Технологические схемы строительства магистральных трубопроводов в нормальных условиях
Строительство трубопроводов на равнинной местности, сложенной твердыми грунтами осуществляется по технологической схеме (рис 9.1):
1. Подготовка трассы
6. Очистка внутренней полости
8. Готовый трубопровод
Параллельно могут выполняться работы по сварке труб и рытью траншеи. Остальные – последовательно.
Выполнение комплекса подготовительных работ, обеспечивает выполнение всех остальных видов работ. Наиболее важными из них являются:
— вырубка леса (если есть);
— устройство проезда вдоль трассы.
Рытье траншей экскаваторами
Рытье траншей производится роторными или ковшовыми экскаваторами периодического действия. В плотных грунтах наиболее эффективны роторные экскаваторы, производительность которых составляет:
где q – объем одного ковша; п – число ковшей, разгружающихся в минуту; kp – коэффициент рыхления, принимаемый равным 0,65 – для тяжелой глины, 0,75 – для суглинка, 0,9 – для супеси; kH – коэффициент наполнения ковша, принимаемый равным 0,7 – для глин, 0,8 – для суглинка, 0,9 – для супеси; kB – коэффициент использования рабочего времени (0,6–0,8).
Рисунок 9.2.1 – Структурная схема строительства линейной части магистрального трубопровода в нормальных условиях
Производительность одноковшовых экскаваторов определяется по аналогичной формуле:
где п – число циклов копания в минуту; kп = 0,95 – коэффициент потерь времени на передвижение; k3 – коэффициент организационных потерь времени при эксплуатации экскаватора. Траншея, подготовленная роторным экскаватором, имеет ровно спланированное дно, что исключает сосредоточенные участки давления на изоляцию трубы и способствует лучшему сохранению изоляции при укладке трубопровода. Объем земляных работ при профилировании трассы может быть намного больше, чем при рытье траншеи.
На равнинной местности трубопровод, как правило, монтируется из секций, состоящих из 2 – 4 труб. Они заготавливаются на трубосварочных базах и подвозятся на плетевозах.
При выполнении сварочно-монтажных работ ручной электродуговой сваркой поточно-расчлененным методом работы ведутся одновременно на 9 стыках на участке длиной 350 – 500 м.
1 стык – зачистка кромок и строповка.
2 стык – центровка, подогрев, прихватка и сварка корневого слоя.
3 стык – шлифовка и горячий проход.
4 – 8 стыки – зачистка и сварка заполняющих слоев.
9 стык – сварка облицовочного слоя.
Перед сборкой и сваркой труб необходимо:
— произвести визуальный осмотр поверхности труб (при этом трубы не должны иметь недопустимых дефектов, регламентированных техническими условиями на поставку труб);
— очистить внутреннюю полость труб от попавшего внутрь грунта, грязи, снега;
— выправить или обрезать деформированные концы и повреждения поверхности труб;
— очистить до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм. При стыковой сварке оплавлением следует дополнительно зачищать торец трубы и пояс под контактные башмаки сварочной машины.
 |
Допускается ремонт сваркой забоин и задиров, фасок глубиной до 5 мм. Концы труб с забоинами и задирами фасок глубиной более 5 мм следует обрезать. Трубы можно собирать с использованием внутренних или наружных центраторов. При сборке труб с одинаковой нормативной толщиной стенки смещение кромок допускается на величину до 20 % толщины стенки трубы.
Рисунок 9. 2 – Схема сварочно-монтажных работ:
а – по ускоренной технологии; 1 – машинист трубоукладчика; 2 – такелажник; 3 – слесарь-трубоукладчик; 4 – машинист бульдозера; 5 – бригадир; 6 – электросварщик; 7 – машинист энергетического агрегата; 8 – машинист сварочной установки; б – модифицированный вариант схемы; 1 – трубоукладчик; 2 – бульдозер; 3 – центратор; 4 – электростанция; 5 – оборудование для подготовки стыков; 6 – сварочные мосты; 7 – блок бытовых помещений; 8, 9 – сварочные агрегаты; 10 – прицеп с горючим; 11 – трактор; 12 – выпрямители и реостаты
Непосредственное соединение на трассе разнотолщинных труб одного и того же диаметра или труб с деталями (тройниками, переходами, днищами, отводами) допускается при следующих условиях: если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями не превышает 2,5 мм; Соединение труб или труб с деталями с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между стыкуемыми трубами или трубами с дeтaлями переходников или вставок промежуточной толщины, длина которых должна быть не менее 250 мм.
Подварка изнутри корня шва разностенных труб диаметром 1000 мм и более по всему периметру стыка обязательна.
Каждый стык должен иметь клеймо сварщика или бригады сварщиков, выполняющих сварку. При сварке трубопровода в нитку сварные стыки должны быть привязаны к пикетам трассы и зафиксированы в исполнительной документации. Стыки стальных магистральных трубопроводов могут свариваться дуговыми методами сварки или стыковой сваркой оплавлением. Изготовление сварных соединительных деталей трубопровода (отводов, тройников, переходов и др.) в полевых условиях запрещается. Монтаж трубопроводов следует выполнять только на монтажных опорах. Применение грунтовых и снежных призм для монтажа трубопровода не допускается. Допускается выполнение сварочных работ при температуре воздуха до минус 50°С.
1 – трубы с заводской изоляцией. Выполняется изоляция стыков и укладка труб.
2 – раздельно изоляция и укладка.
3 – совмещенная изоляция и укладка.
Общим для всех схем является перемещение трубопровода с бровки на дно траншеи. При этом трубопровод изгибается как в продольном так и в поперечном направлении.
Засыпка траншеи производится непосредственно вслед за опусканием трубопровода и установкой балластных грузов или анкерных устройств, если балластировка трубопровода предусмотрена проектом. Места установки запорной арматуры, тройников контрольно-измерительных пунктов электрохимзащиты засыпаются после их установки и приварки катодных выводов.
При засыпке трубопровода грунтом, содержащим мерзлые комья, щебень, гравий и другие включения размером более 50 мм в поперечнике, изоляционное покрытие следует предохранять от повреждений присыпкой мягким грунтом на толщину 20 см над верхней образующей трубы или устройством защитных покрытий, предусмотренных проектом.
Очистка полости и испытание трубопровода
Магистральные трубопроводы до ввода в эксплуатацию должны подвергаться очистке полости, испытанию на прочность и проверке на герметичность.
Полость трубопровода до испытания должна быть очищена от окалины и грата, а также от случайно попавших при строительстве внутрь трубопроводов грунта, воды и различных предметов.
Очистка полости трубопроводов выполняется одним из следующих способов:
— промывкой с пропуском очистных поршней или поршней-разделителей;
— продувкой с пропуском очистных поршней, а при необходимости и поршней-разделителей;
— продувкой без пропуска очистных поршней.
Испытание магистральных трубопроводов на прочность и проверку на герметичность следует производить после полной готовности участка или всего трубопровода (полной засыпки, обвалования или крепления на опорах, очистки полости, установки арматуры и приборов, катодных выводов и представления исполнительной документации на испытываемый объект).
Испытание трубопроводов на прочность и проверку на герметичность следует производить гидравлическим (водой, незамерзающими жидкостями) или пневматическим (воздухом, природным газом) способом для газопроводов и гидравлическим способом для нефти и нефтепродуктопроводов.
Испытания газопроводов в горной и пересеченной местности разрешается проводить комбинированным способом (воздухом и водой или газом и водой).
Гидравлическое испытание трубопроводов водой при отрицательной температуре воздуха допускается только при условии предохранения трубопровода, линейной арматуры и приборов от замораживания. Общее время выдержки участка трубопровода под испытательным давлением, без учета времени циклов снижения давления и восстановления должно быть не менее 24 ч.
Контрольные вопросы
1. Классификация местности применительно к строительству магистральных трубопроводов.
2. Подготовительные работы при строительстве магистральных трубопроводов в нормальных условиях.
3. Способы разработки траншеи.
4. Особенности сварочно-монтажных работ.
5. Схемы производства изоляционно-укладочных работ
6. Способы очистки полости трубопровода.
7. Методы испытания на прочность и проверки на герметичность магистральных трубопроводов.
Магистральный газопровод: нюансы проектирования и строительства
Транспортировка газа по трубопроводу — один из самых экономных и эффективных способов доставки голубого горючего. Единственный его существенный недостаток — большие капитальные вложения при проектировании и строительстве.
Поначалу может казаться, что магистральный газопровод влетает в копеечку. Однако со временем траты окупаются, а небольшие расходы на содержание позволяют владельцу экономить немалые суммы. Все о проектировании и сооружении снабжающей газом трубопроводной системы вы узнаете из предложенной нами статьи.
Общая характеристика центральных газопроводов
Газопровод магистрального типа — это система труб и сооружений, используемых для доставки топлива из мест добычи или изготовления к клиентам. Он включает в себя основные и дополнительные трубы. Диаметр последних определяется особенностями объекта транспортировки, однако, не может превышать 1420 мм.
Трубопроводы делятся на три класса в зависимости от давления, под которым переносится вещество. Этот показатель обязательно нужно учитывать, поскольку в случае превышения нормы возрастает вероятность аварии.
Магистральные газопроводы делятся на надземные, подземные и подводные. Первые благодаря небольшому подъему не мешают движению транспортных средств. Этот вариант доставки используется для преодоления водных препятствий, оврагов и прочих преград.
Подземные сети прокладываются в специальных траншеях. Глубина последних зависит от уровня промерзания грунтов. Поэтому при организации транспортировки влажного газа важно учитывать климатические особенности местности, структуру грунта, диаметр труб и др.
А для труб с осушенным газом подойдет траншея глубиной 0,8 м. Ее дно покрывают слоем утрамбованного песка, укладываемые трубы покрывают несколькими слоями битумно-полимерной мастики или полимерной скорлупой, затем заполняют грунтом.
Подводные системы создаются с целью транспортировки продуктов из морских территорий, по дну рек или крупных озер.
Стандартный трубопровод оборудован главной и промежуточной компрессорными станциями. Каждая из них распределяет поток горючего по веткам с запроектированным диаметром и снижает его давление.
Например, газ перед попаданием к конечному потребителю проходит через главный, затем промежуточный распределительный пункт. В итоге давление уменьшается до значения, которое предусмотрено местными трубопроводами.
А для обеспечения сбалансированности функционирования системы непосредственно в районе потребления создаются специальные хранилища. К примеру, в летний период может накапливаться газ, который используется в холодное время года.
Нельзя допустить разрушение труб в результате их контакта с грунтом, водой или воздухом. Эта задача решается за счет внешней противокоррозионной изоляции.
Важно обеспечить надежность газовой сети. Она гарантируется за счет перекачивающего оборудования на компрессорных станциях, использования качественных стальных труб, создания дополнительных параллельных линий, которые сочетаются с основной благодаря перемычкам.
Ключевые моменты в работе сети
Во-первых, производительность. Она рассчитывается с учетом топливно-энергетического баланса районов, куда будет осуществляться транспортировка. Прогнозируются максимальные нагрузки. А также нужно учесть, что конкретный регион может развиться в будущем, поэтому возрастет и объем доставляемого газа.
Для повышения производительности используется лупинг газопровода. Если трубопровод работает в средней мощности, тогда центробежные нагнетатели особо не сказываются на эффективности. Зато их роль возрастает при повышении нагрузки.
Во-вторых, автоматическая регулировка. При проектировании сети анализируются особенности управления магистральными газопроводами. Для этого определяют устойчивость системы и обнаруживают процессы, которых не хватает для сбалансированного функционирования.
Современные технические средства позволяют изменять производительность в автоматическом порядке. Если необходимое оборудование отсутствует, тогда скорость и эффективность транспортировки падают буквально к нулю.
С одной стороны, движение вещества происходит под воздействием инерции. Зато с другой — система замедляет перемещение как за счет закруглений труб, так и непосредственно из-за внутреннего сопротивления. Учитывая сложность устройства оборудования, к обоим факторам нужен индивидуальный подход.
Третий ключевой момент — обозначения. Специальные символы выполняют информационную и предупредительную функции. Размещение знаков — обязательное правило использования магистральных газопроводов.
Обозначения позволяют определить объекты, зону и глубину трубопровода. Фактически это столбики с двумя информационными блоками. На вертикальном указывается площадь территории особой опасности, место залегания и другие важные особенности.
А горизонтальный, с информацией о размещении опасного участка, устанавливают под углом до 30 градусов относительно поверхности земли. Он показывает расстояние в километрах по всей трассе.
Как проектируют и строят газопровод?
От правильного проектирования, гидравлического расчета газопровода и соблюдения технологических требований в сооружении зависит безопасность. Поэтому работу нужно выполнять последовательно и ответственно.
Основы составления проекта
Первый и ключевой этап. Предусматривает формирование системы документов, где отображается техническая информация. Здесь отмечается диаметр и рабочее давление труб. Указывается количество станций, которые будут отвечать за перекачку.
Проект содержит схему предполагаемого размещения магистрального газопровода, классификацию сетей в зависимости от давления. В документе отмечается расположение центральной и других регуляторных установок.
Проект должен гарантировать:
Кроме документов технического и экономического направления, нужно также учесть нюансы внешней среды. В соответствующем разделе описываются экологические факторы, структура грунта, особенности географического размещения и др.
Вся документация проходит строгую экспертизу в ответственных государственных органах. Эта мера направлена на предотвращение возможных негативных последствий из-за ошибок в схеме магистрального газопровода. Специалисты могут разрешить, требовать внести корректировки или не позволить строительство.
Правильно сформированный проект — это гарантия комфорта и безопасности транспортировки, минимизация угроз жизни и здоровью людей, предупреждения негативных воздействий на окружающую среду.
Учет и соблюдение ограничений
При проектировании систем газоснабжения любого уровня необходимо учитывать ограничения законодательных актов, соответствующих стандартов и технических рекомендаций.
В частности, категорически запрещено строительство трубопроводов в любых населенных пунктах, на участках, где осуществляются сельскохозяйственные работы, в непосредственной близости от аэропортов и железнодорожных путей. Существуют ограничения и в отношении портов и пристаней.
А также запрещается совмещать трубопроводы, каждый из которых предназначен для транспортировки веществ с различными характеристиками. Как уже упоминалось, основная линия может разветвляться — дополнительные трубы связывают перемычками, чтобы удобно было осуществлять ремонтные работы.
Глубина залегания подземных труб определяется типом транспортируемого вещества и уровнем промерзания грунта в конкретном регионе. Последнее особенно актуально для перекачки влажного газа.
В большинстве случаев речь идет об осушенном веществе, поэтому уровень заглубления ветвей газопровода составляет от 0,8 до 1 метра. Но и здесь свои особенности. Если данный участок будет осушаться, тогда показатель должен составлять больше 1,1 метра. Это связано с будущей осадкой грунта.
Особенности перевозки труб
Для транспортировки трубопроката используются специализированные автомобили, оснащенные прицепами-роспусками, турникетными коньками и крепежным оборудованием. Прицеп отличается усиленным соединением с кузовом транспортного средства. А кабина имеет специальный щит, который гарантирует безопасность водителя.
Непосредственно перед строительством осуществляется внешний контроль качества труб. Если последние имеют механические изъяны или повреждены коррозией, тогда их не используют. А также осматриваются фитинги и используемые материалы.
Для надземных и подземных трубопроводов используются трубы из стали. Для вторых также актуальны полиэтиленовые. Хотя стальные являются универсальными, но по некоторым характеристикам они уступают другим вариантам.
Например, полиэтиленовые аналоги имеют больший срок службы, повышенную устойчивость к разрушению и не требуют использования дополнительных материалов против коррозии. При обустройстве внутренних сетей газопровода часто наряду со стальными трубами применяют более дорогие изделия из меди.
С ориентирами выбора труб для сооружения линий системы газоснабжения ознакомит следующая статья, прочесть которую мы очень советуем.
Тонкости монтажа газовой сети
Сначала очищается внутренняя часть труб. Далее, последние монтируются опытными специалистами. Нужно не только предупредить потерю вещества, но и учитывать скорость транспортировки и уровень давления.
Для монтажа системы используются:
Применение перечисленных элементов позволяет обеспечить оперативное строительство магистральных, а также менее значимых, газопроводов и создать герметичную конструкцию. В дальнейшем происходит сварка трубопровода: подготовительные работы, формирование тесных стыков, сварка в секции и в нить.
При этом используется газовая и электродуговая, стыковая контактная сварка, пайка и др. Учитывая ответственность, привлекаются исключительно профессионалы с аттестатом в соответствии с РД 03-495.
Работают с внутренними газопроводами сварщики 4 и 5 разряда. Сварка может выполняться как непосредственно в траншее (характерно для подземного газопровода), так и вблизи нее.
Балластировка и контроль объекта
Гарантировать правильное расположение трубопровода позволяет балластировка и закрепление. Например, для подземного типа используются такие методы: бетонирование, насыпание грунта, навешивание железобетонных утяжелителей и контейнеров. Чтобы закрепить трубопровод, применяются анкерные устройства.
Перед сдачей в использование газопроводная сеть происходит обязательную очистку внутренней поверхности труб. Последние осматривают и механически воздействуют в соответствии с предусмотренными мероприятиями в СНиП 42-01.
Результаты газовой и электродуговой сварки должны соответствовать ГОСТ 16037. Контролировать имеют право и представители заказчика.
Если трубопровод прошел все необходимые испытания и соответствует требованиям законодательства, стандартов и рекомендаций, тогда он сдается в эксплуатацию заказчику. Сначала нужно выпустить воздух, а потом начинать транспортировать соответствующее вещество.
Защита магистрального трубопровода
Центральная газовая сеть — далеко не игрушка. Поэтому устанавливаются строгие правила относительно ее использования. Деятельность субъектов хозяйствования вблизи участков, где проходит газопровод и выполнена врезка в систему газоснабжения, ограничена. Нужно получить соответствующее разрешение от органов местного самоуправления.
Предприятие-владелец должно хотя бы один раз в квартал проинформировать население прилегающих территорий относительно местоположения трубопровода. Используются печатные издания, местное телевидение или радио.
Трубопровод считается объектом повышенной опасности. Это определяется как непосредственно особенностями транспортировки, так и серьезными свойствами нефти, газа и других веществ.
Поэтому в случае разрушения целостности трубы возможны:
Обязательным является размещение в непосредственной близости от трубопровода информационных знаков на высоте в 1,5-2 метра от уровня земли. Они должны быть читабельными и заметными, располагаться с интервалом в 500 метров и на каждом повороте трассы.
Пересечение шоссе и трубопровода нежелательное, однако, в некоторых случаях его не избежать. На таких участках размещаются знаки, запрещающие автомобилям парковаться.
Основные правила и нюансы подключения частного дома к магистральной системе газоснабжения приведены в статье, с содержанием которой мы рекомендуем ознакомиться.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Подробно о нюансах проектирования трубопроводов первостепенной важности:
Видео #2. Строительство центральной газовой сети:
Видео #3. Антикоррозийная защита трубопроводов:
Магистральный трубопровод — объект повышенной опасности. При строительстве нужно учесть требования нормативных актов и привлекать исключительно специалистов, имеющих соответствующие сертификаты.
В дальнейшем нужно четко соблюдать требования эксплуатации объекта. Тогда он будет стабильным источником дохода для владельца и обеспечит конечных потребителей газом, нефтью и другими продуктами транспортировки.
Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Поделитесь полезной информацией по теме статьи, которая пригодится посетителям сайта. Задавайте вопросы по спорным моментам, размещайте интересные фотоснимки.