Контрольная работа
"Основы проектирования и строительства трубопроводных систем"
Ижевск 2019 г.
Оглавление
1. Конструктивные решения надземного способа прокладки магистрального трубопровода
2. Экспертиза промышленной безопасности проектной документации
3. Способы активной защиты магистрального трубопровода от коррозионного воздействия
4. Электродренажная защита трубопроводов от коррозии
Список литературы
1. Конструктивные решения надземного способа прокладки магистрального трубопровода
Надземная прокладка трубопроводов или их отдельных участков допускается в пустынных и горных районах, болотистых местностях, районах распространения вечномерзлых грунтов, на неустойчивых грунтах, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия: овраги, реки, имеющие неустойчивое русло; реки с крутыми берегами; каналы и т.д. защита магистральный трубопровод
В трубопроводном строительстве применяются следующие основные конструктивные схемы надземных трубопроводов:
- балочные схемы, не содержащие специальных устройств для компенсации продольных удлинений трубы;
- балочные схемы, включающие различные конструктивные элементы, позволяющие компенсировать удлинения труб при изменении их температуры и внутреннего давления;
- подвесные схемы - трубопровод подвешивается к специальным несущим канатам, закрепляемым на высоких опорах;
- арочная схема - трубопровод сооружается по схеме неразрезной арки;
- схема самонесущего трубопровода - трубопровод подвешивается к опорным устройствам и материал труб воспринимает нагрузку от веса трубопровода и транспортируемого продукта.
Технологическая схема строительства трубопроводов балочного типа на болотах включает следующие элементы работ:
- устраивают опоры под трубопровод и компенсаторы;
- монтируют трубопровод вдоль свайных опор;
- укладывают трубопровод на опоры участками или сразу на полную длину;
- замыкают монтажные стыки при температуре, указанной в проекте.
Надземный трубопровод на участках большой протяженности может быть уложен или в виде упругоискривленной кривой (рис. 6.4) или в виде зигзагообразной схемы (рис. 6.5).
Порядок выполнения работ при строительстве упругоискривленного трубопровода следующий:
1. На проектном расстоянии устанавливают шарнирные опоры, между которыми располагают скользящие опоры.
2. Плети длиной 500ё1000 м укладывают рядом с опорами.
3. трубопровод поднимают и укладывают на опоры трубоукладчиками.
4. Сначала закрепляют конец трубопровода в точке 0, затем трубопровод устанавливают в проектное положение на первом пролёте и временно закрепляют с помощью приспособлений на скользящих опорах 1, 2, 3 и 4.
5. Трубопровод закрепляют на шарнирной опоре 5 и освобождают от закрепления на опорах 1, 2, 3 и 4.
Аналогичным образом производится укладка трубопровода на других участках.
Рис. 6.5. Зигзагообразный балочный переход
Компенсация искривлений в упругоискривленном трубопроводе достигается за счёт изменения начального положения трубопровода, уложенного в виде синусоиды на опорах. Шарнирные опоры не дают трубам перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлениях, чем и достигается эффект компенсации.
Компенсация удлинений осуществляется за счёт изменения положения в плане начального положения трубопровода I. Если участок удлиняется, то трубопровод займет положение II, если укоротится - положение III. При этом трубопровод будет перемещаться по подвижным опорам 1ё7 и поворачиваться на шарнирных опорах НО, которые не дают трубе передвигаться в продольном направлении.
Изменение длины участка L на любой из рассмотренных схем от Dt и Р можно определить по формуле:
, (6.47)
при Dt > 0 - знак "+", при Dt < 0 - знак "-".
Чтобы определить напряженное состояние многопролетного надземного трубопровода, достаточно выяснить напряженное состояние одного пролёта, ибо все пролёты находятся в одинаковых статических условиях. Напряженное состояние труб изменяется от начального, возникающего в незаполненном трубопроводе в период монтажа, до эксплуатационного.
В начальный момент, когда трубопровод смонтирован и не заполнен продуктом, его температура равна t0, а интенсивность вертикальной распределенной нагрузки q0 соответствует весу единицы длины пустого изолированного трубопровода.
В период эксплуатации трубопровод заполнен продуктом и на него могут действовать снеговая и ледовая нагрузки и тогда интенсивность вертикальной распределенной нагрузки будет равна:
, (6.48)
где q0 - вес 1 м трубы, qп - вес продукта, приходящийся на 1 м трубы; qдоп - нагрузка от снега и льда на 1 м длины трубопровода.
Для начального состояния трубопровода изгибающие моменты в опорных сечениях и прогиб в сечении х = l/2:
; (6.49)
При эксплуатации изгибающие моменты в опорных сечениях:
, (6.50)
где Р - осевое продольное усилие, возникающее от действия давления и температуры; fд - действительный прогиб трубопровода от действия всех нагрузок.
Суммарные напряжения в трубопроводе при его эксплуатации определяются по формуле:
, (6.51)
где F - площадь поперечного сечения металла трубы.
Полученное значение сравнивают с допускаемым значением напряжения в соответствии со СНиП 2.05.06-85:
, (6.52)
где - коэффициент двухосного напряженного состояния;
, (6.53)
- второе расчётное сопротивление
, (6.54)
m - коэффициент условия работы трубопровода; k2, kн - соответственно, коэффициенты надежности по материалу трубы и по назначению трубопровода, принимаемые в соответствии со СНиП 2.05.06-85.
При известной полной расчетной нагрузке qэ из условия недопустимости пластических деформаций определяется допускаемая длина l одного пролёта многопролетного балочного перехода:
. (6.55)
2. Экспертиза промышленной безопасности проектной документации
Экспертиза промышленной безопасности проводится с целью подтверждения соответствия объекта экспертизы - проектной документации на строительство, консервацию, ликвидацию или техническое перевооружение опасного производственного объекта, предъявляемым к ней требованиям промышленной безопасности.
Организации, имеющей лицензию на проведение экспертизы промышленной безопасности, запрещается проводить указанную экспертизу в отношении опасного производственного объекта, принадлежащего на праве собственности или ином законном основании ей или лицам, входящим с ней в одну группу лиц в соответствии с антимонопольным законодательством Российской Федерации.
Результатом проведения экспертизы промышленной безопасности является заключение, которое подписывается руководителем организации, проводившей экспертизу промышленной безопасности, и экспертом или экспертами в области промышленной безопасности, участвовавшими в проведении указанной экспертизы. Требования к оформлению заключения экспертизы промышленной безопасности устанавливаются федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности.
Заключение экспертизы промышленной безопасности представляется ее заказчиком в федеральный орган исполнительной власти в области промышленной безопасности или его территориальный орган, которые вносят в реестр заключений экспертизы промышленной безопасности это заключение в течение пяти рабочих дней со дня его поступления.
В соответствии с действующим законодательством, экспертизе промышленной безопасности подлежит следующая проектная документация:
1. документация на консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта;
2. документация на техническое перевооружение опасного производственного объекта в случае, если такая документация не входит в состав проектной документации данного объекта, подлежащей экспертизе в соответствии с законодательством Российской Федерации о градостроительной деятельности.
Экспертиза промышленной безопасности проектной документации должна проводиться организацией, имеющей соответствующую лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, до начала работ по консервации, ликвидации или техническому перевооружению опасного производственного объекта.
Выполнение экспертных процедур контролируется Ростехнадзором и регулируется Федеральным законом от 21.07.1997 № 116-ФЗ. Правом на проведение ЭПБ проектной документации обладают организации, владеющие соответствующей лицензией Ростехнадзора.
В процессе проведения экспертизы промышленной безопасности изучается документация, представленная заказчиком экспертизы:
- проект (на сооружение, консервацию, ликвидацию или техническое перевооружение) со всеми приложениями;
- утвержденное задание на проектирование:
- имеющиеся разрешительные документы проектной организации, свидетельства об аттестации проектировщиков;
- имеющиеся сертификаты соответствия на применяемое в проектной документации оборудование.
Нормативными документами установлен срок проведения экспертизы промышленной безопасности - не более трех месяцев с момента получения экспертной организацией всей необходимой документации. Экспертизу проводит эксперт или группа экспертов, назначаемые приказом руководителя экспертной организации.
Состав работ по экспертизе промышленной безопасности проектной документации непосредственно зависит от объекта проектирования, но в общем включает в себя:
- оценку и анализ и всех решений, предусмотренных проектной документацией;
- определение оптимальности принятого технологического процесса в части его безопасности и надежности, обоснованности технических решений и мероприятий по обеспечению безопасности ведения работ, предупреждению аварийных ситуаций и ликвидации их последствий;- установление характеристик основных взрывопожароопасных, токсичных свойств опасных веществ;
- проверку наличия и достаточности мероприятий, направленных на обеспечение безопасности проектируемого объекта;
- определение возможности оперативного отключения отдельных элементов объекта в случае аварии или ремонта;
- анализ оптимальности применяемых в проекте решений по компоновке технологического оборудования;
- анализ автоматизированных систем управления технологическими процессами
- анализ систем оперативного управления, прогнозирования, обнаружения, локализации и ликвидации аварий;
- анализ возможности автоматического поддержания заданных параметров эксплуатации, управления, эффективности систем противоаварийной защиты и сигнализации, достаточности мер по локализации и ликвидации последствий аварий и т. д.
Процесс экспертизы включает:
- подбор материалов и документации, необходимой для проведения экспертизы объекта;
- назначение экспертов;
- проведение экспертизы.
Результатом проведения работ по экспертизе промышленной безопасности проектной документации является заключение экспертизы промышленной безопасности, которое содержит информацию о соответствии либо несоответствии проекта требованиям промышленной безопасности. Заключение экспертизы промышленной безопасности подлежит внесению в реестр территориального управления Ростехнадзора по месту нахождения опасного производственного объекта.
3. Способы активной защиты магистрального трубопровода от коррозионного воздействия
Трубопроводы и оборудование в процессе эксплуатации подвергаются процессу коррозии.
Коррозия металлических сооружений наносит большой материальный и экономический ущерб. Она приводит к преждевременному износу агрегатов, установок, линейной части трубопроводов, сокращает межремонтные сроки оборудования, вызывает дополнительные потери транспортируемого продукта.
Классификация коррозийных процессов приведена на рис.1
Рис. 1 - Классификация коррозийных процессов
Подземные нефтепроводы могут подвергаться коррозии под воздействием почвы, блуждающих токов и переменного тока электрифицированного транспорта. Почвенная коррозия подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия обусловлена действием на металл различных газов и жидких неэлектролитов. Эти химические соединения, действуя на металл, образуют на его поверхности пленку, состоящую из продуктов коррозии. При химической коррозии толщина стенки нефтепровода уменьшается равномерно, т.е. практически не возникают сквозные повреждения труб. Химической коррозии в большей степени подвергаются внутренние стенки нефтепровода. Это происходит из-за неполного заполнения трубы продуктом, при частичном опорожнении трубопровода или возникновении такого режима работы нефтепровода, при котором даже без остановки перекачки не происходит полного заполнения сечения трубы. В образовавшиеся полости выделяются растворенные в нефти пары воды и сероводорода, которые являются мощными коррозионными агентами. На пониженных участках образуются застойные зоны из осажденной воды, которая вызывает так называемую строчную коррозию нижней части стенки трубы.