Техническое обследование стоек газопровода с целью замены трубы распределительного газопровода

Техническое обследование стоек газопровода с целью замены трубы распределительного газопровода Химанина О. А. , Карцева Е. В. , Марков М. А.

2Химанина Ольга Алексеевна /Himanina Olga Alekseevna - начальник отдела, отдел взрывоопасных производств,

ЗАО НПО «Техкранэнерго»;

2Карцева Елена Владимировна /Kartseva Elena Vladimirovna - эксперт,

ООО «ГПМ ЛИФТСЕРВИС»;

3Марков Михаил Анатольевич /Markov Mikhail Anatolievich - эксперт,

ООО «ГПМ ЛИФТСЕРВИС», г. Владимир

Аннотация: в статье описаны результаты технического обследования и

поверочный расчет элементов газопровода в программном комплексе (ПК) «ЛИРА 9.6». Обоснована замена, и представлен подбор сечений новых стоек газопровода в ПК «ЛИР-СТК», в связи с увеличением нагрузки от трубы распределительного газопровода большего диаметра.

Ключевые слова: газопровод, стойки, труба распределительного газопровода, сечение, обследование, дефект, ветровая нагрузка, расчет, собственный вес, эпюры.

С каждым годом увеличивается потребность в снабжении районов городов природным газом. Это обусловлено увеличением мощностей придомовых котельных, присоединением новых территорий без развитого инженерного обеспечения, строительством жилых домов, общественных и промышленных зданий. Прокладка газовых сетей в подавляющем большинстве случаев происходит под землей, но встречаются примеры возведения надземных газопроводов [5, с. 524].

Существующих диаметров распределительных газопроводов порой просто недостаточно из-за выше указанных причин, что приводит к необходимости замены их на трубы большего сечения. При этом эксплуатирующие организации стараются по максимуму сохранить стойки газопроводов, обследуя их с целью установления пригодности к дальнейшей эксплуатации с учетом нагрузки от новой сети. Примером такой работы может служить техническое обследование стоек газопровода во Фрунзенском районе города Владимир.

Проектом предусмотрена замена трубы газопровода диаметром 108х4 мм на трубу диаметром 273х5 мм, с сохранением существующих стоек высотой 2,2 м диаметром 57х3 мм и стоек высотой 5,5 м диаметром 89х3,5 мм (рис. 1).

21

а) б) в) г)

Рис. 1. Стойки обследуемого газопровода

После детального обследования каждой стойки, узлов опоры и крепления газораспределительной трубы, был произведен расчет наиболее нагруженных участков шестисотметрового газопровода: стойки высотой 2,2 м, находящиеся на максимальном расстоянии друг от друга (рис. 2а), и участок пропуска под газопроводом автомобильной дороги (рис. 2б).

При обследовании были вывялены дефекты стоек в виде нарушения лакокрасочного покрытия, что повлекло за собой коррозионный процесс. Также были обнаружены нарушения в виде некачественно выполненных сварных швов (полости, непровары, нарушение формы), используемых при наращивании стоек по высоте. Для дальнейшей нормальной эксплуатации, вне зависимости, от результатов поверочных расчетов, необходимо устранить вышеописанные дефекты.

Шурфы, откопанные у пяти стоек, показали, что цилиндрический столбчатый фундамент выполнен из бетона марки В 7,5 диаметром от 1,2 до 1,5 м высотой 1,5 м по щебеночной подушке толщиной 0,18...0,24 м. Фундамент находится в работоспособном состоянии и не препятствует замене газовой трубы.

Узлы крепления газопровода, расположенные на оголовках стоек, имеют отклонения от проекторных решений. Подобный стык должен решаться при помощи опорной пластины и хомута из круглой стали класса А240 (рис. 1а). Около 50% обследуемых узлов были выполнены из прокатных уголков, соединенных шпилькой, или Г -образных сечений, сваренных из стального периодического профиля AIII (рис. 1б-г). При замене трубы газопровода необходимо выполнить все узлы согласно общепринятому проектному решению, отвечающему безопасной эксплуатации конструкций газопроводов.

22

Рис. 2. Наиболее нагруженные участки газопровода

Каждый участок был рассчитан на два типа загружения, а именно приложение ветровой нагрузки «в плоскости рамы» и «в плоскость рамы». Вначале была определена нагрузка от газа в трубе с учетом коэффициента динамичности, которая составила 0,038 кг/м. После этого было найдено значение расчетной ветровой нагрузки как сумма средней wm и пульсационной составляющей wp [2, с. 17]. Погонная ветровая нагрузка для трубы диаметром 89 мм составила 14,114 кг/м, для трубы диаметром 57 мм - 9,073 кг/м. Собственный вес конструкций при расчете учитывался путем задания типов жесткостей элементов [9, с. 8] в ПК «ЛИРА 9.6».

Результаты расчета в программном комплексе представлены эпюрами продольных усилий (рис. 3а), поперечных усилий (рис. 3б), моментов (рис. 3в) в конструкциях газопровода, а также мозаиками перемещений и углов поворота узлов элементов.

23

Рис. 3. Эпюры усилий и моментов в сечениях газопровода на втором участки наибольшего

загружения

После расчета задач в ПК «ЛИРА 9.6» все результаты импортировались в ПК «ЛИР-СТК», где путем вычисления по двум группам предельных состояний [10, с. 36] устанавливался коэффициент использования каждого элемента. В случае перенапряжения, программа подбирала оптимальное решение для каждой конструкции отдельно. Затем проводилась оптимизация результатов с целью создания единообразного проектного решения, а именно унифицированного сечения стоек под новую газораспределительную трубу. После проведения указанных мероприятий, задача пересчитывался с учетом новых сечений.

Результаты обследования и поверочных расчетов показали, что существующие стойки не могут отвечать требованиям условий нормальной эксплуатации при замене газораспределительной трубы, требуется их усиление или полная замена. В целях унификации сечение трубы стойки высотой 2,2 м следует принять не менее чем диаметром 102х4 мм, стойки высотой 5,5 м - не менее чем диаметром 140x4,5 мм.

Литература

1. «Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления». Утвержден постановлением Правительства Российской Федерации от 29 октября 2010 г. № 870.

2. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*- М.: Минрегион России, 2010. - 96 с.

3. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116 - ФЗ (последняя редакция от 31.12.2014 № 514-ФЗ).

24

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15.11.2013 № 542.

5. СП 62.13330.2011 Свод правил. Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 (с изм. №1).

6. СП 42-101-2003. «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» одобрен постановлением Госстроя России от 26 июня 2003 года № 112.

7. ГОСТ Р 54983-2012 «Системы газораспределительные. Сети газораспределения природного газа. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация».

8. ГОСТ Р 54961-2012 «Системы газораспределительные. Сети газопотребления. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация».

9. Кондратьева Л.Е. Основы метода конечных элементов.- Владимир: изд-во ВлГУ, 2007. - 36 с.

10. МухановК. К. Металлические конструкции.- М.: Изд-во Стройиздат, 1978. - 572 с.

11. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н. Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа.- Л.: Недра, 1990. - 762 с.

Промышленная безопасность в области газоснабжения в Российской Федерации Тен Э. В.1, Скворцов А. А.2

2Тен Эдуард Владимирович / Ten Jeduard Vladimirovich - эксперт по промышленной

безопасности;

2Скворцов Алексей Анатольевич /Skvorcov Aleksej Anatol'evich - эксперт по промышленной

безопасности,

ООО «Югорское отделение экспертизы», г. Нижневартовск

Аннотация: законодательством Российской Федерации [1] предусматривается обязательное соблюдение правил газодобычи, транспортировки, промышленного использования и хранения газа. Надзор и контроль данной потенциально опасной сферы деятельности осуществляется территориальным управлением Ростехнадзора, а в случае 1 или 2 класса безопасности - центральным аппаратом. Ключевые слова: промышленная безопасность, газоснабжение, проверка

промышленной безопасности, эксплуатирующая организация.

Правовое регулирование вопросов промышленной безопасности

Главным документом, который регулирует вопросы безопасности в области промышленного производства, является Федеральный закон № 116-Ф3 «О

промышленной безопасности опасных производственных объектов» [2]. В соответствии с ним предприятия, занятые проектированием, строительством, реконструкций, эксплуатацией или модернизацией опасного объекта обязаны прилагать все усилия к тому, чтобы выполняемая работа проводилась с минимальным риском для жизни и здоровья рабочего персонала и населения. Важно отметить, что в отношении каждого объекта системы газоснабжения осуществляется не только контролирование, но и прогнозирование возможной опасности. Уполномоченным органом в области промышленной безопасности (органом федерального государственного надзора в области промышленной безопасности) является

25