Технологические трубопроводы: проектирование, монтаж, Ду и Ру по ГОСТ

Трубопровод — инженерное сооружение, включающее трубы, запорно-регулирующую аппаратуру, контрольно-измерительные приборы, опоры, подвески и элементы тепловой и противокоррозионной изоляции. Основная функция — транспортировка жидких и сыпучих веществ, включая нефтепродукты. Технологические трубопроводы предназначены для перемещения сырья, полуфабрикатов, отходов производства и других веществ в пределах нефтебаз или промышленных объектов. Их конструкция обеспечивает интеграцию с оборудованием и соблюдение параметров технологических процессов.

Условия проектирования и монтажа. Изготовление технологических трубопроводов определяется сложной конфигурацией сети, разнообразием материалов (сталь, пластик) и диаметров, а также условиями прокладки: в траншеях, тоннелях, на эстакадах или технологических конструкциях. Важную роль играют агрессивность транспортируемых веществ и внешней среды, количество соединений (разъемных/неразъемных), а также использование компенсаторов, арматуры и опорных систем. Например, монтаж 1 тонны стальных трубопроводов требует до 22% дополнительных элементов от общей массы.

Условный проход (Д_у). Ключевая характеристика трубопровода — внутренний диаметр (Д_у), определяющий пропускную способность. Для унификации применяют стандартизированный ряд Д_у (по СТ СЭВ 254-76): 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500 мм. Например, труба с наружным диаметром 219 мм и толщиной стенки 6 мм имеет внутренний диаметр 207 мм, но в проекте указывается ближайший стандартный Д_у = 200 мм. Это упрощает подбор арматуры и соединительных элементов.

Условное (Р_у) и рабочее (Р_р) давление. Условное давление Р_у — максимальное избыточное давление при 20°C, обеспечивающее длительную работу системы. Например, для стали 20 при 4 МПа и 20°C Р_у = 4 МПа, а при 350°C — 6,3 МПа. Стандартный ряд Р_у (по ГОСТ 356-80) включает значения от 0,1 до 250 МПа. Рабочее давление Р_р — предельное давление при температуре 5–70°C, гарантирующее прочность и герметичность. Нормы ГОСТ 356-80 для труб носят рекомендательный характер, а точные параметры Р_у и Р_р устанавливаются проектной документацией.

Влияние температуры на прочность. Механическая прочность труб и арматуры снижается при высоких температурах. Концепция Ру позволяет учитывать деформации под воздействием температуры и давления. Это критично для систем, транспортирующих нагретые вещества, где требуется точный расчет материалов и толщины стенок. Например, стальные конструкции при 350°C требуют повышенного Ру, что отражается в выборе марки стали и типа соединений.