Глава 18 трубопроводы в химической промышленности

Сеть трубопроводов является источником повышенной опасности; так как вследствие тяжелых условий эксплуатации происходит разрушение материала труб и разгерметизация фланцевых соединений, а из-за большой протяженности и разветвленности сети контроль за ее состоянием затруднен.

Материалом для трубопроводов, используемых в химической промышленности, служат чугун, углеродистые и легированные стали, медь и ее сплавы, свинец, титан, алюминий, фосфор, стекло, резина, пластические массы, углеграфитовые и другие материалы.

Такое разнообразие применяемых материалов обусловлено различием условий, в которых работают трубопроводы. Основные факторы, определяющие выбор материалов для труб и арматуры, - механическая прочность, стойкость к воздействию высоких и низких температур, а также коррозионная стойкость.

18.1. Безопасная эксплуатация трубопроводов

Согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов» ПБ 03-585-03 все технологические трубопроводы до 10 МПа в зависимости от класса опасности передаваемой по ним среды подразделяются на группы (А, Б, В) и в зависимости от рабочих параметров среды (давления и температуры) - на пять категорий (I - V). Так, к группе A относятся трубопроводы, транспортирующие вещества с токсичным действием 1, 2 и 3 класса опасности, к группе Б - трубопроводы, транспортирующие горючие, в том числе сжиженные газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, к группе В – трудногорючие и негорючие вещества.

Безопасность и надежность эксплуатации трубопроводных сетей обеспечивается и зависит от выбора составляющих их элементов, правильной прокладки, качественного монтажа, постоянного контроля состояния самих трубопроводов и установленной на них арматуры, своевременного ремонта и должна предусматривать:

- возможность использования подъемно-транспортных средств и непосредственного наблюдения за техническим состоянием и выполнением всех видов работ по контролю, термической обработке швов и испытанию;

- безопасность и надежность эксплуатации;

- разбивку на технологические узлы и блоки;

- изоляцию и защиту трубопроводов от коррозии, вторичных проявлений молнии и статического электричества;

- наименьшую протяженность трубопровода;

- исключение привисания и образования застойных зон;

- возможность самокомпенсации температурных деформаций трубопровода.

18.2. Прокладка трубопроводов

Прокладка технологических трубопроводов осуществляется по проекту с учетом требований СНиП II-89-80 «Генпланы промышленных предприятий», СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий», СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания», Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей водв и Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.

Трубопроводы в зависимости от их назначения и условий эксплуатации прокладывают различными способами: подземным - в проходных каналах (тоннелях), в непроходных каналах и непосредственно в грунт; наземным - на опорах и надземным - на эстакадах, стойках, по колоннам и стенам зданий

Наиболее часто используют наземную и надземную прокладку, так как срок службы трубопроводов при такой прокладке больше примерно в 2,5 раза, чем при подземной. Кроме того, при наземной и надземной прокладке уменьшаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы, обеспечивается возможность постоянного наблюдения за состоянием трубопроводов, облегчается их монтаж и ремонт.

Прокладка в грунте трубопроводов, предназначенных для транспортирования чрезвычайно- и высокоопасных вредных веществ и дымящих кислот, запрещена. Трубопроводы с горючими (в том числе сжиженными) газами, легковоспламеняющимися и горючими жидкостями разрешается прокладывать под землей только в проходных каналах, оборудованных надежной вентиляцией, люками.

Трубопроводы укладываются на опоры, расстояние между которыми определяется диаметром и материалом труб, а также массой трубопровода (вместе с транспортируемой средой и изоляцией). Для стальных труб с условным проходом до 250 мм расстояние между опорами составляет 3 - 6 м.

Для крепления трубопроводов, не требующих компенсирующих устройств, применяют простейшие подвески, хомуты и скобы.

Трубопроводы из хрупких и пластичных материалов укладывают в сплошных лотках или на сплошных основаниях для предохранения от провисания и разрушения.

Свободная высота эстокад при прокладки надземных трубопроводов – составляет не менее 2,2 м для пешеходных дорог и не менее 4,5 м для автомобильных дорог.

При прокладке нескольких трубопроводов трубопроводы с химически активными веществами необходимо располагать ниже других. Трубопроводы для хлора и азотной кислоты и органических легкоокисляемых веществ не следует прокладывать рядом.

Трубопроводы следует прокладывать с некоторым уклоном, но избегая пониженных участков (гидравлических «мешков») и тупиков, в которых могут скапливаться продукты. Газопроводы, транспортирующие конденсирующиеся газы или газы, содержащие пары воды, имеют дренажные устройства, предназначенные для отвода конденсата или воды.

Фланцевые соединения трубопроводов располагают в местах, доступных для их монтажа и ремонта и оснащают защитным кожухом, предохраняющий персонал от ожогов при прорыве жидкости наружу в случае повреждения прокладки. Кожух негерметичен, он только гасит напор и исключает выброс струи жидкости под давлением. Фланцевые соединения трубопроводов с агрессивными химическими веществами нельзя располагать над проходами, постоянными рабочими местами, над электрооборудованием.

Внутрицеховые трубопроводы пожаро- и взрывоопасных производств независимо от их назначения должны быть заземлены путем присоединения к цеховому контуру заземления. Это необходимо для отвода от трубопроводов электрических зарядов, возникающих в результате вторичных проявлений молнии, а также зарядов статического электричества, возникающих при движении различных сред по трубопроводам.

В целях выравнивания потенциалов - предотвращения искрения все трубопроводы, расположенные в пожаро- и взрыво-опасных помещениях параллельно на расстоянии до 100 мм один от другого соединяются между собой металлическими перемычками через каждые 20 - 25 м. Трубопроводы, находящиеся в местах пересечения и сближения один с другим и с металлическими лестницами и конструкциями на расстоянии меньше 100 мм, также соединяются перемычками.