Трубопровід

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Трубопровід гідроакумулювальної електростанції в Німеччині.
Система трубопроводів.
Великомасштабні системи трубопроводів ОВК в бойлерній

Трубопро́від — комплекс споруд, призначений для транспортування газоподібних та рідких середовищ.

Історія[ред. | ред. код]

Вже в давнину, трубопроводи використовувалися для водопостачання, зокрема, у Пергамі (у 283—133 до н. е. — столиця Пергамського царства), в Римській імперії. Вони були переважно частиною акведуків (наприклад, Айфельський акведук).

Історичні водопровідні труби з дерева у Німеччині називаються Deichel або Teuchel. Для виробництва водопровідних труб, стовбури свердловини були об'єднані. Труби зі стовбурів дерев були знайдені в багатьох місцях у XX столітті.

Загальна характеристика[ред. | ред. код]

Як правило, трубопровід — це інженерна споруда, призначена для транспортування газу або рідини, а також інших твердих речовин у вигляді суспензії під дією різниці тиску у різних перетинах. Головною складовою цього виду транспорту, є власне трубопровід (магістраль для перенесення вказаних речовин). На них споруджуються: захисна арматура, контрольно-вимірювальна апаратура, теплоізоляція, компресорні та інші станції, а також монтуються мережі електрозахисту та зв'язку.

Сучасні трубопровідні мережі є складними інженерними спорудами, які передбачають: власне труби (горизонтальні, похилі та вертикальні), засоби з'єднання труб, фасонні частини, трубопровідну арматуру, елементи для приєднання контрольно-вимірювальних приладів, засоби захисту від гідравлічних ударів, компенсатори, пристрої для монтажу, експлуатації та ремонту тощо.

Трубопроводи є основним елементом лінійної частини технологічних, промислових та магістральних гідротранспортних систем, які можуть бути складовою частиною технологічного ланцюга гідро-механізованих підприємств (гірничозбагачувальних комбінатів, вуглезбагачувальних фабрик, об'єктів гідротехнічного будівництва і теплоенергетики, паливно-енергетичних комплексів та інше), а також мати самостійне значення, як частина єдиної транспортної мережі країни. Необхідними експлуатаційними вимогами до трубопроводів, є міцність, герметичність та довговічність.

Класифікація[ред. | ред. код]

За своїм призначенням трубопроводи гідротранспортних систем застосовують для:

  • технологічного, зворотного та допоміжного водопостачання;
  • транспортування неоднорідних середовищ (гідросумішей);
  • подачі суміші від насосних станцій до пункту розподілення (основні);
  • подачі транспортованого середовища до окремих споживачів або складування (розподільчі).

Трубопроводи прокладають всередині та зовні насосних станцій, а також по підземних гірничих виробках.

  • За способом прокладання розрізняють наземні, підземні та комбіновані трубопроводи.

До наземних трубопроводів відносяться трубопроводи, які знаходяться на відкритому повітрі та у приміщеннях для транспортування газу, нафти, технологічні трубопроводи та трубопроводи пари та гарячої води. Під землею знаходяться трубопроводи для транспортування газу, нафти, технологічні трубопроводи, а також трубопроводи пари та гарячої води.

  • За способом з'єднання елементів розрізняють нерозбірні трубопроводи (зварні) та розбірні (на фланцевих, швидкорознімних та розтрубних з'єднувачах).

Сифонний трубопровід — трубопровід, який працює в умовах розрідження і частина якого знаходиться вище водоймища і резервуара.

Аналіз напружень[ред. | ред. код]

Технологічність і потужності трубопроводу, як правило, перевіряють інженери з трубопровідного транспорту, визначаючи напруження в трубах, щоби переконатися, що маршрутизація, сопла, підвіси і опори належним чином розташовано і обрано так, щоби напруження труб не перевершувало допустимих значень за різних навантажень, таких як статичні навантаження, робочі навантаження, навантаження, створювані випробуваннями тиском тощо, як це передбачено в ASME B31, EN 13480 або у будь-яких інших застосовуваних нормах і стандартах. Треба оцінювати механічну поведінку трубопроводу як від звичайних постійних навантажень (внутрішній тиск і термічні напруження), так і від рідкісних короткотермінових навантажень, таких як землетрус і, сильний вітер або специфічних вібрацій і гідроударів. Ця оцінка напружень в трубах, як правило, здійснюється за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення (наприклад, із застосуванням методів скінченних елементів, скінченних різниць чи скінченних об'ємів).

Стандарти[ред. | ред. код]

Існують певні стандартні норми, яких повинно бути дотримано під час проєктування виробів або будь-якої системи трубопроводів. Організаціями, які сприяють впровадженню стандартів для трубопроводів, є:

Історія дерев'яних трубопроводів[ред. | ред. код]

Історичний дерев'яний водогін

Перші дерев'яні труби робили з колод, які мали великий отвір, просвердлений всією довжиною крізь центр. Пізніше дерев'яні труби виготовляли в бондарній техніці — з дерев'яних планок (клепок), з'єднаних обручами. Така конструкція мала ту перевагу, що вони легко транспортувалися у розібраному вигляді на возі, а потім складалися у довгі циліндри на місці використання. Дерев'яні труби були особливо поширені в гірських районах, де перевезення важких залізних або бетонних труб було б складним завданням.

Дерев'яні труби легші за металеві, тож вони потребують легших підпор, бо дерево не розширюється та не стискається у разі зміни температури як метал, отже, компенсатори і відводи були непотрібні. Товщина дерева дає деякі ізоляційні властивості труб, які допомогли запобігти замерзанню порівняно з металевими трубами. Для водопровідних труб обирали деревину, що мало піддається гниттю. Електроліз, загроза для систем металевих труб, не впливає на дерев'яні труби взагалі, бо деревина є набагато кращим електроізолятором.

На заході Сполучених Штатів, де червоне дерево використовувалось для будівництва трубопроводів, було виявлено «особливі властивості», які захищають його від вивітрювання, кислот, комах і грибкових наростів. Труби з нього залишилися рівними і чистими невизначений термін, а залізні труби, порівняно швидко починають іржавіти і можуть в підсумку, втратити прохідність через корозію.

Перехід трубопроводу[ред. | ред. код]

Переходи трубопроводу, повітряні чи підводні облаштовуються для перетину трубопроводом водних або інших перешкод за допомогою естакад і спеціальних мостів (або укладанням по дну річки, озера, моря).

Укладання[ред. | ред. код]

Ізоляційно-укладальні роботи — очищення зовнішньої поверхні труби, ізолювання і укладання її в траншею під час будівництва магістральних трубопроводів. Розрізняють суміщений і окремий способи проведення ізоляційно-укладальних робіт.

Різновиди[ред. | ред. код]

Короткі і довгі[ред. | ред. код]

  • Трубопровід «короткий» — трубопровід, при розрахунку якого необхідно враховувати втрати напору по довжині й місцеві втрати напору.
  • Трубопровід «довгий» — трубопровід, при розрахунку якого можна нехтувати сумою місцевих втрат напору порівняно з втратами напору по довжині.

Діаметр[ред. | ред. код]

  • Трубопровід простий — Трубопровід постійного діаметру по всій довжині і без будь-яких відводів, або трубопровід, що має незмінний діаметр і масову витрату транспортованого середовища по всій довжині.
  • Трубопровід складний — трубопровід, який має різні бічні відгалуження або діаметр якого змінюється по довжині.

По тиску[ред. | ред. код]

  • Трубопровід низького тиску — трубопровід, робочий тиск у якому не перевищує 1,6 МПа.
  • Трубопровід середнього тиску — трубопровід з робочим тиском від 1,6 до 2,5 МПа.
  • Трубопровід високого тиску — трубопровід із робочим тиском понад 2,5 МПа.

Інші[ред. | ред. код]

  • Трубопровід гірський — трубопровід, який споруджуються на дуже пересіченій місцевості, що характеризується чергуванням крутих піднять і спусків, наявністю ділянок з поздовжніми й поперечними нахилами рельєфу (косогорів). Залежно від крутості нахилів і їх розташування прокладають підземні й наземні гірські трубопроводи, а в особливо складних випадках їх споруджують у тунелях.
  • Трубопровід сифонний — трубопровід, який працює в умовах вакууму і частина якого знаходиться вище водоймища і резервуара.
  • Трубопровід морський підводний — нафтопровід чи газопровід, покладений і засипаний на морському дні трубоукладальною баржею.
  • Трубопровід експлуатаційний — трубопровід, призначений для транспортування продукції свердловини до пункту первинної обробки.
  • Трубопровід замкнений (кільцевий) — складний трубопровід (трубопровідна сітка), бічні відгалуження якого замкнені (з'єднані між собою, при цьому утворюють кільця); Трубопровід у вигляді замкнутого кільця з кількома відводами вздовж нього.

Проєктування трубопроводів[ред. | ред. код]

Проєктування трубопроводів (рос. проектирование трубопроводов, англ. pipeline design; нім. Projektierung f der Rohrleitungen, Projektierung f der Pipelines) — розробка комплексної технічної документації (проєкту), що містить техніко-економічне обґрунтування, розрахунки, креслення, макети, кошториси, пояснювальні записки та інші матеріали, потрібні для будівництва нових, а також розширення і реконструкції наявних об'єктів трубопровідного транспорту (нафти, газу, нафтопродуктів, вугілля тощо). Методологія комплексного проєктування трубопроводів передбачає якнайбільшу автоматизацію проєктних робіт за суворої регламентації послідовності і змісту етапів проєктування. Проєктування трубопроводів це сукупність геодезичних, геологічних і гідрологічних досліджень, а також збір географічних і економічних даних, що необхідні для розробки проєкту трубопроводу. Особлива увага приділяється вивченню взаємодії трубопроводів з довкіллям у разі прокладання їх в зоні багаторічної мерзлоти і на морських просторах. Див. також: Проєктування трубопроводів нафтових родовищ.

Ізоляційні покриття трубопроводів[ред. | ред. код]

Покриття, що служать для захисту трубопроводу від корозії, наносяться на його поверхню в трасових, базових або заводських умовах. В залежності від наявності мандрівних струмів, призначення і особливостей прокладання трубопроводу, а також корозійної активності ґрунтів вони відрізняються матеріалами, пошаровим складом і товщиною (нормальний або посилений тип). Застосовують бітумні, полімерні, лакофарбові, скло-емалеві і бетонні ізоляційні покриття, а також алюмінієві і цинкові покриття (наносяться на базі газотермічним способом), жирові мастила (для північних районів) та інше.

Див. також[ред. | ред. код]

Джерела[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]