Контрольная работа: Разработка технологии сооружения поселковых газопроводов из полиэтиленовых труб
Российский Государственный Университет
нефти и газа имени И.М.Губкина
Кафедра: «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и хранилищ»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу: «Сооружение и ремонт систем газоснабжения»
Тема работы: «Разработать технологию сооружения поселковых газопроводов из полиэтиленовых труб на давление p = 0,003 МПа, Ø110 мм, глубина заложения 1.5 м, трубопроводы подвода газа к дому Ø 25 мм (28 домов)»
Выполнил: ст. гр. ТВ- 07-1
Щербинин В.В.
Проверил: д.т.н., профессор
Сенцов С.И.
Москва 2009 г.
В современном мире полиэтиленовые трубы давно и успешно приходят на смену стальным и чугунным трубам при строительстве и реконструкции подземных трубопроводов водоснабжения, канализации, газораспределения и технологических трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды.
Когда мы произносим слово «транспорт», обычно имеем в виду железные дороги, автомобили, самолеты, и большинство населения это слово не относит к трубам.
Тем не менее, трубопроводный транспорт для современного человека имеет значение не меньшее, чем, например, железнодорожный. По трубам подаются вода, тепло, газ, канализационные стоки — все, что определяет условия жизни современного человека, естественно, с современным уровнем этой жизни.
Перед человечеством постоянно стояла задача из чего делать трубы, чтобы уменьшить затраты на их строительство и эксплуатацию.
Еще в XIX веке трубы в основном делались из чугуна. Чугун обладает большой прочностью и, самое главное, не боится коррозии.
Коррозия — почвенная, а затем и электрическая от блуждающих токов (особенно в городах и населенных пунктах) является злейшим врагом стальной трубы.
Тем не менее надежное соединение труб посредством сварки стало основным фактором, почему уже в прошлом веке стальные трубы стали вытеснять чугунные.
Во второй половине прошлого века стало ясно, что при огромной протяженности стальных трубопроводов расходы на их содержание стали достигать огромных размеров и необходимо искать новые решения.
Благодаря прогрессу в нефтехимической отрасли стали появляться трубы из полимерных материалов. Уже в 70 — 80-х годах при строительстве как внутренних, так и наружных трубопроводов постепенно стали применять, вместо стальных, трубы из полимерных материалов.
Советский Союз был одной из первых стран, где ставились эксперименты по строительству полиэтиленовых трубопроводов.
Как часто бывает, эти нововведения скоро были полузабыты, а развитые страны достигли в использовании труб из полимерных материалов больших успехов.
Работы в этих странах шли по двум главным направлениям:
1. Создание материала (сырья) для производства труб необходимой прочности и приемлемого срока службы;
2. Создание оборудования и технологий для соединения труб между собой и арматурой.
Следует отметить, что основные задачи были успешно решены.
Основываясь на полученных мною знаниях и наблюдая тенденцию развития нефтегазового комплекса, как нашей страны, так и всего мира, я могу с полной уверенностью сказать, что будущее в нефтегазовом комплексе за полиэтиленом.
Действительно, в настоящее время, можно наблюдать тенденцию перехода от строительства стальных газопроводов к строительству полиэтиленовых практически во всех зарубежных странах с сильным экономическим развитием.
В этом смысле наша страна занимает не последнее место. В последние годы наблюдается быстрый рост темпов строительства полиэтиленовых газопроводов, и, как мы можем наблюдать, вне зависимости от самых различных, объективных и субъективных, факторов газификация России продолжается, а в некоторых регионах происходит достаточно интенсивно.
Поэтому решение данной курсовой работы по курсу “Сооружение и ремонт систем газоснабжения” я считаю необходимой и очень важной для меня, как для будущего специалиста, непосредственно связанного со строительством, ремонтом и реконструкцией всех систем трубопроводного транспорта.
ГОРОДСКИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ
Классификация городских газопроводов
Многоступенчатая распределительная система газоснабжения крупных городов, поселков, областей представляет собой сложный комплекс сооружений, который включает в себя следующие основные элементы: газовые сети низкого, среднего и высокого давления, газораспределительные станции, газорегуляторные пункты и установки.
Газовые сети низкого, среднего и высокого давления непосредственно связанны между собой через газораспределительные станции, газорегуляторные пункты и установки, на которых происходит понижение давления газа (например, при переходе газа из трубопровода высокого давления в трубопровод среднего давления) до необходимой величины, а также автоматическое поддержание этого давления постоянным. Станции оборудованы автоматическими предохранительными устройствами, которые исключают возможность повышения давления газа в сетях сверх нормы.
Для управления и эксплуатации этой системы имеется специальная служба с соответствующими средствами, обеспечивающими возможность осуществлять бесперебойное газоснабжение.
Основные требования предъявляемые к системам газоснабжения заключаются в том, что они должны обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасными в эксплуатации, простыми и удобными в обслуживании, должны предусматривать возможность отключения отдельных их элементов или участков газопроводов для выполнения аварийно-восстановительных и ремонтных работ.
Основным элементом городских систем газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируют по давлению газа и назначению. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:
1) газопроводы низкого давления с давлением газа до 0,005 МПа (500 мм вод. ст.);
2) газопроводы среднего давления с давлением от 0,005 до 0,3 МПа (до 3 кгс/см2 );
3) газопроводы высокого давления II категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа (от 3 до 6 кгс/см2 );
4) газопроводы высокого давления I категории для природного газа и газо-воздушных смесей от 0,6 до 1,2 МПа (от 6 до 12 кгс/см2 ), для сжиженных углеводородных газов до 1,6 МПа (до 16 кгс/см2).
Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до 3 кПа; в газопроводах предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и общественных зданий — до 5 кПа.
Газопроводы среднего и высокого давления (II категории) служат для питания городских распределительных сетей низкого и среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП). Они также подают газ через ГРП и местные газорегуляторные установки (ГРУ) в газопроводы промышленных и коммунальных предприятий. По действующим нормам максимальное давление для промышленных предприятий, а также расположенных в отдельно стоящих зданиях отопительных и производственных котельных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий допускается до 0,6 МПа. Для предприятий бытового обслуживания производственного характера, пристроенных к производственным зданиям, давление газа допускается до 0,3 МПа.
Городские газопроводы высокого (I категории) давления являются основными артериями, питающими крупный город, их выполняют в виде кольца, полукольца или в виде лучей. По ним газ подают через ГРП в сети среднего и высокого давления, а также промышленным предприятиям, технологические процессы которых нуждаются в газе давлением свыше 0,6 МПа.
Схемы городских многоступенчатых систем газоснабжения
Современные схемы городских систем газоснабжения имеют ярко выраженную иерархичность в построении, которая увязывается с приведенной выше классификацией газопроводов по давлению. Верхний иерархический уровень составляют газопроводы высокого давления.
Сеть высокого давления гидравлически соединяется с остальной частью системы через регуляторы давления, оснащенные предохранительными устройствами, предотвращающими повышение давления после регуляторов. Таким образом, вся система разделяется на несколько иерархических уровней, на каждом из которых автоматически поддерживается максимально-допустимое давление газа, которое в обязательном порядке должно соответствовать установленным нормам.
Помимо основного фактора — необходимости иерархии в построении схемы — совместное применение нескольких ступеней давления газа в городах объясняется следующими причинами.
1. В городе имеются потребители, для которых требуются различные давления. Так, в жилых и общественных зданиях, для предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера разрешается только низкое давление газа, а для многих промышленных предприятий необходимо среднее или высокое давление.
2. Необходимость в среднем или высоком давлении возникает также вследствие значительной протяженности городских газопроводов, несущих большие нагрузки.
3. В центральных районах городов со старой застройкой ширина улиц и проездов небольшая и прокладка газопроводов высокого давления может оказаться неосуществимой. Кроме того, при высокой плотности населения по условиям безопасности и удобства эксплуатации прокладка газопроводов высокого давления нежелательна.
4. Шкафные газорегуляторные пункты, располагаемые на стенах общественных зданий непроизводственного характера и жилых зданий, разрешается присоединять к газопроводам с давлением до 0,3 МПа, т.е. к газопроводам среднего давления.
5. Наличие нескольких ступеней давлений газа объясняется также тем, что системы газоснабжения больших городов строили, расширяли и реконструировали в течение многих лет и газопроводы в центральной части города были запроектированы на меньшие давления, чем те, которые разрешают в настоящее время.
Провести строгую классификацию городских газопроводов по назначению представляется задачей достаточно сложной, так как структура и построение сетей в основном определяются иерархическими уровнями.
Распределительные газопроводы, по которым газ транспортируют по снабжаемой газом территории и подают его промышленным потребителям, коммунальным предприятиям и в районы жилых домов бывают высокого, среднего и низкого давления, кольцевые и тупиковые, а их конфигурация зависит от планировки города.
Основные городские распределительные газопроводы высокого и среднего давления проектируют как единую сеть, подающую газ промышленным предприятиям, отопительным котельным, коммунальным потребителям и в сетевые ГРП. Проектирование единой сети экономически выгоднее раздельной, что объясняется большей стоимостью прокладки параллельных газопроводов, чем одного газопровода, несущего ту же нагрузку.
На выбор системы газоснабжения города оказывают влияние многие факторы, к основным из которых относятся: размеры города, особенности его планировки и застройки, плотность населения; число и характер промышленных потребителей и электростанций; наличие больших естественных или искусственных препятствий для прокладки газопроводов (рек, озер, железнодорожных узлов и пр.); перспективный план развития города. При проектировании системы газоснабжения разрабатывают различные варианты и производят их технико-экономические сравнения. Для строительства применяют наиболее выгодный вариант.
По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на следующие:
· одноступенчатые с подачей различным потребителям газа только по газопроводам одного давления;
· двухступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа двух давлений — среднего и низкого, высокого и низкого, высокого (до 0,6 МПа) и среднего;
· трехступенчатые с подачей газа потребителям по газопроводам трех давлений — низкого, среднего и высокого (до 0,6 МПа);
· многоступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа низкого, среднего и высокого (до 0,6 и до 1,2 МПа) давлений.
Одноступенчатые схемы газоснабжения используют в основном при газификации небольших населенных пунктов с малоэтажной застройкой (рис. 1).
Рис. 1. Схема одноступенчатой системы газоснабжения: 1 — газопровод среднего (высокого) давления; 2 — газопровод низкого давления; 3 — ответвления и вводы к потребителям; 4 — кольцевые газопроводы низкого давления; 5 — газорегуляторный пункт конечного низкого давления.
Для средних и небольших городов обычно принимают двухступенчатую систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давления.
Двухступенчатая система газоснабжения, характерная для средних и малых городов, а также поселков. Основные газопроводы выполнены для подачи газа под высоким давлением и закольцованы. Газ подают в город по двум магистральным газопроводам через ГРС. В качестве аккумулирующей емкости используют концевые участки магистральных газопроводов. Жилые дома и мелкие потребители получают газ от кольцевой сети низкого давления. На газопроводах среднего давления устанавливаются отключающие устройства перед ГРП и для отключения отдельных участков газопроводов. При пересечении газопроводом железнодорожных путей его помещают в футляр.
Пересечение рек осуществляется в две нитки. Если в центральной части города невозможно проложить газопроводы высокого давления, то применяют трехступенчатую систему: высокое (до 0,6 МПа), среднее и низкое давление (рис. 2). В этом случае высокое давление заменяют средним только частично: в центральной, наиболее плотно застроенной и населенной части города. Выбор того или иного варианта определяют технико-экономическим расчетом.
Рис. 2. Схема трехступенчатой системы газоснабжения: 1 — магистральный газопровод (источник газоснабжения); 2 — газораспределительная станция; 3 — газопровод высокого давления; 4 — газопроводы среднего давления; 5 — газопроводы низкого давления; 6 — газорегуляторные пункты с высокого давления на среднее; 7 — газорегуляторные пункты со среднего давления на низкое.
Многоступенчатые системы газоснабжения с газопроводами давлением более 0,6 МПа применяют только в крупных городах и областных системах. Для крупных и средних городов сети проектируют кольцевыми. Для мелких городов, как высокая, так и низкая ступени давления могут быть запроектированы тупиковыми.
Трассы газопровода проектируют с учетом транспортирования потребителям газа кратчайшим путем, т.е. из условия минимальной протяженности сети. Точки встречи потоков газа устанавливают на границе зон соседних ГРП. Сети низкого давления состоят из кольцевых и тупиковых газопроводов и абонентских ответвлений. Основные газопроводы проектируют при разработке технического проекта, а ответвления — при рабочем проектировании.
В городах и поселках с большой разностью геодезических отметок, т.е. расположенных в холмистой и гористой местностях, при размещении ГРП и трассировке газопроводов необходимо учитывать гидростатическое давление. Если используемый газ легче воздуха, то ГРП и основные линии распределительных газопроводов следует прокладывать по проездам с наименьшими геодезическими отметками. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, а также мелкие предприятия непосредственно присоединяют к распределительным сетям. Поэтому на вводах газопроводов в зданиях устанавливают только отключающие устройства.
В зависимости от характера планировки жилых массивов и плотности населения сети низкого давления выполняют из газопроводов, прокладываемых по проездам и улицам в виде сплошных кольцевых сетей, или из газопроводов, прокладываемых преимущественно внутри кварталов с закольцованными только основными линиями. Первая схема характерна для районов города со старой планировкой, когда кварталы имеют сплошную застройку по периметру и состоят из отдельных замкнутых владений. В этом случае газопроводы прокладывают по каждой улице, переулку и проезду; пересекаясь между собой, они образуют кольца. От уличных газопроводов в каждое владение идут вводы.
Вторая схема свойственна городским районам с новой планировкой. Жилые здания располагают равномерно по всей площади микрорайонов с соблюдением необходимых разрывов, а отдельные микрорайоны группируют в жилые массивы. При такой планировке газопроводы прокладывают внутри микрорайонов. В большинстве случаев их проектируют тупиковыми, разветвленными. Закольцовывают только основные линии так, чтобы получить единую сеть с несколькими точками питания, число которых равно числу ГРП.
Из рассмотренных нами выше систем газоснабжения надежной и гибкой в эксплуатации является та, что показана на рис. 2. В ней соблюден принцип многостороннего питания городских газовых сетей, кольцевание основных линий сетей. Предусмотрено выравнивание суточного графика и покрытие неравномерности потребления газа с помощью потребителей-регуляторов и использования в качестве аккумулирующих емкостей концевых участков магистральных газопроводов.
Описание работы системы газоснабжения со шкафными распределительными пунктами (ШРП) и шкафными пунктами (ШП)
Существует два варианта многоступенчатых распределительных сетей газоснабжения с жесткой межэлементной связью: разветвленные и кольцевые.
У разветвленных сетей газоснабжения газ поступает к потребителю по одному участку (по одному направлению), поэтому они являются тупиковыми системами.
Один из широко практикуемых вариантов распределительных сетей газоснабжения — кольцевание газопроводов, при котором газ потребителям может подаваться по двум взаимно заменяемым направлениям.
На выбор оптимального и наиболее надежного варианта существенное влияние оказывает характеристика объекта газоснабжения, т.е. планировка населенного пункта, плотность и этажность застройки, объемы потребляемого газа, наличие и характеристика газопотребляющих установок, стоимость труб, оборудования и др.
При выборе оптимального варианта снабжения потребителей газом возможны следующие наиболее распространенные структурные схемы распределительной системы газоснабжения населенных пунктов, состоящих из домов с разным уровнем потребления газа (рис. 3).
Схема I. Весь населенный пункт обслуживается одним ГРП и все подземные распределительные сети являются газопроводами низкого давления, включая подземную часть газопроводов — вводов для каждого отдельного потребителя.
Схема II. Все подземные распределительные сети, проложенные по территории населенного пункта, являются газопроводами среднего давления с установкой шкафных блочно-комплектных газорегуляторных пунктов на группу домов и газопроводов низкого давления, подключенных к потребителям.
Схема III. Все подземные распределительные сети являются газопроводами среднего давления с установкой перед каждым потребителем индивидуальных регуляторов давления газа.
Рис. 3. Различные варианты схем (/-///) распределительных сетей газоснабжения
Из сравнительного анализа надежности функционирования этих систем, представленных на трех схемах, следует, что первая схема представляет собой одноступенчатую тупиковую систему, состоящую из двух основных последовательно соединенных элементов: ГРП и линейной части газопроводов низкого давления с комплексом отключающей запорной арматуры, компенсаторов, конденсатосборников и т.д. Отказ в работе любого из этих элементов приведет к аварийному отказу всей системы.
При анализе второй схемы видно, что вся распределительная сеть имеет двухступенчатую тупиковую систему газоснабжения, состоящую из двух основных элементов: газопроводов среднего и низкого давления и шкафных регуляторов на группу домов. Отказ в работе всей системы наступит только при отказе основного газопровода среднего давления или одновременном отказе всех ШРП, или всех газопроводов низкого давления. Но единственно правильным решением в этой схеме было предусмотрено секционирование системы на отдельные участки с установкой блочных ШРП на группу домов. В этом случае надежность системы надо рассматривать по отдельным участкам. Отказ в функционировании отдельного участка произойдет при выходе из строя одного из элементов: ШРП или газопровода низкого давления. А отказ любого элемента на этом участке для потребителей равноценен отказу всей системы газоснабжения. Но остальные участки системы будут продолжать подавать газ потребителям этих участков, и система будет функционировать. Поэтому секционирование системы газоснабжения на отдельные участки является одним из путей обеспечения надежного функционирования распределительной системы газоснабжения.
Третья схема представляет собой двухступенчатую тупиковую систему, состоящую из двух основных элементов газопровода среднего давления и индивидуальных шкафных регуляторов, но с параллельным соединением. Необходимое условие отказа в работе всей системы — отказ газопровода среднего давления или одновременный отказ всех шкафных регуляторов. Отказ в работе одного регулятора приведет к отключению только одного потребителя, а остальные будут продолжать получать газ, и система будет функционировать.
Из сравнительного анализа всех трех структурных схем следует вывод, что наименее надежна первая схема, а наиболее оптимальной и надежной является распределительная система, работающая по третьей схеме.
Таким образом, потребители, присоединенные к разветвленным тупиковым сетям, имеют одностороннее питание и не имеют резервных участков сети, по которым газ мог бы поступать к потребителям при отказе основных участков. Ввиду того, что разветвленная сеть не имеет резервирующих элементов, надежность системы газоснабжения определяется только надежностью элементов сети, по которым газ последовательно транспортируется к потребителям. Если у разветвленной сети будет выключен из работы элемент, например участок газопровода, то все потребители, которые присоединены за этим элементом, не получат газа.
Надежность разветвленной тупиковой сети можно повысить, например, дублированием, т.е. резервированием всех элементов. Однако этот способ повышения надежности распределения сетей с жесткой связью требует дополнительных материальных затрат и технически неприемлем. В распределительных сетях газоснабжения возможно дублирование только отдельных участков, которые питают систему в целом.
Один из наиболее рациональных методов повышения надежности разветвленных сетей газоснабжения — кольцевание.
Основное отличие кольцевых сетей от разветвленных заключается в том, что они состоят из замкнутых контуров, в результате чего газ может поступать к потребителям по двум или нескольким линиям, т.е. потребители имеют двустороннее или многостороннее питание. Если в расчетном режиме газ к узлу, к которому присоединен потребитель, поступает только по одному участку (например, узел 3 на рис. 4), все равно он обеспечен двухсторонним питанием. Действительно, если откажет участок 1-2 (см. рис. 4, а' и б'), тогда направление движения газа на отдельных участках изменится на противоположное и газ к узлу 3 будет поступать по другой линии питания — по участку 3-4.
Надежность кольцевой сети по сравнению с разветвленной значительно выше, так как она имеет резервирующие элементы — замыкающие участки. Надежность газоснабжения потребителя будет выше, чем надежность элементов сети, по которым газ в расчетном режиме последовательно движется к потребителям.
Рис. 4. Схемы подачи газа потребителям по тупиковым и кольцевым сетям:
а, б — варианты тупиковых сетей; а' б' — варианты кольцевых сетей; к, к' — точки встречи потоков для различных вариантов потокораспределения; 1 — узел подачи газа; 2—8 — узлы потребления газа.
При отказе элемента в расчетном пути газа к потребителю возникает другой путь движения газа через резервирующий элемент. Следовательно, надежность кольцевой сети будет выше надежности элементов, из которых она состоит.
Другое различие разветвленной и кольцевой сетей состоит в том, что у тупиковой разветвленной сети транзитные расходы распределяются по участкам однозначно, а у кольцевых сетей можно наметить очень большое число вариантов их распределения.
Высказанное положение можно проиллюстрировать на схемах сетей (см. рис. 4). Например, для схемы а, транзитный расход для участка 2-6 равен сумме расходов в узлах 5 и 6, и это является единственным решением.
В общем случае транзитный расход для любого участка будет равен сумме всех узловых расходов, расположенных за этим участком.
Расчет газопровода на прочность и устойчивость
Определение толщины стенки трубопровода
Толщина стенки газопровода принимается по ГОСТ Р 50838-95 (ТУ 6-19-352-87 и ТУ 6-49-04719662-120-94) в зависимости от номинального давления, диаметра газопровода и материала трубы.
Расчет на прочность и устойчивость газопровода диаметром 110 мм
Толщина стенки полиэтиленовой (в том числе профилированной) трубы характеризуется стандартным размерным отношением номинального наружного диаметра к номинальной толщине стенки (), которое следует определять в зависимости от давления в газопроводе, марки полиэтилена и коэффициента запаса прочности по формуле
где — показатель минимальной длительной прочности полиэтилена, использованного для изготовления труб и соединительных деталей, МПа (для ПЭ 80 иэтот показатель равен 8,0 МПа);
— рабочее давление газа, МПа, соответствующее максимальному значению давления для данной категории газопровода, МПа;
— коэффициент запаса прочности, выбираемый в зависимости от условий работы газопровода.
Основные параметры и размеры (в мм) полиэтиленовых труб согласно ГОСТ Р 50838-95
Наружный диаметр d. | SDR | Овальность труб, не более, | Расчетная масса 1 м труб, кг для SDR | |||||||
17,6 | 11 | В отрезках | В бухтах, катушках для SDR | |||||||
Толщина стенки δе | ||||||||||
Номинальный | Предельное отклонение | Номинальная | Предельное отклонение | Номинальная | Предельное отклонение | 17,6 | 11 | 17,6 | 11 | |
20 25 32 40 50 63 75 90 110 | + 0,3 + 0,3 + 0,3 + 0,4 + 0,4 + 0,4 + 0,5 + 0,6 + 0,7 | - - - - - - 4,3 5,2 6,3 | - - - - - - + 0,6 + 0,7 + 0,8 | 3,0 3,0 3,0 3,7 4,6 5,8 6,8 8,2 10,0 | + 0,4 + 0,4 + 0,4 + 0,5 + 0,6 + 0,7 + 0,8 + 1,0 + 1,1 | 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 1,6 1,8 2,2 | 11,3 13,5 16,5 18,8 21,0 24,0 27,0 - - | 1,2 1,5 2,0 2,4 3,0 3,8 4,5 5,4 6,6 | - - - - - - 0,97 1,40 2,07 | 0,162 0,209 0,276 0,427 0,663 1,05 1,46 2,12 3,14 |
Примечания. 1. Трубы выпускают в прямых отрезках, бухтах и на катушках, трубы диаметрами 200 и 225 мм — только в прямых отрезках. Длина труб в прямых отрезках должна быть от 5 до 24 м с кратностью 0,5 м, предельное отклонение длины от номинальной — не более 1 %. Допускается в партии труб в отрезках до 5 % труб длиной менее 5 м, но не менее 3 м. 2. SDR — стандартное размерное отношение. |
Согласно данному ГОСТу, произведем выбор толщины стенки труб диаметром 110 мм и 25 мм для сооружения системы газоснабжения поселка, рассчитанную на давление 0,003 МПа.
Таким образом, принимаем, что сооружение поселкового газопровода на давление p = 0,003 МПа производится из полимерных труб с условным обозначением — труба ПЭ80 MRS 8,0 МПа ГАЗ SDR17,6-110x6,3 ГОСТ Р 50838-95 и труба ПЭ80 MRS 8,0 МПа ГАЗ SDR11-25x3,0 ГОСТ Р 50838-95.
Также принимаем, что дальнейшая эксплуатация полиэтиленового газопровода будет происходить при температуре 10 0С.
Нагрузки и воздействия
Расчет газопроводов на прочность и устойчивость выполняется только для открытой прокладки трубопроводов и его следует вести с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при их сооружении, испытании и эксплуатации.
Нагрузки, воздействия и их возможные сочетания необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.
Нагрузка от собственного веса единицы длины газопровода (Н/м) должна определяться по формуле:
(1)
где рст — плотность материала трубы, [кг/м3 ]; g — ускорение свободного падения, [м/с2 ]; dе — наружный диаметр газопровода, [м].
Нагрузку от давления грунта на единицу длины газопровода (Н/м) находят из выражения:
(2)
где ргр — плотность грунта, [кг/м3 ]; h — расстояние от верха трубы до поверхности земли, [м].
Выталкивающая сила воды, действующая на единицу длины газопровода (Н/м), находящегося ниже уровня грунтовых вод, рассчитывается по формуле:
(3)
где ρ – плотность воды при возможности перехода обводненного грунта в жидко-пластичное состояние, [кг/м3 ].
При возможности перехода обводненного грунта в жидко-пластичное состояние при вычислении выталкивающей силы следует вместо плотности воды принимать плотность разжиженного грунта. Рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды устанавливается проектом.
Нормативная нагрузка на единицу длины газопровода (Н/м) от веса транспортируемой среды должна определяться по формуле:
(4)
где di — внутренний диаметр газопровода, м; рср — плотность транспортируемой среды при рабочем давлении, кг/м3 .
Температурный перепад в материале стенок труб следует принимать равным разности между максимально (или минимально) возможной температурой стенок в процессе эксплуатации и наименьшей (или наибольшей) температурой газопровода непосредственно после его засыпки грунтом (температурой фиксирования расчетной схемы).
Принятые в расчете максимальное и минимальное значения температуры, при которых допускается фиксирование расчетной схемы, должны указываться в проекте или необходимо предусматривать специальные мероприятия по укладке газопровода, предотвращающие возникновение недопустимых продольных напряжений, обусловленных температурным перепадом.
Расчет
Произведем расчет газопровода Ø 25 мм на нагрузки и воздействия, которым он подвержен в процессе его укладки и дальнейшей эксплуатации.
Определим нагрузку от собственного веса единицы длины газопровода (Н/м) по формуле (1):
где
g = 9,81 [м/с2 ];
dе = 0,025 [м];
t = 0,003 [м].
Тогда:
Определим нагрузку от давления грунта на единицу длины газопровода (Н/м) из выражения (2):
где ргр = 2740 [кг/м3 ], (см. табл. 3, ниже);
g = 9,81 [м/с2 ];
dе = 0,025 [м];
h = 1.5-0,025 = 1,475 [м].
Определим выталкивающую силу воды, действующую на единицу длины газопровода (Н/м), находящегося ниже уровня грунтовых вод, по формуле (3):
где ρ = ρст = 2740, [кг/м3 ].
g = 9,81 [м/с2 ];
dе = 0,025 [м].
Определим нормативную нагрузку на единицу длины газопровода (Н/м) от веса транспортируемой среды по формуле (4):
где di = 0,019 [м];
рср = 0,013 [кг/м3 ].
g = 9,81 [м/с2 ].
Обеспечение кольцевой формы поперечных сечений газопровода и проверка условий местной устойчивости стенок
Проверка обеспечения кольцевой формы сечения подземного газопровода должна выполняться с учетом полной линейной нагрузки (Н/м), приведенной к вертикальной плоскости, проходящей через ось трубы:
(1)
где β — коэффициенты приведения нагрузок; Q — равнодействующие вертикальных нагрузок на газопровод (от давления грунта, равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки, нагрузки от веса трубопровода и транспортируемой среды, нагрузки от гидростатического давления грунтовых вод), [Н/м].
Нагрузка на газопровод от давления грунта (Н/м) рассчитывается по следующим формулам:
(2)
где В — ширина траншеи по уровню верха газопровода, [м]; Кгр — коэффициент вертикального давления грунта определяется по табл. 2, зависящий от глубины заложения трубопровода и вида грунта; de – наружный диаметр трубы; qm — нагрузка от давления грунта на единицу длины газопровода [Н/м], определяемая по формуле:
(3)
где ρm – объемный вес грунта, [кг/м3 ], определяемый по табл. 3 в зависимости от вида грунта; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 [м/с2 ]; h – расстояние от верхней кромки трубы до поверхности земли.
Таблица 2.
Коэффициент вертикального давления грунта Кгр
Глубина заложения газопровода, м. | Пески, супеси, суглинок твердый. | Суглинок пластинчатый, глина твердой консистенции. |
2 | 0,67 | 0,70 |
Таблица 3.
Объемный вес грунта ρm
Вид грунта. | Объемный вес грунта ρm, г/см3 |
глины | 2,74 |
Нагрузка на основание траншеи [Н/м] от собственного веса газопровода и транспортируемой среды вычисляют следующим образом:
(4)
где qq – собственный вес единицы длины газопровода, [Н/м], определяемая по формуле:
(5)
где mq – расчетная масса 1-го метра трубы газопровода, принимаемая согласно ГОСТ Р 50838 – 95.
Нагрузка от выталкивающей силы воды на обводненных участках:
(6)
где qw – нагрузка от выталкивающей силы воды, действующая на единицу длины газопровода, [Н/м], определяемая по формуле:
(7)
где ρw — объемный вес обводненного грунта, [кг/м3 ].
Нагрузка от движения транспортных средств:
(8)
где γТ – коэффициент нагрузки, зависящий от вида транспорта:
· для нагрузки от автомобильного транспорта – 1,4;
· для нагрузки от гусеничного транспорта – 1,1;
qТ – нагрузка на единицу длины трубопровода, при движении через место его заложения транспортного средства, принимаемое в зависимости от глубины заложения газопровода.
Значения коэффициентов приведения нагрузок принимаются следующими: коэффициенты β1, β2 – по таблице 4:
Таблица 4.
Укладка на: | Β1 | Β2 |
Спрофилированное основание под углом охвата: 700 | 0,55 | 0,35 |
коэффициенты β3, β4 – принимаются равными единице: β3 = β4 = 1.
Параметр жесткости сечения газопровода определяется по формуле:
(9)
где SDR — стандартное размерное отношение:
E(te ) – модуль ползучести материала трубы при растяжении в зависимости от проектного срока эксплуатации газопровода;
µ — коэффициент Пуассона, µ = 0,43.
Для обеспечения прочности и устойчивости круглой формы поперечного сечения газопровода должно соблюдаться условие:
(10)
где Pr – внешнее радиальное давление, принимаемое равным:
· для необводненных участков, Pr = 0;
· для обводненных участков,
Pкр – критическое давление, в качестве которого принимается меньшее значение, определяемое по формулам:
Егр – модуль деформации грунта засыпки, [МПа], определяемый из таблицы 5:
Таблица 5
Грунты. | Егр, МПа |
Глина | 1,5 |
Расчет
Произведем расчет газопровода Ø 25 мм на прочность и устойчивость.
Определим полную эквивалентную нагрузку и её составляющие.
Определим нагрузку на газопровод от давления грунта [Н/м], по формуле (1):
Принимаем:
1. укладка трубопровода производится в траншею с вертикальными стенками, тогда ширина траншеи по уровню верха газопровода В считаем равной:
2.
3. Кгр = 0,7 (см. табл. 2);
4. de = 25 [мм] = 0,025 [м];
5. ρm = 2,74 [г/см3 ] = 2740 [кг/м3 ] (см. табл. 3);
6. g = 9,81 [м/с2 ];
7.
Тогда:
Определим нагрузку на основание траншеи от собственного веса газопровода и транспортируемой среды по формуле (4):
mq = 0,209 [кг] (см. табл. 1).
Определим нагрузку от выталкивающей силы воды на обводненных участках по формуле (6):
Принимаем, что ρw = ρm = 2,74 ·103 [кг/м3 ].
Тогда:
Определим нагрузку от движения транспортных средств по формуле (8): Предполагаем, что трубопровод прокладывается в месте, где в основном двигается автомобильный транспорт.
γТ = 1,4;
qТ = 9 [кН/м2 ];
Определим значения коэффициентов приведения нагрузок β1, β2 по таблице 4:
β1 = 0,55, β2 = 0,35.
Определим параметр жесткости сечения газопровода по формуле (9):
SDR = 11;
E(te ) = 250 [МПа] ( определяем в зависимости от температуры транспортируемой среды, т.е. 10 0С, при напряжении в сечении стенки трубы 2,5 МПа);
µ = 0,43.
Определим внешнее радиальное давление Pr :
Определим критическое давление Pкр :
Егр = 1,5 [МПа];
Принимаем значение критического давления Pкр = 0,396 [МПа].
Проверим выполнение условия обеспечения прочности и устойчивости круглой формы поперечного сечения газопровода:
Условие прочности и устойчивости выполняется.
Расчет времени сварки стыка Ø 110 мм нагретым элементом и Ø 25 мм муфтой с закладным нагревательным элементом, и общее время сварки.
Определим общее количество стыков трубопровода Ø 110 мм, которое нам необходимо сварить, при условии, что длина одной трубы l = 12 м, а общая протяженность трубопровода Ø 110 мм равна L1 = 5400
Тогда:
Определим общее количество стыков трубопровода Ø 25 мм которое нам необходимо сварить, при условии, что количество домов, к которым необходимо подвести газ, равно 28 шт., т.е. 28 отводов. Таким образом, нам необходимо рассчитать время сварки: 28-седловых отводов.
Произведем расчет времени сварки одного стыка трубопровода Ø 110 мм:
tнагр – время нагрева торцов труб, tнагр = 70 сек.;
tп – время технологической паузы между окончанием нагревания и началом осадки, tп = 4сек.;
tохл – время охлаждения, tохл = 6 мин.;
tд – время нарастания давления осадки, tд = 5 сек.
Тогда:
Теперь определим общее время сварки 450-ти стыков трубопровода Ø 110 мм:
Время приварки одного седлового отвода равно: tсд2 = 50 сек.
Тогда общее время сварки -ти седлового отвода равно:
Определим общее время сварки 28-ти электросварных муфт для соединения седловых отводов с трубами Ø 25 мм, при условии, что время их сварки равно tсв3 = 40 сек., а время охлаждения равно tохл3 = 4 мин.
Тогда:
Посчитаем все время, которое сварщики потратят на сварку всего оборудования:
Технологическая карта
Карта технологического процесса сварки полимерных труб ПЭ80 Ø 25 мм с применением муфт с закладными нагревателями.
Наименование изделия — контрольное сварочное соединениеХарактеристика труб (деталей) – завод изготовитель — ООО «Агригазполимер»
НД- СП 42-101-2003, СП 42-105-2003 -марка материала — ПЭ80
Способ сварки – ЗН -дата выпуска – сентябрь 2007 г.
Сварочное оборудование – ЗНШ
-номер сертификата ТУ 6-19-352-87*
-диаметр трубы – 25 мм
-толщина стенки/ SDR – 3,0 мм/ 11
ФИО сварщика__________________
Клеймо сварщика________________
Технологические параметры сварки труб с применением муфт с закладными нагревателями (в соответствии с СП 42-101-2003)
Температура окружающего воздуха, °С. Наружный диаметр, мм. Толщина стенки, мм.SDR Время сварки (tсвар ), сек. Время охлаждения после сварки (tохл ), мин.
0 ÷ 20 25 3,0 11 50 3
Дополнительные технологические требования по сварке:
— обрезать трубы, предназначенные для сварки под прямым углом к их осям;
— отметить на концах трубы зону сварки на длину не менее 0,5 длины фитинга от торцов;
— произвести механическую очистку поверхностей труб в зоне сварки от оксидного слоя на глубину 0,1-0,2 мм;
— снять фаски на наружной и внутренней поверхностях торца трубы;
— произвести обозначение зоны сварки;
— нанести маркерные полосы на поверхность труб на расстоянии 0,5 длины фитинга от торца трубы;
— вставить концы труб в фитинг и подключить его к сварочному аппарату;
— зафиксировать положения труб в позиционере или на выравнивающих опорах
— ввести с помощью считывающего карандаша в сварочный аппарат параметры режима сварки, указанные в штрихкоде на этикетке фитинга;
— включить сварочный аппарат и произвести сварку соединения;
— проставить клеймо сварщика маркером на наружной поверхности трубы;
— удалить контрольное сварное соединение из установки и провести визуальный и измерительный контроль сварного соединения.
Требования к контролю качества
Метод контроля | Наименование (шифр) НД | Объем контроля (%, кол-во обр.) |
1.Визуальный и измерительный | СП 42-101-2003 СП 42-105-2003 | 100% |
2.Испытание на сплющивание | СП 42-101-2003 СП 42-105-2003 | ³2 |
Разработал Ковцур В.В
(подпись, дата)
Технология укладки газопроводов из полиэтиленовых труб (общие положения)
При строительстве газопроводов из полиэтиленовых труб укладку трубопровода в траншею необходимо выполнять не ранее 30 мин после сварки последнего стыка и при температуре не ниже -15 °С и не выше +30 С.
При укладке трубопроводов при более низкой температуре наружного воздуха необходимо организовать их подогрев до требуемой температуры. Это условие может быть выполнено путем пропуска подогретого воздуха через подготовленный к укладке трубопровод или предварительного подогрева катушек или бухт в специальных тепляках. При этом температура воздуха не должна быть более +60 °С.
Для предотвращения образования остаточных напряжений в трубопроводе при его укладке в траншею в жаркий период необходимо соблюдать условие, при котором температура трубы была бы не выше +30 °С. Это условие может быть выполнено путем укладки трубопровода в наиболее холодное время суток или присыпкой мягким грунтом или песком. Присыпка защищает трубопровод от удлинения или укорочения при температурных изменениях. Это требование действующих нормативов было основано на опыте строительства полиэтиленовых газопроводов в южных районах страны. Там из-за несоблюдения этих требований кроме наличия значительных продольных напряжений наблюдалась потеря устойчивости трубных плетей, уложенных в траншею, но не присыпанных по всей длине слоем грунта. Потеря устойчивости на неприсыпных участках сопровождалась в наиболее жаркое время суток «выбросом» труб из траншеи.
Для снижения напряжений в трубах от температурных изменений и обеспечения необходимой надежности газопровода в процессе эксплуатации его укладку в траншею при температуре свыше +10 °С осуществляют «змейкой» и засыпку выполняют в наиболее холодное время суток. Это объясняется тем, что перед засыпкой траншеи трубопровод в зависимости от температуры окружающего воздуха приобретает ту или иную форму. В летнее время он имеет форму горизонтальной «змейки», а в холодное время года распрямляется. В грунте за счет защемления он сохраняет ту форму, которая была у него перед засыпкой. Поэтому форма засыпанного газопровода не влияет на его температурные напряжения. При температуре окружающего воздуха ниже 0 °С засыпку трубопровода производят в самое теплое время суток.
В зимний период трубопровод укладывается на талый грунт. В случае промерзания дна траншеи осуществляют подсыпку дна траншеи мелкогранулированным грунтом. Засыпку трубопровода смерзшимся грунтом необходимо выполнять только после присыпки трубопровода мелкогранулированным грунтом или песком.
Перед укладкой трубы тщательно осматривают с целью обнаружения трещин, подрезов, рисок и других механических повреждений.
При прокладке трубопроводов протяженностью 1000 м и более их возможно монтировать готовыми секциями, которые изготавливают в условиях базы, затем их развозят и раскладывают вдоль трассы, где из них изготавливают плети. При небольшой длине трассы монтаж трубопровода целесообразно вести на бровке из отдельных труб путем последовательного их наращивания в плеть.
Технология укладки газопроводов из полиэтиленовых труб мерной длины
В зависимости от условий производства работ, диаметра труб и оснащенности бригады машинами и механизмами строительно-монтажные и сварочные работы можно выполнять, используя различные технологии.
1. Доставка отдельных труб мерной длины или секции труб на трассу и соединение их в нитку непосредственно на дне траншеи.
2. Монтаж трубопровода из отдельных труб мерной длины или секций на лежаках над траншеей.
3. Монтаж трубопровода на бровке траншеи из отдельных труб или секций в нитку с последующей укладкой в траншею.
При использовании технологической схемы 2 во избежание падения плети в траншею применяют временные лежки (перемычки) через траншею под укладываемый газопровод. В качестве перемычек могут служить обрезки заброшенных полиэтиленовых труб, деревянные бруски, доски и т.д. Устанавливаться перемычки должны на расстоянии, обеспечивающем плавную укладку плети в траншею с таким расчетом, чтобы сваренные трубы опирались на нее по центру во избежание излома в месте сваренного стыка.
Укладку трубопровода в траншею необходимо выполнить с применением пеньковых канатов, брезентовых полотенец или других мягких чалочных приспособлений в зависимости от массы плети газопровода.
При укладке трубопровода с бровки траншеи могут быть использованы два метода производства работ: непрерывный, цикличный.
Непрерывный метод укладки для газопроводов с d = = 160÷225 мм предусматривает использование двух грузоподъемных средств (трубоукладчиков), которые безостановочно перемещаются вдоль траншеи в процессе опускания укладываемой плети. В качестве оснастки следует применять троллейные подвески, оснащенные мягкими катками. Высота подъема трубопровода над строительной полосой должна быть в пределах 0,5-0,8 м.
Троллейные подвески могут быть подвешены либо непосредственно на трубоукладчиках, либо с помощью траверс.
Технологические расстояния при укладке трубопровода с бровки траншеи непрерывным способом определяют в зависимости от диаметра укладываемого трубопровода, исходя из данных, приведенных в таблице 6. Данная таблица составлена применительно к условиям, когда длина траверсы 1т = 6 м, а глубина траншеи определена как hm = d + 1,0 м. Если глубина траншеи или высота подъема трубопровода отличаются от принятых выше, то необходимо выполнить уточненный расчет параметров укладки.
Таблица 6
Обозначение расстояний (пролетов) | Диаметр трубопровода, мм | |||
≤63 | 110 | 160 | 225 | |
l1 l2 l3 | 12 – 15 8 – 10 20 — 23 | 15 – 18 10 – 12 25 — 28 | 17 – 20 12 – 15 30 — 34 | 20 – 24 14 – 17 35 — 40 |
Следует отметить, что толщина стенки труб не оказывает влияния на выбор этих расстояний, т.е. они должны быть одинаковы как для труб SDR11 (тип Т), так и для труб SDR17,6 (тип С).
Циклический метод укладки трубопроводов может осуществляться либо способом «перехвата» (когда трубоукладчики следуют друг за другом, каждый в своей колее), либо способом «переезда» (когда последний трубоукладчик поочередно объезжает передний трубоукладчик, используя при работе под нагрузкой одну большую колею).
Количество кранов-трубоукладчиков в колонне при укладке цикличным методом должно равняться трем: два из них находятся постоянно под нагрузкой, образуя схему с параметрами, приведенными в таблице 14, а один используется для подмены других.
При строительстве сетей газоснабжения из труб диаметром 110 мм и менее укладку рекомендуется производить вручную с использованием ремней, пеньковых или капроновых канатов, брезентовых полотенец. Схема строповки трубопровода при этом должна быть аналогична применяемой при механизированной укладке.
Контроль качества сварных соединений в стык
При строительстве полиэтиленовых газопроводов для обеспечения требуемого уровня качества сварных стыков выполняют следующие операции:
1. проверку квалификации сварщиков;
2. входной контроль качества проверяемых труб и соединительных деталей;
3. технический осмотр сварочных устройств (нагревательного инструмента, сварочного центратора, торцовки и блока питания);
4. систематический операционный контроль качества сборки под сварку и режимов сварки;
5. внешний осмотр сварных соединений и измерительный контроль геометрических параметров;
6. механические испытания сварных соединений;
7. контроль сварных стыков соединений физическими методами.
Технический осмотр сварочных устройств производят с целью обеспечения требований к сварке и сборке труб и соединительных деталей. При техническом осмотре следует проверить:
1. достижение нагревательным инструментом заданной температуры и точность поддержания температуры (с помощью приборов для измерения температуры);
2. целостность антиадгезионного покрытия рабочих поверхностей нагревательного устройства, а также изоляцию электропроводок (визуальным контролем);
3. работу центратора (зажимов, механизма перемещения подвижной головки, гидравлической системы или динамометра) путем закрепления концов труб, их соединения и сжатия;
4. работу устройства для механической обработки торцов труб.
Результаты проверки должны соответствовать паспортным данным на оборудование. Технический осмотр проводят через каждые 10 дней работы с регистрацией результатов проверки в журнале производства работ.
При проведении операционного контроля предусматривается:
проверка качества подготовки концов труб и деталей под сборку и сварку;
контроль режимов сварки нагретым инструментом (температуры нагретого инструмента, продолжительности оплавления и технологической паузы, давления при оплавлении и осадке, продолжительность охлаждения соединения). Значения параметров режимов сварки должны отвечать требованиям нормативных документов.
Рабочими средствами измерений и контроля режимов сварки являются: секундомеры или реле времени (для контроля длительности этапов процессов сварки), манометры, динамометры и тензометры (для контроля давления при оплавлении и осадке стыка), термометры сопротивления, термометры электрические с вторичными показывающими приборами (для контроля температуры нагревательного инструмента). Также используют вольтметры для контроля напряжения, жидкостные термометры для измерения температуры окружающего воздуха.
Рекомендуется для контроля и регистрации основных параметров процесса сварки сварочные установки оснащать регистрирующими приборами.
Визуальный контроль сварных соединений и измерительный контроль геометрических параметров должны производиться в 100%-ном объеме. Сварные стыковые соединения полиэтиленовых труб должны удовлетворять следующим требованиям:
· угол излома продольной оси труб в стыке не должен превышать 10°;
· смещение кромок в стыке не должно превышать 10 % номинальной толщины стенки трубы;
· значения высоты валиков h1 и h2 должны соответствовать данным СНиП 3.05.02-88*;
· ширина грата b должна быть не менее 2h, причем за h принимается среднее значение от h1 и h2 ;
· высота усиления сварного шва К должна быть больше нуля (линия оплавления валиков располагается над образующей поверхностью трубы);
· поверхность грата должна быть гладкой, без визуально выявленных пор и трещин, впадина между валиками грата должна быть видимой;
· на поверхности грата в двух диаметрально противоположных точках должно быть поставлено клеймо сварщика.
·
Рис. 5. Схема измерения параметров стыкового соединения:
а — высоты валиков грата h1 и h2; б — ширины грата b; в, г — величины усиления К (в — брак, К < 0; г — норма, К > 0); 1— приспособление для визуальной оценки К по зазору.
Грат считается равномерно распределенным по периметру стыка, если минимальная высота валиков грата, измеренная в любой точке по периметру стыка, отличается от максимальной, измеренной в любой точке, не более чем на 40 %. До контроля валик (грат) хранят в плотном полиэтиленовом пакете вместе с распечаткой, на которой отражены все параметры процесса сварки. Местное расширение грата и уменьшение высоты валиков, обусловленные постановкой клейма, браком не считаются. На поверхности грата допускаются отдельные механические повреждения (вмятины, срезы), возникшие при погрузочно-разгрузочных и транспортных операциях, не затрагивающих тело трубы.
Для измерения геометрических параметров стыкового сварного соединения используют угломер (для измерения угла излома стыка), штангенциркуль (для измерения смещения кромок и размеров грата), приспособление для оценки наличия усиления шва (рис. 5).
Если сварные стыки не проходят контроль, их бракуют. Стыки, забракованные при визуальном контроле, исправлению не подлежат. Они должны быть вырезаны или на их место требуется вварить катушки длиной не менее 500 мм.
Техника безопасности
Для обеспечения надежной и безаварийной работы наружных сетей газоснабжения предусматриваются следующие мероприятия:
— соблюдение строительных норм по разрывам между проектируемыми газопроводами и смежными коммуникациями.
— герметизация вводов и выпусков всех подземных коммуникаций (водопровода, канализации, электрических и телефонных кабельных линий), проходящие через подземные части наружных стен жилых домов путем тщательного уплотнения согласно прилагаемых чертежей.
— перед пуском газа газопровод продуть газом согласно «Правилам безопасности в газовом хозяйстве».
— в качестве отключающих устройств предусмотрены задвижки (для газовой среды) из углеродистой ста ли на Ру 1,6(16) МПа(кгс/см2).
— произвести ограждение ГСГО, ГРПБ и задвижки у точки врезки в установленном порядке.
— к ГСГО, ГРПБ и к задвижке у точки обеспечить благоустроенный подъезд с твердым покрытием.
— заземлители молниезащиты ГСГО следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах, не ближе 5,0 м от грунтовых, проезжих и пешеходных дорог.
1. Муфты с закладными нагревательным элементом
По условию курсового проекта необходимо произвести ремонт стального трубопровода Ø100 мм с применением труб ПЭ 80 Ø63 мм. Сварку полиэтиленовых труб производят с помощью муфт с закладными нагревательным элементом. Для этого используется сварочный аппарат (типа HST), сконструированный на современном техническом уровне с учетом общепризнанных правил техники безопасности и оборудованный необходимыми средствами защиты.
Все лица, которые имеют дело с пуском в эксплуатацию, обслуживанием, техобслуживанием и ремонтом сварочного автомата должны иметь соответствующую квалификацию. Сварочный аппарат может быть открыт только специалистами или специализированной мастерской с соответствующим разрешением. Перед работой необходимо изучить инструкцию к аппарату, содержащую все особенности эксплуатации, а также правила техники безопасности.
Необходимо обеспечивать плотную посадку контактов, не допускается использование сгоревших контактов, а также контактов, не соответствующих данному назначению. Нельзя переносить аппарат за кабель или тянуть за кабель, чтобы выключить прибор. Необходимо защищать кабель от воздействия жары, масла и острых граней.
Для хорошей и безопасной работы на аппарате инструмент содержат в чистоте, регулярно проверяют штекеры, адаптер и кабель. Соединительный штекер должен храниться в сухом месте без воздействия масла, жира и грязи.
Перед каждым пуском прибора тщательно проверяются устройства защиты или легко поврежденные детали на их безупречное и соответствующее выполнение надлежащих функций. Проверяют, нормально ли функционируют штекерные контакты, правильно ли они зажаты и не загрязнены ли плоскости контактов. Отдельные детали должны быть правильно смонтированы и при их монтаже соблюдены все условия для обеспечения безупречного функционирования прибора. Поврежденные защитные приспособления и детали должны быть отремонтированы или заменены.
При включении в сеть необходимо соблюдать все правила подключения энергоснабжающей организации, правила предотвращения несчастных случаев. При работе от генератора вначале запускают генератор, а затем включают аппарат. Напряжение холостого хода должно быть отрегулировано примерно на 240В, при необходимости подрегулировать. После окончания работ вначале отсоединить сварочный аппарат, а затем выключить генератор.
2.Сварка встык нагревательным элементом
При прокладке газопровода ПЭ 80 Ø110 мм трубы соединяют встык нагретым инструментом. Для этого используется соответствующее оборудование (например, машина WIDOS 4600 CNC).
При неправильном использовании, обслуживании или техобслуживании машины возможно повреждение или разрушение самой машины или расположенных в непосредственной близости предметов. В результате может пострадать персонал, находящийся на опасном расстоянии от машины. Поэтому следует ознакомиться с Руководством по эксплуатации и соблюдать соответствующие правила техники безопасности.
При сварочном процессе необходимо обратить внимание на чистоту (отсутствие пыли в месте сварки). Нельзя работать при температуре ниже 5 ºС, или предварительно прогреть. Область сварки необходимо защитить от воздействия влаги и сильного ветра, при необходимости поставить палатку и сделать заглушки на концы труб. В зоне сварки и местонахождения труб должна быть одинаковая температура.
Все работы по техобслуживанию и ремонту выполняют только при отключенной машине. Необходимо защитить машину от непреднамеренного включения. Работы по техобслуживанию и проверке рекомендуется проводить по истечении года. Чаще подлежат проверке машины, работающие с повышенной нагрузкой. Особое внимание следует обратить на надежность изоляции, электрической прочности и проверить сопротивление защитных проводов.
Работы на электроустановке разрешается проводить только электрикам. Необходимо немедленно заменять слабые соединения и поврежденные кабели. Работы на токопроводящих узлах выполнять в присутствии второго лица, которое при необходимости может отключить напряжение. Весь электроинструмент (нагревательный элемент, торцевой рубанок, агрегат) необходимо защитить от дождя и капающей воды.
При работе с гидросистемой немедленно заменяют поврежденные шланги гидросистемы. Перед началом работы выполняют визуальный контроль трубопроводов гидросистемы. Разбрызгивающееся масло для гидросистем особенно опасно для глаз.
Чтобы избежать захвата одежды торцевым рубанком (резаные раны вплоть до перелома костей) следует носить только облегающую одежду, не носить колец или украшений во время работы, при необходимости надевать сетку для волос. Торцевой рубанок до и после использования ставят в установочный ящик, транспортируют только за рукоятку.
Температура нагревательного элемента достигает более 200 ºС. При воспламенении горючих материалов можно получить ожоги тела. Запрещается касаться поверхности нагревательного элемента, необходимо соблюдать достаточное безопасное расстояние до горючих материалов. Нельзя оставлять нагреватель без присмотра. При работе необходимо использовать защитные перчатки. Транспортируют нагреватель только за рукоятку, убирают до и после использования в установочный ящик.
Существует опасность зажатия зажимами и направляющими рельсами салазок. Во избежание травм не следует дотрагиваться до зажатых концов труб и ставить между ними ногу. При не зажатых трубах не дотрагиваться до внутренних зажимов и не ступать между ними, не препятствовать под- и отъезжающим салазкам.
При очистке машины следует должным образом применять и утилизировать используемые материалы и вещества, особенно при очистке с помощью растворителей и при смазке маслом или консистентной смазкой.
Список литературы
1. Горелов А.С., Горяинов Ю.А., Васильев Г.Г., и др. «Сооружение и реконструкция систем газоснабжения» «Недра – Бизнес», 2002 г.
2. «Полимеры в газоснабжении» Справочник. Удовенко И.В., Гвоздев И.В., Карнаух Н.Н. и др., Москва. «Машиностроение», 1998 г.
3. СП 42 – 101 – 96. «Проектирование и строительство газопроводов из полимерных труб диаметром до 300 мм». Москва, Саратов, 1996 г.
4. СП 42 – 103 – 2003. «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов». Москва. 2003 г.