Практически любое предприятие, которое производит продукцию, требует проектирования трубопроводов согласно правилам эксплуатации и потребностям промышленной деятельности. Они нужны для нефте- и газодобывающей отраслей, пищевого, химического, медикаментозного изготовления, а также для металлургии и для большинства комплексов тяжелой промышленности.
В статье мы рассмотрим нормы создания проекта и правила строительства этой основополагающей инженерной сети.
Общие характеристики системы труб на заводе
Проектировщик должен учитывать, что на этот элемент постройки наложена большая ответственность и влияют многие факторы:
- химические вещества;
- коррозия металла;
- влажность, возможные микроэлементы, в том числе плесень;
- давление как изнутри, так и внутреннее;
- частота эксплуатации и естественный износ;
- высокий жар и резкая смена температур и другие.
Кроме внешнего воздействия стоит учитывать то вещество, которое транспортируется по трубопроводу. Это могут быть жидкие, вязкие и сыпучие ресурсы. В их состав могут входить жиры, взвешенные частицы и другие опасные для состояния инженерной системы элементы. При конструировании это необходимо учесть.
Эта коммуникация – самая сложная. На ее проект уходит много времени, а на монтаж – еще больше. Это самая трудозатратная сеть, так как она изготовлена из тяжелого металла, для ее установки требуются сварочные работы, утепление и прочие второстепенные процессы. В зависимости от назначения труб, их неправильное строительство или эксплуатация могут привести к последствиям вплоть до катастрофических, например, если это газопровод. Поэтому инженеры уделяют этим схемам основное значение.
На настоящий момент тенденция усложнения конфигураций трубопровода становится все значительнее, так как производства и предприятия стремятся к безотходному труду. Это делает необходимым составлять запутанную сеть линий.
Но все же создание проекта и монтаж отчасти облегчается тем, что заводы выпускают сборно-разборные конструкции, которые можно использовать как конструктор. Если раньше в продаже, а соответственно и в инвентаре у проектировщика, были только трубы и колена, то теперь это целые системы в миниатюре, которые свариваются на заводах, а затем устанавливаются в новом здании.
Назначение инженерного сооружения
Основное предназначение – это транспортировка. Перемещать можно жидкости, сухие вещества, а также газообразные. Расчет, проектирование и монтаж технологических трубопроводов требуется на промышленных предприятиях. По ним можно транспортировать сырье, воду для охлаждения, химикаты, а также промежуточную (полуфабрикаты) и готовую продукцию, к примеру, молоко.
Большинство труб необходимо для работы различного оборудования, станков и в целом для обеспечения процесса изготовления и эксплуатации.
![проектирование и расчет трубопроводов](https://sapr-soft.ru/sites/default/files/inline-images/2_5.jpg)
Из чего состоит инженерная система
В ее схеме множество элементов:
- сами трубы, которые должны быть плотно состыкованы, герметичность – это обязательное условие проекта;
- крепежи и соединяющие детали – прокладки, колена;
- приборы, которые регулируют подачу транспортируемого вещества, а также отвечают за перекрытие потока;
- аппараты контроля и измерения;
- приспособления для автоматизации процесса и выявления ошибок, сбоев в работе;
- опоры и подвески для крепления;
- изоляционные, утеплительные материалы, а также грунтовка и иные средства против коррозии, для морозоустойчивости, отведения влаги и прочих нужд.
Рекомендации по проектированию технологических трубопроводов зависят от протяженности, конфигурации, предназначения, а также сроков и условий эксплуатации. На предпроектном этапе обязательно выявляют подробные окружающие воздействия – влажная среда, изменение температур, наледь, механические повреждения или давление и прочие факторы.
Также проект зависит от:
- используемых материалов;
- диаметра и толщины стенок труб;
- способа прокладки линии – под землей, на ее поверхности или над ней;
- трудности конфигурации – достаточно ли линейных конструкций или понадобятся сложные узлы;
- количества точек доступа, выходных и входных отверстий;
- а также от наличия или отсутствия всех вышеперечисленных приспособлений для контроля, регуляции и прочих манипуляций.
Элементы трубопровода, которые учитывает проектировщик трубопроводов
![инструкция по проектированию трубопроводов](https://sapr-soft.ru/sites/default/files/inline-images/4_2.jpg)
На схеме будут следующие элементы:
- Линия – прямой участок пути, который проходит транспортируемое вещество. Она может проходить под углом или прямолинейно, но особенность в том, что на ее протяжении нет разветвлений.
- Узел – это развязка, которая обычно регулируется механически или через автоматизированную систему. Можно монтировать такие сборочные единицы заблаговременно в тех местах, где возможно укрупнение производства, чтобы потом не пришлось при реконструкции прерывать рабочий процесс завода. Узлы бывают плоскостными и пространственными, в зависимости от того, как разветвляется трубопровод – по одной оси или по нескольким направлениям.
- Элемент – это небольшой участок пути, который соединяется с другими путем сваривания.
- Блок – это функциональная часть. На них можно поделить всю линию. Обычно каждый из них соответствует обслуживанию определенного цеха или нескольких единиц оборудования.
- Соединительные детали. Они могут быть следующими: отвод, переход, тройник, заглушка, фланец, опора, подвеска, болт, гайка, шайба, прокладка.
- Секция – это легкие в перевозке, часто изготавливаемые на заводах до монтажа элементы, которые состоят из труб, соединений, но не включают в себя контролирующее оборудование, механизмы.
Таким образом, проектировщик – это конструктор, который оперирует набором составляющих.
Чтобы в процессе проектирования технологических трубопроводов не нарушались нормы, которые прописаны в СНИП 3.05.05-84 С. 7 и СП 527-80, нужно работать с теми программами, которые содержат в себе нормативы по строительной, проектной и рабочей документации.
Такое программное обеспечение предлагает компания «ЗВСОФТ». Она реализует ПО на русском языке. Идеально в целях соблюдения отчетности подойдет софт СПДС GraphiCS. Он автоматизирует процесс заполнения документов и создания чертежей согласно нормам в России.
Так как в процессе работы проектировщика постоянно фигурируют однотипные элементы, необходим их каталог. Базовый САПР ZWCAD 2018 Professional предлагает возможность заполнять и сохранять библиотеку деталей, чтобы затем пользоваться ей. Также программа имеет функцию копирования свойств объекта, благодаря которой можно перенести характеристики уже начерченного участка на новый.
![проектировщик трубопроводов](https://sapr-soft.ru/sites/default/files/inline-images/5.png)
Магистральный трубопровод – что это, особенности проектирования
Магистрали проходят не в пределах одного предприятия, как технологические системы, а за ее территорией. Их назначение – подвод вещества к участку, а также транспортировка на длительные расстояния. Классическим примером является городской водопровод.
Их проекты составляются по стандартным нормам, но в них обычно меньше развязок, а преимущественно линии. При этом сами трубы используются большего сечения и толщины стенок для прочности и увеличения пропускной способности. Также они проходят обязательную теплозащиту и изоляционную обработку.
Проектирование нефтепроводов, газопроводов и трубопроводов: основные этапы
Так как задачей проекта является не только сдача в эксплуатацию, но и гарантия максимально долгого и безопасного использования, то подготовка строительства выполняется в несколько стадий:
- Технико-экономическое обоснование.
Это процесс изысканий в двух сферах – экономика и техническое подтверждение целесообразности работ.
С первой стороны учитываются характеристики самого вещества, а также планируемый ежегодный поток, рассчитывается польза от такого строения линии. Вместе с тем предварительно составляется смета по затратам на материалы и труд проектировщиков и строителей. Это обосновывает экономическую эффективность.
С точки зрения инженерных изысканий, определяется местность, рельеф, делаются снимки, проводятся работы на участке, сборы образцов почвы и воды на лабораторный анализ. Кроме того, устанавливается уровень грунтовых вод, чтобы определить, как глубоко могут залегать трубы.
![проектирование трассы трубопровода](https://sapr-soft.ru/sites/default/files/inline-images/6.jpg)
Для соблюдения всех норм при заполнении результатов изысканий необходимо пользоваться программой Geonium. Софт автоматизирует процесс и заполняет чертежи, экспликации, штампы и спецификации по образцу государственного стандарта.
- Создание технического проекта.
Это финальное уточнение стоимости и сроков. Также на этом этапе разрабатываются различные технологические решения, варианты. Рассматривается их эффективность.
Собирается документация с определенным направлением, протяженностью трубопровода, развязками и узлами.
- Оформление рабочих чертежей.
Это детальная проработка всех схем, выбор единого технологического решения, построение плана всей системы. Весь проект должен соответствовать нормам проектирования трасс магистральных и технологических трубопроводов, оформлен согласно ГОСТ. Также необходимо начертить спецификации и отдельные участки линии, которые заслуживают пристального рассмотрения.
При конструировании надо учесть, что пользоваться чертежами будут специалисты при строительстве, поэтому нужно указать все материалы, сечения труб, варианты сварки, а также любые другие элементы, которые могут потребоваться при монтаже.
Параллельно с созданием рабочего проекта оформляется документация, подбиваются итоговые сметы.
Также на плане отмечается все оборудование – насосное, контролирующее, измерительные приборы, запоры, автоматика. Показываются отверстия входа и выхода. Если система подводит транспортируемое вещество к станкам, но указываются и эти точки.
Если проектирование затрагивает не крупный объект, а частное маленькое предприятие нуждается в сети, то разрешено делать все эти работы в один этап и сразу разрабатывать технорабочий проект.
СН 527-80 «Инструкция по проектированию стальных трубопроводов» – основной документ для технологического проекта
![проектирование стальных трубопроводов](https://sapr-soft.ru/sites/default/files/inline-images/7_0.jpg)
Эти нормы распространяются на все инженерные системы, которые используют трубы с диаметром 140 см и меньше. Это фактически любая магистраль и коммуникация внутри предприятия. Нормы температурного режима для этого свода – от минус 70 градусов до плюс 450. Давление – до 10 МПа.
В инструкции прописаны категории сетей. Классификация касается класса опасности и норм, которые нужно применять по обеспечению безопасности.
Также в документе предлагаются основные рекомендации по прокладке труб:
- трассы должны проходить вдоль автомобильных и ЖД дорог;
- их необходимо вести параллельно жилой застройке;
- если на участке нет асфальтированных дорог, то требуется подвести дорожку для обслуживания системы;
- угол поворота оптимальнее всего выполнять в 90 градусов;
- при подводе к месту выхода следует осуществлять уклон, чтобы полностью опорожнялись трубы;
- если проводится разноуровневая укладка линий, то их нужно располагать их так, чтобы взрывоопасные вещества были друг от друга на максимальном удалении;
- для прокладки в тоннелях и желобах следует обеспечить безопасность проходов, выполнив их из несгораемых стройматериалов.
Программы для проектирования технологических трубопроводов в 3Д
![программа для проектирования технологических трубопроводов](https://sapr-soft.ru/sites/default/files/inline-images/8.jpg)
Компания «ЗВСОФТ» реализует программные пакеты, которые необходимы для создания проекта инженерных систем. Основной САПР – ZWCAD. Он является аналогом Автокада, но имеет более низкую стоимость и облегченную систему лицензирования. Для крупных компаний, которые покупают несколько продуктов, предлагается скидка.
Возможности ZWCAD 2018 Professional:
- Возможность моделировать как двухмерные, так и трехмерные объекты.
- 3D-визуализация, то есть просмотр итогового проекта в пространстве.
- Наличие динамического ввода текста.
- Поддержка программных интерфейсов LISP, COM, ActiveX, .Net, VBA, ZRX.
- Открытие DWG, импорт и экспорт распространенных текстовых, инженерных и графических форматов.
- Встроенный калькулятор.
- Удобный и понятный интерфейс, снижающий зрительную нагрузку.
- Функция копирования свойств объектов.
- Использование динамических блоков.
Чтобы расширить функционал «ЗВКАД», можно установить дополнительные модули:
- ИНЖКАД – работа со всеми инженерным системами, облегченная трассировка, указание пересечений и сечений труб, их подсчет и формирование спецификаций.
- Geonium – автоматизированное заполнение чертежей, спецификаций и штампов в процессе изысканий.
Сделайте свою работу проще вместе с ZWSOFT.