3.4.2. Многослойные трубы

Рост энергетической - мощности газопроводов резко повышает требования к надежности их работы. В случае вынужденной остановки трубопровода невозможно полностью компенсировать временное прекращение подачи газа даже при наличии закольцованной системы.

Требуется частичное отключение объектов, получающих сырье или энергию от ремонтируемого газопровода. Поэтому при проектировании и эксплуатации мощных и сверхмощных газопроводов надо стремиться обеспечить их «неразрушаемость». В случае возникновения утечек полного разрыва труб быть не должно, устранение утечек должно проводиться в плановом порядке в удобное время.

Такие жесткие требования к надежной работе мощных газопроводов вызываются практикой эксплуатации газопроводов диаметром 1020 мм и более. Так, в случае разрыва для проведения ремонтно-восстановительных работ на газопроводе может потребоваться до 10—15 дней.

Создание многослойных труб представлялось целесообразным по следующим соображениям:

при повреждении стенки труб и зарождении в металле трещины развитие ее в глубину ограничивается межслойным зазором; поскольку стенка состоит из 3—4 слоев, возникшая местная перегрузка из-за ослабления сечения трубы трещиной не может привести к полному разрушению трубопровода, т. е. может образоваться утечка, но полного разрушения трубопровода быть не должно;

вязкое разрушение по газопроводу распространяется пол действием усилия, вызванного давлением сжатого газа, транспортируемого по трубопроводу, на площадь бортов труб в зоне разрыва; величина площади бортов трубы, передающей усилие в вершину трещины, пропорциональна поперечной жесткости трубы, а так как поперечная жесткость многослойных труб в 3—4 раза меньше, чем у аналогичных труб с монолитной стенкой, то усилие, движущее разрушение в газопроводе из многослойных труб, будет существенно меньше; это позволяет к рулонной стали для многослойных труб предъявить менее жесткие требования по вязкости и хладостойкости, чем к толстолистовой;

при использовании для изготовления многослойных труб из рулонной стали толщиной не более 6 мм, которая подвергается при прокатке более высокому обжатию, чем толстолистовая, легче получить необходимый комплекс свойств, в том числе высокое временное сопротивление разрыву, при меньшей стоимости самого металла.

Преимущества многослойных труб позволяли считать, что при обеспечении их герметичности и поперечной жесткости они наиболее полно могут отвечать требованиям, предъявляемым к трубам газопроводов нового класса.

Принцип многослойности позволяет впервые получить трубы, отвечающие условию «неразрушаемости» мощных газопроводов при эксплуатации. Правильно запроектированные и качественно изготовленные многослойные трубы позволяют устранять выявленные дефекты в плановом, а не в аварийном порядке.

Целесообразность и эффективность применения многослойных труб в магистральных газопроводах будет определяться тем, насколько эффективно будут устранены трудности, связанные с их производством, насколько стабильно будет обеспечена их герметичность, какой уровень свойств рулонной стали будет обеспечен металлургической промышленностью, на какие рабочие параметры будут строиться газопроводы в последующие годы.

Чем выше будут рабочие параметры газопроводов, тем эффективнее должно быть применение многослойных труб.

Принцип многослойности конструкции труб для магистральных газопроводов сверхвысоких рабочих параметров в основе своей правилен, он хорошо проверен при использовании многослойных сосудов высокого давления. Однако для строящихся газопроводов на давление 7,5 МПа многослойные трубы не конкурентоспособны в сравнении с простыми в изготовлении трубами с монолитной стенкой. Для таких газопроводов, как и для компрессорных станций и узлов врезок, где применение труб стандартной длины ограниченно, имеется большое число пересечений, врезок для подсоединения арматуры и других трубных деталей, применение многослойных труб не предполагалось.