Uzoq masofaga tabiiy gaz tashish uchun quvurlar qanday bosim me'yoslariga javob berishi kerak?

Tabiiy gaz tashish uchun quvurlarning bosim darajasi qanday belgilanadi?

O'rta oqimli tabiiy gaz operatsiyalarida quvurlarning roli

Gazni o'rtacha bosim ostida operatsiya qilishning o'rtasida joylashgan bosqichlarida o'tkazish uchun naylar muhim ahamiyatga ega, chunki ular yer ostidan qazib olingan gazni qayta ishlashga yuborish uchun kerak. Bunday tizimlarda foydalaniladigan po'lat naylar juda baland ichki bosimlarga, masalan, 1000 psi yoki undan ortiq bosimlarga ham chidashlari kerak, hatto turli relyeflarda yuzlab mil mazofa bo'ylab cho'zilganda ham ular yarilmasligi yoki ishdan chiqmasligi kerak. Hozirgi kunda gaz quvurlari odatda API 5L standartli po'latga tayanadi, X70 va X80 kabi navlari keng qo'llaniladi, chunki ular payvandlash jarayonida ham katta kuchlanishlarga chidash qobiliyatiga ega. Qanday naydan foydalanish kerakligini tanlashda muhandislar faqat bosimga chidamaydigan darajasini emas, balki atrof-muhitga xos xususiyatlarni, masalan, pastki qismdagi tuproq yoki tog' jinslari turi va mavsumiy harorat o'zgarishlarini ham hisobga olishlari kerak, chunki bu omillar naylarning uzoq muddatli ishlashiga ta'sir qiladi.

Bosimni baholash hisob-kitoblarining asosiy tamoyillari

Bosimni baholashni belgilashda uchta asosiy omil mavjud:

1. Materialning egiluvchanligi : Yuqori sifatli po'latlar (X80—X120) xavfsizlik chegara doirasida qalinligini kamaytirish imkonini beradi
2. Dizayn omili : ASME B31.8 standartiga muvofiq gaz quvurlarida 0,72 ga teng bo'lib, payvand nuqsonlari va materiallarning farqlanishini hisobga oladi
3. Harorat tomonidan ta'sir qabul qilish : 50°F harorat ortishi karbonatli po'lat quvurlardagi ruxsat etilgan kuchlanishni 3% kamaytiradi

Formula P = (2 – S – t – F – E) / D quyidagi asosiy talablarni belgilaydi, bunda:

O'zgaruvchan	Ta'rif	Oddiy qiymatlar diapazoni
P	Ishlab chiqarish bosimi (psi)	500—1,500
S	Belgilangan minimal quvvatlanish mustahkamligi	42,000—120,000 psi
t	Devor qalinligi (dyuymda)	0.25—1.25
F	Dizayn omili	0.6—0.8
E	Bo'ylama birikma omili	1.0 chegara o'tkazmas quvur uchun
D	Tashqi diametr (dyuymda)	12—48

Devor qalinligi, diametri va bosim o'rtasidagi bog'liqlikni hisoblash uchun Barlo formulasi

Barlo formulasi P teng 2St bolinadi D dan tashkil topgan quvurlarni loyihalashda xavfsiz bosimlarni hisoblash asosini tashkil qiladi. Masalan, X70 po'latdan yasalgan, 70 ming psi zichligi bor 36 dyuymli quvur, devor qalinligi 3/4 dyuym bo'lsin. Shu sonlarni formulaga qo'ysak, 1,167 psi atrofida bo'lgan maksimal ishchi bosim hosil bo'ladi, bu ko'pincha taranglik chiziqlari uchun talab etiladi. Mutaxassislarning fikricha, bu matematik hisob-kitoblar yangi yuqori bosimli tizimlarning 24 dan 30 dyuymgacha bo'lgan kichik quvurlar, lekin devorlari kamida 1 dyuym qalin bo'lishi kerakligini tanlashiga sabab bo'ldi. Bu yondashuv o'ttiz yil avvalgi 48 dyuymli quvurlarni almashtiradi. Foydasi ham amaliyotda hamda xavfsizlikda yaxshilanadi hamda kompaniyalar quvurlarning har bir milida materiallar uchun 18 dan 22 foizgacha tejaydilar.

Quvur uzatish chizig'ining bosim sig'imiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar

Bosim ostida joylashgan quvurlar uchun materialning mustahkamligi va uning darajasini tanlash

Bosim ostida joylashgan quvurlar uchun materialning mustahkamligi va uning darajasini tanlash

Ishlab turgan temperaturaning quvur uzilishiga ta'siri

NACE International tomonidan 2023-yilda o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, harorat o'zgarishlari nayalarning xatti-harakatlariga ta'sir qiladi va ularning material xususiyatlarini 15% gacha o'zgartirishi mumkin. Juda sovuq ob-havo, masalan, minus 40 daraja Farengeytgacha tushganda, uglerodli po'lat brittlikka uchrab, bosim ostida yaxshi chidamaydi va ayrim sinovlar bosimga chidamliligi 20 dan 30% gacha kamayishini ko'rsatdi. Aksincha, harorat 120 daraja Farengeytdan yuqoriga ko'tarilganda bu holda quvurlar tizimlarida stresli korroziya trushinishini tezlashtiradi. Yaxshiyamki, hozirgi kunda tashqi muhitda sodir bo'ladigan harorat o'zgarishlarini, odatda atigi plus yoki minus 25 darajaga qadar saqlab turadigan maxsus issiqlik izolyatsiya qoplamalari mavjud. Bu esa Trans-Anatoliya quvurlari kabi loyihalarda uchraydigan ming milga cho'zilgan masofalarda butun tizimni himoya qilishga yordam beradi.

Uzoq masofaga quvurlar loyihalashda diametri va devor qalinligi hisobga olinadigan narsalar

Barlo formulasining P teng 2St bolgan D qiymati asosan devor qalinligi, truba diametri va bosim o'zaro qanday bog'liq ekanligini aytadi. Haqiqiy sonlarga nazar tashlang: 36 dyuymli truba faqat yarim dyuym qalin devorga ega bo'lib, kvadrat dyuymga taxminan 1200 funt bosimga chidashi mumkin, bu katta hajmdagi mahsulotlarni tashish uchun ajoyib. Lekin devorlar shunchaki 12 dyuymli trubaga kamaytirilganda, bosim 3600 psi gacha ko'tariladi. Ko'pincha masofaviy quvurlar diametrining devor qalinligiga nisbati 40:1 dan 60:1 oralig'ida bo'ladi, chunki shu yerda narsalarni saqlab qolish va ortiqcha po'lat sarflashni to'xtatishning o'rtasi topiladi. G'arbiy Yevropa quvurish uchun ishlatilayotgan quvurlarning devorlarini tog'li hududlarda ularning bosimi balandlik o'zgarishidan oshib ketish ehtimolini inobatga olgan holda taxminan 18% ga qalinroq qildi. Aslida mantiqiy, chunki hech kim qiyin alomatlarda lekinlar hosil bo'lishini xohlamaydi.

Tabiiy gazni tashishda qo'llaniladigan quvurlarning tipik ishlab chiqarish bosim oralig'i (500—1500 psi)

Nima uchun 500—1500 psi masofaviy gaz quvurlari uchun standart diapazon hisoblanadi

Ko'pincha tabiiy gaz quvurlari 500 dan 1500 psi gacha bo'lgan bosimda ishlaydi, chunki bu diapazon gazni tashish energiya sarfi va quvurlarni qurish hamda ulardan foydalanish xarajatlari o'rtasidagi muvozanatni ta'minlaydi. Korxonalar bosimni oshirganda, bir xil hajmdagi gazni tashish uchun nisbatan maydaroq diametrli quvurlar kerak bo'ladi, bu esa quvurlar hajmini taxminan 30% gacha kamaytirishi mumkin. Biroq, bu yerda muhim bir xolat bor — bosim 1700—2000 psi dan oshganda materiallar va xavfsizlik choralariga bo'lgan talab tufayli xarajatlar tez sur'atda oshadi. Yaxshi yangilik shundaki, ishlab turingan ushbu diapazon API 5L Grade X60 dan X70 gacha bo'lgan po'lat turlari bilan yaxshi mos keladi, bu esa ko'pincha foydalaniladigan material hisoblanadi. Mazkur po'latlar, odatda, o'zining quyilish mustahkamligining 1,8 dan 2,2 barobar kattaroq xavfsizlik chegarasi doirasida ishlab turishni ta'minlaydi, bu muhim tizimlarni loyihalashda muhandislarga yetarli darajada erkinlik beradi.

Yuqori bosimli quvurlar tizimlarida oqim tezligi va xavfsizlikni muvozanatlash

Operatorlar quyidagi asosiy tadbirlar orqali bosimni optimallashtiradi:

• Oqim tezligini boshqarish : ASME B31.8 tavsiyasi sifatida tezlikni 50 fut/sekunddan past saqlash yordamida yeyilishni kamaytirish
• Bosim o'zgarishlarini cheklash : Soatiga ≤10% gacha tebranishlarni cheklash orqali me'yorida ishlashni oldini olish
• Korroziya zonasi uchun qo'shimcha chiqimlar : Yuqori xavfli zonada qo'shimcha devor qalinligini 0.125—0.250 dyuym qo'shish

Zamonaviy quvurlar so'rov piklari yoki harorat o'zgarishlari davomida oqimlarni real vaqtda sozlovchi avtomatlashtirilgan bosim monitoring tizimlaridan foydalangan holda 1200 psi bosimda 98,7% ishga yaroqlilikni ta'minlaydi.

Tadqiqot holati: AQSH va Transkontinental quvurlar tarmoqlarida bosim ishlashi

1800 mil uzunlikdagi hududdan o'tuvchi Transkontinental gaz quvuri X70 po'lat quvurlar bilan qurilgan bo'lib, devorlari qalinligi 0,75 dyuym bo'lib, taxminan 1480 psi bosimda ishlaydi. O'ttiz yildan buyon bu tizim minus yigirma darajadan yuz ikki darajagacha tebranayotgan temperaturalarda ham 99,4% ni tashkil etuvchi bosimni saqlab turish natijasini qo'lga kiritdi. Bu natijalar 500 dan 1500 psi gacha bo'lgan ishchi bosim chegarasida gaz quvurlarining uzoq muddatli muddat davomida qanchalik yaxshi ishlashini ajoyib namoyish etadi. Muntazam tekshiruvlar natijasida har yili devor qalinligining 0,003% kamaygani aniqlangan bo'lib, bu ko'rsatkich ASME B31.8 standartlari tomonidan qabul qilingan materialning 12,5% yo'talish chegarasidan ancha past. Shu qadar kam ishlatilish gaz quvurlarining material sifati va hamda barcha ekspluatatsiya muddati davomida amalga oshirilayotgan tashabbuslarning samaradorligini aks ettiradi.

Quvur liniyalari uchun bosim me'yoriy standartlari va moslik

ASME B31.8 va API 5L: Tabiiy gaz sohasida foydalaniladigan quvurlar uchun asosiy standartlar

Amerika Qattiq Mexaniklar Jamiyatining ASME B31.8 standarti tabiiy gazni uzatish uchun qo‘rinish trubalari loyihalash qoidalari, ular uchun kerak bo‘lgan materiallar hamda sinovdan o‘tkazish talablari belgilaydi. Bu standartga muvofiq, quvurlar odatdagi ish bosimining 1,25 baravar ortiq suv sinovlariga chidashi kerak, bu esa muhandislarning xatolash imkonini kengaytiradi va xavfsizlikni ta'minlaydi. Shuningdek, API 5L standarti ham bor bo'lib, u po'lat quvurlarning kimyoviy tarkibi hamda mustahkamlik xususiyatlarini belgilaydi. X70 va X80 darajalari bevosita 80 000 funt kvadrat dyuymga yetarli kuchga chidash qobiliyatiga ega. Bu ikkita ko'rsatkichlar to'plami birgalikda metallarning payvandlash jarayonida to'g'ri qo'shilishini, kuchlanish ostida yorilish ehtimolini hamda yuqori bosimli quvurlarning devorlarini korroziyadan himoyalash usullarini aniqlash muammolarini hal etishga yordam beradi.

Xalqaro quvurlar loyihalarida mintaqaviy farqlar hamda mos kelish qiyinchiliklari

Xalqaro chegara orqali o'tuvchi quvurlar ustida ishlayotgan kompaniyalar joyga qarab turli xil standartlar bilan duch keladi. Masalan, Yevropa standarti EN 14161 va Osiyoning GB/T 9711 standartlarini keltirish mumkin. Yevropa standarti haqiqatan ham API 5L spetsifikatsiyasida talab qilinadigan darajadan yuqori plastiklikni talab qiladi. API 5L sindirish paytida taxminan 18% cho'zilishga imkon beradi, EN 14161 esa kamida 25% ni talab qiladi. Bu esa muhandislarning xalqaro tizimlarni loyihalashda materiallarni o'zgartirishga majbur qiladi. Shu bilan birga, faqat materiallar emas, balki bosim sinov protseduralari ham ancha farq qiladi. Yevropa Ittifoqi gidrosinovdan keyin quvurlarni 30 daqiqa davomida barqaror saqlashni talab qiladi, bu esa boshqa mintaqalarda kuzatiladigan ancha qisqa kutish muddatlariga zid. Barcha ushbu tartibga solinmagan talablarning natijasida loyihalar muddati taxminan 15 dan 20% gacha uzayadi. Lekin, shu hammasi quvurlar ishlayotgan joydagi mahalliy xavfsizlik talablari va atrof-muhit me'yori talablariga javob berish uchun zarur.

Simobli quvurlar bosim texnologiyasining tendentsiyalari va kelajak rivojlanishi

Quvur yo'tkazish operatorlari o'sayotgan energiya ehtiyojlarini qondirish va samaradorlikni oshirish uchun an'anaviy chegaralardan o'tib ketmoqda. Yangiliklar bosim sig'imini oshirishga va keyingi avlod materiallarini ishlab chiqarishga qaratilgan.

Quvurlar samaradorligi va o'tkazish qobiliyatini oshirish uchun bosim me'yorni oshirish

Hozirgi kunda quvurlar 1500 dan 2000 psi gacha bo'lgan bosimda ishlaydi, bu 2010-yillarning ko'p qismida kuzatilgan 500 dan 1500 psi gacha bo'lgan darajadan ancha yuqori. Shuningdek, ular bir xil quvur diametridan foydalanib, oqimni 18-22% ga oshirishni ham amalga oshirishgan. Bosimning oshishi operatordan materiallarni markaziy qayta ishlash zavodlariga o'tkazishdan oldin ancha uzoq masofaga yuborish imkonini beradi. So'nggi o'ttiz yilda quvur materiallari bo'yicha o'tkazilgan tadqiqotlar ham aniq natijalar berdi. Masalan, X80 va X100 po'lat sifatlari quvurning umumiy diametriga nisbatan devor qalinligi to'g'ri sozlanganda kengaytirilgan bosim sharoitlarida ham muvaffaqiyatli ishlaydi. Bu haqda o'ttiz yil ichida nashr etilgan bir qator materialshunoslik ilmiy ishlari ham tasdiqlangan.

Yuqori ishchi bosim uchun quvur materiali va loyihalash sohasidagi yangiliklar

Quvur qurilishini qayta shakllantirayotgan uchta texnik yangiliklar:

• Yuqori entropiyali qotishmalar : Водород эмбриллаштиришга 40% га яхшироқ қарши турган экспериментал хром-никел-кобальт аралашмалари
• : Композит-қўштирилган пайванд : Бўрон қўшган материаллар кучланган жойларда 31% гача камайтиради
• : Ақлий қалинлигни белгилаш : Исҳ босимини ишлаб чиқариш давомида динамик равишда қалинлигини тузатадиган ишлаб чиқариш тизимлари

: Бу ижодкорлик гидроген транспортировка синовларида 2500 psi дан ортиқ босимни хавфсиз устидан ўтиш имконини берди, бу эса хавфсизликни камайтириш мақсадларида деярли камаймайди.

Ko'p so'raladigan savollar

: Табиий газ қўраллари учун стандарт босим диапазони қандай?
: Табиий газ қўраллари учун стандарт босим диапазони одатда 500 ва 1500 psi орасида бўлади. Булар энергия транспортировка самарадорлигини ва хизмат кўрсатиш харажатларини мувоозанатлаш учун танланган.

: Нима учун юқори маҳкамли пухтасозли пухтасозлар X70 ва X80 қўралларда ишлатилади?
Baland bosimga chidamli bo'lib, ishlatiladigan quvvatli po'lat turlari (masalan, X70 va X80) devor qalinligini kamaytirish imkonini beradi va ish unumdorligini saqlaydi, bu yer ostida o'tkaziladigan quvurlarning butunligini saqlashga yordam beradi.

3. Harorat quvur uzunligining butunligiga qanday ta'sir qiladi?
Harorat o'zgarishi quvurlarning material xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin. Juda sovuq yoki issiq haroratlar quvurlarning shikastlanish xavfini yoki mexanik kuchlanish korroziyasining tezlashishiga olib kelishi mumkin, bu umumiy uzunlikka ta'sir qiladi.

4. Quvurlar uchun zamonaviy innovatsion materiallarga nimalar kiradi?
Zamonaviy innovatsiyalarga yuqori entropiyali qotishmalar, kompozitsiya bilan mustahkamlangan payvandlar hamda aqlli qalinlik xaritalari kiradi, ular barchasi bosim sig'imini maksimal darajada oshirish va quvurlar xavfsizligini oshirishga qaratilgan.

5. Quvurlar qurilishini va xavfsizligini tartibga soluvchi asosiy standartlar qaysilar?
ASME B31.8 standarti hamda API 5L standarti quvurlar qurilishini, xavfsizlik sinovlarini va material talablari bo'yicha asosiy me'yorida hisoblanadi.