Магистральный газопровод: нюансы проектирования и строительства

Что такое охранная территория

Охранная зона – одна из разновидностей зон с особыми условиями эксплуатации или оберегания определенных территорий, размеры и содержание которых регламентируются действующим законодательством Российской Федерации. К понятию охранной территории относят:

• собственно, охранные (обеспечивающие целостность и отсутствие повреждения как самого сооружения, так и потенциального вреда, который может принести оберегаемый ограждением или законодательными нормами объект;
• санитарно-защитная зона выполняет двойную функцию – санитарную, противоэпидемиологическую и протекторную – оберегание и удаление от сооружений, представляющих потенциальную угрозу повреждения;
• водоохранные зоны, препятствующие загрязнению водоемов, из которых вероятно проведение обеспечения населения водой;
• зоны санитарной охраны источников питьевой воды и жидкости для хозяйственно-бытового снабжения;
• другие охранные зоны – возле аэродромов, затоплений, охраняемых культурных и исторических объектов.

Цели законодательного ограничения, проведенного на федеральном уровне, – утвердить особые условия эксплуатации или исключение их из иного использования, кроме как по прямому назначению. Дистанцию, на которой следует располагать объекты от территорий культурного или исторического наследия, может определять постановление правительства региона.

Рыбоохранные и водоохранные территории и их разграничение зафиксированы на уровне федерального законодательства. Сколько метров в каждую сторону составляет охранная зона газо- и нефтепроводов, нефтепродукто- и аммиакопроводов, трубопроводов для полноценного удовлетворения бытовых потребностей населения, определяют соответствующие СНиП, СанПиН и СП.

Классификация магистральных труб

По материалу

Стальные

Получили наибольшее распространение за счет надежности, относительно невысокой цены и простоты сварки. Применяются во всех типах магистральных трубопроводов, но, в последние годы, процент использования стальных труб неуклонно падает. Основные причины этого низкая коррозионная стойкость материала, потребность в большом количестве компенсаторов различного типа при в трубопроводах, высокая трудоемкость прокладки.

Соединения стальных труб осуществляют с помощью сварки. От коррозии используют метод катодной защиты или покрытие битумно-резиновой изоляцией. Для транспортирования сильно агрессивных сред, применяют стальные трубы с внутренней изоляцией.

Чугунные

В основном применяются в системах водоснабжения и водоотведения. Достоинства — долговечность и коррозионная стойкость включая стойкость к коррозии под воздействием блуждающих токов. Применяются для магистралей в условиях больших нагрузок на грунт. Современные образцы изнутри покрываются цементно-песчаным составом, для уменьшения скорости образования отложений.

Учитывая то, что коррозионная стойкость зависит от целостности внутреннего и внешнего покрытия, основной недостаток — хрупкость материала, По этой же причине плети трубопроводов имеют ограниченную гибкость, что увеличивает риск протечек.

Для чугунных труб используют стыки с асбестоцементной заделкой, они эластичны, хорошо сопротивляются вибрационным нагрузкам и надежны. Существуют соединения на резиновых кольцах без чеканки.

В настоящее время применение этого типа труб ограничено из-за высокой цены и сложности укладки, обусловленной большим весом.

Полимерные (пластиковые)

Изготавливают из полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, стеклопластика и др. В основном используются в системах водоснабжения, газоснабжения и тепловых сетях. Вид полимера подбирается в зависимости от санитарных требования (для питьевой воды) и условий эксплуатации.

При достаточной жесткости, такие трубы гибкие и эластичные, что позволяет компенсировать небольшие сдвиги грунта и тепловое расширение. Полная инертность к транспортируемым средам и устойчивость ко всем видам коррозии обеспечивают длительный срок службы. Для наземной прокладки используют предизолированные трубы — устойчивые к ультрафиолетовому излучению.

Полимерные магистральные трубы — наиболее прогрессивный вид, по мере развития химической промышленности, область применения постоянно расширяется

Асбестоцементные и бетонные

Отличаются высокой долговечностью готовых конструкций, коррозионной стойкостью механической прочностью и относительно низкой ценой. Внутренняя поверхность устойчива к образованию минеральных отложений и образованию ила. В основном используются для систем технического водоснабжения, водоотведения и канализации. Соединения для этого вида труб осуществляют муфтами с резиновыми кольцами.

По диаметру

К магистральным, по Российским нормативам, согласно ГОСТ 20295-85, относят трубы с диаметром более 114 мм. По европейской классификации — магистральными определяются трубы из любого материала с диаметром более 200мм.

В нефтяной отрасли, в зависимости от диаметра труб для магистральных нефтепроводов существует разделение на классы:

• I – диаметр более 1000 мм,
• II – от 500 до 1000мм,
• III – от 300 до 500 мм,
• IV – менее 300мм.

По исполнению

По Российской классификации выделяют трубы «обычного» и «северного» исполнения.

• В хладостойком исполнении к ударной вязкости и доле вязкой составляющей в изломе предъявляются требования, выполнение которых должно обеспечиваться при температуре минус 20 °С, а для образцов с U-образным концентратором при минус 60 °С
• В обычном исполнении требования смягчены до 0 и минус 40°С соответственно.

По внутреннему рабочему давлению

• Напорные. Для водоснабжения, газоснабжения, тепловых сетей, нефтегазопроводы.
• Безнапорные. Используются в системах водоотведения и канализации.

В газовой отрасли, в зависимости от рабочего давления, выделяют трубы для двух классов магистральных газопроводов:

• Класс I — режимы работы под давлением от 2,5 до 10 МПа (от 25 до 100 кгс/см2),
• Класс II — рабочий режим в пределах от 1,2 до 2,5 МПа (от 12 до 25 кгс/см2).

По рабочей температуре переносимой среды

• Используются в холодных трубопроводах (менее 0 °C).
• В нормальных сетях (от +1 до +45 °C).
• В горячих трубопроводах (выше 46 °C).

По типу изоляционного покрытия

В целях защиты от коррозионного воздействия применяют покрытия, обладающие свойствами диэлектрика (защита от коррозии, порождаемой блуждающими токами), водонепроницаемости, термостойкости, эластичности и механической прочности.

Переходы газопроводов через воду

Магистральные газопроводы могут проходить над и под водой.

Подводные переходы располагаются перпендикулярно оси потока воды. При этом они находятся на расстоянии как минимум полуметра от отметки возможного размыва дна до поверхности трассы, от проектных отметок их должно отделять расстояние не менее одного метра.

Чтобы трубы не всплыли, во время строительства их закрепляют с помощью специальных грузов, заливают бетоном или засыпают минеральными материалами.

Участки переходов, проходящие через природные или искусственные препятствия, должны соответствовать нормам. Это гарантирует их безопасность и надежность в использовании.

Надземные переходы нужны там, где газопровод проходит через овраги, небольшие речки и т. д. Элементы, располагающиеся на поверхности, бывают следующих видов:

Газопровод через воду

• арочные;
• балочные;
• висячие.

Вид надземных элементов выбирается в зависимости от условий места, где прокладывается магистральный газопровод. Переходы арочного типа представляют собой жесткую конструкцию и, как правило, строятся там, где трубы проходят через каналы. Балочная конструкция представляет собой самонесущую трубу.

Висячие переходы делятся на вантовые, провисающие и гибкие. В вантовых переходах за закрепление трубопровода в необходимой позиции отвечают наклонные тросы. В переходах висячего типа газопровод ничем не удерживается и свободно прогибается под собственной массой. Гибкий переход – это конструкция, в которой трубы закреплены системой подвесок к одному или нескольким тросам.

Трубы для магистральных сетей и их прокладка

Выбор подходящих труб для обустройства магистральной линии – дело непростое и требующее внимания к массе показателей. Одним из важнейших показателей являются погодные условия в том регионе, где будет прокладываться конструкция. Кроме того, немаловажен характер среды, которая будет транспортироваться системой.

Для прокладки магистрального трубопровода чаще всего используются металлические (сталь и чугун) и пластиковые (ПВХ, ПЭ и др.) изделия. Впрочем, для отдельных ситуаций могут применяться и другие материалы – бетон, асбестоцемент, керамика или стекло.

Наиболее распространенным материалом все же являются стальные трубы, имеющие несколько важных достоинств – долговечность, надежность и простота монтажа. Стальной трубопровод обходится сравнительно недорого и качественно выполняет свои функции на протяжении всего срока эксплуатации. Используемая для производства труб сталь (чаще всего низколегированная) должным образом обрабатывается для достижения необходимых характеристик.

Все виды труб, используемые для создания магистрали, делятся на три вида:

1. Бесшовные. Магистральные бесшовные трубы можно использовать в системах, диаметр которых не превышает 529 мм.
2. С продольным швом. Трубы, имеющие сварной шов, подходят для трубопроводов диаметром более 219 мм.
3. Со спиральным швом.

Стандартная длина магистральных труб варьируется в пределах от 10,5 м до 11,6 м, но есть и нестандартные варианты, которые обычно изготавливаются по индивидуальному заказу.

Типы водопровода

Прежде чем провести наружное водоснабжение, рекомендуется определиться с его типом. По способы транспортировки воды до конечного объекта, сеть водоснабжения может быть технической. В этом случае вода используется только для производства. Её нельзя пить. Чтобы сэкономить, технические сети частично очищаются. Это позволяет повторно использовать отработанный водный ресурс.

Пожарная сеть обустраивается для пожаротушения. Такие системы укомплектовываются специальной техникой и гидрантом. При необходимости сэкономить, при выполнении прокладочных работ, пожарная система совмещается с технической, хозяйственно-бытовой либо тупиковой схемой. Для проведения монтажных работ необходимо руководствоваться принципами пожарной безопасности. Поэтому перед укладкой трубопровода нужно получить разрешение от соответствующих органов. Работы по монтажу проводятся самостоятельно либо с помощью профессионалов.

Чтобы использовать воду в быту, обустраивается хозяйственно-бытовая система. Вода, поставляемая по такой схеме, используется для питья. Перед прокладкой трубопровода разрабатывается план по первичной очистки жидкости. Для этого могут использоваться специальные станции либо фильтры.

1.1 Назначение, классификация и состав магистральных газопроводов

К
магистральным газопроводам относят
трубопроводы и ответвления (отводы) от
них диаметром до 1420 мм с избыточным
давлением транспортируемого продукта
не более 10 МПа, предназначенные для
транспортировки природного или попутного
нефтяного углеводородного газа из
районов добычи (от головных компрессорных
станций (ГКС)) до газораспределительных
станций (ГРС) городов, населенных пунктов
или других потребителей.

В
соответствии со СНиП 2.05.06-85* в зависимости
от рабочего давления в трубопроводе
магистральные газопроводы подразделяются
на два класса:

– класс
I
–
рабочее давление от 2,5 до 10 МПа включительно;

– класс
II
–
рабочее давление от 1,2 до 2,5 МПа
включительно.

Газопроводы,
эксплуатируемые при давлениях ниже 1,2
МПа, не относятся к магистральным, это
внутрипромысловые, внутризаводские,
подводящие газопроводы, газовые сети
в городах и населенных пунктах и другие
трубопроводы.

По
характеру линейной части магистральные
газопроводы могут быть:

–
однониточными
простыми (с одинаковым диаметром от
головных сооружений до конечной
газораспределительной станции);

–
многониточными,
когда параллельно основной нитке
проложены вторая, третья и последующие
нитки.

Магистральные
газопроводы и их участки подразделяются
на категории с различными требованиями
в зависимости от условий работы. Значения
коэффициента условий работы трубопровода
для различных категорий представлены
в таблице 1.1. К
категориям магистральных газопроводов
и их участкам в зависимости от коэффициента
условий работы при расчете на прочность
предъявляются определенные требования
в части контроля сварных соединений и
предварительного испытания Р_исп
.

К
категории В относятся газопроводы,
сооружаемые внутри зданий и на территориях
компрессорных станций и газораспределительных
станций.

Для
участков подключения компрессорных
станций, узлов пуска и приема очистных
устройств, переходов через водные
преграды шириной по зеркалу воды в
межень 25 м и более СНиП устанавливает
категорию I.

На
наиболее сложных и ответственных
участках трассы (болота, водные преграды
и т.д.) категория магистральных газопроводов
обычно повышается на одну ступень.

Таблица
1.1 –
Категории магистральных трубопроводов
и их участков

Категория трубопровода и его участка	Коэффициент условий работы трубопровода при расчете его на прочность, устойчивость и деформативность, m
В	0,60
I	0,75
II	0,75
III	0,9
IV	0,9

Магистрального
газопровода имеет следующую структуру.

На
промысле газ от скважин под действием
пластового давления по сборным
индивидуальным газопроводам («шлейфам»)
поступает на газосборные пункты, где
осуществляют первичный замер его, а при
необходимости и редуцирование. От
газосборных пунктов газ поступает в
промысловый газосборный коллектор и
по нему на головные сооружения (установку
комплексной подготовки газа — УКПГ), где
проводят его очистку, осушку, вторичный
замер и доведение до товарной кондиции.
На головной КС газ компримируется до
номинального рабочего давления и
поступает в линейную часть магистрального
газопровода.

К
линейной части магистрального газопровода
относят собственно магистральный
газопровод с линейной арматурой,
переходами через естественные и
искусственные преграды, линиями
технологической связи и электропередачи,
вдольтрассовыми и подъездными дорогами,
защитными сооружениями, отводами к
промежуточным потребителям, водо- и
конденсатосборниками и другими узлами,
системой электрохимической защиты.

В
состав наземных объектов магистрального
газопровода входят компрессорные
станции КС, газораспределительные
станции и пункты (ГРС и ГРП). КС отстоят
друг от друга на расстоянии примерно
125 км. Газ, поступающий на ГРС, дополнительно
обезвоживается, очищается, редуцируется,
одоризуется, замеряется и распределяется
по трубопроводам отдельных потребителей
или групп их.

Подземные
хранилища газа (с КС или без них)
предназначены для регулирования сезонной
неравномерности потребления газа (летом
газ в них накапливается, а зимой подается
потребителям). Подземные хранилища газа
сооружают вблизи крупных городов и
промышленных центров. Обычно газ
закачивают в водоносные горизонты
пористых пород, выработанные нефтяные
и газовые месторождения или в специально
разработанные (вымытые) хранилища в
соляных отложениях значительной
мощности.

Виды и технология производства труб большого диаметра

При производстве крупноразмерного трубного проката применяется три вида технологических процессов, отвечающих требованиям ГОСТ 20295:

• Прямой шов соединения выполняется при помощи электродуговой сварки.
• Соединения краев листовой заготовки осуществляется спиралевидным сварным швом с использованием также электродуговой сварки.
• Сваривание металлических труб больших диаметров производится прямым швом по технологии контактной сварки. Как правило, размеры диаметра таких изделий варьируются в переделах 114–530 мм.

В зависимости от размера сечения изделия и его функциональности выбирается и метод сварки.

Трубный прокат общего назначения, диаметр которого варьируется в пределах 426 – 1620 мм, изготовленный любым методом сваривания, подразделяется на две группы.

К первой относятся изделия, у которых проведена обрезка концов и сняты заусеницы. Во вторую группу входят изделия с необработанными торцами.

Купить стальную трубу большого диаметра в компании СтальПро можно любого вида, предназначения и размера.

Прямошовное соединение

На производственных станах свариваются трубы прямым швом, если их диаметр не менее 114 мм и не более 1422 мм, а толщина стенки варьируется в пределах 7,9 – 42 мм. При такой технологии изделия приобретают прочность К65, соответствующую российскому стандарту, и Х80 согласно стандарту API Spec 5L.

Прямошовные изделия производятся двумя методами:

• холоднокатаным;
• горячей прокаткой.

Спиралевидный сварной шов

Изготовление спиральношовных труб Ø от 159 до 820 мм производится из рулонного металла толщиной 6-16 мм с использованием электродуговой сварки под флюсом. Подобные изделия после сваривания подвергаются формовке на трехвалковых станах и процессу экспандирования (правка и калибровка для увеличения прочности трубы).

Металлические трубы больших диаметров, сваренные спиралевидным швом, могут использоваться для прокладки магистральных нефте- и газопроводов, систем водоснабжения с большим и низким давлением, для укрепления береговой линии и прочего.

В процессе изготовления изделия, кроме визуального осмотра проходят несколько стадий контроля качества с применением ультразвука, рентгеновских лучей, гидравлических испытаний. Контроль геометрических параметров осуществляется в автоматическом режиме, а также при помощи порошковых дефектоскопов.

Купить в СтальПро крупноразмерный трубный прокат по доступным ценам просто, необходимо лишь заполнить заявку на сайте компании и дождаться ответа менеджера.

Заболевания сосудов нижних конечностей

Магистральные артерии нижних конечностей, также как сонные, подвергаются различным заболеваниям. Кроме этого, на них выше нагрузка из-за гравитации и риск травмирования также на порядок выше.

Чаще всего артерии на ногах подвергаются стенозу. Следствием уменьшения просвета является ишемия мягких тканей.

Стеноз, как следствие атеросклероза, имеет свои специфические проявления. Прежде всего, это боль и хромота при ходьбе. Кожа на ногах становится или белой, или более темной по сравнению другими участками на теле. Меняется ее температура, и постепенно выпадают волосы. Больной со стенозом часто жалуется на появление мурашек и на то, что у него постоянно мерзнут ноги.

В тяжелой форме заболевания на ногах могут появиться долго заживающие раны, покрытые гноем.

Боль становится постоянным спутником человека, причем ноги могут болеть при ходьбе или в состоянии покоя, или в момент перехода из сидячего положения в стоячее. Если на этом этапе не начать срочное лечение, у больного начинает развиваться гангрена с возможным общим заражением крови. А это, как правило, приводит к смерти человека.

Прокладка магистральных трубопроводов в местах шахтных разработок

В местах, где планируется или уже проходит горная выработка, прокладку магистральных систем рассчитывают, опираясь на все необходимые требования и технические нормы. При расчёте обязательно нужно учитывать показатели прочности трубопровода и особенность местности. Не следует забывать про то, что земная поверхность влияет на деформацию конструкции.

При прокладке трубопроводов следует учитывать рельеф местности, так как неровный грунт может приводить к деформации труб

Таблица 2

Местность	Глубина заложения (м)
Болотистая	1,1
Песчаная	1
Скалистая	0,6
На пахотных землях	1

Помимо этого, в условиях горных выработок, осуществляется оснастка системы труб специальными устройствами — компенсаторами. Эти устройства выполняют защитную функцию, увеличивая деформационную способность труб.

В случае, если подземная прокладка невозможна , выполняют надземную. Также этот тип монтажа рекомендуется, если не исключены провалы грунта. Изоляцию таких трубопроводов проводят по всем техническим правилам и нормам. Современное производство труб предлагает изделия с уже нанесенным термоизолирующим и защитным слоем – это трубы в ППУ-изоляции.

В процессе своей работы трубопроводы переносят действие разных климатических условий. Магистральная труба, которая проложена в почве, «ощущает на себе» воздействие почвенной коррозии. Если же трубопровод проходит над землёй, то он подвержен атмосферной коррозии.

Конструкции, которые прокладываются под землёй, защищают от разрушения двумя вариантами защитных покрытий: нормальное, усиленное. Усиленное покрытие используют в двух случаях: трубопровод сделан из сжиженной стали или его диаметр превышает 1020 мм и более. Также подобная изоляция применима при повышенных показателях солей в почве, которая служит рабочей средой для системы труб и при прокладке трубопроводов в болотистых местностях или на подводных переходах. Кроме этого, для предотвращения губительного воздействия коррозии используют пассивные и активные средства. К пассивным относят изоляцию, а к активным — электрохимическую защиту.

Для защиты сети от коррозии и механических повреждений используют трубы с заводской изоляцией

Пошаговая врезка во внутреннюю сеть

Если необходимо врезаться в стальную старую трубопроводную магистраль, тогда основным методом считается обустройство отвода путем приваривания тройника. Для этого потребуется провести большой объем работ.

Если к основной магистрали присоединяется труба из пластика либо его производных, тогда потребуется выпилить участок трубы с учетом размера монтируемого тройника. Но при выполнении такой работы возникает неудобство из-за близкого расстояния между сетью и стеной здания.

Более простым методом монтажа отвода считается врезка трубы криволинейным фланцем. Предварительно отрицается расходный материал с патрубком, диаметр которого соответствует габариту трубопровода. Отрезок разрезается вдоль так, чтобы его часть с патрубком плотно прилегала на трубопровод в качестве его другой стенки.

На патрубок с отверстием накладывается предыдущая заготовка. Место фиксации обрабатывается герметиком. Полученный фланец стягивается 2 хомутами по сторонам относительно патрубка. В последующем к патрубку фиксируется оставшаяся часть сети.

На современном сантехническом рынке можно купить адаптеры, специальные седелки и прочие приспособления, с помощью которых производится врезка (независимо от условий укладки сети).

Если используется седелка, не изменяется давление в системе. Седелка – это хомут, изготовленный из 2 частей. При помощи болтов эти части плотно обжимают расходный материал с 2 сторон. К седелке фиксируется кран с помощью специального соединения.

Если диаметр отверстия не больше 1/3 диаметра трубы, тогда его высверливают специальным приспособлением. Он времени присоединяется к крану. Если отверстие готово, кран закрывается, устройство демонтируется. К установленному крану монтируется труба отвода.

Чтобы подключить дом, применяется седелка с клапаном и встроенной фрезой. Для её монтажа понадобится муфтовая сварка. Подобное изделие применяется для трубопроводов, давление в которых не превышает 16 бар. В процессе монтажа магистраль не перекрывается, а при сверлении труб отсутствует утечка, не образуются стружки. Соединение не подвергается коррозии и эксплуатируется больше 50 лет.

Обозначение напора в трубопроводе

Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:

• В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
• В европейских странах применяют другую условную единицу – бар, который равен 10⁵ Па.
• В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.

Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.

К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.

Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице: