. Сооружения и устройства на газопроводах

Для эксплуатации газопроводов на них монтируют запорные устройства, компенсаторы, конденсатосборники, контрольные про­водники, сооружают колодцы и ставят защитные коверы.

Запорные устройства предназначаются для прекращения или изменения потока газа. Они должны обеспечивать герметичность отключения, быстроту открытия и закрытия, удобство в эксплуа­тации и малое гидравлическое сопротивление. В качестве запор­ной арматуры на газопроводах применяют задвижки, краны, гидрозатворы и в отдельных случаях вентили (на газопроводах и установках сжиженного газа).

Задвижки — распространенный вид запорной арматуры на газопроводах диаметром 50 мм и более. Основными элементами задвижек являются: корпус, крышка корпуса и затвор с привод­ным устройством По конструкции затвора различают задвижки параллельные и клиновые. В первых затвор состоит из двух параллельных дисков, плотно прижимаемых к гнезду распор­ным клином. У вторых плотность перекрытия обеспечивается посадкой затвора в виде сплошного клина или шарнирно соеди­ненных дисков в клиновидное гнездо.

По конструкции шпинделя различают задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем. В первых вращением резьбовой

втулки, закрепленной в центре маховика, обеспечивается пере­мещение шпинделя и связанного с ним затвора. В задвижках с невыдвижным шпинделем при вращении последнего затвор пе­ремещается по резьбе, имеющейся на нижней части шпинделя. В обоих случаях вращение маховика может быть обеспечено вручную или электроприводом.

Для газопроводов с рабочим давлением до 6 кгс/см² могут применяться задвижки из серого чугуна, а для газопроводов с давлением свыше 6 кгс/см² — из ковкого чугуна или стальные. Преимущества задвижек: малое гидравлическое сопротивление потоку газа, небольшая строительная длина и простота устрой­ства. Недостатком их является негерметичность отключения при засорении или износе уплотняющих поверхностей.

Гидрозатворы являются простым и плотным отключающим устройством для подземных газопроводов низкого давле­ния. Для отключения газопроводов в гидрозатвор заливается вода, которая перекрывает проход газа. Высота запирающего столба воды h, мм, должна быть равна рабочему давлению в газо­вой сети, выраженному в миллиметрах водяного столба, плюс 200. Устанавливаются гидрозатворы ниже уровня промерзания грунта и присоединяются к газопроводу только сваркой. Гидрозатворы оборудуют устройствами для замера электрического потенциала газопровода, а гидрозатвор конструкции Н. Т. Хатунцева имеет дополнительно и устройство для продувки га­зопровода. К преимуществам гидрозатворов относятся: отсутст­вие необходимости в сооружении для них колодцев, надежность отключения потока газа и возможность использования их в качестве конденсатосборников. Недостатком гидрозатворов является длительность операций по заливке и откачке воды насосом.

Kраны -запорные устройства в виде конической, вращающей­ся вокруг своей оси, пробки с отверстием, притертой к гнезду в корпусе. Проход газа через кран обеспечивается поворотом пробки на 90° по часовой стрелке, а перекрытие — поворотом в обратную сторону. Неполным открытием крана достигается огра­ничение расхода газа. Применяются краны чаще всего для газо­проводов диаметрами до 80—100 мм и различаются по материалу, из которого изготовлены, способу уплотнения, конструкции при­соединительного устройства, рабочему давлению и размерам.

Наилучшими материалами для кранов являются латунь и бронза, обладающие высокими механическими и антикоррозион­ными свойствами. Однако ввиду высокой стоимости краны из латуни и бронзы изготовляют для газопроводов небольших диа­метров (15, 20 и 25 мм), требующих частого отключения, например на отводах к газовым приборам. На газопроводах диаметром более 25 мм применяют краны из серого чугуна, а при высоком давле­нии — и стальные. По особым заказам могут изготовляться ком­бинированные краны с чугунным корпусом и бронзовой пробкой.

По конструкции присоединительного устройства различают муфтовые (резьбовые), цапковые и фланцевые краны. На подзем­ных газопроводах краны с резьбовыми соединениями не приме­няются.

Общее требование для кранов, применяемых на газопроводах,— наличие указателя положения крана «открыто», «закрыто» или ограничителя поворота пробки. На малых кранах таким указа­телем является риска на торце пробки. Преимущества пробковых кранов:- простота устройства, малое гидравлическое сопротивле­ние, быстрота открытия и закрытия, легкость автоматизации управления ими. К недостаткам большинства типов кранов отно­сится негерметичность, особенно при повышенных давлениях.

Каждый тип арматуры имеет условное обозначение. Например, обозначение крана типа 11Б10бк расшифровывается так: цифра 11 — вид арматуры (кран), Б — материал корпуса (бронза), цифра 10 —фигура, характеризующая конструктивные особенности арматуры; бк — тип уплотнения (без колец). Иногда в конце обозначения стоит цифра I, означающая модернизацию арматуры данного типа.

Компенсаторы предназначены для компенсации температурных деформации газопроводов и для облегчения монтажа и демонтажа устанавливаемой на них арматуры. Если газопровод закреплен и лишен возможности изменять длину, то в нем возникают напря­жения, способные разрушить газопровод или установленную на

нем арматуру. Величина возникающих температурных напряже­ний, кгс/см²,

где а — коэффициент температурного линейного расширения, 1/°С (для стали а = 0,000012 1/°С); Е — модуль упругости мате­риала трубы, кгс/см² (для стали Е = 2 100 000 кгс/см²); t — изменение температуры от t₁ до t₂, °C.

Для снижения указанных напряжений на газопроводах уста­навливают П-образные, линзовые и резинотканевые компенса­торы

П-образные компенсаторы изготовляют из стальных бесшовных труб и чаще всего монтируют на надземных газопроводах, где температурные напряжения больше, чем на подземных.

Линзовые компенсаторы изготовляют сваркой из штампованных полулинз с толщиной стенки 2,5—5 мм на рабочие давления 3 и 6 кгс/см^а. В зависимости от рабочего давления и толщины стенки упругая деформация одной линзы 5—10 мм. Для уменьшения гидравлических сопротивлений и предотвращения за­сорения внутри компенсатора установлен направляющий патру­бок, приваренный к внутренней поверхности компенсатора со стороны входа газа. Нижняя часть линз через отверстия в на­правляющем патрубке заливается битумом для предупреждения скопления и замерзания в них воды. Линзовидные компенсаторы обычно устанавливают на подземных газопроводах в колодцах в комплекте с задвижками, по ходу газа за ними. При установке компенсатора в зимнее время рекомендуется его немного растя­нуть, в летнее — сжать стяжными тягами. После монтажа тяги следует снять. Резинотканевые компенсаторы имеют вид винтооб­разного гофрированного шланга с фланцами, изготовленного из резины с прослойками из капронового полотна. Наружный слой усилен капроновым канатом. Выпускаются такие компенсаторы с условными диаметрами 100, 150, 200 и 400 мм на низкое и среднее давления газа. Общая компенсирующая способность их при растяжении не менее 150, при сжатии — 100 мм для D_y = 100 и 150 мм и со­ответственно 200 и 75 мм для D_y = 200 и 400 мм. Главное достоинство резинотканевых компенсаторов — способность восприни­мать деформации и в продольных и в поперечных направлениях. Это позволяет использовать их для подземных газопроводов низ­кого и среднего давлений, прокладываемых на территориях горных выработок или в районах с явлениями сейсмичности.

Конденсатосборники устанавливают в низших точках газопровода для сбора и удаления конденсата. В составе конденсата преобладает вода, выделяющаяся в значительных количествах из влажных газов при понижении их температуры. Количество конденсирующейся влаги, г/ч,

G = V(w_t1-w_t2),

где V — расход газа в газопроводе, м³/ч; wt₁ и wt₂ — содержание водяных паров при начальной t_t и конечной t₂ температурах: газа, г/м³

Помимо воды из газа могут конденсироваться тяжелые углево­дороды (бутан, пропан и др.). Также возможно скопление в га­зопроводах пыли и оставшейся после строительства воды.

Конденсатосборник представляет собой цилиндрическую ем­кость, часто называемую горшком, которая снабжена трубкой для удаления конденсата. Конец трубки выведен под ковер и снабжен резьбовой пробкой или краном. Из конденсатосборника низкого давления конденсат удаляется насосом или вакуум-цистерной после вывертывания пробки, а из конден-сатосборников среднего или высокого давления конденсат выте­сняется через открытый кран давлением газа. Выкидная трубка у конденсатосборников среднего или высокого давления заклю­чена в защитный футляр, в верхней части которого имеется урав­нительное отверстие диаметром 2 мм. Через это отверстие вырав­нивается давление внутри и снаружи трубки, что исключает возможность подъема и замерзания воды в ней.

Конденсатосборники присоединяются к газопроводам только сваркой и располагаются на глубине, исключающей замерзание в них воды. Помимо прямого назначения конденсатосборники используются для продувки газопроводов и для замера в них давления газа и электрического потенциала газопровода.

Контрольные проводники позволяют без вскры­тия газопровода замерить его электрический потенциал. Это необходимо для своевременного обнаружения утечки постоян­ного тока с рельсов трамвая, метрополитена и других источников на подземные газопроводы. Токи утечки вызывают электрохими­ческую коррозию газопроводов. Для замера потенциала газопровода необходимо плюс вольтметра подсоединить к центральному проводу, приваренному к газопроводу, а минус — к защитному кожуху проводника, который нижней неизолированной частью сообщается с грунтом.

Контрольные проводники устанавливают вблизи электростан­ций, у трансформаторных киосков, в местах пересечения газо­проводами электрифицированных железных дорог, трамвайных линий и т. п.

На участках газопровода, параллельных трамвайной линии, замер потенциалов газопровода должен быть обеспечен примерно через каждые 200 м. Для замера потенциала также могут исполь­зоваться конденсатосборники и задвижки.

Колодцы на газопроводах служат для размещения в них от­ключающих устройств и компенсаторов. Делают колодцы из крас­ного кирпича или сборного железобетона. Перекрытие колодца: желательно выполнять съемным для безопасности ведения ре­монтных работ. При устройстве в днищах колодцев приямков для сбора воды уклон к приямку должен быть не менее 0,03. На про­ходе газопровода через стены колодца устанавливают футляры, концы которых выступают за стены колодца не менее чем на 2 см. Зазор между футляром и газопроводом обеспечивает независимую

осадку стен колодца и газопровода, уплотняют его просмолен­ным канатом и битумом.

Во влажных грунтах во избежание проникновения почвенной воды в колодцы, а также повреждений вследствие пучения грунта стены колодцев выполняют только железобетонными. Снаружи в этом случае требуется их не только оштукатурить и ожелезнить, но и покрыть гидроизоляционными материалами для уменьшения сцепления с мерзлым грунтом. Обычно гидроизоляция осущест­вляется битумом, жидким стеклом, церезином и др.Люки колодцев на проезжей части дороги размещают на уров­не дорожного покрытия, а на незамощенных проездах — выше уровня земли на 5 см с устройством вокруг люков отмостки шири­ной 1 м. Там, где это возможно, целесообразно управление за­движкой вывести под ковер или выше перекрытия колодца..

Коверы предназначены для защиты дренажных трубок конденсатосборников, гидрозатворов, контактных головок контрольных проводников и контрольных трубок от механических повреждений. Ковер — это чугунный или стальной колпак с крышкой. Устанав­ливают коверы на бетонные или железобетонные основания, обеспе­чивающие их устойчивость и исключающие просадку. Крышка ковера на проезжей части улицы находится заподлицо с дорожным покрытием и открывается против движения транспорта. В непро-

езжей части улицы, например на газонах, крышку ковера следует располагать выше поверхности земли на 5 см.