XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Аннотация: В данной работе рассматривается роль трубопроводного транспорта в российской экономике, нормативно-техническая документация магистрального трубопроводного транспорта, виды труб и их характеристика, а так же механические свойства основного металла труб.

Ключевые слова: магистральный трубопровод, нефтепродукты, нормативно-техническая документация, ГОСТ, СНИП, санитарно-эпидемиологические нормы и правила.

Магистральный трубопроводный транспорт является важнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса России.

В стране создана разветвленная сеть магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов, которые проходят по территории большинства субъектов Российской Федерации.

За последние годы резко возросла роль трубопроводного транспорта в российской экономике. Это связано с рядом факторов – увеличение налоговых поступлений в бюджеты различных уровней вследствие роста объемов транспорта нефти, создание новых рабочих мест, развитие экономики регионов и т.д.

Системы трубопроводного транспорта являются эффективным инструментом реализации государственной политики, позволяющим государству регулировать поставки нефтепродуктов на внутренний и внешний рынки. Для их строительства применяются нормативно-технические документации, техническая документация. Рассмотрим подробнее на примере ГОСТа 20295-85 «Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов». Представим терминологию.

Нормативно-технические документы – это официальные документы:

устанавливающие правила, общие принципы и характеристики, касающиеся определенных видов деятельности или их результатов (государственные стандарты, стандарты предприятия, технические условия, технические описания, строительные нормы и правила, нормативы, рецептура и т.д.);

доступные широкому кругу потребителей.

Техническая документация – это набор документов, используемых при проектировании, создании, и использовании каких-либо технических объектов.

Нормативно-техническая документация закрепляет требования к качеству продукции.

Типы технической документации: паспорта, руководства, инструкции, техническая литература, СНиПы, ГОСТы и СанПиНы и т.п.

Рассмотрим некоторые виды нормативно-технических документаций, использующиеся в трубопроводном транспорте.

ГОСТ 20295-85 «Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов» представляет собой некий свод правил, применяемых при изготовлении труб магистрального трубопровода. Из него следуют правила приведенные ниже.

Виды труб. Трубы изготовляют трех типов:

прямошовные диаметром 114 – 630 мм, изготовленные контактной сваркой токами высокой частоты;

спиральношовные диаметром 159 – 1420 мм, изготовленные электродуговой сваркой;

прямошовные диаметром 530 – 1420 мм, изготовленные электродуговой сваркой с одним или двумя продольными швами.

Трубы изготавливают длиной от 10,6 до 12,2 м включительно. По согласованию изготовителя с потребителем допускается поставка труб длиной: типа 1 – до 18,0 м, типа 2 – до 13,7 м, типа 3 – до 24,8 м включительно [1].

Предельные отклонения по наружному диаметру корпуса труб должны соответствовать нормам, таблица 1.

Таблица 1 – Предельные отклонения по наружному диаметру корпуса труб, мм

Наружный диаметр	Предельные отклонения
От 114 до 140 включительно	1,1
146	1,2
159 и 168	1,5
Свыше 168 до 325 включительно	2,0
Свыше 325 до 426 включительно	2,2
Свыше 426 до 630 включительно	3,0
Свыше 630 до 1420 включительно	4,0

Кривизна труб типа 1, исключая участок поперечного шва, не должна превышать 1,5 мм на 1 м длины, по требованию потребителя – 1 мм на 1 м длины.

Общая кривизна труб всех типов не должна превышать 0,2% от длины трубы. По требованию потребителя общая кривизна труб типа 2 диаметром 530 мм и более не должна превышать 0,1%, остальных труб – 0,15% от длины трубы.

Для труб типов 2 и 3 допускается производить снятие усиления наружного сварного шва на концах труб на длине не менее 150 мм до остаточной высоты не более 0,5 мм.

Высота усиления всех наружных швов труб типов 2 и 3 должна быть:

0,5-2,5 мм - для труб с толщиной стенки менее 10 мм,

0,5-3,0 мм - для труб с толщиной стенки 10 мм и более.

Высота усиления внутренних швов должна быть не менее 0,5 мм. На внутреннем шве допускается седловина или отдельные углубления до уровня основного металла [4].

На концах экспандированных труб типа 3, а также термически упрочненных труб типа 2 на длине не менее 150 мм усиление внутреннего шва должно быть снято до высоты не более 0,5 мм (без учета смещения кромок). При этом допускается изготовление до 7% труб от партии (от которых отобраны образцы для механических испытаний) с неснятым усилением внутренних швов [3].

В сварном соединении труб типа 2 допускается относительное смещение кромок по высоте на величину до 15% от номинальной толщины стенки, для труб типов 1 и 3 – до 10%.

По требованию потребителя для труб типа 2 диаметром 530 мм и более отклонение от теоретической окружности в зоне спирального шва по торцам трубы на дуге окружности длиной не менее 100 мм не должно превышать 1,5 мм.

Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом. Предельные отклонения от прямого угла (косина реза) должны соответствовать данным таблицы 2.

Таблица 2 - Предельные отклонения от прямого угла, мм

Наружный диаметр	Предельные отклонения по косине реза
От 114 до 325 включительно	1,0
Свыше 325 до 426 включительно	1,5
Свыше 426 до 1420 включительно	2,0

Концы труб типов 1 и 3 с толщиной стенки 5 мм и более должны иметь фаску под углом 25°-30°, труб типа 2 – под углом 30°-35°. При этом должно быть оставлено торцевое кольцо (притупление) шириной 1,0 – 3,0 мм. По требованию потребителя трубы с толщиной стенки свыше 15 мм поставляют с фаской формы и размеров.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять трубы с фасками под другим углом.

Трубы должны изготавливаться из горячекатаного, термически обработанного листа или после контролируемой прокатки листового и рулонного проката из спокойной, полуспокойной углеродистой стали с ограничением массовой доли углерода не более 0,24% и низколегированной стали с нормированным эквивалентом по углероду не более 0,46%. Химический состав углеродистой стали должен соответствовать ГОСТ 380-2005 и ГОСТ 1050-2013, низколегированной стали – ГОСТ 19281 и другой нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.

Если марка стали не указана в заказе, она выбирается предприятием-изготовителем труб с учетом требований таблицы 3, механических свойств, ограничений по массовой доле углерода для углеродистой стали и эквивалента по углероду для низколегированной стали [2].

Таблица 3 – Требования к материалам

Тип трубы	Углеродистая сталь				Низколегированная сталь
	Класс прочности
	К 34	К38	К42	К48	К50	К52	К54	К55	К56	К60
1	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
2	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
 от 159 до 377 мм	+	+	+	-	-	-	-	-	-	-
 от 530 до 1420 мм	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
3	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

Трубы изготовляют термически обработанными (по всему объему или по сварному соединению) и без термической обработки в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 – Термическая обработка труб

Тип трубы	Термообработанные		Нетермообработанные
	по всему объёму	по сварному соединению
1	+	+	-
2	+	+	-
 от 159 до 377 мм	-	-	+
 от 530 до 1420 мм	+	+	+
3	+	-	+

Механические свойства основного металла труб в зависимости от класса прочности должны соответствовать приведенным в таблице 5.

Таблица 5 – Механические свойства основного металла труб

Класс прочности	Временное сопротивление разрыву, , Н/мм2 (кгс/мм2)	Предел текучести, , Н/мм2 (кгс/мм2)	Относительное удлинение , %
	не менее
К 34	333	206	24
К38	372	235	22
К42	412	245	21
К48	471	295	20
К50	485	343	20
К52	510	353	20
К54	529	363	20
К55	539	372	20
К56	549	382	20
К60	588	412	16

На приёмке трубы принимают партиями. Партия должна состоять из труб одного размера, одной марки стали, одного класса прочности, одного вида термообработки и сопровождаться одним документом о качестве, содержащим:

наименование предприятия-изготовителя и товарный знак или его товарный знак;

тип трубы;

номинальные размеры труб;

класс прочности и марку стали;

номер трубы (для труб диаметром 530 мм и более из низколегированных марок стали) и номер партии;

результаты механических испытаний основного металла и сварного соединения;

номер плавки, химический состав и эквивалент по углероду по данным предприятия-изготовителя металла для труб из низколегированных марок стали, обозначение нормативного документа на прокат;

номер плавки, химический состав по данным предприятия-изготовителя металла для труб из углеродистых марок стали, обозначение нормативного документа на сталь;

эквивалентную фактическую величину гидравлического давления без учета осевого подпора;

состояние металла труб (термически обработанная, по всему объему или по сварному шву, или без термообработки);

отметку о проведении неразрушающего контроля;

обозначение настоящего стандарта [5].

По СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы (газопроводы, нефтепроводы и нефтепродуктопроводы) следует прокладывать подземно (подземная прокладка), но прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная прокладка) допускается только как исключение при соответствующем обосновании в случаях, такие как:

надземная прокладка трубопроводов или их отдельных участков допускается в пустынных и горных районах, болотистых местностях, районах горных выработок, оползней и районах распространения вечномерзлых грунтов, на неустойчивых грунтах, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия;

при надземной прокладке трубопроводов или их отдельных участков следует предусматривать проектные решения по компенсации продольных перемещений. При любых способах компенсации продольных перемещений трубопроводов следует применять отводы, допускающие проход поршня для очистки полости трубопровода и разделительной головки (для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов);

при прокладке трубопроводов и их переходов через естественные и искусственные препятствия следует использовать несущую способность самого трубопровода;

в местах установки на трубопроводе арматуры необходимо предусматривать стационарные площадки для ее обслуживания. Площадки должны быть несгораемыми и иметь конструкцию, исключающую скопление на них мусора и снега;

при проектировании надземных переходов необходимо учитывать продольные перемещения трубопроводов в местах их выхода из грунта;

опоры балочных систем трубопроводов следует проектировать из несгораемых материалов. При проектировании надземных трубопроводов следует предусматривать электроизоляцию трубопровода от опор;

высоту от уровня земли или верха покрытия дорог до низа трубы следует принимать не менее 0,5 м.

Прокладка трубопроводов может осуществляться одиночно или параллельно другим действующим или проектируемым магистральным трубопроводам - в техническом коридоре.

Под техническим коридором магистральных трубопроводов надлежит понимать систему параллельно проложенных трубопроводов по одной трассе, предназначенных для транспортирования нефти (нефтепродукта, в том числе сжиженных углеводородных газов) или газа (газового конденсата).

В отдельных случаях при технико-экономическом обосновании и условии обеспечения надежности работы трубопроводов допускается совместная прокладка в одном техническом коридоре нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) и газопроводов.

Предельно допустимые (суммарные) объемы транспортирования продуктов в пределах одного технического коридора и расстояния между этими коридорами определяются согласно строительным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке.

Не допускается прокладка магистральных трубопроводов по территориям населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, аэродромов, железнодорожных станций, морских и речных портов, пристаней и других аналогичных объектов.

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации и исключения возможности повреждения магистральных трубопроводов и их объектов вокруг них устанавливаются охранные зоны, размеры которых и порядок производства в них сельскохозяйственных и других работ регламентируются «Правилами охраны магистральных трубопроводов».

Температура газа, нефти (нефтепродуктов), поступающих в трубопровод, должна устанавливаться исходя из возможности транспортирования продукта и требований, предъявляемых к сохранности изоляционных покрытий, прочности, устойчивости и надежности трубопровода.

Необходимость и степень охлаждения транспортируемого продукта решаются при проектировании.

Трубопроводы и их сооружения следует проектировать с учетом максимальной индустриализации строительно-монтажных работ за счет применения, как правило, труб с заводской изоляцией и сборных конструкций в блочно-комплектном исполнении из стандартных и типовых элементов и деталей, изготовленных на заводах или в стационарных условиях, обеспечивающих качественное их изготовление. При этом принятые в проекте решения должны обеспечивать бесперебойную и безопасную эксплуатацию трубопроводов.

Литература

ГОСТ 20295-85 «Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов». – Введ. 1985-25-11. – М.: Стандартинформ, 2016. – 42 с.

ГОСТ 380 2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. – Введ. 2005-09.06 – М.: Стандартинформ, 2016. – 23 с.

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. – Введ. 2010-10-06. – М.: Стандартинформ, 2012. – 21 с.

ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. – Введ. 1981-01-21. – М.: Стандартинформ, 2015. – 33 с.

СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы. – Введ. 1981-01-21. – М.: Стандартинформ, 2017. – 24 с.

Коршак, А.А. Магистральные трубопроводы: учебник для вузов/ А.А. Коршак. – М.: НУМЦ Минприроды России, Издательский дом «Прибой», 2016. – 348 с.

Код для цитирования: Скопировать