Подземные магистральные газопроводы

 

Запорная  арматура группируется в линейные отключающие  устройства. В неё входит:

• Запорная арматура с байпасом (например, кран);
• Продувочные свечи ( расположены от крана 5 – 15 м);
• Свечи предназначены для сбрасывания газа в атмосферу.

 

В качестве запорной арматуры применяются краны, задвижки

и вентили.

 

Краны

 

Кранами называется такая запорная арматура, которая закрывает или открывает  проход жидкости или газа путем поворота пробки.

По конструкции  краны делятся на простые поворотные краны с выдвижной пробкой  и краны с принудительной смазкой, по способу присоединения к трубопроводу — на фланцевые, муфтовые и с концами  под приварку, по роду управления —  с ручным управлением, с пневмоприводом и с пневмогидравлическим приводом. Последние имеют дублирующий  ручной привод.

На магистральных  газопроводах применяются краны  с принудительной смазкой на давление до 64 кГ/см2  типа 11с320бк и 11с321бк, а  также краны со сферическим затвором.

 

Задвижки

 

Запорная  арматура, в которой проход открывается  путем подъема плоского диска  перпендикулярно движению среды, называется задвижкой.

 

На магистральных  газопроводах применяют только стальные задвижки на давление до 64 кГ/см2 с условным проходом от 50 до 600 мм. Для задвижек, устанавливаемых на подземных участках газопровода, строятся специальные  колодцы, дающие возможность обслуживать  арматуру (набивать и подтягивать  сальники, смазывать, красить и т. д.). Присоединительные концы задвижек делаются как под приварку, так  и для фланцевого соединения.

 

Вентили

 

На магистральных  газопроводах вентили  применяются  главным образом как запорная арматура на контрольно-измерительных  приборах, конденсатосборниках, узлах запорных устройств, редуцирующих установках и др.

Линейные  отключающие узлы с задвижками монтируют  в специальных бетонных или кирпичных  колодцах с раскрывающимися на две  половины крышками, промежуточным полом (из съемных щитов) и металлической  лестницей для спуска в колодец. Подземная часть колодца тщательно  изолируется от попадания влаги. В сменках колодца, через который  проходит газопровод, устанавливаются  патроны; зазоры между ними и трубой уплотняются с помощью сальникового устройства. Трубы и арматура в  колодцах должны быть тщательно вычищены и покрыты водостойкими красками.

 

 

На рисунке  показаны схемы различных конструкций  линейных отключающих узлов, оборудованных  кранами. Как видно из рисунка, линейные отключающие узлы, предназначенные  для перекрытия основной магистрали газопровода, имеют свечи по обе  стороны отключающего крана для сбрасывания газа на любом из двух участков газопровода. На отключающем кране отвода от магистрального газопровода устанавливается только одна свеча за краном по направлению газа. На двухниточных переходах продувочные свечи устанавливаются на основной и резервной нитках между отключающими узлами и на основной нитке до узлов.

 

 

Коррозия  металлов трубопровода

 

Коррозия  металлов — химический или электрохимический  процесс разрушения их под воздействием окружающей среды. Процессы разрушения протекают относительно медленно и  самопроизвольно.

На эксплуатационное состояние подземных трубопроводов  оказывает воздействие электрохимическая  коррозия. Электрохимическая коррозия — коррозия металлов в электролитах, сопровождающаяся образованием электрического тока. Процесс разрушения подземных  трубопроводов происходит под воздействием окружающей среды (почвенного электролита). При взаимодействии металла трубы  с окружающей средой поверхность  трубопровода разделяется на положительные (анодные) и отрицательные (катодные) участки. Между этими участками  от анода к катоду протекает электрический  ток (ток коррозии), который разрушает  трубопровод в местах анодных  зон.

Основными факторами, определяющими коррозионную активность грунтов, являются электропроводимость, кислотность, влажность, солевой и  щелочной состав, температура и воздухопроницаемость.

Разрушение  подземных трубопроводов может  происходить также и под воздействием блуждающих токов (электрокоррозия). Коррозия металла в этом случае связана  с проникновением на трубу токов  утечки с рельсов электрифицированного транспорта или других промышленных установок постоянного тока.

Способы защиты магистральных газопроводов от электрохимической коррозии пассивный  и активный.

 Пассивная  защита включает покрытие поверхности  газопровода противокоррозионной  изоляцией.

К активным способам защиты газопроводов от коррозии относится электрическая, которая  включает катодную, протекторную и  дренажную защиты. Электрозащита  дополняет пассивную защиту, чем  обеспечивается предохранение газопроводов от почвенной коррозии.

Сущность  катодной защиты заключается в катодной поляризации посторонним источником постоянного тока металлической  поверхности трубы газопровода, соприкасающегося с землей. Поляризация  осуществляется током, входящим из грунта в трубу. Труба при этом является катодом по отношению к грунту. 

Сценарий событий

 

Возможные сценарии событий  на магистральных трубопроводах:

Сценарий №1, Весенняя подвижка грунтов → Дополнительные напряжения в трубопроводе → Разрыв газопровода → Утечка газа → рассеивание утечки.

Сценарий №2, Образование  трещины по продольному сварному шву → утечка газа → проникновение  газа по грунту в кирпичный колодец  линейного сооружения → образование  газовоздушной смеси → Образование  искры → Взрыв газовоздушной  смеси.

Сценарий №3, Нарушение  изоляции трубопровода → коррозия трубопровода → утончение стенки трубы → разрушение газопровода  → утечка газа → рассеивание утечки.

Сценарий №4, Нарушение  целостности газопровода внешним  воздействием → утечка газа → факельное  горение.

Сценарий №5, Температурные нагрузки на газопровод → усталостное разрушение труб → разрыв газопровода → утечка газа → факельное горение

 

 

 

6 Дерево событий

 

Схема дерева событий:

 

7 Дерево отказов

 

Ниже представлено дерево отказов, головным событием которого является аварийная разгерметизация газопровода.

 

 

Минимальные пропускные сочетания  – это набор исходных событий-предпосылок, обязательного (одновременного) возникновения, которых достаточно для появления  головного события (аварий). 

Минимальные базовые сочетания  – уравнения для головного  события.

Уравнение головного события  для данного дерева отказа будет:

TOP = 1.2 + 3 + 4.5 + 6 + 7

 

 

Исходное событие	Вероятность события, Qi
Низкое качество работы сварщика	0.005
Некачественный контроль швов	0.01
Отступление от проекта	0.05
Дефекты при строительстве и ремонте	0.1
Дефекты при транспортировании труб	0.01
Дефекты заводского продольного шва трубы		0.005
Низкое качество металла трубы		0.001

 

Тогда расчет вероятности реализации событий для головного события, следующий:

Qtop = 1.2 + 3 + 4.5 + 6 + 7 = 0.0065525 или в процентах 0.65525%

Или вероятность событий:

Произойдет событие  БРАК СМР = 0.05525%

Произойдет событие  Заводской дефект труб = 0.6%