Классификация трубопроводов
Технологические трубопроводы классифицируют по роду транспортируемого вещества, материалу труб, рабочим параметрам, степени агрессивности среды, месту расположения, категориям и группам.
По роду транспортируемого вещества технологические трубопроводы разделяются на нефтепроводы, газопроводы, паропроводы, водопроводы, мазутопроводы, маслопроводы, бензопроводы, кислотопроводы, щелочепроводы, а также специального назначения /трубопроводы густого и жидкого смазочного материала, трубопроводы с обогревом, вакуумпроводы/ и др.
По материалу, из которого изготовлены трубы, различают трубопроводы стальные /из углеродистой, легированной и высоколегированной стали/, из цветных металлов и их сплавов /медные, латунные, титановые, свинцовые, алюминиевые/, чугунные, неметаллические /полиэтиленовые, винипластовые, фторопластовые, стеклянные/, футерованные /резиной, полиэтиленом, фторопластом/, эмалированные, биметаллические и др.
По условному давлению транспортируемого вещества трубопроводы разделяют на вакуумные, работающие при давлении ниже 0,1 МПа, низкого давления, работающие при давлении до 10 МПа, высокого давления /более 10 МПа/ и безнапорные, работающие без избыточного давления.
По температуре транспортируемого вещества трубопроводы подразделяются на холодные /температура ниже 0°С/, нормальные /от 1 до 45°С/ и горячие /от 46°С и выше/.
По степени агрессивности транспортируемого вещества различают трубопроводы для неагрессивных, малоагрессивных, среднеагрессивных сред. Стойкость металла в коррозионных средах оценивают скоростью проникновения коррозии - глубиной коррозионного разрушения металла в единицу времени /мм/год/. К неагрессивной и малоагрессивной средам относят вещества, вызывающие коррозию стенки трубы, скорость которой менее 0,1 мм/год, среднеагрессивной - в пределах от 0,1 до 0,5 мм/год и агрессивной - более 0,5 мм/год. Для трубопроводов, транспортирующих неагрессивные и малоагрессивные вещества, обычно применяют трубы из углеродистой стали; транспортирующих среднеагрессивные вещества, - трубы из углеродистой стали с повышенной толщиной стенки /с учетом прибавки на коррозию/, из легированной стали, неметаллических материалов, футерованные; транспортирующих высокоагрессивные вещества, - только из высоколегированных сталей, биметаллические, из цветных металлов, неметаллические и футерованные.
По месторасположению трубопроводы бывают внутрицеховые, соединяющие отдельные аппараты и машины в пределах одной технологической установки или цеха и размещаемые внутри здания или на открытой площадке, и межцеховые, соединяющие отдельные технологические установки, аппараты, емкости, находящиеся в разных цехах.
Внутрицеховые трубопроводы по конструктивным особенностям могут быть обвязочные /около 70% общего объема внутрицеховых трубопроводов/ и распределительные /около 30%/. Внутрицеховые трубопроводы имеют сложную конфигурацию с большим количеством деталей, арматуры и сварных соединений. На каждые 100 м длины таких трубопроводов приходится выполнять до 80...120 сварных стыков. Масса деталей, включая арматуру, в таких трубопроводах достигает 41% от общей массы трубопровода в целом.
Межцеховые трубопроводы характеризуются довольно длинными прямыми участками /длиной до нескольких сот метров/ со сравнительно небольшим количеством деталей, арматуры и сварных соединений. Масса деталей в межцеховых трубопроводах /включая арматуру/ составляет около 3...4%, а масса П-образных компенсаторов - около 7%.
Трубопроводы с давлением до 10 МПа (100 кгс/см2) включительно в зависимости от класса опасности транспортируемого вещества (взрыво-, пожароопасность и вредность) подразделяются на группы (А, Б, В) и в зависимости от рабочих параметров среды (давления и температуры) - на пять категорий (I, II, III, IV, V).
Классификация трубопроводов приведена в таблице 1.
Категории трубопроводов определяют совокупность технических требований к конструкции, монтажу и объему контроля трубопроводов.
Класс опасности технологических сред определяется разработчиком проекта на основании классов опасности веществ, содержащихся в технологической среде, и их соотношений.
Категории трубопроводов устанавливаются разработчиком проекта для каждого трубопровода и указываются в проектной документации.
Допускается в зависимости от условий эксплуатации принимать более ответственную (чем определяемую рабочими параметрами среды) категорию трубопроводов.
По степени воздействия на организм человека все вредные вещества разделяют на четыре класса опасности /ГОСТ 12.1.005-76 и ГОСТ 12.1.007-76/: 1 - чрезвычайно опасные, 2 - высокоопасные, 3 - умеренно опасные, 4 - малоопасные.
По пожарной опасности /ГОСТ 12.1.004-76/ вещества бывают: негорючие НГ, трудногорючие - ТГ, горючие - ГВ, горючая жидкость - ГЖ, легковоспламеняющаяся жидкость - ЛВЖ, горючий газ - ГГ, взрывоопасные - ВВ.
Технологические стальные трубопроводы, рассчитанные на Ру до 10 МПа, в соответствии с инструкцией по проектированию технологических стальных трубопроводов на Р до 10 МПа /СН 527-80/ подразделяют на пять категорий /1-V/ и три группы /А, Б, В/, как показано в табл. 1.1.
Трубопроводы из пластмассовых труб /полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида/ в соответствии с инструкцией по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб /СН 550-82/ применяют для транспортировки веществ, к которым материал труб химически стоек или относительно стоек, и классифицируют по категориям и группам, установленным для стальных трубопроводов. При этом трубопроводы из пластмассовых труб запрещается применять для транспортирования вредных веществ 1-го класса опасности, взрывоопасных веществ и сжиженных углеводородных газов /СУГ/.
Трубопроводы из пластмассовых труб, по которым транспортируют вредные вещества 2-го и 3-го классов опасности, относят к категории 2 и группе А; легковоспламеняющиеся жидкости, горючие газы, горючие вещества, горючие жидкости относят к категории 3 и группе Б; а трудногорючие и негорючие - к категории 4 или 5 и группе В.
Таблица 1.1 Классификация трубопроводов Pу <= 10 МПа (100 кгс/см2)
| Группа | Транспортиру- емые вещества | Категория трубопроводов | |||||||||
| I | II | III | IV | V | |||||||
| Pрасч., МПа (кгс/ см2) | tрасч., град. C | Pрасч., МПа (кгс/ см2) | tрасч., град. C | Pрасч., МПа (кгс/ см2) | tрасч., град. C | Pрасч., МПа (кгс/ см2) | tрасч., град. C | Pрасч., МПа (кгс/ см2) | tрасч., град. C | ||
| А | Вещества с токсичным действием | ||||||||||
| а) чрезвычайнои высокоопас- ные вещества классов 1, 2 | Незави- симо | Незави- симо | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| б) умеренно опасные ве- щества класса 3 | Свыше 2,5 (25) | Свыше 300 и ниже минус 40 | Вакуум от 0,08 (0,8) (абс) до 2,5 (25) | От ми- нус 40 до 300 | - | - | - | - | - | - | |
| Вакуум ниже 0,08 (0,8) (абс) | Незави- симо | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| Б | Взрыво- и по- жароопасные вещества | ||||||||||
| а) горючие га- зы (ГГ), в том числе сжижен- ные углеводо- родные газы (СУГ) | Свыше 2,5 (25) | Свыше 300 и ниже минус 40 | Вакуум от 0,08 (0,8) (абс) до 2,5 (25) | От ми- нус 40 до 300 | - | - | - | - | - | - | |
| Вакуум ниже 0,08 (0,8) (абс) | Незави- симо | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| б) легковосп- ламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) | Свыше 2,5 (25) | Свыше 300 и ниже минус 40 | Свыше 1,6 (16) до 2,5 (25) | От 120 до 300 | До 1,6 (16) | От ми- нус 40 до 120 | - | - | - | - | |
| Вакуум ниже 0,08 (0,8) (абс) | Незави- симо | Вакуум выше 0,08 (0,8) (абс) | От ми- нус 40 до 300 | - | - | - | - | - | - | ||
| в) горючие жидкости (ГЖ) | Свыше 6,3 (63) | Свыше 350 и ниже минус 40 | Свыше 2,5 (25) до 6,3 (63) | Свыше 250 до 350 | Свыше 1,6 (16) до 2,5 (25) | Свыше 120 до 250 | До 1,6 (16) | От ми- нус 40 до 120 | - | - | |
| Вакуум ниже 0,003 (0,03) (абс) | То же | Вакуум ниже 0,08 (0,8) (абс) | То же | Вакуум до 0,08 (0,8) (абс) | От ми- нус 40 до 250 | - | - | - | - | ||
| В | Трудногорючие (ТГ) и негорю- чие вещества (НГ) | Вакуум ниже 0,003 (0,03) (абс) | - | Свыше 6,3 (63) вакуум ниже 0,08 (0,8) (абс) | Свыше 350 до 450 | Свыше 2,5 (25) до 6,3 (63) | От 250 до 350 | Свыше 1,6 (16) до 2,5 (25) | Свыше 120 до 250 | До 1,6 (16) | От ми- нус 40 до 120 |
Обозначение группы определенной транспортируемой среды включает в себя обозначение группы среды (А, Б, В) и обозначение подгруппы (а, б, в), отражающее класс опасности вещества.
Обозначение группы трубопровода в общем виде соответствует обозначению группы транспортируемой среды. Обозначение "трубопровод группы А (б)" обозначает трубопровод, по которому транспортируется среда группы А (б).
Группа трубопровода, транспортирующего среды, состоящие из различных компонентов, устанавливается по компоненту, требующему отнесения трубопровода к более ответственной группе. При этом, если при содержании в смеси опасных веществ 1, 2 и 3 классов опасности концентрация одного из наиболее опасна, группу смеси определяют по этому веществу.
В случае если наиболее опасный по физико-химическим свойствам компонент входит в состав смеси в незначительном количестве, вопрос об отнесении трубопровода к менее ответственной группе или категории решается проектной организацией.
Класс опасности вредных веществ и показатели пожаровзрывоопасности веществ следует принимать по государственным стандартам.
Категорию трубопровода следует устанавливать по параметру, требующему отнесения его к более ответственной категории.
Для вакуумных трубопроводов следует учитывать не условное давление, а абсолютное рабочее давление.
Трубопроводы, транспортирующие вещества с рабочей температурой, равной или превышающей температуру их самовоспламенения, или рабочей температурой ниже минус 40 град. C, а также несовместимые с водой или кислородом воздуха при нормальных условиях, следует относить к I категории.