Трубопроводы

Трубопровод гидроаккумулирующей электростанции в Германии

Трубопровод — инженерное сооружение, предназначенное для транспортировки газообразных и жидких веществ, пылевидных и разжиженных масс, а также твёрдого топлива и иных твёрдых веществ в виде раствора под воздействием разницы давлений в поперечных сечениях трубы. В России трубопроводный транспорт считается частью транспортной инфраструктуры.

Сифонный трубопровод — трубопровод, некоторые участки которого располагаются выше уровня жидкости, находящейся в резервуаре, из которого происходит её подача.

История

В 1863 году Дмитрий Менделеев предложил доставлять нефть с бакинских нефтяных приисков до морского порта не в бочках, а по трубам. Предложение не было принято. Спустя 2 года первый трубопровод построили в Пенсильвании, США. В 1877 году Александр Бари и его помощник Владимир Шухов вновь выдвигают идею трубопроводного транспорта, опираясь и на американский опыт и на предложение Менделеева, и в 1878 году Шухов построил первый в России нефтепровод от Баку до нефтеперерабатывающих заводов.

По инициативе Менделеева в 1896—1906 гг по проекту Шухова был построен первый магистральный продуктопровод диаметром 200 мм, длиной 833 км для перекачки керосина из Баку в Батуми, который стал самым крупным трубопроводом в мире. В 1910—1913 гг построен нефтепровод «Грозный — Махачкала» диаметром 200 мм, длиной 162 км. После 1925 года построены нефтепроводы диаметром 250 мм: «Баку — Батуми» длиной 834 км, «Грозный — Туапсе» длиной 49 км. В 1931 году построен продуктопровод диаметром 300 мм «Армавир — Никитовка» длиной 445 км, а к 1941 году — «Махачкала — Грозный», «Гурьев — Орск», «Малгобек — Грозный» и др.

Во время Великой Отечественной Войны были построены продуктопровод «Астрахань — Саратов», бензинопровод через Ладожское озеро и др. В 1938—1943 гг несколько трубопроводов было построено в западной части Украины, где надземные балочные системы переходов получили широкое распространение.

Классификация трубопроводов

В зависимости от вида прокладки и/или перехода (типа опирания)

• наземный — укладывается выше уровня земли на отдельных опорах;
• надземный;
• арочный;
• висячий;
• балочный;
• подземный — укладывается непосредственно на грунт в траншеях, канавах, насыпях, штольнях, на опорах в тоннелях и дюкерах;
• подводный — укладывается по дну водоёмов, рек или в траншеях, прорытых на дне;
• плавающий — укладывается на поверхности болот, а также озёр, рек и др. водоёмов с креплениями к поплавкам (чаще пластмассовым).

В зависимости от транспортируемой среды

Трубопровод на акведуке для рассола в Австрии. Акведук построен в конце XVIII века

• Аммиакопровод — предназначается для транспортировки аммиака. В России и на Украине функционирует экспортный магистральный аммиакопровод Тольятти — Одесса.
• Водопровод — предназначен для обеспечения водой населения, промышленных предприятий, транспорта. В зависимости от видов потребления бытовых и промышленных нужд трубопроводы водоснабжения различают по органолептическим свойствам и пригодности для питья: хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные, поливные.
• Воздухопровод — часто создается в рамках промышленного предприятия для обеспечения производства сжатым воздухом.
• Газопровод — предназначен для транспортировки попутного нефтяного, природного и искусственного газа. Стратегические газопроводы предназначаются для передачи на дальние расстояния больших объёмов газа — на экспорт к предприятиям, осуществляющим газовый синтез.
• Нефтепровод — предназначен для транспортировки сырой нефти. Нефть при этом подвергается подогреву, препятствующему затвердеванию входящих в её состав парафинов.
• Нефтепродуктопровод — предназначен для транспортировки нефтепродуктов, в том числе бензина и керосина, полученных в результате крекинга. Осуществляется до предприятий, предназначенных для производства нефтепродуктов более высокой переработки. Подобные трубопроводы, чаще всего, применяются в пределах одного предприятия. Для транспортировки нефтепродуктов на большое расстояние, используются специальные автомобильные либо железнодорожные цистерны.
• Мазутопровод — трубопровод, осуществляющий транспортировку тяжёлых нефтепродуктов, отходов крекинга. Такие продукты могут использоваться в качестве топочного мазута, а также для переработки в дизельное топливо или даже для дальнейшего отделения легких углеводородов.
• Паропровод — технологический трубопровод, предназначенный для передачи пара под давлением, используемого для отопления или работы сторонних механизмов.
• Конденсатопровод — технологический трубопровод, предназначенный для сбора конденсата.
• Продуктопровод — в общем смысле, трубопровод, предназначенный для транспортировки искусственно синтезированных веществ (в том числе, перечисленных выше), чаще всего — продуктов нефтяного синтеза. В частном случае может означать систему, предназначенную для доставки по трубам любых пригодных для этого объектов.
• Массопровод — предназначен для транспортировки гидроторфа на торфоразработках, различных сыпучих материалов на складах и промышленных предприятиях, золоудалители теплоэлектростанций и т. п.
• Этиленопровод — инфраструктура, предназначенная для транспортировки по трубам специфического синтезированного промышленного сырья —этилена.
• Теплопровод  — предназначен для передачи теплоносителя (вода, водяной пар) от источника тепловой энергии в жилые дома, общественные здания и промышленные предприятия. По расположению относительно зданий и сооружений разделяются на наружные и внутренние. В зависимости от длины, диаметра и количества передаваемой энергии подразделяются на: магистральные (от источника энергии до микрорайона или предприятия), распределительные (от магистральных до трубопроводов, идущих к отдельным зданиям), ответвления (от распределительных трубопроводов до узлов присоединения местных потребителей тепла).

В зависимости от назначения

• Магистральные трубопроводы — трубопроводы и отводы от них диаметром до 1420 мм (включительно); единый производственно-технологический комплекс, включающий в себя здания, сооружения, его линейную часть, в том числе объекты, используемые для обеспечения транспортировки, хранения и (или) перевалки на автомобильный, железнодорожный и водный виды транспорта жидких или газообразных углеводородов, измерения жидких (нефть, нефтепродукты, сжиженные углеводородные газы, газовый конденсат, широкая фракция легких углеводородов, их смеси) или газообразных (газ) углеводородов, соответствующих требованиям законодательства.
• Трубопроводы специального назначения — дюкеры и тоннели для прокладки внутри них (при пересечении различных преград) трубопроводов, теплосетей, электрокабелей и т. д.; сюда же относятся различные самонесущие и ограждающие функции и другие специальные трубопроводы.

Прочие

• Пневматическая почта — использование воздуха под давлением для перемещения по трубам физических объектов — чаще всего, стандартизированных капсул собъектами небольшой массы и объёма. Используется в рамках одного или близко расположенных зданий, использует механические способы маршрутизации.
• Канализация — предназначена для отведения загрязнённых промышленных и бытовых стоков через систему трубопроводов с очисткой и обезвреживанием перед утилизацией или сбросом в водоём. По назначению канализационные системы разделяют: бытовые, производственные, водостоки; по расположению: внутренняя и наружная; по типу: напорные (сброс под давлением) и безнапорные (сброс самотёком).
  • Водосток (дренаж)
• Водовыпуск

Части трубопроводов

В составные части трубопроводов входят:

• краны;
• трубопроводная арматура;
• компрессорная станция;
• газораспределительная станция — для газопровода.

В сопутствующие части трубопроводов входят:

• опоры;
• опорные сёдла;
• рёбра жёсткости;
• шпангоуты;
• бандажи;
• фланцы;
• отводы;
• заглушки;
• клапаны;
• дисковые затворы.

Материал трубопроводов

• Материал прокладываемых труб может быть:
• металл: сталь;
• чугун;
• пластмасса: винипласт (ВП);
• полиэтилен (ПЭ);
• поливинилхлорид (ПВХ);
• стеклопластик;
• фаолит;
• асбоцемент;
• керамика;
• стекло;
• железобетон.

Защита трубопроводов

В зависимости от типа трубопровода и вида прокладки могут использоваться защитные покрытия:

• антикоррозионные;
• теплоизоляционные.

При открытой прокладке трубопроводов в качестве антикоррозионных изоляционных материалов применяются:

• масляные краски;
• антикоррозионные лаки.

Вид теплоизоляционного покрытия определяется температурой транспортируемой среды, условиями и видом прокладки труб.

Для предотвращения быстрого изнашивания труб от механических и других воздействий на переходах через препятствия (реки, озёра, автомобильные дороги, железнодорожные пути и т. д.) их прокладывают в защитных кожухах, то есть прокладка трубы производится внутри другой трубы большего диаметра, не менее чем на 200 мм. В технической литературе кожух также называют «чехлом», «футляром» или «патроном».

Для транспортировки агрессивных сред трубопроводы защищают от коррозии изнутри, покрывая их стойкими материалами: резиной (гуммирование), пластмассами, минеральными эмалями, цементным раствором.

Трубопроводы, прокладываемые в траншеях, на дне водоёмов, болот и т. д. защищают специальной антикоррозионной изоляцией в зависимости от коррозионных свойств грунтов и грунтовых вод.

Изготовление. Доставка. Приёмка. Хранение. Утилизация

Габаритные трубы диаметром до 3,25 м включительно изготавливают на заводах звеньями длиной до 18 м, при больших диаметрах трубопроводов свальцованные листы доставляют на строительную площадку россыпью (в пакетах) и сваривают на месте.