6.3 Эксплуатация трубопроводов

В процессе эксплуатации в связи с разницей в температурах окружающей среды и перекачиваемых жидкостей происходит изменение длины трубопровода. Так как трубопровода жестко закреплены, то в них возникают термические напряжения растяжения или сжатия, которые вызывают в точках закрепления усилия, направленные вдоль оси трубопроводов. Величина силы может быть очень большой. Изменения длины подземных трубопроводов зависят не только от колебаний температур, но и от сил трения трубы о грунт, которая препятствует изменению длины. Разгрузка трубопроводов от термических напряжений осуществляется установкой компенсаторов и компенсационных устройств. Они подразделяются на линзовые, сильфонные, сальниковые, гнутые, трубчатые и резинотканевые.

Линзовые компенсаторы. Изготавливаются из конических тарелок, которые свариваются между собой, образуя волну высотой 70-200 мм. Количество вол в компенсаторе не более 12, воизбежании продольного изгиба. Применяются при давлении 0.2-6 атм и диаметре трубопровода 150-200 мм. Выпускаются одно, двух, трех и четырехлинзовые компенсаторы.

Подразделяются на:

-Осевые линзовые компенсаторы (рис.69-70), которые изготавливаются из полулинз и линз, сваренных в вершинах и впадинах волны.

-Компенсаторы линзовые прямоугольные, предназначенные для компенсации температурных удлинений в прямоугольных газовоздухопроводов теплообменного и газотурбинного оборудования.

-угловые круглые линзовые (рис.71) компенсаторы применяются для компенсации температурных удлинений (расширений) в угловой плоскости.

-осевые линзовые компенсаторы, предназначенные для компенсации температурных и механических перемещений трубопроводов и аппаратов, работающих со средами разной агрессивности, с различной температурой и давлением. Используются в системах транспортировки газа.

а)	б)	в)
Рис.69 Осевые а) одно, б) трех, в) четырехлинзовые компенсаторы

Рис. 70. Внешний вид осевых четырех и двух линзовых компенсаторов
а)	б)
Рис. 71. Угловые круглые а) одно, б) двухлинзовые компенсаторы

Сальниковые компенсаторы. Являются осевыми компенсаторами. Применяются при давлении до 16 атм, диаметре трубопровода 150-500 мм и температуре до 200⁰С. Состоят из чугунного или стального корпуса и входящего в него стакана. Уплотнение между стаканом и корпусом создается сальником. Устанавливаются на трубопроводах с точной укладкой, так как перекосы могут привести к заеданию стакана и разрушению компенсатора. Подразделяются на односторонние (рис.72) и двухсторонние.

Рис. 72. Компенсатор сальниковый односторонний

Сильфонные компенсаторы. Используются для компенсации осевых температурных удлинений трубопроводов внутренних систем отопления и теплоснабжения жилых жилых помещений. Подразделяются на сильфонные осевые, угловые (рис.73), сдвиговые, поворотные.

а)	б)
Рис. 73. Сильфонные а) осевой; б) угловой компенсаторы

Тканевые и резинотканевые компенсаторы. Тканевый компенсатор-это гибкое соединение, разработанное для компенсации напряжения в трубопроводах путем поглощения вибраций, гидравлических ударов, компенсации продольных, поперечных смещений и тепловых удлинений трубопроводов. Упругий элемент компенсатора изготавливается из жаро и бензостойкой синтетической резины, превосходящей по своим качествам натуральную или хлоропреновую резину, что создаёт повышенную стойкость к воздействию химически агрессивных веществ и постоянную устойчивость к давлению в течение длительного периода времени. Рабочая среда: воздух, вода, нефтепродукты и неагрессивные жидкости Температура рабочей среды от -10⁰С до +150⁰С. Подразделяются на: ламинированные компенсаторы; резиновые компенсаторы (вибровставки) (рис.74).

Рис. 74. Резинотканевый компенсатор	Рис. 75.Гнутый компенсатор

Трубчатые компенсаторы. Применяются на трубопроводах больших диаметров и давлений.

Гнутые компенсаторы. Имеют П образную или лирообразную форму (рис.75). Эти компенсаторы пригодны для любых давлений. Основным недостатком является большие габариты (вылет компенсатора) и малая компенсирующая способность.

Опоры трубопроводов подразделяют на свободные и неподвижные. Свободные опоры не ограничивают перемещение трубопроводов в осевом направлении. Неподвижные устанавливаются в местах присоединения к оборудованию и т.д.

4. Защита трубопроводов от коррозии

Трубопроводы подвергаются атмосферной, почвенной и внутренней коррозии. Защита от атмосферной коррозии достигается окрашиванием маслянной и алюминивой красками, белилами и т.д.

Почвенная коррозия вызывает наибольшие разрушения трубопроводов, до сквозных разъеданий стенок. Выбор вида защиты от почвенной коррозии зависит от коррозионной активности грунта. Защита от почвенной коррозии подразделяется на активную и пассивную. Под пассивной понимается изоляция поверхности трубопроводов от почвы различными материалами (битумами и поверх обмотки из крафт-бумаги, полихлорвиниловые, полиэтиленовые, эмали и т.д.).

Активная защита устраняет причину, вызывающую коррозию, для этого переносят процесс коррозии с трубопровода на заземляющие устройства. Коррозионная агрессивность почвы определяется ее электрическим (омическим) сопротивлением. Чем оно выше, тем меньше происходит в почве электролитических процессов и тем меньше ее коррозионное воздействие на трубопровод. При малом электрическом сопротивлении почвы сила тока достигает большой величины, и разъедание металла ускоряется. В грунтах с удельным электросопротивлением менее 100 ом устанавливается катодная защита. Она состоит из источника постоянного тока, анодного заземлителя, контрольно-измерительной и регулировочной аппаратуры, проводника. Электрические блуждающие токи образуются не только на сооружениях нефтебаз, но и заносятся с рельсовых путей, вследствие недостаточной изоляции последних и транзитных трубопроводов.