Анализ системы газораспределения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Газораспределительные системы -- промышленный комплекс по транспортировке газа от магистрального газопровода до отдельных потребителей.

В каждом городе и все больше поселков разрабатывает свою схему газоснабжения домов. Экономичность, безопасность бесперебойная и эффективная подача газа потребителю - являются главными задачами, которые необходимо решить инженерам при газификации населенных пунктов. Ведь для каждого потребителя необходимо установить свои значения давления и расхода. Всем этим функции позволяют корректировать газораспределительные системы.

Основные материалы, которые используются в системах газоснабжения, это полимерные и полиэтиленовые трубы. Они не подвергаются коррозии, что позволяет увеличить срок службы газопроводов. Также они не вступают ни в какие реакции с транспортируемым газом. Поэтому сегодня большинство газовых компаний используют полиэтиленовые трубы в своих распределительных системах.



1.Выбор системы газораспределения. Описание выбранной системы

Разработку проектов газораспределительных систем следует вести на основании технических условий на присоединение объекта газового хозяйства к источникам газораспределения, выдаваемых владельцем газовых сетей, и наличия согласования с организацией -- разработчиком схемы газоснабжения объекта.

Порядок разработки, согласования, утверждения и состав проектной документации следует предусматривать в соответствии со СНиП 11-01.

Газораспределительные системы подразделяются по:

- виду газа (природный, СУГ);

- числу ступеней регулирования давления газа (одно- и многоступенчатые);

- принципу построения (кольцевые, тупиковые, смешанные).

Выбор системы распределения газа рекомендуется производить в зависимости от объема, структуры и плотности газопотребления поселений, размещения жилых и производственных зон, а также источников газоснабжения (местоположение и мощность существующих и проектируемых магистральных газопроводов, газораспределительных станций (ГРС), газонаполнительных станций (ГНС) и т.д.). Выбор той или иной газораспределительной системы в проекте должен быть технико-экономически обоснован.

При использовании одно- или многоступенчатой системы распределения газ потребителям подается соответственно по распределительным газопроводам одной или нескольких категорий давления.

Для крупных и средних поселений, как правило, предусматривают многоступенчатые газораспределительные системы.

Для малых городов или отдельных жилых микрорайонов, а также для сельских поселений в качестве наиболее рациональной газораспределительной системы рекомендуется система распределения среднего давления с ШРП у потребителя или группы потребителей.

Одноступенчатые газораспределительные системы низкого давления из-за значительных материаловложений являются целесообразными лишь в малых поселениях с компактной застройкой, расположенных вблизи источника газоснабжения.

В зависимости от величины давления газа в распределительных газопроводах и климатических условий рекомендуется применение ГРП, ГРПБ, как правило, с местными приборами отопления.

Между газопроводами различных категорий давления, входящих в систему газораспределения, как правило, следует предусматривать газорегуляторные пункты (установки).

Принцип построения газораспределительных систем выбирается в зависимости от характера планировки и плотности застройки поселения. Предпочтительными являются смешанные или кольцевые газораспределительные системы, обеспечивающие наиболее равномерный режим давления во всех точках отбора газа из распределительных газопроводов, а также повышающие надежность систем газоснабжения.

При газоснабжении СУГ рекомендуются газораспределительные системы на базе резервуарных установок или станций регазификации.

2.Прокладка трубопровода по болоту

Выбор способа прокладки газопровода через болота основан на обеспечении надежности и безопасности, удобства обслуживания и экономических соображениях. Тип болот определяется в соответствии со СНиП III-42.

В болотах I типа (целиком заполненных торфом, допускающих работу и неоднократное передвижение болотной техники, с удельным давлением 0,02-0,03 МПа или работу обычной техники с помощью щитов, сланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,02 МПа), а также в болотах II типа (допускающих работу и передвижение строительной техники только по щитам, сланям или дорогам, обеспечивающим снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,01 МПа) можно применять любые способы прокладки газопровода (подземную, наземную или надземную).

В болотах III типа (заполненных растекающимся торфом и водой с плавающей торфяной коркой, допускающих работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств) наиболее целесообразна надземная прокладка. Допускается подземная прокладка при условии заглубления газопровода на минеральный грунт и устройства балластировки, как для болот I-II типов.

Наземную прокладку рекомендуется предусматривать в следующих случаях:

- болота не примыкают к затопляемым поймам рек;

- продольный и поперечный уклон болот не превышает 10%;

- болота не подлежат осушению;

- существует возможность укладки газопровода в горизонтальных и вертикальных плоскостях естественным изгибом.

При наземной прокладке обваловку газопровода следует выполнять торфом с откосами не менее 1:1,25 и устройством под газопроводом двухслойной хворостяной выстилки, уплотненной слоем торфа. Поверх торфяной присыпки допускается устраивать обвалование минеральным грунтом.

При подземной прокладке рекомендуется руководствоваться следующими положениями:

- откосы траншей принимаются для I типа болот не менее 1:0,75 (слаборазложившийся торф) и 1:1 (хорошо разложившийся торф), для II типа болот - соответственно 1:1 и 1:1,25;

- газопровод прокладывается в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью естественного изгиба;

- балластировка газопровода осуществляется анкерами винтового типа или пригрузами, распределенными по всей длине газопровода.

3.Методы укладки газопроводов

Укладка полиэтиленовых трубопроводов осуществляется двумя основными способами. Это традиционная укладка труб в открытую траншею и бестраншейная укладка - метод глубокого направленного бурения.

Трубопроводы из полиэтилена при открытом методе укладываются в траншею, ширина которой определяется необходимостью создания условий для работы. Оборудование водопровода и канализации требует ширины траншеи на 40 см больше наружного диаметра трубопровода. Эти параметры чаще всего прописаны в проекте. Длинномерные полиэтиленовые трубы часто укладывают в траншею, вырытую с помощью узкозахватного цепного экскаватора. При этом ширина траншеи уменьшается.

Рисунок 1. Виды укладки полиэтиленовых труб

газораспределительный магистральный прокладка

Траншею следует правильно подготовить. Ее обустройство зависит от состояния грунта. Если дно траншеи твердое и плотное, то необходимо устройство подушки. Дно засыпается слоем (около 10-15 см) песка или другим гранулированным материалом и выравнивается. На расстоянии 2 метров от смотрового колодца подушка трамбуется. На дне не должно быть камней, комков мерзлого грунта. При работе с рыхлым грунтом, который имеет опасность к смещению, требуется укрепить дно. В таких случаях дно траншеи укрепляется геотекстилем.

При ровном дне траншеи с оптимальными характеристиками грунта подушка не нужна. Можно обойтись небольшой выемкой земли у основания трубы на ее ширину и заменить ее более мягкой.

4.Балластировка полиэтиленовых трубопроводов

В зависимости от грунтовых и гидрологических условий могут применяться следующие виды балластировки и закрепления газопроводов:

- утяжелители из высокоплотных материалов (железобетонные, чугунные, шлакобетонные и т.п.);

- утяжелители из минерального грунта;

- грунтовая засыпка с использованием текстильных полотнищ;

- анкерные устройства.

Газопроводы, проложенные бестраншейными методами, балластировке и закреплению не подлежат.

При выборе средств для балластировки соблюдают требование, связанное с ограничением предельно допустимого значения овализации труб, - не более 5%.

К утяжелителям из высокоплотных материалов относятся седловидные пригрузы, охватывающие трубу по бокам, и кольцевые пригрузы. Для предохранения труб от механических повреждений под седловидные и кольцевые пригрузы подкладываются защитные коврики из негниющих материалов (резинотканевые, полиэтиленовые и др.). В качестве силового пояса для охватывающих пригрузов используются синтетические ткани (капроновая, нейлоновая и т.п.).

Утяжелители из минерального грунта используются в виде полимер-контейнеров, удлиненных контейнеров, спаренных контейнеров.

Балластировка грунтовой присыпкой включает в себя следующие способы:

- использование гибких полотнищ из геотекстильных материалов для увеличения площади давления грунта на газопровод;

- повышенное заглубление газопровода.

Анкерные устройства включают: винтовые анкеры, свайные с раскрывающимися лепестками и дисковые (в многолетнемерзлых грунтах).

Выбор конструкций, способов балластировки и закрепления газопроводов определяется проектом, исходя из:

- инженерно-геологических условий трассы;

- рельефа местности, характера горизонтальных и вертикальных кривых;

- типа болот и уровня грунтовых вод;

- методов и сроков производства работ;

- глубины и ширины водных преград.

Утяжелители из плотных материалов используются на участках, где газопровод опирается на основания из минерального грунта; анкерные устройства применяются на участках, где глубина болот превышает глубину заложения газопровода. Балластировка минеральным грунтом применяется на участках с прогнозируемым обводнением и на болотах мелкого заложения (до верха газопровода) при отсутствии воды в траншее в момент производства работ.

Установка анкерных тяг в траншее производится до укладки газопровода, монтаж силовых поясов производится после отлива (отвода) воды из траншеи и укладки газопровода на проектную отметку.

Балластирующие устройства на газопроводе устанавливаются на равном расстоянии друг от друга, групповая их установка не рекомендуется.

К применению для изготовления контейнеров допускаются тканые или нетканые синтетические материалы, соответствующие утвержденным ТУ.

Контейнеры изготавливаются трех видов: с металлическим каркасом (полимер-контейнерные балластирующие устройства), без металлического каркаса и спаренные.

В зимнее время заполнение балластирующих устройств контейнерного типа производят рыхлым грунтом, без примесей льда и снега.

Гибкое полотнище из геотекстильных материалов применяется в водонасыщенных минеральных грунтах. При этом засыпку газопровода ведут в две стадии: присыпка экскаватором газопровода на 0,4-0,5 м выше верхней образующей (не допуская поперечного смещения газопровода), засыпка бульдозером с образованием валика грунта над газопроводом.

При балластировке газопровода с применением нетканых синтетических материалов соединение полотен в продольном направлении производится укладкой внахлест (не менее 0,5 м), а в поперечном направлении - сваркой или прошивкой синтетическими нитками.

Спаренные контейнеры представляют собой два мешка из технической (геотекстильной) ткани, соединенных между собой полотном на промышленном швейном оборудовании. Они заполняются грунтом вне строительной полосы, навешиваются на газопровод краном-трубоукладчиком и применяются при отсутствии минерального грунта в отвале или, когда невозможно удалить воду из траншеи. Контейнеры заполняются грунтом на специальном загрузочном бункере с послойным трамбованием грунта трамбовочными механизмами. При отрицательной температуре контейнер заполняют в условиях, исключающих смерзание грунта.

Анкерные устройства могут быть винтового типа, раскрывающегося типа и вмораживаемые. Каждый тип состоит из самого анкера, анкерной тяги и силового пояса. Ширина силового пояса выбирается из условия допустимых контактных напряжений на стенку трубы.

Вмораживаемые анкеры применяются при прокладке газопровода в вечномерзлых грунтах. В пучинистых грунтах анкеры снабжаются ограничителями усилий.

Винтовые анкеры применяются в глинистых и суглинистых грунтах, а анкеры раскрывающегося типа - в песчаных и супесчаных грунтах.

Вмораживаемые анкеры применяются в твердомерзлых песчаных и глинистых грунтах при условии нахождения анкеров (рабочих лопастей) в вечномерзлом грунте в течение всего срока их эксплуатации.

К твердомерзлым относятся песчаные и глинистые грунты, если их температура ниже значений, равных:

- для песков крупных и средней крупности - минус 0,1 °С;

- для песков мелких и пылеватых - минус 0,3 °С;

- для супесей - минус 0,6 °С;

- для суглинков - минус 1,0 °С;

- для глин - минус 1,5 °С.

Длина части анкера, взаимодействующая с многолетнемерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода, должна быть не менее 1 м (СНиП 2.02.04). Конструкция ограничителя усилий обеспечивает работоспособность анкера:

- на участках болот - в течение всего периода эксплуатации;

- на участках минеральных грунтов - в течение периода времени, необходимого для полной стабилизации свойств грунтов обратной засыпки (3-7 лет).

Средняя расчетная температура грунта по длине вымороженной части анкера, при которой возможна установка вмораживаемых буроспускных анкеров, должна быть не выше минус 0,5 °С для песчаных грунтов и минус 1 °С - для глинистых грунтов.

Установка вмораживаемых анкеров в многолетнемерзлые грунты производится в зимний период с выдержкой без засыпки траншеи для обеспечения смерзания анкеров с грунтом для получения расчетной удерживающей способности.

Погружение анкеров в грунт производится буроспускным и опускным способами. Отклонения положений анкеров от проектных не должны превышать: 5 см по глубине и ±0,5 м вдоль газопровода.

Буроспускной способ применяется в твердомерзлых грунтах при их температуре не ниже 0,5 °С.

Опускной способ целесообразно применять в грунтах песчаного и песчано-глинистого состава, содержащих не более 15% крупнообломочных включений при средней температуре грунтов по глубине погружения минус 1,5 °С и ниже.

Диаметр разрабатываемой в многолетнемерзлых грунтах скважины должен превышать диаметр диска, устанавливаемого в нее анкера не менее чем на 3 см при диаметре анкера до 200 мм и на 5 см - при диаметре анкера свыше 200 мм. При этом пространство между стенками скважин и анкером должно быть заполнено грунтовым (песчаным) раствором, состав и консистенция которого подбираются в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01.

Для погружения анкеров опускным способом с парооттаиванием грунта следует применять передвижной парогенератор с рабочим давлением 1,0 МПа, например, типа Д-563, резинотканевые пароотводные шланги на давление 1,5-2,0 МПа по ГОСТ 18698 и комплект паровых игл, изготовляемых из стальных труб диаметром 25-30 мм.

Производительность парогенератора следует выбирать по количеству одновременно работающих паровых игл, исходя из расчетного срока расхода пара 15-20 кг/ч на одну работающую иглу.

Приемочный контроль качества балластировки и закрепления газопроводов производится с целью проверки соответствия выполненных работ проекту.

Проверяется правильность:

- количества установленных утяжелителей и анкерных устройств;

- расстояния между утяжелителями или анкерными устройствами;

- длины балластируемых участков.

Несущая способность анкеров проверяется в соответствии с требованиями ГОСТ 5686, испытывается 2% количества установленных на каждом участке.

Выполнение балластировки газопровода оформляется отдельным актом приемки работ.

5.Сварочно-монтажные работы

При строительстве используют хорошо освоенные и зарекомендовавшие себя схемы организации работ, учитывающие специфические особенности, присущие такому материалу, каким является ПЭ.

Использование ПЭ труб позволяет значительно повысить скорость выполнения сварочных работ и соответственно наращивание плети. Одна сварочная бригада за смену сваривает до 250м труб длиной по 6,5м и до 3000м при использовании длинномерных труб. Соответственно под эту скорость должны задаваться скорости выполнения всех подготовительных операций.

К подготовительным работам приступают после получения разрешения на строительство, получение проектно-сметной документации и создания геодезической разбивочной оси заказчика.

Перед началом строительства СМО должна выполнить на трассе следующие работы:

- контроль геодезической разбивки (принимается по акту от заказчика)

- планировку трассы

- земляные работы

- транспортировку труб

- раскладка труб на трассе

- установку сварочного агрегата

* Геодезические знаки устанавливаются на углах поворота трассы (не менее 2 - х на каждое направление)

* на прямолинейных участках через 500 м

* на переходах через реки, овраги и др. препятствия

* в местах ответвлений Уточнение пересечений, оформляется актом разбивки.

Планировка включает в себя корчевку деревьев, расчистку снега и т. д. с таким расчетом, чтобы ширина была не менее 1,5м и на ней можно было разместить оборудование для сварки.

Временные дороги обычно однополосные с уширением для разворотов.

Земляные работы заключаются в рытье траншеи под трубы и устройстве котлованов под колодцы и коверы.

Размеры траншеи принимаются по СП 45.13330.2017 и должны быть:

- Де +200мм - для труб 0 до 110 мм включительно

- Де +300мм - для труб 0 > 110 мм и выше

При этом ширина должна быть не менее 250 мм для труб Де до 50 мм включительно.

Допускается уменьшение ширины траншеи вплоть до диаметра укладываемой трубы при условии, что температура трубы при укладке не была выше +20°С. Летом это условие может быть выполнено путем укладки в холодное время суток.

По СП 45.13330.2017 глубина прокладки не менее 1м до верха трубы, а для районов с температурой -40°С - 1,4м. В местах движения транспорта глубину увеличивают на 0,2 - 0,5 м. Для скальных грунтов учитывают подсыпку.

В местах расположения Седловых отводов дно траншеи понижается на 3 -5см поскольку отводы обеспечивают некоторое возвышение отводящей трубы по отношению к трубе основного распределительного газопровода.

Разработку траншей выполняют с помощью роторных, одноковшовых экскаваторов, баровых машин и специальных траншеекопателей.

Отвал устраивается со стороны возможного притока талых или дождевых вод.

На переходах через дороги используют те же методы, что и для стальных газопроводов, преимущество отдается методу прокола с использованием пневмопробейников и гидропробойников.

Углы поворота, запланированные упругим изгибом, выполняют плавным поворотом ножа экскаватора, крутые углы выполняются при помощи отводов.

Длина очищаемого участка трассы на 2 - 3 смены.

К моменту укладки газопровода необходимо произвести проверку глубины вскрытой траншеи согласно проектным отметкам, окончательную зачистку и выравнивание дна траншеи вручную.

Перед укладкой трубы отбраковывают (сварщик).

Трубы раскладывают на трассе в зависимости от принятой схемы проведения работ.

Все подготовительные работы по сооружению газопровода из ПЭ труб должны быть отражены и оформлены в журнале производства работ.

Транспортировка и хранение

1) Трубы мерной длины связывают в пакеты по 3-5 т, пакеты скрепляют в двух местах на расстоянии 2-2,5 м. Трубы в бухтах скрепляются в 6 местах

2) Соединительные детали упаковываются в ящики, пакеты, мешки

3) Транспортировка автомобильным транспортом (в основном) длина свешиваемого конца не более 1,5 м. Опорки поверхности транспорта должны быть деревянными, резиновыми, или др. мягкими материалами.

4) Хранятся трубы и детали в закрытых не отапливаемых помещениях, исключающих деформацию, попадание нефтепродуктов.

5) Запрещается хранить вместе с трубами легковоспламеняющиеся вещества.

6) Высота штабеля связок труб 2-4 м.

7) Погрузка с помощью мягких строп, перекатки по лагам

8) Гарантийный срок хранения 2 года

6.Схемы сварочных работ

Существует основные 4 организационные схемы проведения сварочных работ.

Трассовая схема - при наличии у сварочной бригады сопровождающего автотранспорта с автом. источником электроснабжения и вспомогательным оборудованием.

Сварка труб мерной длины, уложенных по трассе строительства торец в торец с перемещением сварочной машины от стыка к стыку.

Базовая схема - сварка труб мерной длины в отдельные секции на базе с последующим вывозом секций на трассу. Применяется редко, при невозможности расположить оборудованием 1пл - 12-18м. Может сочетаться с трассовой (1бр. - готовит секции, другая - сварку на трассе).

Стендовая - сварка труб мерной длины, уложенных на трассе рядом со сварочным аппаратом, методом их протаскивания по мере наращивания. Используется, если есть возможность протаскивания без повреждения (дополнительные роликовые опоры, смежный наст и т. д.)

Индустриальная - сварка длинномерных труб между собой после их разматывания. Рациональна из-за большой производительности. При длине труб 250 м, производится до 3 км за смену. Не может применяться при температуре ниже +5

Производить: (по технологии) 20-35 соединений на 1 стыковую машину и 12-25 соединений в смену на аппарат.

При увеличении машин: 30-45 соед - встык 25-45 соединений

Стыковую сварку применяют для межпоселковых из труб мерной длины Сварку с зн - при строительстве внутрипоселковых с использованием седловых отводов и газопроводов из длинномерных труб. ± для стыковки плетей, ремонтных работ

7.Укладка и засыпка

Организационные мероприятия и последовательность выполнения работ по укладке и засыпке газопроводов принимаются исходя из принятого способа прокладки, который может быть открытым или бестраншейным.

Укладка в траншею газопровода производится не ранее, чем через 30 минут после сварки последнего стыка, чтобы стык остыл и набрал прочность.

Перед укладкой трубы осматривают, концы труб должны быть заглушены.

Обычно трубы укладывают вручную. Только для труб диаметром более 180 мм в ряде случаев используют автокран.

Возможно совмещение работ по укладке и рытью. В этом случае используют экскаваторы непрерывного действия, оснащенные устройством для укладки.

Во избежание падения плети используют временные перемычки из лесоматериалов.

В летний период газопровод укладывают «змейкой» и присыпают сразу на 15-30 см над верхом, чтобы температура не стала выше температуры траншеи.

Ночью газопровод распрямляется.

Если невозможно укладывать «змейкой» укладывают в холодное время суток.

При поступлении труб в катушках их разматывают либо с подвижной, либо с неподвижной катушки (протаскиванием).

Разматывание труб производят при температуре не ниже +5°С (можно разогревать бухты).

До начала работ по присыпке:

- проверить проектное положение, плотное прилегание по дну, качество подсыпки

- качество изоляции стальных вставок

- устроить подъезд для привоза грунта

- получить письменное разрешение на засыпку

- выдать наряд-задание машинисту

Присыпают сразу после укладки.

Засыпку производят после его испытания. Обязательное трамбование.

Укладывается сигнальная лента.

Также при укладке применяется метод протаскивания и заглубления.

8.Сварка наружных трубопроводов встык нагретым инструментом

При сварке встык поверхности свариваемых деталей выравниваются на нагревателе под давлением, нагреваются до температуры сварки при уменьшенном давлении и после удаления нагревателя соединяются под давлением. На рисунке (4) показан принцип этой процедуры.

Рисунок 2 - Принцип сварки встык трубы нагретым инструментом



9.Подготовка к сварке

Перед началом сварки с помощью прибора для измерения температуры поверхности необходимо проконтролировать температуру нагревателя в области соприкосновения с заготовкой. Сварку не следует начинать раньше, чем через 10 минут после достижения требуемой температуры нагревателя.

Для обеспечения качественного сварного соединения нагреватель необходимо очистить с помощью салфетки без ворса перед каждой сварочной операцией. Антиадгезионное покрытие инструмента в рабочей зоне не должно иметь повреждений.

Усилия (или давления) сжатия заготовок должны определяться для использования машин на основании представленной производителем документацией. Во время выполнения сварочных работ, необходимо экспериментальным методом определять величины усилий, устанавливающих по показаниям индикатора сварочного оборудования при медленном перемещении заготовки, подлежащей сварке, и добавляют к ранее определенным усилиям смыкания.

Номинальные толщины стенок свариваемых частей в области их соединения должны соответствовать друг другу.

Трубы и фитинги выравнивают в осевом направлении (отцентровывают) в сварочном оборудовании до их зажима. Легкое осевое перемещение частей, подлежащих сварке, должно быть обеспечено, например, с помощью роликоопор.

Соединяемые поверхности должны подвергаться механической обработке чистым, незамасленным инструментом непосредственно перед сваркой и быть параллельным в зажатом положении.

Максимальный зазор между поверхностями после торцевания представленных значений в таблице 1.



Таблица 1.Максимальный зазор между свариваемыми зонами

Зазор и смещение кромок соединяемых заготовок, оказывающие серьезное влияние на прочность соединения, необходимо контролировать. При подготовке к сварке должно быть достигнуто минимальное смещение кромок, не превышающее 10% толщины стенки.

Обработанные области сварки должны быть чистыми, при загрязнении необходимо очисть поверхность повторно. Стружку, попавшую в трубу, обязательно удаляем.

10.Процедура сварки

Области, подлежащие сварке, нагревают до 240±8 °С и соединяют под давлением после удаления нагревателя. Рисунок (5) показывает стадии процесса.



Рисунок 3 - Стадии процесса сварки нагретым элементом встык

Рекомендуемые значения для сварки встык нагретым инструментом труб, фитингов и листов из ПВДФ при температуре окружающей среды 20 °С и умеренном воздушном потоке приведены в таблице 2.

Таблица 2. Рекомендуемые значения для сварки встык нагретым инструментом



11.Выравнивание

Соединяемые поверхности выравниваются до получения плотного контакта поверхности трубы с нагревательным элементом, которое определяется визуально. Выравнивание заканчивается, когда высота валиков достигает значений, указанных в таблице (та, что выше), по всей окружности трубы или собственно по свариваемой поверхности листа. Появление валика заданного размера - показатель полного контакта соединяемых областей с нагревателем. В течение всего процесса выравнивания действует давление, равное 0.1 МПа.

12.Нагрев

При нагреве соединяемые области должны контактировать с нагревателем при низком давлении, достаточным для сохранения плотного контакта заготовок с ним. При нормальных условиях сварки давление снижается до значения 0.01 МПа. Во время нагрева тепло поступает в соединяемые области на глубину, достаточную для сварки. Время нагрева приведено в таблице (2).

Рисунок 4 - Распределения температуры в трубах с разной толщиной стенки



13.Удаление нагревателя

После нагрева соединяемые поверхности должны быть отсоединены от нагревателя так, чтобы нагретые области не были подвержены загрязнению или повреждениям и быстро были соединены до достижения непосредственного контакта. Время перехода, называемого также технологической паузой, не должно превышать значения, обозначенных в таблице (2).

14.Соединение

Поверхности, подлежащие сварке, должны соприкоснуться со скоростью близкой к нулю. Заданное давление сжатия должно нарастать линейно. Значения времени его нарастания показано в таблице (2). Давление сжатия составляет (0.1±0.01) МПа. Для того, чтобы получить качественное пятно контакта, необходим контроль времени нарастания давления сжатия и времени охлаждения согласно таблице (2). Прилагать механические нагрузки к сварному соединению разрешается только после продолжительного остывания.

После сварки должен появиться правильный двойной валик, размер которого обозначает его качество. Размер «К» всегда должен быть больше 0



Рисунок 5 - Вид валика при сварке трубы нагретым инструментом

Основное оборудование для сварки встык нагретым инструментом

Рисунок 6 - Состав оборудования с механическим приводом для стыковой сварки



Рисунок 7 - Состав оборудования с гидравлическим приводом для стыковой сварки

В состав оборудования обязательно входит:

· Центратор с одним или двумя неподвижными зажимами для трубы (1) и одним или двумя подвижными зажимами (2).

· Центратор располагается на раме (3).

· Подвижные хомуты приводятся в движение с помощью давления масла в гидросистеме, производимого гидравлическим агрегатом, или с помощью ручки механического привода (4).

· Для очистки и выравнивания торцов свариваемых труб перед нагревом служит торцеватель (5), который может быть электрическим или механическим.

· Для нагрева свариваемых торцов предназначено сварочное зеркало (6).

· Торцеватель и зеркало могут быть закреплены на раме центратора, а могут храниться на подставке (7).

· Для фиксации труб различных диаметров служат сменные вкладыши (7) для подвижного и неподвижного зажимов центратора.

15.Технологическая карта сварки встык нагретым инструментом труб ? 225 мм из ПЭ 80

Таблица 2

Дополнительные технологические требования по сварке:

- очистить поверхности концов свариваемых труб сначала ветошью увлажненной, а затем сухой ветошью на длину не менее 50 мм от торцов;

- установить и закрепить трубы в зажимах центратора установки для сварки

- отцентрировать трубы по наружной поверхности таким образом, чтобы максимальная величина смещения наружных кромок не превышала 10% от номинальной толщины стенки свариваемых труб;

- отторцевать свариваемые поверхности труб непосредственно в свариваемой установке;

- еще раз проверить центровку труб и отсутствие недопустимых зазоров в стыке (допускаемый зазор в стыке 0,3 мм). Зазоры измеряют лепестковым щупом (ГОСТ 882-75) с погрешностью 0,05 мм;

- произвести замер усилия при холостом ходе подвижного зажима центратора и установки с закрепленной в нем трубой и скорректировать величину усилий Рпл, Руд, Рос;

- установить требуемые параметры режима сварки и произвести сварку контролируемого соединения;

- после сварки произвести охлаждение стыка под давлением осадки в течение времени tохл;

- проставить клеймо сварщика маркером на наружной поверхности трубы.

Таблица 3. Требования к контролю качества

Метод контроля	Наименование (шифр) НД	Объем к. (%, кол-во обр.)
1.Визуальный и измерительный	СП 42-101-2003 СП 42-103-2003	100%
2.Ультразвуковой	Инструкция (ОАО “Росгазификация ” 1999г)	12%
3.Испытание на статическое растяжение	ГОСТ 11262-80 СП 42-103-2003	8%

16.Расчёт общего времени сварки трубопроводов

Исходные данные:

- Диаметр трубопроводов-отводов к домам ?32 ПЭ80.

- Протяженность трубопроводов-отводов к домам 3400 м.

- Диаметр наружного трубопровода ?225 ПЭ80.

- Протяженность наружного трубопровода 8000 м.

- Глубина траншеи 1.5 м.

Основные характеристики трубы:

- Труба ПЭ-80 ГАЗ SDR?11 - 225Ч20,5 ГОСТ Р 50838-2009

Произведем расчёт времени сварки встык нагретым инструментом полиэтиленовой трубы диаметром 225 мм, SDR 11. Время нагрева, выдержки и остывания будем принимать в соответствии с СП 42-103-2003. Температуру окружающего воздуха примем от 0 до +20°С.

- Температура рабочей поверхности нагретого инструмента:

= 210±10 °С.

- Время нагрева: 250 с.

- Технологические паузы: = 5 c.

- Время охлаждения: = 23 мин.

- Время нарастания давления осадки: = 14 c.

- Время оплавления не учитывается.

Определяем количество стыков по формуле (1):

шт.

Время сварки одного сварного шва найдём по формуле (2):

; (2)

Общее время сварки определяется путём умножения времени сварки ( одного шва на количество стыков ():



; (3)

На сварку наружного трубопровода ?225 ПЭ80 SDR?11 у нас уйдёт примерно 36 часов.

Далее выполним сварку = 315 седловых отводов при врезке трубопровода ?32 в трубопровод ?225 мм, с помощью закладного нагревательного элемента.

Время сварки и охлаждения:

- Время сварки: 60 с.

- Время охлаждения до 70 °С : 10 мин.

Так как мы используем, седловидные отводы нам нет необходимости дожидаться охлаждения после сварки каждого отвода, потому что мы можем переходить на сварку в другом участке. Время охлаждения будем учитывать только у последнего стыка, чтобы после проверить соединение на герметичность. Время сварки 315 седловидных отводов определим по формуле (7):

Далее необходимо выполнить сварку трубопровода ?32 муфтами с ЗН для того, чтобы осуществить переход пластик- сталь.

- Время сварки: 40 с.

- Время охлаждения до 70 °С : 8 мин.

; (8)

Общее время выполнения сварочных работ найдём согласно формуле (9):



Заключение

В данной курсовой работе мною была произведена газификация посёлка из 315 домов. По началу я составил технологическую карту сварки полиэтиленовых труб диаметром 225мм из ПЭ80. После - рассчитывал время сварки трубопроводов.

Были изучены в деталях сварочно-монтажные работы, а, также, такой метод сварки, как сварка трубопровода встык нагретым инструментом.

Был произведен расчёт времени сварки полиэтиленовых труб, которое необходимо будет затратить для обеспечения герметичности газопровода на всём участке.



Список используемой литературы

1.СТО Газпром 2-2.1 - 093 - 2006. «Газораспределительные системы. Альбом типовых решений по проектированию и строительству (реконструкции) газопроводов с использованием полиэтиленовых труб», ИРЦ «Газпром», М. 2007 г.

2.СП 42-101-2003. «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб».

3.СП 42-103-2003. «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов».

4.Горелов С. А., Горяинов Ю. А., Васильев Г. Г., Чугунов Л. С., Земенков Ю. Д., Прохоров А. Д., Стативко В. Л. «Сооружение и реконструкция распределительных сетей газоснабжения», М.: Недра, 2002 г.

5.Шурайц А.Л., Каргин В.Ю., Вольнов Ю.Н. «Газопроводы из полимерных материалов: Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации», Саратов: Издательство «Журнал Волга-XXI век», 2007 г.

6.ГОСТ Р 50838-2009 (ИСО 4437:2007) «Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия».

Размещено на Allbest.ru

...