МАГИСТРАЛЬНЫЕ НЕФТЕПРОВОДЫ

Арматура магистральных нефтепроводов

Нормальная эксплуатация трубопровода невозможна без арматуры, которая является его неотъемлемой частью. По оценкам, арматура составляет примерно 10-12% капитальных и эксплуатационных затрат.

Запорная арматура на прямых участках трубопровода устанавливается через каждые 10-30 км и предназначена в основном для перекрытия участков трубопровода в случае аварии или ремонта. На практике линейная арматура эксплуатируется редко (несколько раз в год).

Необходимо также предусмотреть установку запорной арматуры:

• если трубопровод пересекает более одной линии - на обоих концах шлюзового затвора;
• для нефтепроводов, пересекающих водный объект - расположение запорной арматуры в этом случае определяется необходимостью смягчения поверхности земли, прилегающей к линии перехода, и предотвращения попадания транспортируемых продуктов в водный объект;
• на обоих концах заболоченных участков типа III длиной более 500 м;
• в начале каждого ответвления трубопровода на расстоянии не менее 15 м;
• на одном или обоих концах трубопровода над городами, другими населенными пунктами и промышленными зонами - на расчетных расстояниях в зависимости от рельефа местности.

Требования к арматуре очень разные. Наиболее важными из них являются прочность, надежность и долговечность каждого типа арматуры. От правильного выбора типа конструкции арматуры зависит бесперебойная работа магистрального трубопровода.

В зависимости от условий эксплуатации к арматуре предъявляются такие требования, как прочность, герметичность, эксплуатационная надежность, взрывозащищенность и коррозионная стойкость. Прочность арматуры в основном определяется рабочим давлением и температурой. Для стандартизации и унификации арматуры была принята система условного давления. В соответствии с понятием условного давления арматура подразделяются на три основные группы:

• низкого давления (P_y < 1 МПа);
• среднего давления (P_y = 1,6÷6,4 МПа);
• высокого давления (P_y = 10÷100 МПа).

Основной параметр арматуры - номинальный диаметр трубопровода Dy - представляет собой номинальный внутренний диаметр трубы, в которую устанавливается арматурf. Различные типы арматуры с одинаковым номинальным диаметром могут иметь разные диаметры. Номинальный диаметр отверстия не следует путать с диаметром канала арматуры. Последний часто меньше Dy (арматура с коническими каналами) или больше Dy (затвораы с кольцевым проходным сечением). В то же время номинальный диаметр арматуры не равен фактическому диаметру трубы.

Основной функцией запорной арматуры является остановка потока среды в трубопроводе и возобновление потока среды в соответствии с требованиями процесса, обслуживаемого трубопроводом. Запорная арматура также используется для следующих целей:

• Перенаправление потока или части потока из одной ветви системы в другую.
• Для ограничения потока рабочей среды, т.е. для изменения расхода, давления или скорости.

Однако их использование для этих целей не рекомендуется. Это связано с тем, что в стрессовых условиях запорная арматура быстрее изнашивается из-за коррозии, вибрации и других причин.

К запорной арматуре относятся задвижки, поворотные затворы и шаровые краны.

Задвижки

Задвижки устанавливаются на прямом участке магистрального нефтепровода. Задвижка представляет собой запорное устройство, в котором линия закрывается за счет движения задвижки в направлении, перпендикулярном движению транспортируемой среды.

По сравнению с другими типами арматуры, задвижки имеют следующие преимущества:

• низкое гидравлическое сопротивление при полном открытии запорного органа;
• отсутствие изменения направления потока рабочей среды;
• возможность использования для перекрытия потоков с высоковязкими средами;
• простота обслуживания;
• относительно небольшая строительная длина;
• возможность подачи среды в любом направлении.

Недостатки, общие для всех конструкций задвижек:

• нельзя использовать для сред, содержащих кристаллические частицы;
• низкий допустимый перепад давления на затворе (по сравнению с вентилями);
• низкая рабочая скорость затвора;
• высокая возможность воздействия давления воды в конце хода;
• относительно большая высота;
• при износе уплотнительной поверхности затвора в процессе эксплуатации его трудно ремонтировать.

Существует большое разнообразие конструкций задвижек. Наиболее подходящая классификация основана на конструкции затвора. По этому признаку многие конструкции задвижек можно разделить на два основных типа: клиновые и параллельные.Аналогичным образом, клиновые задвижки включают интегральный, эластичный и шарнирный клин. Параллельные задвижки можно дополнительно разделить на однодисковые и двухдисковые. Однодисковые задвижки также называются шиберными.

Во многих задвижках, рассчитанных на высокий перепад давления, площадь прохода немного меньше площади сечения входа, чтобы уменьшить усилие, необходимое для открытия и закрытия прохода. В зависимости от этой особенности задвижки классифицируются как полнопроходные (диаметр прохода равен диаметру трубы) или узкопроходные. В зависимости от конструкции резьбовой гайки и ее расположения (внутри или снаружи среды), клапаны могут иметь удлиненный или неудлиненный шпиндель.

Компания "Транснефть" оснащает участки нефтепроводов шиберными задвижками отечественных производителей.

Клапаны

Клапаны с электроприводом могут использоваться для регулирования давления на входе и выходе нефтеперекачивающих станций, а также для ограничения потока на выходе. Редуктор имеет свойство приближаться к одинаковому соотношению при изменении угла поворота в диапазоне 0 ÷ 75°. Клапаны в основном производятся зарубежными фирмами.

Все клапаны на магистральных нефтепроводах с электроприводом должны быть взрывозащищенными.

Обратные клапаны используются для предотвращения движения среды, проходящей по трубопроводу, в направлении, противоположном заданному. По конструктивному исполнению клапаны делятся на подъемные и поворотные; поворотные клапаны Dy - 700 ÷ 1000 мм с обратным направлением вращения оснащаются гидравлическими тормозами (демпферами) для предотвращения высоких ударных нагрузок при быстром закрытии клапана. Наиболее часто используются поршневые (гидравлические) демпферы с масляными и качающимися цилиндрами; пневматические демпферы применяются реже.