Лабораторные работы по физике / mol / Лаб.раб. № 123. Почему при строительстве магистральных газопроводов используют трубы

Лаб.раб. № 123

Содержание

1. Цель работы……………………………………………………………4

2. Теория метода……..….……………………………………………….4

3. Экспериментальная установка……….………………………………8

4. Порядок выполнения работы…………………………………………9

5. Требования к отчету…………………………………………………..9

6. Контрольные вопросы……………………………………………….10

Список литературы……………………………………………………..10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 123

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА КАПИЛЛЯРНЫМ МЕТОДОМ

1. Цель работы

1. Изучение внутреннего трения воздуха как одного из явлений переноса в газах.

2. Определение коэффициента вязкости воздуха и характеристик теплового движения его молекул.

2. Теория метода

Явления переноса – это процесс установления равновесия в системе путем переноса массы (диффузия), энергии (теплопроводность) и импульса молекул (внутреннее трение, или вязкость). Все эти явления обусловлены тепловым движением молекул.

При явлении вязкости наблюдается перенос импульса от молекул из слоев потока, которые двигаются быстрее, к более медленным. При протекании жидкости или газа в узкой прямолинейной цилиндрической трубе (капилляре) при малых скоростях потока течение является ламинарным, т.е. поток газа движется отдельными слоями, которые не смешиваются между собой. В этом случае слои представляют собой совокупность бесконечно тонких цилиндрических поверхностей, вложенных одна в другую, имеющих общую ось, совпадающую с осью трубы.

Вследствие хаотического теплового движения молекулы непрерывно переходят из слоя в слой и при столкновении с другими молекулами изменяют импульсы своего направленного движения. При переходе из слоя движущегося с большей скоростью в слой, движущийся с меньшей скоростью, молекулы переносят в другой слой свой импульс направленного движения. В «более быстрый» слой переходят молекулы с меньшим импульсом. В результате первый слой тормозится, а второй – ускоряется. Опыт показывает, что импульс dP, который передается от слоя к слою через поверхность площадью S вдоль оси r, перпендикулярной этой поверхности, пропорционален проекции градиента скорости упорядоченного направленного движения на эту ось , площадиS и времени переноса dt:

dP = –. (2.1)

В результате между слоями возникает сила внутреннего трения, величина которой по второму закону Ньютона равна:

, (2.2)

где η – коэффициент вязкости.

υТ , (2.3)

где ρ – плотность газа, λ – средняя длина свободного пробега молекул, υТ– средняя скорость теплового движения молекул, равная

 υТ=, (2.4)

где μ – молярная масса газа, R– универсальная газовая постоянная.

Рассмотрим газ, движущийся внутри капилляра. Выделим в нем некоторый цилиндрический объем газа радиусом rи длинойl, как показано на рис. 2.1.

Рис. 2.1

Обозначим давления на его торцах через P1иP2. При установившемся течении сила давления на газ в цилиндре

(2.5)

уравновесится силой внутреннего трения FT, которая действует вдоль боковой поверхности цилиндра со стороны окружающего его слоя газа:

. (2.6)

Так как площадь боковой поверхности S= 2πrlи скоростьυ(r) уменьшается при удалении от оси трубы (т.е.< 0), то из (2.2) получаем:

. (2.7)

С учетом (2.5) и (2.7) условие стационарности (2.6) запишется в виде:

. (2.8)

Разделяя переменные, получим следующее уравнение

, (2.9)

интегрируя которое, получим

, (2.10)

где С– постоянная интегрирования, определяемая граничными условиями задачи.

При r=Rскорость газа должна обратиться в нуль, поскольку сила внутреннего трения о стенку капилляра тормозит смежный с ней слой газа. При этом условии

(2.11)

. (2.12)

Подсчитаем объемный расход газа Vt, т.е. объем газа протекающего за единицу времени через поперечное сечение трубы. Через кольцевую площадку с внутренним радиусомrи внешнимr+drза времяtпротекает объем газаdV = 2πr dr υ(r)t. Значит, через все сечение трубы за это время пройдет объем

V=(2.13)

и объемный расход Vt =будет равен

Vt =. (2.14)

Эту формулу, называемую формулой Пуазейля, можно использовать для экспериментального определения коэффициента вязкости газа.

Формула Пуазейля была получена в предположении ламинарного течения газа или жидкости. Однако с увеличением скорости потока движение становится турбулентным и слои смешиваются. При турбулентном движении скорость в каждой точке меняет свое значение и направление и сохраняется только среднее значение скорости. Критерием характера движения жидкости или газа в трубе служит число Рейнольдса:

, (2.15)

где – средняя скорость потока, ρ – плотность жидкости или газа.

В гладких цилиндрических каналах переход от ламинарного течения к турбулентному происходит при Rе≈ 1000. Поэтому в случае использования формулы Пуазейля необходимо обеспечить выполнение условияRе< 1000. Кроме этого, эксперимент необходимо проводить таким образом, чтобы сжимаемостью газа можно было пренебречь. Это возможно тогда, когда перепад давлений вдоль капилляра значительно меньше самого давления. В используемой работе давление газа несколько больше атмосферного (103 см вод. ст.), а перепад давлений составляет ~ 10 см вод. ст., т.е. приблизительно 1 % от атмосферного.

Формула (2.14) справедлива для участка трубы, в котором установилось постоянное течение с квадратичным законом распределения скоростей (2.12) по сечению трубы. Такое течение устанавливается на некотором расстоянии от входа в капилляр, поэтому для достижения достаточной точности эксперимента необходимо выполнение условия R «L ,гдеR – радиус,L– длина капилляра.

3. Экспериментальная установка

Для определения коэффициента вязкости воздуха предназначена экспериментальная установка ФПТ 1–1, общий вид которой изображен на рис. 3.2.

Рис. 3.1

1 – блок рабочего элемента, 2 – блок приборов, 3 – стойка, 4 – капилляр, 5 – реометр, 6 – манометр.

Воздух в капилляр 4 нагнетается микрокомпрессором, размещенным в блоке приборов 2. Объемный расход воздуха измеряется реометром 5, а нужное его значение устанавливается регулятором «Воздух», который находится на передней панели блока приборов. Для измерения разности давлений воздуха на концах капилляра предназначен U–образный водяной манометр 6. Геометрические размеры капилляра – радиусR и длинаLуказаны на рабочем месте.

4. Порядок выполнения работы

1. Включить установку тумблером «Сеть».

2. С помощью регулятора «Воздух» установить по показаниям реометра выбранное значение объемного расхода воздуха Vt.

3. Измерить разность давлений в коленах манометра. ЗначенияVtизанести в табл.

4. Повторить измерения по пп. 2–3 для 5 значений объемного расхода воздуха.

5. Установить регулятор расхода воздуха на минимум, после чего выключить установку тумблером «Сеть».

.

Найти среднее значение коэффициента вязкости.

7. По формуле (2.4) вычислить среднюю скорость теплового движения молекул воздуха, учитывая, что молярная масса воздуха μ=29кг/моль, а универсальная газовая постоянная R=8,31Дж/(моль·К).

8. По барометру и термометру в лаборатории измерить давление и температуру воздуха в ней. Пользуясь уравнением состояния, вычислить плотность воздуха: , а затем с помощью формулы (2.3) вычислить среднюю длину свободного пробега молекул.

9. Оценить погрешность результатов измерения.

5. Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. название, номер и цель работы;

2. основные теоретические положения и расчетные формулы;

3) результаты измерений Vtии вычисленные значения η, приведенные в таблицы;

3. полученное среднее значение η и расчет его относительной погрешности.

6. Контрольные вопросы

1. Расскажите о явлениях переноса в газах.

2. Объясните явление внутреннего трения в газе с точки зрения молекулярно–кинетической теории.

3. Напишите и объясните формулу Ньютона для внутреннего трения.

4. Какой физический смысл коэффициента вязкости? В каких единицах СИ он измеряется?

5. Запишите формулу для коэффициента вязкости идеального газа.

6. От каких физических величин зависит величина средней скорости теплового движения молекул идеального газа?

7. Какая величина называется средней длиной свободного пробега молекулы? От каких физических величин она зависит?

8. В чем заключается капиллярный метод определения коэффициента вязкости газов?

9. Выведите формулу Пуазейля. При каких условиях ее применяют?

10. Как изменяется скорость движения газа по радиусу канала при ламинарном режиме течения?

11. Как оценить среднюю длину свободного пробега и эффективный диаметр молекулы газа, используя явление внутреннего трения в газах?

12. Почему при строительстве магистральных газопроводов используют трубы большого диаметра, а не увеличивают давление газа при его транспортировании?

Список литературы

1. Савельев И. В.Курс общей физики. – М.: Наука, Т.1, 1989. – С. 269–274, 285–287.

2. Метвеев А. Н.Молекулярная физика. – М.: Высшая школа, 1987. – С. 10–12, 14–16, 66–70, 32 –324.

10

studfiles.net

Лаб.раб. № 123

Содержание

1. Цель работы……………………………………………………………4

2. Теория метода……..….……………………………………………….4

3. Экспериментальная установка……….………………………………8

4. Порядок выполнения работы…………………………………………9

5. Требования к отчету…………………………………………………..9

6. Контрольные вопросы……………………………………………….10

Список литературы……………………………………………………..10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 123

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА КАПИЛЛЯРНЫМ МЕТОДОМ

1. Цель работы

1. Изучение внутреннего трения воздуха как одного из явлений переноса в газах.

2. Определение коэффициента вязкости воздуха и характеристик теплового движения его молекул.

2. Теория метода

Явления переноса – это процесс установления равновесия в системе путем переноса массы (диффузия), энергии (теплопроводность) и импульса молекул (внутреннее трение, или вязкость). Все эти явления обусловлены тепловым движением молекул.

При явлении вязкости наблюдается перенос импульса от молекул из слоев потока, которые двигаются быстрее, к более медленным. При протекании жидкости или газа в узкой прямолинейной цилиндрической трубе (капилляре) при малых скоростях потока течение является ламинарным, т.е. поток газа движется отдельными слоями, которые не смешиваются между собой. В этом случае слои представляют собой совокупность бесконечно тонких цилиндрических поверхностей, вложенных одна в другую, имеющих общую ось, совпадающую с осью трубы.

Вследствие хаотического теплового движения молекулы непрерывно переходят из слоя в слой и при столкновении с другими молекулами изменяют импульсы своего направленного движения. При переходе из слоя движущегося с большей скоростью в слой, движущийся с меньшей скоростью, молекулы переносят в другой слой свой импульс направленного движения. В «более быстрый» слой переходят молекулы с меньшим импульсом. В результате первый слой тормозится, а второй – ускоряется. Опыт показывает, что импульс dP, который передается от слоя к слою через поверхность площадью S вдоль оси r, перпендикулярной этой поверхности, пропорционален проекции градиента скорости упорядоченного направленного движения на эту ось , площадиS и времени переноса dt:

dP = –. (2.1)

В результате между слоями возникает сила внутреннего трения, величина которой по второму закону Ньютона равна:

, (2.2)

где η – коэффициент вязкости.

υТ , (2.3)

где ρ – плотность газа, λ – средняя длина свободного пробега молекул, υТ– средняя скорость теплового движения молекул, равная

 υТ=, (2.4)

где μ – молярная масса газа, R– универсальная газовая постоянная.

Рассмотрим газ, движущийся внутри капилляра. Выделим в нем некоторый цилиндрический объем газа радиусом rи длинойl, как показано на рис. 2.1.

Рис. 2.1

Обозначим давления на его торцах через P1иP2. При установившемся течении сила давления на газ в цилиндре

(2.5)

уравновесится силой внутреннего трения FT, которая действует вдоль боковой поверхности цилиндра со стороны окружающего его слоя газа:

. (2.6)

Так как площадь боковой поверхности S= 2πrlи скоростьυ(r) уменьшается при удалении от оси трубы (т.е.< 0), то из (2.2) получаем:

. (2.7)

С учетом (2.5) и (2.7) условие стационарности (2.6) запишется в виде:

. (2.8)

Разделяя переменные, получим следующее уравнение

, (2.9)

интегрируя которое, получим

, (2.10)

где С– постоянная интегрирования, определяемая граничными условиями задачи.

При r=Rскорость газа должна обратиться в нуль, поскольку сила внутреннего трения о стенку капилляра тормозит смежный с ней слой газа. При этом условии

(2.11)

и

. (2.12)

Подсчитаем объемный расход газа Vt, т.е. объем газа протекающего за единицу времени через поперечное сечение трубы. Через кольцевую площадку с внутренним радиусомrи внешнимr+drза времяtпротекает объем газаdV = 2πr dr υ(r)t. Значит, через все сечение трубы за это время пройдет объем

V=(2.13)

и объемный расход Vt =будет равен

Vt =. (2.14)

Эту формулу, называемую формулой Пуазейля, можно использовать для экспериментального определения коэффициента вязкости газа.

Формула Пуазейля была получена в предположении ламинарного течения газа или жидкости. Однако с увеличением скорости потока движение становится турбулентным и слои смешиваются. При турбулентном движении скорость в каждой точке меняет свое значение и направление и сохраняется только среднее значение скорости. Критерием характера движения жидкости или газа в трубе служит число Рейнольдса:

, (2.15)

где – средняя скорость потока, ρ – плотность жидкости или газа.

В гладких цилиндрических каналах переход от ламинарного течения к турбулентному происходит при Rе≈ 1000. Поэтому в случае использования формулы Пуазейля необходимо обеспечить выполнение условияRе< 1000. Кроме этого, эксперимент необходимо проводить таким образом, чтобы сжимаемостью газа можно было пренебречь. Это возможно тогда, когда перепад давлений вдоль капилляра значительно меньше самого давления. В используемой работе давление газа несколько больше атмосферного (103 см вод. ст.), а перепад давлений составляет ~ 10 см вод. ст., т.е. приблизительно 1 % от атмосферного.

Формула (2.14) справедлива для участка трубы, в котором установилось постоянное течение с квадратичным законом распределения скоростей (2.12) по сечению трубы. Такое течение устанавливается на некотором расстоянии от входа в капилляр, поэтому для достижения достаточной точности эксперимента необходимо выполнение условия R «L ,гдеR – радиус,L– длина капилляра.

3. Экспериментальная установка

Для определения коэффициента вязкости воздуха предназначена экспериментальная установка ФПТ 1–1, общий вид которой изображен на рис. 3.2.

Рис. 3.1

1 – блок рабочего элемента, 2 – блок приборов, 3 – стойка, 4 – капилляр, 5 – реометр, 6 – манометр.

Воздух в капилляр 4 нагнетается микрокомпрессором, размещенным в блоке приборов 2. Объемный расход воздуха измеряется реометром 5, а нужное его значение устанавливается регулятором «Воздух», который находится на передней панели блока приборов. Для измерения разности давлений воздуха на концах капилляра предназначен U–образный водяной манометр 6. Геометрические размеры капилляра – радиусR и длинаLуказаны на рабочем месте.

4. Порядок выполнения работы

1. Включить установку тумблером «Сеть».

2. С помощью регулятора «Воздух» установить по показаниям реометра выбранное значение объемного расхода воздуха Vt.

3. Измерить разность давлений в коленах манометра. ЗначенияVtизанести в табл.

4. Повторить измерения по пп. 2–3 для 5 значений объемного расхода воздуха.

5. Установить регулятор расхода воздуха на минимум, после чего выключить установку тумблером «Сеть».

6. Для каждого режима определить по формуле Пуазейля коэффициент вязкости воздуха:

.

Найти среднее значение коэффициента вязкости.

7. По формуле (2.4) вычислить среднюю скорость теплового движения молекул воздуха, учитывая, что молярная масса воздуха μ=29кг/моль, а универсальная газовая постоянная R=8,31Дж/(моль·К).

8. По барометру и термометру в лаборатории измерить давление и температуру воздуха в ней. Пользуясь уравнением состояния, вычислить плотность воздуха: , а затем с помощью формулы (2.3) вычислить среднюю длину свободного пробега молекул.

9. Оценить погрешность результатов измерения.

5. Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. название, номер и цель работы;

2. основные теоретические положения и расчетные формулы;

3) результаты измерений Vtии вычисленные значения η, приведенные в таблицы;

3. полученное среднее значение η и расчет его относительной погрешности.

6. Контрольные вопросы

1. Расскажите о явлениях переноса в газах.

2. Объясните явление внутреннего трения в газе с точки зрения молекулярно–кинетической теории.

3. Напишите и объясните формулу Ньютона для внутреннего трения.

4. Какой физический смысл коэффициента вязкости? В каких единицах СИ он измеряется?

5. Запишите формулу для коэффициента вязкости идеального газа.

6. От каких физических величин зависит величина средней скорости теплового движения молекул идеального газа?

7. Какая величина называется средней длиной свободного пробега молекулы? От каких физических величин она зависит?

8. В чем заключается капиллярный метод определения коэффициента вязкости газов?

9. Выведите формулу Пуазейля. При каких условиях ее применяют?

10. Как изменяется скорость движения газа по радиусу канала при ламинарном режиме течения?

11. Как оценить среднюю длину свободного пробега и эффективный диаметр молекулы газа, используя явление внутреннего трения в газах?

12. Почему при строительстве магистральных газопроводов используют трубы большого диаметра, а не увеличивают давление газа при его транспортировании?

Список литературы

1. Савельев И. В.Курс общей физики. – М.: Наука, Т.1, 1989. – С. 269–274, 285–287.

2. Метвеев А. Н.Молекулярная физика. – М.: Высшая школа, 1987. – С. 10–12, 14–16, 66–70, 32 –324.

10

studfiles.net

Строительство - магистральный газопровод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Строительство - магистральный газопровод

Cтраница 2

При строительстве магистральных газопроводов применяются электродуговая, газопрессовая сварки и сварка под слоем флюса по методу академика Патона.  [16]

При строительстве магистральных газопроводов не следует допускать попадания в трубы грязи, песка, воды и различных посторонних предметов. Газопроводы перед их вводом в эксплуатацию необходимо подвергать тщательной продувке, а это в свою очередь удорожает их строительство и задерживает ввод в эксплуатацию.  [17]

На строительстве магистрального газопровода Саратов-Москва была применена газопрессовая сварка стыков, а на московских газовых сетях в 1945 г. применялась электроконтактная сварка секций на стационарных машинах.  [18]

При строительстве магистральных газопроводов использовались трубные стали, которые в зависимости от времени выпуска и способа производства можно условно разделить на три поколения.  [19]

При строительстве магистральных газопроводов в период ускоренного развития газовой промышленности ( 1970 - 1980 гг.) по ряду объективных и субъективных причин широко использовали трубы без заводской изоляции. Поэтому МГ заизолированы в основном пленочными материалами. Так, из 154 тыс. км газопроводов ОАО Газпром пленочной изоляцией заизолировано свыше 120 тыс. км. Как показал опыт эксплуатации МГ, требуется своевременная замена таких покрытий, которые в среднем через 8 - 12 лет теряют свои защитные свойства.  [20]

При строительстве магистральных газопроводов использовались различные трубы ( рис. 5, б), оборудование и материалы, соответствующие развитию техники и технологий своего времени.  [21]

При строительстве магистральных газопроводов Уренгой - Помарц-Ужгород и Уренгой-Центр была внедрена разработанная БСМО Союзподводтрубопроводстрой и ВНИИСТом технология строительства подводных переходов из длинномерных трубных плетей длиной 150 -: 250 м, которые изготовлялись на централизованной базе в г. Казани и буксировались на переходы, строящиеся в Волго-Камском бассейне.  [23]

При строительстве магистральных газопроводов Уренгой - Центр ( I н, II н) в основном были применены газоперекачивающие агрегаты мощностью 16 и 25 МВт отечественной разработки. К ним относятся ГТН-25 мощностью 25 МВт Невского машиностроительного завода им.  [24]

При строительстве магистральных газопроводов применяют следующие виды сварки труб: автоматическую дуговую сварку под слоем флюса, полуавтоматическую дуговую сварку в струе защитных газов, электроконтактную сварку и ручную дуговую.  [25]

При строительстве магистральных газопроводов первоначально производится выбор трассы. При этом стремятся насколько возможно ближе придерживаться геометрической прямой, соединяющей начальный и конечный пункты газопровода и в то же время максимально приблизить эту трассу к линиям железных и шоссейных дорог, что облегчает строительство и эксплуатацию газопровода.  [26]

При строительстве магистральных газопроводов среднего и высокого давлений предусматривают вводы к будущим потребителям с установкой на них отключающих приспособлений.  [27]

При строительстве крупных магистральных газопроводов в несколько очередей возникает задача определения очередности ввода в эксплуатацию КС газопровода. При этом необходимо лишь учитывать, что на КС к этому времени могут быть в эксплуатации не все газоперекачивающие агрегаты, что отразится на коэффициентах а и Ъ в уравнении характеристик КС.  [29]

При строительстве крупных магистральных газопроводов в несколько очередей возникает задача определения очередности ввода в эксплуатацию КС газопровода. При этом необходимо лишь учитывать, что на КС к этому времени могут быть в эксплуатации не все газоперекачивающие агрегаты, что отразится на коэффициентах а и b в уравнении характеристик КС.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Магистральный трубопровод - это что такое? :: BusinessMan.ru

Каналы доставки воды относятся к наиболее распространенным объектам инженерных коммуникаций. Трубопроводы не только обеспечивают бытовые нужды потребителей в холодной и горячей воде, но и выступают источниками жидкости в производственной инфраструктуре. Более того, существуют не менее значимые коммуникации, по которым транспортируются нефте- и газопродукты от места добычи к перерабатывающим предприятиям. И в каждом случае основу таких каналов составляет магистральный трубопровод. Это линии передачи целевого жидкостного или газообразного ресурса, связывающие источник выработки или содержания с потребителем.

Состав трубопровода

Основу инфраструктуры формируют непосредственно металлические трубы, но без сантехнической запорной арматуры невозможна их эксплуатация. Практически все линии транспортировки воды, газа и нефти имеют в разных конфигурациях лупинги и ответвления, устройство которых предусматривает включение фитингов, регуляторов и кранов. В точках подключения к перекачивающим станциям обычно устанавливаются контрольно-измерительные приборы наподобие датчиков расхода и манометров. Соответственно, с их помощью отслеживаются показатели давления в контуре и объем перекачанного ресурса. Средства очистки также относятся к распространенным дополнениям магистральных трубопроводов. Работа каналов, снабжающих потребителей питьевой водой, к примеру, сопровождается тонкой очисткой. Для этого используются фильтры с эффектами ионизации и аэрации. В промышленных газо- и нефтеперерабатывающих сетях также задействуются сборники конденсата и агрегаты для ввода метанола.

Основные характеристики труб

Современные пластиковые конструкции трубопроводов не задействуются в магистральных линиях по причине их низкого рабочего ресурса. Как правило, используют нержавеющие стальные отрезки, соединяемые электросваркой или спиральным швом. В СНиП раздела 2.05.06-85 отмечается, что для каналов толщиной до 500 мм должны использоваться трубы, выполненные из углеродистой стали. По мере повышения диаметра до 1020 мм начинают применяться низколегированные спокойные сплавы. Если же речь идет о толщине более 1400 мм, то монтаж производится из элементов, металл которых находится в термомеханическом упрочненном состоянии. Как указывает тот же СНиП, магистральные трубопроводы при соединении должны выдерживаться и по величине кривизны. На каждом метровом отрезке нормативное отклонение не превышает 1,5 мм. Общая же величина кривизны должна находиться в пределах 0,2 % от всей длины канала.

Классификация магистральных сетей

Трубопроводы разделяют по типу обслуживаемого ресурса, способу прокладки и рабочим показателям. Что касается первой классификации, то уже отмечались возможности использования коммуникаций для транспортировки как жидкостных сред (нефть, вода, масло и т. д.), так и газовых смесей. При этом для второй группы применяется разделение на классы по уровню давления: диапазоны 2,5-10 МПа и 1,2-2,5 МПа. На нефтеперерабатывающих предприятиях используют классификацию по диаметру магистрального трубопровода – это спектр от 300 до 1200 мм, в котором можно выделить разделительные границы в точках на 500 и 1000 мм. В отношении способа прокладки коммуникаций обычно рассматриваются наземные и подземные методы. Соответственно, в одном случае предполагается открытый монтаж с прямым доступом к обслуживанию канала, а во втором – герметизированная укладка труб с полной засыпкой и расчетом на длительную эксплуатацию.

Особенности морских трубопроводных каналов

Тоже один из способов прокладки магистральных сетей для транспортировки газовых и жидкостных ресурсов, но он применяется реже. Морская трубопроводная линия размещается под водой после всестороннего анализа условий местной акватории. В частности, составлению проекта предшествует определение скорости донного течения, инженерно-геологических параметров, рельефа берега и температуры окружающей среды, в которой будет размещен магистральный трубопровод. Правила определяют и особые требования к обеспечению защиты. Стенки труб снаружи должны иметь теплоизоляцию, бетонированное покрытие и катодную антикоррозийную защиту. В качестве основного материала для подводных каналов используются конструкции из низколегированных и малоуглеродистых сталей. Как правило, электросварные прямошовные или горячекатаные бесшовные трубы.

Проектирование магистральных каналов

На этапе создания проекта разрабатывается комплекс технических документов, в котором описываются расчетные параметры, схемы, чертежи и общий план устройства трубопроводного транспорта. Также проводится исследование местности для прокладки канала. Оцениваются геодезические, геологические и экологические условия, а также экономические данные, обосновывающие проект. Основу документации формируют сведения о характеристиках магистрального трубопровода – это может быть информация о пропускной способности, давлении, количестве переходных станций и ответвлений. Учитывают инженеры и эксплуатационную перспективу инфраструктуры. От нее будет зависеть возможность будущей модернизации, переориентирования или расширения сети в соответствии с новыми условиями ее использования.

Прокладка магистральных труб

Строительство трубопровода осуществляется в соответствии с принятыми в проекте техническими решениями, учитывающими конкретные условия монтажа. Как правило, прокладка осуществляется с применением земельных насыпей или опор, выступающих в качестве несущей базы или фундамента. Причем в одном технологическом коридоре сети могут одновременно прокладываться трубы разного назначения – так формируются комбинированные или смежные трассы. Минимальный уровень заглубления при строительстве магистральных трубопроводов составляет 80 см для диаметра менее 1000 мм и 100 см – для каналов толщиной более 1000 мм. Глубина залегания увеличивается на нестабильных грунтах, если опорная база укладывается на орошаемых или пахотных землях.

Средства защиты трубопровода

Основные требования к изоляции обусловливаются необходимостью предотвращения процессов коррозийного поражения. Защитная оболочка должна обеспечивать диэлектрические свойства, а также быть сплошной, водонепроницаемой и прочной. Этим требованиям могут соответствовать специальные лакокрасочные составы, поливинилхлоридные и полиэтиленовые покрытия, битумные и кремниевые мастики. В зависимости от характеристик сейсмической зоны может потребоваться и специальное устройство насыпей, которые предотвратят воздействия грунтовых подвижек на магистральный трубопровод – СП под номером 14.13330 от 2011 г., в частности, указывает на необходимость снятия напряжения за счет рыхлых песчаных насыпей, супесей и суглинков. В процессе эксплуатации такая основа выступит демпферной подушкой, минимизирующей вибрации и колебания.

Техобслуживание сетей

Уже в проектной документации должен быть приведен график выполнения профилактических мероприятий, направленных на поддержание оптимального технического состояния трубопровода. Обслуживающая бригада проверяет герметичность контура, состояние соединительных узлов, измерительной аппаратуры и переходных станций. Также на этапе запуска инфраструктуры в эксплуатацию устанавливается зона охраны магистральных трубопроводов, в которой запрещается проведение земельных работ, прокладка других транспортных сетей, строительные мероприятия и т. д. Радиус действия этой территории вокруг канала в среднем составляет 25-100 м.

Заключение

Новые технологии существенно изменили подходы к организации центральных трубопроводных сетей, но в конструкционном отношении принципы их устройства остались в целом прежними. Сегодня используются те же сплавы, арматурные элементы и конфигурации соединений, что и 15-20 лет назад, если не учитывать отдельные улучшения в структуре материалов. Но в плане управления современный магистральный трубопровод – это практически автоматизированная коммуникационная инфраструктура, которая полностью может обслуживаться удаленной диспетчерской станцией. Контроллеры с датчиками регистрации рабочих показателей дают операторам полный объем текущих сведений о состоянии трубопровода. Более того, промышленные средства программирования позволяют организовывать автономные режимы работы сетей на длительные эксплуатационные периоды. И на этом прогресс не останавливается, расширяя возможности использования магистральных линий.

businessman.ru

Лекция 3. «Основные составные части нефте-, газо- и продуктопроводов»

1. Классификация магистральных трубопроводов

В соответствии с российскими строительными нормами трубопро­воды для добычи и транспортировки газа, нефти и нефтепродуктов подразделяются на четыре группы:

• промысловые трубопроводы;

• технологические трубопроводы;

• магистральные трубопроводы;

• распределительные трубопроводы.

1. Промысловые трубопроводы

Промысловые трубопроводы прокладываются от скважин к установкам подготовки газа, газового конденсата или нефти на промыслах. Они служат для сбора продуктов скважин и их транспортировки на установки комплексной подготовки газа (УКПГ) или установки комплексной подготовки нефти (УКПН), а также для подачи очищенного газа, ингибитора и сточных вод под большим давлением в нефтяные скважины. Обычно диаметры промысловых трубопроводов составляют 100—200мм; диаметр промыслового коллектора — 500—1000 мм. Давления в промысловых трубопроводах достигают 32 МПа (320 кгс/см2) и более.

2. Технологические трубопроводы

Технологические трубопроводы прокладываются на территории УКПГ и УКПН и предназначены для соединения между собой технологического оборудования, на котором осуществляется очистка нефти или газа от механических примесей, воды и других компонентов.

3. Магистральные трубопроводы

Магистральные трубопроводы предназначены для дальней транспортировки подготовленных на промысловых сооружениях нефти, газа, газового конденсата. Кроме того, магистральный трубопровод прокладывается от газоперерабатывающих и нефтеперерабатывающих (нефтепродуктопровод) заводов до районов их потребления. Диаметры магистральных трубопроводов могут быть от 200 до 1400 мм, рабочие давления в них могут составлять от 2,5 МПа (25 кгс/см2) до 10,0 МПа (100 кгс/см2).

4. Распределительные трубопроводы

Распределительные трубопроводы прокладываются от магистральных трубопроводов к местам непосредственного потребления газа или нефтепродуктов. Диаметр таких трубопроводов обычно составляет 100—300 мм, рабочие давления не превышают 1,2 МПа (12 кгс/см2).

5. Классификация трубопроводов и их участков по сложности строительства

В соответствии со СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы» магистральные газопроводы подразделяются на два класса в зависимости от рабочего давления:

• I класс — рабочее давление свыше 2,5 МПа (25 кгс/см2) до 10,0 МПа (100 кгс/см2) включительно;

• II класс — рабочее давление свыше 1,2 МПа (12 кгс/см2) до 2,5 МПа (25 кгс/см2) включительно.

Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы подразделяются на четыре класса в зависимости от диаметра трубопровода:

• I класс — диаметр свыше 1000 мм до 1200 мм включительно;

• II класс — диаметр свыше 500 мм до 1000 мм включительно;

• III класс — свыше 300 мм до 500 мм включительно;

• IV класс — 300 мм и менее.

В зависимости от класса трубопровода выбираются безопасные расстояния от трубопровода до строений и сооружений при проектировании.

Наряду с этой классификацией для трубопроводов и их участков установлены категории, которые требуют обеспечения соответствующих прочностных характеристик (выбора коэффициента условий работы трубопровода при расчете его на прочность, устойчивость и деформативность), объема неразрушающего контроля сварных соединений и величины испытательного давления. В соответствии со СНиП 2.05.06-85* приняты пять категорий трубопроводов и их участков: В, I, II, III, IV; наиболее высокой категорией является «В», наименьшей – «IV». Чем выше категория трубопровода, тем больше принимается объем контроля сварных соединений, выше испытательное давление, меньше коэффициент условий работы трубопровода.

К категории «В» относятся: переходы нефтепровода и нефтепродуктопровода диаметром 1000 мм и более через судоходные водные преграды и несудоходные шириной зеркала воды 25 м и более; газопроводы внутри зданий компрессорных станций (КС), подземных хранилищ газа (ПХГ), газораспределительных станций (ГРС), нефтеперекачивающих станций (НПС) и др.

К участкам IV категории относятся трубопроводы, проходящие по равнинной местности, в устойчивых грунтах, вдали от строений и сооружений.

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. Так, если газопровод или нефтепровод разрушится на равнинной местности, вдали от строений и сооружений и водоемов, то ущерб будет минимальным, а если газопровод разрушится на территории КС или нефтепровод на пересечении водотока, то ущерб будет значительный. Поэтому к таким участкам трубопровода предъявляются более жесткие требования, чем к остальным.

studfiles.net

Строительство - магистральный газопровод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Строительство - магистральный газопровод

Cтраница 1

Строительство магистральных газопроводов имеет существенные особенности. Большая часть газопроводов строится в необжитых районах страны, на значительных расстояниях от населенных пунктов и благоустроенных транспортных коммуникаций. Работы по сооружению собственно трубопровода имеют линейный характер, при котором продукт труда ( трубопровод) не движется, а средства труда ( люди, механизмы) перемещаются.  [1]

Строительство магистральных газопроводов в СССР начато в годы Отечественной войны. В 1943 г. были введены в эксплуатацию газопровод Похвистнево - Куйбышев ( из месторождений Куйбышевской области) и газопровод в г. Саратов.  [2]

Строительство магистральных газопроводов и ожидаемое увеличение подачи природного газа в Ленинград, хотя и существенным образом изменит структуру топливного баланса Ленинградского экономического района, но тем не менее в ней по-прежнему главное место будет занимать твердое, в том числе и дальнепривозное топливо, причем невысокого качества. Доля природного и сланцевого газа в общем потреблении естественных ( первичных) топливных ресурсов Ленинградского экономического района может достигнуть значительной величины ( до 46 %), что, конечно, само по себе будет большим успехом в борьбе за технический прогресс и быстрейшее развитие производительных сил.  [3]

Строительство магистральных газопроводов позволяет широко использовать для различных процессов химической переработки природный газ не только в местах его добычи, но и в других районах, что создает условия для равномерного размещения заводов по территории страны.  [4]

Строительство магистральных газопроводов позволило транспортировать газ на далекие расстояния, однако достаточного опыта для эффективного транспорта сжиженного раза по системе трубопроводов еще нет, хотя этот способ имеет несомненные преимущества.  [5]

Строительство магистральных газопроводов, как и вообще магистральных трубопроводов, является линейным строительством ( фиг. Основные его особенности - это большая протяженность фронта работ с многократным повторением всех технологических операций строительства, производство работ на неподготовленной территории, при различных климатических условиях и неизбежность выполнения работ под открытым небом при подвижности фронта работ; все это требует оперативности в руководстве работами, четкой организации материально-технического снабжения и бытового обслуживания рабочих.  [6]

Строительство магистрального газопровода Уренгой-Грязо - вец протяженностью 2240 км было начато ( период подготовки) в 1979 г. Трасса характеризуется высоким уровнем заболоченности и обводненности, залесенностью практически на всем протяжении. Достигнутый потоками темп строительства в среднем 8 1 км в месяц характерен для старой ( подрядной) структуры строительных организаций и соответствует средним показателям десятой пятилетки.  [8]

Для строительства магистральных газопроводов используют трубы диаметром 1420 мм, которые изготавливают на Харцыз-ском ( ХТЗ) и Волжском ( ВТЗ) трубных заводах. Первый выпускает прямошовные трубы с двумя сварными швами, второй - спиральные трубы из сваренных встык листов. Некоторое количество труб поставляется по импорту.  [9]

Для строительства магистральных газопроводов, а также трубопроводов компрессорных и газораспределительных станций применяют трубы стальные бесшовные, электросварные прямошовные, спиральношовные и трубы специальных конструкций, изготовленные из спокойных и полуспокойных углеродистых сталей диаметром до 500 мм включительно и из спокойных и полуспокойных низколегированных сталей диаметром более 500 мм.  [10]

Управление строительством магистральных газопроводов сосредоточено в Государственном производственном комитете по газовой промышленности СССР. В ведении комитета имеются крупные проектные организации, ведущие изыскания и комплексное проектирование газопроводов. Строительно-монтажные работы выполняют специализированные по видам работ тресты. Функции генеральных подрядчиков возложены на тресты, выполняющие изоляционные и укладочные работы, а также работы по строительству наземных сооружений.  [11]

При строительстве магистральных газопроводов, которые нередко приходится прокладывать по бездорожью и в различных климатических зонах ( тайга, пустыня, горные районы и др.), а дальность доставки труб от железнодорожных станций и пристаней достигает десятков и даже сотен километров, особое значение имеет четкая работа автотранспорта.  [12]

При строительстве магистральных газопроводов в некоторых случаях применяется наземная укладка трубопровода путем подвешивания его на опорах.  [14]

На строительстве магистральных газопроводов для сварки труб применяются: автоматическая дуговая сварка под слоем флюса, полуавтоматическая - в струе защитных газов, электроконтактная и ручная дуговая сварка. Однако при ремонте магистральных газопроводов и ликвидации различного рода аварий применяется исключительно ручная дуговая сварка.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

1. Общие положения

1.1.Магистральные трубопроводы (газопроводы, нефтепроводы и нефтепродуктопроводы)1следует прокладывать подземно (подземная прокладка).

Прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная прокладка) допускается только как исключение при соответствующем обосновании в случаях, приведенных в п. 7.1.При этом должны предусматриваться специальные мероприятия, обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию трубопроводов.

__________

1В тексте норм, за исключением особо оговоренных случаев, вместо слов: „магистральный(е) трубопровод(ы) ” будет употребляться слово „трубопровод(ы)”.

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

1.3.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.

1.4.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.

1.5.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.

1.6.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 этих зонах сельскохозяйственных и других работ регламентируются Правилами охраны магистральных трубопроводов.

1.7.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 решается при проектировании.

1.8.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.

2. Классификация и категории магистральных трубопроводов

2.1.Магистральные газопроводы в зависимости от рабочего давления в трубопроводе подразделяются на два класса:

I—при рабочем давлении свыше 2,5до10,0МПа (свыше 25 до100 кгс/см2) включ.;

II—при рабочем давлении свыше 1,2до2,5МПа (свыше 12до 25кгс/см2) включ.

2.2.Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы в зависимости от диаметра трубопровода подразделяются на четыре класса, мм:

I-при условном диаметре свыше 1000до1200включ.;

II -то же, свыше 500до 1000включ.;

III —то же. свыше 300до 500включ.;

IV — 300и менее.

2.3.Магистральные трубопроводы и их участки подразделяются на категории, требования к которым в зависимости от условий работы, объема неразрушающего контроля сварных соединений и величины испытательного давления приведены в табл. 1.

Таблица 1

2.4.Категории магистральных трубопроводов следует принимать по табл. 2.

Таблица 2

2.5.Категории участков магистральных трубопроводов следует принимать по табл. 3*.

Таблица 3*

_________

1 II —для диаметра 700мм и более, III —для диаметра до 700мм

studfiles.net

• 
  Трубы бесшовные холоднокатаные
• 
  Холоднокатаные бесшовные трубы
• 
  Трубогиб ру
• 
  Стоковая труба
• 
  Гофрированная труба фото
• 
  Разностенность труб
• 
  Картинки профильная труба
• 
  Труба нж 12х18н10т
• 
  Профильная труба и двутавр
• 
  Пресс для правки труб
• 
  Горячедеформированные и холоднодеформированные трубы отличия