Газопроводи

Оборудване за ръчно електродъгово заваряване
с обмазани електроди

Прилагано повече от век, заваряването продължава да е предпочитан метод за свързване на метални елементи. Добре направеният заваръчен шев реално превръща частите в една, тъй като при изстиването разтопените места добиват обща метална кристална структура. Между заварените елементи не остават никакви други материали, както при лепене или занитване.

 Не трябва да се забравя и фактът, че могат да се заваряват различни метали и сплави, независимо от тяхната дебелина. Ръчното електродъгово заваряване (т. нар. заваряване с електрожен) се използва главно за нелегирани, нисколегирани, строителни и високоустойчиви стомани, и по-ограничено за неръждаеми хромникелови стомани и алуминиеви сплави. За осигуряване на качествено заварено съединение освен достатъчен опит на работещия е необходимо познаване на протичащите процеси и правилен подбор на използваните материали и технически средства.

Как се свързват газопроводите?
При използване на стоманени тръби, елементите на мрежата се свързват най-вече чрез заваряване или с фланци. Когато тръбите са от изкуствени материали с външен диаметър Dвн < 60 mm, разглобяемите съединения и връзките към арматурата се осъществяват посредством фланци или холендри. В случай че елементите са от еднороден изкуствен материал се прилагат два метода за широкоплощно заваряване. И при двата метода се разтопява една от заваряваните повърхнини, като не е необходим допълнителен материал. Разликата е в конструкцията на муфите. При единия метод се използва муфа с вграден съпротивителен проводник. Подава се напрежение и проводникът разтопява вътрешната повърхнина на муфата. При втория метод се използва обикновена муфа, която се загрява с електрически нагревател. Формата на нагревателя съответства на формата на свързващите се тръба и муфа.
В случаите, при които се налага отделни части на разпределителния газопровод да са изработени от различни материали, мястото на прехода се осъществява посредством специални фасонни елементи, свързани чрез заваряване или механична връзка, които отговарят на същите изисквания, както съответните тръби.

Подземно или надземно полагане
В зависимост от особеностите на терена, газопроводите се проектират за подземно или надземно полагане. Подземните газопроводи се изпълняват от стоманени, PE или PVC тръби. Могат да бъдат положени под улични настилки, тротоари, зелени площи и земеделски земи. При полагане на подземни газопроводи, законово са определени минимални разстояния, които трябва да бъдат спазени. Минималната дълбочина на полагане е 0,8-1 m, а минималните разстояния от газопровода до други подземни съоръжения са съответно - до фундаменти на сгради - 1 m; до външни стени на шахти и камери - 0,3 m; до външната страна на жп релси - 5 m, пресичане на кабели и тръбопроводи - 0,2 m; успоредно полагане с кабели и тръбопроводи - 0,4 m. В случаите, когато е невъзможно да се спазят тези разстояния, за да се предотврати пряк контакт на подземния газопровод с други подземни съоръжения, се предвиждат допълнителни съоръжения като кожуси и изолиращи плочи. Допуска се на територията на едно предприятие полагането в един изкоп на газопроводи за природен газ, изкуствен газ, водород, кислород и др.
Когато газопроводът преминава през водни прегради, минималната дълбочина на полагане е 0,5 m от дъното на водния басейн. Под фундаментите на сгради преминаване на газопроводни отклонения е недопустимо.

Изкопно полагане или хоризонтално сондиране
За полагане на подземни газопроводи се използват два метода - в изкоп и хоризонтално сондиране. При изкопната технология тръбите от стомана, PE и PVC се полагат върху пясъчна подложка в изкопана траншея с дълбочина около 1 m. Когато се използват тръби от олово или мед, при същите условия се полага предпазният кожух. Предимството на този метод се състои в използването на конвенционална изкопна и транспортна техника. Сред недостатъците му са разрушаване на повърхностния слой на улици, площади, тротоари и ограничаване на използваемостта на района в процеса на строителните работи. Поради тези недостатъци, особено когато се изграждат газопроводи в градски райони, вместо изкопна технология, се използва хоризонтално сондиране. Специалисти я определят като ефективна технология, позволяваща полагане на подземни газопроводи, без да се разрушава повърхностният слой. Изпълнява се на два етапа. Първият включва пробиване на отвор, а вторият - изтегляне на тръбите. Първият етап се извършва по метода на хидромеханично сондиране с глава с дюзи, през които изтича водно-бентонитна суспензия с налягане от 1 до 35 MPa. Придвижването на главата се следи с помощта на електромагнитни вълни, излъчвани от вградения в главата датчик. Управляват се както посоката, така и дълбочината на сондиране, а тръбата се изтегля в обратна на пробиването посока. При метода хоризонтално сондиране дълбочината на полагане е до 10 m от повърхността. Могат да се монтират стоманени тънкостенни газопроводи с максимален диаметър 160 и PE-HD газопроводи с максимален диаметър 190 mm.
Хоризонталното сондиране се отличава с редица предимства. При този метод не се разрушава повърхността на терена и вече изградените инфраструктурни комуникации, не се прекъсва използваемостта на терена, избягва се необходимостта от възстановяване и рекултивиране. Предимство на метода е, че монтажът на газопровода зависи в много по-малка степен от метеорологичните условия. Сред недостатъците на хоризонталното сондиране е необходимостта от използване на специализирани и скъпоструващи съоръжения. Силната зависимост на производителността от структурата на почвата също е сред спецификите на метода.
Надземни газопроводи
Надземните газопроводи се изпълняват само от метални тръби, които се монтират върху негорими отделно стоящи колони, опори, естакади, както и по масивни стени на сгради. Допуска се съвместното полагане на газопроводи с други инженерни съоръжения и кабели върху колони и естакади на разстояние 0,4 m от близкостоящия провод. Надземните газопроводи се монтират на опори с височина не по-малка от 0,35 m от терена до долния ръб на газопровода в територии, които не са предназначени за преминаване на транспорт и за движение на хора. Не се допуска проектиране на транзитно преминаващи газопроводи по:
n стени на детски и учебни заведения, здравни заведения и заведения за социални грижи, спортни сгради, кина, театри и други, в които се предвижда масово събиране на хора;
n стени на обществени, административни и жилищни сгради, когато налягането на природния газ е по-високо от 0,01 МРа, без писменото съгласие на техните собственици;
n горими конструкции, панели с полимерни пълнители и др.

Корозията - сред най-сериозните проблеми
Сред най-сериозните проблеми, с които е съпътствана поддръжката на газопроводите, е корозията. Тя се явява сериозен проблем, както за външните, така и за вътрешните повърхнини на газопровода. Причина за вътрешната корозия е наличието на кислород, водни пари, сероводород и други агресивни съединения в газа. Счита се, че най-ефективният метод за максимално ограничаване на корозията е предварително пречистване на газа в инсталациите за първична преработка още при газовото находище.
Външната корозия се дължи на атмосферните условия при тръби, положени над земята, и на състава на почвата при тръби, положени в земята. Външните повърхности на тръби, положени над земята и изложени на влага, дъжд, слънчева радиация и газове, се защитават с устойчиво на атмосферата корозионно покритие или се боядисват с подходящи бои и лакове. Покритията трябва да бъдат в светли тонове, т.е. с нисък коефициент на абсорбиране на слънчевите лъчи. Външната корозия на стоманените тръби, положени в земята, е химична, електрическа и електромеханична
Химическата корозия се дължи на непосредствения контакт на металната тръба с химичните съединения от почвата и е равномерна по цялата й площ. Електричната корозия се дължи на блуждаещите токове, получаващи се вследствие на течове от релсите на електрифицирания транспорт. Най-често срещаният тип корозия е електромеханичната, която се нарича още галванична, тъй като се получава в резултат на взаимодействието на металната тръба (електрод) с агресивните разтвори в почвата (електролит). При преминаването на газопровода през участъци с различни свойства на почвата също могат да възникнат галванични елементи. Вследствие на което на тези места се образуват язви с нарастваща дълбочина. Тази корозия е местна и е значително по-опасна в сравнение с равномерната. Структурният състав, влажността, въздухопроницаемостта, киселинният състав и електропроводимостта са основните фактори, определящи агресивността на почвата. Почвите в градовете, подложени на замърсявания от вътрешния транспорт и промишлеността, са особено активни.

Пасивна и активна защита на метални тръби
Прилагат се два вида методи за защита от корозия - пасивни и активни. При пасивните методи най-често се използват различни покрития на битумна основа или изкуствени материали като PE, PP, PVC, които се нанасят още при производството. Външната страна на газопровода се покрива със слой, който осигурява непрекъснатост на покритието, водонепроницаемост, добро сцепление с метала, химична устойчивост, устойчивост при температурни изменения, диелектричност. В зависимост от вида и дебелината на покритието имаме нормална, усилена или много усилена защита.
Към активните методи спадат катодната и протекторната защита, както и електрическия дренаж.
Катодна защита. Това е най-ефективният метод срещу почвената корозия. При този метод защитаваният участък се поддържа в катодна зона. Аноди могат да бъдат корозионноустойчиви материали, поставяни в земята в непосредствена близост до газопровода. Това могат да бъдат чугун, легирана стомана, отпадъци от черни метали. От външен източник се подава постоянен ток, който осигурява затворен електрически контур. С газопровода се свързва отрицателният полюс.
Електрически дренаж. При този метод се използва изолиран проводник, който свързва газопровода с релсовия път или минусовата шина на подстанцията. По-ефективен е поляризираният дренаж с едностранна проводимост. Един дренаж защитава няколко километра от газопровода.
Контрол на потенциала. С помощта на високоомен волтметър се извършва постоянен контрол на поведението на газопровода чрез измерване на електрическия му потенциал спрямо почвата. Застрашените от корозия участъци са с положителен потенциал. Измерването се прави на всеки 200-300 m. За тази цел при изграждането се предвиждат контролни пунктове с достъп до тръбите или арматурата.

Контрол и изпитване на газопроводи
За метални газопроводи контролът се извършва съгласно нормативно определени изисквания. При газопроводи от PE тръби контролът се осъществява от упълномощени супервайзори, следящи спазването на предписанията на фирмата производител.
След завършване на монтажните работи и преди изпълнение на изолациите за защита от корозия, всички газопроводи се подлагат на изпитвания за плътност и якост. За изпитванията се използват инертен газ, азот, въглероден двуокис, природен газ, въздух или вода, но не се допуска използването на кислород. Продължителността на официалното изпитване е най-малко 60 мин. и се провежда, след като газопроводът е бил подложен на успешни предварителни изпитвания при налягане 0,1 MPa в продължение на 10 мин.

Разходомери за газ и изисквания за монтажа им

За измерване разхода на газ широко приложение намират разходомерите, използващи обемен или ултразвуков метод за измерване. Обемните разходомери са основно два вида - камерни и ротационни, а условно се разделят в категориите мокри и сухи разходомери. Мокрите разходомери се характеризират с висока точност и сложна конструкция, поради което намират ограничено приложение. Използват се предимно в експериментални инсталации. Сухите разходомери са най-разпространени в практиката. От тях при измерване на газ основно се използват камерни, турбинни и ултразвукови разходомери. Камерните разходомери са най-често приложимите в жилищни сгради. Максималният дебит на измервания газ е 500 m3/h, а точността им е приблизително 1% при загуба на налягане в разходомера в диапазона от 80-100 Pa. Турбинните разходомери се монтират предимно в газорегулаторни пунктове и газорегулаторни възли. Точността им зависи от работното налягане, но грешката е под 1%. За измерване на големи дебити се използват ултразвукови разходомери. При тях хидравличните загуби на налягане са много малки.
При избора на разходомер трябва да се вземат предвид максималният и минималният дебит на газа (m3/h), температурният интервал (oC), продължителността на потребление във върхов режим (h/ден), изчислителното налягане на газа (kPa), неговият състав и основните му характеристики, както и допустимото отклонение на налягането при експлоатационни условия (kPa). По правило разходомерите се монтират на отклонението за сградата или промишлената площадка, като преди уреда се монтира филтър. Препоръчително е да се монтират разходомери и на газопроводи към специализирано производство или големи заводски консуматори. Газомерите се монтират в сухи надземни помещения или в подземни пространства с обем над 3 m3, измазани с негорима мазилка и осигурени с естествена вентилация. Най-близкият консуматор на газ се проектира на разстояние най-малко 1 m от разходомера. Допуска се намаляване на разстоянието до 0,5 m, когато разходомерът е защитен с негорима преграда с граница на огнеустойчивост 60 min. Когато разходомерите се монтират върху външна стена, стълбище или помещение за общо ползване, те се проектират в негорима ниша, кабина или шкаф със заключващи се врати и естествена вентилация. Помещенията или пространствата, в които се предвижда изграждането на ниши за разходомерите, се проектират с осигурена естествена вентилация. Не се допуска монтирането на разходомери в жилищни и санитарни помещения, гаражи и помещения с категория на пожарна опасност А и Б. Пред разходомерите за газ задължително се предвижда спирателна арматура.