Узун мөөнөттүү табигый газ ташуу үчүн жол кабылары кандай басым рейтингине жетиши керек?

Табигый газ ташууда чыгылдыруу курдун басым рейтингин кантип аныктайт?

Табигый газдын ортоңку операцияларында чыгылдыруу курдун ролу

Газдын операциялардын орточо стадиялары аркылуу көчүрүлүшү үчүн коллектордор маанилүү рол ойнойт, аны жерден чыгарып алуу жеринен баштап, даярдоо жерлерине чейин ташып, андан кийин клиенттерге жөнөтүү. Бул системаларда колдонулган болот куралдар кээде 1000 psi дан ашык ички басымга чыдап, кагылбай эле жүз мильге созулуп жаткан ар кандай жер-жейлер аркылуу чыдап турат. Бүгүнкү күндө газ коллекторлору орнотуу иштерин жеңилдетүүчү көп таралган API 5L болот куралдарына, айрыкча X70 жана X80 маркаларына негизделет, анткени алар көп күч түшкөндө дагы эле күйүп кеткенде да чыдайт. Кайсы түрдөгү коллекторду тандашканда инженерлер канааттандыруу үчүн кандай басымга чыдай тургандыгын гана эмес, тегерек-тегеректиги тегерек-тегеректиги жана мезгил-мезгил өзгөрүп турган температура сыяктуу факторлор коллектордун узак мөөнөттүү иштешине таасир этет.

Басымдын баалоо боюнча эсептөөнүн негизги принцибинин артында

Басымдын баалоо аныкталышын үч негизги фактор башкарат:

1. Материалдын чегинүү күчү : Жогорку сапаттагы болоттор (X80—X120) коопсуздук чегин сактап, калыңдыгын азайтуу имканин берет
2. Проекттун фактору : 0.72 - газ түтүктөрү үчүн ASME B31.8 боюнча, дайыма кемеректин жана материалдын айырмачылыктарын эсепке алат
3. Температуранын компенсациясы : 50°F температуранын арттырылышы каралган болоттун күрөң түтүктөрүндө 3% ка эркин күчтү азайтат

Формула P = (2 – S – t – F – E) / D бул жерде негизги шарттарды белгилейт:

Өзгөрмө	Аныктамасы	Типтүү маанилердин диапазону
P	Иштөө басымы (psi)	500—1,500
.	Көрсөтүлгөн минималдуу агым чыдамдуулугу	42,000—120,000 psi
т	Калыңдыгы (дюйм)	0.25—1.25
F	Проекттун фактору	0.6—0.8
E	Узундугундагы түйүндүн коэффициенти	түйүнсүз түткү үчүн 1.0
D	Сырткы диаметри (дюйм)	12—48

Барлоу формуласы жана диаметр, калындык менен басым ортосундагы байланыш

Барлоу формуласы P=2St/D - трубопроводдордун долбоорлонондо коопсуз басымды эсептөөнүн негизи болуп саналат. Мисалы, 36 дюймдүү труба, калындыгы бир дюймдин үч чейреги, ал X70 болоттон жасалып, анын агым күчү 70 миң psi. Бул сандарды формулага коюп, биз 1,167 psi максималдуу иштөө басымын алабыз, бул көпчүлүк трансмиссия линияларынын кереги менен дал келет. Инженерлер бул математиканын артында тургандыктан жаңы жогорку басым системалары 24-30 дюймдүү кичине трубаларды, бирок бетинин калындыгы бир дюймден аз болбогон трубаларды колдонууга барып жатышат. Бул ыкма өткөн заманкуу 48 дюймдүү трубаларды алмаштырат. Пайдалуу тараптары да чындык экенин айта кетүү зарыл - коопсуздук жакшырт, компаниялар ар бир миля төнөмүнө материалдарга 18-22% чейин аз койдун жана акча тосуп калышат.

Сызыктуу трубалардын басымдык сыйымдуулугуна таасир эткен негизги факторлор

Басымдык түтүктүн материалдык прочность жана чыгышын тандау

Чыгыштын тандалышы түтүктүн басымды каншалык дурус көтөрүүгө байланыштуу. Бүгүнкү күндө API 5L X70 же X80 чыгыштары көбүрөөк колдонулат, анткени алардын чегине чейинки прочность 70 000 psi ашып кетет. Бул өзгөчө прочностьтуу болгондуктан, калыңдыгы азайып, бирок иштөө мүмкүнчүлүгү сакталып, табигый газ системасында 1500 psi басымга чейин сакталат. Бирок, бул өзгөчө прочностьтуу чыгыштар менен иштөөдө инженерлерге көбүрөөк кабат келет: кайда кандай дарыялар жасалып жатканын текшерүү керек жана материал коррозияга туруштуу экенин камсыз кылуу зарыл. Эгерде газдын күрүнүн чегинде 0,05 миллиондун үлүшүнөн ашык күкүрт сутектин концентрациясы болсо, бул өзгөчө маанилүү болот.

Түтүктүн бүтүндүгүнө иштөө температурасынын таасири

Температура өзгөрүүлөрү көп жолу түтүктөрдүн мүнөттөрүнө таасир этет, материалдык сапаттарын 2023-жылы NACE International тарабынан жасалган илимий изилдөөлөргө ылайык 15% чейин өзгөртөт. Эгер температура -40 градус Фаренгейтке чейин түшсө, углеродтуу болот басып калып, басым астында жакшы өтпөйт, айрым сыноо иштери басымга туруштуруу кабилетинин 20-30% төмөндөгөнүн көрсөттү. Бирок температура 120 градус Фаренгейттен жогору чыкса, бул түтүктөрдө кернеү коррозиясынын трескаланышы процесстерин жылдатат. Бактыга, азыр ысыкты изоляциялоочу эрекше каптоочу материалдар пайда болду, алар түтүктөрдүн температурасын сырткы температурадан плюс же минус 25 градус чегинде сактайт. Бул Туркия аркылуу 3000 мильден ашык масштабда созулуп жаткан Транс-Анатолиялык түтүк системасы сыяктуу чоң проекттерде системанын бүт целостностьтуулугун сактоого жардам берет.

Узун түтүк системаларын долбоорлоодогу диаметр жана калындык нюанстары

Барлоу формуласы P=2St/D негизинен калыңдык, көрөмдүн диаметри жана басым бири-бири менен кантип байланышканын айтып берет. Чыныгы сандарга карасак: 36 дюймдүк көрөм, кабыргасы бар болуп ¾ дюйм калың болсо, 1200 psi (фунт/квадрат дюйм) чамалуу басымга чыдайт, бул чоң көлөмдөгү продуктту ташууга ылайык. Бирок, ошол эле кабыргалар менен 12 дюймдөгү көрөмгө келсек, басым 3600 psi болууга болот. Көп жолдуу газопроводтор көбүнчө диаметрдин калыңдыгына карата 40:1 ден 60:1 чейинки пропорцияда болгон көрөмдөрдү колдонушат, анткени ошондо гана бардыгын камакка алуу менен бирге, артык болгон болоттон улам чыгым жасабайт. Роки Экспресс көрөмү таасында ар кандай бийиктиктерде басым күрт өсүп тургандыктан, тоолуу аймактар аркылуу өткөндө кабыргаларынын калыңдыгын 18% ке жогорулаткан. Чын эле маалымдуу чечим, анткени кыйын шарттарда кайсы бир орундан чечүү баштаса, кимге да каршы эмес.

Табигый газ ташуу үчүн көрөмдөрдүн иштөө басымынын карапайым диапазондору (500—1500 psi)

Узак мезгилдүү газ жылбырлары үчүн Стандарттык диапазон катары 500—1500 psi болушунун себеби

Басым астында газ ташуучу көпчүлүк каймактар 500—1500 psi аралыгында жүрөт, анткени бул диапазон жылбырларды куруу менен колдоо боюнча чыгымдар менен алардын энергия ташуу мүмкүнчүлүгүн тең салыштырып турат. Басымды жогорулаткан сайын компаниялар бирдей өлчөмдөгү газды ташуу үчүн кичине көлөмдөгү каймактарды колдонушу керек болот, бул жерде каймактардын өлчөмү 30% чейин кичирейиши мүмкүн. Бирок, 1700—2000 psi чегинен ашкан сайын материалдардын жана коопсуздук чараларынын баасы жогорулай баштайт. Бул көрсөткүчтөр API 5L Grade X60—X70 болгон болоттор менен жакшы үйлөшөт, алардын чыгымдары көбүнчө 1,8—2,2 аралыгында болот. Бул инженерлердин негизги системаларды долбоорлоодо аздык катаалык жаратпайт.

Басымдуу түтүктөр системасында өтүмдүүлүк жана коопсуздукту тең сактоо

Операторлор басымды бир нече негизги аракеттер менен оптималдаштырат:

• Агымдын ылдамдыгын башкаруу : ASME B31.8 тарабынан сунуш кылынгандай, эрозияны кемитүү үчүн ылдамдыкты 50 фут/сек болуп төмөн кармоо
• Басымдын циклдоо чеги : Сыртка чыгууга жана температура өзгөрүшүнө байланыштуу агымдарды тактоо үчүн колебанийди ≤10% саатына чектөө
• Коррозияга каршы чаралар : Жогорку коррозия куркүнү бар аймактарда калыңдыкты 0.125—0.250" кошуп алуу

Азыркы түтүк жолу талаптар жогорулаганда же температура өзгөрүшүнө жооп кайтаруу үчүн агымдарды чыныгы убакытта тактай турган автоматтандырылган басымды кадам сайын көзөмөлдөө системаларын колдонуп, 1200 psi басымда 98.7% иштөө имканин камсыз кылат.

Мисал: АКШ жана Континент аралык түтүк жолу тармактарында басымдын иштөө мүмкүнчүлүгү

1800 мильге созулуп жаткан Трансконтиненталдык трубопровод X70 болот күрөмдөрү менен иштеп, басымы 1480 psi чамалайт, күрөмдүн калындыгы 0,75 дюйм. Бул система беш он жылдан ашык убакыт бою минус жыйырма градус Фаренгейттен баштап, ысык учуру менен 120 градуска чейин тербелүүчү температурада басымды 99,4% түрдө сактап келет. Бул натыйжалар трубопроводдордун 500-1500 psi аралыгында узак мөөнөттө каншалык жакшы иштей аларын көрсөтүп турат. Регулярдуу текшерүүлөр жылына күрөмдүн калындыгы 0,003% гана азайгандыгын аныктады, бул сан ASME B31.8 стандарты менен белгиленген 12,5% чегинен аз. Бул наалы аз износ күрөмдүн сапаттуулугу менен эле эмес, трубопроводдун операциялык мүддөтү боюнча туура колдоо практикасы менен да байланыштуу.

Түтүкчөнүн басымдык рейтингине тиешелүү өнөр жай стандарттары менен ылайыкташтык

ASME B31.8 жана API 5L: Табигый газ колдонулушундагы түтүкчөлөр үчүн негизги стандарттар

Америкалык механикалык инженерлер коомунун ASME B31.8 стандарты табигый газ ташуу үчүн колдонулган сызыктуу күрөнүн проектттоо, керектүү материалдар жана сыноо талаптары боюнча эрежелерди белгилейт. Бул стандарт боюнча күрө суу сыноосунда өзүнүн нормалдуу иштөө басымынын 1,25 эсесине чыдап турмалы керек, бул инженерлер үчүн кателенүүгө жол берген коопсуздук чегин камсыз кылат. Ошондой эле API 5L стандарты болсо болот күрөнүн химиялык түзүлүшүн жана бекемдүүлүк касиеттерин карайт. X70 жана X80 маркалуу болоттор чыдамдуулугу 1 квадрат дюймге 80 миң фунт күчкө чейин болушу мүмкүн. Бул эки талаптар системасы биргелештирип, каймак кезинде металл балкып бириккенде кандай болот, күч түшкөндө трещинкалар кандай тарайт, жогорку басым астында күрөнүн ичинен коррозияны кантип болтурбоо сыяктуу маселелерди чечет.

Эл аралык күрө линияларын курууда аймактык айырмачылыктар жана ыңшык келтирүү кыйынчылыктары

Эл аралык чекиттен өткөн көп жылдык мұнай-газ кую станциялары менен иштөөдө компаниялар жер-жерде ар кандай стандарттар менен жүзүн алуу керек. Мисалы, Европанын EN 14161 стандарты Азиянын GB/T 9711 стандарты менен салыштырмалуу API 5L техникалык шарттарында көрсөтүлгөнгө караганда жумушчу көбүрөөк талап койот. API 5L сында 18% га чейинки узарууга жол берсе, EN 14161 эң аз болушу 25% талап кылат. Бул чек аралык системаларды долбоорлоодо инженерлер материалдарды өзгөртүүгө арга болуп саналат. Бул эмне менен гана чектелбейт. Басым сыноо процедуралары да ар кандай болот. Евробиримдик көп жылдык мұнай-газ кую станцияларын суу менен сыноодон кийин 30 мүнөттөн кем эмес убакыт бою стабилдуу күйүн сактоону талап кылат, бул башка аймактарда көз карандысыз кыскараак күтүү убактысын билдирет. Бул регуляциялык талаптардын бардыгы жобонун иш-чараларын 15-20% ке көбөйтөт. Бирок, бул көбүрөөк кадамдардын жардамы менен көп жылдык мұнай-газ кую станциялары иштеген жеринде жергиликтүү коопсуздук талаптары менен чөйрөнү коргоо талаптарына ылайык келетинин камсыз кылат.

Сызыктуу көпүрчө басым технологиясындагы багыттар менен болүчө өнүктүрүү

Комуналдык операторлор энергия талаптарын канааттандыруу жана эффективдүүлүктү арттыруу үчүн арт чегинен чыгып баратат. Инновациялар басымдык көрсөткүчтөрүн көбөйтүүгө жана келечектин материалдарын иштеп чыгууга багытталган.

Басымдык көрсөткүчтөрүн көбөйтүү аркылуу көпүрчөнүн эффективдүүлүгүн жана өткөрүм кабилетин арттыруу

Бүгүнкү күндөрү, көпчүлүк магистралдар 1500-2000 psi чыңалууда иштейт, бул 2010-жылдардын орточо көрсөткүчтөрүнөн (500-1500 psi) айтарлык артык. Жана таң каларлык нерсе, бирдей өлчөмдөгү түтүктөр аркылуу 18-22% артык материал өткөрүү мүмкүнчүлүгүн сактап калышкан. Басымдын артышы операторлордун материалдарды орточо иштетүү заводдоруна ташып берүүгө чейин аларды алыс аралыкка жөнөтө алатынын билдирет. Жакында магистралдык түтүктөрдүн материалдары боюнча жүргүзүлгөн изилдөөлөр да айкын натыйжалар берди. Мисалы, X80 жана X100 болгон болоттун сорттору түтүктүн жалпы диаметрине карата кабырғанын калыңдыгы туура такталса, жогорку басым астында да жакшы өтөт. Бул маселенин бир нече материал илдеттери боюнча изилдөөлөрдүн натыйжалары менен дагы бир жыл мурда далилденген.

Жогорку иштөө басымы үчүн түтүктүн материалдары менен долбоордо киргизилген жаңылыктар

Магистрал куруу тармагында үч техникалык жеткиликтин кайра курулушу:

• Жогорку энтропиялуу калайымдар : Суткан эмгектенүүгө 40% мыктыраак каршы турган эксперименттик хром-никель-кобальт космосу
• Композиттүү эретилген дегиштер : Керемет тал косулган материалдар кереги жерде күч түшүү кордун 31% кыскартат
• Смарт Калындыктарды карталоо : Искусстволук интеллект менен иштетилген өндүрүш системалары, калыңдыктарды өндүрүү жүрүп жаткан сайын динамикалык түрдө өзгөртөт

Бул инновациялар сыноо түтүктөрүн сутка ташуу сыноолорунда 2500 psi басымдын үстүнөн коопсуз түрдө түткөнүн камсыз кылат, бул эс алуу максаттарын каржылоо менен коопсуздукту сактоо

ККБ

1. Табигый газ түтүктөрүн иштетүүнүн стандарттык басымдык диапазону канча?
Табигый газ түтүктөрүн иштетүүнүн стандарттык басымдык диапазону адатта 500дон 1500 psi чейин болот. Бул диапазон энергия ташуунун эффективдүүлүгү менен техникалык кызмат көрсөтүү чыгымдарын тең салмаалоо үчүн тандалат.

2. X70 жана X80 сыяктуу бийик беркемдүүлүктөгү болоттор түтүктөргө эмнеге колдонулат?
Басым жогорку болгондо калыңдыгы аз түтүктөрдү колдонууга мүмкүнчүлүк берген X70 жана X80 сыяктуу прочность классы жогорку болгон түтүктөр басымга туруктуу болгондуктан колдонулат.

3. Температура түтүк системасынын бүтүндүгүнө кантип таасир этет?
Температуранын өзгөрүшү түтүктөрдүн материалдык өзгөчөлүктөрүн өзгөртө алат. Абанын эң суу жана жылуу температурасы түтүктүн сынгычтыгын жогоркулатып же коррозиялык трещинкалардын пайда болушун тездетип, бүтүндөй бүтүндүккө таасир көрсөтө алат.

4. Түтүктөр үчүн материалдардын современдык жаңылыктары кандай?
High-entropy жеңилдетилген сплавдар, композиттик арматура менен даярдалган айланалуу түтүктөр жана түтүктүн кысым өткөрүмдүүлүгүн жогоркулатуу менен коштолгон коопсуздукту камсыз кылуу үчүн колдонулуучу smart thickness mapping (калыңдыкты карталоо) сыяктуу современдык жаңылыктар бар.

5. Түтүк салуу жана коопсуздукту кайсы стандарттар башкарат?
ASME B31.8 стандарты жана API 5L стандарты түтүк салуу, коопсуздуктун сыноо процесстерин жана материалдарга коюлган талаптарды башкарууда негизги регуляциялар болуп саналат.