Общие требования к монтажу трубопроводов реферат

Обновлено: 05.07.2024

ТРУБОПРОВОДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СТАЛЬНЫЕ

Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах

Industrial steel pipe-lines. Requirements for design and operation in explosive and chemically dangerous industries

Дата введения 2015-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Некоммерческим партнерством "Сертификационный центр НАСТХОЛ" (НП "СЦ НАСТХОЛ"), Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-техническое предприятие Трубопровод" (ООО "НТП Трубопровод"), Россия

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 155 "Соединения трубопроводов общемашиностроительного применения"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 апреля 2014 г. N 331-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32569-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2019 год с учетом уточнения, опубликованного в ИУС 11-2019; поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 23.08.2021

Поправки внесены изготовителем базы данных

Введение

Настоящий стандарт устанавливает основные технические требования к технологическим трубопроводам: условия выбора и применения труб, деталей трубопроводов, арматуры и основных материалов для их изготовления, а также требования к сварке и термообработке, размещению трубопроводов, условиям нормальной эксплуатации, соблюдение которых обязательно для предприятий, имеющих подконтрольные надзорным органам производства.

Настоящий стандарт предназначен для специалистов, осуществляющих проектирование, строительство, реконструкцию и эксплуатацию трубопроводов в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой и других смежных отраслях промышленности.

В работе принимали участие: Селезнев Г.М. (Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору), Миркин А.З., Кабо Л.Р., Магалиф В.Я., Куликов А.В., Усиньш В.В., Корельштейн Л.Б. (ООО "НТП Трубопровод"), Самохин Ю.Н., Толкачев Н.Н. (ОАО "ВНИКТИнефтехимоборудование", разделы 13, 14, приложение К), Бочаров А.Н. (ОАО "ВНИИНЕФТЕМАШ", разделы 7, 12, приложения А, Б), Харин П.А. (ОАО "НИИХИММАШ", разделы 7, 12, приложение А), Кузнецов А.М. (ОАО "ИркутскНИИХИММАШ", разделы 7, 12, подразделы 6.7, 11.4, приложения А, Г, Д, Л), Тарасьев Ю.И., Дунаевский С.Н. (ЗАО "НПФ "ЦКБА", раздел 8, приложение Н), ЗАО "Петрохим Инжиниринг" (раздел 12, приложение Б), Хренков Н.Н. (ГК "ССТ", пункт 10.8.11).

Настоящий стандарт учитывает требования технического регламента [1] и директивы [2].

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к проектированию, устройству, изготовлению, испытанию, монтажу, эксплуатации трубопроводов технологических стальных, предназначенных для транспортирования в пределах промышленных предприятий химической, нефтехимической, нефтяной, нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и других смежных потенциально опасных отраслей промышленности газообразных, парообразных и жидких сред с расчетным давлением до 320 МПа включительно и вакуумом не ниже 665 Па (5 мм рт.ст.) при температуре среды от минус 196°С до плюс 700°С.

К трубопроводам технологическим относятся трубопроводы в пределах промышленных предприятий, по которым транспортируется сырье, полуфабрикаты и готовые продукты, пар, вода, топливо, реагенты и другие вещества, обеспечивающие ведение технологического процесса и эксплуатацию оборудования, а также межзаводские трубопроводы, находящиеся на балансе предприятия.

Примечание - Наряду с термином "трубопровод технологический" может применяться термин "трубопровод".

1.2 Настоящий стандарт не в полной мере распространяется на эксплуатацию, контроль, проверку испытания, техническое обслуживание и ремонт трубопроводных систем, введенных в эксплуатацию. Положения настоящего стандарта можно применять для указанных целей. Однако в этих случаях, возможно, потребуется принимать во внимание эксплуатационные документы по ГОСТ 2.601, а также другие нормативные документы (НД).

1.3 Наряду с настоящим стандартом при проектировании, строительстве и эксплуатации технологических трубопроводов следует руководствоваться техническими регламентами, межгосударственными, национальными и другими стандартами, строительными нормами и правилами, документами надзорных органов, разработанными для специфических производств. При этом следует учитывать требования пожаровзрывобезопасности, производственной санитарии и охраны труда, изложенные в соответствующих НД.

1.4 Настоящий стандарт не распространяется на трубопроводы:

- магистральные (газопроводы, нефтепроводы и продуктопроводы);

- электростанций, котельных, шахт;

- тепловых сетей, линий водоснабжения и канализации;

- особого назначения (передвижных агрегатов, смазочных систем, являющихся неотъемлемой частью оборудования, и т.д.);

- топливного газа, на которые распространяется действие правил на системы газораспределения и газопотребления;

- также трубы, трубки, трубчатые коллекторы, перемычки печей с огневым нагревом, находящиеся внутри корпуса печи;

- энергетические обвязочные трубопроводы котлов, которые регламентируются правилами на трубопроводы пара и горячей воды.

1.5 Организация, осуществляющая эксплуатацию трубопровода (владелец трубопровода), несет ответственность за правильную и безопасную эксплуатацию трубопровода, контроль за его работой, за своевременность и качество проведения технического обслуживания и ремонта, а также за согласование с автором проекта всех изменений, вносимых в объект и в проектную документацию.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 2.104-2006 Единая система конструкторской документации. Основные надписи

ГОСТ 2.601-2013 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.2.085-2002 Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности

ГОСТ 21.110-2013 Система проектной документации для строительства. Спецификация оборудования изделий и материалов

ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальные, пробные и рабочие. Ряды

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 481-80 Паронит и прокладки из него. Технические условия

ГОСТ 550-75 Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Технические условия

ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 5520-79 Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия

ГОСТ 5583-78 (ИСО 2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия

ГОСТ 5632-2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 5949-75 Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ 6032-2003 (ИСО 3651-1:1998, ИСО 3651-2:1998) Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытания на стойкость к межкристаллитной коррозии

ГОСТ 6996-66 (ИСО 4136-89, ИСО 5173-81, ИСО 5177-81) Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия

ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 8696-74 Трубы стальные электросварные со спиральным швом общего назначения. Технические требования

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 8733-74 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные и теплодеформированные. Технические условия

ГОСТ 9087-81 Флюсы сварочные плавленые. Технические условия

ГОСТ 9399-81 Фланцы стальные резьбовые на 20-100 МПа (200-1000 кгс/см). Технические условия

ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия

ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы

Трубопроводами называются устройства, которые служат для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих веществ. Трубопроводы состоят из плотно соединённых между собой прямых участков труб, деталей, запорно-регулирующей арматуры, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики, опор и подвесок, крепежа, прокладок и уплотнений, а также материалов, применяемых для тепловой и антикоррозионной изоляции.

К технологическим трубопроводам относятся все трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируются: сырьё, полуфабрикаты и готовые продукты; пар, вода, топливо, реагенты; отходы производства и др.

Кроме того, в элементах трубопровода могут возникать периодические нагрузки от неравномерного нагрева, защемления подвижных опор и чрезмерного трения в них.

Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов определяется:

· характером и степенью агрессивности транспортируемых продуктов (вода, нефть, пар, газ, спирты, кислоты, щелочи и др.);

· конфигурацией обвязки аппаратов и оборудования, большим количеством разъёмных и неразъёмных соединений, трубопроводов, компенсаторов, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики и опорных конструкций;

· расположением трубопроводов в траншеях, каналах, лотках, на стойках, эстакадах, этажерках, на технологическом оборудовании, а также на разных высотах и часто в условиях, неудобных для производства работ.

По территориальному признаку технологические трубопроводы разделяют на внутрицеховые, соединяющие отдельные аппараты и машины в пределах одной технологической установки или цеха и размещённые внутри здания или на открытой площадке, межцеховые, соединяющие отдельные технологические установки и цехи.

Успешное и качественное выполнение монтажных работ зависит от своевременной подготовки производства. При монтаже трубопроводов необходимо строго соблюдать технические условия и правила производства работ, тщательно контролировать качество поступающих на монтаж труб, деталей и узлов трубопроводов, арматуры и других материалов.

1.2. Технология монтажа внутрицеховых трубопроводов.

Внутрицеховые трубопроводы имеют сложную конфигурацию с большим количеством деталей, арматуры и сварных соединений. На каждые 100м длины таких трубопроводов приходится выполнять до 80 – 120 сварных стыков.

Монтаж технологических трубопроводов необходимо выполнять индустриальным методом.

Такой метод предопределяет, что на монтажную площадку элементы, узлы и отдельные законченные линии трубопроводов, а также опорные конструкции, опоры, подвески и другие средства крепления поступают от заводов или трубозаготовительных мастерских с максимальной степенью заводской готовности.

Способ монтажа внутрицеховых трубопроводов выбирают в зависимости от конкретных условий и наличия грузоподъёмных и такелажных средств.

Линии и участки трубопроводов сложной конфигурации, с условным проходом более 50мм, как правило, монтируют из узлов, заранее изготовленных в трубозаготовительных цехах. Прямолинейные участки трубопроводов с условным проходом более 50мм монтируют как из заранее собранных и сваренных секций длиной 24–36м, так и из отдельных труб. Трубопроводы диаметром менее 50мм в основном собирают на месте монтажа.

Трубопроводы условным диаметром 50мм и более монтируют по месту из отдельных труб и деталей только в исключительных случаях.

Технологическая последовательность монтажа внутрицеховых трубопроводов следующая:

· собирают и устанавливают леса и подмости;

· подвозят и разгружают на площадке для укрупнительной сборки узлы и детали трубопроводов, трубы, принимают их и комплектуют линии трубопроводов, размечают места прокладки трубопроводов, устанавливают проектные опорные конструкции и подвески, производят расконсервацию деталей и присоединительных концов труб и узлов;

· производят укрупнительную сборку узлов, труб и деталей трубопроводов в монтажные блоки, поднимают и устанавливают в проектное положение арматуру, измерительные диафрагмы и сопла, которые не вошли в состав узлов и блоков, выверяют и закрепляют их;

· собирают фланцевые соединения, подготовляют у сварке монтажные стыки и сваривают их;

· в зависимости от марки стали труб производят по заданному режиму термическую обработку монтажных сварных стыков;

· проверяют надёжность закрепления трубопровода в неподвижных опорах, правильность установки опор и подвесок, отсутствие защемлений труб в местах прохода их через междуэтажные перекрытия и стены, а также в опорах и опорных конструкциях;

· монтируют дренажи, продувки и воздушники на трубопроводах;

· производят гидравлическое или пневматическое испытание трубопроводов;

· при необходимости производят все исправления.

В процессе пуско-наладочных работ промывают и продувают трубопроводы.

Широко применяют метод крупноблочного монтажа конструкций, оборудования и трубопроводов. В цехах и заводах монтажных организаций собирают обвязочные трубопроводы вместе с оборудованием в транспортабельные комплексные блоки, которые доставляются на месте монтажа. В отдельных случаях такие блоки собирают на площадках для укрупнительной сборки.

Значительное сокращение сроков монтажа объектов и повышение производительности труда на монтажной площадке достигается при переходе на сооружение промышленных объектов из монтажных блоков заводского изготовления.

Протяженность и, следовательно, металлоемкость трубопроводов на предприятиях велики. Поэтому монтаж их довольно трудоемок, а поддержание трубопроводов в исправном состоянии требует привлечение большого числа ремонтных рабочих. Стоимость монтажа технологических трубопроводов составляет 45 % от общей стоимости монтажных работ.

Назначение трубопроводов различно, оно определяется их наименованием и особенности конструктивного оформления. Трубопроводы связывают оборудование технологических установок в единую систему (внутриустановочные или технологические обвязочные трубопроводы), а также обеспечивают связь между отдельными установками и цехами завода (межцеховые и общезаводские трубопроводы).

Трубопроводы большой протяженности для транспортирования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции принято называть магистралями. Трубопроводы можно охарактеризовать условным диаметром Ду (номинальный внутренний диаметр трубопровода), Ду = 100 мм и т.д. и условным давлением Ру (наименьшее рабочее давление при температуре 20 °С). Так как с повышением температуры прочностные свойства материала труб снижаются, соответственно должно уменьшаться наибольшее допустимое рабочее давление.

В основном трубопроводы изготавливаются из углеродистых или легированных сталей. Кроме того, находят применение медные, латунные, обладающие хорошей коррозионной стойкостью и высокой теплопроводностью стенок, а также алюминиевые и свинцовые трубы, имеющие высокую коррозионную стойкость к отдельным группам веществ.

Неметаллические трубопроводы менее прочны, чем металлические, однако в большинстве случаев коррозионная стойкость их выше, а стоимость невелика. К неметаллическим относятся: керамические, фарфоровые, стеклянные, резиновые и пластмассовые трубы (из винипласта, полиэтилена, фаолита, фторопласта). Находят применение также трубы из металла, футерованы пластмассой или резиной.

Трубы из углеродистых и легированных сталей могут быть сварными и бесшовными. Из стальных труб главным образом применяют бесшовные трубы (горячекатаные и электросварные). Эти трубы гуммируют и футеруют полиэтиленом и винипластом.

Потребность в трубах из нержавеющей стали с каждым годом возрастает в связи с требованиями технологии производства, простоты их монтажа и обслуживания, а также по технико-экономическим соображениям.

Пластмассовые трубы отличаются высокой коррозионной стойкостью. Но проведение монтажных и ремонтных работ при их применении усложнено.

19.1. Детали трубопроводов соединение труб

Для соединения отдельных участков трубопроводов применяются различные детали: фланцы, муфты, переходы, отводы, тройники, заглушки, сгоны и т.д. Материал этих деталей должен соответствовать материалу труб. Соединение отдельных участков труб чаще всего осуществляются следующими способами: фланцевое соединение, резьбовое соединение, сварное соединение.

Сварное соединение применяется для трубопроводов высокого давления, фланцы при этом используются только для установки арматуры. Для токсичных, взрывоопасных, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, также рекомендуются сварные соединения труб. Сварное соединение наиболее надежно, практически полностью исключает возможность утечки продуктов, однако, является неразборным, что создает трудности в эксплуатации.

Фланцевое соединение – разъемное – более дорогое и менее надежное в эксплуатации, чем сварное.

Вследствие простоты конструкции оно наиболее распространено. Для коммуникации высокого давления применяются специальные фланцы, наворачиваемые на трубопровод, а соединение труб производится через гильзу (рис.19.1).

Рис.19.1. Схема соединения трубопроводов высокого давления:

1 – линза; 2 – фланец; 3 – труба

Резьбовое соединение применяется в основном при соединении газовых труб. Оно наименее надежно, но компактнее фланцевого. Оно применяется для труб небольшого диаметра (d_n 3 /с, определяют по формуле

(20.5)

где F – площадь сечения трубы, м; d – диаметр трубопровода, м; ω – скорость среды, м/с.

(20.6)

Из уравнения (20.6) можно определить диаметр трубопровода d, м

(20.7)

20.3. Расчет металлических труб на прочность

Толщина стенки стальной трубы, испытывающей внутреннее давление, может быть определена по формулам, рекомендованным Госгортехнадзором.

Для бесшовных труб толщина стенки S равна

(20.8)

где Р_у – условное давление (соответствующее рабочему давлению при температуре среды 200 °С) кгс/см 2 ; D_у – наружный диаметр трубы, мм; σ₂₀₀ – допустимое напряжение при температуре среды до 200 °С, кгс/мм 2 ; А – коэффициент, учитывающий необходимую прибавку на допустимые минусовые отклонения толщины стенки по ГОСТу, а также уменьшения толщины при изгибе (обычно А принимается равным 0,2)

Для сварных труб толщина стенки S равна

(20.9)

где φ – коэффициент для сварных труб равен 0,8, для сварных труб со спиральным 0,6; С – величина, учитывающая возможное минусовое отклонение толщины листа (принимается от 0,5 до 0,8); σ₂₀₀ – при температуре 200 °С для Ст3 – 11,7, для сталей других марок от 10,9 до 13,3.

Если трубопровод предназначен для транспортировки агрессивных сред, толщину стенок труб следует увеличивать в зависимости от диаметра трубопровода (от 2 до 4 мм).

20.4. Конструкции опор для трубопровода и их расчет

Существует несколько видов опор:

1) подвижные опоры (рис.20.1);

2) неподвижные опоры (рис.20.2);

3) кронштейн (рис.20.3);

4) подвески (рис.20.4).

Рис.20.1. Схема подвижных опор трубопровода:

а – скользящая; б – катковая; в – в зданиях под перекрытием до 200 мм

Рис.20.2. Схема неподвижных опор: а – хомутовые; б – приваренная

Рис.20.3. Схема крепления труб при помощи кронштейнов:

а, в – крепление к стенке; б, г – крепление к колонне

Рис.20.4. Схема крепления трубопровода на подвесках:

а – на одной тяге; б – на двух тягах

Расчет опор сводится к следующей методике. Длина пролета между опорами трубопровода l, м, определяется в зависимости от допустимого прогиба многоопорной балки по формуле

(20.10)

где σ_и – допустимое напряжение на изгиб, кгс/см 2 (для стальных труб σ_и = 250 кгс/см2); ω – момент сопротивления, см 3 ; q – вес 1 м трубопровода, наполненного раствором и покрытого изоляцией.

Расчетная нагрузка на одну опору Q_верт определяется по формуле

(20.11)

Расстояние между подвижными опорами зависит от внутреннего диаметра трубы (табл.20.1).

Таблица 20.1. Расстояние между опорами

20.5. Испытания трубопровода

Трубопроводы испытывают на плотность и прочность. Все стыки трубопровода должны быть доступны для визуального осмотра. Сварные швы полностью и выборочно подвергаются физическим методам контроля (с помощью рентгеновских и гамма-лучей, магнитографированием, ультразвуком).

Трубопроводы опрессовывают водой. Испытуемый участок трубопровода отключают заглушками, в верхней его части приваривают штуцер с вентилем (задвижкой) для выпуска воздуха при нагнетании воды. Испытательное давление указывается в технических условиях проекта и обычно составляет 1,25 – 1,5 рабочего давления. При испытательном давлении трубопровод выдерживают в течение 5 мин, затем снижают давление до рабочего и приступают к осмотру. Результат испытания считается положительным, если за время испытания давление в трубопроводе не снижается, и сварные швы не пропускают воду.

Если испытание производится сжатым воздухом, неплотности обнаруживаются по появлению пузырьков мыльной эмульсии, нанесенной на швы.

Порядок сдачи трубопровода в эксплуатацию определяется категорией трубопровода, т.е. его назначением.

Правила ГОСгортехнадзора предусматривают регистрацию трубопровода 1-ой, 2-ой, 3-ей категорией в инспекции ГОСгортехнадзора по установленной форме.

После испытания приемка и сдача трубопровода должна осуществляться и оформляться двусторонним актом. При сдаче технологических трубопроводов в эксплуатацию, монтажная организация обязана представить техническую документацию: акты проверки внутренней очистки трубопроводов, испытаний арматуры, испытаний трубопроводов, промывки и продувки трубопроводов; заключение по проверке качества сварных швов трубопровода.

Все трубопроводы, за исключением стеклянных, керамических и фарфоровых, по окончании монтажа и испытания окрашивают масляной или другой стойкой краской. Трубопроводы, покрытые изоляцией, могут окрашиваться клеевой краской.

Цель окраски заключается не только в защите труб от атмосферной коррозии и в придании им опрятного вида. Цвет трубопровода зависит от того, для транспортировки каких сред он предназначен (окраска регламентирована инструкциями).

Отличительные знаки и цвета окраски, приводимые в правилах безопасности для взрывоопасных химических производств, указаны ниже.