Шпаргалка по предмету эксплуатация магистральных трубопроводов. Шпаргалка для эксплуатации трубопроводов. Материалы, используемые в изготовлении труб
 Скачать 1.66 Mb.
|
|
Очистка внутренней полости трубопроводов Применяют два способа очистки: продувку воздухом (или газом) и промывку водой. В настоящее время основным способом очистки внутренней полости трубопроводов диаметром менее 219 мм является продувка трубопроводов высокоскоростным потоком воздуха или газа. Предпочтительнее осуществлять продувку сжатым воздухом. В качестве ресивера (емкости для накопления сжатого воздуха) используется смежный участок трубопровода, перекрытый с двух сторон запорной арматурой или заглушками. Воздух нагнетается в него передвижными компрессорными станциями. Геометрический объем ресивера должен быть не меньше объема очищаемого участка, а давление воздуха в нем должно быть равно 0,6... 1,2 МПа. Для очистки трубопроводов диаметром более 219 мм их продувку выполняют с использованием очистных поршней, перемещаемых потоком сжатого воздуха. В отдельных случаях, как исключение, по специальному согласованию продувку выполняют природным газом. Его источниками могут быть: - месторождения газа, расположенные вблизи трассы трубопровода или питающие строящийся магистральный газопровод; - проложенный рядом действующий магистральный газопровод. Однако следует иметь в виду, что природный газ образует с воздухом взрывоопасную смесь. Поэтому при продувке газом с использованием очистных поршней, способных вызвать искру от столкновения с инородными предметами, из трубопроводов предварительно должен быть вытеснен воздух. Для этого очищаемый участок продувают одним газом под давлением не более 0,2 МПа. Вытеснение воздуха считается законченным, когда концентрация кислорода в газе, выходящем из трубопровода станет не более 2 %. Содержание кислорода определяют газоанализатором. Промывка внутренней полости трубопроводов водой применяется в случаях, когда их испытание на прочность и герметичность будет проводиться гидравлическим способом. При промывке по трубопроводам в потоке пропускают поршни-разделители. Промывка заканчивается, когда очистное устройство выходит из противоположного конца трубопровода. Защита трубопроводов от коррозии В тетради Расчет толщины стенки трубопровода В тетради Состав перекачивающих станций Основное и вспомогательное оборудование НПС В состав нефтеперекачивающей станции входит различное оборудование, которое условно делят на две группы: основное и вспомогательное. Основное или технологическое оборудование НПС резервуарный парк (РП); узел фильтров — грязеуловителей; магистральная насосная (МНС); подпорная насосная; система сглаживания волн давления (или ССВД, которая ставиться только на ППС); технологические нефтепроводы и запорно-регулирующая арматура; регуляторы давления; КПП СОД (камеры пуска и приема средств очистки и диагностики). Подсобно – хозяйственное или вспомогательное оборудование НПС система водоснабжения; узел связи; административно — хозяйственные здания; системы отвода стоков (бытовых и промышленных); ремонтные и механические мастерские; пожарное депо; понижающая трансформаторная; котельная; склады; гаражи и т.д. Виды дефектов, неразрушающий контроль трубопроводов Дефекты геометрии трубы могут быть как производственными, так и эксплуатационными: вмятина; гофр — чередующиеся поперечные выпуклости и вогнутости стенки трубы, приводящие к излому оси трубы. Эрозия, вмятина в прокате, риска, расслоение, утонение стенки трубы. Визуально-оптический метод позволяет выявить относительно крупные трещины, механические повреждения, остаточную деформацию. Капиллярный метод основан на увеличении контраста между дефектами и бездефектным материалом с помощью специальных проникающих жидкостей. Ультразвуковой контроль позволяет определить координаты и площадь дефекта. Шуп должен плотно прилегать к поверхности изделия. Магнитная дефектоскопия основана на том, что дефекты изделий вызывают искажения магнитного поля, наведенного в изделии. При выполнении послестроительной дефектоскопии производится проверка: • внутренней геометрии труб и состояние стенок после укладки и засыпки трубопровода; • сплошности изоляционного покрытия после его засыпки методом катодной поляризации. Внутренняя геометрия (вмятины и изгибы) проверяется пропуском калибровочного устройства (снаряда-профилемера) в потоке воды или воздуха. Пропуск осуществляется по технологии пропуска очистного устройства. Внутритрубная дефектоскопия проводится с целью обнаружения трещин и других дефектов в стенках труб и сварных соединениях. Она проводится в потоке воздуха, природного газа или воды. Режим работы компрессорной или насосной станции должен быть согласован со скоростью перемещения снаряда (обычно используется скорость около 1,0 м/с). При увеличении скорости дефектоскопа он дает искаженные данные. ВИС — это интеллектуальные инспекционные поршни, имеющие стальной корпус и полиуретановые диски. Внутритрубные инспекционные снаряды имеют опорные ролики и средства обнаружения типа «трансмиттер». Известны случаи преодоления поршнями расстояний свыше 850 км без установки промежуточных камер пуска-приема. Снаряд-профилемер — это электронно-механический снаряд, оснащенный рычажными датчиками, которые измеряют проходное сечение, положение сварных швов, овальностей, вмятин и гофров. Искривление оси трубопровода фиксируется индикатором поворота по взаимному положению осей двух секций профилемера. Пройденное снарядом расстояние определяется с помощью измерительных колес. Привязка обнаруженных дефектов к определенным сечениям трассы осуществляется с помощью специальных маркеров. Для внутренней дефектоскопии применяются ультразвуковые и магнитные снаряды-дефектоскопы (табл. 1). Компьютеризированное диагностическое устройство использует метод регистрации отраженных импульсных ультразвуковых сигналов от внутренней и внешней поверхностей трубы. При этом датчик погружен в поток нефти. Толщина стенки определяется по времени запаздывания второго сигнала. Кроме того, сигнал отражается от несплошностей в металле трубы. Режимы течения потока жидкости Режимы движения всех потоков (напорных и безнапорных) делятся на два типа: 1) ламинарный; 2) турбулентный. Ламинарный режим. От слова «lamina» - слой, пластинка. Наблюдается при малой скорости и большой вязкости. При этом движение жидкости происходит параллельными слоями: ламинарное движение – слоистое движение. При этом в жидкости практически отсутствуют поперечные компоненты скорости. Распределение скоростей по сечению трубопровода имеет параболический характер. Коэффициент на трение по длине при ламинарном режиме зависит только от числа Рейнольдса и не зависит от относительной шероховатости, т.е. . Эта зависимость имеет следующий вид:  Переход от ламинарного режима к турбулентному происходит при некотором значении безразмерного числа Рейнольдса. Число Рейнольдса, при котором происходит переход из ламинарного режима течения в турбулентный называется критическим и обозначается как ReКР. Как показывают опыты, для труб круглого сечения ReКР=2320. Таким образом, критерий Рейнольдса позволяет судить о режиме течения в трубе. При Re Защита трубопровода от блуждающих токов Блуждающими токами называют постоянные токи, которые стекают с какого-либо проводника, проходят в грунте до встречи с трубопроводом (или другим металлическим протяжённым сооружением), входят в него и, пройдя по нему некоторое расстояние, выходят в грунт и возвращается в исходный проводник. Источником блуждающих токов является электрифицированная железная дорога. Если на трубопроводе имеется участок с нарушением сплошности изоляции, то этот участок становится анодом и подвергается интенсивному электрохимическому коррозионному разрушению. Существует несколько путей борьбы с этим явлением: защита токопроводящего сооружения рельсов от контакта с грунтом; в этом случае устраняется возможность утечек тока, а следовательно, и возникновения блуждающих токов; устройство надёжной изоляции труб, исключающее попадание тока в трубопровод; особенно важным является понимание и неуклонное соблюдение целостности изоляционного покрытия; отвод токов, попавших в трубопровод, обратно в источник вытекания (например, рельсы); электрическое секционирование трубопровода; выбор такой трассы трубопровода, при которой в зону действия блуждающих токов попадает как можно малая часть его общей длины. Существует несколько видов электродренажа: прямой, поляризованный, усиленный. Прямым называют дренаж, при котором ток может идти в любом направлении, т.е. из рельсов в трубопровод и наоборот. Поляризованным называют дренаж, при котором ток может идти только с трубопровода в рельсы. Этот вид дренажа применяют в тех случаях, когда разность потенциалов трубопровод – рельсы больше разности потенциалов труба – земля. Усиленным называют дренаж, который не только отводит ток из трубопровода в рельсы, но и создаёт эффект катодной защиты с использованием в качестве анода рельсов. Тем самым достигается более эффективная защита трубопровода. Способы защиты трубопроводов от коррозии В тетради Очистка внутренней полости трубопровода от отложений. Виды снарядов Как 34 Для поддержания пропускной способности и предупреждения скапливания воды и внутренних отложений, а также с целью подготовки участка нефтепровода к внутритрубной инспекции и переиспытаниям должна проводиться очистка внутренней полости МН пропуском очистных устройств. Существуют следующие виды очистки: периодическая — для удаления парафиновых отложений, скоплений воды и газа с целью поддержания проектной пропускной способности нефтепроводов и предупреждения развития внутренней коррозии трубопроводов; целевая — для удаления остатков герметизаторов после проведения ремонтных работ на линейной части магистральных нефтепроводов; преддиагностическая — для обеспечения необходимой степени очистки внутренней полости нефтепровода в соответствии с техническими характеристиками внутритрубных инспекционных приборов. Для освобождения от воды внутренней полости МН, работающих на сниженных режимах, рекомендуется один раз в неделю вести перекачку нефти по схеме “через резервуары” со скоростью более 1,5 м/с в течение не менее двух часов. Виды задвижек Задвижкой называют вид трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия или регулирования потока вещества, проходящего по магистрали. Они могут работать в среде с газообразными, сыпучими, жидкими веществами различной вязкости и химической активности. Задвижные узлы имеют разные конструктивные и физические параметры, по конструкции и классификации задвижек их подразделяют на следующие классы: По технологии изготовления корпуса: Сварные. Литые – основной метод формообразования корпусов. Кованые или штампованные – технология применяется для создания высокопрочных корпусов, детали соединяются между собой сваркой. Комбинированные – производятся из кованых и штампованных деталей посредством сварки. По типу уплотнения: Графитоармированные, жидкометаллические. Сальниковые – подвижной шпиндель или шток отделяется от рабочей среды сальниковой прокладкой, пропитанной маслом и сжатой накидной гайкой или специальной деталью – сальником. Сильфонные – герметичность достигается за счет использования гофрированных упругих оболочек из металлических и синтетических материалов. По типу передачи усилия к заслонке: Вращательное – применяется в ручных механических системах, где винтовой шпиндель перемещается за счет маховика. Поступательное – шток имеет цилиндрическую форму и перемещается за счет передачи ему усилия гидравлическим или электрическим способом. По типу привода: Ручной – для передачи усилия используют маховик и шпиндель с резьбой. Электрический – управление задвижкой происходит перемещающимся шпинделем, который является якорем электрокатушки. Гидравлический – на подвижный шток с заслонкой, помещенный в герметичный цилиндр, оказывает давление гидравлическая жидкость. Пневматический – шпиндель передвигается за счет давления на его поверхность сжатого воздуха. По конструктивному исполнению затворного узла: Клиновые. Затвор имеет клиновидную форму, при опускании располагается между двумя наклонными седельными поверхностями. Параллельные (одно- или двухдисковые, шиберные). Затворный элемент сделан в форме плоского диска или шибера, которые запирают канал, опускаясь в небольшие профильные углубления в корпусе. Шланговые. При работе системы затворный механизм сдавливает эластичный резиновый шланг, перекрывая тем самым канал движения вещества. Поворотные. Запорный элемент в виде диска располагается в канале трубы на его центральной линии, при работе он разворачивается вокруг центральной оси и перекрывает поток проходящего вещества. Диагностика трубопроводов В настоящее время существуют четыре метода диагностики. 1. Магнитооптическая дефектоскопия. Позволяет увидеть с помощью магнитного потока дефекты, присутствующие в ферримагнитном материале. Определить с достаточной точностью их глубину данным способом нельзя. 2. Ультразвуковая диагностика. Данным способом проверяется качество соединения компонентов трубопроводов, работающих под высоким давлением и на АЭС. Обусловлено это абсолютной безопасностью ультразвука трубным изделиям. В принцип обнаружения дефектов заложена способность волн ультразвукового диапазона легко проникать сквозь однородный материал. При наличии препятствий волны отражаются. 3. Опрессовка повышенным давлением. Такая проверка труб применяется уже достаточно давно. Невысокая себестоимость работ – одно из несомненных достоинств данного способа. Инертные газы, газовая смесь или водяной пар нагнетаются в трубопровод так, чтобы создать внутри него давление, в 5 раз превышающее рабочее. Затем производится осмотр стыков, швов и мест соединения котельного оборудования и труб. Определение участков, в которых происходят утечки пара, осуществляется по наличию на них конденсата. 4. Видеодиагностика. Её иное название — теледиагностика. Данный метод позволяет визуально оценить состояние трубопровода. Для анализа используется информация, зафиксированная специальными видеокамерами, смонтированными на проталкиваемом стеклопластиковом прутке, или на роботах. Роботы, перемещаясь внутри магистрали, снимают всё, что встретят на своём пути. Затем изображение анализируется. Эта техника способна выявить грубые нарушения целостности труб, протечки на сегментах в грунтах или закрытых тоннелях, места образования крупных засоров и илистых отложений. Такую методику приняли на вооружение многие профильные строительные компании, поэтому данный метод диагностирования заслуживает отдельного разговора. РВС (конструкция, принцип работы, назначение) Ёмкости РВС состоят из трёх основных элементов — цилиндрической стенки, днища и крыши. В некоторых случаях ёмкость дополнительно окружается защитной ограждающей стеной для предотвращения затопления близлежащих территорий. Днище представляет собой плоскую или коническую металлическую пластину круглой формы. Минимальная толщина стали для днища у резервуара до 1000 м³ составляет 4 мм. Днище у более габаритных РВС дополнительно укрепляется кольцевой окрайкой толщиной не меньше 6 мм. Крыша, в зависимости от объёма и конструктивных особенностей РВС, устанавливается стационарная или плавающая (понтон). Стационарная крыша бывает конической, сферической или купольной. Каркасная крыша применяется только в крупногабаритных резервуарах, где нет возможности установить самонесущий конический или сферический настил. Независимо от типа крыши, она в любом случае является полностью герметичной. Для обеспечения газообмена между внутренним пространством резервуара и улицей на крыше размещаются различные дыхательные клапаны и вентиляционные патрубки. В нижней части стенки предусмотрены отверстия для отбора проб, а также приёмораздаточное устройство для извлечения жидкости из резервуара. Кроме того, в больших РВС снизу располагается люк-лаз, обеспечивающий возможность проникновения человека внутрь конструкции с целью её чистки и техосмотра. Отстойники предназначены для разделения воды и получение товарной нефти из нефтяной эмульсии. Смысл разделения заключается в том, что нефтяная эмульсия попадая в отстойник, где скорость движения жидкости очень мала, за счет разности плотностей воды и нефти происходит разделение на воду и нефть. Насосы используемые для перекачивания нефти На нефтяных месторождениях для перекачки нефти и нефтяных эмульсий применяются в основном центробежные и поршневые насосы. В центробежных насосах движение жидкости происходит под действием центробежных сил, возникающих при вращении жидкости лопатками рабочего колеса. Рабочее колесо с лопатками, насажанное на вал, вращается внутри корпуса, Жидкость, поступающая к центру колеса по всасывающему патрубку, вращается вместе с колесом, отбрасывается центробежной силой к периферии и выходит через нагнетательный патрубок. Центробежные насосы делятся на одноколесные /одноступенчатые/ и многоколесные /многоступенчатые/. В многоступенчатые насосах каждая предыдущая ступень работает на прием последующей, за счет чего увеличивается напор насоса. Основными технологическими характеристиками центробежного насоса являются развиваемый напор, подача, мощность на валу насоса, К.П.Д. насоса, число оборотов и допустимая высота всасывания. Подачей насоса называется количество жидкости, подаваемой насосом в единицу времени. Она измеряется в литрах в секунду /л/с/ или в кубических метрах в час /м3/ч/. Мощность на валу насоса, т.е. мощность, передаваемая двигателем насосу измеряется в кВт. В нефтяной промышленности применяется в основном центробежные насосы одно- и многоступенчатые , секционные типа НД и ПК. Если для обеспечения необходимой подачи или создании потребного запора одного насоса недостаточно, применяют параллельные или последовательное соединение насосов. Параллельная работа нескольких центробежных насосов, откачивающих нефть в один трубопровод, практикуется очень широко. Центробежные насосы имеют следующие преимущества: малые габариты, относительно небольшая стоимость, отсутствие клапанов и деталей: с возвратно-поступательным движением, возможность прямого присоединения к быстроходным двигателям, плавное изменение подачи насоса с изменением гидравлического сопротивления трубы, возможность пуска насоса при закрытой задвижке на нагнетательной линии без угрозы порыва задвижки или трубопровода, возможность перекачки нефти, содержащих механические примеси, простота автоматизации насосных станций, оборудованных центробежными насосами. |