Технологические трубопроводы: монтаж, рекомендации и правила эксплуатации

Значительный объем строительства главных объектов в нефтеперерабатывающей, металлургической, пищевой промышленности отводится обустройству технологических трубопроводов. Они играют важнейшую роль в функционировании стратегически важных систем. Также технологические трубопроводы применяются в агропромышленных комплексах, системах теплоснабжения и во многих других отраслях промышленности.

Основные понятия

Трубопровод – это устройство, предназначенное для транспортировки разнообразных веществ. Он состоит из участков труб, соединительной и запорной арматуры, автоматики и крепежных изделий.

Какой смысл имеет понятие "технологические трубопроводы?" Определение обозначает их как системы обеспечения промышленных предприятий, по которым транспортируются полуфабрикаты и готовые продукты, а также вещества, обеспечивающие ведение всего процесса.

Расположение трубопроводов

В процессе прокладки необходимо выполнять такие рекомендации:

• технологические трубопроводы должны иметь минимальную протяженность;
• в системе недопустимы провисания и застои;
• обеспечение свободного доступа для проведения технологического контроля;
• возможность расположения необходимых подъемно-транспортных средств;
• обеспечение изоляцией для препятствия проникновения влаги и сохранения тепла;
• защиту трубопроводов от возможных повреждений;
• беспрепятственное перемещение средств пожаротушения и подъемных механизмов.

Углы уклонов

Эксплуатация технологических трубопроводов предусматривает вынужденные остановки. Для этого в проект закладываются уклоны, которые обеспечат произвольное опустошение труб. Устройство технологических трубопроводов предусматривает следующий угол уклона в зависимости от перемещаемой среды (значения приводятся в градусах):

• газообразная среда: по направлению движения – 0,002, против него – 0,003;
• жидкие легкоподвижные вещества – 0,002;
• кислотная и щелочная среда – 0,005;
• вещества высокой вязкости или быстрозастывающие – до 0,02.

Конструкция может и не предусматривать уклон, тогда должны обеспечиваться специальные мероприятия по опорожнению трубопроводов.

Подготовительные работы

Монтаж технологических трубопроводов должен предварительно сопровождаться следующими действиями:

1. Проверены все детали проекта и внесены необходимые изменения.
2. Определена степень готовности строительных сооружений и конструкций под монтаж.
3. Проконтролирована комплектация линий необходимой арматурой, элементами и деталями.
4. Приняты отдельные трубопроводные узлы и комплектующие, согласно нормативным документам.
5. Проверена готовность временных площадок для монтажных работ, оборудованных освещением, источниками питания для сварки, устройствами для высотных работ.
6. Соблюдены необходимые рекомендации по устройству технологических трубопроводов в соответствии с правилами техники безопасности.

Разметка трассы

Эта операция заключается в перенесении осей крепления арматуры и компенсаторов непосредственно на то место, где будут прокладываться технологические трубопроводы. Определение места разметки может выполняться следующими инструментами:

• рулетки;
• отвесы;
• нивелир;
• гидравлический уровень;
• шаблоны;
• угольники.

Если для строительного сооружения прокладывается большое количество технологических трубопроводов, существенно уменьшается время, отведенное на разметку, за счет использования специальных макетов. Они дают наглядное представление расположения линий трубопровода по отношению к строительной конструкции. Все нанесенные элементы после разметки сверяют с проектом, после чего приступают к фиксированию опорных конструкций.

Установка опор и креплений

Во время обустройства фундамента здания в нем должны быть предусмотрены отверстия для закладки болтов, опор крепления. Их можно сделать механизированным оборудованием. В процессе установки опор должны быть учтены такие рекомендации:

1. Технологические трубопроводы, которые имеют неподвижные опоры, описанные выше, предполагают установку креплений в непосредственной близости к аппаратам и арматуре. Установка труб на такие опоры должна быть плотно фиксированной, не допускающей сдвигов. Такие же требования выполняются по отношению к хомутам.
2. Подвижные опоры монтируются с возможностью беспрепятственного перемещения трубопровода, чтобы беспрепятственно его удлинить при возникновении необходимости. Также должна быть предусмотрена сохранность тепловой изоляции при потенциальном перемещении от расширения.
3. Все устанавливаемые опоры монтажник технологических трубопроводов должен проверять на соответствие горизонтали и вертикали. Предусматриваются возможные отклонения, которые не могут превышать такие пределы:

• внутрицеховые трубопроводы – ± 5 мм;
• наружные системы – ±10 мм;
• уклоны – 0,001 мм.

Врезка в существующие системы

Для этого необходимы специальные разрешения, а также на месте работ должен присутствовать монтажник технологических трубопроводов, который обслуживает эти линии. Осуществляют врезку тогда, когда новый смонтированный компонент подключают к действующей системе. Обычно для таких случаев предусматривается установка запорной аппаратуры, но если в действующей системе нет таковой, то прибегают к врезке. Здесь существует несколько особенностей:

1. Действующий трубопровод необходимо отключить и опорожнить.
2. Трубы, по которым транспортировалась огне- и взрывоопасная среда, обязательно обезвреживаются и промываются.
3. Ввариваемый штуцер должен пройти предварительные испытания. Также по документации устанавливается марка стали.
4. Сварочные работы обязательно проводит высококвалифицированный специалист, имеющий специальный допуск к ответственным конструкциям.
5. Перед тем как начнет производиться монтаж технологических трубопроводов, соединительный узел должен пройти все испытания.

Продувка и промывка

Собранный трубопровод подвергают очистке, способ которой зависит от размера трубы:

• диаметр до 150 мм – промывается водой;
• свыше 150 мм – продувается воздухом;

Очищаемый участок должен быть изолирован от других трубопроводных линий заглушками. Промывка водой производится, пока из трубы не начнет вытекать вода без загрязнений. Продувка осуществляется в течение 10 минут. Эти способы используются, если технологией не предусмотрены другие нормативы очистки. После проведенных работ можно приступать к испытаниям, которые выполняются двумя способами: гидравлическим и пневматическим.

Гидравлические испытания

Перед проверкой технологические трубопроводы разбивают на отдельные условные участки и проводят следующие мероприятия:

• контроль внешним осмотром;
• проверка технологической документации;
• установка воздушных вентилей, временных заглушек (использование постоянной аппаратуры запрещено);
• отключение испытываемого отрезка;
• подсоединение испытываемого участка к гидравлическому насосу.

Таким образом, происходит проверка одновременно на прочность и плотность трубопровода. Для установления степени прочности принимается во внимание специальное значение испытательного давления:

• Трубопроводы из стали, эксплуатируемые при рабочих давлениях до 5 кгс/м². Величина испытательного параметра – 1,5 от рабочего давления, но не меньше 2 кгс/м².
• Стальные трубы, функционирующие при давлении, которое превышает 5 кгс/м². Значение параметра для испытаний составит 1,25 рабочего давления;
• Чугунные, полиэтиленовые и стеклянные – 2 кгс/м².
• Трубопроводы из цветных металлов – 1 кгс/м².
• Для труб из других материалов – 1,25 рабочего давления.

Время выдержки под установленным значением давления составит 5 минут, только для стеклянных трубопроводов оно увеличивается в четыре раза.

Пневматические испытания

Для проверки используется сжатый воздух или инертный газ, который берут из заводских сетей или из переносных компрессоров. Этому варианту отдают предпочтение в тех случаях, когда невозможны гидравлические испытания по ряду причин: отсутствие воды, очень низкая температура воздуха, а также когда от веса воды в конструкции трубопровода могут возникнуть опасные напряжения. Значение предельного испытательного давления зависит от размера трубопровода:

• при диаметре труб до 200 мм – 20 кгс/м²;
• 200-500 мм – 12 кгс/м²;
• свыше 500 мм – 6 кгс/м².

Если предельное значение давления другое, для таких условий должна быть разработана специальная инструкция по проведению испытаний.

Требования к пневматическим испытаниям

Пневматическое опробование запрещено для наземных чугунных и стеклянных конструкций. Для всех остальных материалов, из которых могут выполняться технологические трубопроводы, существуют специальные требования по проведению испытаний:

• давление в трубопроводе повышается постепенно;
• осмотр можно проводить при достижении давления 0,6 от рабочего значения (повышать его в процессе работ является недопустимым);
• проверка на герметичность производится обмазыванием мыльным раствором, обстукивание молотком запрещено.

Результаты гидравлического и пневматического испытаний считаются удовлетворительными, если в процессе их проведения не происходило падение давления по манометру.

Передача трубопроводов в эксплуатацию

На всех этапах монтажа составляются соответствующие документы, фиксирующие виды работ, допуски, испытания и т.д. Они передаются на этапе сдачи трубопроводов в качестве сопроводительной документации, в них входят:

• акты сдачи опорных конструкций;
• сертификаты на сварочные материалы;
• протокол внутренней очистки трубопровода;
• акты проверки качества сварных соединений;
• заключение об испытаниях запорной арматуры;
• акты испытаний на прочность и плотность;
• список сварщиков, выполнявших соединения, и документы, подтверждающие их квалификацию;
• схемы трубопроводных линий.

Технологические трубопроводы сдаются в эксплуатацию наряду с промышленными установками, зданиями и сооружениями. Отдельно могут сдаваться только межцеховые системы.

Рекомендации по эксплуатации технологических трубопроводов

Периодический контроль должен включать такие операции:

1. Проверка технического состояния в ходе наружного осмотра и неразрушающими методами.
2. Проверка участков, подверженных вибрации, специальными приборами, определяющими ее частоту и амплитуду.
3. Устранение неполадок, которые были зафиксированы в ходе предыдущих проверок.

Не менее важна безопасная эксплуатация технологических трубопроводов, которая обеспечивается соблюдением всех установленных правил.

Ежемесячная проверка состояния системы должна охватывать следующее:

• фланцевые соединения;
• сварные швы;
• изоляции и покрытия;
• дренажные системы,
• опорные крепления.

Если выявлены неплотности, в целях безопасности рабочее давление необходимо снизить до атмосферного, а температуру тепловых линий понижать до 60º-С для проведения необходимых мероприятий по устранению неполадок. Итоги проверки должны фиксироваться в специальных журналах.

Ревизия

Этот метод контроля применяется для определения состояния и эксплуатационных возможностей трубопроводных линий. Ревизию целесообразно проводить на участках, где эксплуатация технологических трубопроводов ведется в особо сложных условиях. К последним относятся вибрации, повышенная коррозия.

Ревизия трубопроводов включает такие операции:

1. Проверка толщины конструкции неразрушающими методами.
2. Измерение участков, подверженных ползучести.
3. Контроль сварных соединений, которые вызывают сомнения.
4. Проверка резьбовых соединений.
5. Состояние опорных креплений.

Первый ревизионный контроль следует проводить через четверть назначенного срока в нормативных документах, но не позднее, чем через 5 лет после запуска объекта. В результате своевременного проведения всех проверок будет обеспечена безопасная эксплуатация технологических трубопроводов.