Конструкция применяемой арматуры и материал, из которого она изготовлена, должны обеспечивать надежную и безопасную эксплуатацию систем газоснабжения при заданных параметрах, т.к взрыво и пожароопасность горючих газов предъявляют к запорной арматуре повышенные требования.
Следовательно, арматура, используемая на газопроводах должна быть предназначена для газовой среды.
Основными требованиями, предъявляемыми к запорной арматуре, которую устанавливают на газопроводах являются прочность и герметичность, отключение независимо от направления движения газов, коррозионная стойкость, взрывобезопасность, надежность работы, простота обслуживания, быстрота закрывания и открывания, минимальное гидравлическое сопротивление проходу газа, возможность регулирования прохода газа, небольшая длина, небольшая масса.
Способы присоединения арматуры.
Основные способы - фланцевое, муфтовое, сварное. Все они кроме сварного разъемные.
На наружных газопроводах фланцевые соединения применяют только для установки задвижек, кранов и другой арматуры. Резьбовое соединение используют в местах установки кранов, пробок, муфт на конденсатосборниках и гидрозатворах, запорной арматуре, КИП и оборудования.
Разъемные соединения должны быть доступны для осмотра и ремонта.
Уплотнительные материалы.
Для уплотнения фланцевых соединений следует применять прокладки из паронита, резины и других материалов.
Для уплотнения резьбовых соединений следует применять льняную чесаную прядь, которая обмазывается суриком или свинцовыми белилами.
Для уплотнения сальников, футляров и мест прохода газопровода через стены и фундаменты сооружений используют смоляную ил битумноизолированную пеньковую прядь.
Коверы служат для защиты от механических повреждений устройств газопроводов, выходящих на поверхность земли.
Предохранительные муфты их двух свариваемых полумуфт устанавливают с целью повышения эксплуатационной надежности газопроводов при неуверенности в сварных швах.
Компенсаторы применяют с целью снижения напряжений, вызываемых колебаниями температуры грунта на фланцы чугунной арматуры, а также для возможности демонтажа, смены прокладок с последующей их установкой. Наиболее широко используют линзовые компенсаторы, которые устанавливают на подземные газопроводы в колодцах совместно с арматурой. Применять на подземных газопроводах сальниковые компенсаторы запрещено.
Футляры на газопроводах используют при пересечении железных, магистральных и шоссейных дорог, ненапорных коллекторах, колодцев и т.д.
Устройство наружных газопроводов
Подземные газопроводы.
По территории городов и населенных пунктов газопроводы прокладываются в грунте, по городским проездам, в технической зоне ил полосе зеленых насаждений. Газопроводы высокого давления следует прокладывать в районах с малой плотностью застройки и малой насыщенностью другими коммуникациями.
Минимальное расстояние по горизонтали до зданий и сооружений следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01-89.
Допускается уменьшение до 50% расстояний указанных в СниП при прокладке в стесненных условиях.
В этих случаях на участках сближения и по 5м в каждую сторону от этих участков следует предусматривать.
1. Применение бесшовных или электросварных труб, прошедших100% контроль заводского сварного соединения разрушающими методами или электросварных труб, не прошедших такого контроля, но проложенных в футляре.
2. Проверку всех монтажных стыков неразрушающими методами контроля.
Расстояние от газопровода до наружных стенок колодцев и камер других подземных инженерных сооружений следует принимать не менее 0,3м.
Допускается укладка нескольких газопроводов в одной траншее. Расстояние между ними в свету должно быть достаточным для ремонта и монтажа трубопроводов.
Расстояние по вертикали в свету при пересечении газопроводов всех давлений с подземными инженерными сетями следует принимать не менее 0,2м.
В местах пересечения газопроводами каналов теплосети, коллекторов, тоннелей газопровод прокладывают в футляре, выходящем на 2м в обе стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений, а также проверку неразрушающими методами контроля всех сварных стыков в пределах пересечения и по 5м в стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений. На одном конце футляра следует предусматривать контрольную трубку, выходящую под защитное устройство.
Глубину прокладки газопроводов следует принимать не менее 0,8м до верха газопровода или футляра. Прокладка газопроводов, транспортирующих влажный газ, должны предусматривать ниже зоны сезонного промерзания грунта с уклоном к конденсатосборникам не менее 0,002.
Надземные газопроводы.
Для газопроводов промышленных и коммунальных предприятий целесообразно применять надземную прокладку на отдельно стоящих опорах, этажерках, колоннах или по стенам зданий.
По стенам газифицируемых жилых и общественных зданий допустима прокладка газопроводов с давление не более 0,3 Мпа.
Газопроводы высокого давления до 0,6 Мпа можно прокладывать только по глухим стенам или под окнами верхних этажей производственных зданий.
Высоту прокладки принимают такой, чтобы газопроводы были доступны для ремонта и осмотра, также исключена возможность их повреждения.
Минимальное расстояние от газопроводов, проложенных на опорах, до соседних зданий и сооружений принимаются по СниП 2.04.08-89.
Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, можно прокладывать без уклонов. Газопроводы, транспортирующие влажный газ прокладывают с уклоном не менее 0,002, а в низших точках предусматривают устройства для удаления конденсата (дренажные штуцера). Трубы и арматуру следует покрывать тепловой изоляцией.
Для компенсации тепловых удлинений следует применять линзовые или П-образные компенсаторы.
Пересечение газопроводами преград различного назначения.
Переходы через водные преграды и овраги.
Пересечение газопроводами водных преград (протоков) может быть осуществлено несколькими способами: подвеской к конструкциям существующих мостов, строительством специальных мостов, использование несущей способности самих труб и прокладкой под водой (дюкеров).
Наиболее простой и экономичной является подвеска газопроводов к конструкциям существующих автомобильных и пешеходных мостов. Этот способ однако применяют редко, из-за отсутствия мостов в необходимых для перехода местах, а также по соображениям безопасности. Допускается подвеска на автомобильных и пешеходных мостах газопроводов давлением до 0,6 Мпа. Прокладка газопроводов любых давлений и назначений запрещена.
Подвеска газопроводов к конструкциям существующих мостов должна обеспечивать свободный доступ для ремонта и осмотра, компенсацию напряжений и безопасное рассеивание в воздухе возможных утечек газа.
Сооружать специальные мосты для прокладки газопроводов обычно целесообразно через реки с большими скоростями течения (выше 2 м/с), с частыми и бурными паводками, неустойчивыми руслом и берегами.
В городах наиболее применима прокладка газопроводов под водой (дюкеров). Выбор трассы для подводных переходов должен согласовываться с общей схемой газоснабжения города и одновременно обеспечивать удобство и безопасность эксплуатации сооружений.
Трассу дюкера необходимо располагать на прямолинейном участке реки с устойчивым руслом и берегами и пересекать реку под углом 90 градусов к прямолинейному участку.
Число ниток перехода зависит от системы ответственности перехода, принятой системы распределения газа и других местных условий. Если переходы входят систему основных газопроводов и если авария или ремонтные работы на таких переходах приводят к длительному или краткосрочному перебою подачи газа, то число ниток должно быть не менее 2х. Пропускная способность каждой нитки не менее 70% от общей пропускной способности подводящих газопроводов.
Однониточные переходы могут применяться при кольцевых системах газоснабжения, а также при подаче газа отдельным потребителям, способным без значительного ущерба перейти на другие виды топлива.
Для обеспечения устойчивого положения дюкеров на дне водоема их снабжают грузами.
Аналогично подводным переходам могут укладываться переходы по дну оврагов, пересыхающие ручьи и другие преграды.
Для всех видов переходов необходимо отводить охранную зону и предусматривать на берегах опознавательные знаки установленных образцов.
Тип переходов газопроводов через железнодорожные и трамвайные пути, через автомобильные дороги выбирают в зависимости от местных условий и экономической целесообразности.
Пересечения следует предусматривать под углом 90 градусов.
Подземные переходы газопроводов всех давлений в местах пересечения с железнодорожными, трамвайными, автомобильными путями I-III категории, а также скоростными магистралями в черте города прокладывают в стальных футлярах, концы которых должны быть уплотнены. На одном конце футляра должны быть установлены контрольные трубки, выходящие под контрольное устройство.
Размещение контрольных устройств на газопроводах.
Отключающие устройства устанавливают на газопроводах в следующих случаях: на вводах выводах из ГРП и хранилищ газа, на вводах в отдельные здания, а также перед наружными (открытыми) газопотребляющими установками, при пересечении в две нитки водных преград, а также при ширине водных преград 50м и более, при прокладке в коллекторе.
На переходах газопроводов через водные преграды отключающие устройства устанавливают на обоих берегах.
Отключающие устройства допускается устанавливать на газопроводах всех давлений для отключения отдельных участков или районов газоснабжения, на ответвлениях от распределительных газопроводов, а также при пересечении железных и автомобильных дорог.
Отключающие устройства на ответвлениях размещают в удобном и доступном для обслуживания месте.
На подземных газопроводах отключающие устройства устанавливают в колодцах как правило, вместе с компенсаторами.
На ответвлениях от распределительного газопровода, предназначенных для газоснабжения жилых зданий и мелких коммунальных объектов, отключающие устройства допускается размещать на стенах зданий. На вводах газопроводов высокого и среднего давления и газопроводов сжиженных газов, отключающие устройства размещают как правило, снаружи здания в удобном и доступном месте. Расстояние по горизонтали от отключающих устройств до дверных и оконных проемов- не менее 0,5м.
Лекция 4
4.1 Защита газопроводов от коррозии
Типы коррозии.
Коррозией металла называют разрушение металлической поверхности под влиянием химического или электрического воздействия окружающей среды.
Коррозия внутренней поверхности труб в основном зависит от свойств газа. Она обусловлена повышенным содержанием в газе кислорода, влаги, сероводорода и других агрессивных веществ. Борьба с внутренней коррозией сводится к удалению из газа агрессивных веществ, т.е к хорошей его очистке.
Значительно большие трудности представляет борьба с внешней коррозией труб уложенных в грунт.
Различают 2 вида коррозии - химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия характеризуется разрушением металла вследствие его непосредственной реакции со средой неэлектролитом. Химическая коррозия не сопровождается появлением электрического тока.
Химическая коррозия является сплошной коррозией, она протекает по всей поверхности металла, при которой стенки трубы уменьшаются равномерно. Такой процесс является менее опасным, с точки зрения сквозного повреждения труб. В практике чаще всего встречается разрушение металла в следствии электрохимической коррозии.
Этот вид коррозии возникает в растворах электролитов. Механизм электрохимической коррозии в общих чертах сходен с процессом в гальванических элементах, одни участки поверхности служат анодом (-), а другие катодом (+). В таком гальваническом элементе химическая энергия превращается в электрическую. Металл при соприкосновении с грунтом посылает в него свои положительно заряженные ионы. Электроны остаются в металле и он приобретает отрицательный потенциал, а грунт заряжается положительно, т.к в нем накапливаются положительные ионы.
Почва (поверхностный слой земной коры) и грунт (нижележащие горные породы) содержат различные химические реагенты и влагу и обладают ионной электропроводимостью. это делает их коррозионно-активными электролитами по отношению к эксплуатируемым в них газопроводам. Электрохимическая неоднородность расположенных рядом участков газопровода вызывает разность их электродных потенциалов. Металл подвергается коррозии в анодных зонах и участках, т.к в них электроны металла выходят в грунт.
Электрохимическая коррозия имеет характер местной коррозии, т.е такой, когда на газопроводах возникают местные язвы и каверны большой глубины которые могут превратиться в сквозные отверстия в стенке трубы.