Применение труб больших диаметров для дальней транспортировки газа

Анализ лавинных разрушений трубопроводов, возникающих в период испытаний или эксплуатации, показывает, что даже при удовлетворении достаточно высоких требований к ударной вязкости основного металла труб со сплошной стенкой, лавинное разрушение их предотвратить не удается. С увеличением рабочего давления транспортировки газа до 10— 12 МПа и особенно с применением охлаждения газа создание труб со сплошной стенкой превращается в нерешаемую проблему. Исследования показа­ли, что ее успешное решение возможно путем замены труб со сплошной ' стенкой многослойными трубами.

Для создания производства труб больших диаметров высокого давления требуются дефицитные легирующие добавки и сталь, получаемая на станах с контролируемой температурой прокатки. За рубежом производство труб со сплошной (до 40 мм) стенкой из чистых и сложнолегированных сталей обеспечивается методом контролируемой прокатки. Этот путь требует большого количества легирующих материалов, при росте толщины стенки труб усугубляются трудности обеспечения требований по вязкости стали против хрупкого и вязкого разрушения, В связи с этим группа уче­ных и специалистов под руководством академика Б.Е. Патона разработала способ производства многослойных труб с обязательно установкой на магистрали компенсаторов линзовых круглых. По предлагаемому способу для обеспечения стабильности процесса и высокого качества труб формовка всех образующих многослойную трубу полос осуществляется одновремен­но в отдельных, размещенных по длине трубы формирующих устройствах.

Проведенные многократные испытания показали, что многослойные трубы обладают повышенной хладостойкостью и могут быть рекомендо­ваны к применению в трубопроводах, работающих в широком температурном диапазоне. Кольцевые сварные соединения многослойных труб являются барьерами, ограничивающими протяженность разрушения, а последнее локализуется в ограниченном количестве обечаек и практи­чески исключает вероятность появления лавинных разрушений. Эти весьма важные свойства труб новой конструкции подтверждены в процессе их испытаний на полигонах.

Для производства многослойных труб можно вместо высоколегирован­ной использовать обычную рулонную горячекатанную низколегированную сталь толщиной 5,4 мм, получать трубы на рабочее давление 7,5; 10 и 12 МПа и более на том же оборудовании, увеличивая количество слоев, повысить производительность газопроводов на одну треть по сравнению с ныне принятыми параметрами газовых магистралей и при этом снизить удельные металловложения, капитальные затраты и эксплуатационные издержки.

• В 1980 г. был сооружен опытный газопровод из многослойных труб, изготовленных из четырех слоев толщиной 5,4 мм каждый. Испытания этих труб дали высокие результаты.

Вместе с тем серьезнейшим вопросом для этого нового класса газо­проводов является проблема оборудования, главным образом газоперека­чивающих агрегатов. Сейчас проводится большая работа по использованию газовых турбин на базе отработанных авиатурбин, которые, отработав свои ресурсы в воздухе, могут работать еще более 30 тыс.ч на земле. Блоки доставляются непосредственно на трассу, при этом исключается строитель­ство громоздких зданий.

Компрессорные станции вместо одного-полутора лет (стоимость станций 40—50 мдл. руб.) могут быть сооружены менее чем за пол года. За рубе­жом такие агрегаты широко применяются для передачи газа по газопро­водам. Изготовлен первый агрегат мощностью 18 тыс.кВт, который прошел испытания; он может работать на давлениях 7,5; 10 и 12 МПа. Начат серийный выпуск таких агрегатов. 

• Тем не менее нужны стационарные турбины. Задача сводится к тому, чтобы вместо 10 МВт перейти на мощности 16 и 25 МВт, что позволит устанавливать в компрессорных станциях минимальное количество агре­гатов и обеспечить высокую эффективность.

Необходимо отметить, что за рубежом имеется опыт сооружения газо­проводов диаметром до 1020 мм с рабочим давлением 14,0—15,0 МПа, главным образом при пересечении морских участков. Сложным инженер­ным сооружением является прокладка фирмами Италии трехниточной системы длиной 529 км через Средиземное море с рабочим давлением 16 МПа для передачи газа Алжира в Италию в объеме 12-13 млрд.м3 в год. В начале 1982 г. появилось сообщение о строительстве на северо-западе США газопровода в направлении от г. Морган (штат Монтана) к г. Вентура (штат Айова) диаметром 1067 мм, протяженностью 1320 км, с рабочим давлением 10 МПа. Этот газопровод предназначен для приема и дальнейшей транспортировки в индустриальные районы США газа, ко­торый будет поступать из Алжира. Полная расчетная производитель­ность газопровода при работе 15 компрессорных станций с мощностью агрегатов на каждой станции 23,5 млн. кВт составит 62,3 млн.м3 в сутки. Газопровод сооружается из труб марки Х-70 с толщиной стенок 15 мм. Трубы поставляются на трассу сваренными попарно, с внутренним защит­ным покрытием.

Что касается уменьшения шага между компрессорными станциями, то по мере увеличения производства газоперекачивающих агрегатов мож­но будет сооружать магистральные газопроводы с более частой расстанов­кой станции (до 100 км вместо 120—125 км), что позволит увеличить пропускную способность газопроводов. Но нужно обязательно помнить, то линзовые компенсаторы трубопроводов должны находиться в нужном месте по длине магистрали между станциями. За рубежом этот метод строитель­ства внедряется все более широко.

Транспортировка газа в охлажденном состоянии требует проведения фундаментальных исследований, организации производства холодильных машин с большой производительностью, а также высоколегированной стали для труб. Б принципе возможно повысить производительность га­зопроводов путем дальнейшего увеличения их диаметра, например до 1620 мм. Однако это потребует не только осуществить перестройку труб­ного производства, но и создать новые машины и механизмы для соору­жения таких газопроводов. Представляется более целесообразным повы­сить рабочее давление при сохранении ныне принятого диаметра 1420 мм.