Трубопроводы и трубы в чем разница

Трубопроводы и трубы в чем разница

Мы начинаем серию статей о герметизации трубопроводов. Пилотный выпуск посвящаем трубопроводу в целом, как важнейшему инженерному явлению современного мира. Поговорим о том, что это такое, какие виды бывают, чем различаются. Разберемся в требованиях к прокладке, защите и герметизации трубопровода в зависимости от масштаба и назначения.

Классификация трубопроводов

Трубопровод — это инженерное сооружение разной степени сложности, используемое для транспортировки жидких и газообразных веществ под воздействием давления или естественных ландшафтно-геодезических особенностей. Некоторые виды трубопроводов предназначены для доставки твердых веществ на небольшие расстояния — в рамках одного помещения или здания.

Основная функция большинства трубопроводов — передача вещества или продукта от места добычи до места переработки и потребления. Но есть системы, предназначенные не для подачи, а для удаления или отведения. А именно:
— Канализация — отводит промышленные и бытовые отходы через очистку к утилизации
— Дренаж — служит для удаления воды с поверхности земли и из подземного пространства
— Водовыпуск — удаляет воду из подземных коллекторов, тоннелей, камер и т.д.

Трубопроводы классифицируются:

По способу прокладки:
• Наземные и надземные. Разница в том, что надземные сооружают на высоте не менее 25 см от грунта на опорах, балках, эстакадах.
• Подземные. Укладывают в траншеи, канавы, тоннели, дюкеры, искусственные насыпи.
• Подводные — речные, болотные, морские. Проходят по дну водоема или в специально прорытых траншеях.
• Плавающие. Крепятся к поплавкам и укладываются на поверхность воды.

По типу транспортируемого вещества:
• Водопровод — снабжает водой, включая питьевую, населенные пункты, промышленные объекты, транспорт
• Воздухопровод — доставляет сжатый воздух на профильные предприятия
• Газопровод — транспортирует природный газ к местам потребления и экспорта
• Нефтепровод и нефтепродуктопровод — доставляет сырую необработанную нефть и нефтепродукты (бензин, мазут, сжиженные газы)
• Паропровод — передает пар под давлением для тепловых и атомных электростанций, предприятий пищевой промышленности, парового отопления
• Теплопровод — передает теплоноситель в жилые дома и на предприятия

Это массово распространенные виды трубопроводов. Существуют также узкоспециализированные: аммиачный трубопровод, конденсатный, этиленовый, гидроторфный и другие.

По масштабу:
• Магистральные — крупнейшие инженерные сети для транспортировки веществ на дальние расстояния
• Технологические — снабжают промышленные предприятия
• Коммунально-сетевые — обеспечивают теплом, водой, газом объекты жилого и нежилого фонда. Отводят бытовые отходы
• Судовые и машинные — для работы на судовом, грузовом, легковом транспорте

По сложности проектирования и изготовления:
• Простые — укладываются по возможности прямо, без ответвлений и дополнительных конструкций
• Сложные — это крупные инженерные системы с ответвлениями, переходами, изгибами

По температуре передаваемого вещества: • Холодные трубопроводы — 0°С и ниже
• Среднетемпературные — от +1°С до +45°С
• Высокотемпературные или горячие — свыше 46°С

По агрессивности среды: нейтральные, мало- и среднеагрессивные, высокоагрессивные

По давлению:
• Трубопроводы низкого давления — не превышает 12 атмосфер
• Среднего давления — от 12 до 25 атмосфер
• Высокого давления — показатель более 25 атмосфер

Состав и материалы трубопроводов

Состав трубопровода зависит от следующих факторов: сложность проекта, вид доставляемого вещества, условия строительства (открытая местность или помещение), климатические и ландшафтные характеристики, окружающая среда.

Традиционный состав трубопровода — это:
• Трубы
• Краны
• Арматура — запорная, регулирующая, защитная, предохранительная, распределительная
• Компрессорные и распределительные станции
• Опоры
• Соединительные механизмы
• Защитные кожухи или футляры
• Отводы
• Фланцы
• Заглушки и затворы

Для производства труб и сопутствующего оборудования чаще всего используют: сталь и чугун, а также разновидности пластмассы (винипласт; полиэтилен; поливинилхлорид), асбестовый цемент и железобетон. Реже — стекло и керамику.

Защита и герметизация трубопроводов

При проектировании и строительстве трубопровода — независимо от назначения и типа укладки — главную роль, после выбора высокопрочных материалов, отводят защите и герметизации.

Для защиты трубопровода от коррозии, механического воздействия, температурных перепадов и агрессивности транспортируемой среды на внешние и внутренние поверхности наносят специальные покрытия — антикоррозионные и теплоизоляционные. Популярна методика укладки основной трубы в трубу большего диаметра, что гарантирует защиту снаружи. Изнутри трубы покрывают составами на основе резины, минеральных эмалей, пластмассы, чтобы исключить деформацию оборудования из-за воздействия агрессивной среды.

Защиту трубопровода «продолжают» герметики, используемые для уплотнения фланцевых или резьбовых соединений труб и ответвлений.

Требования к герметикам для трубопровода:
1. Высокая герметизирующая способность
2. Долговечность и эффективность на протяжении всего срока эксплуатации системы
3. Устойчивость к агрессивности сред, перепадам давления и температуры внутри трубы
4. Устойчивость к внешним факторам — механические воздействия во время строительства, ремонта, эксплуатации; экстремально низкие и высокие температуры окружающего воздуха; климатические особенности
5. Возможность юстировки и демонтажа
6. Удобное и простое нанесение
7. Высокая скорость герметизации и сборки соединения

Необходимо отметить, что для определенной категории трубопроводов, например, подводных, допустимы только неразъемные соединения — сварные, напрессованные, развальцованные и др.

Для герметизации фланцевых и резьбовых соединений трубопроводов применяют:
— Прокладки — металлические, неметаллические, комбинированные
— Сантехнический лен с пропиткой
— ФУМ-ленту
— Анаэробные гели-герметики
— Сантехнические нити

Выбор герметика делают на основе характеристик трубы (материал, диаметр, способ укладки) и транспортируемого вещества (агрессивность, давление, температура). Выбирайте только действительно качественные и современные составы. Их Вы можете приобрести уже сейчас на нашем сайте с бесплатной доставкой.

Источник

Трубопроводы: Основные виды и категории

В зависимости от транспортируемой среды применяются термины: водопровод, газопровод, паропровод, нефтепровод, воздухопровод, маслопровод, кислотопровод,
кислородопровод, бензопровод, молокопровод и т.д.

Основными общими параметрами трубопровода и арматуры являются:

— Условный диаметр прохода DN (D_y), мм,
— Условное давление РN (р_у), МПа
— Рабочая температура t_p, °С среды.

Различают рабочее давление р_р, МПа и пробное давление р_пр, МПа.

Городские (поселковые) коммунально-сетевые трубопроводы используются для удовлетворения нужд городского населения и небольших промышленных предприятий. Газопроводы городского газового хозяйства в зависимости от назначения подразделяют на транзитные, распределительные и ответвления. Транспортировка газа по городскому газопроводу действующими нормами допускается при рр 0,3 МПа.

Технологическими называют трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируются сырье, полуфабрикаты и готовые продукты, пар, вода, топливо, реагенты и другие материалы, обеспечивающие выполнение технологического процесса и эксплуатацию оборудования, отработанные реагенты и газы, различные промежуточные продукты, полученные или использованные в технологическом процессе, отходы производства. В зависимости от размещения на промышленном объекте технологические трубопроводы подразделяют на внутрицеховые, соединяющие агрегаты и машины технологических установок цеха, и межцеховые, соединяющие технологические установки разных цехов. Внутрицеховые трубопроводы называются обвязочными, если они устанавливаются непосредственно в пределах отдельных аппаратов, насосов, компрессоров и др. и соединяют их.

Технологические трубопроводы делятся на пять категорий в зависимости от характера транспортируемой среды, рабочего давления и рабочей температуры. Категория трубопровода устанавливается проектом.

Технологические трубопроводы считаются холодными, если они работают при среде, имеющей рабочую температуру t_p 50 °С.

В зависимости от условного давления среды трубопроводы подразделяются на вакуумные, работающие при абсолютном давлении среды ниже 0,1 МПа (абс), низкого давления, работающие при давлении среды от 0,1 до 1,6 МПа или от 0 до 1,5 МПа (изб.), среднего давления, работающие при давлении среды от 1,5 до 10 МПа (изб.).

Безнапорными называются трубопроводы, работающие без избыточного давления («самотеком»).

В зависимости от максимального рабочего давления газа газопроводы и газоустановки бывают: низкого давления (при р_р

Источник

Виды трубопроводов.

В настоящее время существуют следующие классификации и виды трубопроводов.

Виды трубопроводов по способу прокладки:

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

Классификация трубопроводов по роду транспортируемых веществ.

• Аммиакопровод. Назначение – транспортировка аммиака.

• Водопровод. Обеспечивает питьевой и технической водой жилые дома, промышленные и транспортные структуры. В зависимости от способа потребления, водопроводы бывают хозяйственно-питьевыми, противопожарными, производственными и поливными.

• Водовыпуск. Предназначен для искусственной откачки воды из коллекторов, камер и труб. Является неизменной составляющей любых подземных конструкций.

• Воздухопровод. Создается на территории промпредприятий для обеспечения производства сжатым воздухом;

• Газопровод. Предназначен для транспортировки природного и других видов газов;

• Нефтепровод. Назначение – перекачка сырой нефти;

• Нефтепродуктопровод. Применяется на территории одного предприятия для перекачки нефтепродуктов;

• Мазутопровод. Осуществляет транспортировку тяжелых нефтепродуктов, в т.ч. мазута.

• Паропровод. Необходим для перекачки горячего пара под давлением. Применяется для обогрева помещений и работы механизированных установок;

• Конденсатопровод. Предназначен для сбора конденсата.

• Продуктопровод. Транспортирует искусственно синтезированные продукты, в т.ч. продукты синтеза нефти;

• Массопровод. Осуществляет транспортировку различных сыпучих материалов;

• Этиленопровод. Перекачивает этилен в условиях одного предприятия;

• Трубопроводы воды и пара. Предназначены для перекачки теплоносителей (горячей воды или пара) для обогрева жилых помещений, промышленных зданий и административных структур.

Классификация трубопроводов по масштабу.

Существуют следующие виды трубопроводов по их величине:

Магистральные трубопроводы транспортируют различные вещества на дальние расстояния. Как правило, их используют для перекачки нефти, газа и тому подобных веществ. Магистральные трубопроводы включают в себя насосные (компрессорные) и газораспределительные станции, линейную часть и установки по подготовке транспортируемых веществ. Режим работы таких насосов – непрерывный (сбои в работе магистралей носят случайный характер или вызваны неполадками в системе).

Технологические трубопроводы используют на промышленных предприятиях. Здесь происходит перекачка любых необходимых для работы веществ: сырья, горячей воды, пара, топлива, газа и т.д. Также посредством технологических трубопроводов осуществляется транспортировка переработанных веществ и отходов.

Коммунально-сетевые трубопроводы применяют для транспортировки тепла (горячей воды и пара) и бытовых отходов. Монтаж таких трубопроводов достаточно сложен, требуется множество переходов, изгибов, транзитных и распределительных соединений. К счастью, существует множество износостойких и непромерзающих материалов, что существенно облегчает ремонтирование подобных устройств. В зависимости от назначения, коммунально-сетевые трубопроводы подразделяют на транзитные, распределительные и ответвления.

Судовые трубопроводы служат для перекачки жидкостей на судовом транспорте. Они имеют различные рабочие параметры, условия эксплуатирования, протяженность и назначение.

Машинные трубопроводы являются самыми мелкими относительно остальных видов. Встречаются в любом транспортном средстве с двигателем и служат для передачи топлива, машинного масла и охлажденного воздуха.

По способу движения жидкостей.

По типу движения вещества трубопроводы бывают следующих видов:

Напорные трубопроводы имеют внутреннее абсолютное давление для транспортируемого вещества свыше 0,1 МПа.

У безнапорных трубопроводов жидкости перемещаются без избыточного давления. Движение среды в такой конструкции происходит благодаря естественному геодезическому уклону.

Классификация трубопроводов по величине потери напора.

По величине потери напора на местное сопротивление трубопроводы бывают длинными и короткими.

В длинных трубопроводах местная потеря имеет меньше 10% от потери напора по длине. Их расчет ведут без учета потери на местное сопротивление. К ним относят нефтепроводы и магистральные водоводы.

К коротким трубопроводам относят такие трубопроводы, у которых потеря напора на местное сопротивление равна или превышает 10% от потери напора по длине. При расчетах конструкции обязательно учитывают потерю напора на местное сопротивление. К ним относятся, например, машинные трубопроводы.

Классификация трубопроводов по схеме изготовления.

По схеме изготовления трубопроводы подразделяют на простые и сложные.

Простые трубопроводы не имеют ответвлений. У них последовательное соединение труб с одним или несколькими сечениями.

Сложные трубопроводы представляют собой системы труб с одним или несколькими ответвлениями, параллельными ветками и т.д. Такие установки могут включать как последовательные, так и параллельные соединения и ветки.

Классификация трубопроводов по температуре.

По температуре транспортируемой жидкости трубопроводы делят на

Классификация трубопроводов по степени агрессивности перекачиваемой жидкости.

По степени агрессивности перекачиваемой жидкости различают трубопроводы для неагрессивной, мало агрессивной и средне агрессивной среды.

Виды труб по материалу изготовления.

В зависимости от применения и назначения, трубы изготавливают из металла и пластмассы. Металлические трубы, в свою очередь, подразделяют на стальные и чугунные, пластмассовые – на винипластовые (ВП), поливинилхлоридные (ПВХ), полиэтиленовые (ПЭ), фаолитовые и стеклопластиковые.

Также встречаются трубопроводы из асбоцемента, керамики, стекла и железобетона.

Источник

Общие сведения о трубах и трубопроводах систем водоснабжения и водоотведения

Трубы, используемые в системах водоснабжения и водоотведения, в зависимости от материала изготовления делятся на металлические (например, стальные, чугунные и т. д.) и неметаллические (железобетонные, керамические, асбестоцементные, пластмассовые и т.д.). Вид материала труб определяет их эксплуатационные характеристики, долговечность, методы монтажа и стоимость.

Для рационального выбора материала труб для сетей водоснабжения и водоотведения необходимо руководствоваться конкретными условиями эксплуатации и технико-экономическими расчетами. Для обеспечения надежности и прочности материала труб должны быть определены оптимальные условия эксплуатации по давлению, температуре, характеру транспортируемой среды, а также по условиям прокладки трубопроводов, возможности подвижки грунтов, их коррозионной активности, наличия подземных вод и т.д.

Трубы, соединительные части и арматура должны отвечать требованиям государственных стандартов (ГОСТ), а в случаях отличия от них — техническим условиям (ТУ).

Трубопроводы представляют собой некоторое количество взаимосвязанных, плотно соединенных между собой элементов:

Трубопроводы классифицируют как напорные и безнапорные. Напорные трубопроводы транспортируют вещество под определенным давлением (напором), безнапорные — самотеком. Напорные трубопроводы всегда работают полным сечением, а безнапорные — при частичном заполнении живого сечения труб (0,6-0,9). Напорные трубопроводы могут прокладываться с любым уклоном, а самотечные — с определенными уклонами в сторону перемещения транспортируемого вещества. Безнапорный режим течения воды при частичном наполнении, характерный для отвода бытовых сточных вод, обладает рядом преимуществ перед напорным режимом. При транспортировке бытовых сточных вод обеспечивается некоторый резерв в живом сечении трубопровода, необходимый для пропуска расхода больше расчетного, который может наблюдаться в пределах часа с максимальным расходом. Кроме того, через свободную от воды верхнюю часть сечения трубы осуществляется вентиляция всей разветвленной трубопроводной системы. При этом из трубопроводов непрерывно удаляются выделяющиеся из воды газы, которые вызывают коррозию трубопроводов и сооружений на них, осложняют эксплуатацию водоотводящих сетей. И, наконец, при безнапорном режиме движения жидкости улучшаются условия транспортирования с водой не- растворенных примесей и самоочищение трубопроводов от отложений.

На практике встречаются также комбинированные трубопроводы: с самотечными и напорными участками. Примером могут служить водоотводящие коллекторы, пересекающие водные протоки по их дну (дюкеры).

Все трубопроводы должны сооружаться по заранее разработанной технической документации и установленным правилам и обладать надлежащей герметичностью и надежностью. Перед сдачей в эксплуатацию трубопроводы подвергаются испытанию.

Основные материалы для изготовления напорных труб — сталь, чугун, бетон (железобетон), асбестоцемент (хризотилцемент); безнапорных — керамика, чугун, асбестоцемент и др. В последние десятилетия для строительства и реконструкции напорных и безнапорных трубопроводов стали применять полимерные трубы, обладающие рядом преимуществ.

Внутреннее сечение (диаметр) труб, соединительных частей, арматуры и других элементов трубопроводов измеряется в миллиметрах и называется условным проходом Dy.

Прочность труб и их соединительных частей должна соответствовать условному (номинальному) давлению Ру транспортируемой среды. Под условным давлением понимается избыточное давление, измеряемое в паскалях (Па) при температуре 293 К (20°С), при котором обеспечивается длительная работа трубопроводов, соединительных частей и арматуры. Численное значение условного давления указывается в ГОСТ на каждый вид изделия.

Обычно рабочая (фактическая) температура транспортируемой среды отличается от 20°С в значительных пределах. Наибольшее давление транспортируемой среды при рабочей температуре, при которой обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей, называется рабочим давлением Рраб.

Плотность, а также прочность труб, соединительных частей и арматуры проверяют пробным (испытательным) давлением Рпр, величина которого больше рабочего давления. Испытания проводят водой при температуре не менее 278 К (5°С) и не более 343 К (70°С). Соотношения между Ру, Ppаб и Рпр для труб, соединительных частей и арматуры из стали, чугуна и бронзы нормируются ГОСТ 356-80. Зная рабочее давление и температуру, можно для соответствующего материала труб определить условное и пробное давления.

Основными параметрами работы трубопроводов являются гидравлические, термические и механические.

К основным гидравлическим параметрам работы трубопроводов относятся: расход (Q), скорость течения (V) и давление (напор) (Р). Расход Q транспортируемого вещества выражается в единицах объема, деленных на единицу времени (например, м3/с, м3/ч, л/с и т. д.), и измеряется специальными устройствами — водомерами. Скоростью V вещества, протекающего по трубопроводу, называется путь в метрах, проходимый веществом в секунду (м/с). Скорость (средняя скорость в сечении трубы) равна секундному объему протекающего по трубе продукта (в м3), деленному на площадь поперечного (живого) сечения трубы со (в м2):

В напорных трубопроводах давление измеряется в паскалях, однако на практике для удобства часто используют метр водяного столба (0,01 МПа = 1 м вод. ст.) или технические атмосферы (давление в кг/см2), 0,1 МПа = = 1 атм. Давление измеряют манометрами. Потеря давления (напора) вызывается сопротивлением, возникающим от трения движущегося вещества о внутреннюю поверхность трубопровода. С возрастанием скорости перемещения вещества увеличиваются потери напора.

В период длительной эксплуатации трубопровода, независимо от материала его изготовления, может произойти изменение гидравлических параметров по причине зарастания внутренней поверхности или ее разъедания.

Зарастание трубопроводов, при котором на внутренней поверхности труб, фасонных частей и арматуры образуются различного рода бугристые отложения, происходит под влиянием коррозии материала, скопления в донной части песка и других случайных примесей, образования на стенках биообрастаний, выпадения минеральных веществ и т. д. Разъедание трубопроводов происходит в результате воздействия на стенки труб транспортируемого продукта, а также окружающей среды. Поэтому для трубопровода рекомендуется подбирать такой материал, на который транспортируемое вещество не оказывает вредного воздействия. Поддержание требуемой проектом пропускной способности действующих трубопроводов достигается периодической чисткой их внутренней поверхности механическим, гидропневматическим, химическим и др. способами и нанесением защитных покрытий.

Необходимо отметить, что неровность поверхности внутренних стенок трубопроводов определяется степенью ее шероховатости, которая может быть отнесена к важнейшим гидравлическим свойствам материалов трубопроводов. Шероховатость в общем и целом оценивается как неровность внутренней поверхности труб в виде выступов, которые могут быть, например, угловыми или волнистыми. Причиной шероховатости служит степень обработки внутренней поверхности материалов трубопроводов (естественная шероховатость) и появление с течением времени различного рода наростов и каверн в результате воздействия большого числа факторов (приобретенная шероховатость).

Шероховатость измеряется профилометром. Форма и размеры коррозионных отложений на внутренней поверхности труб могут быть весьма разнообразны: каплевидные; шишко-, волно-, лепешко- и сосулькообразные. Размер коррозионных отложений колеблется в широких пределах. Если даже принять, что стенки трубы покрыты совершенно одинаковыми элементами шероховатости, то сопротивление, оказываемое такой стенкой движению жидкости, зависит не только от формы и высоты элементов шероховатости, приходящихся на единицу поверхности, но и от группировки их по поверхности трубы.

Шероховатость вызывает потери энергии (напора воды) при движении потока жидкости в трубопроводах независимо от материала их изготовления.

Для описания напорного режима движения жидкости существуют понятия эквивалентной (или равномерно зернистой), относительной, а для безнапорного режима — приведенной линейной шероховатости.

Важнейшей характеристикой потока является режим движения жидкости (турбулентный — вихревой с большими скоростями или ламинарный — параллельноструйный с малыми скоростями), который определяется безразмерным числом Рейнольдса:

Вязкость жидкости зависит от температуры (например, принимается равной V=1,3·10-6 м2/с при температуре воды 10°С).

Число Рейнольдса зависит от шероховатости стенок трубы и формы сечения. На основании опытов в круглых трубах турбулентный режим движения наступает при Re > 2300, а ламинарный — при меньших значениях числа Рейнольдса.

Сопротивление движению жидкости в турбулентном (вихревом) потоке может рассматриваться в следующих основных случаях: области гидравлически гладких труб, переходной области и области шероховатых труб.

Гидравлически гладкими трубами принято называть трубы, в которых толщина ламинарной пленки у стенок полностью перекрывает все выступы шероховатости.

Гидравлически шероховатыми трубами называются трубы, в которых толщина ламинарного слоя меньше средней высоты выступов шероховатости.

Гладкие трубы имеют гладкую поверхность, а шероховатые — зернистую, бугристую, остроконечную (зубчатую).

Термические параметры трубопроводов. К ним относится термическое расширение, т. е. величина, на которую удлиняется трубопровод при увеличении или уменьшении температуры окружающей среды. Данный параметр характеризуется величиной коэффициента линейного расширения материала и не зависит от диаметра труб. Коэффициентом линейного расширения называют величину удлинения при нагревании материала на 1°С, деленную на длину образца. Величины термического расширения для некоторых труб, выполненных из различных материалов, представлены в таблице ниже.

Коэффициент термического (линейного) расширения труб из различных материалов

Коэффициент линейного расширения,x10-5 м/(м·°С)

Источник