Проектирование трубопроводов

Подготовка к строительству любого здания начинается с проектирования. Но не менее важным процессом становится проектирование и монтаж трубопроводов, которые станут очень важными опциями в слаженной работе всех систем здания. К тому же, одинаково важно правильно спроектировать как внутренние системы трубопроводов, так и магистральные, сбой в которых приведет к поломке всей системы.

В чем суть проектирования трубопроводов

В настоящее время термин «проектирование трубопроводов» означает процесс разработки технической документации (иными словами – проекта), которая содержит в себе расчеты с технической и экономической стороны, макеты, чертежи и другие типы материалов, которые имеют в себе информацию о строительстве новых или ремонте функционирующих ныне объектов трубопроводного транспорта.

Современная методология, которая изучает проектирование технологических трубопроводов, предусматривает максимальную автоматизацию процесса, что позволяет строго додерживаться всех регламентированных последовательностей.

Все основные требования к проектированию трубопроводов приведены в таком документе, как Правила устройства безопасной эксплуатации технологических трубопроводов. Но эту инструкцию нельзя считать универсальной, так как для многих других веществ (кислород, горючие газы и другие) можно найти ряд других дополнительных нормативов.

Особенности и предназначение технологических трубопроводов

Во время строительства предприятий химической, металлургической, пищевой или нефтяной промышленности большое внимание уделяется проектированию трубопроводных систем. Не становится лишним и проектирование эстакад под технологические трубопроводы.

Технологические трубопроводы являются очень важной частью объекта производства. От того, насколько качественно выполнен монтаж их монтаж и зависит надежность и безопасность в эксплуатации огромного количества промышленного оборудования.

Условия работы технологических трубопроводов могут быть очень разнообразными. Во время их использования можно наблюдать высокие температуры, из-за которых происходит сильное давление на материал. Трубы поддаются коррозии, часто наблюдается резкий перепад температур – от горячей к холодной. Такое можно увидеть в тех случаях, когда после высокого нагрева системы, ее нужно охладить.

Мощность оборудования и систем на предприятиях из года в год постоянно растет, что обусловливает изменения и усложнения в конструкции трубопроводов. Для увеличения их способности переносить большие нагрузки, в некоторых отраслях промышленности (особенно часто это можно наблюдать в пищевой или химической) специалисты проводят проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена и других полимерных материалов. Это объясняется их способностям не поддаваться коррозии, а также их низкой массой, простотой в обработке и при монтаже, низкой теплопроводностью. А это в свою очередь экономит средства на теплоизоляцию.

Все эти аспекты требуют от тех работников, которые специализируются на монтаже знать все о технологических трубопроводах – нормы проектирования в том числе.

В процессе работы трубопроводы поддается огромным нагрузкам:

1. На них воздействует высокое давление, смена температурных режимов, на их состояние может влиять то вещество, которое по ним транспортируется.
2. Но помимо внешних факторов существуют и внутренние. На состояние трубы действует ее собственный вес, масса деталей, арматуры, термоизоляции и прочего.
3. К этим факторам можно отнести еще нагрузки от вибрации, силы ветра, давление грунта на определенный участок.
4. Отдельные участки могут придаваться дополнительным нагрузкам из-за неравномерного нагрева, трения в опорах и пр.

Чтобы облегчить нагрузки на систему трубопроводов нужно придерживаться раздела рекомендаций СНиП «Технологические трубопроводы» — проектирование тогда будет наиболее эффективным.

Для эффективного проектирования и эксплуатации трубопроводов нужно за основу брать такие параметры:

• рассчитать нужную производительность;
• обозначить место входа и выхода трубопровода;
• исследовать состав, вес и вязкость окружающей среды;
• составить карту маршрута трубопровода;
• установить максимально допустимое для работы давление;
• сделать гидравлический расчет;
• определить размеры трубопровода (диаметр, толщину и пр.);
• просчитать нужное количество насосных станций на том или ином участке.

Можно сделать вывод, что для более эффективного проектирования трубопроводных систем нужны квалифицированные работники, которые смогут додерживаться всех поставленных норм и правил.

Магистральные трубопроводы

Суть проектирования магистральных трубопроводов заключается в том, чтобы максимально точно определить нужные его размеры, рассчитать количество насосных станций (если в этом есть необходимость) и подобрать самое подходящее оборудование. Чтобы сделать этот процесс наиболее оптимальным, нужно пройти несколько стадий:

1. технико-экономическое обоснование;
2. сделать технический проект;
3. разработать нужные чертежи.

Первая стадия включает в себя анализ транспортируемых ресурсов, рассчитывает количество потоков груза в расчете на 1 год, выбор направление трубопровода, производителя труб, их диаметр, материал, из которого они изготовлены, определяется количество насосных станций, просчитывается приблизительная стоимость всего строительства. Этот процесс в основном укрупнено определяет все эти факторы. Его результаты могут определить приблизительную экономическую эффективность будущего проекта, но никак не являются настоящим основанием для самого строительства.

Вторая стадия – создание технического проекта является самой важной в этом процессе. Ее цель состоит в точном и окончательном определении стоимости будущего строительства. Дополнительно в процессе составления проекта должны решаться такие вопросы:

• уточнение количества транспортируемых веществ;
• окончательный выбор направления и трассы для трубопровода;
• выбор самого подходящего диметра трубы, который будет соответствовать выбранной производительности;
• сделать расчеты, который определят режим работы, расстановку станций для перекачивания, необходимое оборудование;
• конечное определение той суммы денежных средств, которые нужно потратить на строительство;
• полный расчет себестоимости транспортировки ресурсов, эффективность работы системы.

Для проектирования магистральных систем рекомендовано использовать СП «проектирование и монтаж трубопроводов». Это свод правил, который регламентирует работу с трубопроводами разных типов.

Последней стадией в проектировании трубопроводов становится работа с рабочими чертежами. Это основная документация, на основании которой и ведется строительство. Такие чертежи должны строго отвечать требованиям технической документации. Чертежи становятся уточняющим документом, в котором проектирование приводится в такое состояние, чтобы стало возможным проводить строительные и монтажные работы.

Возможны некоторые отклонения от технического проекта. Но они должны быть направлены на усовершенствование, а не наоборот. Рабочие чертежи выполняются в установленной форме, которую регламентирует СНиП. Важно также следовать всем необходимым инструкциям, которые контролируют работу в той или иной отросли.

СП проектирования трубопроводов допускает пропуск второй и третьей стадий, если производительность системы должна быть небольшой, а насосные станции обозначены в небольшом количестве. В таком случае процесс работы становится объединенным в одну стадию – технорабочий проект.

Использование полиэтиленовых труб для трубопроводов

Проектирование и монтаж трубопроводов из полиэтилена становится все более частым явлением. Такие трубы используют в следующих случаях:

• чтобы построить газопроводы на территории небольших городов, поселков и сельских поселений;
• для строительства газопроводов, которые будут соединять два или несколько заселенных пунктов;
• для ремонта или реконструкции старых изношенных стальных трубопроводов.

Очень эффективно полиэтиленовые трубы показывают себе в условиях высокой опасности появления коррозий, а также, если веществом, которое транспортируется, является сернистый газ. То же самое касается и проектирования пластмассовых трубопроводов.

Прокладывать трубопровод из полиэтилена не рекомендуется в таких местах:

• если минимальная температура воздуха пересекает границу в -45 градусов;
• если территория закарстована;
• если трубопровод должен быть размещен в грунтах 2 типа просадочности, а работы должны проводиться на территории городков и сельских поселков;
• такие трубы нельзя использовать наземно, надземно, в различных тоннелях и коллекторах, внутри зданий;
• если на территории наблюдается сейсмичности в районе 6 баллов и выше.

Использование стальных труб на промысловых сооружениях

Промысловые трубопроводы используются между промысловыми сооружениями (скважинами, сооружениями газоперерабатывающего завода и пр.). Границей для промыслового трубопровода становится ограждение площадки.

Проектирование промысловых стальных трубопроводов должно учитывать факторы влияния на материал труб. Нельзя их использовать в среде повышенной коррозии.

Проектирование промысловых трубопроводов используется для такого назначения:

1. в качестве трубопроводов, которые транспортирую вредные вещества;
2. как транспортеры нестабильного конденсата 1 класса;
3. как выкидные трубопроводы для нефтяных скважин;
4. как трубопроводы нестабильного конденсата 4 и 5 классов.

Морские трубопроводы

Трубопроводы, которые используются на дне моря, должны быть максимально надежными, так как на них влияет масса дополнительных факторов (большая глубина, большие расстояния между насосными станциями, возможность штормов, подводных течений и много другого). Проектирование морских трубопроводов должно быть согласовано с правительством РФ и местными органами по надзору за окружающей средой.

Очень важно правильно определить маршрут трассы морского трубопровода. При этом учитывается батиметрия и морфология морского дна, сведения о среде, которая будет окружать магистраль, возможности сейсмической активности, активность рыболовства и подобные.

Особенности трубопроводов пара и горячей воды

Для эффективного проектирования трубопроводов пара и горячей воды нужно учитывать все правила и рекомендации, которые указаны в СП и СНиП. При выполнении этого процесса нужно учитывать тот фактор, что трубопровод будет постоянно находиться в высоком температурном режиме, а это может сказаться на качестве труб.

Такие трубопроводы требуют теплоизоляции, чтобы компенсировать потери температуры при транспортировке.

Эстакады и опоры под трубопровод

Эстакада это инженерное сооружение, которое имеет обусловленное количество одинаковых опор, которые обеспечивают расположение трубопроводов над уровнем земли. Проектирование эстакад под трубопроводы проводится с целью обойти занятую под поселение (или другую цель) территорию или дорогу.

Надземные трубопроводы больше остальных поддаются влиянию факторов окружающей среды, поэтому мониторинг их состояния и общей безопасности является обязательным.

Проектирование опор под трубопроводы отличается по нескольким признакам:

• материал (железобетон, сталь, комбинированные опоры);
• в зависимости от конструкций опор и фундамента;
• высотой своей верхней части (высокие или низкие);
• по количеству ярусов, на которых расположены трубы на опорах и эстакадах.

Чтобы конструкция системы трубопроводов была качественной, безопасной и финансово эффективной при ее проектировании и монтаже стоит помнить о СП по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена и других материалов.