1.2. Устройство магистральных газопроводов
Для сооружения магистральных газопроводов применяются бесшов
ные или сварные трубы из низколегированных или малоуглеродистых ста
лей с максимальным содержанием углерода в металле труб не более 0,27 %.
Сталь труб должна хорошо свариваться [Нормы технологического...].
Показатели, характеризующие химический состав и механические
свойства металла труб, допускаемых к применению для магистральных га
зопроводов, должны удовлетворять требованиям технических условий или
ГОСТ.
Поставляемые для сооружения магистральных газопроводов трубы
имеют сертификаты завода-изготовителя, в которых должны быть указаны:
1. Номинальный размер труб.
2. Номер технического условия, по которым изготовлены трубы.
3. М арка стали.
4. Результаты механических испытаний.
5. Результаты гидравлических испытаний.
На каждой трубе на расстоянии около 500 мм от одного из концов
должны быть выбиты клейма:
1. Марка стали.
2. Месяц и год изготовления трубы.
3. Номинальные размеры по толщине стенки и диаметру.
4. Товарный знак завода и клеймо ОТК.
5. Номер трубы.
6. Номера плавок, из которых изготовлена труба.
Клейма выбиваются вблизи от продольного шва. Участок клеймения
обводится черной краской.
Каждая труба должна подвергаться на заводе-изготовителе гидравли
ческому испытанию внутренним давлением, создающим в металле труб
кольцевые напряжения, равные 90 % от предела текучести металла в гото
вой трубе. Расчёт напряжений ведётся по минимальной толщине стенки
трубы.
18
Колена изготовляются путём гнутья бесшовных или прямошовных
труб (но не со спиральным швом), применяемых для строительства маги
стральных газопроводов.
Чтобы иметь возможность отключать отдельные участки газопровода
для ремонтных работ, а также для сохранения газа во время аварийных раз
рывов газопровода, на магистральных газопроводах не реже чем через 2 0 -
25 км устанавливают запорную отключающую арматуру. Кроме того, запор
ная арматура устанавливается во всех ответвлениях к потребителям газа, на
шлейфах КС, на берегах рек и др.
Чтобы иметь возможность сбрасывать газ при необходимости опо
рожнения газопровода, запорную арматуру устанавливают также и на све
чах.
В качестве запорной арматуры применяются краны, задвижки и вен
тили.
Запорная арматура для определенного диаметра газопровода и рабо
чего давления газа выбирается согласно ГОСТ (ГОСТ устанавливает диа
метры условных проходов, для которых изготовляется запорная арматура)
[Нормы технологического...].
Условным проходом dy называется номинальный внутренний диа
метр прохода в присоединительных концах арматуры. Часто путают услов
ный проход с внутренним диаметром. Необходимо иметь в виду, что при
одном и том же условном проходе внутренний диаметр может быть разным.
Постоянным является наружный диаметр трубы (он должен соответство
вать стандарту), а внутренний диаметр изменяется в зависимости от тол
щины стенки трубы. Так, например, труба с условным диаметром dy = 700
мм имеет наружный диаметр 720 мм, а толщину стенки от 8 до 10 мм, от
сюда внутренний диаметр трубы будет изменяться от 700 до 704 мм.
ГОСТ устанавливает условное давление в зависимости от рабочего
давления, температуры газа и свойств металла, из которого изготовлена ар
матура.
Кранами называется такая запорная арматура, которая закрывает или
открывает проход жидкости или газа путём поворота пробки.
По конструкции краны делятся на простые поворотные краны с вы
движной пробкой и краны с принудительной смазкой; по способу присоеди
нения к трубопроводу - на фланцевые, муфтовые и с концами под приварку;
19
по роду управления - с ручным управлением, с пневмоприводом и с пнев-
могидравлическим приводом. Последние имеют дублирующий ручной при
вод.
На магистральных газопроводах применяются краны с принудитель
ной смазкой на давление до 6,4 МПа, а также краны со сферическим затво
ром.
Краны с ручным управлением для надземной или колодезной уста
новки выполняются с концами для фланцевого соединения и под приварку.
Такие краны устанавливаются на линейной части магистральных газопро
водов, на свечах и обводных линиях основных кранов, на надземных трубо
проводах КС и ГРС и на обвязке ГМК.
Краны с ручным приводом для бесколодезной подземной установки
выполняются только с концами под приварку. Такие краны устанавлива
ются на линейной части магистральных газопроводов и на узлах подключе
ния КС.
Широкое распространение на магистральных газопроводах нашли
краны с пневматическим приводом. По конструкции деталей запорных ор
ганов (корпуса и пробки) краны, снабженные пневматическим приводом,
аналогичны кранам с ручным управлением.
Основной недостаток описанных выше кранов - большое гидравличе
ское сопротивление вследствие малого проходного сечения по сравнению с
проходным сечением трубы. Так; например, в газопроводе из труб диамет
ром 720 мм проходное сечение пробки составляет всего 46 % проходного
сечения трубы. Ш аровые краны с dy = 1000 мм имеют проходной диаметр
630 мм. Проходное сечение отверстия этого крана составляет 83 % сечения
трубы диаметром 700 мм и 40 % сечения трубы диаметром 1020 мм.
Для устранения вышеуказанных недостатков сконструированы шаро
вые равнопроходные краны с d y = 1000 мм, в которых проходное сечение
пробки равно сечению трубопровода. Разработана также документация и из
готовлены опытные образцы шаровых равнопроходных кранов с условными
проходами 300, 400, 500, 700 и 1200 мм. Шаровые равнопроходные краны с
dy = 1000 мм изготавливаются двух типов: для колодезной и бесколодезной
установки.
Запорная арматура, в которой проход открывается путём подъёма
плоского диска перпендикулярно движению среды, называется задвижкой.
20
На магистральных газопроводах применяют только стальные за
движки на давление до 6,4 МПа с условным проходом от 50 до 600 мм.
Для задвижек, устанавливаемых на подземных участках газопровода,
строятся специальные колодцы, дающие возможность обслуживать арма-
туру (набивать и подтягивать сальники, смазывать, красить и т. д.). Присо
единительные концы задвижек делаются как под приварку, так и для флан
цевого соединения.
Шпиндель задвижек делается выдвижным и невыдвижным. В за
движке с выдвижным шпинделем резьбовая втулка находится вне корпуса,
и поэтому она доступна для осмотра и смазки. В задвижках с невыдвижным
шпинделем резьбовая часть находится внутри корпуса и, следовательно, для
осмотра и смазки недоступна. Такие задвижки по высоте меньше, чем за
движки с выдвижным шпинделем.
Привод задвижек может быть ручной, гидравлический и электриче
ский.
Применяемые на магистральных газопроводах вентили служат глав
ным образом как запорная арматура на контрольно-измерительных прибо
рах, конденсатосборниках, узлах запорных устройств и др. Нормальной
установкой вентиля считается такая, при которой струя жидкости или газа
движется из-под клапана, так как в этом случае сальник не испытывает дав
ления и меньше подвергается износу. На корпусе вентиля обычно делается
стрелка, показывающая направление движения рабочей среды из-под кла
пана.
Большой недостаток вентилей - их значительное гидравлическое со
противление (в 5—10 раз больше, чем у задвижек). Поэтому вентили изго
товляются малых диаметров. Максимальный условный проход вентиля 200
мм.
Устанавливаемая на трассе магистрального газопровода запорная ар
матура группируется в так называемые линейные отключающие узлы. В со
ответствии с Правилами проектирования и сооружения магистральных га
зопроводов линейные отключающие узлы устанавливаются [Нормы техно
логического...]:
1. На линейной части газопровода не реже чем через 25 км.
2. На всех отводах и ответвлениях от магистральных газопроводов.
3. На участках газопроводов, примыкающих к КС.
4. На всех нитках многониточных водных переходов.
5. По обеим сторонам моста при прокладке по нему газопровода.
21
Следует отметить, что в настоящее время задвижки на вновь сооружа
емых газопроводах не устанавливаются, а на многих старых газопроводах
задвижки заменяют на краны с соответствующей реконструкцией линейных
отключающих узлов.
В конструкцию линейного отключающего узла с крановой арматурой,
устанавливаемой непосредственно на газопроводе, входят основной кран,
соответствующий диаметру газопровода, обычно бесколодезной установки
с байпасом, и продувочные свечи с отключающими кранами, устанавливае
мые на свечах.
Линейные отключающие узлы с кранами обычно ограждаются метал
лической сеткой, которую укрепляют на железобетонных столбах. Сетка и
все металлические части, а также арматура покрываются алюминиевой
краской. Площадка внутри ограждения летом очищается от растительности,
а зимой от снега. Чтобы краны не были доступны для посторонних лиц,
двери ограды всегда должны быть на замке.
Линейные отключающие узлы с задвижками монтируют в специаль
ных бетонных или кирпичных колодцах с раскрывающимися на две поло
вины крышками, промежуточным полом (из съёмных щитов) и металличе
ской лестницей для спуска в колодец.
Магистральные газопроводы, имеющие значительную протяжён
ность, пересекают различные искусственные и естественные препятствия
(большие и малые реки, озера, болота, овраги, железные и шоссейные до
роги) и различного рода инженерные сооружения (коллекторы, металличе
ские и железобетонные трубопроводы, электрические и телефонные кабели,
подземные каналы и др.).
Пересечение магистрального газопровода с естественным или искус
ственным препятствием называется переходом. На магистральных газопро
водах переходы являются наиболее ответственными участками, так как до
ступ к ним для ремонта или ликвидации повреждения очень затруднён, тре
бует длительного времени, а во многих случаях применения специальных
механизмов (болотные тракторы, понтоны и др.).
В соответствии со строительными нормами и правилами магистраль
ные газопроводы по предъявляемым требованиям к их конструкции, кон
тролю качества сварных стыков и характеру испытания в зависимости от их
месторасположения, условий работы, требований безопасности, характера
грунта и других факторов разделяются на четыре категории (табл. 1.1).
22
|