Строительство магистральных трубопроводов (2)

метки: Трубопровод, Сооружение, Труба, Диаметр, Сталь, Сварной, Электродуговой, Изготовить

Строительство магистральных трубопроводов представляет собой весьма сложную и ответственную операцию. К их прокладке и конструированию применяются жёсткие требования, отступления от которых являются недопустимыми. Регламентации подлежат все технологические параметры.Требования прописаны и законодательно закреплены в СНиП-ах, ГОСТ-ах, а также в СТО(стандарты организации) отдельных предприятий. В них указано множество важных характеристик, таких как способ сварки плетей, глубина засыпки, рабочее и испытательное давления и так далее. Но одним из наиболее важных параметров является выбор материалов для изготовления труб. Их характеристики должны обеспечивать безаварийное, надёжное функционирование трубопровода при заданных параметрах в течение всего срока эксплуатации. Сооружения магистральных трубопроводов являются объектами повышенной опасности, к тому же в отдельных местах нитки трубопроводов пересекают подземные коммуникации, автодороги, железнодорожные линии. В случае аварии и инцидентов на трассе МГ возможны не только перебои в газоснабжении (что в отопительный период уже само по себе представляет серьёзную опасность), но и нанесение вреда здоровью людей, вплоть до летального исхода. Всё это заставляет обращать повышенное внимание к выбору материалов для изготовления труб. Основное внимание здесь уделяется прочностным характеристикам ( рабочее давление, предел текучести, коэффициент упругости), но на производстве не менее важны и экономические показатели. Так как строительство трубопроводов сопряжено с большими материальными затратами, то выбор того или иного материала для производства труб осуществляется также из соображений экономической рентабельности.

Технологически, последнее слово в выборе материала остаётся за производителями труб, но фактически, рационалистически обоснованные требования потребителей заставляют производителей искать всё новые, более эффективные методы производства.

2.Основные требования.

Качество стали характеризуется следующими основными показателями: пределом текучести (σ_τ ), временным сопротивлением разрыву (σ_Βр ), относительным удлинением (δ), ударной вязкостью (а _н ) и относительным сужением (ψ).

Для труб из углеродистых сталей отношение предела текучести к временному сопротивлению должно быть не более 0,75, для труб из низколегированных сталей — не более 0,8 и для труб из специальных дисперсионно твердеющих и термически упроченных сталей — не более 0,85.

Применение стали в строительстве

... строительстве используют углеродистую сталь Ст3, которая идет на изготовление металлических конструкций гражданских и промышленных зданий и сооружений, трубопроводов, ... не всегда находят применение в строительной отрасли, так как основной объем стали уходит на конструкции из ... вязкость при отрицательных температурах. К стали для мостовых конструкций предъявляют специальные требования (ГОСТ 6713-75) по ...

Основные физические характеристики стали для труб следует принимать:

Таблица 1.

Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений и следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам и техническим условиям на трубы.

Пластическая деформация металла в процессе производства труб должна быть не более 1,2 %.

Размер труб характеризуется условным диаметром (D _y ), наружным диаметром (D _н ), толщиной стенки (s) и длиной (/).

Условный диаметр — номинальный диаметр изделия по присоединительным концам. Условный диаметр для стальных труб с постоянным наружным диаметром для различных давлений отличается от внутреннего диаметра, который изменяется в зависимости от толщины стенки. Например, для труб D _н = 1020 мм и S = 12 мм D y=1000 мм, для труб D _н = 1220 мм и S = 12 мм D _y =1200 мм.

табл. 3.1.4.

В связи с разнообразием климатических условий, в которых осуществляют строительство и эксплуатацию магистральных трубопроводов, трубы разделяют на две группы:

• к первой относятся трубы в обычном исполнении, предназначенные для прокладки в средних и южных районах с температурами: при строительстве от —40⁰ C и выше, при эксплуатации от 0⁰ C и выше;
• ко второй относятся трубы, предназначенные для прокладки в районах с отрицательными температурами (северные районы): при строительстве до —60⁰ C, при эксплуатации до —20 и —40⁰ C.

Трубы должны иметь сварное соединение, равное по прочности основному металлу трубы. Сварные швы должны быть плотными, без непроваров и трещин (допуски на размеры шлаковых включений и пор устанавливают государственные стандарты или технические условия на данный вид труб).

Отклонения от номинальных размеров наружных диаметров торцов электросварных труб на длине не менее 200 мм не должны превышать для труб диаметром 800 мм включительно величин, приведенных в ГОСТ 20295—74, а для труб диаметром более 800 мм — ±2 мм .

Овальность концов труб (отношение разности между наибольшим и наименьшим диаметрами в одном сечении к номинальному диаметру) не должна превышать 1 %, а кривизна труб— 1,5 мм на 1 м длины. Длина поставляемых заводом спиральношовных труб оговаривается заказом и должна быть не менее 12 м, а труб с продольным швом — не менее 10,5 м.

В металле труб не допускается наличие трещин, плен, расслоений, рванин и закатов. Зачистка внешних дефектов труб (кроме трещин) допускается при условии, что толщина стенки труб после зачистки не выходит за пределы допусков.

Сварные швы должны обеспечивать плавный переход от основного металла к шву без острых углов, подрезов и других дефектов формирования шва. Усиление наружного шва должно находиться в пределах 0,5—2,5 мм для труб с толщиной стенки до 10 мм включительно и 0,5—3 мм для труб с толщиной стенки более 10 мм. Высота усиления внутреннего шва должна быть не менее 0,5 мм.

Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом и иметь разделку кромок под сварку. Косина реза для труб диаметром до 800 мм включительно должна соответствовать требованиям ГОСТ 20295—74, а для труб диаметром более 800 мм должна быть не более 2 мм. Основной металл и сварные соединения труб диаметром 1000 мм и более полностью проверяют физическими неразрушающими методами контроля (ультразвуком с последующей расшифровкой дефектных мест рентгеновским просвечиванием), а концы труб длиной 200 мм должны проходить дополнительный рентгеновский контроль.

На заводе-изготовителе каждую трубу в течение 20 с подвергают гидравлическому испытанию на давление р _и , определяемое по формуле p _и = 200sR/D _вн , где R — расчетное напряжение, принимаемое равным 90 % минимального нормативного предела текучести;

d _вн — внутренний диаметр трубы.

Трубы для строительства магистральных трубопроводов и отводов должны отвечать требованиям СНиП 2.05.06-85* (ранее СНиП II-45—75), ГОСТа или техническим условиям. Для их изготовления применяют следующие стали: углеродистую обыкновенного качества; углеродистую обыкновенного качества конверторную (у); углеродистую качественную конструкционную (ГОСТ 1050—74); низколегированную конструкционную (ГОСТ 19281—73, ГОСТ 19282—73).

Трубы диаметром до 500 мм изготавливают из спокойных и полуспокойных углеродистых сталей, более 500 мм — из спокойных и полуспокойных низколегированных сталей. СНиП 2.05.06-85* задаёт основные требования и определяет значения расчеты характеристик.

Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений и следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам и техническим условиям на трубы.

Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) R ₁ и R ₂ следует определять по формулам:

; ,

Таблица 2

Характеристика труб	Значение коэффициента надежности по материалу k 1
1. Сварные из малоперлитной и бейнитной стали контролируемой прокатки и термически упрочненные трубы, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву, с минусовым допуском по толщине стенки не более 5% и прошедшие 100%-ный контроль на сплошность основного металла и сварных соединений неразрушающими методами	1,34
2. Сварные из нормализованной, термически упрочненной стали и стали контролируемой прокатки, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву и прошедшие 100%-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами. Бесшовные из катаной или кованой заготовки, прошедшие 100 %-ный контроль неразрушающими методами	1,40
3. Сварные из нормализованной и горячекатаной низколегированной стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой и прошедшие 100%-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами	1,47
4. Сварные из горячекатаной низколегированной или углеродистой стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой или токами высокой частоты. Остальные бесшовные трубы	1,55

Примечание: допускается применять коэффициенты 1,34 вместо 1,40; 1,4 вместо 1,47 и 1,47 вместо 1,55 для труб, изготовленных двуслойной сваркой под флюсам или электросваркой токами высокой частоты со стенками толщиной не болев 12 мм при использовании специальной технологии производства, позволяющей получить качество труб, соответствующее данному коэффициенту k ₁ .

Таблица 3