На каждый из проектируемых трубопроводов предполагается круглосуточная нагрузка в течение долгого времени с возможными перепадами давления и температур. Чтобы избежать сверхнормативной деформации и вибрации трубопроводов, следует очень серьезно отнестись к этапу проектирования и разработке проектно-сметной документации.

Основные проблемы, которые вызывает деформация трубопровода:

• растрескивание и разрывы сварных стыков;

• разгерметизация фланцевых соединений;

• аварийные остановки производства;

• повреждение конструкций.

Ключевые факторы проектирования трубопроводов

Каждый трубопровод «работает» с разными средами, поэтому необходимо учитывать физико-химические свойства перекачиваемой среды, объемы работы, весовые и температурные нагрузки, необходимость тепловой изоляции, избыточное внутреннее давление, возможные экстремальные факторы. В проектировании горячих трубопроводов, рабочая температура которых выше 100 С, необходимо учитывать дополнительные осевые нагрузки.

Например, трубы или другие части неправильно спроектированного трубопровода для перекачки нефти, в котором не предусмотрена периодическая пропарка, могут деформироваться. Неправильно сделанные расчеты диаметра трубопровода и ошибочно выбранные опоры и их расстановка могут привести к деформации факельного трубопровода, поломке его отдельных частей опоры или разрушению всей конструкции.

Трансферные трубопроводы, по которым со скоростью звука движется двухфазный поток, требуют особых условий проектирования. Необходимо учитывать изменения объема паровой фазы и возникающее вслед за этим снижение давления. Проектировщик должен быть очень внимательным к деталям. А именно: обращать внимание на выбор и количество крутоизогнутых отводов и тройниковых врезок — их должно быть умеренное количество.

Это предотвратит значительные скорости и турбулентность парожидкостной смеси. Факторы, перечисленные выше, создают не только аварийную ситуацию, но и ускоряют эрозионное разрушение трубопровода.

Сильфонные компенсаторы

Эти устройства используют при излишнем напряжении в трубопроводе, вызванном нагревом, вибрацией или повышением давления.

Компенсаторы бывают нескольких типов:

• осевые сильфонные — для теплосетей;

• сдвиговые — компенсируют радиальные перемещения;

• для угловых перемещений в одной плоскости используются компенсаторы сильфонные поворотные шарнирного типа;

• поворотные компенсаторы карданного типа — для угловых отклонений в двух плоскостях;

• стартовые компенсаторы — для первого разогрева трубопровода;

• сейсмокомпенсаторы — для работы в условиях повышенной сейсмичности;

• для разгрузки трубопровода от внутреннего давления используются разгруженные компенсаторы;

• универсальные компенсаторы применяются для различных трубопроводов, в которых присутствуют одновременно осевые, сдвиговые и угловые температурные расширения.

К сожалению, компенсаторы не решают основных проблем при проектировании трубопроводов.

Участники тендеров на проектирование и монтаж конструкций зачастую предлагают хорошие условия и выгодные цены, но не ориентируются в вопросе непосредственного проектирования и монтажа высокопрофессионально. Сегодня в России и в других странах лишь единичные специалисты могут оценить технический уровень монтажного проектирования участников тендера.

Из-за проектов и монтажа, выполненных с нарушением, деформация трубопровода, раскрытие фланцев, поломки строительных конструкций возникают или сразу, или в процессе эксплуатации. Кроме возможных аварийных ситуаций, это ведет к финансовым и репутационным потерям владельцев трубопровода.

Эту проблему следует решать повышением квалификации инженеров-проектировщиков и вниманием к процессу проектирования с обеих сторон.