Магистральные трубопроводы: что это, виды

Магистральные трубопроводы – это многосоставные конструкции, которые транспортируют минеральное сырье из места его добычи до пункта конечного потребления. В систему магистралей входят не только сами трубы, но и комплекс трубопроводного техоборудования: подвески, опоры, запорно-регулирующие фитинги и др.

Виды трубопроводов

Масштабные сооружения, которые упрощают перемещение жидких, газообразных и твердых сред, имеют классификацию. Они делятся на разные типы.

Магистрали различают по техническим параметрам, транспортируемым средам, способу прокладки, величине конструкции и др.

По техническим характеристикам

Трубопроводы адаптированы к разному уровню давления в системе:

• Класс 1: 2,5-10 МПа.
• Класс 2: 1,2-2,5 МПа.
• Класс 3: До 1,2 МПа.

В первые две группы входят сети, которые работают с газом, нефтепродуктами, тепловыми сетями. К третьей категории относятся системы канализации. В них вещества движутся по естественному уклону грунта.

Сооружения прокладывают в регионах с разным климатом. Поэтому их также различают по температурному режиму. Выделяют сети:

• холодные ‒ рассчитаны на температуру ниже нуля.
• нормальные ‒ исправно функционируют в температурном диапазоне от +1 до +45 0С.
• горячие ‒ сохраняют работоспособность при повышении температуры до +46 0С и выше.

Еще одна популярная классификация магистральных трубопроводных сетей – по диаметру трубы. Выделяют 4 основных группы. Их диаметр составляет:

• 1-1,2 м;
• 0,5-1 м;
• 0,3-0,5 м;
• менее 0,3 м.

По способу монтажа

Магистральные линии собирают разными способами. Выбирая метод сборки, инженеры учитывают назначение трубопровода, тип грунта, особенности ландшафта (естественные и искусственные преграды на пути маршрута). Также во внимание принимают бюджет проекта и стоимость его технического обслуживания.

Типы прокладки магистралей:

• Наземный. Участки труб ставят на заранее подготовленные опоры (балочный или арочный способ). Они надежно фиксируют детали в исходном положении по проекту, предотвращая сеть от провисания и смещения под воздействием сезонных сдвигов почвы.
• Подземный. В грунте подготавливают канавы/траншеи, в которые помещают секции труб. При необходимости обогнуть преграды на местности участки линии приподнимают из траншей на опорах или протягивают их через тоннели. Подземный монтаж характерен для магистральных нефтегазопроводов, которые функционируют под высоким давлением. При этом системы не размещают через населенные пункты, морские порты, ж/д мосты и подобные объекты.
• Подводный. Основные секции (реже – всю магистраль) фиксируют ниже поверхности воды. Речной, болотный, морской способы прокладки подходят для нефте- и газопроводов.

Виды рабочих сред

Трубопроводы прокладывают для передачи веществ в твердом, жидком, газообразном состоянии на дальние расстояния. В первую очередь линии строят для транспортировки сред, которые опасно и затратно перевозить железнодорожным или водным транспортом (например, нефтепродукты, углеродные сжиженные газы, природные газы).

В зависимости от типа рабочего материала различают следующие системы:

• нефтепроводы;
• газопроводы;
• бензопроводы;
• керосинопроводы;
• мазутопроводы;
• паропроводы;
• теплопроводы;
• водопроводы.

Химический состав рабочих веществ имеет разную степень агрессивности. Поэтому транспортируемые среды делят на:

• агрессивные;
• среднеагрессивные;
• слабоагрессивные;
• неагрессивные.

Трубы для магистральных трубопроводов

При выборе материала для сооружения магистрали учитывают несколько факторов: климатические условия эксплуатации, агрессивность транспортируемых сред и др.

Какие трубы применяются для строительства? Наиболее распространены долговечные, устойчивые к атмосферной и почвенной коррозии металлические конструкции (стальные, чугунные). Рассмотрим особенности систем из разных материалов:

• Стальные трубы. Их популярность обусловлена прочностью, надежностью, простотой сварки, экономичностью. Стальные детали из низко- и среднелегированных сплавов выдерживают повышенное внутреннее давление, устойчивы к перепадам температур.
• Чугунная арматура. Востребована при прокладке подземных коммуникаций в условиях повышенной нагрузки на грунт. Обладает устойчивостью к коррозионным поражениям, долговечностью. Недостаток чугуна – хрупкость, поэтому материал, в основном, задействуют при сооружении систем водоснабжения, водоотведения, которые работают под низким напором.
• Конструкции на основе полимеров (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид). Гибкость пластиковых элементов позволяет нивелировать тепловые расширения материала, небольшие сдвиги слоев земли. Полимеры устойчивы к коррозионным процессам, долговечны. Они распространены при создании объектов газо- и водоснабжения, тепловых сетей.

Реже строят трубопроводы из бетона, асбестоцемента. Такие системы устойчивы к ржавчине, рассчитаны на длительное время использования при отсутствии сильных вертикальных и горизонтальных нагрузок на коммуникацию.

В магистральные системы ставят трубы длиной 10-11 м, которые отличаются по способу производства. Технология влияет на рабочее давление конструкций. Они могут быть:

• бесшовными ‒ их установка ограничена диаметром 529 мм;
• с продольным швом;
• со спиральным швом.

В зависимости от климатических условий, трубопрокат подразделяют на:

• Обычный. Рассчитан на температурные показатели от нуля градусов по Цельсию и выше. Обычные детали применяют при обустройстве магистралей в южных и средних широтах страны.
• Северный. Номинальная температура эксплуатации составляет от -20 до -40 градусов по Цельсию.

Современные магистральные трубопроводы испытывают значительные внешние нагрузки (ультрафиолет, осадки и др.). Чтобы увеличить износостойкость труб, сделать их термостойкими и водонепроницаемыми, специалисты используют защитные составы. Поверхность деталей помещают в ППУ-оболочку, покрывают стекловатой или минеральной ватой, битумом и другими материалами.

Монтаж

Проектирование, прокладку трасс (расстояние до населенных пунктов, глубину размещения линии и др.) регламентируют стандарты.

Для каждого типа трубопровода подбирают трубопрокат и способ его установки с учетом эксплуатационных нагрузок и назначения линии.

При сборке стальных магистралей используют одиночный метод или применяют технический коридор (т.е. располагают параллельно идущие трубы).

Рассмотрим вкратце процесс монтажа подземного магистрального газопровода. Он состоит из нескольких этапов:

• доставка и разгрузка труб (прокат доставляют на специальных автомобилях-длинномерах);
• укладка деталей в подготовленные траншеи/канавы;
• сварка в траншее;
• испытания;
• изоляция стыков (выполняется только после гидравлического испытания коммуникации).