CC BY
418
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
УДК 621.22-185
И. С. Сорвачев, К. А. Брот Научный руководитель - Ю. И. Коновалов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МАГИСТРАЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ: ЦЕЛИ, НАЗНАЧЕНИЯ, МАТЕРИАЛЫ, ДИАМЕТРЫ
Рассмотрены цели, материалы и классификация магистральных трубопроводов.
Трубопровод - сооружение, состоящее из плотно соединенных между собой труб, деталей трубопроводов, запорно-регулирующей аппаратуры, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики, опор и подвесок, крепежных деталей, прокладок, материалов и деталей тепловой и противокоррозионной изоляции и предназначенное для транспортировки сред различного агрегатного состояния, состава и назначения.
Трубопроводы могут выполнять функции транспортировки как газообразных, так жидких и даже твердых сред различной консистенции.
Магистральные трубопроводы - характеризуются большой протяженностью, высокой пропускной способностью и соединяют поставщика нефтегазопродук-тов с потребителем. В связи с большой протяженностью перекачка ведется не одной, а несколькими станциями, расположенными по трассе. Режим работы магистральных трубопроводов - непрерывный (кратковременные остановки носят случайный характер или связаны с ремонтно-восстановительными работами).
К магистральным трубопроводам относятся трубопроводы и ответвления (отводы) от них диаметром от 219 до 1 420 мм и протяженностью обычно свыше 50 км, с избыточным давлением транспортируемого продукта от 1,2 до 10 МПа, характеризующиеся высокой пропускной способностью.
Пропускная способность действующих однони-точных магистральных газопроводов зависит от их диаметра и составляет 10.. .50 млрд м3 газа в год.
В общем случае магистральный трубопровод может быть определен как инженерно-техническое сооружение, эксплуатирующее сложное и дорогостоящее оборудование и предназначенное для непрерывного регулируемого транспорта на значительные расстояния больших количеств газа, нефти, нефтепродуктов и пр. [1]. Трубопроводы промышленного назначения как в нашей стране, так и за рубежом начали сооружать в 60-80-х годах Х1Х века.
Магистральные трубопроводы предназначены для транспортировки [2]:
- нефти, нефтепродуктов, природного и попутного, естественного и искусственного углеводородных газов из районов их добычи (от головных перекачивающих насосных и компрессорных станций), производства или хранения до мест потребления (нефтебаз, перевалочных баз, пунктов налива, нефтеперерабатывающих заводов или нефтехимических комплексов, газораспределительных станций городов и населенных пунктов, отдельных промышленных и сельскохозяйственных предприятий и портов);
- искусственного углеводородного газа от мест его производства (заводов по производству искусст-
венного углеводородного газа) до мест его потребления (газораспределительных станций городов и населенных пунктов);
- сжиженных углеводородных газов (пропана, бутана и их смесей), а также нестабильного бензина и нестабильного конденсата и других сжиженных углеводородов с упругостью насыщенных паров не выше 1,6 МПа при температуре +45 °С из районов их добычи или производства (заводов по сжижению природных и искусственных углеводородных газов) до мест потребления (нефтебаз, перевалочных баз, пунктов налива, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, портов, газораздаточных станций, кустовых баз);
- товарной продукции в пределах головных и промежуточных газокомпрессорных, нефте- и нефте-продуктоперекачивающих насосных, станций, замерных пунктов.
Согласно СНиП 2.05.06-85* магистральные газопроводы в зависимости от рабочего давления в трубопроводе подразделяются на два класса:
I - при рабочем давлении свыше 2,5 до 10,0 МПа включительно;
II - при рабочем давлении свыше 1,2 до 2,5 МПа включительно.
Магистральные нефтепроводы и нефтепродук-топроводы в зависимости от диаметра трубопровода подразделяются на четыре класса, мм [3]:
I - при условном диаметре свыше 1 000 до 1 200 включительно;
II - то же, свыше 500 до 1 000 включительно;
III - то же, свыше 300 до 500 включительно;
IV - 300 и менее.
Категории магистральных трубопроводов
Категория трубопровода
при прокладке
Назначение трубопровода Наземной
Подземной и надзем-
ной
Для транспортирования при-
родного газа:
а) диаметром менее 1 200 мм IV III
б) диаметром 1 200 мм и бо- III III
лее III III
в) в северной строительно-
климатической зоне
Для транспортирования неф-
ти и нефтепродуктов
а) диаметром менее 700 мм IV III
б) диаметром 700 мм и более III III
в) в северной строительно- III III
климатической зоне
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
Наряду с этой классификацией СНиП 2.05.06-85* устанавливает для магистральных трубопроводов категории которые требуют обеспечения соответствующих прочностных характеристик на любом участке трубопровода.
Приведенная классификация и категории трубопроводов определяют в основном требования, связанные с обеспечением прочности или неразрушимости труб. В северной природно-климатической зоне все трубопроводы относятся к категории III. Исходя из этих же требований в СНиП 2.05.06-85* - определены также и категории, к которым следует относить не только трубопровод в целом, но и отдельные его участки. Необходимость в такой классификации объясняется различием условий, в которых будет находиться трубопровод на тех или иных участках местности, и возможными последствиями в случае разрушения трубопровода на них. Отдельные участки нефтепроводов могут относиться к высшей категории В, категории I или II. К высшей категории В относятся трубопроводные переходы через судо- и несудоходные реки с шириной зеркала воды более 25 метров, а также через болота III категории при диаметре трубопро-
вода 1 000 мм и более; газопроводы, расположенные внутри зданий и территорий компрессорных станций. К участкам к категории I относятся под- и надводные переходы через реки, болота типов II III, горные участки, вечномерзлые грунты. К участкам категории II относятся под- и надводные переходы через реки, болота типа II, косогорные участки, переходы под дорогами и т. д.
Библиографические ссылки
1. Демченко В. Г., Демченко Г. В. Магистральные трубопроводы. Надежность. Условия работы и разрушений, 2007.
2. Дерцакяна А. К. Справочник по проектированию магистральных трубопроводов. 1977.
3. Свод правил СП 86.13330.2012 «СНиП Ш-42-80*. Магистральные трубопроводы» (утв. приказом Федерального агентства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству от 25 дек. 2012 г. № 107/ГС).
© Сорвачев И. С., Брот К. А., 2014
УДК 621.791.18
П. В. Тимошев, В. В. Шеллер, А. В. Яковлев Научный руководитель - С. В. Прокопьев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОРОШКОВЫХ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СЛОЕВ
Рассмотрены особенности диффузионной сварки керамики с металлами с применением порошковых промежуточных слоев и промежуточных слоев из пористых лент.
Трудно представить себе конструкцию изделия без детали или узла из керамики, стекла, ситалла, поликора и других неметаллических материалов. Эти материалы, обладающие особыми физико-химическими и механическими свойствами, в сочетании с металлами позволяют решать большинство конструктивных и технологических проблем при создании новой техники.
Клеевые соединения, пайка и сварка плавлением не приемлемы для соединения металлов с неметаллами в виду их технологических особенностей, таких как выделение газообразных продуктов, наличие жидкой фазы между соединяемыми поверхностями, металлургической несовместимости и др. [1].
Только сварка в твердой фазе имеет реальную перспективу использования для получения металлокера-мических узлов. Эта технология позволяет оптимизировать технологический цикл, минимизировать напряжения в сварном шве, а также исключить применение припоев на основе драгоценных металлов.
Диффузионная сварка керамики с металлами проводится без расплавления металлической детали при
температурах, обеспечивающих сохранение исходных свойств керамических материалов.
Свариваемые поверхности любых деталей, подлежащих сварке, должны быть обработаны спирто-бензиновой смесью с целью удаления загрязнений.
Для металлов применяется дополнительная очистка металлических деталей, перед сваркой обеспечивается токарной, фрезерной или шлифовальной обработкой (шероховатость поверхности, подлежащей сварке, не хуже = 1,32 мкм).
Для керамики механическая обработка неприемлема, так как после нее на поверхности остается тонкий слой дефектов в виде сетки мелких трещин, которая является причиной низкого качества сварного соединения. Поэтому единственным способом подготовки керамики под сварку является ее химическая очистка, которая сводится к трем основным способам обработки: обезжириванию в органических растворителях и растворах солей, щелочей, поверхностно-активных веществ и т. п., удалению механических загрязнений с применением ультразвуковых ванн или термообработкой в вакууме и травлению.
