Какое давление в магистральной газовой трубе
Единого рабочего давления для всех магистральных газопроводов нет. В классификации СП 36.13330.2012 газопроводы I класса работают при давлении свыше 2,5 до 10 МПа включительно, II класса — свыше 1,2 до 2,5 МПа включительно. Эти интервалы относятся к магистральным газопроводам в области применения свода правил.
При выборе магистральной трубы сопоставляют расчётное давление, наружный диаметр, стенку, класс прочности, температуру, категорию участка. Обозначение «магистральная» не присваивает изделию конкретный уровень допустимого давления.
Давление по классам газопроводов
|
Параметр |
Значение, МПа |
Эквивалент, бар |
|
Нижняя граница рассматриваемой классификации |
Свыше 1,2 |
Свыше 12 |
|
II класс |
Свыше 1,2 до 2,5 включительно |
Свыше 12 до 25 включительно |
|
I класс |
Свыше 2,5 до 10 включительно |
Свыше 25 до 100 включительно |
|
Давление 5,5 МПа |
5,5 |
55 |
|
Давление 7,5 МПа |
7,5 |
75 |
|
Давление выше 10 МПа |
За пределами указанного интервала СП |
Более 100 |
Рабочее давление описывает режим эксплуатации участка. Расчётное давление принимают для проверки прочности, испытательное — для установленной процедуры проверки трубопровода либо изделия; эти величины могут различаться. Давление у выхода компрессорной станции также не равно давлению в любой точке длинной магистрали.
Указанные значения являются избыточными, если нормативная или проектная документация не устанавливает иное. При расчёте плотности газа, массового расхода либо степени сжатия требуется абсолютное давление: pабс = pизб + pатм. Смешение этих величин особенно заметно при малых избыточных давлениях.
Диаметры со стенками магистральных труб
ГОСТ 20295-85 предусматривает сварные трубы диаметром 114–1420 мм. В таблице приведены номинальные сочетания наружного диаметра со стенкой из сортамента; перечисление не означает пригодность каждого размера для любого давления из диапазона 1,2–10 МПа.
|
Dн, мм |
Толщины стенки по ГОСТ 20295, мм |
|
114 |
2; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
127 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
133 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
140 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
146 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
159 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
168 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
178 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12 |
|
219 |
3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16 |
|
245 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16 |
|
273 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16 |
|
325 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22 |
|
377 |
4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22 |
|
426 |
5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22 |
|
457 |
6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22 |
|
508 |
6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22 |
|
530 |
5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33 |
|
610 |
6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33 |
|
630 |
5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33 |
|
720 |
5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36 |
|
820 |
5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41 |
|
1020 |
9; 9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45 |
|
1220 |
9,5; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; 48 |
|
1420 |
12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; 48 |
В категории дополнительно встречаются размеры 121; 152; 356; 711; 813; 864; 914; 920; 965; 1016; 1067; 1118; 1168; 1219 мм наряду с основными диаметрами 114; 133; 140; 146; 159; 168; 178; 219; 245; 273; 325; 377; 426; 530; 630; 720; 820; 1020; 1220; 1420 мм. Дополнительные размеры следует привязывать к ГОСТ 31447-2012 либо конкретным ТУ, а не автоматически относить к таблице ГОСТ 20295.
Полный перечень значений толщины до 50 мм, приведённых в фильтре категории, мм: 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,1; 7,3; 7,5; 8; 8,5; 8,7; 8,8; 9; 9,2; 9,5; 10; 10,3; 10,6; 10,8; 11; 11,2; 11,3; 11,4; 12; 12,2; 12,3; 12,4; 12,5; 12,9; 13; 13,2; 13,4; 14; 14,2; 14,6; 14,9; 15; 15,2; 15,5; 15,6; 15,7; 16; 17; 18; 18,4; 18,7; 19; 19,4; 20; 21; 21,5; 21,8; 22; 22,2; 23; 23,2; 23,8; 24; 25; 25,4; 26; 27; 28; 28,6; 29; 29,6; 30; 30,2; 31; 31,8; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; 48; 49; 50. Десятичная запись сама по себе не является признаком ошибки: проверяют единицы, нормативный документ, сочетание с наружным диаметром. Значения порядка 630–1420 мм в поле «толщина стенки» не следует использовать как стенку трубы.
Марки стали с классами прочности
ГОСТ 20295 различает классы К34, К38, К42, К48, К50, К52, К54, К55, К56, К60. Обозначение класса связано с нормируемым уровнем прочности; оно не является маркой химического состава стали. Например, запись К52 не равнозначна записи 09Г2С.
Среди применяемых трубных сталей встречаются 20, 09Г2С, 17Г1С, 17Г1С-У; конкретная марка определяется требованиями к трубе, её исполнению, технологии изготовления. Для магистрального участка существенны предел текучести, временное сопротивление, ударная вязкость при расчётной температуре, свариваемость, свойства сварного соединения.
У прямошовной трубы шов проходит вдоль оси, у спиральношовной — по винтовой линии. Тип шва не даёт достаточных оснований назначать рабочее давление: необходим весь набор требований к основному металлу, соединению, геометрии, контролю изделия.
Почему одного диаметра недостаточно
В первом приближении окружное напряжение тонкостенной цилиндрической оболочки оценивают как σокр ≈ p х Dср / (2 х s), МПа, где Dср = Dн − s, мм. Формула объясняет, почему при одинаковой стенке рост диаметра повышает напряжение от внутреннего давления.
Для условного размера 1020х12 мм при p = 7,5 МПа получается σокр ≈ 315 МПа. Этот результат нельзя считать подтверждением допустимости эксплуатации: проектный расчёт учитывает нормативное сопротивление, коэффициенты надёжности, категорию участка, минусовой допуск, возможную потерю металла, внешние нагрузки, температурные воздействия.
Расчётная масса 1 м стальной трубы по номинальной геометрии определяется выражением m = 0,0246615 х s х (Dн − s), кг/м. Для 1020х12 мм получается 298,31 кг/м без учёта дополнительной массы шва, изоляции, покрытий; масса влияет на нагрузки, но сама по себе не определяет допустимое давление.
- Уточнить рабочее с расчётным давлением участка.
- Зафиксировать наружный диаметр, минимальную расчётную стенку.
- Указать класс прочности, марку стали, состояние металла.
- Учесть температуру, категорию участка, внешние воздействия.
- Проверить расчёт по нормативам конкретного газопровода.
Частые вопросы
Сколько атмосфер составляет 7,5 МПа
Это 75 бар либо примерно 74,02 физических атмосферы. В технических расчётах лучше сохранять МПа, поскольку бар, физическая атмосфера, техническая атмосфера имеют разные значения.
Можно ли назначить давление по толщине стенки
Нет. Стенка работает совместно с диаметром, механическими свойствами металла, коэффициентами расчёта, температурой, состоянием трубопровода.
Испытательное давление является постоянным рабочим
Нет. Испытание проводится по отдельной программе с установленными условиями. Его результат не означает разрешение постоянно эксплуатировать трубу при испытательном давлении.