Способ предохранения опасных участков магистральных трубопроводов от перенапряжения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется для защиты участков трубопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением. Участок трубопровода содержит сильфонный компенсатор, предохранительную систему задвижек аварийного автоматического закрытия, предохранительную катушку и датчики. Предохранительная катушка снабжена искусственно созданным концентратором напряжений в виде кольцевой проточки, глубина которой определяется прочностью трубы при рабочем давлении. При резком увеличении напряжений происходит разрыв кольцевой проточки на предохранительной катушке, что регистрируется датчиками, и система аварийного автоматического закрытия перекрывает трубопровод с подачей сигнала на диспетчерский пункт. Повышает надежность трубопровода. 2 н.з. п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для защиты участков трубопровода, подверженных изменяющимся внешним воздействиям, от возникновения коррозийного растрескивания под напряжением (стресс-коррозия).

Известен способ автоматического перекрытия трубопровода при его повреждение (см. А.А.Андреев и др. “Трубопроводный транспорт нефти”, М., №3, 1996, с.11), в котором обратный клапан и задвижка устанавливаются в опасных местах меньшего диаметра, чем основной трубопровод. При повреждение участка трубопровода происходит срабатывание обратного клапана и перекрывается часть участка трубопровода - обратный клапан - пункт приема перекачиваемого продукта.

Недостаток - не устраняется перенапряжение трубопровода, разрыв может произойти в любом месте, утечка в случае аварии не устраняется.

Известно техническое решение (см. “Трубопроводный транспорт нефти”, М., №4, 1996, с.11), в котором критерием оценки уровня прочности трубопровода является испытание повышенным давлением. Критерием допустимости дефекта принято условие неразрушаемости трубопровода при испытании (СНиП Ш-42.80) Р_исп.

где σ_0,2 - предел текучести трубной стали;

t - номинальная толщина;

D - наружный диаметр.

Недостаток - тот же самый.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ (см. патент 2143631, МПК F 16 L 57/00, Бюл. 36, 27.12.99), в котором осуществляют врезку в опасный участок трубопровода предохранительной катушки, выполненной из трубы диаметром, равным диаметру основного трубопровода со сварным контрольным стыком посредине, и толщиной меньше толщины основного трубопровода в пределах от 30 до 60% толщины основного трубопровода.

Предохранительная система включает две задвижки с системой автоматического аварийного закрытия (ААЗ), предохранительную катушку со сварным стыком, датчики контроля напряжений на последнем, датчики передачи сигнала разрушения контрольного шва на систему ААЗ.

Недостаток - разрыв может произойти в любом месте предохранительной катушки, датчик контроля должен быть высокочувствительным или должно быть установлено несколько датчиков.

Цель изобретения - предохранение опасных участков магистральных трубопроводов от напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют врезку в опасный участок трубопровода предохранительную катушку с концентратором напряжений в виде кольцевой проточки по диаметру трубопровода, при этом предохранительная катушка выполнена из трубы, диаметром и толщиной равными основному трубопроводу.

Предохранительная катушка снабжена искусственно созданным концентратором напряжений в виде кольцевой проточки, при этом глубина проточки определяется прочностью трубы при рабочем давлении.

На чертеже приведена схема общего вида устройства.

Устройство включает основной трубопровод 1, задвижки 2, кольцевую проточку 3, предохранительную катушку 4 и сильфонный компенсатор 5.

Устройство для предохранения опасных участков магистральных трубопроводов от перенапряжений работает следующим образом.

При увеличении напряжений на основном трубопроводе 1 увеличение передается на сильфонный компенсатор 5, предохранительную катушку 4 и на его контрольную кольцевую проточку 3, на которой устанавливаются тензометрические датчики, а также датчики механического действия, сигнал с которых передается на автомат аварийного закрытия. Изменение напряжения на контрольной кольцевой проточке периодически измеряется и регистрируется.

Опасным напряжением на контрольной кольцевой проточке и предохранительной катушке является напряжение, которое превышает предел текучести трубного материала. Сильфонный компенсатор снимает начальные увеличения напряжений.

При достижении на контрольной кольцевой проточке и предохранительной катушке напряжений, равных пределу текучести, предохранительный участок перекрывается с двух сторон задвижками. Затем вырезается предохранительная катушка, при этом на основном участке трубопровода снимается напряжение, и вваривается новая предохранительная катушка большей длины с контрольной кольцевой проточкой. Устанавливаются тензометрические и механические датчики на контрольную кольцевую проточку и участок готов к работе. На период отключения основного участка трубопровода включается резервный участок трубопровода.

При резком увеличении напряжений на основном нефтепроводе происходит разрыв кольцевой проточки на предохранительной катушке, что регистрируется датчиками, установленными на контрольной кольцевой проточке, срабатывают системы автоматического аварийного закрытия и задвижки 2 перекрывают трубопровод и сигналы поступают на диспетчерский пункт.

Использование предлагаемого технического решения позволит не только увеличить срок службы защищаемого участка трубопровода, но и обеспечить практическое отсутствие загрязнения окружающей среды.

1. Способ предохранения опасных участков магистральных трубопроводов от перенапряжения, включающий контроль основного трубопровода с помощью установленных на нем датчиков, отличающийся тем, что осуществляют врезку в опасный участок трубопровода предохранительной катушки с концентратором напряжений в виде кольцевой проточки по диаметру трубопровода, при этом предохранительная катушка выполнена из трубы диаметром и толщиной, равными основному трубопроводу.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее основной трубопровод, сильфонный компенсатор, предохранительную систему, состоящую из двух задвижек автоматического аварийного закрытия, предохранительную катушку и датчики, отличающееся тем, что предохранительная катушка снабжена искусственно созданным концентратором напряжений в виде кольцевой проточки, при этом глубина проточки определяется прочностью трубы при рабочем давлении.