What are the requirements for pipeline layout design?

Какие требования предъявляются к проектированию трубопроводов?

1. Общие требования

1) Проектирование трубопроводов должно соответствовать требованиям технологической схемы трубопроводов и КИП.

2) Проектирование трубопроводов должно быть комплексным, чтобы обеспечить безопасность, надежность, экономическую рациональность, отвечать потребностям строительства, эксплуатации, обслуживания и т. д., быть максимально аккуратным и красивым.

3) При определении ориентации и способа прокладки трубопроводов, входящих и выходящих из устройства (агрегата), должна быть обеспечена внутренняя и внешняя координация.

4) Прокладка общезаводских трубопроводов на территории завода должна быть согласована с устройствами (агрегатами), дорогами, зданиями и т. д. на территории завода, чтобы исключить огибание трубопроводами устройств (агрегатов) и уменьшить пересечение трубопроводов с железнодорожными и автомобильными путями.

5) Трубопровод должен быть проложен над землей или по земле. При необходимости его можно закопать или проложить в траншее.

6) Лучше всего располагать трубопроводы рядами, а трубопроводы на земле следует укладывать на трубные эстакады или трубные опоры.

7) При размещении трубопроводов на трубных эстакадах и трубных опорах вертикальная нагрузка и горизонтальная нагрузка, воспринимаемая трубными эстакадами или трубными опорами, должны быть сбалансированы.

8) На общезаводской трубной эстакаде или трубной опоре (включая пересекающие водопропускные трубы) следует зарезервировать запас в 10–30 % и учесть ее нагрузку; лучше всего зарезервировать запас в 10–20 % на трубной эстакаде основного коридора устройства и учесть ее нагрузку.

2. Трубы, подключенные к оборудованию

9) Схема расположения трубопроводов с особыми требованиями к расстоянию, углу, перепаду высот и т. д. для транспортирующих трубопроводов среднего и большого диаметра должна соответствовать требованиям проекта компоновки оборудования;

10) Схема расположения трубопроводов не должна препятствовать монтажу, обслуживанию и проходу оборудования, насосов и их внутренних компонентов;

11) Схема трубопровода должна обеспечивать необходимую гибкость трубопроводной системы. При обеспечении гибкости трубопровода, а также при обеспечении того, чтобы усилие и крутящий момент трубопровода на оборудовании и насадках насосов не превышали допустимого значения, трубопровод должен быть как можно короче, а комплектующие должны быть наименьшими; 12) При планировании трубопровода следует учитывать установку его опорных точек. Целесообразно использовать естественную форму трубопровода для достижения самокомпенсации;

3. Учитываемые факторы процесса

13) Схема трубопровода должна быть «шаговой» или «пошаговой», чтобы уменьшить воздушные или жидкостные мешки. Когда это неизбежно, вентиляция и очистка должны быть установлены в соответствии с требованиями эксплуатации и обслуживания, а схема трубопровода должна уменьшать «слепые кишки»;

14) Когда трубопровод газожидкостного двухфазного потока разделен от одного до двух или более, схема трубопровода должна учитывать симметрию или соответствовать требованиям схемы потока трубопровода и прибора.

15) За исключением тех, которые требуют фланцевого или резьбового соединения с клапанами, приборами, оборудованием и т. д., трубопровод должен быть соединен сваркой. Фланцевое, резьбовое или другое разъемное соединение следует рассматривать в следующих ситуациях: случаи, когда требуется разборка для обслуживания, очистки и продувки; трубы с покрытием или трубы в рубашке; трубы, состоящие из двух секций разнородных материалов и не подходящие для сварного соединения; точки соединения труб, где трудно выполнить термическую обработку сварного шва на месте; оцинкованные трубы с номинальным диаметром менее или равным 100 мм; места установки заглушек или заглушек «8».

16) Газовые ответвления должны быть подключены сверху основной трубы.

17) Трубопроводы с токсичными средами должны быть соединены сваркой, а фланцевое или резьбовое соединение не должно использоваться, если нет особой необходимости. Трубопроводы с токсичными средами должны быть четко обозначены, чтобы отличать их от других трубопроводов, и трубопроводы с токсичными средами не должны быть заглублены.

18) При прокладке трубопроводов для твердых материалов или трубопроводов, содержащих твердые материалы, трубопроводы должны быть как можно короче. Меньше изгибов и никаких мертвых углов: соединение между ответвлением для твердого материала и основной трубой должно быть скошено вдоль направления потока среды, а угол не должен быть больше 45°; радиус изгиба колена на трубопроводе для твердого материала не должен быть меньше 6 номинальных диаметров трубопровода; Трубопроводы для пульпы, содержащие большое количество твердых материалов, и трубопроводы для высоковязких жидкостей должны иметь уклон.

4. Требования к гибкости трубопровода

19) Для трубопроводов, требующих термокомпенсации, следует проанализировать всю систему трубопровода от начальной точки до конечной точки трубопровода, чтобы определить разумное решение по термокомпенсации.

20) Для трубопроводов, требующих уклона при прокладке по коридору трубопровода, можно отрегулировать высоту опоры трубы. Этого можно добиться, добавив стальные или стальные пластинчатые подушки к опоре трубы. Магистральная труба для отвода газа (или основная труба факела) должна быть расположена в верхней части колонны коридора, чтобы облегчить регулировку высоты.

21) При размещении трубопроводов, подключенных к вращающемуся механическому оборудованию, система трубопровода должна иметь достаточную гибкость, чтобы соответствовать допустимым требованиям по усилию устья трубы оборудования. При необходимости можно принять следующие меры: изменить направление трубопровода для повышения способности естественной компенсации; использовать пружинные опоры и подвески; использовать металлический гофрированный компенсатор гофрированной трубы; установить ограничительные кронштейны в соответствующих местах.

5. Антивибрационная конструкция трубопроводов

22) При размещении трубопроводов, подключенных к поршневым компрессорам, собственная частота механических колебаний трубопроводной системы и собственная частота воздушного столба трубопровода должны быть удалены от частоты возбуждения машины. При необходимости можно принять следующие меры: добавить антивибрационные кронштейны; соответствующим образом расширить диаметр трубы; добавить гасители пульсации или диафрагмы; разумно установить буферы, чтобы избежать резонансных длин труб и максимально уменьшить колена.

23) Отводы не должны устанавливаться в местах с большими изгибающими моментами на вибрирующих трубопроводах.

24) На изгибах трубопроводов, подверженных вибрации (например, поршневые компрессоры, выходные трубы поршневых насосов и т. д.), следует использовать колена с радиусом изгиба не менее 1,5 номинального диаметра. Отвод подключается наружу по направлению потока среды.

25) При присоединении патрубка с номинальным диаметром менее или равным 40 мм к трубе, которая может вибрировать, независимо от того, имеется ли на патрубке клапан или нет, следует принять меры по усилению соединения.

6. Схема трубопровода при особых обстоятельствах

26) Горизонтальный трубопровод самотечного потока должен иметь уклон не менее 3‰ в направлении потока среды.

27) При прохождении трубопровода через пол, крышу или стену здания следует добавить гильзу, а зазор между гильзой и дверцей трубы следует герметизировать. Диаметр гильзы должен быть больше наружного диаметра слоя изоляции трубы и не должен влиять на тепловое смещение трубы. Сварка на трубе не должна находиться внутри гильзы и должна быть не менее 150 мм от конца гильзы. Гильза должна быть на 50 мм выше поверхности пола и крыши. Труба При прохождении трубопровода через крышу следует установить дождезащитный кожух, а трубопровод не должен проходить через противопожарную стену или взрывобезопасную стену.

28) При прокладке трубопроводов коррозионных сред, токсичных сред и высокого давления следует избегать опасностей для персонала и оборудования, вызванных утечкой фланцев, резьб и сальниковых уплотнений. Подверженные утечкам части не должны располагаться над пешеходными дорожками или насосами, в противном случае необходимо обеспечить безопасность.

29) Для трубопроводов с изоляционными слоями опоры труб должны быть установлены на опорах труб и эстакадах труб. Для трубопроводов без изоляционных слоев опоры труб могут не устанавливаться, если нет необходимости. Если толщина изоляционного слоя меньше или равна 80 мм, следует выбрать опору труб высотой 100 мм; если толщина изоляционного слоя больше 80 мм, следует выбрать опору труб высотой 150 мм; если толщина изоляционного слоя больше 130 мм, следует выбрать опору труб высотой 200 мм. опоры труб 100 мм; для холодноизолированных труб следует использовать опоры труб с холодной изоляцией.

30) Если территория завода имеет большой перепад высот, прокладка трубопровода всего завода должна соответствовать перепаду высот местности. Отрегулируйте высоту галереи труб в подходящем месте. Минимальный уклон трубопровода должен составлять 2‰. Точка изменения уклона трубопровода должна располагаться вблизи точки поворота или фиксированной точки.

31) Для трубопроводов, пересекающих или проходящих через железные дороги и дороги в пределах территории завода, на участке пересечения или на участке пересечения не должны устанавливаться клапаны, металлические сильфонные компенсаторы, фланцы, резьбовые соединения и другие элементы трубопровода.

32) Для заглубленных трубопроводов с термическим смещением допускается установка удерживающих опор при условии, что позволяет кривизна трубопровода, в противном случае следует принять меры по термической компенсации.

33) Установка сварных швов трубопровода при прокладке трубопровода должна соответствовать следующим требованиям: Расстояние между центром стыкового шва трубопровода и точкой изгиба колена должно быть не менее наружного диаметра трубы: и не должно быть менее 100 мм;

Расстояние между центрами двух соседних стыковых сварных швов на трубопроводе: а. Для трубопроводов с номинальным диаметром менее 150 мм оно должно быть не менее наружного диаметра и не должно быть менее 50 мм; б. Для трубопроводов с номинальным диаметром, равным или превышающим 150 м, он должен быть не менее 150 мм;

Чистое расстояние между кольцевым сварным швом и краем опоры и подвески должно быть не менее 50 мм; Минимальное чистое расстояние между сварным швом, требующим термообработки, и краем опоры и подвески должно быть больше 5-кратной ширины сварного шва и не должно быть менее 100 мм.

7. Схема трубопровода с двухфазным потоком газ-жидкость

34) Трубопроводы следует прокладывать сначала вертикально, а затем горизонтально в соответствии с направлением потока среды, и они должны быть короткими и прямыми;

35) Регулирующий клапан на трубопроводе должен быть расположен как можно ближе к контейнеру, принимающему среду. Если позволяют условия, регулирующий клапан должен быть напрямую соединен с контейнером, принимающим среду;

36) Первое поворотное колено после регулирующего клапана следует заменить тройниковым соединением, а на один конец прямого тройникового соединения следует добавить заглушку;

37) В соответствующих местах трубопроводной системы следует установить ограничители или фиксированные опоры.

Трубопроводная система: основа современной инфраструктуры

Трубопроводная система является важнейшим компонентом современной инфраструктуры, обеспечивая эффективную транспортировку жидкостей, газов и даже твердых веществ в различных отраслях промышленности. Будь то подача воды в дома, транспортировка нефти и газа через континенты или доставка необходимых химикатов на производственные предприятия, трубопроводные системы играют жизненно важную роль в поддержании промышленных и бытовых потребностей.

Важность трубопроводных систем

Универсальность трубопроводных систем позволяет им адаптироваться к многочисленным сферам применения:

1. Водоснабжение и распределение: трубопроводные системы обеспечивают чистой питьевой водой городские и сельские районы, обеспечивая общественное здравоохранение и санитарию.

2. Управление сточными водами: канализационные системы транспортируют сточные воды на очистные сооружения, снижая загрязнение и защищая окружающую среду.

3. Промышленное применение: на заводах трубопроводные системы переносят пар, химикаты и сжатый воздух для поддержки производственных процессов.

4. Транспортировка энергии: нефте- и газопроводы являются жизненно важными артериями для глобального распределения энергии, соединяя ресурсы с рынками.

Компоненты трубопроводной системы

Типичная трубопроводная система состоит из различных взаимосвязанных элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию:

Трубы: основные трубопроводы, изготовленные из таких материалов, как HDPE, ПВХ, сталь или медь, в зависимости от сферы применения.

Фитинги: колена, тройники и переходники обеспечивают гибкость и правильное выравнивание системы.

Клапаны: регулируют поток, давление и направление в системе.

Опоры и анкеры: предотвращают провисание, поддерживают выравнивание и компенсируют тепловое расширение.

Конструкционные соображения

Проектирование эффективной системы труб требует тщательного планирования и соблюдения инженерных принципов:

1. Выбор материала: материал трубы должен быть устойчив к транспортируемой среде (например, воде, маслу или химикатам) и условиям окружающей среды (например, температуре, давлению и коррозии).

2. Динамика потока: правильный размер и расположение труб имеют важное значение для минимизации потери давления и обеспечения постоянного потока.

3. Долговечность и безопасность: система должна выдерживать эксплуатационные напряжения и внешние нагрузки, особенно в подземных или высоконапорных приложениях.

4. Доступ для обслуживания: включение точек осмотра, клапанов и очистных отверстий гарантирует, что система останется работоспособной и простой в ремонте.

Проблемы и решения

Системы труб сталкиваются с несколькими проблемами, включая коррозию, утечки и засоры. Современные инновации, такие как использование коррозионно-стойких материалов (например, полиэтилена высокой плотности для водопроводов) и передовых технологий мониторинга (например, интеллектуальных датчиков для обнаружения утечек), значительно повысили надежность и эффективность трубопроводных систем.