Классификация трубопроводов по категориям и параметрам

Трубопровод - это сложный комплекс сооружений, предназначенный для бесперебойной транспортировки жидких и газообразных углеводородов. 

В зависимости от условий строительства разделяют следующие схемы прокладки трубопроводов. 

Во-первых это подземные. Она является самой распространенной на территории российской федерации и 98 %  всех трубопроводов проложено именно подземно. При этом труба укладывается в траншею на глубину, превышающую диаметр трубы. Преимущество данного способа - это полная механизация работ, это стабильные температурные условия. Однако в этом случае - большой объем земляных работ, которые являются дорогостоящими на участках скальных грунтов и многолетнемерзлых грунтов.

Вторая схема полуподземная. При этом верхнеобразующие трубы расположены выше дневной отметки грунта. Такая схема, как правило, используется в скальных грунтах.

Следующая наземная. Эта прокладка используется на участках с высоким уровнем грунтовых вод, к которым относятся обводненные участки и болотистая местность.  При этом могут быть также грунты с низкой несущей способностью. И последняя – это надземная прокладка на опорах. При этом трубопровод расположен выше дневной поверхности грунта и есть необходимость в использовании специальных свай опор. К преимуществам этого способа относится минимум земляных работ, и нет необходимости в устройстве средств электрохимической защиты от почвенной коррозии и блуждающих токов.

Однако строительство трубопровода на опорах подразумевает устройство специальных проездов для техники и миграции животных. Ну и кроме того трубопровод подвержен колебаниям температур. В последнее время используют трубы для трубопроводов стандартных размеров. Это и диаметр и толщина стенки. Кроме того в различное время использовали бесшовные, прямошовные и спирально шовные трубы для строительства, однако от последних из-за их низкого качества отказались.

Трубопроводы классифицируются:

По типу транспортируемого вещества:
• Водопровод — снабжает водой, включая питьевую, населенные пункты, промышленные объекты, транспорт
• Воздухопровод — доставляет сжатый воздух на профильные предприятия
• Газопровод — транспортирует природный газ к местам потребления и экспорта
• Нефтепровод и нефтепродуктопровод — доставляет сырую необработанную нефть и нефтепродукты (бензин, мазут, сжиженные газы)
• Паропровод — передает пар под давлением для тепловых и атомных электростанций, предприятий пищевой промышленности, парового отопления
• Теплопровод — передает теплоноситель в жилые дома и на предприятия.

Промышленные трубопроводы горячей воды и пара

Данный вид трубопроводов относится к энергетическим, предназначенных для перемещения горячей воды, насыщенного пара и перегретого пара.

Водопроводы

Данный вид трубопроводов необходим для обеспечения водой промышленных объектов и населения, в зависимости от назначения водопроводы делятся на различные классы:

• Производственные;
• Противопожарные;
• Хозяйственно-питьевые;
• Поливные;
  

Магистральный водопровод

Класс трубопроводов предназначенных для обеспечения водоснабжения на дальних расстояниях. Водопроводные сети от водозаборных узлов до потребителя (промышленных объектов и коммунального хозяйства).

Нефтепроводы

Виды трубопроводов предназначенных для транспортировки нефтепродуктов и непосредственно самой нефти.

В зависимости от перемещаемого вещества, трубопроводы делятся на различные классы и получают своё название в зависимости от перемещаемого нефтепродукта:

• Мазутные;
• Керосиновым;
• Бензиновым;

Канализационные трубопроводы

Канализационные трубопроводы применяются для отведения и сброса сточных вод за пределы промышленных объектов и населённых пунктов.

Канализационные системы согласно СНиП 2.04.01-85 классифицируются:

• Бытовая — применяется для перемещения сточных вод от санитарно-технических устройств (унитазов, ванны, умывальников, бассейнов, и т.п.);
• Производственная — применяется для отведения различных видов промышленных сточных вод;
• Объединенная — применяется для перемещения бытовых и промышленных сточных вод «совместно». При возможности и допуске их совместного транспортирования и последующей очистки;
• Внутренние водостоки — применяются для удаления дождевой и талой воды с кровли здания.

Категории трубопроводов

В соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», утвержденных Госгортехнадзором СССР 10 марта 1970 г., все трубопроводы, транспортирующие водяной пар с рабочим давлением более 0,07 МПа или горячую воду с температурой свыше 115°С, делятся на четыре категории (табл. 1-1).

Категории трубопроводов по Правилам устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды Госгортехнадзора

При определении категории трубопровода рабочими параметрами транспортируемой среды следует считать для:

1. паропроводов от парогенераторов — давление и температуру пара по их номинальным значениям на выходе из парогенератора (за пароперегревателем);

2. паропроводов от турбин, работающих с противодавлением,— максимально возможное давление в противодавлении, предусмотренное техническими условиями на поставку турбины, и максимально возможную температуру пара в противодавлении при работе турбины на холостом ходу;

3. паропроводов от нерегулируемых и регулируемых отборов пара от турбины — максимально возможные давление и температуру пара в отборе;

4. паропроводов от редукционных и редукционно- охладительных установок—максимальное давление и температуру редуцированного пара, принятые в проекте установки;

5. трубопроводов питательной воды после деаэраторов— номинальное давление воды с учетом гидростатического давления столба жидкости r температуру насыщения в деаэраторе;

6. трубопроводов питательной воды после питательных насосов и подогревателей высокого давления (ПВД) —наибольшее давление, создаваемое в напорном трубопроводе питательными насосами при закрытой задвижке и максимальном давлении на всасывающей линии насосов, и максимальную расчетную температуру воды за последним подогревателем высокого давления. При применении питательных насосов с турбоприводом и электронасосов с гидромуфтой—1,05 номинального давления насоса, поршневых насосов— 1,2 номинального давления в парогенераторе;

7. подающих и обратных трубопроводов водяных тепловых сетей — наибольшее давление воды с учетом работы насосных подстанции на трассе и рельефа местности и максимальную температуру воды в подающем трубопроводе.

Изготовление трубопроводов

Некоторые сценарии, такие как, например, подводная глубокая вода, требуют, чтобы труба была не только толстостенной, прочной и прочной, но и устойчивой к сильному давлению. Некоторые из этих трубопроводных сооружений находятся на глубине нескольких тысяч метров, где высок риск прогиба труб. Поэтому изготовление и испытания необходимы для определения того, выдержит ли выбранная труба производственные напряжения и деформации. 

Эти проблемы не ограничиваются трубами на этапе производства, но также и во время монтажа. Практические аспекты перемещения и строительства трубопроводной сети на таких глубинах включают не только обеспечение соблюдения строгих требований к монтажу, но и соблюдение правил техники безопасности, что представляет собой чрезвычайно сложную задачу для предприятий этого сектора.

И наоборот, изготовление и строительство труб, используемых на суше, значительно менее сложны. Хотя этот тип монтажа труб не лишен своих собственных проблем, такие виды деятельности, как транспортировка, монтаж и строительство, менее сложны и также сводят на нет необходимость в таком высоком уровне изготовления. Трубоукладочные суда требуются для морских установок, где глубоководные трубопроводы должны быть построены с использованием методов, включая буксировку, J-образную прокладку или S-образную прокладку.

Сварка труб

Практика сварки выходит далеко за рамки труб и распространяется на другие отрасли промышленности, но здесь мы кратко коснемся сварки труб для энергетического сектора.

Сварные трубы должны выдерживать вес и давление жидкости, которую они переносят, а также внешние условия, в которых расположен трубопровод. Повышенная прочность труб делает сварку сложной задачей для инженеров, которым приходится с ними работать. Для повышения надежности и рентабельности в этой отрасли необходимы эффективные методы сварки этих материалов.

Существует ряд методов сварки труб, в том числе:

• Ручная дуговая сварка металла 
• Дуговая сварка металла в защитной среде 
• Газовая дуговая сварка металла 
• Сварка порошковой дугой 

Выбранная процедура сварки труб зависит от выбора трубы, ее использования в трубопроводе и места, в котором она будет использоваться. 

Рекомендуемая классификация трубопроводов  

Трубопроводы в зависимости от класса опасности транспортируемого вещества (взрыво-, пожароопасность и вредность) рекомендуется подразделять на группы (А, Б, В) и в зависимости от расчетных параметров среды (давления и температуры) — на категории (I, II, III, IV, V).

Рекомендуется, чтобы обозначение группы, определяемое транспортируемой средой, включало в себя обозначение группы (А, Б, В) и обозначение подгруппы (а, б, в), отражающие класс опасности вещества. Рекомендуется, чтобы обозначение группы трубопровода в общем виде соответствовало обозначению группы транспортируемой среды. Трубопроводом группы А (б) рекомендуется обозначать трубопровод, по которому транспортируется среда группы А (б).

Конструкция трубопроводов 

• Фланцевые соединения
• Тройники (врезки)
• Отводы
• Переходы
• Заглушки

Маркировка трубопроводов

Маркировку рекомендуется наносить на расстоянии не менее 200 мм от одного из присоединительных концов с указанием в числителе шифра технологической установки, в знаменателе — шифра линии трубопровода шрифтом в соответствии с НТД. 284. Схему маркировки сборочных единиц рекомендуется принимать единой для всех трубопроводов в технологической схеме или проектной документации.

Места маркировки рекомендуется обводить яркой несмываемой краской и покрывать бесцветным лаком.

Каждое упаковочное место труб, поставляемых метражом и входящих в поставочный блок, рекомендуется маркировать с указанием номера технологической установки, номера поставочного блока, номера трубопроводной линии и буквой «Т». Бирки с маркировкой, нанесенной ударным способом, рекомендуется закреплять с обоих концов упаковки.

На каждом грузовом месте маркировку рекомендуется наносить на ярлыках или непосредственно на торцевых и боковых стенках ящиков яркой несмываемой краской с указанием номера грузового места, числа грузовых мест в данной трубопроводной линии, получателя и его адреса, отправителя и его адреса, массы (нетто, брутто), габаритных размеров грузового места, манипуляционных знаков («верх», «не кантовать», «место строповки», «центр масс»).

По температуре передаваемого вещества: 

• Холодные трубопроводы — 0°С и ниже
• Среднетемпературные — от +1°С до +45°С
• Высокотемпературные или горячие — свыше 46°С

По агрессивности среды: нейтральные, мало- и среднеагрессивные, высокоагрессивные

По давлению:
• Трубопроводы низкого давления — не превышает 12 атмосфер
• Среднего давления — от 12 до 25 атмосфер
• Высокого давления — показатель более 25 атмосфер

Защита и герметизация трубопроводов

Для защиты трубопровода от коррозии, механического воздействия, температурных перепадов и агрессивности транспортируемой среды на внешние и внутренние поверхности наносят специальные покрытия — антикоррозионные и теплоизоляционные. Популярна методика укладки основной трубы в трубу большего диаметра, что гарантирует защиту снаружи. Изнутри трубы покрывают составами на основе резины, минеральных эмалей, пластмассы, чтобы исключить деформацию оборудования из-за воздействия агрессивной среды.