Шпаргалка по предмету эксплуатация магистральных трубопроводов. Шпаргалка для эксплуатации трубопроводов. Материалы, используемые в изготовлении труб
 Скачать 1.66 Mb.
|
|
Методы расчета трубопровода на прочность и определение толщины стенки трубопровода В тетради Материалы трубы и его характеристика, способы изготовления труб   Горячедеформированные трубы получают семью способами горячей прокатки и способом прессования. Каждый из способов горячей прокатки включает три основных операции обработки давлением: прошивку сплошной заготовки в толстостенную гильзу, раскатку гильзы в черновую трубу, калибрование или редуцирование черновой трубы в готовую с окончательными размерами по диаметру и толщине стенки. Холоднодеформированные трубы получают в основном периодической прокаткой и волочением. Сварные трубы производятся с применением различных способов формовки трубной заготовки и сварки ее кромок, выбор которых зависит от размеров, материала и назначения труб. Водогазопроводные грубы малых диаметров из низкоуглеродистых сталей проходят непрерывную валковую формовку в горячем состоянии в первых клетях и печную сварку в последующих клетях непрерывного формовочно-сварочного стана. Формовка заготовок для электросварных труб производится в холодном состоянии. Для труб малых и средних диаметров преобладающей является формовка в непрерывных формовочных станах, больших диаметров — в прессах, гибочных вальцах, спиральноформовочных устройствах. Классификация местности при строительстве трубопроводов Основными природными группами считаются горы, пустыни, болота, водные преграды, многолетнемерзлые районы и равнины. Для равнин характерно достаточно высокое залегание грунтовых вод. Считается, что если их естественный уровень выше нижнего обреза заглубленной трубы, то он “высокий”, если ниже, то, соответственно, “низкий”. Очень часто равнинные земли относятся к разряду “сельскохозяйственных угодий”, где требуется проведение особых мероприятий по сохранению плодородных грунтов. Пустыни отличаются от равнин своим водным и температурным режимом, и отсутствием плодородных почв. Здесь распространены песчаные и глинистые грунты, причем пески зачастую весьма подвижные. Встречаются каменистые пустыни. Уровень грунтовых вод в основном очень низкий, но бывают особые условия, когда формируются так называемые солончаки. Для пустынь характерны высокие годовые и суточные перепады температур. В противоположность иссохшим пустыням, болота сформированы в условиях избыточного увлажнения. Здесь обычные равнинные грунты покрыты слоем торфа, который может достигать нескольких метров, а иногда и десятков метров. Несущая способность болот весьма различна – по одним может двигаться специальная техника, по другим возможно движение только вплавь. Еще более сложными являются участки с распространением многолетнемерзлых грунтов, именуемых часто “вечной мерзлотой”. Вечномерзлыми могут быть самые разные грунты - и торф, и обводненные пески, и плотные глины. Особая опасность этих грунтов связана с возможностью их оттаивания в процессе эксплуатации нефтепровода, особенно в случае с транспортировкой по нему подогретой нефти или нефтепродуктов. Водные преграды могут быть самых различных типов. Это могут быть протяженные морские участки, озера, реки, а также переходные заболоченные местности. В зависимости от типа водной преграды разрабатываются те или иные мероприятия по ее преодолению. И, наконец, горные участки характеризуются наличием крутых склонов, выходом на дневную поверхность коренных пород в виде скал. Для этих участков характерны активные динамические процессы, такие как землетрясения, оползни, обвалы. Возможность выбора маршрутов в горной местности очень часто ограничена. Технология строительства трубопровода в нормальных условиях Нормальными называются участки трассы, на которых в период всего строительства сохраняются условия, обеспечивающие использование обычных типовых для линейного строительства, методов работ. Строительство трубопроводов - сложный комплексный технологический процесс, осуществляемый поточным методом с комплексной механизацией основных работ, выполняемых специализированными организациями. После подготовительных операций и расчистки трассы выполняют сварку трубопровода. Одновременно роют траншеи или устанавливают опоры, подготавливают места для арматуры и оборудования. Сваренный трубопровод изолируют и укладывают в траншею или монтируют на опорах. По мере укладки отдельных участков очищают внутреннюю полость. Затем монтируют арматуру и монтажные узлы, засыпают трубопровод грунтом и проводят испытание. Строительство трубопровода на болотах Технологические операции при строительстве на болотах: 1.Подготовка трассы 2.Земляные работы 3.Сварка в нитку 4.Изоляция 5.Укладка 6.Закрепление и засыпка 7.Очистка и испытание Подготовка трассы и разработка траншеи Выемка торфа. Торф убирается бульдозером или другим устройством на всю глубину. Отсыпка песка производится при большой глубине болота, при этом отсыпается массивная песчаная подушка. Отсыпка песка производится с берега болота самосвалами или гидронамывом. Песчаные сваи устраивают с целью уменьшения количества песка. Осушение болот проводят с помощью водоотводных дренажных каналов. Земляные работы Устройство лежневой дороги осуществляется как на талом, так и на мерзлом болоте для прохождения тяжелых строительных машин. Земляные работы могут выполняться в талом грунте и в мерзлом. Устройство траншеи взрывом проводится при относительно небольшой ширине труднопроходимого болота глубиной до 2-3м, в качестве взрывчатого вещества используют пероксилиновый порох, уложенный в упаковку в виде шнура диаметром 12-18см, в результате образуется траншея глубиной до 2м и шириной 5-6м. Разработка траншей бульдозером и экскаватором проводится в тех случаях, когда глубина слоя в торфе не превышает 1м. Сварка трубопровода в нитку, изоляция и укладка выполняется по различным технологическим схемам. Укладка сплавом имеет несколько разновидностей, но суть всех одинакова: трубопровод выводят в траншею на плаву, перемещая его с одного из сухопутных участков, примыкающих к болоту. Этот метод очень эффективен на труднопроходимых болотах при условии, что траншея подготовлена заранее, например, в зимнее время одноковшовым экскаватором. Протаскивание подготовленного трубопровода осуществляется следующим образом: на берегу полностью подготовленный к укладке трубопровод длина которого на 30-40м больше ширины болота размещается в створе перехода спусковой дорожки или на спланированной полосе. Протаскивание производится с помощью тягового троса в заранее проложенной траншеи. Закрепление трубопроводов от всплытия Закрепление трубопровода необходимо производить после укладки его на проектные отметки. Средства балластировки магистральных трубопроводов можно разделить на две основные группы: К средствам балластировки первой группы относятся устройства, воздействующие на трубопровод собственным весом К средствам балластировки второй группы относятся анкерные устройства: Очистка и испытание Строительство трубопровода в горах Структурная схема строительства трубопровода в горах: 1. Подготовительные работы (обследование трассы, расчистка, устройство подъездных путей); 2. Устройство полок; 3. Разработка траншеи (одноковшовым, роторным экскаваторами, бульдозером); 4. Монтаж и сварка (доставка секций, монтаж и сварка труб в нитку); 5. Изоляция и футеровка (изоляция стыков и футеровка, изоляция трубопровода); 6. Укладка (особые способы укладки); 7. Устройство специальных сооружений (устройство подпорных стенок, водоотводов, тоннелей); 8. Испытание (воздухом, водой). Подготовительные работы Выделяют три последовательно выполняемые операции: обследование трассы, расчистку трассы, устройство подъездных путей. Наиболее экономичными являются полки в виде полувыемов-полунасыпи (рисунок 17.1 а, б), при этом насыпной грунт полки используется для устройства проезда на период производства строительно-монтажных работ и последующей эксплуатации (рисунок 17. 2а). Разработку полки осуществляют экскаватором и бульдозером (рисунок 17.5). Экскаватор разрабатывает за один проход часть полки на наибольшую высоту забоя для прямой лопаты, а оставшийся грунт снимает бульдозер поперечными ходами. Разработку траншей на участках трассы с продольными уклонами до 22°, если нет поперечных косогоров, следует выполнять одноковшовым экскаватором без специальных предварительных мероприятий. Работа роторных экскаваторов разрешается на продольных уклонах до 36° при движении их сверху вниз. При уклонах от 36° до 45° применяется анкеровка экскаваторов. Работа бульдозера разрешается на продольных уклонах до 36°. Засыпку трубопровода скальным грунтом в случае, если грунт распланирован по полке, необходимо производить бульдозером или роторным траншеезасыпателем, оставшийся грунт разравнивать по полосе строительства. В том случае, если грунт находится у бровки со стороны откоса полувыемки, то допускается использование одноковшового экскаватора. Транспортирование труб и трубных секций длиной до 24 м в горных условиях на участках с уклонами αпдо 15° выполняются трубовозами на колесном ходу, при этом важно в зависимости от рельефа определить вертикальную и горизонтальную вписываемость. Сборку и сварку труб и секций трубопроводов в нитку на уклонах следует производить снизу – вверх по склону Изоляционно-укладочные работы в горных условиях необходимо выполнять теми же методами, что и в обычных условиях. В настоящее время строительство магистральных трубопроводов ведется из труб с заводской изоляцией. В этом случае изоляционно-укладочные работы сводятся к изоляции стыков и укладке трубопровода в траншею. Строительство трубопровода в пустынях Земляные работы Земляные работы при подземной схеме прокладки включают планировку барханов (срезку их в полосе до 25 м), разработку траншей и засыпку уложенных в них труб. Планировку выполняют бульдозерами. Одновременно с планировкой барханов бульдозерами или экскаваторами отрывают траншею. Сначала отсыпают часть насыпи до проектных отметок низа труб, а затем после выполнения сварочно-монтажных и изоляционно-укладочных работ досыпают оставшуюся часть насыпи и одновременно с этим засыпают трубопровод. Строительство трубопроводов в последнее время ведется из труб с заводской изоляцией. Поэтому изоляционные работы заключаются в изоляции неповоротных стыков термоусадочными муфтами. Закрепление грунтов от выдувания (перемещения) осуществляется несколькими способами: - разбрызгивание битумных эмульсий с передвижных установок или аиасредств; - разбрызгивание или полив песков растворами извести, получаемых из известняков, пригодных для обжига; - применение в качестве связующего различных дешёвых продуктов, например отходов нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Особенности строительства трубопроводах в условиях вечной мерзлоты На вечномерзлых грунтах применяются главным образом две конструктивные схемы — подземная и надземная (табл. 12.1). Подземная схема прокладки применяется для всех типов мерзлоты. Трубопровод укладывается в зимний период в траншею и закрепляется в проектном положении навешиванием на трубу утяжеляющих грузов или анкерами. Надземный трубопровод сооружают на опорах, устанавливаемых в вечномерзлом грунте. Для компенсации продольных удлинений трубопровода на нем через определенные расстояния устанавливают компенсаторы. Строительство линейной части магистрального трубопровода на вечной мерзлоте осуществляется, как правило, в период, когда мерзлота находится в нерастепленном состоянии. Только в этом случае возможно перемещение строительной техники (трубоукладчиков, трубовозов и т. д.). Расстановка вдоль трубопровода трубоукладчиков, очистных и изоляционных машин и т. п. остается такой же, как и при строительстве в обычных условиях. Это позволяет применять обычные технологии выполнения работ. Для увеличения времени, в течение которого можно вести строительные работы, в зимний период устраивают зимники. Для работы в летний период необходима специальная техника, которая могла бы работать на оттаявшем грунте. Весьма важным в строительный период является обеспечение расчетной температуры стенки труб с целью уменьшения продольных усилий. Одним из методов снижения продольных напряжений является подогрев труб в процессе их укладки в траншею пропуском внутрь труб горячих газов и засыпка трубопроводов грунтом сразу же после прогрева. Это приводит к возникновению в трубах растягивающих напряжений, которые уменьшаются и уменьшают соответственно сжимающие напряжения при перекачке продукта (газа, нефти). Тем самым устраняется основная причина потери продольной устойчивости. Подводные переходы трубопроводов Подводные трубопроводы, полностью пересекающие водную преграду в составе трубопроводов, называют переходами трубопроводов через соответствующую водную преграду. Все подводные трубопроводы классифицируются следующим образом: 1. По глубине погружения Н особо глубоководные Н > 400 м; глубоководные 40 < H £ 400 м; средней глубины 10 < H £ 40 м; мелководные Н £ 10 м. 2. По внутреннему давлению высокого давления Р ³ 12 кг/см2; низкого давления Р £ 12 кг/см2; самотечные. 3. По виду транспортируемого продукта 4. По виду укладки на дне водоёма по дну без заглубления; по дну с заглублением; по дну с заглублением с грунтовым или каменным; выше дна с закреплением на опорах или поплавках. 5. По числу параллельно проложенных труб 6. По характеру воздействия перекачиваемого продукта на окружающую среду катастрофическое; особо неблагоприятное; неблагоприятное; нейтральное. Надземные трубопроводы Надземная прокладка трубопроводов или их отдельных участков допускается в пустынных и горных районах, болотистых местностях, районах распространения вечномерзлых грунтов, на неустойчивых грунтах, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия: овраги, реки, имеющие неустойчивое русло; реки с крутыми берегами; каналы и т.д. В трубопроводном строительстве применяются следующие основные конструктивные схемы надземных трубопроводов: балочные схемы, не содержащие специальных устройств для компенсации продольных удлинений трубы; балочные схемы, включающие различные конструктивные элементы, позволяющие компенсировать удлинения труб при изменении их температуры и внутреннего давления; подвесные схемы – трубопровод подвешивается к специальным несущим канатам, закрепляемым на высоких опорах; арочная схема – трубопровод сооружается по схеме неразрезной арки; схема самонесущего трубопровода – трубопровод подвешивается к опорным устройствам и материал труб воспринимает нагрузку от веса трубопровода и транспортируемого продукта. Подземные переходы трубопроводов Угол пересечения трубопровода с железными и автомобильными дорогами должен быть, как правило, 90 °. Прокладка трубопровода через тело насыпи не допускается. Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах через железные дороги и автомобильные дороги всех категорий с усовершенствованным покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в защитном футляре (кожухе) из стальных труб или в тоннеле, диаметр которых определяется из условия производства работ и конструкции переходов и должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 200 мм. Концы футляра должны выводиться на расстояние: а) при прокладке трубопровода через железные дороги: от осей крайних путей —25 м, но не менее 5 м от подошвы откоса насыпи; от крайнего водоотводного сооружения земляного полотна (кювета, нагорной канавы, резерва) -3 м; б) при прокладке трубопровода через автомобильные дороги - от бровки земляного полотна -10 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи. На подземных переходах газопроводов через железные и автомобильные дороги концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала. На одном из концов футляра или тоннеля следует предусматривать вытяжную свечу на расстоянии по горизонтали, м, не менее: от оси крайнего пути железных дорог общего пользования - 40 то же, промышленных дорог - 25 от подошвы земляного полотна автомобильных дорог - 25 Высота вытяжной свечи от уровня земли должна быть не менее 5 м. Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под железными дорогами общей сети, должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей защитного футляра. Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должно приниматься не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей защитного футляра. При прокладке трубопровода без защитных футляров вышеуказанные глубины следует принимать до верхней образующей трубопровода. Пересечение трубопроводов с рельсовыми путями электрифицированного транспорта под стрелками и крестовинами, а также в местах присоединения к рельсам отсасывающих кабелей не допускается. Минимальное расстояние по горизонтали в свету от подземного трубопровода в местах его перехода через железные дороги общей сети должно приниматься, м: до стрелок и крестовин железнодорожного пути и мест присоединения кабелей к рельсам электрифицированных железных дорог - 10 до стрелок и крестовин железнодорожного пути при пучинистых грунтах - 20 до труб, тоннелей и других искусственных сооружений на железных дорогах - 30 |