Какие бывают трубопроводы для нефтепродуктов?

Трубопровод это — сооружения из труб, которые включают в себя:

• Трубы;
• Различные виды деталей необходимых для сборки трубопровода в единое целое;
• Трубопроводная арматура – регулирующие и запорные клапаны, вентили, краны, задвижки и т.п.;
• и т.п.;

трубопроводы предназначены для — перемещения по ним газообразных, сыпучих и жидких веществ.

В зависимости от вида среды, перемещающейся по трубопроводу определяется и его наименование: паропровод, нефтепровод, водопровод, бензопровод, газопровод, молокопровод, и.т.д.

Все ГОСТы, упомянутые в тексе на момент написания статьи (24.01.2018г) — действующие.

Условно трубопроводы классифицируются по приведенной ниже блок-схеме:

(Скачать блок-схему)

Промышленные трубопроводы. Экскурс в историю

Многие из трубопроводов, которые мы используем сегодня для транспортировки нефти и газа были построены много лет назад, и надо воздать должное их строителям и проектировщикам, за то,  что они продолжают работать исправно и бесперебойно, даже спустя длительное время.

Но для того, чтобы проследить этапы возникновения и развития трубопроводных систем, мы должны вернуться на целые тысячелетия вглубь истории.

Прообразы первых трубопроводов возникли в разных частях мира. Первые трубопроводы использовались в основном  для снабжения городов питьевой водой, а также для орошения земель в сельском хозяйстве. Трубы в те времена изготавливались или из обожженной глины, либо из полых стеблей бамбука.  

Древние китайцы использовали бамбуковые трубы для транспортировки воды. Есть данные о том, что древние  египтяне, использовали для той же цели медные трубы. Жители древнего Крита транспортировали воду при помощи глиняных труб, а вот греки использовали уже фаянсовые, свинцовые, и бронзовые трубы.

В ту эпоху, как мы понимаем, не было электросварки, и трубы из металлов стыковались между собой при помощи горячей ковки, в обычной кузнице, при помощи молота и наковальни. Металлическая труба известна с  500 г. до н.э., когда римляне стали использовать  свинцовые трубы, чтобы доставлять воду в крупные города.

Кстати, римские трубопроводы – акведуки, и сегодня можно наблюдать в разных частях Европы. Некоторые из них и по сей день исполняют свои функции по доставке воды, что не может не вызывать восхищения мастерством древних инженеров и строителей.

А вот первый опыт использовании трубы для транспортировки углеводорода принадлежит Китаю: уже около 2500 лет назад, китайцы использовали бамбуковые трубы для передачи природного газа из неглубоких скважин: они использовали его для кипячения морской воды в целях ее опреснения.

Также, как уже говорилось выше, в китайских источниках можно найти указания, что китайцы использовали бамбуковые трубы, смазанные воском для освещения своей столицы еще в 400 г. до н.э. 

Технологические трубопроводы

К промышленным технологическим трубопроводам относятся трубопроводы, расположенные на территории промышленного объекта, а также находящиеся на балансе учреждения которые предназначены для перекачки воды, пара, различного сырья, химических реагентов, топлива, полуфабрикатов, отходов производства и других материалов (подобное определение можно встретить в ГОСТ 32569-2013).

Технологические трубопроводы необходимы для ведения технологических процессов и работы различного технологического оборудования.

Трубопроводы также классифицируют в зависимости от расположения: межцеховые, внутрицеховые, обвязочные — необходимые для функционирования отдельного агрегата (компрессора, насоса, обвязка резервуаров и др.)

Трубопроводы отопления зданий, ливневой канализации, питьевой воды и различного сантехнического назначения, не относятся к технологическим трубопроводам.

Классификация по опасности перемещаемой среды

В зависимости от классификации перемещаемого вещества технологические трубопроводы группируются на три основные группы (А, Б, В) и пять категорий (I, II, III, IV, V). Таблица 1, по ГОСТ 32569-2013.

Группы и подгруппы разделяют вещества по пожароопасности, взрывоопасности и вредности для организма человека и экологии.

Категории делят вещества по таким параметрам, как температура и давление.

• Группа определяется исходя из класса опасности вредных веществ по ГОСТу 12.1.005-88 и ГОСТу 12.1.007-76 при определении степени пожаровзрывоопасности следует руководствоваться ГОСТом 12.1.044-89 (ISO 4589-84).
• Категория выбирается исходя из параметров перемещаемой среды (давления и температуры).

Пример обозначения трубопровода: «Трубопровод IV группа Б (в)» означает, что по трубопроводу транспортируется вещество группы «Б» подгруппа «в» и параметрами категории IV.

Промышленные трубопроводы горячей воды и пара

Данный вид трубопроводов относится к энергетическим, предназначенных для перемещения горячей воды, насыщенного пара и перегретого пара.

К данному виду промышленных трубопроводов относятся трубы с параметрами рабочей среды при температурах выше 115°С и избыточных давлениях (рабочим) более 0,7 кгс/см2 (0,07 МПа).

Согласно правилам (НП-045-03), трубопроводы пара и горячей воды в зависимости от рабочей температуры и давления, делятся на категории и группы, которые приведены в таблице 2.

Правовые нормы

В Российской Федерации

Согласно правилам Ростехнадзора трубопроводы должны защищаться от разрушения из-за превышения давления предохранительными клапанами.

Водопроводы

Данный вид трубопроводов необходим для обеспечения водой промышленных объектов и населения, в зависимости от назначения водопроводы делятся на различные классы:

• Производственные;
• Противопожарные;
• Хозяйственно-питьевые;
• Поливные;

Для разных видов водопроводов необходимо применять свои нормы и правила.

Водопроводные сети также классифицируются в зависимости от схемы соединения:

1. Зонные водопроводные сети — более одной водопроводной сети на одном объекте (например, здании) разделённых или соединённых между собой.
2. Тупиковые водопроводы — применяются на объектах, где допускается (в случае выхода из строя водопровода) перерывы в подаче воды, к таким объектам могут относиться здания производственного назначения, административные и жилые здания.
3. Кольцевые — данный класс водопроводных сетей применяются для бесперебойного обеспечения потребителей водой, как правило, это многоэтажные строения и противопожарные водопроводы. Данный вид трубопроводов имеет более одного ввода в здание, что позволяет в случае прекращения подачи по одному вводу перейти на другой.
4. Комбинированная водопроводная сеть —объединяют в себя тупиковые магистральные и кольцевые, применяться для больших строений с большим водопотреблением.

Магистральный водопровод

Класс трубопроводов предназначенных для обеспечения водоснабжения на дальних расстояниях. Водопроводные сети от водозаборных узлов до потребителя (промышленных объектов и коммунального хозяйства).

От гужевого транспорта и бочек — к стальным магистралям

В начале 1860-х годов, нефть перевозили в бочках по рекам в баржах на конной тяге. Это было опасным  и трудным делом:  капризы природы и недостаток рабочих и лошадей могли сорвать всю транспортировку.  Железная дорога  тогда была не так совершенна, как сейчас. Трубопроводы были очевидным решением этой транспортной проблемы.  

Рабочие были давно знакомы с трубами: чугунные  и кованые железные трубы различных диаметров, а также все то, что впоследствии получило название «трубопроводная арматура» используется вокруг добывающих скважин с начала развития отрасли.  

В 1865 году первая линия промышленного нефтепровода диаметром  6 дюймов (152 мм) была построена в штате Пенсильвания. Она позволяла  транспортировать  7000 баррелей нефти в  день, от нефтяного месторождения до реки  Аллегейни, по которой добытую нефть перемещали  уже водным путем.

(Первый в России нефтепровод Балаханы – Черный город)

В других регионах мира трубопроводные системы также получили значительное распространение, особенно в тех частях света, где расстояния традиционно велики, например в России. В 1878 году, в Баку, братья Нобель построили  нефтепровод, длиной  10 км, и 76 мм в диаметре. Нефтепровод сразу позволил снизить транспортные расходов на 95%,  а полностью окупился уже  через год.  

«Длинные» трубопроводы  начали строить  еще  в начале 20-го века.  Например,  в 1906 был построен трубопровод  из Оклахомы в Техас. Длина его составляла  472 мили (755 км), а диаметр труб был 8 дюймов (203 мм). Нефтепровод  похожей  длины и диаметра  был построен  в Баку примерно  в  это же время. В 1912 году, за 86 дней был построен газопровод в Боу-Айленд, (Канада).  Длина его была  170 миль (272 км), а диаметр  — 16 дюймов (406 мм), что позволило ему войти в число самых длинных трубопроводов Северной Америки.  

Уже к концу 1920-х годов крупные нефтеперерабатывающие заводы  были способны обработать от 80 000 до 125 000 баррелей нефти в день, для того  чтобы удовлетворить  резко выросший спрос на бензин, образовавшийся в результате взрывного развития автомобильной промышленности. (С 1910 по 1920 г. количество легковых и грузовых автомобилей на американских дорогах выросло с менее чем  500 000 до более чем 9 млн.)  

В 1920е годы, движимая этим ростом автомобильной промышленности, общая длина  трубопроводов в США выросла  до более чем  115 000 миль (184 000 км).

 

Следующим  большим  изменением  в трубопроводном строительстве,  стало строительство трубопроводов большого диаметра. Такие трубопроводы впервые  были  построены  в США в 1940-х годах в связи с началом  Второй  мировой войны, и возросшими энергетическими потребностями промышленности.  

Вторая мировая война также вызвала к жизни инновационные для того времени технологии в строительстве трубопроводов:  в 1944 году был начато строительство  «Плутона» —  первого трубопровода, проходящего по дну океана.  В рамках этого проекта было задумано построить подводный нефтепровод  по дну пролива Ла-Манш между Англией и Францией,  для того, чтобы обеспечить  бесперебойные поставки  топлива из Британии  для союзных войск во Франции.

Длина этого трубопровода в конечном итоге  составила 500 миль (800 км), и с помощью него через пролив ежедневно перекачивалось 1 000 000 галлонов (4 000 000 литров) топлива.

В послевоенное время, в 1950 — 1960-х годов, на территории Соединенных Штатов,  были построены тысячи километров газопроводов, так как спрос на газ после войны увеличился.  И, поскольку,  война закончилась, были высвобождены значительные ресурсы,  для постройки еще более длинных нефте-и газопроводов, могущих перекачивать продукты нефтепереработки под значительным  давлением.

Трубопроводные системы сегодня.

Нефтегазовый сектор в сегодняшнем мире  постоянно демонстрирует тенденции к расширению. Об этом свидетельствуют следующие факторы.

Агентство энергетической информации США прогнозирует, что ископаемое топливо останется основным источником энергии и в будущем. При этом, спрос на энергию увеличится более чем на 90%.

Мировой спрос на нефть вырастет на 1,6% в год, С 75 миллионов баррелей нефти в день в 2000 году,  до 120 миллионов баррелей в день в 2030 г.

Спрос на природный газ будет расти сильнее,  чем на любой другой вид ископаемого топлива: первичное потребление газа удвоится до 2030 года. Это увеличение отразится также на  промышленности:  «Exxon Mobil», одна из крупнейших нефтяных компаний в США, в январе 2006 года, заявила о прибыли в 36 млрд. долларов, — крупнейшей за всю историю компании.

В феврале того же года компания «Shell» также объявила о рекордной прибыли: 23 миллиарда долларов. Эта прибыль, как ожидается, сохранится и в обозримом будущем , так как цены на нефть продолжают сохраняться  на рекордно высоком уровне.

Для поддержки такого роста спроса на электроэнергию, трубопроводная инфраструктура выросла почти в 100 раз примерно за 50 лет. Было подсчитано, что увеличение длины мирового трубопровода может составить до 7% в год в течение следующих 15 лет. Это означает,  что примерно по 8000 км  трубопроводной сети ежегодно будет прибавляться к существующей только в США.

На международном уровне, как ожидается, будут построены 32 000 км. новых трубопроводов;  50% из них придется на Северную и Южную Америку.  Кроме того,  в год строится свыше 8000 км морских трубопроводов, в Северо-Западной Европе,  Азиатско-Тихоокеанском регионе, и в Мексиканском заливе.

Общая протяженность  магистральных трубопроводов высокого давления по всему миру,  увеличится по оценкам на 3 500 000 км. Из них 64% будут составлять системы для  транспортировки газа, 19% — для перекачки нефтепродуктов,  и 17%  — для перевозки сырой нефти

Почему трубопроводы так важны для человечества?

Надежды на удовлетворение наших потребностей в энергии, мы возлагаем в основном на промышленные магистральные трубопроводы. Сегодня почти каждый человек в мире является потребителем газа и бензина, и поэтому так или иначе зависит от нефтепроводов и газопроводов. Причем, трубопроводы, так или иначе, соответствуют ожиданиям и требованиям самых различных групп.

Операторы и владельцы трубопроводных систем хотят получить от трубопроводов  в первую очередь надежность, оперативность  доставки и разумную прибыль.  

Широкий пласт потребителей  хотел бы  получить дешевый бензин, керосин и природный газ, поставки которых были бы своевременными и не требовали больших затрат, а также сопровождались минимальным нанесением ущерба окружающей среде. Производители  и транспортные компании  хотят обеспечить  дешевые и  надежные поставки и транспортировку  и также получить разумную прибыль.

Регуляторы правительства  хотят справедливого и конкурентного рынка.  Активисты экологических организаций хотят остановить загрязнение окружающей среды.

Все эти заинтересованные группы имеют большие разногласия и между собой, и внутри себя, но именно использование трубопроводов позволяет им прийти к консенсусу. 

Трубопроводные системы сегодня стали стратегическими транспортными инфраструктурами в большинстве стран. Например в США, Департаментом внутренней безопасности, газопроводы  определены как важнейшие объекты инфраструктуры, поскольку как они обеспечивают около двух третей энергетических потребностей Америки, и имеют важное значение для обеспечения жизнедеятельности населения, функционирования  обороны,  экономики и промышленности.

А для такой страны как Россия, с ее суровым климатом и гигантскими расстояниями, нефте- и газопроводы являются ключевым элементом в обеспечении внутренней и внешней безопасности.

Будущее трубопроводных систем представляется одновременно ярким и сложным. Они будут продолжать нести на себе основной груз по обеспечению растущего населения  энергией, но к требованиям надежности прибавятся все увеличивающиеся требования безопасности.

Разрастание международной угрозы делает трубопроводные системы идеальной мишенью для террористических групп, в их деле дестабилизации мира.  Инженеры и проектировщики  должны будут все больше работать с оглядкой на безопасность, чтобы защитить эти сложные, дорогостоящие и жизненно важные для человечества объекты от любой угрозы.

Фил Хопкинс.

Международный институт нефтегазовых технологий.

Трубопроводы для нефти и газа: PDF-версия страницы

Нефтепроводы

Виды трубопроводов предназначенных для транспортировки нефтепродуктов и непосредственно самой нефти.

В зависимости от перемещаемого вещества, трубопроводы делятся на различные классы и получают своё название в зависимости от перемещаемого нефтепродукта:

• Мазутные;
• Керосиновым;
• Бензиновым;
• И т. п.;

Нефтепровод, обеспечивающий транспортировку между различными агрегатами и нефтяными скважинами, называется «Промысловый».

Магистральный нефтепровод

Вид нефтепроводов применяемых для транспортировки нефти и нефтепродуктов на значительные расстояния.

Трубопроводы данного вида классифицируется в зависимости от номинального диаметра (DN) трубопроводов:

I — от DN1000 до DN1200.;

II — то же, свыше DN500 до DN1000.;

III — то же, свыше DN300 до DN500.;

IV — DN300 и менее;

Присваивать категорию магистральному нефтепроводу следует согласно таблице 3 (СНиП 2.05.06-85):

Части трубопроводов

В составные части трубопроводов входят:

В сопутствующие части трубопроводов входят:

• опоры;
• опорные сёдла;
• рёбра жёсткости;
• шпангоуты;
• бандажи;
• фланцы;
• отводы;
• заглушки;
• клапаны;
• дисковые затворы.

Газопроводы

Классификация трубопроводов обеспечивающих транспортировку и распределение газа от газовых месторождений (или заводов), до потребителей.

Газопроводы подразделяются по категориям в зависимости от давления, категории газопроводов приведены в таблице 4:

Давление внутренних газопроводов и установок, использующих газ должно соответствовать параметрам указанных в документации на конкретное оборудование, но не должно быть выше значений, указанных в таблице 5 (СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы.)

Магистральные газопроводы

Класс газопроводов предназначенных для транспортировки газа от заводов или газовых месторождений до газораспределительных станций (ГРС). Затем (после ГРС) газ поступает в сеть газоснабжения (производственных объектов, городов, посёлков, и т.п.).

В зависимости от давления в газопроводе трубопроводы группируются по классам (СНиП 2.05.06-85):

I — свыше 25 до 100 кгс/см включительно.

II — свыше 12 до 25 кгс/см включительно.

Êëàññèôèêàöèÿ òðóáîïðîâîäîâ ïî ìàñøòàáó

Ñóùåñòâóþò ñëåäóþùèå âèäû òðóáîïðîâîäîâ ïî èõ âåëè÷èíå:

Ìàãèñòðàëüíûå òðóáîïðîâîäû òðàíñïîðòèðóþò ðàçëè÷íûå âåùåñòâà íà äàëüíèå ðàññòîÿíèÿ. Êàê ïðàâèëî, èõ èñïîëüçóþò äëÿ ïåðåêà÷êè íåôòè, ãàçà è òîìó ïîäîáíûõ âåùåñòâ. Ìàãèñòðàëüíûå òðóáîïðîâîäû âêëþ÷àþò â ñåáÿ íàñîñíûå (êîìïðåññîðíûå) è ãàçîðàñïðåäåëèòåëüíûå ñòàíöèè, ëèíåéíóþ ÷àñòü è óñòàíîâêè ïî ïîäãîòîâêå òðàíñïîðòèðóåìûõ âåùåñòâ. Ðåæèì ðàáîòû òàêèõ íàñîñîâ – íåïðåðûâíûé (ñáîè â ðàáîòå ìàãèñòðàëåé íîñÿò ñëó÷àéíûé õàðàêòåð èëè âûçâàíû íåïîëàäêàìè â ñèñòåìå).

Òåõíîëîãè÷åñêèå òðóáîïðîâîäû èñïîëüçóþò íà ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèÿõ. Çäåñü ïðîèñõîäèò ïåðåêà÷êà ëþáûõ íåîáõîäèìûõ äëÿ ðàáîòû âåùåñòâ: ñûðüÿ, ãîðÿ÷åé âîäû, ïàðà, òîïëèâà, ãàçà è ò.ä. Òàêæå ïîñðåäñòâîì òåõíîëîãè÷åñêèõ òðóáîïðîâîäîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ òðàíñïîðòèðîâêà ïåðåðàáîòàííûõ âåùåñòâ è îòõîäîâ.

Êîììóíàëüíî-ñåòåâûå òðóáîïðîâîäû ïðèìåíÿþò äëÿ òðàíñïîðòèðîâêè òåïëà (ãîðÿ÷åé âîäû è ïàðà) è áûòîâûõ îòõîäîâ. Ìîíòàæ òàêèõ òðóáîïðîâîäîâ äîñòàòî÷íî ñëîæåí, òðåáóåòñÿ ìíîæåñòâî ïåðåõîäîâ, èçãèáîâ, òðàíçèòíûõ è ðàñïðåäåëèòåëüíûõ ñîåäèíåíèé. Ê ñ÷àñòüþ, ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî èçíîñîñòîéêèõ è íåïðîìåðçàþùèõ ìàòåðèàëîâ, ÷òî ñóùåñòâåííî îáëåã÷àåò ðåìîíòèðîâàíèå ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ. Â çàâèñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ, êîììóíàëüíî-ñåòåâûå òðóáîïðîâîäû ïîäðàçäåëÿþò íà òðàíçèòíûå, ðàñïðåäåëèòåëüíûå è îòâåòâëåíèÿ.

Ñóäîâûå òðóáîïðîâîäû ñëóæàò äëÿ ïåðåêà÷êè æèäêîñòåé íà ñóäîâîì òðàíñïîðòå. Îíè èìåþò ðàçëè÷íûå ðàáî÷èå ïàðàìåòðû, óñëîâèÿ ýêñïëóàòèðîâàíèÿ, ïðîòÿæåííîñòü è íàçíà÷åíèå.

Ìàøèííûå òðóáîïðîâîäû ÿâëÿþòñÿ ñàìûìè ìåëêèìè îòíîñèòåëüíî îñòàëüíûõ âèäîâ. Âñòðå÷àþòñÿ â ëþáîì òðàíñïîðòíîì ñðåäñòâå ñ äâèãàòåëåì è ñëóæàò äëÿ ïåðåäà÷è òîïëèâà, ìàøèííîãî ìàñëà è îõëàæäåííîãî âîçäóõà.

Канализационные трубопроводы

Канализационные трубопроводы применяются для отведения и сброса сточных вод за пределы промышленных объектов и населённых пунктов.

В напорных канализационных трубопроводах среда перемещается под избыточным давлением, в без напорных — самотеком.

Канализационные системы согласно СНиП 2.04.01-85 классифицируются:

• Бытовая — применяется для перемещения сточных вод от санитарно-технических устройств (унитазов, ванны, умывальников, бассейнов, и т.п.);
• Производственная — применяется для отведения различных видов промышленных сточных вод;
• Объединенная — применяется для перемещения бытовых и промышленных сточных вод «совместно». При возможности и допуске их совместного транспортирования и последующей очистки;
• Внутренние водостоки — применяются для удаления дождевой и талой воды с кровли здания.

Контроль состояния трубопровода

Мониторинг состояния трубопроводов проводится ультразвуковым и инфразвуковым методами, которые позволяют отслеживать коррозию, повреждения, дефекты и деформации труб.

В 2019 году российские учёные из Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) Сибирского отделения РАН разработали технологию, позволяющую с помощью изучения акустических шумов следить за состоянием опор трубопроводов. Данный метод подходит также для оценки надежности опор мостов и строительных балок. Изучение акустических шумов, снимаемых со стенок трубопровода, позволяет отслеживать возможное ослабление опорных конструкций, по которым проложен трубопровод, и своевременно предотвращать возможные аварии. Метод, разработанный российскими учёными, позволяет определить снижение устойчивости опор на самой ранней стадии. Метод основан на измерении акустических характеристик в пролётах труб с помощью вертикального геофона и одноканальных цифровых регистраторов. Методика анализа проста, дёшева и не требует существенных затрат вычислительных мощностей.

Защита трубопроводов

В зависимости от типа трубопровода и вида прокладки могут использоваться защитные покрытия:

При открытой прокладке трубопроводов в качестве антикоррозионных изоляционных материалов применяются:

Вид теплоизоляционного покрытия определяется температурой транспортируемой среды, условиями и видом прокладки труб.

Для предотвращения быстрого изнашивания труб от механических и других воздействий на переходах через препятствия (реки, озёра, автомобильные дороги, железнодорожные пути и т. д.) их прокладывают в защитных кожухах, то есть прокладка трубы производится внутри другой трубы большего диаметра, не менее чем на 200 мм. В технической литературе кожух также называют «чехлом», «футляром» или «патроном».

Для транспортировки агрессивных сред трубопроводы защищают от коррозии изнутри, покрывая их стойкими материалами: резиной (гуммирование), пластмассами, минеральными эмалями, цементным раствором.

Трубопроводы, прокладываемые в траншеях, на дне водоёмов, болот и т. д. защищают специальной антикоррозионной изоляцией в зависимости от коррозионных свойств грунтов и грунтовых вод.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...