Современные трубопроводные системы.
Техническое и технологическое состояние трубопроводов разнообразных по назначению трубопроводных систем во многом определяет продуктивность и эффективность производственной и коммунальной инфраструктуры, являясь одним из ключевых элементов множества технических систем и отражающих степень их зрелости и надежности, а также являясь важнейшим фактором развития всей экономики.
Трубопроводы являются наиболее дешевым средством транспортировки грузов, преимущественно в жидком и газообразном состоянии, и в нашей стране через трубы прокачивается масса вещества в десятки раз превышающая по объему перевалку грузов другими видами транспорта (водный, автомобильный и железнодорожный). Во многом именно данный фактор, а также масштабы России во многом объясняют второй показатель нашей страны в мире по общей протяженность всех типов трубопроводов (лидеры – США) и тем огромным значением, которое играют трубопроводные системы в экономике страны.
Трубопроводы являются сложной технической системой, изготавливаемой по разным технологиям и из разнообразных материалов (металлов, полимеров, стекла, бетона и др.), включающей в себя трубы, фитинги, элементы трубопровода, трубопроводную арматуру, компенсационные устройства, изоляцию и теплоизоляцию, а также всевозможные вспомогательные системы (кабели, приборы электро-химической защиты, контроля состояния работы отдельных систем и пр.).
Надежная работа любой системы трубопроводного транспорта зависит от многих факторов, начиная от соответствия проектного решения современному уровню знаний, качества материалов, поставляемых производителями и используемых для производства трубопровода и его элементов, строительной практики, технической оснащенности, квалификации и вытекающего из этого качества монтажных работ при прокладке трубопроводов. К важным составляющим относятся также физические характеристики защитных покрытий трубопроводов, обуславливающих надежность, долговечность, экономичность и технологичность применяемых изоляционных и теплоизоляционных материалов.
Трубопроводы систем теплоснабжения и горячего водоснабжения.
Безусловным лидером данного типа трубопроводов являются многослойные теплоизолированные полимерным материалом пенополиуретаном (ППУ) стальные и полимерные трубы ППУ бесканальной и наземной типов прокладки по нормативам ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой» предизолированной системы «труба в трубе». Трубы в ППУ изоляции позволяют достичь главного для теплопроводов – максимально сократить тепловые потери на транспортировке теплоносителя по трубопроводным коммуникациям, снизить расходы на обслуживание и ремонты трубопровода, а также добиться долгой и безаварийной работы всей системы тепло- и водоснабжения. ППУ изолированные трубы помогают прийти комфорту и уюту в каждый дом. Предварительно изолированные в заводских условиях ТГИ трубы ППУ современного типа относятся к энергосберегающей продукции и эффективность пенополиуретана для трубопроводов разных систем доказана длительным временем использования ППУ в качестве теплоизоляции труб коммунальной и промышленной сфер в Европе и США. При необходимости нанесения тепловой изоляции на магистральные нефтегазопроводы, прокладываемые в особенно сложных условиях (крайний Север, дно морей) очень часто приоритет отдается именно пенополиуретановой технологии теплоизоляции трубопроводов, что еще раз подтверждает качество трубы ППУ и ее безусловную надежность и современность. В настоящее время тепловая изоляция труб ППУ является наиболее перспективной для массовой перекладки трубопроводов тепловых сетей, проработанной с точки зрения технологической и нормативной базы и обеспеченной развитой производственной и сырьевой базой.
Трубопроводы водоснабжения и канализации.
На смену доминирующей роли бетонных и в какой-то степени чугунных труб все активнее идут трубы и фитинги, производимые из полимерных и композитных материалов (полиэтилен, сшитый полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, стеклопластики и многие другие). Многие полимеры свариваются, что упрощает монтаж и делает сварной стык более надежным. Трубы из полимеров и композитов не поддаются коррозии, легки и долговечны. Разнообразие полимерных трубных материалов приводит к тому, что можно подобрать оптимальный вариант практически под любые требования и характеристики строящегося трубопровода как малых диаметров труб внутренних, так и средних и больших диаметров трубопроводов внешних систем. Сегодня также широко применяются бестраншейные технологии санации трубопроводов систем водоснабжения и канализации, когда при необходимости расширения суженного внутреннего диаметра старого трубопровода он очищается и в нем прокладывается новый трубопровод из гибких труб нового поколения, перечень материалов для которых и методы крепления в старом трубном канале многообразны. Главное достоинство полимерных труб – это длительные сроки их эксплуатации, что крайне важно именно для наших трубопроводных систем, находящихся зачастую в удручающем состоянии.
Трубопроводы нефтегазового и промышленного назначения.
К трубам нефтегазового сортамента сегодня предъявляются пожалуй наиболее высокие требования по характеристикам эксплуатационной надежности. Причина – рост давлений на транспортных магистралях, что требует все более прочных и коррозионно стойких сталей и эффективных внутренних и наружных защитных покрытий, а также прокладка магистральных нефтегазопроводов в условиях еще несколько десятков лет назад считавшихся недостижимыми (районы вечной мерзлоты и прокладка сотен километров по дну морей). Наиболее распространенным типом защитного покрытия стальных толстостенных труб большого диаметра (ТБД), применяемых в нефтегазовой отрасли, по прежнему остаются полиэтиленовые, полипропиленовые, уретановые и покрытия наружной части трубопровода, а также гладкостные покрытия для внутренней части трубопроводов на эпоксидной основе, предотвращающие зарастание внутренней части трубы солями и парафинами, а также снижающими трение нефти со стенкой трубы при ее перекачивании. В качестве тепловой изоляции нефтепроводов, продуктопроводов, промысловых и распределительных трубопроводов чаще всего используется пенополиуретановая (ППУ) изоляция конструкции «труба в трубе», либо скорлупа теплоизоляционная из пенополиуретана или беспрессового экструзионного пенополистирола. В нефтехимии и других отраслях промышленности также увеличиваются требования к стойкости и долговечности работы трубопроводов и поэтому постепенно возрастает доля потребления коррозионностойких труб (высоколегированные стали, стеклопластиковые трубы), а также труб с защитными покрытиями (силикатно-эмалевые, полиэтиленовые и другие).
Трубопроводная шаровая арматура.
Трубопроводная арматура является регулирующим и перекрывающим потоки элементом перекачиваемых по трубам продуктов любой трубопроводной системы, поэтому надежность арматуры позволяет эффективно функционировать всей системе – от источника, наполняющего трубы, до магистрали и развязок к конечным потребителям. Учитывая возрастающие требования к надежности постоянно увеличиваются объемы применения шаровой запорной арматуры. Шаровые краны используется как во внутренних, так и во внешних системах трубопроводного транспорта, приходя на смену вентилям и задвижкам. Особенно интенсивно стали применяться шаровые краны в системах энергетики, теплоснабжении, коммунальных системах, а также на магистральных трубопроводах, транспортирующих природный газ и нефть.
Детали трубопроводов и компенсаторы.
К основным деталям трубопроводов относятся фитинги (отводы, переходы, тройники и ответвления, заглушки), а также разнообразные опоры (подвижные и неподвижные). Детали трубопроводов производятся из материалов, аналогичных материалам применяемых в системе труб (сталь, чугун, композитные и полимерные материалы). Использование деталей трубопровода позволяет создавать разветвленные трубопроводные системы за счет ответвлений, переходов и перекрытий. Производство деталей для наружных трубопроводов ведется в заводских условиях. Детали трубопровода различаются по используемым материалам, диаметрам, рабочему давлению, температуре эксплуатации, защищенности от коррозионных сред и типами тепловой изоляции. Для повышения коррозионной стойкости детали трубопроводов обеспечиваются антикоррозионными покрытиями, а также тепловой изоляцией трубопровода.
Детали трубопровода выполняют роль естественного компенсатора трубопроводной системы. Для компенсации температурных расширений трубопроводов используются естественные элементы самокомпенсации – отводы и П-образные элементы, а также разнообразные компенсирующие элементы трубопровода - стартовые и сильфонные компенсаторы. Сильфонные компенсаторы – это растяжимые стыки для трубопроводных систем, применяемые для компенсации температурного расширения, предотвращения разрушения труб при деформации трубопроводов, выравнивания несоостности в трубопроводных системах. На теплотрассе детали трубопровода прокладываются в горизонтальной плоскости при бесканальной прокладке или в вертикальном исполнении, что свойственно преимущественно компенсаторам наземного типа прокладки.
