Технический проект монтажа трубопровода

Проектирование трубопроводов

Подготовка к строительству любого здания начинается с проектирования. Но не менее важным процессом становится проектирование и монтаж трубопроводов, которые станут очень важными опциями в слаженной работе всех систем здания. К тому же, одинаково важно правильно спроектировать как внутренние системы трубопроводов, так и магистральные, сбой в которых приведет к поломке всей системы.

В чем суть проектирования трубопроводов

В настоящее время термин «проектирование трубопроводов» означает процесс разработки технической документации (иными словами – проекта), которая содержит в себе расчеты с технической и экономической стороны, макеты, чертежи и другие типы материалов, которые имеют в себе информацию о строительстве новых или ремонте функционирующих ныне объектов трубопроводного транспорта.

Современная методология, которая изучает проектирование технологических трубопроводов, предусматривает максимальную автоматизацию процесса, что позволяет строго додерживаться всех регламентированных последовательностей.

Все основные требования к проектированию трубопроводов приведены в таком документе, как Правила устройства безопасной эксплуатации технологических трубопроводов. Но эту инструкцию нельзя считать универсальной, так как для многих других веществ (кислород, горючие газы и другие) можно найти ряд других дополнительных нормативов.

Особенности и предназначение технологических трубопроводов

Во время строительства предприятий химической, металлургической, пищевой или нефтяной промышленности большое внимание уделяется проектированию трубопроводных систем. Не становится лишним и проектирование эстакад под технологические трубопроводы.

Технологические трубопроводы являются очень важной частью объекта производства. От того, насколько качественно выполнен монтаж их монтаж и зависит надежность и безопасность в эксплуатации огромного количества промышленного оборудования.

Условия работы технологических трубопроводов могут быть очень разнообразными. Во время их использования можно наблюдать высокие температуры, из-за которых происходит сильное давление на материал. Трубы поддаются коррозии, часто наблюдается резкий перепад температур – от горячей к холодной. Такое можно увидеть в тех случаях, когда после высокого нагрева системы, ее нужно охладить.

Мощность оборудования и систем на предприятиях из года в год постоянно растет, что обусловливает изменения и усложнения в конструкции трубопроводов. Для увеличения их способности переносить большие нагрузки, в некоторых отраслях промышленности (особенно часто это можно наблюдать в пищевой или химической) специалисты проводят проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена и других полимерных материалов. Это объясняется их способностям не поддаваться коррозии, а также их низкой массой, простотой в обработке и при монтаже, низкой теплопроводностью. А это в свою очередь экономит средства на теплоизоляцию.

Все эти аспекты требуют от тех работников, которые специализируются на монтаже знать все о технологических трубопроводах – нормы проектирования в том числе.

В процессе работы трубопроводы поддается огромным нагрузкам:

1. На них воздействует высокое давление, смена температурных режимов, на их состояние может влиять то вещество, которое по ним транспортируется.
2. Но помимо внешних факторов существуют и внутренние. На состояние трубы действует ее собственный вес, масса деталей, арматуры, термоизоляции и прочего.
3. К этим факторам можно отнести еще нагрузки от вибрации, силы ветра, давление грунта на определенный участок.
4. Отдельные участки могут придаваться дополнительным нагрузкам из-за неравномерного нагрева, трения в опорах и пр.

Чтобы облегчить нагрузки на систему трубопроводов нужно придерживаться раздела рекомендаций СНиП «Технологические трубопроводы» — проектирование тогда будет наиболее эффективным.

Для эффективного проектирования и эксплуатации трубопроводов нужно за основу брать такие параметры:

• рассчитать нужную производительность;
• обозначить место входа и выхода трубопровода;
• исследовать состав, вес и вязкость окружающей среды;
• составить карту маршрута трубопровода;
• установить максимально допустимое для работы давление;
• сделать гидравлический расчет;
• определить размеры трубопровода (диаметр, толщину и пр.);
• просчитать нужное количество насосных станций на том или ином участке.

Можно сделать вывод, что для более эффективного проектирования трубопроводных систем нужны квалифицированные работники, которые смогут додерживаться всех поставленных норм и правил.

Магистральные трубопроводы

Суть проектирования магистральных трубопроводов заключается в том, чтобы максимально точно определить нужные его размеры, рассчитать количество насосных станций (если в этом есть необходимость) и подобрать самое подходящее оборудование. Чтобы сделать этот процесс наиболее оптимальным, нужно пройти несколько стадий:

1. технико-экономическое обоснование;
2. сделать технический проект;
3. разработать нужные чертежи.

Первая стадия включает в себя анализ транспортируемых ресурсов, рассчитывает количество потоков груза в расчете на 1 год, выбор направление трубопровода, производителя труб, их диаметр, материал, из которого они изготовлены, определяется количество насосных станций, просчитывается приблизительная стоимость всего строительства. Этот процесс в основном укрупнено определяет все эти факторы. Его результаты могут определить приблизительную экономическую эффективность будущего проекта, но никак не являются настоящим основанием для самого строительства.

Вторая стадия – создание технического проекта является самой важной в этом процессе. Ее цель состоит в точном и окончательном определении стоимости будущего строительства. Дополнительно в процессе составления проекта должны решаться такие вопросы:

• уточнение количества транспортируемых веществ;
• окончательный выбор направления и трассы для трубопровода;
• выбор самого подходящего диметра трубы, который будет соответствовать выбранной производительности;
• сделать расчеты, который определят режим работы, расстановку станций для перекачивания, необходимое оборудование;
• конечное определение той суммы денежных средств, которые нужно потратить на строительство;
• полный расчет себестоимости транспортировки ресурсов, эффективность работы системы.

Для проектирования магистральных систем рекомендовано использовать СП «проектирование и монтаж трубопроводов». Это свод правил, который регламентирует работу с трубопроводами разных типов.

Последней стадией в проектировании трубопроводов становится работа с рабочими чертежами. Это основная документация, на основании которой и ведется строительство. Такие чертежи должны строго отвечать требованиям технической документации. Чертежи становятся уточняющим документом, в котором проектирование приводится в такое состояние, чтобы стало возможным проводить строительные и монтажные работы.

Возможны некоторые отклонения от технического проекта. Но они должны быть направлены на усовершенствование, а не наоборот. Рабочие чертежи выполняются в установленной форме, которую регламентирует СНиП. Важно также следовать всем необходимым инструкциям, которые контролируют работу в той или иной отросли.

СП проектирования трубопроводов допускает пропуск второй и третьей стадий, если производительность системы должна быть небольшой, а насосные станции обозначены в небольшом количестве. В таком случае процесс работы становится объединенным в одну стадию – технорабочий проект.

Использование полиэтиленовых труб для трубопроводов

Проектирование и монтаж трубопроводов из полиэтилена становится все более частым явлением. Такие трубы используют в следующих случаях:

• чтобы построить газопроводы на территории небольших городов, поселков и сельских поселений;
• для строительства газопроводов, которые будут соединять два или несколько заселенных пунктов;
• для ремонта или реконструкции старых изношенных стальных трубопроводов.

Очень эффективно полиэтиленовые трубы показывают себе в условиях высокой опасности появления коррозий, а также, если веществом, которое транспортируется, является сернистый газ. То же самое касается и проектирования пластмассовых трубопроводов.

Прокладывать трубопровод из полиэтилена не рекомендуется в таких местах:

• если минимальная температура воздуха пересекает границу в -45 градусов;
• если территория закарстована;
• если трубопровод должен быть размещен в грунтах 2 типа просадочности, а работы должны проводиться на территории городков и сельских поселков;
• такие трубы нельзя использовать наземно, надземно, в различных тоннелях и коллекторах, внутри зданий;
• если на территории наблюдается сейсмичности в районе 6 баллов и выше.

Использование стальных труб на промысловых сооружениях

Промысловые трубопроводы используются между промысловыми сооружениями (скважинами, сооружениями газоперерабатывающего завода и пр.). Границей для промыслового трубопровода становится ограждение площадки.

Проектирование промысловых стальных трубопроводов должно учитывать факторы влияния на материал труб. Нельзя их использовать в среде повышенной коррозии.

Проектирование промысловых трубопроводов используется для такого назначения:

1. в качестве трубопроводов, которые транспортирую вредные вещества;
2. как транспортеры нестабильного конденсата 1 класса;
3. как выкидные трубопроводы для нефтяных скважин;
4. как трубопроводы нестабильного конденсата 4 и 5 классов.

Морские трубопроводы

Трубопроводы, которые используются на дне моря, должны быть максимально надежными, так как на них влияет масса дополнительных факторов (большая глубина, большие расстояния между насосными станциями, возможность штормов, подводных течений и много другого). Проектирование морских трубопроводов должно быть согласовано с правительством РФ и местными органами по надзору за окружающей средой.

Очень важно правильно определить маршрут трассы морского трубопровода. При этом учитывается батиметрия и морфология морского дна, сведения о среде, которая будет окружать магистраль, возможности сейсмической активности, активность рыболовства и подобные.

Особенности трубопроводов пара и горячей воды

Для эффективного проектирования трубопроводов пара и горячей воды нужно учитывать все правила и рекомендации, которые указаны в СП и СНиП. При выполнении этого процесса нужно учитывать тот фактор, что трубопровод будет постоянно находиться в высоком температурном режиме, а это может сказаться на качестве труб.

Такие трубопроводы требуют теплоизоляции, чтобы компенсировать потери температуры при транспортировке.

Эстакады и опоры под трубопровод

Эстакада это инженерное сооружение, которое имеет обусловленное количество одинаковых опор, которые обеспечивают расположение трубопроводов над уровнем земли. Проектирование эстакад под трубопроводы проводится с целью обойти занятую под поселение (или другую цель) территорию или дорогу.

Надземные трубопроводы больше остальных поддаются влиянию факторов окружающей среды, поэтому мониторинг их состояния и общей безопасности является обязательным.

Проектирование опор под трубопроводы отличается по нескольким признакам:

• материал (железобетон, сталь, комбинированные опоры);
• в зависимости от конструкций опор и фундамента;
• высотой своей верхней части (высокие или низкие);
• по количеству ярусов, на которых расположены трубы на опорах и эстакадах.

Чтобы конструкция системы трубопроводов была качественной, безопасной и финансово эффективной при ее проектировании и монтаже стоит помнить о СП по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена и других материалов.

Источник

Проектирование магистральных и технологических трубопроводов: нормы и рекомендации при разработке проекта

Практически любое предприятие, которое производит продукцию, требует проектирования трубопроводов согласно правилам эксплуатации и потребностям промышленной деятельности. Они нужны для нефте- и газодобывающей отраслей, пищевого, химического, медикаментозного изготовления, а также для металлургии и для большинства комплексов тяжелой промышленности.

В статье мы рассмотрим нормы создания проекта и правила строительства этой основополагающей инженерной сети.

Общие характеристики системы труб на заводе

Проектировщик должен учитывать, что на этот элемент постройки наложена большая ответственность и влияют многие факторы:

• химические вещества;
• коррозия металла;
• влажность, возможные микроэлементы, в том числе плесень;
• давление как изнутри, так и внутреннее;
• частота эксплуатации и естественный износ;
• высокий жар и резкая смена температур и другие.

Кроме внешнего воздействия стоит учитывать то вещество, которое транспортируется по трубопроводу. Это могут быть жидкие, вязкие и сыпучие ресурсы. В их состав могут входить жиры, взвешенные частицы и другие опасные для состояния инженерной системы элементы. При конструировании это необходимо учесть.

Эта коммуникация – самая сложная. На ее проект уходит много времени, а на монтаж – еще больше. Это самая трудозатратная сеть, так как она изготовлена из тяжелого металла, для ее установки требуются сварочные работы, утепление и прочие второстепенные процессы. В зависимости от назначения труб, их неправильное строительство или эксплуатация могут привести к последствиям вплоть до катастрофических, например, если это газопровод. Поэтому инженеры уделяют этим схемам основное значение.

На настоящий момент тенденция усложнения конфигураций трубопровода становится все значительнее, так как производства и предприятия стремятся к безотходному труду. Это делает необходимым составлять запутанную сеть линий.

Но все же создание проекта и монтаж отчасти облегчается тем, что заводы выпускают сборно-разборные конструкции, которые можно использовать как конструктор. Если раньше в продаже, а соответственно и в инвентаре у проектировщика, были только трубы и колена, то теперь это целые системы в миниатюре, которые свариваются на заводах, а затем устанавливаются в новом здании.

Назначение инженерного сооружения

Основное предназначение – это транспортировка. Перемещать можно жидкости, сухие вещества, а также газообразные. Расчет, проектирование и монтаж технологических трубопроводов требуется на промышленных предприятиях. По ним можно транспортировать сырье, воду для охлаждения, химикаты, а также промежуточную (полуфабрикаты) и готовую продукцию, к примеру, молоко.

Большинство труб необходимо для работы различного оборудования, станков и в целом для обеспечения процесса изготовления и эксплуатации.

Из чего состоит инженерная система

В ее схеме множество элементов:

• сами трубы, которые должны быть плотно состыкованы, герметичность – это обязательное условие проекта;
• крепежи и соединяющие детали – прокладки, колена;
• приборы, которые регулируют подачу транспортируемого вещества, а также отвечают за перекрытие потока;
• аппараты контроля и измерения;
• приспособления для автоматизации процесса и выявления ошибок, сбоев в работе;
• опоры и подвески для крепления;
• изоляционные, утеплительные материалы, а также грунтовка и иные средства против коррозии, для морозоустойчивости, отведения влаги и прочих нужд.

Рекомендации по проектированию технологических трубопроводов зависят от протяженности, конфигурации, предназначения, а также сроков и условий эксплуатации. На предпроектном этапе обязательно выявляют подробные окружающие воздействия – влажная среда, изменение температур, наледь, механические повреждения или давление и прочие факторы.

Также проект зависит от:

• используемых материалов;
• диаметра и толщины стенок труб;
• способа прокладки линии – под землей, на ее поверхности или над ней;
• трудности конфигурации – достаточно ли линейных конструкций или понадобятся сложные узлы;
• количества точек доступа, выходных и входных отверстий;
• а также от наличия или отсутствия всех вышеперечисленных приспособлений для контроля, регуляции и прочих манипуляций.

Элементы трубопровода, которые учитывает проектировщик трубопроводов

На схеме будут следующие элементы:

• Линия – прямой участок пути, который проходит транспортируемое вещество. Она может проходить под углом или прямолинейно, но особенность в том, что на ее протяжении нет разветвлений.
• Узел – это развязка, которая обычно регулируется механически или через автоматизированную систему. Можно монтировать такие сборочные единицы заблаговременно в тех местах, где возможно укрупнение производства, чтобы потом не пришлось при реконструкции прерывать рабочий процесс завода. Узлы бывают плоскостными и пространственными, в зависимости от того, как разветвляется трубопровод – по одной оси или по нескольким направлениям.
• Элемент – это небольшой участок пути, который соединяется с другими путем сваривания.
• Блок – это функциональная часть. На них можно поделить всю линию. Обычно каждый из них соответствует обслуживанию определенного цеха или нескольких единиц оборудования.
• Соединительные детали. Они могут быть следующими: отвод, переход, тройник, заглушка, фланец, опора, подвеска, болт, гайка, шайба, прокладка.
• Секция – это легкие в перевозке, часто изготавливаемые на заводах до монтажа элементы, которые состоят из труб, соединений, но не включают в себя контролирующее оборудование, механизмы.

Таким образом, проектировщик – это конструктор, который оперирует набором составляющих.

Чтобы в процессе проектирования технологических трубопроводов не нарушались нормы, которые прописаны в СНИП 3.05.05-84 С. 7 и СП 527-80, нужно работать с теми программами, которые содержат в себе нормативы по строительной, проектной и рабочей документации.

Такое программное обеспечение предлагает компания «ЗВСОФТ». Она реализует ПО на русском языке. Идеально в целях соблюдения отчетности подойдет софт СПДС GraphiCS. Он автоматизирует процесс заполнения документов и создания чертежей согласно нормам в России.

Так как в процессе работы проектировщика постоянно фигурируют однотипные элементы, необходим их каталог. Базовый САПР ZWCAD 2018 Professional предлагает возможность заполнять и сохранять библиотеку деталей, чтобы затем пользоваться ей. Также программа имеет функцию копирования свойств объекта, благодаря которой можно перенести характеристики уже начерченного участка на новый.

Магистральный трубопровод – что это, особенности проектирования

Магистрали проходят не в пределах одного предприятия, как технологические системы, а за ее территорией. Их назначение – подвод вещества к участку, а также транспортировка на длительные расстояния. Классическим примером является городской водопровод.

Их проекты составляются по стандартным нормам, но в них обычно меньше развязок, а преимущественно линии. При этом сами трубы используются большего сечения и толщины стенок для прочности и увеличения пропускной способности. Также они проходят обязательную теплозащиту и изоляционную обработку.

Проектирование нефтепроводов, газопроводов и трубопроводов: основные этапы

Так как задачей проекта является не только сдача в эксплуатацию, но и гарантия максимально долгого и безопасного использования, то подготовка строительства выполняется в несколько стадий:

Это процесс изысканий в двух сферах – экономика и техническое подтверждение целесообразности работ.

С первой стороны учитываются характеристики самого вещества, а также планируемый ежегодный поток, рассчитывается польза от такого строения линии. Вместе с тем предварительно составляется смета по затратам на материалы и труд проектировщиков и строителей. Это обосновывает экономическую эффективность.

С точки зрения инженерных изысканий, определяется местность, рельеф, делаются снимки, проводятся работы на участке, сборы образцов почвы и воды на лабораторный анализ. Кроме того, устанавливается уровень грунтовых вод, чтобы определить, как глубоко могут залегать трубы.

Для соблюдения всех норм при заполнении результатов изысканий необходимо пользоваться программой Geonium. Софт автоматизирует процесс и заполняет чертежи, экспликации, штампы и спецификации по образцу государственного стандарта.

• Создание технического проекта.

Это финальное уточнение стоимости и сроков. Также на этом этапе разрабатываются различные технологические решения, варианты. Рассматривается их эффективность.

Собирается документация с определенным направлением, протяженностью трубопровода, развязками и узлами.

• Оформление рабочих чертежей.

Это детальная проработка всех схем, выбор единого технологического решения, построение плана всей системы. Весь проект должен соответствовать нормам проектирования трасс магистральных и технологических трубопроводов, оформлен согласно ГОСТ. Также необходимо начертить спецификации и отдельные участки линии, которые заслуживают пристального рассмотрения.

При конструировании надо учесть, что пользоваться чертежами будут специалисты при строительстве, поэтому нужно указать все материалы, сечения труб, варианты сварки, а также любые другие элементы, которые могут потребоваться при монтаже.

Параллельно с созданием рабочего проекта оформляется документация, подбиваются итоговые сметы.

Также на плане отмечается все оборудование – насосное, контролирующее, измерительные приборы, запоры, автоматика. Показываются отверстия входа и выхода. Если система подводит транспортируемое вещество к станкам, но указываются и эти точки.

Если проектирование затрагивает не крупный объект, а частное маленькое предприятие нуждается в сети, то разрешено делать все эти работы в один этап и сразу разрабатывать технорабочий проект.

СН 527-80 «Инструкция по проектированию стальных трубопроводов» – основной документ для технологического проекта

Эти нормы распространяются на все инженерные системы, которые используют трубы с диаметром 140 см и меньше. Это фактически любая магистраль и коммуникация внутри предприятия. Нормы температурного режима для этого свода – от минус 70 градусов до плюс 450. Давление – до 10 МПа.

В инструкции прописаны категории сетей. Классификация касается класса опасности и норм, которые нужно применять по обеспечению безопасности.

Также в документе предлагаются основные рекомендации по прокладке труб:

• трассы должны проходить вдоль автомобильных и ЖД дорог;
• их необходимо вести параллельно жилой застройке;
• если на участке нет асфальтированных дорог, то требуется подвести дорожку для обслуживания системы;
• угол поворота оптимальнее всего выполнять в 90 градусов;
• при подводе к месту выхода следует осуществлять уклон, чтобы полностью опорожнялись трубы;
• если проводится разноуровневая укладка линий, то их нужно располагать их так, чтобы взрывоопасные вещества были друг от друга на максимальном удалении;
• для прокладки в тоннелях и желобах следует обеспечить безопасность проходов, выполнив их из несгораемых стройматериалов.

Программы для проектирования технологических трубопроводов в 3Д

Компания «ЗВСОФТ» реализует программные пакеты, которые необходимы для создания проекта инженерных систем. Основной САПР – ZWCAD. Он является аналогом Автокада, но имеет более низкую стоимость и облегченную систему лицензирования. Для крупных компаний, которые покупают несколько продуктов, предлагается скидка.

• Возможность моделировать как двухмерные, так и трехмерные объекты.
• 3D-визуализация, то есть просмотр итогового проекта в пространстве.
• Наличие динамического ввода текста.
• Поддержка программных интерфейсов LISP, COM, ActiveX, .Net, VBA, ZRX.
• Открытие DWG, импорт и экспорт распространенных текстовых, инженерных и графических форматов.
• Встроенный калькулятор.
• Удобный и понятный интерфейс, снижающий зрительную нагрузку.
• Функция копирования свойств объектов.
• Использование динамических блоков.

Чтобы расширить функционал «ЗВКАД», можно установить дополнительные модули:

• ИНЖКАД – работа со всеми инженерным системами, облегченная трассировка, указание пересечений и сечений труб, их подсчет и формирование спецификаций.
• Geonium – автоматизированное заполнение чертежей, спецификаций и штампов в процессе изысканий.

Сделайте свою работу проще вместе с ZWSOFT.

Источник