Основные способы прокладки трубопроводов

Разновидности газопроводов

Газопроводные коммуникации классифицируются в зависимости от давления и расположения.

По уровню давления могут быть:

Давление газа в трубе

• низкого давления (до 5 кПа);
• среднего давления (до 0,3 Мпа);
• высокого давления (до 1,2 Мпа).

Газопроводные коммуникации со средним и высоким показателем давления предназначаются для подачи газа к предприятиям промышленного производства и газораспределительным станциям, поэтому целесообразно строить их как ресурс для крупного производства.

Газопровод низкого давления используется для подачи газа непосредственно в жилища, таким образом, строить его необходимо для населенных пунктов, жилых и общественных объектов.

По расположению могут быть следующего вида:

• подземным;
• наземным;
• наружным;
• внутренним.

Монтаж каждого вида имеет свои особенности и нюансы. Выбор способа прокладки газопровода зависит от многих показателей, например, характерных свойств грунта, климатических условий.

Газопроводные коммуникации делятся на:

• магистральные газопроводы;
• газопроводы распределительных сетей.

Магистральные газопроводы. Предназначаются для доставки газа на большие расстояния. На определенных расстояниях должны быть установлены газокомпрессорные станции, которые предназначены для поддержания давления.

Газопроводы распределительных сетей предназначены для подачи газа от газораспределительных станций к потребителям.

Монтаж внутренних трубопроводов

Устройство внутренних трубопроводов в зданиях производят согласно требованиям СНиП 3.05.01-85. Этот нормативный документ распространяется на монтаж систем холодного и горячего водоснабжения, отопления, канализации, водостоков, вентиляции, кондиционирования воздуха.

Принципы прокладки водопровода

При диаметре труб 50 мм и более водопровод используют из чугунных труб, при диаметре ввода меньше 50 мм – из стальных труб. Место прохода водопровода должно отстоять от коллектора канализации, теплопроводов и газопроводов на расстоянии не менее 1,5 м. Ввод водопровода через стену здания необходимо обустраивать так, чтобы предотвратить его повреждение при возможной осадке. Магистральные водопроводные трубы в жилых и общественных зданиях прокладывают в подвалах, а на производственных предприятиях в чердачных помещениях или по стенам технического этажа.

Схема монтажа водопровода в доме.

Горизонтальные трубопроводы укладывают с уклоном 0,002 – 0,005 в сторону ввода для опорожнения труб от воды при ремонте. На внутренних водопроводных сетях ставится арматура: вентили, задвижки, водоразборные краны, обратные клапаны, смывные краны и смесители. Монтаж водопроводной сети осуществляется таким образом, чтобы трубы отступали от стен на 15 – 20 мм и имели уклон 0,002 – 0,005 в сторону водоразборных кранов. При этом в самых низких участках магистрали устанавливают пробки для выпуска воды. Допускается отклонение водопроводных стояков от вертикали не более 2 мм на 1 м длины. В участках прохода труб через перекрытия они заключаются в гильзы из кровельной стали.

Особенности монтажа канализации

Водоотведение может осуществляться централизованно через городские канализационные сети или для отдельных групп зданий через местную систему. Местные системы водоотведения предназначаются для удаления и обезвреживания сточных вод в количестве не более 12 м3 в сутки при отсутствии централизованной канализации. Местную систему водоотведения можно применять, если нет опасности загрязнения почвы и грунтовых вод, используемых для водоснабжения.

Схема канализации в частном доме.

Для устройства внутренней канализации монтируют чугунные или (реже асбестоцементные). Начинают монтаж со сборки стояков, которую ведут снизу вверх, при этом трубы размещают строго вертикально. Диаметр стояка канализации при подсоединении унитаза должен составлять 100 мм, а при подсоединении других источников стоков может быть 50 мм. Над канализационными стояками устанавливают , которые должны на 50 мм превышать диаметр стояка и выходить на 0,7 м выше кровли. Для возможности прочистки канализационные трубы внутри здания оборудуются ревизиями, которые монтируются возле поворотов и мест соединения нескольких труб. Их устанавливают на расстоянии не более 12 – 15 м друг от друга при диаметре трубы 50 и 100 мм соответственно, а также над каждым отступом и под санитарными приборами.

Выпуск внутренней сети канализации прокладывают от смотрового колодца. Для этого делают отверстие в фундаменте дома размером 40х40 см и после проведения трубы заделывают его глиной с оштукатуриванием цементным раствором. Длина выпуска от стояка до смотрового колодца не должна превышать 10 м для трубы диаметром 50 мм, 20 м — для 150 мм.

Смотровые колодцы устраивают в местах присоединения линий или на поворотах минимум через 40 м. Для выполнения стенок смотровых колодцев используют железобетонные кольца. Люки колодцев необходимо надежно закрывать. Глубина траншеи для прокладки наружной канализации должна соответствовать уровню промерзания грунта. Канализационные трубы необходимо уложить раструбами навстречу движению жидкости, непосредственно на плотный грунт или песчаную подушку толщиной 10 – 12 см.

Внутренние сети диаметром 50 – 200 мм монтируют с уклоном 0,035 – 0,008. Дворовые сети диаметром 125 и 150 мм выполняют с уклоном не менее 0,007, проверяя нивелиром. Пространство между трубой и стенками траншеи засыпают песком и уплотняют во избежание деформаций трубопровода. Прокладка наружных и внутренних технических коммуникаций требует четкого соблюдения правил монтажа, чтобы обеспечить высокую надежность трубопровода, а значит, избежать протечек, прорывов и засоров.

Правовой режим и положение

Правовой режим земель промышленности – это система правового регулирования отношений по охране и использованию этих земель, направленная на обеспечение эксплуатации промышленных объектов.

Положение – это свод установленных норм и правил, которые необходимо соблюдать. Производственная деятельность промышленного предприятия является источником повышенной опасности. Уникальностью правового режима земель промышленности является установление санитарно – защитных зон, цель которых заключается в обеспечении безопасности населения и окружающей среды от промышленных отходов.

Ст. 42 ЗК РФ обязывает промышленные предприятия:

1. использовать земельные участки только с их целевым назначением методами, которые не должны наносить вред окружающей среде;
2. сохранять геодезические, межевые и другие специальные знаки, которые установлены на земельных участках;
3. осуществлять мероприятия по охране земель, лесов, водных объектов и других природных резервов, в том числе меры пожарной безопасности, не допускать загрязнение, истощение, деградацию, порчу, уничтожение земель и почв;
4. своевременно приступать к использованию земельных участков (при договоре аренды);
5. своевременно производить платежи за землю.

Прокладка методом прокола

По этой технологии тянут магистральные трубопроводы на суглинистых и глинистых грунтах. При ее использовании можно прокладывать трубопроводы длиной до 60 м. Заключается эта методика в следующем:

• на трубу надевается стальной наконечник;
• на определенном расстоянии от препятствия выкапывают котлован и устанавливают в него гидравлический домкрат на опорах;
• в котлован опускается труба со вставленной в нее трубой меньшего диаметра — «шомполом»;
• производится поэтапный прокол грунта.

При использовании этой методики земля наружу не вынимается. В процессе прокола она просто уплотняется по окружности трубы.

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.

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

Таблица 2

Местность	Глубина заложения (м)
Болотистая	1,1
Песчаная	1
Скалистая	0,6
На пахотных землях	1

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

Преимущество технологии без траншеи

Основными достоинствами и преимуществами данной технологии, за счет которых следует отдать предпочтение бестраншейной прокладке трубопровода, являются:

• По сравнению с открытым методом прокладки инженерных коммуникаций, для бестраншейного способа потребуется значительное меньшее количество материально-технических ресурсов.
• Сокращение сроков выполнения работ за счет отсутствия земляных работ и высокой скорости монтажа.
• Прокладку трубопроводов обеспечивает звено рабочих, состоящее из трех – четырех рабочих.
• Технология прокладки трубопровода без траншей не наносит ущерб окружающему пространству.
• Возможность прокладки и ремонта коммуникаций в любое время года. Если зимой менять и прокладывать инженерные сети открытым способом весьма затруднительно, то бестраншейная технология успешно используется в условиях промерзшего грунта.
• Безопасность проведение монтажа.
• Уменьшение в несколько раз загрязнения окружающей среды.

Еще одним важным аргументом в пользу данной технологии считается исключение дополнительных затрат по восстановлению целостности асфальтового покрытия, вывозке земли и реконструкции нарушенной прилегающей территории.

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:

1. І класса.

2. ІІ класса.

3. ІІІ класса.

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;

IV — 300 и ниже.

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.

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:

1. Простые.
2. Сложные.

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.

Необходимые материалы

Выбор материала труб — весьма ответственная задача. Если подойти к ней недостаточно тщательно, то в дальнейшем это скажется на эксплуатационных качествах трубопровода. Чаще всего для их прокладки используются металлы и полимеры. Хорошо проявляет себя сталь и чугун. Еще демонстрирует высокие показатели качественная медь. Это то, что относится к металлам. Среди полимерных материалов выбор гораздо шире: множество видов полиэтилена, полипропилен и так далее. Определенной популярностью пользуются укрепленные стекловолокном и алюминием трубы.

У всех из представленных материалов имеются определенные особенности, благодаря которым они и стали популярными. На отечественном рынке наиболее востребованы стальные трубы для монтажа трубопровода. Связано это с низкой стоимостью материалов. Но у нее ряд недостатков: такие трубы подвержены коррозийному воздействию, требуют покраску, монтаж отличается своей сложностью.

Как уже было упомянуто выше, медные трубы также используют в трубопроводах. Данный материал отличается долгим сроком эксплуатации, но еще и дороговизной. Медные трубы устойчивы к коррозии, зарастанию сечения, переносят высокие и низкие температуры, а также их перепады. Такой трубопровод прослужит очень долго, но и затраты на него будут соответствующие.

Среди полимерных материалов чаще всего выбирают полипропилен. Такие трубы стоят относительно дешево, при этом обладают высокими эксплуатационными характеристиками и долговечные.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ

Практика показывает, что даже тщательно выполненное изоляционное покрытие в процессе эксплуатации стареет: теряет свои диэлектрические свойства, водоустойчивость, адгезию. Встречаются повреждения изоляции при засыпке трубопроводов в траншее, при их температурных перемещениях, при воздействии корней растений. Кроме того, в покрытиях остается некоторое количество незамеченных при проверке дефектов. Следовательно, изоляционные покрытия не гарантируют необходимой защиты подземных трубопроводов от коррозии. Исходя из этого, в строительных нормах и правилах отмечается, что защита трубопроводов от подземной коррозии независимо от коррозионной активности грунта и района их прокладки должна осуществляться комплексно: защитными покрытиями и средствами электрохимической защиты (ЭХЗ).

Электрохимическая защита осуществляется катодной поляризацией трубопроводов. Если катодная поляризация производится с помощью внешнего источника постоянного тока, то такая защита называется катодной, если же поляризация осуществляется присоединением защищаемого трубопровода к металлу, имеющему более отрицательный потенциал, то такая защита называется протекторной.

Классификация по назначению

Главная задача любого газопровода – доставка целевой смеси. Но конфигурация, схемы и условия транспортировки могут отличаться. На этом и основывается базовая классификация магистральных трубопроводов для газа:

• Распределительные системы. Внешние линии, которые поставляют ресурс от источника выработки до пунктов распределения.
• Вводный магистральный газопровод. Это отдельный участок транспортной линии, который следует от распределительного узла до устройства на вводе, отключающего систему. Своего рода технологический контур, замкнутый на центральной запорной арматуре.
• Начальный или промежуточный газопровод. Линия, связывающая отключающее устройство и внутренний трубопровод.
• Межпоселковый газопровод. Подобные коммуникации прокладываются вне населенных пунктов и по ответвлениям могут снабжать отдельные объекты потребления.
• Внутренний газопровод. Отрезок магистрального провода, который берет начало от вводной линии и направляется до конечного потребителя газа.

Классификация магистральных труб

По материалу

Стальные

Получили наибольшее распространение за счет надежности, относительно невысокой цены и простоты сварки. Применяются во всех типах магистральных трубопроводов, но, в последние годы, процент использования стальных труб неуклонно падает. Основные причины этого низкая коррозионная стойкость материала, потребность в большом количестве компенсаторов различного типа при в трубопроводах, высокая трудоемкость прокладки.

Соединения стальных труб осуществляют с помощью сварки. От коррозии используют метод катодной защиты или покрытие битумно-резиновой изоляцией. Для транспортирования сильно агрессивных сред, применяют стальные трубы с внутренней изоляцией.

Чугунные

В основном применяются в системах водоснабжения и водоотведения. Достоинства — долговечность и коррозионная стойкость включая стойкость к коррозии под воздействием блуждающих токов. Применяются для магистралей в условиях больших нагрузок на грунт. Современные образцы изнутри покрываются цементно-песчаным составом, для уменьшения скорости образования отложений.

Учитывая то, что коррозионная стойкость зависит от целостности внутреннего и внешнего покрытия, основной недостаток — хрупкость материала, По этой же причине плети трубопроводов имеют ограниченную гибкость, что увеличивает риск протечек.

Для чугунных труб используют стыки с асбестоцементной заделкой, они эластичны, хорошо сопротивляются вибрационным нагрузкам и надежны. Существуют соединения на резиновых кольцах без чеканки.

В настоящее время применение этого типа труб ограничено из-за высокой цены и сложности укладки, обусловленной большим весом.

Полимерные (пластиковые)

Изготавливают из полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, стеклопластика и др. В основном используются в системах водоснабжения, газоснабжения и тепловых сетях. Вид полимера подбирается в зависимости от санитарных требования (для питьевой воды) и условий эксплуатации.

При достаточной жесткости, такие трубы гибкие и эластичные, что позволяет компенсировать небольшие сдвиги грунта и тепловое расширение. Полная инертность к транспортируемым средам и устойчивость ко всем видам коррозии обеспечивают длительный срок службы. Для наземной прокладки используют предизолированные трубы — устойчивые к ультрафиолетовому излучению.

Полимерные магистральные трубы — наиболее прогрессивный вид, по мере развития химической промышленности, область применения постоянно расширяется

Асбестоцементные и бетонные

Отличаются высокой долговечностью готовых конструкций, коррозионной стойкостью механической прочностью и относительно низкой ценой. Внутренняя поверхность устойчива к образованию минеральных отложений и образованию ила. В основном используются для систем технического водоснабжения, водоотведения и канализации. Соединения для этого вида труб осуществляют муфтами с резиновыми кольцами.

По диаметру

К магистральным, по Российским нормативам, согласно ГОСТ 20295-85, относят трубы с диаметром более 114 мм. По европейской классификации — магистральными определяются трубы из любого материала с диаметром более 200мм.

В нефтяной отрасли, в зависимости от диаметра труб для магистральных нефтепроводов существует разделение на классы:

• I – диаметр более 1000 мм,
• II – от 500 до 1000мм,
• III – от 300 до 500 мм,
• IV – менее 300мм.

По исполнению

По Российской классификации выделяют трубы «обычного» и «северного» исполнения.

• В хладостойком исполнении к ударной вязкости и доле вязкой составляющей в изломе предъявляются требования, выполнение которых должно обеспечиваться при температуре минус 20 °С, а для образцов с U-образным концентратором при минус 60 °С
• В обычном исполнении требования смягчены до 0 и минус 40°С соответственно.

По внутреннему рабочему давлению

• Напорные. Для водоснабжения, газоснабжения, тепловых сетей, нефтегазопроводы.
• Безнапорные. Используются в системах водоотведения и канализации.

В газовой отрасли, в зависимости от рабочего давления, выделяют трубы для двух классов магистральных газопроводов:

• Класс I — режимы работы под давлением от 2,5 до 10 МПа (от 25 до 100 кгс/см2),
• Класс II — рабочий режим в пределах от 1,2 до 2,5 МПа (от 12 до 25 кгс/см2).

По рабочей температуре переносимой среды

• Используются в холодных трубопроводах (менее 0 °C).
• В нормальных сетях (от +1 до +45 °C).
• В горячих трубопроводах (выше 46 °C).

По типу изоляционного покрытия

В целях защиты от коррозионного воздействия применяют покрытия, обладающие свойствами диэлектрика (защита от коррозии, порождаемой блуждающими токами), водонепроницаемости, термостойкости, эластичности и механической прочности.

Переходы газопроводов через воду

Магистральные газопроводы могут проходить над и под водой.

Подводные переходы располагаются перпендикулярно оси потока воды. При этом они находятся на расстоянии как минимум полуметра от отметки возможного размыва дна до поверхности трассы, от проектных отметок их должно отделять расстояние не менее одного метра.

Чтобы трубы не всплыли, во время строительства их закрепляют с помощью специальных грузов, заливают бетоном или засыпают минеральными материалами.

Участки переходов, проходящие через природные или искусственные препятствия, должны соответствовать нормам. Это гарантирует их безопасность и надежность в использовании.

Надземные переходы нужны там, где газопровод проходит через овраги, небольшие речки и т. д. Элементы, располагающиеся на поверхности, бывают следующих видов:

Газопровод через воду

• арочные;
• балочные;
• висячие.

Вид надземных элементов выбирается в зависимости от условий места, где прокладывается магистральный газопровод. Переходы арочного типа представляют собой жесткую конструкцию и, как правило, строятся там, где трубы проходят через каналы. Балочная конструкция представляет собой самонесущую трубу.

Висячие переходы делятся на вантовые, провисающие и гибкие. В вантовых переходах за закрепление трубопровода в необходимой позиции отвечают наклонные тросы. В переходах висячего типа газопровод ничем не удерживается и свободно прогибается под собственной массой. Гибкий переход – это конструкция, в которой трубы закреплены системой подвесок к одному или нескольким тросам.

Экологическая безопасность

Магистральные трубопроводы зачастую обеспечивают транспортировку опасных и агрессивных веществ, поэтому при их монтаже необходимо позаботиться о защите окружающей среды от негативного воздействия, которое может возникнуть в результате утечки.

Конечно, основной защитой является качественный монтаж конструкции, в который можно включить использование качественных материалов, грамотное проектирование магистральных трубопроводов и соответствие их характеристик нормативам. Магистраль обязательно должна находиться в слое изоляции, предохраняющей ее от коррозии и воздействия внешних факторов – учитывая опасность протечек, вероятность их возникновения нужно уменьшить до предела.

Если участок, по которому проходит трубопровод, подвержен эрозии, то почву необходимо укрепить. Для нормального функционирования сооружения в тяжелых климатических условиях или при сейсмической активности его нужно оборудовать усиленной изоляцией и компенсаторами.

Заключение

В данной статье был дан подробный ответ на вопрос о том, что такое магистральные трубопроводы

Данные сооружения являются важным элементом инфраструктуры любой страны, поэтому их проектированию и созданию уделяется серьезное внимание. Существует немало видов магистральных сетей, к каждому из которых предъявляются индивидуальные, но всегда строгие требования, что обусловлено немалым риском возникновения локальной катастрофы в результате нарушения целостности конструкции

Источник