трубопровод для транспортирования газов

Формула изобретения

1. Трубопровод для транспортирования газов, преимущественно при высоком давлении, состоящий из двух концентрично установленных труб, межтрубное пространство между которыми разделено по длине поперечными перегородками на ряд изолированных участков, снабженных системой контроля, отличающийся тем, что перегородки установлены на внутренней трубе с натягом и снабжены аварийными клапанами.

2. Трубопровод для транспортирования газов по п.1, отличающийся тем, что межтрубное пространство заполнено нейтральным газом с антикоррозионными добавками.

3. Трубопровод для транспортирования газов по п.1, отличающийся тем, что в нижней части наружной трубы каждого межтрубного участка размещена система удаления конденсата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при эксплуатации магистральных трубопроводов для транспортирования газа при высоких давлениях.

Известно устройство для транспортирования коррозионно-активных газов (патент РФ 20 64120, F 17 D 1/02, 1996, БИ 20), содержащее металлический высоконапорный трубопровод и размещенный внутри него соосный эластичный трубопровод, межгрубное пространство между которыми заполнено малосжимаемой антикоррозионной жидкостью и разделено по длине на ряд изолированных секций, снабженных компенсаторами, соединенными с межтрубным пространством и полостью эластичного трубопровода на определенном расстоянии от начальной точки секции. При этом длина каждой секции межтрубного пространства уменьшается по мере удаленности от начала трубопровода и не превышает определенной расчетной величины.

Однако такой трубопровод не предназначен для транспортирования газов при высоких рабочих давлениях, что снижает его производительность и надежность и может привести к разрушению трубопровода и нарушению экологии окружающей среды.

Известен трубопровод (SU 1033812, F 16 L 9/16, 57/00, опубл. 07.08.1983), включающий гасители лавинного разрушения, выполненные в виде полос из материала со структурой, отличной от структуры материала трубы, и расположенные по спирали. Полосы выполнены в виде многозаходной спирали с переменным шагом, при этом шаг спирали уменьшается к концам спирали до замыкания ее в кольцо.

Недостаток такой конструкции трубопровода заключается в том, что при обработке трубы для создания гасителей лавинного разрушения возникают тепловые деформации, возможна разгерметизация трубы и при разрушении конструкции нанесение ущерба окружающей природной среде.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для контроля за состоянием магистрального трубопровода (а.с. СССР 836453, F 17 D 1/10, 1981, БИ 21), состоящее из двух концентрично установленных труб, межтрубное пространство между которыми заполнено жидкостью, разделено поперечными перегородками на участки, каждый их которых снабжен прибором контроля, соединенным с межтрубным пространством.

Однако указанное устройство требует значительных затрат для установки катодной защиты трубопровода от коррозии, обеспечивает только систему контроля за аварийностью трубопровода, но не предотвращает протяженных лавинных разрушений внутреннего трубопровода и не всегда обеспечивает надежную защиту окружающей среды при аварийных ситуациях.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении экологической безопасности трубопровода и эксплуатационной надежности за счет предотвращения протяженных лавинных разрушений внутреннего трубопровода при транспортировании газа при повышенных рабочих давлениях.

Поставленная задача решается за счет того, что в трубопроводе для транспортирования газов, преимущественно при высоком давлении, состоящем из двух концентрично установленных труб, межтрубное пространство между которыми разделено по длине поперечными перегородками на ряд изолированных участков, снабженных системой контроля, согласно изобретению перегородки установлены на внутренней трубе с натягом и снабжены аварийными клапанами.

Кроме того, межтрубное пространство заполнено нейтральным газом с антикоррозионными добавками, а в нижней части наружной трубы каждого межтрубного участка размещена система удаления конденсата.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена конструкция трубопровода, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Трубопровод (фиг.1) состоит из внутренней трубы 1, наружной трубы 2, поперечных перегородок 3 с аварийными клапанами 4 и системой удаления конденсата 5.

Трубопровод изготавливают следующим образом. Внутреннюю трубу 1 сваривают кольцевым монтажным швом с другой трубой. Затем на концевом участке устанавливают перегородку 3 и стягивают ее болтами 6 (фиг.2) для наведения в стенке трубы заданного поля сжимающих напряжений, величиной не менее 0,7-0,8 от предела текучести материала трубы. Контроль сжимающих напряжений осуществляют магнитно-шумовым или другими методами. На полученную конструкцию устанавливают и приваривают к перегородке 3 наружную трубу 2. На второй конец внутренней трубы 1 также устанавливают перегородку 3 с наведением в трубе поля сжимающих напряжений и производят сварку перегородки с наружной трубой.

Наведение в стенке трубы заданного поля сжимающих напряжений необходимо для обеспечения такого напряженного состояния на участке трубопровода с установленной перегородкой, которое создает условия для торможения трещины. Наведенные сжимающие напряжения в зоне установки перегородки позволяют исключить рабочие растягивающие напряжения, которые задают в соответствии с нормативными актами такой же величины, т.е. не более 0,7-0,8 от величины предела текучести материала трубы. На участках трубопровода, где установлены перегородки, при работе трубопровода растягивающие напряжения практически будут отсутствовать, и трещина в таких условиях развиваться не может.

Трубопровод работает следующим образом.

Во внутреннюю трубу 1 подают транспортируемый газ при заданной величине рабочего давления (100 атм и более). При эксплуатации трубопровода в случае разгерметизации его внутренней трубы аварийным клапаном 4 фиксируется выход газа из образовавшейся трещины и конкретный разрушенный участок трубопровода. Один аварийный клапан 4 контролирует возможную аварийную ситуацию на двух соседних участках межтрубного пространства, что позволяет устанавливать клапаны 4 не на каждой перегородке. При срабатывании аварийного клапана 4 сигнал от него подается на диспетчерский пульт для принятия мер по предотвращению разрушения наружного трубопровода. В случае мгновенного разрушения внутреннего трубопровода трещина начинает распространяться по стенке и достигает зоны в трубе под перегородками с наведенным полем сжимающих напряжений. В этом случае трещина будет тормозиться или закольцуется по периметру. Это позволяет ограничить длину разрушения внутреннего трубопровода в пределах одной трубы и исключить протяженные лавинные разрушения, характерные для магистральных трубопроводов.

Выброс транспортируемого продукта при разрушении внутреннего трубопровода происходит в межтрубное пространство, что позволяет надежно защитить окружающую среду при возникновении аварийных ситуаций.

Заполнение межтрубного пространства трубопровода нейтральным газом с антикоррозионными добавками и наличие системы удаления конденсата позволяют исключить коррозию внутреннего трубопровода и внутренней стенки наружного трубопровода, внешняя стенка которого защищена от коррозии наружным антикоррозионным покрытием.

В результате появляется возможность отказаться от чрезвычайно дорогой по затратам катодной защиты трубопроводов от коррозии.

Применение трубопровода предлагаемой конструкции позволяет осуществлять постоянный мониторинг за его работой и локализовать протяженные лавинные разрушения, что обеспечит снижение аварийности на объектах магистрального трубопроводного транспорта.