счет упругой деформации материала седла по кромке и торцам диска. Уплотнения затворов изготавливаются из современных высококачественных полимерных материалов, таких как EPDM, BUNA-N, Viton и Silicone

Затворы изготавливаются с разными типами присоединения: межфланцевым, фланцевым и приварным; по специальному заказу могут быть выполнены с одним фланцем. Управление затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора, а также электро- или пневмопривода

Корпус может быть как разборным, так и неразборным. Разборный позволяет осуществлять замену в случае необходимости диска и уплотнений. Основные материалы, из которых изготавливаются затворы: чугун (серый, ковкий, высокопрочный), сталь (углеродистая, легированная, нержавеющая), бронза. Уплотнение в затворах бывает как мягкое, так и металл по металлу.

Основные достоинства затворов – малые габаритные размеры и масса, малое время открытия и закрытия, незначительное гидравлическое со- противление, возможность плавного регулирования расхода, простота конструкции, отсутствие в проточной части «застойных зон», малое число деталей и относительно низкая стоимость

К типичным недостаткам можно отнести: большие крутящие моменты для управления затворами больших диаметров (при ручном управлении это влечет за собой необходимость установки редуктора); в открытом состоянии диск располагается в проходе корпуса (что ухудшает гидравлические характеристики и делает затрудненной очистку трубопровода при помощи механических устройств); сложности с получением расчетных пропускных характеристик при использовании в качестве регулирующей заслонки, а также возможность возникновения гидроудара в случае быстрого открытия затвора либо в конце хода.

Диапазон применения: Д_y – от 40 до 2800, Р_y – от 0,01 до 2,5МПа, температура рабочей среды – от -40 до +420°C.

Клапаны

Клапан (вентиль) – промышленная трубопроводная арматура, в которой тарельчатый (золотниковый) или конический (игольчатый) запирающий элемент (затвор) возвратнопоступательным движением перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Данный тип арматуры применяется для полного перекрытия потока в трубопроводах относительно небольших диаметров (до 300 мм)

ебольших диаметров (до 300 мм). По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе запорные клапаны делятся на проходные (направление потока среды на входе и выходе одинаковое, но поток среды в корпусе делает как минимум два поворота на 90°), угловые (поток делает один поворот на 90°, ставятся на поворотных участках трубопроводов) и прямоточные (направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода)

По способу герметизации подвижного соединения «шпиндель (шток) — крышка» клапаны делятся на сальниковые, сильфонные и мембранные (диафрагмовые).

Конструкция клапанов во многом схожа с конструкцией задвижек, но принципиальное ее отличие в том, что перемещение затвора совпадает с осью перемещения потока среды, а не перпендикулярно ему, что дает им ряд преимуществ перед задвижками.

К достоинствам клапанов можно отнести следующие: простая конструкция (обеспечивает хорошую герметизацию в запорном органе и облегчает техническое обслуживание и ремонт); малый ход затвора для полного открытия/закрытия (соответственно, малая строительная высота и масса, невысокая цена); при закрытии и открытии клапана практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей.

К недостаткам можно отнести высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, ограничение пределов применения по диаметру, наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры

Заглушки поворотные

Поворотная заглушка (обтюратор, реверсивная заглушка, «очки Шмидта») – это несложное изделие для перекрытия трубопровода. Она состоит из двух частей: одна с отверстием для пропуска потока транспортируемой среды, вторая – глухая. В зависимости от необходимости рабочего режима трубопровода (закрыто/открыто), заглушка монтируется во фланцевое соединение (участок между крайними фланцами двух отрезков трубопровода) той или другой частью.

Поворотные заглушки иногда заменяют собой шаровые краны или задвижки и также предназначены для полной или частичной герметизации (постоянной или временной) участка трубопровода для выполнения ремонтных, опрессовочных, реконструкционных и тому подобных технических работ.

Исполнение фланцев, составляющих соединение, неодинаково, и поэтому геометрические размеры заглушек должны полностью соответствовать геометрической конфигурации уплотнительной поверхности. Так, например, для применения с фланцами первого исполнения заглушка должна быть плоской, а заглушка реверсивная – в обязательном порядке иметь на одной уплотнительной поверхности паз, на другой – шип. Установка заглушки поворотной между фланцами воротниковыми осуществляется таким образом, что над соединением находится только ее половина, а отверстие трубопровода закрыто глухой частью.

В настоящее время установлено три вида исполнения обтюраторов, из которых в газовом хозяйстве применяются только заглушки первого исполнения, имеющие соединительный выступ и рассчитанные на условное эксплуатационное давление в диапазоне от 1,6 до 4,0 МПа. (Второе исполнение имеет сочетание «выступ плюс впадина» и рассчитано на условное эксплуатационное давление в диапазоне от 4,0-10,0 МПа, третье исполнение – заглушки, предназначенные на установку прокладки овального сечения и рассчитанные на условное эксплуатационное давление в диапазоне от 10,0 до 16,0 МПа.)

По сравнению с применением традиционных запорных устройств у поворотных заглушек есть ряд преимуществ: малая строительная длина и масса, эксплуатационная долговечность (обусловленная отсутствием движущихся деталей), простота в изготовлении и обслуживании, невысокая цена. К недостаткам можно отнести невозможность частичного перекрытия отверстия трубопровода, сложность и продолжительность процедуры перекрытия, а также разгерметизацию трубопровода на период проведения работ.

Температура, при которой используются поворотные заглушки, напрямую зависит от типа и марки стали, применяемых для их изготовления, и изменяется в диапазоне от -70 °С до +650°С. РУ для поворотных заглушек может колебаться в пределах от 0,1 до 25 МПа.

Принцип работы задвижки

Чаще всего на трубопроводах из разных видов запорной арматуры для газового оборудования можно встретить задвижки. Именно они используются, когда необходимо перекрыть газовый поток в газопроводах с диаметрами условных проходов от 50 мм до 2000 мм, когда рабочее давление находится в диапазоне 0,1–20 МПа.

В задвижках поток газа регулируется изменением положения затвора относительно уплотняющих поверхностей. Шпиндель невыдвижной при открывании не выдвигается из крышки. При его вращении для открытия отверстия ходовая гайка наворачивается на него поднимая либо опуская затвор. В этой разновидности задвижек ходовой узел находится внутри рабочей среды, поэтому он больше подвержен негативному действию коррозии.

Для газопроводов рассчитанных на давление до 0,6 МПа применяют задвижки изготовленные из серого чугуна, для газопроводов, в которых применяется напор под давлением больше 0,6 МПа – из стали.

Но какие можно отметить преимущества задвижек в сравнении с остальной запорной арматурой? В открытом положении отмечается незначительное сопротивление потоку, кроме этого нет поворотов газовой среды. Задвижки имеют малую строительную длину. Они просты в обслуживании и обеспечивают возможность движения газа в любую сторону.

Отдельно в этой категории можно выделить заслонки. Они относятся к запорно-регулирующему оборудованию, благодаря которому регулируется расход газа, также возможно прекратить его подачу в газопроводе. Заслонки состоят из корпуса, запорного дискового органа, приводного вала.

Заслонки можно применять в широком диапазоне температур или давлений среды. Они имеют простую конструкцию, малую массу и небольшую металлоемкость. У заслонок небольшая строительная длина и минимальное количество элементов. Большой их плюс – доступная цена.

За давлением на современных газопроводах следит множество чувствительных сенсоров, фиксирующих малейшие отклонения и передающие информацию о них на пульт диспетчеру.

Для чего нужны краны?

Кроме вышеперечисленных устройств к запорной арматуре относятся краны и вентиля, необходимые для скорейшего подключения/отключения прибора или регулирования расхода рабочей среды. Эти детали по форме затвора можно разделить на шаровые, цилиндрические, конусные.

Чтобы достигнуть более высокой герметизации в кране, между уплотняющими поверхностями вводится под давлением специальная консистентная смазка. Она заправляется в пустотелый канал в верхней части и завинчиванием болта продавливается по каналам в существующий зазор между пробкой и корпусом.

В корпусе крана в роли затворного элемента выступает шар, а в затворе выполнено сквозное отверстие диаметр которого совпадает с диаметром газопровода

Пробка немного приподнимается вверх, зазор увеличивается и обеспечивается легкость поворота. Латунная прокладка и шаровой клапан предотвращают выдавливание смазки с последующим просачиванием газа.

Кроме кранов, нуждающихся в смазывании применяют в газопроводах простые поворотные краны. Их можно разделить на натяжные, сальниковые, самоуплотняющиеся. Их можно устанавливать на надземных газопроводах, внутри-объектовых газопроводах, на вспомогательных линиях (на продувочных газопроводах и пр.).

Принцип работы сооружения

Газовые колодцы представляют собой оборудованные шахты разной глубины для установки в них запорной аппаратуры газопровода, проложенного под землей.

Помимо задвижек и кранов, в них размещается и другое оборудование — технологическое, контролирующее, защитное.

Газопроводы повышенного давления всегда стараются разместить под землей, причем глубина их прокладки зависит от многих факторов: свойства грунта, уровня подземных вод, глубины промерзания, наличия различных ограничений, связанных с поверхностными сооружениями.

Они прокладываются на безопасном расстоянии от зданий, канализации, водопровода и иных коммуникаций.

Минимальное расстояние от газопровода до различных объектов жестко нормируется СниП П-60-75.

Данный документ определяет основные принципы проектирования газового хозяйства в жилых районах и учитывает основные требования безопасности.

Для обеспечения отводов от основной магистрали на трубопроводе необходимо установить запорную аппаратуру, обеспечивающую отключение линии при необходимости.

Выведение ее на поверхность земли в большинстве случаев не допускается, а потому единственный вариант — устройство газовых колодцев. Их монтаж требует особого подхода, несмотря на то, что они внешне и по порядку строительства во многом напоминают канализационный или водопроводный колодец.

Требования к сооружению

Все предъявляемые требования можно подразделить на такие категории: выбор места размещения, строительные нормы и эксплуатационная безопасность (в т.ч. доступный ремонт газовых колодцев).

Все эти условия должны прорабатываться уже на стадии проектирования.

Прежде всего схема расположения колодца должна учитывать нормативы по расстоянию до газопровода. Перед началом работы должны быть тщательно изучена карта местности, включая ее рельеф, распределение залегания подземных вод и состава почвы.

Глубина колодезной шахты зависит от глубины прокладки труб, а она, в свою очередь, связана с параметрами промерзания грунта и характеристик транспортируемого газа.

При пропускании сухого (обезвоженного) газа газопровод может располагаться в зоне промерзания, и глубина в колодцах может начинаться с 70 см, а когда передается газовый конденсат, трубы должны располагаться ниже уровня промерзания.

Конструкция колодца должна учитывать свойства грунта. В подвижных и пучинистых почвах колодца должны иметь повышенную прочность, т.е. изготавливаться из железобетонных колец или монолитного бетона. Стенки и днище должны обладать надежной гидроизоляцией, не допускающей просачивания влаги внутрь шахты.

Для исключения разрушения газопровода при усадке колодезных стенок должна обеспечиваться их независимость от труб. Особое внимание должно уделяться надежности сооружения в сейсмических зонах. В таких районах подушка под днище должна иметь повышенную плотность и толщину не менее 15 см.

Требования безопасности направлены на устранение главной опасности — накопление газа в шахте при его утечках. Высокая газовая концентрация чревата взрывом при появлении малейшей искры, а также опасна для человека, призванного обслуживать оборудование.

Защита от такого явления должна обеспечиваться недопущением утечки, для чего после монтажа проводится тщательный контроль оборудования и сварных швов; установкой газоанализаторов, подающих сигнал о появлении опасной газовой концентрации; монтажом эффективной вентиляционной системой.

Эксплуатационные требования связаны с безопасностью и удобством обслуживания оборудования. Объем камеры в колодцах должен позволять свободное размещение рабочего при управлении запорной аппаратурой, а также при проведении ремонтной работы, в т.ч. при замене оборудования.

Вентили и краны в колодцах должны свободно поворачиваться при любой температуре воздуха. Для исключения замерзания обеспечивается надлежащая теплоизоляция. Помимо специфических требований, к газовым колодцам предъявляются и общие требования: защищенность от осадков, паводковых вод и падения случайных предметов; предотвращение падения человека в шахту; достаточная механическая прочность перекрытия, в т.ч. при наезде автотранспорта, и стенок при движении или замерзании грунта; обеспечение коррозионной стойкости оборудования.

Кроме того, существует важное условие — возможность быстрого обнаружения газовых колодцев и коверов даже под снежным сугробом. Для этого устанавливаются специальные указатели. Соответствующие знаки размещаются и по ходу трассы газопровода, причем с указанием глубины прокладки.

Разновидности сооружений

Виды газовых колодцев определяются конструкцией, применяемыми материалами и заглублением шахты. По глубине выделяются такие сооружения:

1. Колодцы мелкого заложения. Так может называться неглубокий колодец, который находится выше уровня промерзания почвы (как правило, не глубже 1 м). Работы в них проводятся при частичном погружении рабочего в шахту.

2. Глубокие колодцы. Они заглубляются ниже уровня промерзания (вплоть до 2-2,5 м). Человек при обслуживании полностью опускается в шахту.

3. Особо выделяются коверы (можно увидеть на фото). Это прочная емкость, в которой устанавливается запорная аппаратура и которая частично заглубляется в грунт. Обслуживание такого устройства обеспечивается с поверхности, открыв крышку, оно полностью закрывает и защищает оборудование.

По технологии возведения колодцы могут быть монолитными, т.е. изготавливаться путем заливки бетоном, или сборные (кольца, кладка, срубы). В качестве материала стенок шахты используются железобетонные колодезные кольца, кирпич, камень, дерево, бетон.

Конструктивные элементы

Стандартная конструкция газового колодца включает следующие основные элементы:

1. Монолитное герметичное днище, которое выполняется путем заливки бетона с армировкой.

2. Приямок. Он необходим для сбора просочившейся воды и конденсата.

3. Стенки шахты. Их строительство осуществляется путем заливки бетона в опалубку, установки железобетонных колец, кирпичной или каменной кладки. Главное требование — герметичность.

4. Перекрытие. Оно может быть монолитным или съемным. Чаще всего производится монтаж съемной конструкции из железобетонной плиты, что позволяет проводить полноценный ремонт сооружения при необходимости.

5. Люк. Это важный элемент, который должен надежно защищать шахту сверху.

6. Вводной канал для газопровода (футляр). Через него в колодец вводятся трубы. Он должен обеспечивать независимость трубопровода от стенок колодца, т.е. труба не должна подвергаться чрезмерной нагрузке при усадке. В то же время ввод должен обладать необходимой герметичностью.

7. Газовое оборудование. Обязательным элементом считается запорная аппаратура (вентили, задвижки, краны) и линзовый компенсатор для предотвращения разрушения от температурных деформаций. Другое оборудование устанавливается при необходимости, это определяет специфическое назначение сооружения.

 

Этапы строительства

Перед началом строительной работы разрабатывается детальный чертеж колодца с расположением всего газового оборудования, а также схема-привязка к местности, которая учитывает безопасный подход к люку и все нормы по удаленности различных объектов. Само строительство осуществляется в следующем порядке:

1. Рытье шахты колодца нужной глубины.

2. Засыпка подушки из щебня и песка с тщательной трамбовкой. Толщина слоя составляет 10-20 см в зависимости от размеров сооружения и состава почвы.

3. Монтаж армировки из стальных прутков диаметром 8-12 мм в виде сетки.

4. Заливка бетона. Толщина днища составляет 15-20 см. Для изготовления приямка устанавливается опалубка.

5. Возведение стенок. При монолитной конструкции возводится деревянная опалубка, устанавливается стальная армировка, после чего заливается бетон. Железобетонные кольца поочередно опускаются вниз и устанавливаются строго вертикально, при этом шов заделывается цементным раствором. Для ввода труб формируются каналы на нужной высоте.

6. Гидроизоляция стенок. Она выполняется в зазоре между стенками колодца и грунтом. Для ее изготовления применяется битум и рубероид. При необходимости укладывается теплоизоляция из минеральной ваты.

7. Заделка ввода. Герметизация труб обеспечивается при помощи гильз, которые заливаются битумом.

8. Установка перекрытия. Для этого применяется железобетонная плита с отверстием для люка.

9. Монтаж оборудования и установка люка.

10. Проверка качества строительства и контрольные испытания.

Установка оборудования

В газовом колодце может устанавливаться такое оборудование:

1. Запорная аппаратура: трубопроводные краны с обратными поворотными клапанами; запорные вентили с регулирующими клапанами; запорные задвижки в виде подъемных обратных клапанов; затворы с предохранительными клапанами. Наиболее распространенный вариант — задвижки, в которых при помощи поворота маховика изменяется положение затвора. На газопроводах давлением менее 0,5 МПа используются чугунные задвижки, более 0,5 МПа — стальные. Запорные затворы могут иметь параллельными или клиновидными.

2. Компенсатор. Этот технологический элемент необходим для предотвращения термических деформаций при изменении температуры среды. В колодцах могут использоваться устройства линзового, лирообразного и П-образного типов. Чаще всего устанавливается линзовый компенсатор. В зимнее время он растягивается, а летом сжимается при помощи специальных тяг.

3. Предохранительная аппаратура. Она монтируется для предотвращения разрушения стыков при резком повышении давления в газопроводе выше допустимых пределов.

4. Аппаратура обратного действия не позволяет двигаться газовому потоку в обратном направлении при появлении каких-либо препятствий.

5. Аварийное оборудование включает устройства для экстренного блокирования аварийного участка трубопровода, прекращая движение газа.

Обслуживание сооружения

Любой владелец газового колодца должен разработать инструкцию по его эксплуатации и ремонту. Работы в нем может проводить только подготовленная бригада с соблюдением всех требований безопасности в соответствии с «Правилами технической эксплуатации газового хозяйства».

Перед вводом в эксплуатацию в колодцах должны быть проверены все сварные швы и стыки с использованием специальных приборов при соответствующем давлении. Не реже 1 раза в год все оборудование в колодце должно проходить тщательный осмотр. При появлении запаха газа необходимо срочно принять меры по установлению и ликвидации причины.

При работе на газовом оборудовании должен применяться только инструмент, прошедший проверку. Нельзя опускаться в колодец при наличии в нем утечки газа. При проведении работ внутри необходимо использовать средства индивидуальной защиты, в т.ч. противогаз.

В соответствии с установленными сроками должны проводиться текущие и капитальные ремонтные мероприятия, регулярное профессиональное техническое обслуживание. Внутреннее пространство колодца должно периодически очищаться от грязи.

При скоплении мусора в глубоких колодцах используются специальные или самодельные устройства. В частности, можно сделать грейфер для чистки колодца из газового баллона. При правильном раскрое его стенок получится очень прочное и надежное приспособление.

Колодец (газовый) необходим при наличии ответвлений в подземном газопроводе. Он сооружается в месте установки запорной аппаратуры. Следует помнить, что строительство и эксплуатация такого сооружения должна проводиться строго по соответствующим инструкциям и с учетом требований действующих нормативных документов.

На подземных газопроводах задвижки монтируют в специальных колодцах из сборного железобетона или красного кирпича. Перекрытие колодца должно быть съемным для удобства его разборки при производстве ремонтных работ.