Басниев К.С. Энциклопедия газовой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Звезда

ВС, BE эквивалентна с точки зрения ка-

питальных

вложений одному участку, коэффици-

ент

А которого равен А

+ Аз (по третьему резуль-

тату),

где As - коэффициент, характеризующий

участок, эквивалентный ВДЕ.

=(В

+ В

)

(из

равенства 1)

Звезда

ВС-BE

имеет таким образом В, равным

= (А

+ А

)

5+О

Для оптимальной структуры

имеем:

(РА

-РВ

) В,

(РА

-РЕ

) В^Вв

на основе второго результата, это позволяет опре-

делить РВ.

Также

(РВ

)

(РВ

-РЕ

)

что позволяет определить РО. Таким образом име-

ется

экономическое условие давление в каждой

точке и отсюда находится оптимальный с экономи-

ческой

точки зрения диаметр трубопровода для

обеспечения нужного расхода.

Простота метода Комбета объясняет его успешное

применение

в первом приближении в многочислен-

ных проектах, несмотря на то, что условия приме-

нения не всегда точно соблюдались.

6.2.

Строительство трубопроводов

6.2.1.

Изучение трассы транс-

портных трубопроводов

Проект

трассы для трубопроводов транспорта

газа

высокого давления включает прежде всего:

— предпроектные проработки, позволяющие на-

чать

административные действия;

— более детальный проект, необходимый для реа-

лизации

работ.

6.2.1.1.

Предпроект

должен дать все необходимые до-

кументы для коридора шириной 6 км.

Коридор,

в принципе, - ось трассы, нанесенной

на карту в масштабе 1

:50000.

Он сопровождается

текстом,

точно определяющим работы по строи-

тельству на местности. Проект коридора должен

учитывать:

— зоны, которые должны

быть

исключены, такие

как

леса, зоны с опасным рельефом, зоны оче-

видно каменистые, зоны с высокой плотностью

населения,

зоны болотистые, зоны песков и т.д.;

— зоны, через которые необходимо пройти, такие

как

точки газоснабжения, натуральные просеки

в лесу, проходы в крутых склонах, сужение вод-

ных потоков или реки и т.д.;

— сети шоссейных и железных дорог, линии элек-

тропередач

высокого и сверх высокого напря-

жения

и т.д.

6.2.1.2.

Административные

процедуры

Административные процедуры зависят от пра-

вил, действующих на дату представления проекта

(см.

раздел.

6.10.

Правила).

6.2.1.3.

Детальный проект

Детальный проект должен позволить устано-

вить,

с одной стороны, ограничивающие условия, а

другой стороны, - определить трассу с

макси-

мальным указанием наилучшего проведения работ.

Прежде

всего необходимо

выполнить

план трас-

сы в масштабе

1:25000,

называемым "полигональ-

ным" , устанавливающим трассу с высокой точнос-

тью. Этот документ позволяет установить пикетаж

выполнить

план в масштабе

1:2000.

В ходе этой

фазы работ составляется список предпринимате-

лей и эксплуатационников, причастных к этому

проекту.

Наконец,

чтобы

дополнить документацию могут

быть

проведены особые исследования, такие как

изучение

грунта, возможность присоединений раз-

личных

вставок.

6.2.1.4.

Заключение договоров

Французское

законодательство позволяет

транспортеру, сооружающему трубопроводы, за-

ключать договор между ним и хозяином частного

владения в случае его пересечения. Эти соглаше-

ния ограничивают частные права и заставляют, в

принципе,

частного владельца не проводить значи-

тельных

работ в районе газопровода, могущих по-

544

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

влиять

на его безопасность. В том случае, если

владелец препятствует прохождению трубопро-

вода по владению, применяется законная проце-

дура разрешения на пересечение. Эта процедура

требует

проведения опроса и заканчивается пуб-

ликацией

принятого решения префектурой.

6.2.2.

Характеристика

используемых труб

Марки

сталей

TSE220

TSE250

TSE290

TS Е 320

TSE360

TSE415

RpO,2

220

250

290

320

360

415

370

- 490

410-530

420-540

440-560

480-620

530-680

А%

NFA

49-400

и GDF

521-30.

6.2.2.1.

Изготовление труб

Для строительства газопроводов используются

только

трубы

из стали, которые могут

быть

изго-

товлены

либо без сварки путем горячей протяжки,

либо из листов или обручной стали, сваренной эле-

ктричеством с или без вноса металла. В настоящее

время используется практически

только

второй

метод.

Трубы

могут свариваться

продольным

швом

наносом металла, или

встык,

или сваривается

спиральным швом.

Трубы

заказываются в соответ-

ствии с нормами или спецификацией, которые час-

то различаются для разных стран.

Рассмотрим

французские и американские нор-

мы, как наиболее часто встречающиеся:

— нормы французские F А 49 - 00;

— нормы Американского нефтяного института

A.P.I.5L

Все

нормы могут

быть

модифицированы или до-

полнены особой спецификацией самого конструк-

тора,

например, для Ga3 de France техническая

спецификация следующая:

— G.D.F.

521

- 20 - относящиеся к трубам, сварен-

ным

продольным

швом наружным диаметром от

406,4

мм до 1220 мм;

— G.D.F.

521

- 30 - относящиеся к трубам, сварен-

ным

встык

продольным

швом диаметром на-

ружным от 21,3 мм до

406,4

мм;

— G.D.F

521

- 40 - относящиеся к трубам, сварен-

ным спиральным швом диаметром от

219,1

мм

до 1625 мм.

Заметим,

что для трубопроводов, построенных

за

границей, клиенты требуют более четко соблю-

дать нормы.

6.2.2.2.

Характеристика труб

Химический

состав труб зависит прежде всего

от применяемых норм, к которым они относятся.

Основные

механические свойства различных ста-

лей приводятся в таблице.

В таблице R

= 0,2 - минимальный предел упру-

гости,

составляющий 0,2% остаточного удлинения

в МПа (или

декабар);

- сопротивление разрыву при растяжении (min

max) в МПа (или

декабар);

А - удлинение минимальное в %.

Марки

сталей

TS E 220

Grade

TS E 250

Grade

TS E 290 х 42

TSE 320x46

TSE 360x52

TSE415x60

TSE 450x65

TSE480X70

RpO,2

220

250

290

320

360

415

450

480

R™

370-480

420-530

440-560

480-620

550-670

560-680

580-720

А%

GDF

521-20

и GDF

521-40.

Другие

характеристики приводятся в нормах и

спецификациях, например,

такие,

как сопротивле-

ние

при ударе.

6.2.2.3.

Расчет труб

Расчет толщины труб зависит от применяемых

правил. Во Франции транспорт горючего

газа

под-

чиняется правилам безопасности от 11 мая 1970 г.

изменениям к этим правилам.

Эти

правила дают базовую формулу для расче-

та

трубопровода:

p.-S?..

где

- предельное безопасное давление в МПа;

- минимальная оговоренная толщина; учи-

тывающая точность изготовления (в мм);

D, - минимальный наружный диаметр (в мм);

- максимальное допустимое поперечное напря-

жение

трубопровода.

Установлены три типа зон в зависимости от их

урбанизации:

— для зоны типа "А", соответствующей сельской

зоне

f=0,73R

0,2;

— для зоны типа "В", соответствующей зоне сред-

ней

урбанизации в приравненной к области об-

щественной

=0,6Fy),2;

545

ТРАНСПОРТ

ПО ТРУБОПРОВОДАМ

— для зоны "С", соответствующей населенным

пунктам

t-0,4R,p,2.

Напряжение в металле, возникающее в процес-

се

гидравлических испытаний, не должно никогда

превосходить 90% минимального предела упругос-

ти.

В некоторых случаях могут применяться другие

нормы, например, для трубопроводов транспорта

влажного

газа

(случай подземного хранилища).

Эти

нормы относятся к расчету труб "Codap"

(французские нормы изготовления сосудов под

давлением),

формула которого базируется на

выражении:

PP.

2fz+P

где:

D, - диаметр наружный в мм;

- расчетное давление в МПа;

- коэффициент сварки;

- минимальная толщина в мм;

- номинальное расчетное напряжение в МПа.

Номинальное расчетное напряжение берется,

как

минимальное из

двух

следующих величин:

— о

0.2 или - R

для трубопроводов на заво-

де

(ссылка на декрет от 18 января 1943 года,

отнесено к сосудам под давлением);

— 0,6 R

0,2 или 0,44 R

- для трубопроводов

транспорта жидкости.

Эти

величины

соответствуют общим случаям, но

могут

быть

модернизированы в зависимости от ис-

пользуемых листов и разновидности конструкции,

ссылаясь на декрет или постановление с учетом

быстрой эволюции правил. Для трубопроводов, по-

строенных за границей, необходимо соблюдение

специфических правил каждой страны. Можно ука-

зать специфические американские правила, такие

как

A.S.M.E., A.N.S.I.

В.31.8,

относящиеся к системам

трубопроводов транспорта и распределения

газа.

6.2.3.

Выполнение

работ

по укладке.

Подготовка трассы

Полоса земли поступает в распоряжение под-

рядчика для

выполнения

работ по строительству.

Ее границы устанавливаются с помощью вешек,

отмеряя пикеты от оси трубопровода. Ширина

трассы изменяется в зависимости от диаметра тру-

бопровода (от 7 м для диаметра 80 мм до 22 м для

диаметра

1000 мм с возможностью расширения во

время выемки грунта и применения взрывчатки).

Размещение

оси в ту или другую сторону может

быть

неравным, а часть, служащая для движения

механизмов, будет более широкой.

6.2.3.1.

Состояние местности

После разметки заключается согласованный

договор между транспортниками, подрядчиком,

собственником или эксплуатационником для того,

чтобы

определить состояние земли перед началом

работ.

6.2.3.2.

Планировка трассы

Демонтаж

изгородей и фундаментов загородок,

пересекающих

перпендикулярно трассу;

установка по требованию эксплуатационника

временной продольной изгороди и переходов

для скота, если это необходимо;

очистка от кустарника по всей ширине,

вырубка

выкорчевывание

деревьев во всех лесистых

частях трассы;

выравнивание трассы, особенно в зоне больших

перепадов

высот

или заполнение временных

оврагов. Выравнивание земли особенно важно

для большого диаметра, т.к. для машин большо-

го веса требуются трассы хорошего состояния.

6.2.3.3.

Развозка труб

Трубы

с завода-изготовителя складируются на

воздухе в оборудованных

обычно

у железнодо-

рожных путей складах. Они проверяются на состо-

яние наружной изоляции и концов труб. В отдель-

ных случаях,

трубы

поставляются прямо на строй-

ку. Это позволяет ликвидировать промежуточный

склад, но усложняет организацию работ.

Транспорт труб осуществляется грузовиками с

платформой, отвечающими габаритам дороги по

размерам

и весу. Разгрузка труб на трассе осуще-

ствляется трубовозами на гусеничном ходу.

6.2.3.4.

Сгибание труб

Сгибание труб осуществляется гидравлическим

центратором. Минимальный радиус изгиба равен

диаметрам.

Максимальный угол изгиба может

быть

опреде-

лен по следующей эмпирической формуле:

а=(1

4)Х

180

4СЮ

где

- угол в градусах;

L - длина

трубы

в метрах;

- номинальный диаметр в метрах.

Максимально допустимая

овальность

равна

2,5%

от номинального диаметра и контролируется

пропусканием через габарит.

546

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

6.2.3.5.

Сварка

6.2.3.9.

Укладка в траншею

Сварка осуществляется

встык

с помощью по-

следовательных

сварных

швов, число которых за-

висит от толщины стенок трубы. Сварка на линии

осуществляется методом сверху вниз

обычно

целлулоидными

электродами,

кромки зачищаются

щетками

или

шлифовальным

камнем.

Трубы

уста-

навливаются

встык

с помощью специальной

подъ-

емной

машины и фиксируются с помощью кольца

или "clamp"

(зажим).

Трубы

устанавливаются на

брусья

для того,

чтобы

уменьшить повреждение изоляции и риск

вдавливания в изоляцию.

Предварительный подогрев может

быть

необхо-

дим

в случае некоторых сталей в соответствии с

разновидностью сварки.

Характеристики

операций сварки определяются

в каждом случае, для каждой стали:

— используемой техникой;

— используемыми электродами;

— тепловой энергией, выделяющейся в атмосфе-

ру

(кДж/см);

— скоростью сварки (см/мин);

— температурой подогрева.

Разрешение

на сварку выдается после механи-

ческих испытаний образцов.

6.2.3.6.

Контроль сварки

Сварка контролируется гамма-лучами или Х-лу-

чами

в соответствии с диаметром и толщиной труб.

Аппарат автоматически движется внутри

трубы

снимает

на пленку для дальнейшей обработки. Мо-

жет

быть

осуществлен и ультразвуковой контроль,

но он имеет недостаток, связанный с тем, что нет

документа

(пленки), которая могла бы сохраняться.

Степень контроля составляет 100% в начале

стройки

и уменьшается в ходе строительства до

30%.

В зависимости от результатов, контроль в

100%

может

быть

восстановлен. Сварка между

участками

трубопроводов полностью проверяется

помощью радиографии. Если она осуществляет-

ся после гидравлических испытаний, снимается

вторая пленка радиографии.

6.2.3.7.

Соединение труб изоляцией

В каждом случае соединения труб выполняется

изоляция в виде антикоррозионного пояса с целью

осуществления непрерывности изоляции.

6.2.3.8.

Траншея

Траншея выкапывается с помощью экскаватора

или траншеекопателя в зависимости от характера

грунта.

В случае (зон) каменистых земель исполь-

зуется

гидравлическая камнедробилка или могут

быть

применены необходимые

взрывные

работы.

Если свойства фунта требуют, то трубопровод

должен

быть

защищен слоем песка или обернут

войлочными

матами.

Укладка

трубопровода в траншею производится

машиной,

оборудованной боковой стрелой (side -

booms или pipe - layers) (трубоукладчик).

6.2.3.10.

Засыпка и восстановление

земель

Засыпка

траншеи осуществляется траншейным

экскаватором

или, если требует грунт, бульдозе-

ром.

Рекультивация земли осуществляется земле-

ройными механизмами, приспособленными к каче-

ству и сложностям пересекаемых земель (восста-

новление каналов (канав), склонов, первоначаль-

ных подпочвенных слоев, удаление камней и

т.д.).

Геодезистом

выполняется план трассы таким

образом,

чтобы

знать как можно точнее располо-

жение

трубопровода.

6.2.3.11.

Пересечение шоссейных

железных дорог

водных

препятствий

Эти

операции осуществляются специальными ко-

мандами

(организациями) в соответствии с разно-

образной технологией (см. рисунки на с. 548 -

554),

— для шоссейных и железных дорог с небольшим

движением

путем отрытия траншеи и укладки

открытого футляра из бетонных полуколец или

бетонных плит над трубопроводом;

— для шоссейных и железных дорог с более ин-

тенсивным движением путем горизонтального

бурения или продавливания;

— для рек и каналов путем отрытия подводной

траншеи

и укладки в нее трубопровода в бетон-

ном сплошном футляре.

В некоторых случаях и прежде всего при пересе-

чении широких рек, можно использовать горизон-

тальное управляемое бурение, которое позволяет

пройти под дном без разрушения берегов и прекра-

щения

движения по

реке.

6.2.3.12.

Регламентированные

испытания

Регламентированные испытания и их правила

применения во Франции введены указом от 11 мая

1970

г.

Эти

испытания состоят в:

— испытании на сопротивление при минимальном

P.M.S.

давлении, равном

0,9

плюс испытания

под давлением на заводе. Время испытания ко-

леблется в зависимости от диаметра;

— испытании на плотность под давлением более

высоким, чем максимальное рабочее давление

(M.P.S.).

Время испытания изменяется в зависи-

мости

от диаметра и объема трубы.

547

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Для рыхлой почвы

0,2 м

min /

« *

Для каменистой почвы

0,2 м

min /

/» нормальная ширина траншеи

- диаметр газопровода

л - высота покрытия

0MM

£150

ОД

175

S0S45O

+ оде

5OOS0S9OO

4-0,40

950S1000

0,45

Ширина

отчуждения, разрешенная для укладки в линию

0UM

/и*

S100

15OS0S2OO

25OS0S3OO

350

4OOS0S5OO

5OOS0S7OO

7SOS0S85O

18.5

900

<0S

1000

205

1O5O<0S12OO

'Допшн

• для аыборки земли около 0,3 и.

Типовой профиль

траншеи

Граница зоны отчуждения

IT.

Шоссе

Опорный

Газопровод

|4-а

Затвор

*^*Кабель для

замера

потенциала

I—

Опорный клин

— Футляр стальной сварной

Изолирующие кольца

Устанавливаются поднормалям поставщика

Восстановленное шоссе

Засыпка утрамбованная

или тощий бетон у

Песок или другие мате-

риалы

в зависимости от

ФУнта ^

Примечание:

При длине

футляра

более

50 м устанавливается вто-

рой

кабель замера потен-

циала.

футляре

газопровод с

усиленной изоляцией.

Пересеченио

дорги

металлический

футляром.

548

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Границы зоны отчуждения

Футляр из бетона,

фиброцемента и т.д.

•

Кабель для замера

потенциала (при

необходимости)

— Опорный

клин

Изолирующие кольца

(устанавливаются по нормам поставщика)

Газопровод

-Опорный клин

•

Затвор

Пересечение

дороги

неметаллическим

футляром.

Сечение а-а

Восстановленное,

шоссе

Тощий бетон

или засыпка —

утрамбованная

Песок

или

другой материал^

Труба

Примечание:

трубопровод в футляре

имеет

двойную изоляцию

0,20

рфутляриз

" бетона

О.Юм

Пересечение дороги

неметаллическим

футляром

(сече-

ние а-в).

Сечение а-а

Засыпка

утрамбованная

Предупредитель-^

ная сетка \

0,201

Песок

или

другой ма

в зависим

состава фунта

другой материал Л

в зависимости от ^

Восстановленное

шоссе

Пересечение

дороги без

футляра

(сечение а-а).

Кувет водоотводный

Шоссе

Газопровод

Песок

Пересечение

дороги без

футляра.

549

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Вид недостатка

1.Отсутствие

проникновения

Отсутствие про-

никновения с

включениями

шлака

Отсутствие свя-

•НЧ В

1ЛР1ОМИИ

Переуплотнение

кратера

Отстутсвие

провара

(наклейки)

Провал

а)

сверление

б) проникающий

июв

выгнутый

в) капля

Проникающий

июв сдвинут по

оси

Продольная

трещина

Поперечные

трещины

Описание

Отсутствие металла на дне

кромок (у основания)

Отсутствие металла на дне кро-

мок

со шлаком, включенным в

ходе сварки

В случае сварки с кромками

видах

Недостатки при начале сварки

Дефект

двух

измерениях, выз-

ван отсутствием провара всей

или части кромки

В основном результат слишком

высокого напряжения при про-

ходе первого шва

и/или

слиш-

ком

большого разведения кро-

мок.

Этот дефект характерен

для потолочного соединения

Локальный провал в форме кра-

тера

с различной глубиной

Провал длинее и

менее

глубо-

кий,

чем при сверлении, и пора-

жающий

только

проникающий

шов

Провал и истечение металла в

форме капель. Он находится в _

передней

части

трубы

(плоская*

сварка, июв)

Проникающий шов сдвинут по

отношению к начальной позиции

Прерывистость, вызванная раз-

рывом

металла и расположен-

ная в плане паралельно в про-

дольной оси сварного шва

Прерывистость вызванная попе-

речным разрывом металла и

расположенная в большей части

по поперечной оси сварного шва

Разрез

сварки

Радиографическое изображение

Перечень

основных

типовых

дефектов.

550

ТРАНСПОРТ ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Вид недостатка Описание

Разрез

сварки Радиографическое изображение

10.

Удар закалки

Трещина,

раслоложеная в пе-

реходной зоне и возникшая

вследствие слишком быстрого

охлаждения зоны сварки

11.

Включение шла-

ка

(формой и рас-

положением про-

извольным)

Шлак

или другие посторонние

включения, попавшие в металл

в процессе сварки

12.

Удлиненные

включением шла-

ка

(или цепочка)

Удлиненные каверны шлака

или других посторонних при-

месей

13.

Пузырь

Газовые включения проявля-

ются при использовании влаж-

ных электродов

14.

Гнездо пузырей

Группа пузырей

15.

Пузырь

черве-

образный

Пузыри

вытянутой

формы

16.

Укол

Дефект

выхода

небольшого

размера

(головка иглы)

17.

Нехватка

толщины

Заключительный шов

вогнутый

18.

Внутренняя бо-

розда

(желобок)

Борозда по краю проникающе-

го шва

19.

Внешняя бо-

розда

(желобок)

Борозда на поверхности верх-

него слоя у краев сварного шва

Смещение

образующих свари-

ваемых труб

20.

Смещение

Перечень

основных

типовых

дефектов

(продолжение).

551

ТРАНСПОРТ

ПО

ТРУБОПРОВОДАМ

•"air - •-

'><+>!'>>.'

'>>£'*<'^'»*-'

I— Опасный клин

Контрольная

-труба

020x27

им

Техническая зона отчуждения железной дорога

Футляр

Уклон

0.001pm

Футляр (сталь или другой

разрешенный

материал) Трубопровод

усиленной-

Опорным клин

•

Эетаор

Контрольная трубка

Комр

Затаор

Кольца

=4;

В футляр* двойная

юоляцяя

трубоприода (для изоляции

углеводородной)

Пересечение

железной

дороги.

Откос аосстаноаланный

Откоо вооетаноалаиный

w"" "" а/" Т "" ~

Зашита

маханичаская(воэможная)

I I I I I I

Постель дна

Плотный

материал

Засылка песчаная

т мм

Пересечение

водного

потока:

траншейное

выполнение.

552

ТРАНСПОРТ

ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Проход над

Проход под

3,00

м min

Предупрежда

ощая I,.

3,00

м min

--VJ-W^A-O-r^d

Предупреждающая

оетк

Газопровод

Кабель

Газопровод

Прадупраждакмцм

сеть

Сечение а -

Сечение b-b

Засыпка

Предупреждающая

сеть

Газопровод

Кабель

Песок

Газопровод

Песок

Примечание:

Предупредительная сеть

излишня, если газопровод

футляре

Спецификация:

Е - расстояние от образующей

кабеля до газопровода

- расстояние между

предупредительной сеткой

газопроводом

Удвоение изоляции с одной и другой

стороны

пересекающихся осей

(для углеводородной изоляции)

Связь

0,40

м min

0,20

м min

3,00

м(1)

Электроэнергия

0,50

м min

0,20

- 0,50 м

5,00

м(1)

(1)

длина измеряется перпендикулярно

пересекаемому кабелю

Пересечение

электрического

кабеля.

553