Основы труб нефтегазовой промышленности

Чтобы полностью разобраться в классах труб и спецификациях труб, необходимо знать основы труб.

Труба входит в состав очень большой количества частей любого технологического оборудования. Если посмотреть на нефтедобывающие платформы, нефтеперерабатывающие заводы и нефтехимические комплексы, то одна вещь, которая привлекает внимание, - это сложная сеть трубопроводов. Трубопровод используется для транспортировки различных технологических материалов от одного оборудования к другому. Но почему?

Завод по переработке - это место, где выполняется ряд мероприятий, в частности, заказанных для превращения сырья в полезный продукт. Связанные трубы и компоненты труб используются для транспортировки сырья, промежуточного продукта и конечного продукта в желаемое местоположение.

Что такое труба?

Труба представляет собой прямую герметичную цилиндрическую полость, используемую в трубопроводной системе для транспортировки жидкости, газа и иногда твердых частиц.

Классификация труб (типы труб, используемых для нефти и газа)

Различные типы труб используются в различных конструктивных условиях, учитывая технические и промышленные параметры. Для малых и средних размеров, бесшовные трубы более популярны, тогда как для больших диаметров сварные трубы более экономичны.

Основываясь на способе изготовления труб, трубы в основном подразделяются на две категории бесшовные и сварные. Сварные трубы далее классифицируются на основе метода сварки. Существует два способа сварки труб: первый - с присадочным металлом, второй - без присадочного металла.

Процесс дуговой сварки под флюсом - это сварка присадочным металлом, тогда как ERW / EFW и HFW не являются методами сварки под присадкой для сварки труб. Трубы SAW далее классифицируются как трубы с прямыми и спиральными швами. Трубы с прямым швом также известны как L-SAW или трубы с длинным швом SAW. Прямая труба SAW среднего диаметра имеет одинарный шов, а труба большого диаметра - двухсварной.

Ниже изображение для легкого понимания.


SAW - дуговая сварка под флюсом 

ERW - электрическая сварка сопротивлением

EFW - контактная электросварка c большим сопротивлением

HFW - высокочастотная сварка

Что такое класс трубы?

Класс трубопровода или класс труб - это документ, в котором указывается тип компонентов, таких как тип трубы, schedule, материал, номинальное давление фланцев, типы ответвлений, типы клапанов и материал отделки клапана, прокладка и все другие специфические требования к компонентам, которые должны использоваться для разных жидкостей при разных условиях эксплуатации на заводе.

Класс труб разрабатывается с учетом рабочего давления, температуры и агрессивной среды. Различные спецификации материалов разделены в отдельный «класс трубопровода». Класс трубы является частью спецификации трубопровода.

Короткий номер используется для покрытия всей информации, применимой к данному сорту трубы. Этот класс труб также включается в номер строки, чтобы инженер-строитель мог легко определить требуемый материал.

Что такое спецификация для трубопровода?

Спецификации для трубопровода - это технические документы, которые создаются частными компаниями для удовлетворения дополнительных требований, применимых к конкретному продукту или применению.

Спецификации трубопроводов содержат особые / дополнительные требования к материалам, компонентам или услугам, которые выходят за рамки кодовых и стандартных требований. Например, если вы хотите использовать трубу A106 Gr B с максимальным содержанием углерода 0,23% при стандартных требованиях макс. 0,3%, Вы должны указать это требование в спецификации покупки.

Что требуется для сертификации?

Это позволяет покупателю включать особые требования в соответствии с дизайном и условиями обслуживания.

Это также позволяет изготовить продукт по заказу клиента..

Обратите внимание, что требование в спецификации должно удовлетворять потребности.

Как правило, нефтегазовые предприятия создают свои собственные спецификации на этапе FEED (подготовка проектной документации) , которые представляют собой предварительное проектирование и разработку, или иногда используют доступные спецификации от хорошо зарекомендовавших себя компаний, таких как Shell, Bechtel, EIL и Chevron.

Что такое компоненты трубопровода?

Компоненты трубопровода - это механические элементы, подходящие для соединения или сборки в герметичную систему трубопроводов, содержащую жидкость. Компоненты включают трубы, трубки, фитинги, фланцы, прокладки, болты, гайки, клапаны, компенсаторы, шланги, трубки, сифоны, фильтры, сепараторы, регулирующие клапаны, предохранительные клапаны, глухие фланцы, обтюраторы и капельные кольца и т. д.

Что такое система трубопровода?

Систему трубопровода может определить, как соединенные вместе компоненты трубопровода для выполнения некоторых конкретных действий, таких как транспортировка, распределение, смешивание, разделение, разгрузка, измерение, контроль или остановка потоков жидкости.

Размеры труб

Размеры труб указаны в размерах и номенклатуре. Три разных термина обычно используются для определения размера труб.

NPS - номинальный размер трубы

NB - внутренний диаметр трубы

DN - номинальный диаметр


Размеры труб указаны в следующих стандартах

ASME B36.10 - Сварные и бесшовные сварные стальные трубы (углеродистая и легированная сталь)

ASME B36.19 - Трубы из нержавеющей стали

Что такое труба малого диаметра и труба большого диаметра?

В проекте можно встретить такие термины, как маленький и большой диаметр трубы.

Трубы малого диаметр

Размер трубы до 2" считается трубой малого диаметра. Тем не менее, некоторые компании считают трубу диаметром до 2,5" небольшим диаметром.

Труба большого диаметра

Размер трубы выше 2 ″ считается трубой с большим диаметром.

Длина трубы

Длина трубы указывается в метрах или футах. Во время производства трубы не производятся одинаковой длины, а при строительстве технологического завода могут потребоваться  трубы различной длины. Для решения этой проблемы в стандарте определены длины труб в единичной случайной и двойной случайной категориях.

Одиночные случайные трубы:

Эти трубы имеют длину от 4,8 до 6,7 м с длиной 5% от 3,7 до 4,8 м.

Двойные случайные трубы:

Эти трубы имеют минимальную длину в среднем 10,7 м и минимальную длину 4,8 м с длиной 5% от 4,8 до 10,7 м.

Конец трубы

Трубы бывают следующих типов:

Гладкие концы - этот тип конца используется при использовании сварных фитингов раструбного типа.


Преимущества:

  1. Выравнивание проще, чем сварка встык.
  2. Нет проникновения сварного металла в отверстие

Недостатки:

  1. Выточка конца трубы 1/16" (1,5 мм) собирает жидкость.
  2. Использование не разрешено стандартом, если ожидается сильная эрозия или щелевая коррозия.

Концы со скосом кромки - этот тип конца используется, когда используются сварные фитинги стыкового типа.


Преимущества:

  1. Самый практичный способ соединения труб большого диаметра
  2. Надежное герметичное соединение
  3. Соединение может быть проверено рентгенологически

Недостатки:

  1. Нарушение сварного шва повлияет на поток
  2. Необходима конечная подготовка 

Концы с резьбой - концы такого типа используются с резьбовыми соединениями в трубопроводной системе.


Преимущества:

  1. Легко устанавливаются на месте
  2. Может использоваться там, где сварка запрещена из-за опасности возгорания

Недостатки:

  1. Соединение может протечь, если оно не герметично закрыто
  2. Использование запрещено стандартом, если ожидается сильная эрозия, щелевая коррозия, удары или вибрация.
  3. Прочность трубы уменьшается, поскольку резьба уменьшает толщину стенки.
  4. Может потребоваться сварка уплотнения
  5. Стандарт указывает, что сварка уплотнения не должна рассматриваться как способствующая прочности соединения.

Торцевые и раструбные концы - этот тип конца обычно используется в трубопроводе из высокопрочного чугуна и неметаллических трубопроводах, таких как ПВХ, ПВП / СПТ.


Преимущества:

  1. Легко устанавливаются на месте.
  2. Может допускать перекос до 10 ° на стыках труб.

Недостатки:

  1. Подходит для применения под низким давлением.
  2. Требуется специальная конфигурация на концах трубы.

Фланцевые окончания - используйте там, где требуется болтовое соединение.


Преимущества:

  1. Легко устанавливается на месте
  2. Может использоваться там, где сварка запрещена из-за свойств материала или опасности возгорания.
  3. Разборка очень проста

Недостатки:

  1. Это место потенциальной утечки
  2. Не может использоваться, когда трубопровод подвергается высокому изгибающему моменту.

Концы с трапециидальной резьбой - используются в стеклянных трубах и соединяются болтами с использованием опорных фланцев.

Используется только для стеклянных труб и не способен выдерживать высокое давление.

Другие материалы
Сталь C35R - 1.1180
Сталь CLC 17-13-5-LN - 1.4439
Сталь GX40NiCrSiNb35-18 - 1.4807
Сталь B 500 G3 - 1.0466
ANSI / ASME B16.48
ASTM B752
Сплав LC-NiCr15Fe - 2.4817
Сталь 03Х17Н13М2