1 Трубы, арматура и оборудование газопроводов

При строительстве газопроводов применяют, как правило, стальные трубы. В последние годы для газопроводов подземных начинают использовать полиэтиленовые трубы, особенно для транспортирования газов с содержанием H₂S более 3%, а также при весьма высокой коррозийной активности грунтов и при наличии блуждающих токов.

Стальные трубы

В соответствии с рекомендациями с рекомендациями СНиП 2.0408 - 87 для строительства систем газоснабжения следует применять трубы, изготовленные из углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380 - 71* или качественной стали по ГОСТ 1050 - 74, хорошо сваривающейся и содержащей не более 0,25 % углерода.

Сталь по ГОСТ 380-71* производиться трёх групп: A,Б, В.

группа А - гарантируются механические свойства

Б - гарантируется химсостав

В - гарантируются механические свойства

Выпускаются марки стали СТО, СТ1, СТ2, СТ3, СТ4, СТ5, СТ6. В зависимости нормируемых показателей (химсостав, временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии, ударная вязкость) различают следующие категории стали: 1,2,3,4,5,6.

Для труб, применяемых в газоснабжении, используется сталь группы В марок СТ2, СТ3 категорий 2,3,4,5,6.

Сталь по ГОСТ 1050 - 74 выпускается марок 08,10,15,20 категории 2,3,4 .

По технологии производства стали бывают спокойные (СП), полуспокойные (ПС) и кипящие (КП).

Для газопроводов среднего и высокого давления, а также в районах с пучинистыми и просадочными грунтами, сейсмических районах и на подрабатываемых территориях должны применяться трубы, изготовленные из спокойных сталей. Трубы из кипящих и полуспокойных сталей при благоприятных условиях (групповых) применяются в следующих условиях:

- для подземных газопроводов при расчетной температуре наружного воздуха - t_p³ -30;

- для надземных газопроводов при t_p ³ -20 трубы из полуспокойных сталей и при t_p³ -10 трубы из кипящих сталей;

- диаметр наружных газопроводов не более 820 мм для труб из полуспокойных сталей и 530 мм для кипящих сталей, толщина стенки труб не более 8 мм.

Трубы основного сортамента выпускают пяти групп:

А - с гарантией лишь механических свойств;

Б - с гарантией химсостава, без контроля механических свойств, но с гарантией гидравлических испытаний на 2 - 2,5 МПа;

В - с гарантией химсостава и механических свойств;

Г- с гарантией химсостава и механических свойств ограниченных марок стали или после специальной термообработки;

Д - без гарантии химсостава и механических свойств , но с гарантией гидравлических испытаний.

Для газоснабжения могут быть использованы безоговорочно трубы группы В, недопустимо применение труп группы Д.

По методу изготовления трубы бывают бесшовные (горячекатаные, холоднокатаные, холоднотянутые) и шовные (прямошовные и спиралешовные). Бесшовные трубы дорогие.

Трубы (по ГОСТ 8731 - 87 и ГОСТ 8733 - 87) бесшовные применяются для газопроводов жидкой фазы СУГ.

Трубы прямошовные, электросварные (ГОСТ 10705 - 80 и 10706 - 91) применяются для подземных газопроводов с давлением до 1,2 МПа.

Трубы водо-газопроводные по ГОСТ 3262 - 75 применяются для сооружения газопроводов низкого давления диаметром до 80 мм.

Выбор стальных труб для систем газоснабжения производиться в соответствии со СНиП - 2.04.08 - 87 (приложение 7) .

Трубы поставляются по заказам

Пример заказа:

из стали ГОСТ 380 -717

Труба 57x2 ГОСТ 10704 - 76 / (В - В СТ2 ПС2 ГОСТ 10705 - 80)

из стали ГОСТ 1050 -74

Труба 52x2 ГОСТ 10704 - 76 / (В - 10 ПС3 ГОСТ 10705 - 80)

Труба 76x3,5 ГОСТ 8732 - 78 / (В - 10 ГОСТ 8731 - 74)

Масса стальных труб определяется по уравнению

, кг,

где d - толщина стенки, см

D_в - внутренний диаметр , см

l - длина, м.

Соединение труб производиться на сварке, разъемные соединения (фланцевые и резьбовые) допускаются в местах установки отключающих устройств и оборудования.

Неметаллические трубы.

В соответствии со СНиП 2.04.08 - 87 для газоснабжения посёлков и сельских населённых пунктов могут быть использованы полиэтиленовые газопроводы.

Для прокладки газопроводов применяют трубы с маркировкой “Газ”. Тип трубы следует выбирать в зависимости от рабочего давления в газопроводе:

- тип С (средний) - для газопроводов низкого и среднего давления;

- тип Т (тяжелый) - для газопроводов высокого давления II категории.

Соединение труб производиться сваркой, арматуру и оборудование присоединяют стальными вставками.

Основными достоинствами полиэтилена труб:

1. высокая коррозийная стойкость;

2. малая масса;

3. лёгкая обработка;

4. малое гидравлическое сопротивление;

5. низкая стоимость.

   Недостатки

1) низкая механическая прочность;

2) низкая температуростойкость;

3) старение со временем;

4) хорошая воспламеняемость.

В качестве отключающих устройств на газопроводах применяют задвижки, краны, гидравлические затворы. Вентили из-за больших потерь давления нашли ограниченное применение только для газопроводов небольших диаметров при высоких давлениях, когда потери давления не имеют значения.

Основные виды трубопроводной арматуры разработаны Центральным конструкторским бюро арматуростроения (ЦКБА). Условные обозначения арматуры состоят из ряда цифровых и буквенных индексов. Первые две цифры обозначают тип арматуры .

11 - кран для трубопровода

15 - вентиль

21 - регулятор давления

Рисунок 5.1 Краны пробковые проходные сальниковые:

а) муфтовый 11ч 6бк; б) фланцевый 11ч8бк; 1 - коническая пробка; 2 - сальниковая букса; 3 - корпус; 4 - отжимной болт

Рисунок 5.2 Кран шаровой сальниковый муфтовый 11ч38п1

1 - корпус; 2 - фторопластовое кольцо; 3 - шаровая пробка;

4 - соединительные болты; 5 - рукоятка; 6 - сальниковая набивка; 7 - сальниковая гайка; 8 - резиновая прокладка

30 - задвижки

За ними буквенная характеристика означает материал корпуса

Углеродистая сталь - С

Легированная сталь - ЛС

Коррозионностойкая сталь - НЖ

Серый чугун - ч

Ковкий чугун - кч

Латунь , бронза - Б

Алюминий - А

Цифры после буквенного обозначения обозначают:

Если 1-2 цифры - фигуру изделия (привод ручной)

Если 3 цифры, то 1 цифра привод, а остальные фигуру изделия.

При этом приводы обозначены так:

3. механический, с червячной передачей;

4. тоже с цилиндрической;

5. тоже с конической;

6. пневматический привод;

7. гидравлический привод;

8. электромагнитный привод;

9. электрический привод.

Последние одна - две буквы обозначают материал уплотнительных колец:

Латунь, бронза - бр

Нержавеющая сталь - нж

без колец - бк

Для арматуры с электроприводом во взрывозащищенном исполнении в конце условного обозначения добавляют букву - Б. Окраска поверхностей корпуса:

сталь углеродистая - серый

легированная - синий

нержавеющая - голубой

чугун - черный

цветные сплавы - не окрашиваются

Примеры:

30ч 47бк

30с 541нж

11Б 12бк

11ч 3бк

Рисунок 5.3 Задвижка клиновая с невыдвижным шпинделем 30ч47бк4

1 - регулировочная прокладка; 2 - вкладыш; 3 - диск клинового затвора; 4 - шток; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - стержень; 7 - диск; 8 - выступ сальниковой гайки

Задвижки - запорное устройство, в котором перекрытие прохода осуществляется поступательным перемещением затвора в направлении, перпендикулярном к движению потока среды. Задвижки бывают параллельные и клиновые. Параллельные задвижки проще в изготовлении, но клиновые надежнее в работе. Клиновые задвижки применяются при любом давлении, параллельные - при низком и среднем. Диаметр задвижек 50 мм и выше.

Устанавливаются задвижки в любом положении, кроме положения шпинделем вниз.

Краны - это запорные устройства, в которых подвижная деталь затвора (пробка) имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска потока и при перекрытии потока вращается вокруг своей оси.

В зависимости от формы затвора краны разделяются на конические, цилиндрические и шаровые, или со сферическим затвором.

В зависимости от способа присоединения различают муфтовые, фланцевые, цапковые.

В зависимости от способа герметизации краны разделяются на натяжные и сальниковые.

Бронзовые и латунные краны устанавливаются, где или в процессе эксплуатации часто пользуются, а чугунные где редко.

Гидравлические затворы применялись только на газопроводах низкого давления. В настоящее время они почти не применяются.

При выборе арматуры необходимо учитывать следующие свойства материалов и сплавов:

- природный газ не воздействует на черные металлы

- чугунная арматура имеет более низкие механические характеристики

- фланцы чугунной арматуры не могут работать на изгиб

- на медные сплавы сильно воздействует углеводород

На подземных газопроводах отключающую арматуру устанавливают в колодцах. Колодцы выполняют из железобетона и кирпича. Они должны быть водонепроницаемыми. Колодцы сооружают мелкого и глубокого заложения. Колодцы мелкого заложения применяются для арматуры диаметром до 100 мм. Одним из достоинств мелких колодцев являются обслуживание и ремонт запорного органа с поверхности земли.

Задвижки устанавливают в колодцах с габаритами, обеспечивающими доступ обслуживающему персоналу.

Для удаления конденсата из газопроводов устанавливают конденсатосборники, которые могут быть для низкого и среднего или высокого давлений. В конденсатосборнике низкого давления удаление конденсата производиться с помощью ручного насоса, а в среднем (высоком) давлении за счёт давления газа, для того чтобы конденсат не замерзал в трубке, она делается составной. Конденсатосборники устанавливаются при влажном газе.

Для компенсации удлинения стальных газопроводов от изменения температуры устанавливают компенсаторы, которые бывают гибкие (П- образные , S - образные , лирообразные ), линзовые и резинотканевые. Линзовые и резинотканевые компенсаторы устанавливают в колодцах после задвижек по ходу газа. Наличие компенсаторов облегчает монтаж и демонтаж задвижек. Чугунные задвижки устанавливаются обязательно с компенсаторами, а остальные могут с косыми вставками, либо без фланцев на сварке.

Рисунок 5.7 Компенсаторы двухлинзовые 1 и П типов

При пересечении газопроводами различных препятствий и сооружений на них ставят футляры (кожухи). На концах футляра устраивают герметичные сальниковые уплотнения. На одном конце футляра устанавливается контрольная трубка.

Рисунок 5.8 Контрольные трубки

а - на газопроводе; б - на конце футляра; 1 - газопровод; 2 - мелкий щебень; 3 - стальной кожух; 4 - стальная изолированная трубка; 5 - бетонная подушка; 6- ковер; 7 - промасленная пенька; 8 - битумная мастика

Контрольная трубка служит для определения утечки газа из газопроводов, уложенных под землёй. Одним концом она приваривается к кожуху, а второй выводиться под ковер и закрывается пробкой.

Коверы - это колодцы мелкого заложения. Они бывают большие сварные и малые чугунные. Устанавливают их опорные железобетонные подушки.

Контрольные пункты служат для замера потенциала “Труба - земля”. Устанавливают через 200 - 250 мм. Контрольные проводники выводятся под ковер.

Для электрического секционирования газопроводов устанавливают изолирующие фланцы. Собирают фланцы на изоляционных прокладках так, чтобы блуждающие токи не могли пройти с одного конца трубы (фланца) на другой.

Рисунок 5.9 Большой сварной (а) и малый чугунный (б) коверы

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - болт; 4 - гайка

Рисунок 5.10 Контрольный пункт

1 - газопровод; 2 - контрольный вывод; 3 - битум

Рисунок 5.11 Изолирующий фланец

1- стальное кольцо; 2 - приварной стальной фланец; 3 - клингеритовая

прокладка; 4 - текстолитовое изолирующее кольцо; 5 - текстолитовая вставка;

6 - текстолитовпая шайба под гайку; 7 - болт