Версия для печати

Опорно-центрирующие кольца для подземных переходов «спейсера» производства ОАО «Метафракс»

Авторы:

Майер В.В., Ожегов В.И., Новоселова Т.Б. (ОАО «Метафракс»)
Сессин И.В. (ОАО «Росгазификация»)
Ботов В.М. к.т.н. (ООО «ВНИИГАЗ»)
Шурайц А.Л. к.т.н. (Генеральный директор ОАО «ГИПРОНИИГАЗ»)
Волков В.С. к.т.н. (ОАО «ГИПРОНИИГАЗ», директор ООО «ТЭСЧМ»)
Гончарова Г.А. к.т.н. (доцент, Саратовский технический университет)

В соответствии с действующей нормативной документацией: СНиП 2.05.06-85, СНиП 42-01-0002, СНиП III-42-80, СНиП 2.05.13-90, СНиП 2.04.02.84 и др. в местах пересечений с железными и автомобильными дорогами I-IV категорий и другими препятствиями трубопровода различного назначения (магистральные, распределительные газопроводы, нефтепродуктопроводы, водопроводы и др.) должны прокладываться в футляре (кожухе).

Футляры должны удовлетворять условиям прочности и долговечности и должны защищать трубопроводы от внешних нагрузок, от повреждений в местах пересечения с подземными сооружениями и коммуникациями, а также обеспечивать возможность ремонта и замены, обнаружения и отвода транспортируемых продуктов в случае утечки.

Для предотвращения касания трубопровода с кожухом в мировой практике применяются специальные устройства опорно-центрирующие кольца различной конструкции, изготовленные из различных материалов, которые отвечают основным требованиям:

• обеспечить электрическую изоляцию металла трубопровода от футляра;
• гарантировать легкость протаскивания трубопровода через футляр, предотвращая при этом вероятность повреждения изоляционного покрытия трубопровода;
• должны плотно закрепляться на трубе во избежание их горизонтального смещения во время протаскивания трубы в кожух;
• быть изготовлены из материала-диэлектрика;
• защиту от воздействия грунтовых вод на рабочий трубопровод;
• иметь высокое сопротивлением к механическим нагрузкам, возникающим при протаскивании трубопровода через футляр и во время длительной эксплуатации.

Подобные изделия - «спейсеры» с 1996 г. освоило выпуск предприятие ОАО «Метафракс» (г. Губаха Пермской обл.), панорама которого представлена на фотографии (рис.1)

 

 

В основном спейсеры производства ОАО «Метафракс» нашли применение в подземных переходах магистральных газонефтепроводов. С 2000 года эти изделия ОАО «Метафракс» изготавливал по ТУ 51-19-2000. Спейсер представлял собой сборную конструкцию, состоящую, в зависимости от наружного диаметра трубопровода из двух и более- до 14 сегментов из полиамида ПА6, изготовленных методом литья и скрепленных между собой болтовыми соединениями.
Внешний вид отдельных сегментов и спейсера в сборе, изготовленных по ТУ 51-19-2000 представлены на рис.3. 

 

Технические условия ТУ 51-19-2000 предусматривали изготовление спейсеры четырнадцати размеров для магистральных газонефтепроводов из стальных труб.

В 2005 году, в связи с подготовкой пакета новой технической документации на спейсеры, ОАО «Метафракс» провел опрос потребителей о работоспособности колец, установленных на подземных переходах в футляре. Опросные листы были высланы в адрес 37 организаций, являющихся потребителями продукции производства ОАО «Метафракс». В процессе обработки ответов получена информация с замечаниями и пожеланиями, которые были учтены при доработке конструкции спейсеров. Но, несмотря на указанные замечания, более половины опрошенных потребителей считают применение спейсеров экономически выгодным.

Основным недостатком спейсеров, изготовленных по ТУ 51-19-2000, отмеченных в ответах опросных листов были: хрупкость материала сегментов, недостаточная их ширина, в связи с чем происходил перекос спейсеров при протаскивании, недостаточная толщина охватывающей трубопровод части сегмента - бывали случаи ее разрушения, возможность сползания спейсера с поверхности изоляции трубопровода во время протаскивания, ненадежность крепления сегментов в кольцо с помощью болтового соединения, недостаточно скругленные углы сегментов, создающие упорные нагрузки в местах стыковых соединений футляра и ряд более мелких недостатков.

С учетом полученных замечаний и предложений ОАО «Метафракс» с привлечением специалистов ОАО «ГИПРОНИИГАЗ» и Предприятия независимой экспертизы труб, трубопроводов и сосудов ООО «ТЭСЧМ», г. Саратов разработали новые технические условия ТУ 2291-034-00203803-2005 «Кольца предохранительные диэлектрические «спейсеры», титульный лист которых приведен на рис.4.

Технические условия согласованы с ОАО «Газпром», ОАО «Росгазификация», ОАО «ГИПРОНИИГАЗ» и ООО «ВНИИГАЗ». На спейсер получен сертификат соответствия системы сертификации ГОСТ Р Госстандарта России № РОСС.АЯ97.Н01407, Техническое свидетельство Росстроя России № ТС-07-1202-05 о пригодности продукции для применения в строительстве на территории Российской Федерации и Разрешение на применение федеральной службы по экологическому и атомному надзору № РРС 00-18118.

Общий вид сегментов и спейсера в сборе изготовленных по ТУ 2291-034-00203803-2005 представлен на рисунке 5.

 

Всего предусмотрено изготовление 27 размеров сегментов, охватывающих 127 размеров трубопроводов из стальных труб с различным видом изоляции и труб из полимерных материалов, размером от 57 до 1420мм.

Сегменты из полиамида 6, изготовленные по новой технологии имеют высокие прочностные характеристики и повышенную ударную вязкость, обеспечивающие надежность монтажа и эксплуатации подземного перехода.

В объем разработки новых технических условий была включена отработка технологии термической обработки сегментов, а также выполнение лабораторных и натурных испытаний спейсеров на прочность. На рисунках 7, 8 представлены фрагменты указанных испытаний.  

 

 

 

Кроме приведенных испытаний учеными технического университета и университета механизации сельского хозяйства г. Саратова были проведены независимые расчеты несущей способности спейсеров для различных трубопроводов (магистральных газопроводов и нефтепроводов, распределительных газопроводов и водопроводов) из стальных и полимерных труб. В результате получены максимальные расстояния между спейсерами устанавливаемые на трубопроводах для указанных сред транспортировки в зависимости от их наружных диаметров и толщины стенки труб, а также введены коэффициенты уменьшения этих расстояний в зависимости от уровня сейсмичности района строительства. В таблицах 4,5 6 в качестве примера представлены данные расчета расстояния между спейсерами (L) для ряда диаметров.

Таблица 4. Данные расчета величины L для магистральных газопроводов и нефтепроводов

Наружный диаметр Dн, мм	Толщина стенки трубы, d мм	Масса, кг		Внутренний диаметр спейсера, мм	Длина сегмента l, мм	Расстояние между спейсерами L, м
						Несейсмические районы		Понижающий коэффициент для сейсмических районов
		1 погонный метр трубы	Нефтепродукт в 1 п.м. трубы			газ	нефть	7 баллов	8 баллов
159	5	19,0	18	164	300	4,5	3,5	0,9	0,85
530	14	178	200	548	276	2,5	2,0	0,87	0,8
720	18	312	373	738	276	2,0	2,0	0,85	0,8
1020	20	493	765	1040	321	4,0	2,0	0,82	0,77
1420	21	725	1513	1440	321	4,0	2,0	0,78	0,7
Примечание: масса газа не учтена в связи с незначительной его массой по сравнению с массой трубы.

 
 
Таблица 5. Данные расчета величины L для распределительных газопроводов и водопроводов из стальных труб

Наружный диаметр Dн, мм	Толщина стенки трубы,d мм	Масса, кг		Внутренний диаметр спейсера, мм	Длина сегмента l, мм	Расстояние между спейсерами L, м
						Несейсмические районы		Понижающий коэффициент для сейсмических районов
		1 погонный метр трубы	Вода в 1 п.м. трубы			газ	вода	7 баллов	8 баллов
57	4	5,4	2,0	72	192	6,5	6,0	0,72	0,65
219	5	26,4	35,0	230	350	3,5	3,0	0,89	0,84
530	6	77,5	211,0	548	276	3,5	3,0	0,87	0,8
720	7	123,1	-	738	276	3,0	-	0,85	0,8
1020	10	249,1	-	1040	321	5,0	-	0,82	0,77
1420	14	485,4	-	1440	321	5,0	-	0,78	0,7
Примечание: масса газа не учтена в связи с незначительной его массой по сравнению с массой трубы.

 

Таблица 6. Данные расчета величины L для газопроводов с рабочим давлением до 0,6 МПа и водопроводов с рабочим давлением 1,0 МПа из полимерных труб (полиэтилен ГОСТ Р50838-95 и ГОСТ 18599-2001)

Наружный диаметр Dн, мм	Толщина стенки т рубы, d мм		Масса, кг			Внутренний диаметр спейсера, мм	Длина сегмента l, мм	Расстояние между спейсерами L, м
	для газа ГОСТ Р50838-95	для воды ГОСТ 18599-2001	1 погонный метр трубы		воды в объеме 1 погонного метра трубы			Несейсмические районы		Понижающий коэффициент для сейсмических районов
			для газа ГОСТ Р50838-95	для воды ГОСТ 18599-2001				для газа ГОСТ Р50838-95	для воды ГОСТ 18599-2001	7 баллов	8 баллов
63	5,8	5,8	1,06	1,06	2,1	72,0	192,0	7,5	6,5	0,86	0,78
180	16,4	16,4	8,59	8,59	17,0	180,0	292,0	6,0	5,0	0,92	0,87
355	-	32,2	33,3	33,3	66,3	355,0	307,0	5,0	3,5	0,89	0,81
500	-	36,8	-	54,7	180	500	250	4,5	3,0	0,86	0,8

Спейсеры могут применяться при температуре эксплуатации от 700°C до минус 50°С (допустимые температуры хранения спейсеров от 70 до минус 60°С). В комплект поставки, кроме спейсеров, упорных колец, стяжек и болтовых соединений входят герметизирующие манжеты, изготовленные в соответствии с требованиями ТУ 2531-007-01297858-02 или другим такого же или более высокого качества.
Кроме технических условий разработана инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации спейсеров (ТУ 2291-034-00203803-2005), титульный лист которой приведен на рис.9

Выводы:

Кольца предохранительные диэлектрические»спейсеры», производимые по ТУ 2291-034-00203803-2005 к выпуску которых приступило ОАО «Метафракс» отвечают всем требованиям, предъявляемым к кольцам подземных переходов трубопроводов, транспортирующих различные среды (газ, нефти, воду и др.) размером 57-1420 мм из стальных и полимерных труб, прокладываемых в футлярах (кожухах). Они создают надежный экран в системе «футляр-трубопровод-земля» Проведенные лабораторные и натурные испытания подтвердили высокое качество и надежность спейсеров. Строительство переходов с применением новых спейсеров ОАО «Метафракс» возможно во всех климатических районах страны. ОАО "Метафракс" располагает комплектом документации, необходимой для производства и эксплуатации колец предохранительных диэлектрических «спейсеры».

 

Перечень использованной литературы:

1.  СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы
2.  СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы
3.  СНиП III-42-80 Магистральные трубопроводы
4.  СНиП 2.05.13-90 Нефтепродуктопроводы, прокладываемые на территории городов и других населенных пунктов
5.  СНиП 2.04.02.84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
6.  ТУ 2291-034-00203803-2005 «Кольца предохранительные диэлектрические «спейсеры»

 

 

ОАО «Метафракс», г. Губаха, Пермская область
618250
т. (34248) 92800, 92650
ф. (34248) 47131, 47227