Устройство полевых магистральных трубопроводов

Наиболее эксплуатируемыми являются сле­дующие полевые магистральные трубопроводы:

- трубопровод диаметром 100 мм, длиной 100 и 150 км (ПМТ-100);

- трубопровод диаметром 150 мм, длиной 150 км со стальны­ми трубами (ПМТ-150);

- трубопровод диаметром 150 мм, длиной 150 км с алюминие­выми трубами (ПМТА-150).

В сокращенных названиях трубопроводов, указанных в скобках, буквы и цифры обозначают: П — полевой, М — магистральный, Т — трубопровод, А — алюминиевый. Цифры 100 и 150 обозначают условный диаметр трубопровода в миллиметрах.

Основные технические показатели полевых магистраль­ных трубопроводов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Основные технические показатели полевых

Магистральных трубопроводов.

Количество трубопроводного оборудования, входящего в комп­лекты трубопроводов, рассчитано для обеспечения развертывания и эксплуатации их на среднепересеченной местности. Для обеспе­чения развертывания и эксплуатации трубопроводов ПМТ-100 в го­ристой местности поставляются специальные дополнительные ком­плекты трубопроводного оборудования. В состав комплектов трубопроводов ПМТ-100 и ПМТ-150 входит такое количество труб, которое позволяет проложить на ровной местности трубопроводы протяженностью соответственно 108 и 162 км. На среднепересечен­ной местности такое количество труб обеспечивает прокладку тру­бопроводов соответственно на 100 и 150 км с учетом неровностей рельефа и необходимости преодоления различных естественных и искусственных препятствий.

Оборудование, входящее в комплект трубопровода, может быть разделено на следующие группы:

- линейное оборудование;

- насосные установки с обвязками (насосные станции);

- аварийное оборудование;

- вспомогательное оборудование.

Линейное оборудование трубопровода

К линейному оборудованию трубопровода относится оборудова­ние, устанавливаемое в основном в линию трубопровода: трубы, вставки, соединительные муфты, резиновые уплотнительные кольца, задвижки, обратные клапаны, регуляторы давления, фасонные части.

Трубы

Трубы являются основным оборудованием, входящим в комплек­ты полевых магистральных трубопроводов. Они составляют 80-85 % веса комплектов трубопроводов ПМТ-100 и ПМТ-150 и 70 % веса комплекта трубопровода ПМТА-150. Для перевозки труб используется до 85 % транспорта, необходимого для перемещения всего комплекта трубопровода. Трубы хранятся в штабелях (рис. 1). В комплекты трубопроводов ПМТ-100 входят стальные электро­сварные трубы размером 102X2X6000, в комплект трубопровода ПМТ-150 — стальные электросварные трубы размером 152ХЗ,25Х Х6000, а в комплект трубопровода ПМТА-150 — алюминиевые прессованные трубы размером 153X4,5X6000. В обозначении раз­мера труб первые цифры показывают наружный диаметр трубы, вторые — толщину стенки и третьи — длину трубы в миллиметрах. Для изготовления труб полевых магистральных трубопроводов ПМТ-100 и ПМТ-150 используются стальные электросварные трубы, поставляемые трубными заводами. Эти трубы изготовляются малоуглеродистой стали марки Ст. 10. К концам заготовки трубы, полученной с трубопрокатного завода, привариваются специальные манжеты с кольцевыми выточками под соединительные муфты (рис. 2).

Рис. 1. Хранение труб Ду-150 в штабелях (вариант)

Рис. 2. Труба с манжетами: 1 — труба; 2— манжета; 3— венчик манжеты

После приварки манжет для защиты труб от коррозии на их по­верхность наносится защитное покрытие. Трубы диаметром 100 ммподвергаются оцинковке, причем цинковое покрытие наносится одновременно на наружную и внутреннюю поверхности труб. Трубы диаметром 150 ммокрашиваются. При этом на внутреннюю поверх­ность труб и всю поверх­ность манжет наносится специальное бензостойкое антикоррозионное эмалевое покрытие, а наружная по­верхность труб окрашивает­ся нитроэмалью защитного цвета.

Для изготовления труб полевого магистрального трубопровода ПМТА-150 ис­пользуются прессованные трубы, изготовляемые из алюминиевого сплава ЛМГ-3. К концам заготовки трубы, так же как и к стальной трубе, приварива­ются манжеты с кольцевы­ми выточками под соедини­тельные муфты. Манжеты изготовляются из алюми­ниевого сплава АМГ-6, об­ладающего большей проч­ностью и твердостью, чем сплав АМГ-3.

Конфигурация манжеты алюминиевой трубы не­сколько отличается от кон­фигурации манжеты сталь­ной трубы (рис. 3). Это раз­личие обусловлено способом приварки манжет к трубам: к стальным трубам манже­ты привариваются швом внахлестку, а к алюминие­вым - стыковым швом.

Рис. 3. Манжеты труб:

а — манжета стальной трубы; б — манжета

Приварка манжет стыковым швом обеспечивает большую проч­ность сварного соединения, чем приварка швом внахлестку, но она менее удобна в производстве. Необходимая прочность сварного соединения манжеты со стальной трубой вполне обеспечивается сваркой швом внахлестку, в то время как необходимая прочность сварного соединения манжеты с алюминиевой трубой может быть достигнута только сваркой стыковым швом. Наряду с трубами длиной 6 м в комплектах трубопроводов име­ются также короткие трубы-вставки. Вставки используются при монтаже обвязок насосных станций, резервуарных групп и в линии трубопровода, где не укладываются трубы длиной 6 м. В комплек­тах трубопроводов диаметром 100 мм вставки имеют длину 0,3; 0,9; 1,2 и 1,8 м, а в комплектах трубопроводов диаметром 150 мм — 0,35; 0,85 и 1,8 м. Длина вставок (кроме вставок длиной 1,8 м) вы­брана из расчета кратности их стро-ительной длине запорной и ре­гулирующей арматуры (задвижки, обратные клапаны и регуляторы давления).

Для обеспечения безопасности и надежности работы трубопро­водов ПМТ-100, проложенных через дороги, в их комплектах име­ются специальные усиленные трубы, изготовленные из катаных труб с толщиной стенки 5 мм.В комплектах трубопроводов ПМТА-150 роль усиленных труб выполняют имеющиеся стальные трубы размером 152X3,25X6000.

Муфты и кольца

К соединению труб полевых магистральных трубопроводов предъявляется ряд специфических требований, выполнение которых необходимо для надежной работы трубопроводов на местности в сложных географических и климатических условиях. Соединитель­ное устройство должно обеспечивать:

- механическую прочность и полную герметичность трубопро­вода при давлении в нем от 0 до 38 кг/см²;

- компенсацию температурных изменений;

- поворот одной трубы относительно другой на угол 3-4°;

- сборку и разборку трубопровода с затратой минимально воз­можного времени;

- возможность замены отдельных труб на собранном трубо­проводе.

Соединительное устройство должно быть малогабаритным, малодетальным, простым по конструкции, технологичным и недоро­гим в изготовлении. Детали соединительного устройства должны быть стойкими к нефтепродуктам и воде и работоспособными после многократного монтажа и демонтажа трубопровода. Из всех суще­ствующих на сегодня соединений наиболее полно отвечает перечис­ленным выше требованиям соединение типа МПТ (рис. 4), которое и принято для полевых магистральных трубопроводов. Любое соединительное устройство труб, работающих под давлением, должно иметь комплекс деталей и ра­бочих поверхностей, обеспечивающих надежное соединение элементов трубопровода, восприятие всех нагрузок, возникающих при работе, и гер­метичность трубопровода.

Рис. 4. Общий вид соединения труб в сборе:

1 — труба; 2— соединительная муфта; 3— резиновое уплотнительное кольцо

Основные размеры и вес труб приведены в таблице 2

Основные размеры и вес труб. Таблица 2

Трубы и другие элементы полевых магист­ральных трубопроводов с соединением типа МПТ монтируются с помощью соединительных муфт. Соединительная муфта (рис. 5) состоит из двух полумуфт, одна из которых имеет откидные бол­ты с гайками. Па откидных болтах имеется по две шайбы: большая шайба является опорной под гайки при монтаже соединительной муфты, а малая — ограничителем для гайки при демон­таже муфты.

Рис. 5. Соединительная муфта МПТ-15-4:

1 — полумуфта; 2 — откидной болт; 3 — ось; 4 — шайба; 5 — гайка

Полумуфты изготовляются из ковкого чугу­на отливкой их в землю. Все размеры полумуфт получаются в литье, за исключением двух — внутреннего диаметра по бурту и высоты лап.

Эти два размера получаются после механической обработки литья. Полумуфты окрашиваются нитроэмалью защитного цвета, а от­кидные болты, оси, гайки и шайбы - оцинковываются.

При монтаже соединения полумуфты надеваются на трубы или другие элементы трубопровода так, чтобы их бурты входили в кольцевые выточки манжет, после чего равномерно затягиваются откидные болты. Смонтированная муфта надежно удерживает со­единенные между собой детали трубопровода. Размеры манжет и соединительных муфт подобраны так, что они позволяют повернуть одну трубу относительно продольной оси другой трубы в любой плоскости на угол 3-4°, а также обеспечивают самокомпенсацию температурных изменений.

Полевые магистральные трубопроводы ПМТ-100 укомплектовы­ваются соединительными муфтами МПТ-10-4, трубопроводы ПМТ-150 и ПМТА-150 муфтами МПТ-15-4.

Основные размеры и вес соединительных муфт приведены в таблице 3.

Основные размеры и вес соединительных муфт. Таблица 3

Герметичность трубопровода в местах соединений обеспечива­ется резиновыми уплотнительными кольцами (рис. 6). Уплотнительные кольца изготовляются из маслобензостойкой резины методом формовки: стальные прессформы с полостями, соответствующими конфигурации и размерам кольца, за­полняются специально приготовленной резиновой смесью и выдерживаются в течение 20 минпри температуре 140 °С, при этом происходит вулканизация ре­зины.

Рис. 6. Резиновое уплотнительное кольцо:

а — общий вид кольца; б — схема кольца

При монтаже соединения резино­вое кольцо своими уплотняющими по­ясками надевается на венчики манжет двух соединяемых труб. Размеры рези­нового уплотнительного кольца подоб­раны так, что оно надевается на вен­чик манжеты с определенным натягом. После этого на резиновое уплотнительное кольцо надеваются верхняя и ниж­няя полумуфты и затягиваются откид­ные болты. При этом резиновое коль­цо, плотно охватываемое внутренней полостью соединительной муфты, еще сильнее прижимается своими уплотня­ющими поясками к венчикам манжет соединяемых труб. Предварительный натяг резинового уплотнительного кольца, получаемый при надевании его на венчики манжет соединяемых труб и последующем обжатии его соединительной муфтой, необходим для обеспечения герметичности соединения при отсутствии в трубопроводе дав­ления.

При возрастании давления в тру­бопроводе герметичность соединений создается самой конструкцией рези­нового уплотнительного кольца, обес­печивающей работу его по принципу самоуплотнения: с повышением давле­ния в трубопроводе жидкость сильнее давит на внутреннюю полость кольца и плотнее прижимает его уплотняю­щие пояски к венчикам манжет, в ре­зультате/чего герметичность соедине­ния улучшается. Перемещение труб относительно друг друга в любом направлении впределах, допускаемых конструкцией данного соеди­нительного устройства, не влияет на герметичность соединения.

Основные размеры и вес резиновых уплотнительных колец при­ведены в таблице 5.5.

Основные размеры и вес резиновых уплотнительных колец.Таблица 5.5

Фасонные части трубопровода

К фасонным частям трубопровода относятся тройники, уголь­ники и переходники (рис. 7).

Рис. 7. Фасонные части трубопровода ПМТ-100:

а — тройник прямой; б — угольник 90°; в — угольник 45°; г — переходник

Тройники используются для устройства различных ответвлений от полевых магистральных трубопроводов. В больших количествах они используются в обвязках насосных станций и при оборудова­нии начальных, промежуточных и конечных пунктов трубопровода.

Тройники для трубопроводов ПМТ-100 изготовляются из сталь­ных катаных труб с толщиной стенки 5 мм, а для трубопроводов ПМТ-150 — из труб с толщиной стенки 6 мм и приварными манже­тами.

Ранее они изготовлялись для трубопроводов ПМТ-100 из труб с толщиной стенки 8 мм с проточкой на них кольцевых кана­вок под соединительные муфты, а для трубопроводов ПМТ-150 — из труб с толщиной стенки 3,25 мм и приварными манжетами.

Для изменения направления трубопровода используются уголь­ники. В комплекты полевых магистральных трубопроводов входят угольники под 45 и 90°. Угольники под 45° используются на трассе в линии трубопроводов, угольники под 90° — как в линии трубо­проводов, так и в обвязках насосных станций и при оборудовании начальных, промежуточных и конечных пунктов трубопровода. Из­готовляются угольники для трубопроводов ПМТ-100 и ПМТ-150 из тех же труб, что и тройники.

Для соединения между собой труб диаметром 100 и 150 ммприменяются переходники. Переходники используются также для подсоединения трубопроводов к насосным установкам.

Трубопроводы ПМТА-150 укомплектовываются стальными тройниками, угольниками и переходниками из комплекта трубопровода ПМТ-150.