Устройство трубопроводов: материалы, типы конструкций

Трубопровод представляет собой инженерно-техническое сооружение, предназначенное для транспортировки различных веществ. Чаще всего при помощи трубопроводов переправляют жидкие или газообразные вещества, в некоторых случаях — твердые. Передача веществ происходит под воздействием давления, которое нагнетается специальными устройствами.

Назначение

Основной задачей большинства трубопроводов является передача веществ из одной точки в другую. От места добычи к месту переработки или потребления. Другие системы применяют для отведения или удаления жидкостей:

• дренажные системы — отводят излишнюю жидкость;
• канализационные системы — отводят жидкие отходы бытового или промышленного назначения;
• различные водоотводные системы — выводят лишнюю воду из тоннелей, коллекторов и прочего.

По типу переправляемых или отводимых веществ трубопроводы делят на:

1. Водопроводы — они снабжают чистой питьевой водой жилые дома, предприятия, социально значимые объекты и многое другое.
2. Газопроводы — служат для транспортировки природного газа. По системе газ попадает от места добычи к непосредственному потребителю или же отправляется на экспорт.
3. Нефтепровод — транспортирует сырую нефть от мест добычи к месту переработки. Соответствующие устройства переправляют различные нефтепродукты (топливо, газы и др) к местам дальнейшей переработки или продажи.
4. Воздуховоды и паропроводы — используются для подачи воздуха или пара на различные предприятия.
5. Теплопроводы — системы для подачи тепла от источника к жилым домам, предприятиям и другим объектам инфраструктуры.

В нашей стране трубопроводные системы используются достаточно давно, первый из них был построен и запущен под руководством Дмитрия Менделеева. Линии трубопроводов относятся к транспортной инфраструктуре.

С помощью труб, клапанов и кранов перемещают множество веществ, среди них аммиак — так его передают от места добычи на предприятия и продажу в другие страны.

В зависимости от назначения и размеров инженерной сети трубопроводные линии подразделяют на:

• магистральные — самые большие по размерам, они служат для передачи веществ на большие расстояния (от города к городу, от станции к жилым районам);
• коммунально-сетевые — используются для подачи воды, тепла и газа, они же отводят отходы жизнедеятельности;
• технологические линии — располагаются на территории предприятий и служат для производственных нужд;
• судовые и машинные теплосети — локальные сети для обслуживания судов или машин, имеются и на легковом транспорте.

При помощи трубопроводов можно осуществлять транспортировку веществ различной температуры:

• ниже 0°C — холодные трубопроводы;
• +1°C до +45°C — среднетемпературные трубопроводы;
• выше 46°C — горячие.

Материалы

Для изготовления трубопроводов сегодня чаще всего используют металл, в зависимости от назначения линии это может быть:

• сталь;
• медь;
• алюминий;
• латунь и тд.

Стальные трубы по праву считаются самым надежным материалом даже для веществ, образующих агрессивную среду.

Пластиковые трубы начали применять сравнительно недавно. Их основной плюс — легкость в монтаже. Но они плохо переносят температурные перепады и имеют узкую область применения.

В нефтяной промышленности используют резинотканевые трубы, они хорошо подходят для транспортировки топлива.

Устройство

В зависимости от назначения изменяется и устройство трубопроводов. При их изготовлении учитывается большое количество различных факторов. Но относительно неизменными остаются части из которых собирается готовое сооружение. Трубопровод включает в себя:

1. Прямые участки — бывают различных размеров, состоят из прямых труб, служат для передачи веществ.
2. Соединительные участки — служат для связки нескольких линий, представляют собой тройники, которые подводятся к ответвлениям.
3. Тупиковые участки — их организуют при помощи заглушек, при необходимости заглушку можно убрать и продолжить монтаж линии дальше.
4. Опоры трубопроводов — конструктивный элемент инженерной конструкции. Они выполняют целый ряд функций (удерживают трубопровод в нужном положении, защищают его, распределяют нагрузку, снижают вибрацию и прочее). Опоры разных видов используются в возведении трубопроводов разного назначения.
5. Подвесы — элементы вертикального или горизонтального крепления.
6. Крепежные элементы.
7. Запорные элементы — служат для перекрытия потока веществ внутри труб. Запорные элементы представлены разнообразными клапанами, задвижками, предохранителями, кранами и вентилями.
8. Измерительные приборы — измеряют и контролируют различные показатели.
9. Тепловая и антикоррозийная изоляция — защищает основной трубопровод от негативного воздействия окружающей среды.

Трубопровод — сложное инженерно-техническое устройство, состоящее из различных узлов и соединений, подключено к сопутствующему оборудованию и нуждается в регулярном обслуживании. Основные характеристики трубопровода — его внутренний и наружной диаметр и толщина стен.

Расположение

Трубопроводы передают различные вещества в различных условиях, в зависимости от вида прокладки они могут быть:

• наземными — располагаются выше уровня земли с использованием опор;
• подземными — укладываются в грунт;
• подводными — их устраивают на дне разных водоемов;
• надводными (плавающими) — находятся на поверхности воды, болота, озера или реки.

Строительство масштабных трубопроводов большой протяженности занимает много времени и требует большого количества трудозатрат. Одним из самых протяженных трубопроводов в мире считается нефтепровод «Дружба», он состоит из большой системы магистральных линий и множества насосных станций. Его общая протяженность 8900 км.

Самым морским трубопроводом называют газопровод «Северный поток». Его протяженность 2200 км. Он же является рекордсменов по глубине расположения, его линии находятся на более чем 200 метрах под водой.

Опоры трубопроводов

Опоры играют большое значение для всей системы, они надежно фиксируют трубы в нужном положении, исключают деформацию линии. Для наземных конструкций чаще всего используют опоры из металла — толстой сортовой стали высокого качества. Для повышения эксплуатационных качеств сталь покрывают порошковой краской. Так опора будет надежно защищена от внешней среды, влаги и ржавчины. Бетон также применяют для наземных опор, материал имеет высокую надежность. Он же используется и для основы металлических опор.

Кроме материала изготовления опоры делятся по таким характеристикам:

• способ соединения;
• возможность регулировки;
• способ поддержки трубопровода;
• наличие или отсутствие корпуса;
• для каких линий трубопроводов используется.

По типу элементов опоры трубопроводов разделяют на:

• корпусные или бескорпусные;
• приварные — собранные при помощи сварки;
• хомутовые — собранные при помощи металлических хомутов;
• трубчатые — состоят из полых труб, которые соединяются между собой;
• тавровые — совмещает в себе металлический хомут и тавр в нижней части.

Опоры трубопровода подразделяют также на подвижные и на неподвижные. Их так же называют «скользящие» и «мертвые».

Неподвижные опоры устанавливаются у важных элементов линии (у задвижек, переключателей или насосов). Они обеспечивают надежность всей конструкции, защищают важные узлы и берут на себя большую часть нагрузки.

«Скользящие» или подвижные опоры ставят между неподвижными, с определенным шагом. Служат для увеличения надежности всего сооружения и снижения нагрузки.

Шаг между опорами имеет большое значение. Он отличается в зависимости от назначения трубопровода и закреплен номером соответствующего ГОСТа.