Устройство и эксплуатация технологических трубопроводов установки переработки углеводородного сырья

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 66.026.2

Л. Ф. Гарифзянова, С. И. Валеев

УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ УСТАНОВКИ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Ключевые слова: трубопровод, конструкция, эксплуатация, ревизия.

В данной статье представлен краткий литературный обзор по устройству, конструкции, эксплуатации и классификации технологических трубопроводов, применяемых на предприятиях переработки углеводородного сырья. Рассмотрены основные методы, обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию трубопровода, изучены виды технического освидетельствования технологических трубопроводов.

Keywords: pipeline, construction, operation, inspection.

This article presents a brief literature review on the design, construction, operation and classification of process pipelines used in hydrocarbon processing plants. The main methods ensuring reliable and safe operation of the pipeline are considered, types of technical examination ofprocess pipelines are studied.

Технологические трубопроводы являются широко используемым оборудованием на предприятиях различного профиля. Протяженность технологических трубопроводов на многих предприятиях достигает десятки и сотни километров, а их стоимость достигает 25 % стоимости всего оборудования. Технологический трубопровод-это конструкция, состоящая из ряда элементов труб, трубопроводных деталей и арматуры, соединенная разъемными и неразъемными соединениями.

К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы, которые находятся в пределах промышленных предприятий, по которым происходит транспортирование сырья,

полуфабрикатов и готовой продукции, пара, воды, топлива, реагентов и других веществ, применение которых обеспечивает ведение технологического процесса, а также эксплуатацию технических устройств.

Технологические трубопроводы подразделяются на внутрицеховые и межцеховые. В зависимости от расположения трубопроводы могут быть наземными и подземными. К технологическим трубопроводам также относятся межзаводские трубопроводы, которые находятся на балансе предприятия.

Для изготовления трубопроводов применяют самые различные материалы, что объясняется разнообразием условий, в которых работают трубопроводы. Выбор материалов для труб и арматуры трубопровода, производится в зависимости от механической прочности, стойкости к воздействию высоких и низких температур и коррозионной стойкости [5].

Основные меры, обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводов, определяются их конструкцией. В целях соблюдения безопасной эксплуатации трубопровода необходимо обеспечивать возможность полного опорожнения трубопровода, его очистки, продувки, промывки, и ремонта, удаления из него воздуха при проведении

гидравлических испытаний и воды после их проведения. Также необходимо выполнение всех видов контроля работы трубопровода, своевременное проведение ревизии и ремонта в соответствии с нормативно-технической документацией.

Любые изменения в проектной документации, возникшие в процессе изготовления, монтажа, реконструкции, ремонта трубопровода, в том числе. замену любых материалов, деталей и изменение категории трубопровода следует согласовывать с разработчиком проектной документации или организацией, имеющей право на проведение такой работы.

Поскольку температура при эксплуатации трубопроводов может отличатся от температуры, при которой производился их монтаж, то в результате температурных изменений в материале труб могут возникнуть напряжения, которые могут привести к разрушению трубопровода. Для предотвращения возникновения такого эффекта применяются меры температурной компенсации. Компенсация производится либо устройством трубопроводов с самокомпенсацией, либо установкой различных типов компенсаторов [4].

Простым и дешевым методом компенсации является самокомпенсация. Суть этого метода состоит в том, что трубопровод укладывается с поворотами так, чтобы прямые участки не превышали определённой расчетной длины. Метод самокомпенсации легко осуществляется на трубопроводах изготовленных из стали, меди, алюминия и винилпласта, потому что эти материалы сочетают в себе прочностью и эластичностью.

Одним из средств обеспечения безопасной эксплуатации технологических трубопроводов является применение арматуры. Она должна быть герметична. Арматура должна надежно открываться и закрываться без приложения добавочных рычагов. Обратный клапан применяется для придания внутренней среде требуемого направления, чтобы

исключить возможное движение продукта в обратную сторону. Для нефтебазовых и водозаборных трубопроводов применяется клапан с сеткой. Установка клапана осуществляется в единственном направлении. Иногда обратный клапан используется в качестве невозвратно-запорной арматуры.

Трубопроводы устанавливаются на опоры, расстояние между ними определяется диаметром и материалом труб. Для крепления трубопроводов применяют подвески, хомуты и скобы. Опоры для крепления трубопроводов делятся на неподвижные и подвижные.

Применение тепловой изоляции обеспечивает защиту поверхности трубопровода от излишнего нагрева или охлаждения, сохраняя температуру транспортируемого вещества, предотвращая его застывание, конденсацию, обеспечивая защиту персонала защиты от ожогов, если температура поверхности трубопровода выше 60°С. Также тепловая изоляция применяется для трубопроводов, расположенных в доступных для обслуживающего персонала, если температура транспортируемого вещества составляет 45°С и выше. Для тепловой изоляции используются материалы, не вызывающие коррозию металла трубопровода.

Для теплоизоляции используются материалы на основе минеральной ваты, перлита, диатомита, асбеста, стеклопластика, стеклоцемента, ячеистых материалов. Также обязательно осуществляется окраска наружной поверхности трубопровода. Она применяется как для защиты от коррозии, так и для обозначения транспортируемого вещества.

Окраска трубопровода в отличительные цвета может производится не только по всей поверхности, но и на отдельных участках, в виде поясов шириной не менее трех наружных диаметров трубопровода.

Для обозначения важных свойств транспортируемых веществ на трубопровод наносят предупреждающие сигнальные кольца: красного цвета для обозначения легковоспламеняющихся, огнеопасных и взрывоопасных веществ; желтого -опасных и вредных, ядовитых, токсичных; зеленого - безопасных и нейтральных. По уровню опасности перемещаемых продуктов наносится разное количество таких колец - от 1 до 3.

Направление потока веществ, транспортируемых по трубопроводу, указывается стрелками, которые наносятся на трубопровод.

Во всех производственных помещениях, где проходит трубопровод, вывешиваются схемы опознавательной окраски с расшифровкой цветов и условных обозначений, принятых для маркировки трубопровода.

Надежность и безопасность эксплуатации трубопроводов требует проведения экспертизы промышленной безопасности, технического освидетельствования, выборочной и генеральной ревизий, а также периодических испытаний согласно действующей нормативно-технической документации [1,2,3].

Трубопроводы подвергаются следующим видам технического освидетельствования: первичное

техническое освидетельствование (до ввода в эксплуатацию после монтажа); периодическому техническому освидетельствованию (периодически в процессе эксплуатации); внеочередному техническому освидетельствованию [1,2]. В общем случае, при техническом освидетельствовании проводится наружный осмотр и гидравлическое испытание, при необходимости применяются методы неразрушающего контроля.

При техническом освидетельствовании трубопроводов особое внимание уделяют участкам, работающим в особо сложных условиях, где возможно максимальное изнашивание трубопровода вследствие вибрации, коррозии и других причин. К таким относятся участки, где возможно скопление веществ, влаги, вызывающих коррозию

При эксплуатации трубопровода

обслуживающий персонал проводит постоянный контроль за состоянием наружной поверхности участков трубопроводов, и его элементов. Особое внимание уделяется сварным швам, опорным конструкциям, фланцевым соединениям,

компенсаторам, изоляционным покрытиям, участкам, где наблюдается вибрация труб.

В ходе ревизии производится контроль сплошности изоляции, осматривают места подключения катодной защиты, измеряют толщину стенки труб, производят дефектоскопию сварных стыков, выборочную разборку резьбовых соединений с их последующим осмотром и проверкой резьбовыми калибрами, проверку состояния и правильности работы опор, крепежных деталей и прокладок. График ревизии составляют в зависимости от скорости коррозионно-эрозионного состояния труб.

Установленный разработчиком трубопровода срок службы указывается в паспорте трубопровода. По истечению срока службы или при превышения количества циклов нагрузки установленных его изготовителем трубопроводы подлежат экспертизе промышленной безопасности с целью продления срока службы.

При неудовлетворительных результатах технического освидетельствования, ревизии или экспертизы промышленной безопасности определяют границы дефектных участков. Недопустимые дефекты должны быть исправлены с последующим контролем исправленных участков. Методы и качество устранения дефектов должны обеспечивать необходимую надежность и безопасность работы трубопровода.

Литература

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 г. № 116.

2. ГОСТ 32569-2013 «Технологические трубопроводы стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах».

3. С.И. Валеев, С.И. Поникаров Техническая диагностика: Учебное пособие. Казань. Изд-во Академии наук РТ, 2015 г. -124 с.

4. Ю.Б. Ивасишина, С.И. Валеев К вопросу выбора компенсатора для безопасной эксплуатации технических

устройств// Вестник Казанского Технологического университета. 2014.-Т.17, № 10-С. 163-164.

5. И.И. Губайдуллин, С.И. Валеев, В.А. Булкин Проблемы эксплуатации трубопроводов на предприятиях нефтегазового комплекса//Вестник технологического университета. 2016.-Т.19, № 20. с. 50-51.

© Л. Ф. Гарифзянова - магистрант кафедры МАХП КНИТУ, Leysan33@mail.ru; С. И. Валеев - кандидат технических наук, доцент кафедры МАХП КНИТУ, vsi73@mail.ru.

© L. F. Garifzyanova - Master of the Department of machinery and apparatus of chemical production, KNRTU, Leysan33@mail.ru; S. 1 Valeev - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of machinery and apparatus of chemical production, KNRTU, vsi73@mail.ru.