Технологические трубопроводы: типы, ГОСТы и правила эксплуатации

Технологические трубопроводы — это специализированные системы, состоящие из металлических труб и вспомогательных элементов, предназначенные для транспортировки различных веществ, включая сырье, полуфабрикаты, готовую продукцию, а также жидкости, газы, пара, топлива, отходы и другие материалы. Эти трубопроводные системы часто устанавливаются на территории промышленных предприятий и находятся на их балансе, обеспечивая транспортировку внутри заводов, фабрик и других производственных объектов.

Изображение от fanjianhua на Freepik

Название трубопроводов часто зависит от типа вещества, которое они переносят. Например, паропроводы, нефтепроводы, газопроводы, водопроводы и молокопроводы являются наиболее распространенными примерами таких систем. Каждое из этих названий отражает специфическую задачу и тип транспортируемой среды.

В данной статье, специалисты компании ТЭС поделятся своими знаниями и опытом в области технологических трубопроводов, подробно расскажут о различных типах трубопроводных систем, их применении, а также о действующих ГОСТах и правилах эксплуатации.

Области применения технологических трубопроводов

Нефтеперерабатывающая промышленность:

Трубопроводы играют ключевую роль в транспортировке нефти, ее производных и химических веществ между различными этапами переработки и хранения. Они обеспечивают безопасность и эффективность процесса, снижая риски утечек и повреждений.

Металлургия:

В металлургических предприятиях трубопроводы используются для транспортировки различных веществ, таких как кислоты, газообразные и жидкие компоненты, а также для подачи воды и пара, необходимых в процессе плавки металлов и других высокотемпературных операций.

Пищевые производства:

В пищевой промышленности трубопроводы необходимы для транспортировки жидкости (например, молока, соков, масел) или пастообразных веществ, таких как пюре, а также для перемещения сыпучих продуктов. Системы в этой области должны соответствовать строгим санитарным нормам и стандартам безопасности.

Агропромышленные комплексы:

Трубопроводы широко используются в агропромышленном комплексе для транспортировки жидких удобрений, воды для орошения, а также кормовых добавок и других аграрных жидкостей, играя важную роль в повышении эффективности работы этих предприятий.

Системы теплоснабжения:

Технологические трубопроводы в системах отопления и теплоснабжения предназначены для транспортировки горячей воды или пара от котельных к потребителям (жилым домам, промышленным объектам). Эти трубопроводы обеспечивают стабильное теплооснабжение, особенно в холодное время года.

Технологические трубопроводы являются неотъемлемой частью различных отраслей промышленности, обеспечивая стабильное и безопасное функционирование производственных процессов и систем.

Виды трубопроводов и их классификация

Трубопроводы классифицируются в зависимости от нескольких факторов, таких как тип транспортируемого вещества, расположение, давление и степень воздействия внешних факторов.

По виду транспортируемого продукта:

Токсичные трубопроводы – предназначены для перемещения ядовитых и опасных химических веществ, таких как кислоты, которые требуют особых условий эксплуатации.
Трубопроводы для легковоспламеняющихся жидкостей – используются для транспортировки горючих материалов, требующих строгого контроля безопасности.
Трубопроводы для горячей воды и пара – предназначены для транспортировки насыщенного пара и горячей воды, которые необходимы в различных производственных процессах.
Для инертных жидкостей и паров – применяются для транспортировки технических жидкостей и паров, которые не горят и не вступают в химические реакции.
Межцеховые трубопроводы – обеспечивают транспортировку материалов между различными цехами на одном объекте или между несколькими зданиями.

По рабочему давлению:

Вакуумные трубопроводы – используются в системах с отрицательным давлением.
Трубопроводы низкого давления – давление в таких системах не превышает 0,1 МПа.
Трубопроводы высокого давления – предназначены для транспортировки веществ при давлении, превышающем 10 МПа.

По температуре транспортируемого вещества:

Трубопроводы для холодных веществ – предназначены для транспортировки веществ при температуре до 45°C.
Трубопроводы для горячих веществ – используются для транспортировки материалов, температура которых превышает 45°C.

По степени коррозионной агрессивности:

Агрессивные трубопроводы – коррозия в таких системах составляет более 0,5 мм в год.
Среднеагрессивные трубопроводы – коррозия стенок варьируется от 0,1 до 0,5 мм в год.
Неагрессивные трубопроводы – коррозия менее 0,1 мм в год.

В зависимости от требований, могут использоваться металлические трубы с внутренним защитным покрытием или неметаллические трубы.

Типы технологических трубопроводов

Технологические трубопроводы можно классифицировать по их расположению и функции на несколько типов: внутрицеховые, межцеховые и обвязочные. Каждый из этих типов имеет свои особенности в конструкции, монтаже и требованиях, которые зависят от конкретной задачи и условий эксплуатации.

Внутрицеховые трубопроводы

Эти трубопроводы устанавливаются внутри одного цеха или технологической установки, соединяя различные агрегаты и устройства. Конструкция внутрицеховых трубопроводов достаточно сложная, с множеством поворотов и соединений, в отличие от межцеховых систем. Они часто собираются из готовых сборочных единиц и используют большое количество фасонных деталей — номенклатура таких элементов может насчитывать до 600 различных типов и размеров. Монтаж таких трубопроводов требует высокой квалификации и трудозатрат, поскольку каждый участок может требовать индивидуального подхода.

Межцеховые трубопроводы

Межцеховые трубопроводы соединяют агрегаты, машины и емкости, расположенные в разных цехах. В отличие от внутрицеховых систем, межцеховые трубопроводы имеют длинные прямолинейные участки, что существенно снижает количество необходимых фасонных деталей, арматуры и креплений. Это делает систему более экономичной как по стоимости, так и по монтажу. Межцеховые трубопроводы могут быть как внутрицеховыми, так и магистральными, соединяющими различные части производства. Эти трубопроводы часто поставляются готовыми секциями длиной до 40 метров, что упрощает процесс установки.

Обвязочные трубопроводы

Обвязочные трубопроводы предназначены для соединения отдельных узлов машин и агрегатов. Они устанавливаются непосредственно на оборудование, таком как насосные станции, резервуары и коллекторы. В таких системах используется много фасонных деталей, а прямолинейные участки имеют небольшую длину, что делает монтаж более сложным и затратным. Обычно обвязочные трубопроводы поставляются на монтажную площадку в виде готовых узлов, что сокращает время на установку, но требует высокой точности при сборке.

Таким образом, тип трубопровода определяется его функциональным назначением и требованиями к монтажу, что влияет на выбор материалов, методов установки и стоимости системы в целом.

Что входит в состав трубопровода

Трубопроводная система состоит из нескольких ключевых компонентов, которые объединяются в единую структуру для транспортировки различных веществ.

Линия
Линия представляет собой участок трубопровода, который соединяет различные элементы системы, включая цехи и аппараты. Она обеспечивает непрерывность потока между различными частями установки.
Узел
Узел — это сложная составная часть, включающая соединения труб, которые могут быть как разъемными, так и неразъемными. Узлы делятся на два типа: плоские (расположенные на одном уровне) и пространственные (которые занимают несколько плоскостей). Они обеспечивают нужные переходы и изменения направления потока.
Элемент
Элементы трубопровода состоят из прямых и изогнутых секций, которые сварены или соединены между собой. Эти секции представляют собой основные компоненты узлов и служат для создания нужных участков трубопроводной сети.
Деталь
Детали — это различные арматурные элементы трубопровода, такие как фланцы, отводы, тройники, заглушки, переходы, опоры и подвески. Они обеспечивают функциональность и надежность трубопровода, включая контроль потока и поддержание его целостности.

Трубопроводы бывают двух типов: простые и сложные.

Простые трубопроводы не имеют ответвлений и собраны из труб одинакового диаметра. Эти системы проще в монтаже и эксплуатации, так как поток жидкости в них однороден и предсказуем.
Сложные трубопроводы включают трубы разных диаметров, ответвления и разветвления, что требует более сложной конструкции и монтажа. Такие трубопроводы позволяют эффективно распределять поток и управлять его направлением в различных участках системы.

Типы соединений в трубопроводах

Последовательное соединение

При последовательном соединении элементы трубопровода соединяются друг с другом в одну линию, что позволяет обеспечивать одинаковый и стабильный расход жидкости по всему трубопроводу при хорошем уровне герметичности.

Параллельное соединение

В параллельном соединении расход жидкости распределяется между несколькими участками трубопровода таким образом, чтобы потери давления на каждом участке были одинаковыми, обеспечивая равномерную разность напора в системе.

Требования при производстве трубопроводов

Все требования по производству, монтажу и эксплуатации трубопроводных систем прописаны в нормативных документах, таких как СНиП 3.05.05-84. В этих документах содержатся детализированные указания по качеству материалов, проведению испытаний, а также правила эксплуатации и пусконаладочных работ. А так же Приказом Ростехнадзора №444 - "Правила безопасной эксплуатации технологических трубопроводов"

Кроме того, помимо СНиП, при изготовлении трубопроводов необходимо учитывать соответствующие ГОСТы для каждого типа оборудования. Это особенно важно, поскольку трубопроводы часто используются для транспортировки опасных веществ, таких как химические реагенты или газ, и от их качества зависит безопасность работы промышленного предприятия.