X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Проектирование газопровода – это очень важный этап газификации объекта. Как правило, любой строительный процесс начинается с разработки проектной документации. Неграмотные технические решения приводят к неправильному функционированию систем или к их небезопасности, а также к удорожанию строительства.

Для строительства подземных газопроводов применяются стальные и полиэтиленовые трубы. В последнее время предпочтение отдается последним, так как они устойчивы к коррозии и потому более долговечны, к тому же при проектировании газопровода уже не нужно разрабатывать комплекс мер антикоррозийной защиты.

Выбор материала труб (стальных или полиэтиленовых), подземных газопроводов, прокладываемых по территории населенных пунктов и межпоселковых газопроводов, следует производить на основании проработок с учетом коррозионной агрессивности грунтов, наличия блуждающих токов, в соответствии с требованиями ГОСТ и ПБ.

Для проектирования и строительства новых газопроводов из полиэтиленовых труб, а также реконструкции стальных газопроводов применяются полиэтиленовые (в том числе профилированные) трубы или синтетические тканевые шланги и специальный двухкомпонентный клей, отвечающие требованиям СНиП 42-01, а также государственных стандартов и технических условий, утвержденных в установленном порядке.[1]

Толщина стенки полиэтиленовой (в том числе профилированной) трубы характеризуется стандартным размерным отношением номинального наружного диаметра к номинальной толщине стенки (SDR), которое следует определять в зависимости от давления в газопроводе, марки полиэтилена и коэффициента запаса прочности по формуле (1)

SDR=(2MRS/MOP*C)+1, (1)

где MRS- показатель минимальной длительной прочности полиэтилена, использованного для изготовления труб и соединительных деталей, МПа (для ПЭ 80 и ПЭ 100 этот показатель равен 8,0 и 10,0 МПа соответственно); МОР- рабочее давление газа, МПа, соответствующее максимальному значению давления для данной категории газопровода, МПа;

C - коэффициент запаса прочности, выбираемый в зависимости от условий работы газопровода по СНиП 42-01. [1]

Соединительные детали для газопроводов (фитинги) предназначены как для сварки полиэтиленовых труб между собой, так и для осуществления соединения полиэтиленового газопровода с запорной арматурой и стальными участками, изменения диаметра труб, выполнения ответвлений, поворотов и других целей. Детали разделяются по назначению и способам присоединения к трубам. Для изготовления фитингов используются полиэтилен с минимальной длительной прочностью MRS 8,0 МПа (ПЭ80) и MRS 10,0 МПа (ПЭ100). Детали имеют однородный цвет - черный или желтый. [2].

Кроме соединительных деталей на газопроводах применяется специальная полиэтиленовая запорная арматура, к которой относятся шаровые краны. Шаровые полиэтиленовые краны являются альтернативой стальным и чугунным задвижкам. Полиэтиленовые краны выпускаются для газопроводов диаметром от 20 до 315 мм (иногда до 400) и присоединяются к ним стыковой сваркой или при помощи деталей с закладными электронагревателями.

Некоторые модели кранов оснащены с одной из сторон седловой накладкой с встроенным нагревателем, а также могут иметь дополнительные отводы с обеих сторон запорного элемента, выполняющих функцию сбросных свечей. Открытие и закрытие кранов осуществляется специальной телескопической штангой, свободный конец которой с размером «под ключ» выводятся под крышку наземного защитного устройства - ковера. Краны больших диаметров (315 – 400 мм) оснащаются шестеренчатыми передачами для обеспечения поворота крана. [2].

Одним из главных преимуществ полиэтиленовых кранов является то, что они не требуют обслуживания в течение всего срока службы и защиты от коррозии, и поэтому могут монтироваться непосредственно в грунте без колодца. Другое преимущество заключается в сроке их службы, который сопоставим со сроком службы самих полиэтиленовых труб. По стоимости полиэтиленовые шаровые краны дороже стальных или чугунных задвижек. Но они не требуют затрат на возведение поддерживающих опор, колодцев, ограждений, затрат на эксплуатацию [2].

Для обеспечения устойчивости полиэтиленовых газораспределительных сетей к авариям используют клапаны безопасности – быстродействующие запорные клапаны «Газ-Стоп». Клапаны устанавливаются на определенных участках газопровода и срабатывают при возникновении утечки газа. Клапаны являются необслуживаемыми изделиями, имеющими очень небольшое гидравлическое сопротивление. [3].

При сооружении газопроводов из полиэтилена широко применяют сигнальную полиэтиленовую ленту желтого цвета с несмываемой надписью «ГАЗ». Главное предназначение сигнальных лент состоит в предупреждении о наличии на данном участке газопровода и предотвращении возможных повреждений труб при проведении земляных работ. Лучшим качеством с точки зрения долговечности обладают полиэтиленовые ленты с толщиной не менее 200 мкм. Для этих же целей служит детекционные ленты, обеспечивающие кроме того, обнаружение газопровода с поверхности земли. Такие ленты бывают двух типов: металлизированные и с встроенным проводом – спутником [3].

Требования к качеству труб и деталей, в основном определяющие надежность и долговечность работы газопроводов, установлены ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов» и соответствующими техническими условиями на соединительные детали. При использовании для строительства газопроводов продукции зарубежных поставщиков, она должна иметь разрешение Ростехнадзора на их применение. Основные положения ГОСТ Р 50838-2009 соответствуют требованиям международного стандарта ISO 13447, применяемого для систем газораспределения [3].

Использование полимеров является одним из способов обеспечения надежности систем транспортировки газа. По сравнению со сталью, трубы из современных марок полиэтилена обладают исключительной долговечностью, снижают потери транспортируемого продукта и негативное воздействие на здоровье людей и окружающую среду. Они гарантированно служат не менее 50 лет, сохраняя после этого достаточный запас прочности, позволяющий без особых проблем продолжать их нормальную эксплуатацию.

Но у газопроводов из полиэтиленовых труб есть не только достоинства, но и ограничения на их применение для устройства газопроводов. Ниже приведены некоторые из ограничений по устройству газопровода с применением полиэтиленовых труб:

- устройство газопровода из полиэтиленовых труб запрещено в районах, где температурный режим наружного воздуха достигает отметки ниже минус 45 градусов;

- запрещено устройство газопроводов с применением полиэтиленовых труб в районах, где сейсмичность превышает 6 баллов;

- устройство газопроводов с применением полиэтиленовых труб запрещено как надземно, так и наземно, а также внутри зданий, в тоннелях, коллекторах и каналах на земельных участках, на которых планируется устройство переходов через искусственные и естественные преграды, прокладка газопровода из полиэтиленовых труб так же запрещена;

- запрещена прокладка полиэтиленовыми трубами в городской зоне для газа высокого давления I и II категории. В таких случаях применяется подземная прокладка стальными трубами [4].

Требования безопасности газовых сетей, процессов транспортирования и сжигания газа устанавливаются при проектировании, обеспечиваются при строительстве и эксплуатации.

Проектная схема газовых сетей должна обеспечивать их безопасную и надежную эксплуатацию, транспортирование газа с заданными параметрами по давлению и расходу.

Газоиспользующее оборудование, автоматика безопасности и регулирования процесса горения газа должны обеспечивать безопасность сжигания газа с заданными параметрами по давлению и расходу.

Проектирование, строительство, эксплуатация сетей газораспределения, расположенных на территориях с особыми условиями, должны осуществляться с учетом наличия и значений их воздействий на газопровод, связанных с рельефом местности, геологическим строением грунта, гидрогеологическим режимом, подработкой территории, климатическими и сейсмическими условиями, а также с другими воздействиями и возможностью их изменения во времени.

При проектировании и строительстве газовых сетей следует предусматривать мероприятия по охране окружающей среды, обеспечению пожарной безопасности и предупреждению чрезвычайных ситуаций в соответствии с действующим законодательством.

Границы охранных зон газораспределительных сетей и условия использования земельных участков, расположенных в их пределах, должны соответствовать требованиям, установленным законодательством Российской Федерации.

Кроме всего вышеперечисленного, при проектировании газопроводов необходимо учесть:

Характеристики природных и климатических условий;

Географическую и инженерно-геологическую характеристику района строительства;

Варианты маршрутов прохождения газопроводов по территории района строительства;

Исходя из этого принимаются принципиальные проектные решения,

обеспечивающие надежность газопровода.

Таким образом, проектирование газопровода является сложным процессом, при котором необходимо учитывать множество факторов, от которых зависит безопасность дальнейшей эксплуатации системы газораспределения и газопотребления.

Список литературы:

СП 42-103- 2003. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов. – Введ. 2003-11-26. – М.: ФГУП ЦПП, 2003. – 47 с.
Шурайц, А.Л. Газопроводы из полимерных материалов / А.Л. Шурайц, В.Ю. Каргин, Ю.Н. Вольнов. - Саратов: Издательство «Журнал «Волга-XXI век», 2007. – 612 с.
ГОСТ 50838-2009. Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия. – Введ. 2009-12-15. – М.: Стандартинформ, 2010. – 55 с.
СП 62.13330.2011.Газораспределительные системы. Актуализированная редакция. СНиП 42-01-2002; ДЕАН - Москва, 2012. - 128 c.

Код для цитирования: Скопировать