Классификация магистральных трубопроводов и разделение их на категории

• Название: Классификация магистральных трубопроводов и разделение их на категории
• Дата: 07.10.2022
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: 61-90.docx
• Тип: Документы; #720422
• страница: 5 из 8

Расчет толщины стенки труб из условия прочности.

Расчетную толщину стенки тр-да δ, см, определяют по формуле:



При наличии продольных осевых сжимающих напряжении толщину стенки определяют из условия:



где: n - к-т надежности по нагрузке - внутреннему рабочему давлению в тр-де; P - рабочее давление; D_н - наружный диаметр тр-да, R₁ - первое расчетное сопротивление металла труб, Па;

ψ₁-к-т , учитывающий двухосное напряженное состояние трубы;



где σ_прN - продольное осевое сжимающее напряжение, определяемое от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упруго-пластической работы металла труб в зависимости от принятых конструктивных решений.



где: α - к-т линейного расширения;

E - модуль упругости;

- к-т поперечной деформации Пуассона;

- температурный перепад.

Проверку на прочность подземных и наземных (в насыпи) тр-дов в продольном направлении следует производить из условия:



где ψ₂ - к-т , учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (σ_прN ≥0) принимаемый равным единице, при сжимающих (σ_прN <0) определяемый по формуле:



где σ_кц- кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, определяемые по формуле:

16. 
    Расчет продольных перемещений подземных трубопроводов.
    

Полубесконечный трубопровод - основная схема (рис. 7.10) при расчете продольных перемещений. Если приложить к концу полубесконечного трубопровода граничную силу Р₀₁, то трубы будут растягиваться и сечение х=l₁ выйдет из грунта на u₀; соответственно переместится в продольном направлении и продольное сечение х на величину u(х). Наконец, на каком-то расстоянии от конца полубесконечного трубопровода перемещения затухнут. Это может быть, например, в сечении х=0, которое мы и взяли за начало системы координат. Ясно, что величина перемещений и закон их применения по длине l зависят от вза­имодействия грунта, окружающего трубу, с поверхностью трубы.

Перемещение конца полубесконеч­ного трубопровода определяется для упругой связи грунта с трубой:



где l₁— участок, на котором устанавливается упругая связь;



k_u- коэффициент постели грунта на сдвиг; Е - модуль упругости трубы; F - площадь сечения стенки трубы.

Наибольшее значение граничного перемещения в сечении х=l₁



где τ_пр - предельное сопротивление грунта на сдвиг. Наиболь­шее значение продольной силы Р₀₁, при котором τ_пр возникает только в сечении х=l₁, оп­ределим, объединив фор­мулы (7.27) и (7.29):





Рис. 7.10. Схема перемещения полубесконечного трубопровода

При наличии упругой и пластичной связи

17. 
    Расчет устойчивости трубопроводов против всплытия.
    

Под устойчивостью подводного трубопровода понимается способность оставаться в покое при самом неблагоприятном сочетании основных силовых воздействий - выталкивающее Ар­химедово усилие, горизонтальная и вертикальная составляющие гидродинамического воздействия потока, силы упругости трубо­провода и т. д. Расчет устойчивости подводных трубопроводов, прокладываемых на переходах через водные преграды, можно выполнить по формуле:

Б≥К_М(К_НВ∙q_В+Б_Г+Б_В+Б_ИЗГ+Б_ПР.С -q_ТР -q_ДОП)

где Б - необходимая пригрузка; К_М - коэф-т бзопасности по материалу, принимаемый для анкерных устройств 1, для ж/б, чугунных грузов 1,05, при сплошном обетонировании в опалубке 1,07; К_НВ - коэффициент надежно­сти при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимается равным для водных преград с шириной зеркала воды в межень до 200 м, условным диаметром менее 1000 мм - 1,1; для остальных водных преград (реки) - 1,15; q_ТР - расчетный вес р-да (с учетом изоляции) на воздухе:

q_ТР =q_СВ +q_ИЗ,

q_СВ- собственный вес трубы; q_ИЗ = q_Л+q_бр - вес изоляционного покрытия; q_Л - вес липкой ленты; q_бр - вес оберточного слоя;

q_В- расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод (с учетом изоляции и футеровки),

q_В =0,8D²_ТР∙γ_В ;

q_ДОП - расчетный вес продукта на воздухе, дополнительных обустройств в воде, а также обледенения в воде при транспортировке продукта с отрицательной темературой;

Б_Г - дополнительная пригрузка, необходимая для компенсации горизонтальной составляющей гидродинамического воздействия потока Р_х



f_ТР - коэффициент трения трубопровода о грунт; для трубо­провода, покрытого сплошной деревянной футеровкой, прини­мается в зависимости от характеристики грунта; γ_В - объемный вес воды с учетом растворенных солей и взвешенных частиц грунта,

γ_В =1100-1150 кгс/см³.

с_х- коэффициент лобового сопротивления, зависящий от параметра



- средняя скорость потока, набегающего на трубу; - наружный диаметр трубопровода с учетом изоляции и футеровки; , - соответственно толщина изоляции и футеровки; - кинематический коэффициент вязкости, при 20° С для воды сСт; g- ускорение свободного паде­ния; при Re<10⁵ с_х=1,2, при Re=10⁵-10⁷ с_х=1; Б_В - допол­нительная пригрузка, необходимая для компенсации вертикаль­ной составляющей гидродинамического воздействия потока,



с_y- коэффициент подъемной силы при несимметричном обтекании трубы, с_y =0,55; Б_ИЗГ - дополнительная пригрузка, необходимая для изгиба трубопровода по заданной кривой дна траншеи; Б_ПР.С - дополнительная пригрузка, необходимая для предотвращения подъема трубопровода на криволинейных участках в вертикальной плоскости под действием продольных усилий.

Суммарную величину Б_ИЗГ + Б_ПР.С можно найти по следующей зависимости:



где Т_Р - расчетное тяговое усилие при протаскивании трубо­провода; EI- жесткость при изгибе; l_КР, f- соответственно про­тяженность и стрела прогиба криволинейного участка, берутся на основании данных фактического профиля перехода. Остальные параметры определяются аналогично расчету балластировки на болотах.

18. 
    Виды ремонтных работ на линейной части магистральных трубопроводов.
    

К аварийному (внеплановому) ремонту относят работы, связанные с ликвидацией аварий, возникающих в результате воздействия на трубопровод подземной коррозии (каверны, свищи); разрывов сварных стыков (поперечных, продольных, спиральных, стыков врезки линейной арматуры, перемычек, отводов, переходников) и трубопровода по телу трубы; заку­порок трубопровода, приводящих к полной или частичной его остановке (например, закупорка газопровода льдом или гидра­тами); неисправностей в линейной арматуре — кранах, задвиж­ках, камерах приема и пуска скребка и др.

Текущий ремонт – мин-ый по объему предупред-ый ремонт, при котором произ-ся замена или восстан-е быстроизнаш-хся частей, обслед-ие состояния и регулир-ие отдельных узлов и обесп-ся норм-ая эксплуатация объекта. Текущий ремонт вып-ся силами экспл-ного персонала.

Средний ремонт – промеж-ный вид предупред-го ремонта, средний ремонт отличается от текущего несколько большим объемом работ. Тек-й и сред-й ремонты на сооружениях линейной части МТ тесно взаимосвязаны, поэтому их нельзя рассматривать раздельно.

Кап-ный ремонт - наибольший по объему комплекс ремонтных работ, который произв-ся при достижении предельных величин износа основных деталей, узлов и конст-ий. Кап. рем. закл-ся в полной разработке, замене или рем-те изношенных неиспр-ых составных частей труб-да.

Капитальный ремонт трубопроводов по характеру и техно­логии проведения работ подразделяют на следующие виды: с заменой трубы; с заменой изоляционного покрытия; выборочный.

Ремонт с заменой трубы производится следующими спо­собами:

1. путем укладки в совмещенную траншею вновь прокла­дываемого участка трубопровода рядом с заменяемым с пос­ледующим демонтажем последнего;

2. путем укладки в отдельную траншею, в пределах суще­ствующего технического коридора коммуникаций, вновь про вкладываемого» участка трубопровода с последующим вскры­тием и демонтажем заменяемого;

3 путем демонтажа заменяемого трубопровода и укладки вновь прокладываемого трубопровода в прежнее проектное положение.

Ремонт нефтепроводов с устранением дефектов трубы, сварных швов и заменой изоляционного покрытия (сплошной ремонт с заменой изоляции) может производиться без оста­новки перекачки нефти при давлении не более 2,5 МПа сле­дующими способами:

1. с подъемом трубопровода в траншее для нефтепрово­дов диаметрами от 219 до 720

2. с подъемом трубопровода и укладкой его на лежки в траншее для нефтепроводов диаметрами от 219 до 720 мм;

3. без подъема трубопровода с сохранением его положе­ния для нефтепроводов диаметром от 820 до 1220 мм.

Выборочный ремонт - это локальный ремонт линейной части нефтепровода с целью ликвидации дефектов на огра­ниченном участке нефтепровода. Выборочный ремонт без остановки перекачки может выполняться при давлении не более 2,5 МПа без подъема трубопровода с сохранением его положения в траншее согласно требованиям действующих нормативных документов для конкретного метода ремонта.

Примечание: приведенный состав работ соответствует производству капитального ремонта способом замены. При ремонте другими способами состав работ соответственно изменится.

Запорная арматура:Вырезка пришедшего в негодность крана и врезка его на его место нового или капитально отремонтированного с выполнением земляных работ, с частичной или полной разборкой ограждения и полного восстановления после врезки крана с последующей покраской.Ремонт автомата аварийного закрытия крана с заменой изношенных мембранного привода, клапанов, вентилей, фильтров или их ревизией и ремонтом. Ремонт узлов управления.

Ограждение кранов:Частичная замена железобетонных столбов и других деталей ограждения с выполнением земляных, монтажных и сварочных работ, окраска всего ограждения, замена предупредительных плакатов или возобновление надписей.

Подземные переходы через реки:

Доуглубление или перекладка дюкера. Водолазные работы по уточнению состояния подводной части перехода, установка створов,разрезывание дюкера в газ-д, работы по укреплению русла над люкером, берегоукрепительные работы. Замена сигнальных столбов и проводка на переходах судоходных рек.

Подземные переходы через ручьи и овраги:

Укрепление дна и берегов ручья или оврага с отводом русла на время работ с выполнением земляных работ,засыпкой привозным грунтом, забивкой свай, с устройством водосборов и укреплением склонов.

Берегоукрепительные работы:Забивка свай, устройство плетневых клеток с забивкой кольев и заполнением камнем, устройство каменной наброски, мощение, одерновка.

Надземные переходы:Ремонт опор и отдельных частей сооружения с выполнением земляных, такелажных, монтажно-сварочных и малярных работ.

Пересечение железных и автомобильных дорог:Вскрытие концов патрона и выполнение работ по ремонту уплотнительных устройств.

Конденсатоотводчики, редуцирующие колонки, метанольницы:Замена или ремонт кранов, задвижек, вентилей, редукторов, контрольно-измерительных приборов, продувочных линий, ликвидация утечек газа в сварных и разъемных соединениях, ремонт изоляции на подземных частях и окраска подземных частей сооружения.Рытье шурфов для осмотра изоляции и труб с целью определения их состояния и засыпка их после осмотра.

Растущие овраги:Ремонт железобетонных лотков и водобойных колодцев, исправление обвалований и водосборных канав на укрепленных оврагах. Устройство укреплений на оврагах, растущих в сторону газ-да, выполнением земляных работ, забиякой свай, устройством обвалований канав и укладкой бетона или железобетона.

Аварийный запас труб и арматуры:Пополнение аварийного запаса труб, запорной арматуры, соединительных частей, изготовление монтажных заготовок, консервация труб и других предметов аварийного запаса. Ремонт стеллажей для труб и других устройств для хранения аварийного запаса.

Установка катодной защиты:

1. Замена вышедших из строя деревянных или железобетонных опор, установка железобетонных приставок.

2. Перетяжка, а при необходимости и замена проводов, изоляторов, траверс, крючков.

3. Частичная или полная замена вводного и защитного заземления.

4. Осмотр контакта кабель-газ-д.

Станции дренажной защиты:

1. Осмотр контакта кабель-газ-д.

2. Выборочный осмотр дренажного кабеля и в случае необходимости его ремонт.

3. Ремонт, покраска и нанесение опознавательных знаков.

Протекторные и поляризованные протекторные установки:

1. Замена заполнителя и протекторов.

2. Замена контрольно-измерительных колонок.

Замена дефектных полупроводников.

Катодные выводы и конрольно-измерительные колонки:

1. Окраска контрольно-измерительных колонок и катодных столбиков.

2. Восстановление нумерации, щебеночных обмостков и одерновки.

3. Выборочное вскрытие для проверки контактов катодных выходов с газ-дом.

4. Восстановление изоляции подземной части катодных выводов и контрольно-измерительных колонок.

19. 
    Дефекты стенки магистральных трубопроводов.
    

Дефекты стенки трубы - это дефекты, не приводящие к изменению проходного сечения трубы. Они делятся на следующие группы:

потеря металла (коррозия, эрозия, вмятина в прокате, забоина, задир, рванина) - изменение номинальной толщины стенки трубы, характеризующееся локальным утонением в результате механического или коррозионного повреждения или обус­ловленное технологией изготовления;

риска (царапина) - потеря металла стенки трубы, происшедшая в результате взаимодействия стенки трубы с переме­щающимся по ней твердым телом;

расслоение - несплошность металла стенки трубы; обычно является раскатанным скоплением неметаллических включений;

изменение толщины стенки - плавное утонение стенки трубы, образовавшееся в процессе изготовления трубы или листового проката;

трещина - разрыв основного металла стенки трубы, характеризующейся малым поперечным размером;

дефект св. шва (непровар, пора, шлаковое включение, подрез, трещина сварного шва) - дефект в самом св. шве или ОШЗ, возникший вследствие нарушения технологии сварки.

По степени влияния на несущую способность нефтепрово­да дефекты классифицируются на опасные и неопасные.

К опасным дефектам относятся:

дефекты геометрии, примыкающие к сварным швам или непосредственно на швах, если их измеренная глубина пре­вышает по величине 3% от номинального наружного диамет­ра трубы;

дефекты, опасные по результатам расчета на статическую прочность (расчетное давление разрушения дефектной трубы ниже заводского испытательного давления);

дефекты стенки, связанные с потерей металла, с остаточ­ной толщиной стенки трубы на уровне технически возмож­ного минимального предела измерения снаряда-дефектоскопа.

Опасные дефекты подлежат выборочному ремонту в соответствии с установленными методами ремонта опасных дефектов.

К неопасным относятся дефекты, для которых расчетное давление разрушения дефектной трубы не ниже заводского испытательного давления. Эксплуатация НП при наличии неопасных дефектов допускается без ограничений на режимы перекачки в межинспекционный период.

По критерию необходимости проведения дополнительного дефектоскопического контроля (ДДК) дефекты подразделяют­ся на требующие ДДК и не требующие ДДК.