Трубопроводы, называющиеся магистральными, необходимы в основном для перекачивания продуктов, находящихся в состоянии газа, а также жидких и твердых материалов.
Использование трубопроводов
Транспортируемые среды
Трубы для магистральных нефтепроводов
Чугунные материалы с погружным цинкованием
Нержавеющая сталь
Медь
Бетон
Прокладка трубопроводов
Защита трубопроводов от коррозии
Изоляционные покрытия
Битумные материалы
Электрохимическая защита трубопроводов
К трубопроводам такого типа относят трубопроводы и отводы от них, чей диаметр не превышает 1420 мм с избыточным давлением продукта, который транспортируется, не более 10 Мпа.
Трубопроводное оборудование включает в себя следующие компоненты помимо самих систем труб:
поддерживающие конструкции;
подвески;
теплоизоляцию материалов;
защиту систем труб от влаги и конденсата;
регуляторную аппаратуру и ее элементы;
измерительные приборы и оборудование для контроля и анализа.
Для обслуживания и ремонта оборудования, а также самих систем трубопроводов используются напорные и приемные станции.
Примером такой нефтепроводной магистрали является «Дружба» – одна из крупнейших в России систем магистральных трубопроводов, транспортирующих нефтепродукты из Татарстана в страны СНГ. Ещё одним примером подобного рода является водопроводная магистраль, которая используется в повседневной жизни граждан, обеспечивая водоснабжение в определенных домах, городских жилых комплексах и производственных предприятиях.
Использование трубопроводов
Транспортировка газа и нефти, а также других продуктов с помощью танкеров либо поездов является достаточно рискованной и затратной операцией. Нефтепроводы, по которым сырье поступает в места конечного потребления, значительно облегчают его перевозку и в разы уменьшают стоимость транспортировки.
Магистральные трубопроводы:
обеспечивают высокую скорость перекачки продуктов и бесперебойность работы в течение всего срока службы оборудования.
могут пролегать через любые регионы, так как их конструкция позволяет работать системам в любых погодных и атмосферных условиях.
Трубопроводы такого типа чаще всего используются для подведения коммуникаций в жилые дома, комплексы бизнес-зданий и предприятия.
Виды магистральных трубопроводов
Газо- и нефтепроводы, а также трубопроводы, перекачивающие другие вещества, разделяют по техническим характеристикам, а также по продуктам, транспортируемым с их помощью. Помимо этого, существует классификация по:
техническим системным нагрузкам (под ними подразумевается давление, которое могут выдерживать системы труб);
по внутреннему диаметру труб;
по температурам, которые выдерживают металлические конструкции, транспортирующие продукты.
Все эти пункты содержат свои собственные подразделения.
Транспортируемые среды
По магистральным трубопроводам часто транспортируются различные агрессивные химические вещества. Агрессивность варьируется с точки зрения материалов для изготовления систем труб, по которым производится транспортировка. Она может быть:
неактивной;
слабоактивной;
среднеактивной;
высокоактивной.
В качестве основных веществ, транспортирующихся по трубопроводам подобного рода, выступают естественные (природные) газы, нефтепродукты, дизель и бензин, керосин, щелочь.
Трубы для магистральных нефтепроводов
Трубопроводы должны быть прочными, выдерживать атмосферные воздействия, а наружные и внутренние поверхности не должна подвергаться коррозии и ржавлению. В связи с этим для производства магистральных нефтепроводов используются следующие материалы:
чугунные материалы с погружным цинкованием (оцинкованная сталь);
нержавеющая сталь;
медные пластмассы (поливинилхлоридные, полиэтиленовые, полибутеновые и полипропиленовые трубы);
многослойные металлические композитные материалы.
Каждый из этих материалов имеет свои отличительные черты и особенности.
Чугунные материалы с погружным цинкованием
Погружное цинкование делает трубы очень прочными и уменьшает риск образования отложений, однако не обеспечивает защиты от пятен ржавчины. Поскольку эти трубы разъедаются медной водой, их никогда не следует устанавливать вместе с медными компонентами.
Нержавеющая сталь
Трубы и компоненты трубопроводов, производящиеся из нержавеющей стали, способны выдерживать большие нагрузки, обладают отличной устойчивостью к перепадамтемператур и применяются даже на севере страны в экстремальных атмосферных и погодных условиях. Чтобы уточнить, какое давление способна выдерживать конкретная конструкция, вы можете связаться с производителем.
Медные трубы имеют гладкие внутренние стенки и весьма устойчивы к коррозии. На заводе их часто обшивают пластиком, что обеспечивает защиту от внешних воздействий. Также распространена оболочка с теплоизоляцией, защищающая от потерь энергии. Медные конструкции трубопроводов могут быть гибкими или производиться в виде систем жестких труб.
Бетон
Трубам, которые изготавливаются из таких материалов, как асбестоцемент, хризотилоцемент или бетон, не свойственно накопление отложений и минералов. Недостаток – хрупкость, сложность транспортировки. Применение – техническое водоснабжение, канализации, водоотведение.
Металлические композитные материалы
Различные производители предлагают многослойные композитные трубы, которые сочетают в себе преимущества металла и пластика: благодаря металлу они обладают высокой прочностью и имеют небольшую длину, благодаря пластику они устойчивы к коррозии, гибки и легко укладываются.
Прокладка трубопроводов
Конструирование и прокладку нефте- и газопроводов осуществляют через пересеченные и заболоченные, лесистые и горные участки местности. Протягивание магистральных трубопроводов может быть:
Проходящим над землей, когда системы труб фиксируют на опорах трубопроводов, защищающих конструкцию от нежелательных провисов и размывания почвы весной и осенью.
Располагающимся под землей, когда системы труб опускаются в специальные подготовленные траншеи.
Водным, когда металлоконструкции закладывают под водой или даже в земле (исключительно для нефте- и газопроводов) под толщей воды.
Трубопроводы, перекачивающие под давлением такие продукты как нефть и газ, устанавливаются в обязательном порядке под землей. Вблизи коммуникаций не должно располагаться населенных пунктов, переездов, причалов и т.д. Также невозможно близкое расположение относительно магистральных газо- и нефтепроводов линии электропередач.
Защита трубопроводов от коррозии
Системы труб, находящиеся под землей, подвергаются коррозии из-за влажности почвы и перепадов температур, а пролегающие над ней — из-за погодных условий и атмосферных осадков. Электрохимический механизм коррозии образует анодные и катодные фрагменты на поверхности трубопровода. Это происходит вследствие того, что между ними протекает электрический ток и металлические конструкции разрушаются.
Чтобы обеспечить защиту нефте- и газопроводов от коррозии и ржавления, используются различные методы. Их делят на пассивные и агрессивные.
Изоляционные покрытия
Покрытия изоляции, которые применяются на трубопроводах, пролегающих под землей, обязаны соответствовать базовым требованиям:
иметь высокие показатели по диэлектрическим свойствам;
равномерно распределяться по поверхности, без каких-либо промежутков и разрывов;
обладать водонепроницаемостью, механической прочностью, эластичностью и термостойкостью;
покрытия должны позволять производить механизированную обработку труб, а применяемые материалы должны соотносить в себе цену и качество.
Покрытия трубопроводов обычно наносятся для противодействия негативному воздействию коррозии на их эксплуатацию, пропускную способность и затраты на дальнейший ремонт.
Непокрытые трубопроводы, погруженные в почву, подвержены коррозии. Хотя остатки коррозии из этих трубопроводов могут быть удалены, утилизация этих фрагментов может нанести ущерб окружающей среде. Поэтому были введены строгие правила, в том числе практика нанесения покрытий на трубопроводах. Это предотвращает образование или переформирование ржавчины. Нанесение покрытия на трубы считается стандартной практикой и обеспечивает следующие преимущества:
Улучшенный поток газа. более гладкая поверхность обеспечивает повышенную пропускную способность. Различные исследования показали, что пропускная способность трубопроводов с покрытием намного выше, чем трубопроводов без него.
Более быстрый осмотр и ввод в эксплуатацию.Трубопроводы с покрытием высыхают быстрее, чем трубы без покрытия. Это означает, что ввод в эксплуатацию может быть быстрее и проще. Любой тип роботизированного контроля также упрощается благодаря повышенной мобильности оборудования по трубопроводу с покрытием.
Снижение затрат на электроэнергию. Это особенно верно в отношении компрессоров и насосных станций. Трубопроводы с внутренним покрытием могут значительно снизить затраты на сжатие и перекачку в течение срока службы трубы. Это, возможно, может увеличить финансовую окупаемость за три-пять лет, что означает значительную экономию.
Таким образом, это может служить экономичным и не требующим технического обслуживания вариантом борьбы с коррозией, обеспечивающим достаточную и надежную защиту.
Покрытия, содержащие в составе битум и использующиеся для изоляции могут применяться при температурах продукта, которые транспортируется по трубопроводу, не выше 40 С. Если же температуры вещества превышают это значение, используются защитные покрытия из специальных полимеров. Температуры до 70°С могут выдерживать полиэтиленовые напыленные покрытия порошкового типа, до 80°С — эпоксидно-эфирные.
Битумные материалы
Несмотря на то, что полимерные материалы имеют весьма высокотехнологичное электросопротивление, они очень уязвимы — любые острые дефекты на поверхности стали или камешки с легкостью прорезают подобную изоляцию.
В этом плане они значительно уступают материалам с битумом в составе, прорезать которые и нарушить слой покрытия довольно сложно. Однако и у покрытий на основе битумных мастик есть свои минусы: после продолжительного срока использования они начинают терять гибкость, эластичность и имеют тенденцию отходить от металлической конструкции нефте- или газопровода.
Электрохимическая защита трубопроводов
Даже высококачественные изолирующие покрытия изнашиваются за время использования и не осуществляют должную защиту пролегающих под землей систем от образующегося конденсата и соответственного ржавления. Таким образом, в технических нормативах и правилах определено, что безопасность нефте- и газопроводов должна обеспечиваться с помощью определенного комплекса мер — с помощью защитных изоляционных покрытий и средств электрохимической защиты.
Эффект электрической защиты металлических конструкций магистральных трубопроводов достигается за счет электролитической поляризации трубопровода, которая также называется катодной поляризацией. В случае катодной поляризации, которая происходит с помощью внешнего источника постоянного тока, защита такого плана называется катодной. Если же поляризация происходит с помощью присоединения каркаса труб к стали, имеющей отрицательный заряд, то такой вариант обозначается протекторной защитой.
