Трубопровід

Трубопровід гідроакумулювальної електростанції в Німеччині.

Система трубопроводів.

Великомасштабні системи трубопроводів ОВК в бойлерній

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

Загальна характеристика

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. Головним елементом 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 включають власне труби (горизонтальні, похилі та вертикальні), засоби з'єднання труб, фасонні частини, трубопровідну арматуру, елементи для підключення 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 гідромеханізованих підприємств (гірничозбагачувальних комбінатів, вуглезбагачувальних фабрик, об'єктів гідротехнічного будівництва і теплоенергетики, паливноенергетичних комплексів і т. і.), а також мати самостійне значення, як частина єдиної транспортної мережі країни. Необхідними експлуатаційними вимогами до трубопроводів є міцність, герметичність та довговічність.

Класифікація

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

Технологічність і потужності трубопроводу, як правило, перевіряють інженери з трубопровідного транспорту, визначаючи напруження в трубах, щоб переконатися, що маршрутизація, сопла, підвіси і опори належним чином розташовані і обрані так, щоб напруження труб не перевершувало допустимих значень за різних навантажень, таких як статичні навантаження, робочі навантаження, навантаження, створювані випробуваннями тиско і т. д., як це передбачено в ASME B31, EN 13480 або у будь-яких інших застосовуваних нормах і стандартах. Необхідно оцінювати механічну поведінку трубопроводу як від звичайних постійних навантажень (внутрішній тиск і термічні напруження), так і від рідких 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 (напр., із застосуванням методів скінченних елементів, скінченних різниць чи скінченних об'ємів).

Стандарти

Існують певні стандартні норми, які повинні бути дотримані при проектуванні виробів або будь-якої системи трубопроводів. Організації, які впровадженню стандартів трубопроводів включають в себе:

• ASME — Американське товариство інженерів-механіків — B31 серія
  • ASME B31.1 потужність трубопроводу (паропроводи тощо)
  • ASME B31.3 технологія трубопроводів
  • ASME B31.4 Системи транспортування по трубопроводах для рідких вуглеводнів та інших рідин
  • ASME B31.5 Холодильне трубопроводів і теплові елементи передачі
  • ASME B31.8 газ передачі і розподілу електроенергії трубопроводів
  • ASME B31.9 Будівельні послуги трубопроводи
  • ASME B31.11 шламу трубопроводів системи (вилучені, Замінений B31.4)
  • ASME B31.12 трубопроводів водню і трубопроводів
• ASTM — Американське товариство з випробування матеріалів
  • ASTM A252 Стандартні технічні умови для зварних і безшовних сталевих трубчастих паль
• API — Американський нафтовий інститут
  • API 5L Нафта і газової промисловості, сталевих труб для систем трубопровідного транспорту
• EN 13480 — Європейський металік промислових трубопроводів код
  • EN 13480-1 Металеві промислових трубопроводів — Частина 1: Загальні
  • EN 13480-2 Металеві промислових трубопроводів — Частина 2: Матеріали
  • EN 13480-3 Металеві промислових трубопроводів — Частина 3: Проектування та розрахунок
  • EN 13480-4 Металеві промислових трубопроводів — Частина 4: Виготовлення та монтаж
  • EN 13480-5 Металеві промислових трубопроводів — Частина 5: Контроль і випробування
  • EN 13480-6 Металеві промислових трубопроводів — Частина 6: Додаткові вимоги до підземного паропровода
  • PD TR 13480-7 Металеві промислових трубопроводів — Частина 7: Керівництво по використанню процедур оцінки відповідності
  • EN 13480-8 Металеві промислових трубопроводів — Частина 8: Додаткові вимоги до алюмінію і алюмінієвих сплавів трубопроводів
• EN 1993 — 4-3 Єврокод 3 — Проектування сталевих конструкцій — Частина 4-3: Трубопроводи
• AWS — Американське зварювальне товариство
• AWWA — Американська асоціація водопровідних споруд
• MSS — Товариство стандартизації і виробництва обладнаня
• ANSI — Американський національний інститут стандартів
• NFPA — Американське товариство зварювання
• EJMA — компенсатори Асоціація виробників

Історія дерев'яних трубопроводів

Історичний дерев'яний водогін

Ранні дерев'яні труби робили з колод, які мали великий отвір, просвердлений по довжині через центр. Пізніше дерев'яні труби виготовляли в бондарній техніці — з дерев'яних планок, 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 роботи. Дерев'яні труби були особливо популярні в гірських районах, де перевезення важких залізних або бетонних труб було б важко.

Дерев'яні труби легші, ніж метлегше вони потребуть легших підпор, бо дерево не розширюється або стискається при зміні температури як метал, отже, компенсатори і відводи були непотрібні. Товщина дерева дає деякі ізоляційні властивості труб, які допомогли запобігти замерзанню в порівнянні 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 трубопроводу, виявлено, мало «особливі властивості», які захищають його від вивітрювання, кислот, комах і грибкових наростів. Труби з нього залишилися рівними і чистими невизначений термін, а залізна труба, порівняно б швидко починають розширювати масштаби і корозії і може в підсумку забити собі з корозією.

Перехід трубопроводу

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

Укладання

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

Різновиди

Короткі і довгі

• 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

• 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

• 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

• 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

Проєктування трубопроводів (рос. проектирование трубопроводов, англ. pipeline design; нім. Projektierung f der Rohrleitungen, Projektierung f der Pipelines) — розробка комплексної техн. документації (проєкту), що містить техніко-економічне обґрунтування, розрахунки, креслення, макети, кошториси, пояснювальні записки і ін. матеріали, необхідні для будівництва нових, а також розширення і реконструкції діючих об'єктів трубопровідного транспорту (нафти, газу, нафтопродуктів, вугілля тощо). Методологія комплексного проєктування трубопроводів передбачає макс. автоматизацію проєктних робіт при суворій регламентації послідовності і змісту етапів проєктування. Проєктування трубопроводів включає комплекс 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 навколишнім середовищем при прокладанні їх в зоні багаторічної мерзлоти і на морських просторах. Див. також: Проєктування трубопроводів нафтових родовищ.

Ізоляційні покриття трубопроводів

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, склоемалеві і бетонні ізоляційні покриття, а також алюмінієві і цинкові покриття (наносяться на базі газотермічним способом), жирові мастила (для північних районів) і ін.

Див. також

• Пневматичний транспорт
• Гідравлічний транспорт
• Нафтопровід
• Газопровід
• Водопровід
• Гідравлічне опресування трубопроводів
• Вуглепровід
• Магістральна гідротранспортна система
• Повітропровід
• Паропровід
• Каналізація
• Полімерні труби
• Температурний компенсатор
• Трубопровід морський
• Трубопровід гірський
• Трубопровід наземний
• Підводний трубопровід
• Закладальний трубопровід
• Надземний трубопровід
• Трубопровід підземний
• Трубопровід промисловий
• Трубопровід технологічний
• Безпідйомне укладання трубопроводів

Джерела

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.

Посилання

• Трубопровід // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 196. — ISBN 978-966-7407-83-4.