Магистральные трубопроводы: определение, виды

Магистральные трубопроводы: виды, классификация

Магистральные трубопроводы – это многосоставные конструкции, которые транспортируют минеральное сырье из места его добычи до пункта конечного потребления. В систему магистралей входят не только сами трубы, но и комплекс трубопроводного техоборудования: подвески, опоры, запорно-регулирующие фитинги и др.

Виды трубопроводов

Масштабные сооружения, которые упрощают перемещение жидких, газообразных и твердых сред, имеют классификацию. Они делятся на разные типы.

Магистрали различают по техническим параметрам, транспортируемым средам, способу прокладки, величине конструкции и др.

По техническим характеристикам

Трубопроводы адаптированы к разному уровню давления в системе:

• Класс 1: 2,5-10 МПа.
• Класс 2: 1,2-2,5 МПа.
• Класс 3: До 1,2 МПа.

В первые две группы входят сети, которые работают с газом, нефтепродуктами, тепловыми сетями. К третьей категории относятся системы канализации. В них вещества движутся по естественному уклону грунта.

Сооружения прокладывают в регионах с разным климатом. Поэтому их также различают по температурному режиму. Выделяют сети:

• холодные ‒ рассчитаны на температуру ниже нуля.
• нормальные ‒ исправно функционируют в температурном диапазоне от +1 до +45 0С.
• горячие ‒ сохраняют работоспособность при повышении температуры до +46 0С и выше.

Еще одна популярная классификация магистральных трубопроводных сетей – по диаметру трубы. Выделяют 4 основных группы. Их диаметр составляет:

• 1-1,2 м;
• 0,5-1 м;
• 0,3-0,5 м;
• менее 0,3 м.

По способу монтажа

Магистральные линии собирают разными способами. Выбирая метод сборки, инженеры учитывают назначение трубопровода, тип грунта, особенности ландшафта (естественные и искусственные преграды на пути маршрута). Также во внимание принимают бюджет проекта и стоимость его технического обслуживания.

Типы прокладки магистралей:

• Наземный. Участки труб ставят на заранее подготовленные опоры (балочный или арочный способ). Они надежно фиксируют детали в исходном положении по проекту, предотвращая сеть от провисания и смещения под воздействием сезонных сдвигов почвы.
• Подземный. В грунте подготавливают канавы/траншеи, в которые помещают секции труб. При необходимости обогнуть преграды на местности участки линии приподнимают из траншей на опорах или протягивают их через тоннели. Подземный монтаж характерен для магистральных нефтегазопроводов, которые функционируют под высоким давлением. При этом системы не размещают через населенные пункты, морские порты, ж/д мосты и подобные объекты.
• Подводный. Основные секции (реже – всю магистраль) фиксируют ниже поверхности воды. Речной, болотный, морской способы прокладки подходят для нефте- и газопроводов.

Виды рабочих сред

Трубопроводы прокладывают для передачи веществ в твердом, жидком, газообразном состоянии на дальние расстояния. В первую очередь линии строят для транспортировки сред, которые опасно и затратно перевозить железнодорожным или водным транспортом (например, нефтепродукты, углеродные сжиженные газы, природные газы).

В зависимости от типа рабочего материала различают следующие системы:

• нефтепроводы;
• газопроводы;
• бензопроводы;
• керосинопроводы;
• мазутопроводы;
• паропроводы;
• теплопроводы;
• водопроводы.

Химический состав рабочих веществ имеет разную степень агрессивности. Поэтому транспортируемые среды делят на:

• агрессивные;
• среднеагрессивные;
• слабоагрессивные;
• неагрессивные.

Трубы для магистральных трубопроводов

При выборе материала для сооружения магистрали учитывают несколько факторов: климатические условия эксплуатации, агрессивность транспортируемых сред и др.

Какие трубы применяются для строительства? Наиболее распространены долговечные, устойчивые к атмосферной и почвенной коррозии металлические конструкции (стальные, чугунные). Рассмотрим особенности систем из разных материалов:

• Стальные трубы. Их популярность обусловлена прочностью, надежностью, простотой сварки, экономичностью. Стальные детали из низко- и среднелегированных сплавов выдерживают повышенное внутреннее давление, устойчивы к перепадам температур.
• Чугунная арматура. Востребована при прокладке подземных коммуникаций в условиях повышенной нагрузки на грунт. Обладает устойчивостью к коррозионным поражениям, долговечностью. Недостаток чугуна – хрупкость, поэтому материал, в основном, задействуют при сооружении систем водоснабжения, водоотведения, которые работают под низким напором.
• Конструкции на основе полимеров (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид). Гибкость пластиковых элементов позволяет нивелировать тепловые расширения материала, небольшие сдвиги слоев земли. Полимеры устойчивы к коррозионным процессам, долговечны. Они распространены при создании объектов газо- и водоснабжения, тепловых сетей.

Реже строят трубопроводы из бетона, асбестоцемента. Такие системы устойчивы к ржавчине, рассчитаны на длительное время использования при отсутствии сильных вертикальных и горизонтальных нагрузок на коммуникацию.

В магистральные системы ставят трубы длиной 10-11 м, которые отличаются по способу производства. Технология влияет на рабочее давление конструкций. Они могут быть:

• бесшовными ‒ их установка ограничена диаметром 529 мм;
• с продольным швом;
• со спиральным швом.

В зависимости от климатических условий, трубопрокат подразделяют на:

• Обычный. Рассчитан на температурные показатели от нуля градусов по Цельсию и выше. Обычные детали применяют при обустройстве магистралей в южных и средних широтах страны.
• Северный. Номинальная температура эксплуатации составляет от -20 до -40 градусов по Цельсию.

Современные магистральные трубопроводы испытывают значительные внешние нагрузки (ультрафиолет, осадки и др.). Чтобы увеличить износостойкость труб, сделать их термостойкими и водонепроницаемыми, специалисты используют защитные составы. Поверхность деталей помещают в ППУ-оболочку, покрывают стекловатой или минеральной ватой, битумом и другими материалами.

Монтаж

Проектирование, прокладку трасс (расстояние до населенных пунктов, глубину размещения линии и др.) регламентируют стандарты.

Для каждого типа трубопровода подбирают трубопрокат и способ его установки с учетом эксплуатационных нагрузок и назначения линии.

При сборке стальных магистралей используют одиночный метод или применяют технический коридор (т.е. располагают параллельно идущие трубы).

Рассмотрим вкратце процесс монтажа подземного магистрального газопровода. Он состоит из нескольких этапов:

Магистральные трубопроводы: определение, виды

Магистральными называют трубопроводы, которые транспортируют газообразные, жидкие, твердые среды от места их добычи до потребителя. Магистрали характеризуются:

• большой протяженностью;
• высокой пропускной способностью;
• непрерывным режимом работы.

Конструкция магистральных трубопроводов включают в себя трубы, трубопроводное оборудование:

• опоры;
• подвески;
• тепловую изоляцию;
• запорно-регулирующую арматуру;
• контрольно-измерительные приборы и т.д.

По пути прокладки такие системы снабжают:

• мостами, тоннелями для обхода препятствий;
• напорными, приемными станциями для обслуживания;
• насосным оборудованием.

Примером магистрали может служить «Дружба», крупнейшая в мире система магистральных нефтепроводов, транспортирует нефть из Альметьевска, Татарстан, в Восточную и Западную Европу.

Другой пример – водопроводные магистрали, которые применяют в гражданской сфере, снабжая водой отдельные дома и целые промышленные предприятия.

Для чего они нужны?

Перевозка нефтепродуктов водным и железнодорожным транспортом на дальние расстояния сопряжена с определенным риском и большими затратами. Магистральные трубопроводы упрощают транспортировку сырья из регионов, где его добывают, до мест конечного потребления. Трубопроводный транспорт:

• обеспечивают дальность перекачки, почти бесперебойную работу во время всей эксплуатации;
• работает в разных климатических условиях – может быть проложен через любые регионы.

Возведение трубопроводов из года в год подвергается механизации строительно-монтажных работ. Это упрощает процесс строительства, снижает стоимость транспортировки сырья.

Классификация

Магистрали разделяют по рабочим показателям, транспортируемым средам.

Технологические характеристики

Свод Правил 36.13330.2012 разделяет трубопроводы по рабочим параметрам. Классификацию используют при прокладке линий в разных природных условиях.

По рабочему давлению в системе:

• I – 2,5-10 МПа;
• II – 1,2-2,5 МПа.

Давление необходимо для линий, по которым перемещается вода, газ, нефть, тепловых сетей. Системы канализации работают без давления, среда в них движется под действием естественного уклона почвы.

По номинальному диаметру (DN) труб:

• I –1000-1200 мм;
• II – 500-1000 мм;
• III – 300-500 мм;
• IV – Менее 300 мм.

По температурному режиму трубопроводы:

• холодные – t +46 ⁰C.

Транспортируемые среды

По магистрали транспортируют рабочие вещества разной степени агрессивности (коррозионной активности). Агрессивность определяется относительно материала, из которого произведена труба. Среды:

• неагрессивные;
• слабоагрессивные;
• среднеагрессивные;
• агрессивные.

Главные вещества, которые транспортируют по магистралям, – природный газ, нефть, нефтепродукты (бензин, мазут, сжиженные газы); сжиженные углеводороды; вода. В зависимости от этого выделяют магистральные:

• паропроводы;
• водопроводы;
• теплопроводы;
• газопроводы;
• нефте-, нефтепродуктопроводы;
• бензопроводы;
• керосинопроводы;
• мазутопроводы;
• щелочепроводы и т.д.

Последние относят к узкоспециализированным и применяют редко.

Трубы магистральных трубопроводов

Материал для труб выбирают, опираясь на климат эксплуатации, агрессивность среды и давление в системе.

1. Сталь. Для производства арматуры используют марки стали:
   • углеродистые;
   • низколегированные;
   • легированные;
   • высоколегированные;
   • нержавеющие.

Стальные детали выдерживают высокое внутреннее давление, легко свариваются, устойчивы к большому диапазону температур, применяются даже в северных регионах страны. Рабочее давление определяется методом производства. По этому критерию трубы: бесшовные, с продольным или спиральным швом.

• устойчивы к коррозии;
• служат неограниченное время при отсутствии сильных горизонтальных, вертикальных нагрузок;
• выдерживают низкие, высокие температуры;
• не подвержены тепловому расширению.

Внутренняя поверхность труб не накапливает минеральные отложения. Недостаток – хрупкость, сложность транспортировки. Применение – техническое водоснабжение, канализации, водоотведение.

Для защиты от внешнего воздействия трубы дополнительно покрывают составами:

• диэлектрическими – от коррозии, создаваемой блуждающими токами;
• водонепроницаемыми;
• термостойкими.

В качестве материалов для покрытия используют битум, минеральную вату, стекловату, ППУ-оболочку, полиэтиленовую изоляцию, фольгоизол и др.

Прокладка

Сборку магистральных трубопроводов производят через плоскогорья, леса, гористую, болотистую местности, трассы и другие природные, искусственные препятствия. Прокладка бывает:

1. Наземной – трубы устанавливают на опоры, которые фиксируют их в проектном положении, защищают конструкцию от провисания, сезонных размывов грунта.
2. Подземной – трубы размещают в почве, в заранее вырытых траншеях. Там, где необходимо обойти препятствия, участки линии поднимают на опорах или проводят через тоннели. Чтобы предотвратить ржавление, арматуру защищают изоляцией.
3. Подводной (речной, морской, болотной) – устанавливают ниже поверхности воды в качестве участков основных линий или всей магистрали. На морском дне прокладывают газо-, нефтепроводы.

Способ устройства линии выбирают, исходя из:

• назначения системы;
• сооружений на пути маршрута;
• разновидностей грунтов;
• бюджета на строительство;
• стоимости обслуживания.

Магистральные нефте-, газопроводы с высоким давлением укладывают только подземным способом. Коммуникации не должны проходить через населенные пункты, авто-, железнодорожные мосты, переезды, морские порты. Электросети для обслуживания трубопроводного оборудования вблизи таких систем также не строят.

Узнайте точную цену на продукцию и доставку

Отправьте заявку в любое время.
Мы свяжемся с Вами в рабочие часы.

Мы постоянно развиваемся и предлагаем отличный сервис и хорошие цены

Наименований производимой продукции: типовых опор, и опор по чертежам заказчика

За это время нами был накоплен богатый опыт в производстве опор трубопроводов и металлоконструкций.

Магистральные трубопроводы. Виды и особенности прокладки сетей различного назначения

Магистральные трубопроводы — это сооружения, которые осуществляют транспортировку нефти, нефтепродуктов, воды, газов и прочих веществ с производства или места добычи к конечной точке применения. К магистральным трубопроводам относятся основные трубы и их ответвления. Подобные сооружения имеют классификацию и делятся, согласно ей, на множество типов.

Магистральные трубопроводы транспортируют жидкости и газы как в пределах небольших районов, так и на огромные расстояния

Зачем нужны магистральные трубопроводы?

Промышленные и магистральные трубопроводы осуществляют транспортировку разного рода сырья. Газ, нефть, вода и многие другие вещества проходят по этой конструкции к местам, где их употребляют по своим нуждам бытовые и промышленные потребители, предприятия переработки и прочие объекты.

Трубопроводные конструкции на сегодняшний день занимают важные позиции в инфраструктурах многих стран. Магистральные сооружения влияют на экономику, промышленность и обеспечивают жизнедеятельность населения.

С каждым годом к показателям надёжности этих конструкций добавляются новые требования безопасности. Такие важные стратегические объекты выполняют задачу по обеспечению людей энергией, без которой трудно представить современную жизнь.

Виды магистральных трубопроводов

Магистральные конструкции, которые осуществляют транспортировку различного рода продуктов, могут быть разных видов. Их типы определяют по тем или иным параметрам.

Каждый тип трубопровода работает под определенным давлением и по этому критерию сети делятся на классы

В зависимости от показателей рабочего давления трубопроводы бывают:

К первому классу относятся конструкции с самыми высокими показателями рабочего давления, более 25 кгс/см². Второй класс обладает средним уровнем давления — от 12 до 25 кгс/см². Давление для третьего класса является самым низким — до 12 кгс/см².
Помимо этого, подобные конструкции разделяют на:

• магистральные;
• местные.

Магистральные трубопроводы, как уже было сказано, осуществляют перемещение различных продуктов от мест, где их добывают, до потребителей. Местные, в свою очередь, используются для сбора природного газа и распределения его в населённых пунктах или же на производствах различной направленности.

Кроме этого, существует классификация этих конструкций по диаметру. Исходя из показателей диаметра труб, выделяют 4 основных класса:

I — диаметр от 1000 и до 1200 мм;

II — с 500 до 1000 мм;

III — от 300 до 500 мм;

Существует несколько разновидностей магистральных конструкций по тому, как их прокладывают:

1. Наземные. Такой тип прокладывают на специальных опорах, используя арочный или балочный метод. В редких случаях применяется висячий метод.
2. Подземные. Прокладка этого типа трубопроводов осуществляется в почве посредством специальных канав. Помимо этого, конструкции могут монтироваться на опорах в тоннелях.

Магистрали делятся на наземные и подземные; первые устанавливаются на опорах либо просто укладываются на землю

Иногда встречаются ещё два типа конструкций: подводные и плавающие. Их применяют при прокладке по дну естественных водоёмов или же на поверхности воды.

Помимо этого, трубопроводы принято разделять по величине конструкции на:

1. Магистральные конструкции. Осуществляют транспорт разных веществ на многокилометровые расстояния. В большинстве случаев они переносят нефтегазовые продукты. В состав магистральных конструкций входят различные насосные установки и газораспределительные устройства. Помимо этого, они имеют линейные части и специальные агрегаты, которые выполняют подготовительную работу. Функционирование насосов осуществляется непрерывно. Сбои происходят редко, неполадки в конструкции устраняются очень быстро.

2. Технологические конструкции. Такие системы применяются на различных предприятиях. Они транспортируют необходимые для функционирования предприятия вещества: пар, газ и т. д. Помимо этого, они выполняют функцию отвода отходов производства.

3. Коммунально-сетевые трубопроводы. Применяются для переноса горячей воды или пара. Установка таких систем отличается своей сложностью. По выполняемой работе такие системы подразделяются на: транзитные, распределительные и разветвления.

Обратите внимание! Для того, чтобы смонтировать коммунально-сетевой трубопровод, требуется огромное количество комплектующих и соединительных деталей. Однако, благодаря тому, что современный рынок позволяет приобрести качественные термостойкие и износостойкие детали из прочных и надёжных материалов, ремонт и монтаж системы значительно облегчается.

4. Судовые трубопроводы. Такие системы применяются для перекачки сырья на судах различных типов. Они обладают отличительными свойствами и техническими характеристиками, которые зависят от характера работы.

Магистрали на перерабатывающих предприятиях называются технологическими

5. Машинные трубопроводы. Конструкции, которые имеют небольшие размеры относительно других типов и выполняют функции по подаче топлива, машинного масла и т. д.

По характеру транспортировки жидкости встречаются следующие виды конструкций:

• напорные.
• безнапорные.

Первый тип обладает внутренним абсолютным давлением среды, равным 0,1 МПа. Второй тип осуществляет перемещение жидкости за счёт наклона сооружения.

Виды трубопроводов по схеме производства

Схема изготовления таких систем дифференцирует их на два типа:

Первый тип имеет последовательное соединение одной конструкции без ответвлений. Сечение такой системы может быть разного диаметра. Сложные конструкции являются сетью из труб и ответвлений. Такие конструкции могут обладать последовательными, параллельными и прочими вариантами соединения элементов.

Классификация трубопроводов по температуре и показателю агрессивности транспортируемого вещества

По температуре рабочей среды конструкции разделяют на три вида:

1. Холодные трубопроводы (менее 0 °C).
2. Нормальные сети(от +1 до +45 °C).
3. Горячие трубопроводы (выше 46 °C).

Простые магистрали — это прямые сети без разветвлений и сложных узлов

По показателю агрессивности среды бывают:

• слабоагрессивные;
• среднеагрессивные;
• неагрессивные.

Виды транспортируемых веществ

Магистральные конструкции осуществляют транспортировку огромного количества веществ в разных агрегатных состояниях.

Основные из них:

• природные газы, а также нефтяные углеводородные;
• углеводородные газообразные соединения, которые были получены искусственным путём;
• углеводородные газы сжиженного типа;
• нефть, которая транспортируется по трубопроводам от главных насосных станций до мест переработки;
• нефтепродукты, которые были получены путем переработки сырой нефти.

Полезная информация! Добытую нефть доставляют в нефтесборные пункты по специальным трубопроводам. Дальше по нефтесборным трубам она поступает на головные строения перерабатывающего предприятия.

Трубы для магистральных конструкций

Материал для трубопроводных конструкций выбирают, опираясь на многие показатели. Но в первую очередь выбор материала зависит от климатических условий. Помимо этого, важным критерием выбора материала является тип среды, транспортировку которой будет производить система. В основном применяются трубы из металла и пластика. Металлические трубы могут быть чугунными или стальными. Пластиковые, в свою очередь, подразделяют на: поливинилхлоридные (ПВХ), полиэтиленовые (ПЭ), полипропиленовые и прочие.

Стальные трубы пригодны для монтажа сетей любого назначения и типа

Кроме этого, можно встретить системы из бетона, асбестоцемента, керамики, стекла.

Самым популярным материалом, который применяется в изготовлении труб для магистральных систем, является сталь. Стальные изделия обладают рядом преимуществ: надёжность, прочность, экономичность, простота сварки. Магистральная труба из такого материала служит, как правило, достаточно долго и надёжно.

По методу производства все трубы для магистральных конструкций принято разделять на:

1. Не имеющие шва.
2. Имеющие продольный шов.
3. Имеющие спиральный шов.

Труба магистральная бесшовная применяется в конструкциях с диаметром до 529 мм. Сварные трубы используют с диаметром 219 мм и выше. Длина выпускаемых труб, как правило, колеблется от 10,5 до 11,6 м. Диаметр наружной поверхности и показатели толщины стенок труб подчиняются определённым стандартам.

Помимо этого, все трубы для трубопроводов подразделяют по климату, в котором они применяются на:

Обычные трубы используются при строительстве конструкций в средних и южных широтах, а северные — в холодных климатических условиях. Рабочая температура для первой группы труб — 0 °C и выше. Для северных труб эксплуатационная температура — от –20 °C до –40 °C.

Сталь, которая используется для трубопроводных элементов, подвергается разным вариантам обработки и является, как правило, низколегированной.

Для северных районов используются трубы особого типа, которые устойчивы к низким температурам

Прокладка трубопроводов

Виды монтажа магистральных систем могут осуществляться в нестандартных климатических условиях: в пустынях, горах, болотной местности, а также при переходах через различные природные препятствия.

Сборка трубопровода может производиться одиночным методом или с применением технического коридора. Во втором случае располагают параллельно идущие трубы. Расстояние от подземных и наземных конструкций до населённых пунктов и других построек определяются исходя из конкретного случая по размеру, диаметру, важности и другим показателям трубопровода.

Расстояние между параллельными трубопроводами рассчитывают исходя из правил технологий поточного строительства и других важных показателей. Глубину размещения конструкции определяют в зависимости от диаметра труб, входящих в её состав и особенностей местности. Эти данные представлены в таблицах ниже.

Таблица 1

Прокладка магистральных трубопроводов в местах шахтных разработок

В местах, где планируется или уже проходит горная выработка, прокладку магистральных систем рассчитывают, опираясь на все необходимые требования и технические нормы. При расчёте обязательно нужно учитывать показатели прочности трубопровода и особенность местности. Не следует забывать про то, что земная поверхность влияет на деформацию конструкции.

Важно! Строительство магистральных трубопроводов разрешается практически в любых горно-геологических обстоятельствах. Трасса конструкции должна быть согласована с планом горных работ и пролегать в тех участках, где уже закончилась добыча определённого вещества. Это очень важный момент, так как несогласованная с общими планами производства прокладка трубопровода может помешать работе всей шахты.

При прокладке трубопроводов следует учитывать рельеф местности, так как неровный грунт может приводить к деформации труб

Таблица 2

Помимо этого, в условиях горных выработок, осуществляется оснастка системы труб специальными устройствами — компенсаторами. Эти устройства выполняют защитную функцию, увеличивая деформационную способность труб.

В случае, если подземная прокладка невозможна , выполняют надземную. Также этот тип монтажа рекомендуется, если не исключены провалы грунта. Изоляцию таких трубопроводов проводят по всем техническим правилам и нормам. Современное производство труб предлагает изделия с уже нанесенным термоизолирующим и защитным слоем – это трубы в ППУ-изоляции.

В процессе своей работы трубопроводы переносят действие разных климатических условий. Магистральная труба, которая проложена в почве, «ощущает на себе» воздействие почвенной коррозии. Если же трубопровод проходит над землёй, то он подвержен атмосферной коррозии.

Конструкции, которые прокладываются под землёй, защищают от разрушения двумя вариантами защитных покрытий: нормальное, усиленное. Усиленное покрытие используют в двух случаях: трубопровод сделан из сжиженной стали или его диаметр превышает 1020 мм и более. Также подобная изоляция применима при повышенных показателях солей в почве, которая служит рабочей средой для системы труб и при прокладке трубопроводов в болотистых местностях или на подводных переходах. Кроме этого, для предотвращения губительного воздействия коррозии используют пассивные и активные средства. К пассивным относят изоляцию, а к активным — электрохимическую защиту.

Для защиты сети от коррозии и механических повреждений используют трубы с заводской изоляцией

Защита окружающей среды

Проектируя строительство магистральных трубопроводов, не стоит забывать о предохранительных мерах по защите окружающей среды. Транспортируемые по сетям вещества зачастую обладают химически вредными показателями и при утечках могут создавать экологические катастрофы локального типа.

В первую очередь конструкция должна обладать всеми техническими характеристиками для применения её в тех или иных климатических условиях. Должна предусматриваться изоляция и защита труб от губительных коррозийных воздействий. Возможность разрушения поверхности трубы должна быть сведена к минимуму.

Важно! Если место прокладки конструкции подвержено почвенной эрозии, то должны проводиться работы по его укреплению для предотвращения опасности.

В сложных температурных условиях или в активных сейсмических районах необходимо снабжать трубопроводы специальной изоляцией и устанавливать по их длине компенсаторы.

Магистральные сети – важная составляющая инфраструктуры любой страны, поэтому их проектирование и монтаж регламентируются строгими стандартами. Для каждого типа магистрали подбираются трубы и вид их установки с учетом климатических и прочих условий, в которых будет работать планируемая сеть.

Источник https://promng.ru/articles/magistralnye-truboprovody-vidy-klassifikaciya.html

Источник https://npm74.ru/blog/magistralnye-truboprovody-opredelenie-vidy/

Источник http://trubamaster.ru/vodoprovodnye/magistralnye-truboprovody.html