Введение

Система труб, используемых для транспортировки жидкостей.

В промышленности трубопровод – это система труб, предназначенная для транспортировки жидкостей (жидкостей и газов) из одного места в другое. Инженерная дисциплина проектирования трубопроводов изучает эффективную транспортировку жидкостей. Промышленные трубопроводы (и сопутствующие вставные компоненты) могут быть изготовлены из дерева, стекловолокна, стекла, стали, алюминия, пластика, меди и бетона. Вставные компоненты, известные как фитинги, клапаны и другие устройства, обычно измеряют и контролируют давление, скорость потока и температуру транспортируемой жидкости и, как правило, входят в область проектирования трубопроводов (или трубопроводной инженерии), хотя датчики и автоматические устройства управления могут также рассматриваться как часть приборостроения и систем управления. Трубопроводные системы документируются в схемах трубопроводов и приборов (P&ID). При необходимости трубы можно очистить методом прочистки труб. Термин "трубопровод" иногда используется для обозначения проектирования трубопроводов – детальной спецификации физической компоновки трубопроводов на производственной площадке или в коммерческом здании. Ранее это иногда называлось черчением, техническим чертежом, инженерным чертежом и проектированием, но сегодня обычно выполняется проектировщиками, владеющими программами автоматизированного проектирования (CAD). Сантехника – это трубопроводная система, с которой большинство людей знакомы, поскольку она обеспечивает транспортировку питьевой воды и топлива в дома и предприятия. Сантехнические трубы также удаляют отходы в виде сточных вод и обеспечивают отвод канализационных газов наружу. Системы пожаротушения также используют трубопроводы и могут транспортировать как питьевую, так и непитьевую воду или другие жидкости для тушения пожаров. Трубопроводы также находят широкое применение в различных отраслях промышленности, играя важную роль в перемещении сырья и полуфабрикатов для их переработки в более полезные продукты. К числу экзотических материалов, используемых при строительстве трубопроводов, относятся инконель, титан, хромомолибденовая сталь и различные другие стальные сплавы.

Анализ стресса

Процессные и силовые трубопроводы обычно проверяются инженерами-расчетчиками трубопроводов для подтверждения правильности прокладки, нагрузок на патрубки, опор и подвесок, а также их выбора таким образом, чтобы напряжения в трубах не превышали допустимые значения при различных видах нагрузок, таких как постоянные, эксплуатационные, нагрузки при гидравлических испытаниях и другие, в соответствии с требованиями ASME B31, EN 13480, ГОСТ 32388, РД 10-249 или других применимых норм и стандартов. Необходимо оценивать механическое поведение трубопроводов при нормальных нагрузках (внутреннее давление и термические напряжения), а также при случайных и кратковременных нагрузках, таких как сейсмические воздействия, сильный ветер, специальные вибрации и гидроудар. Такая оценка обычно выполняется с использованием специализированных компьютерных программ для расчета напряжений в трубопроводах (на основе метода конечных элементов), таких как AutoPIPE, CAEPIPE, CAESAR, PASS/START PROF или ROHR2. В системах криогенных трубопроводов большинство сталей становятся более хрупкими при понижении температуры от нормальных рабочих условий, поэтому необходимо знать распределение температуры в криогенных условиях. В стальных конструкциях могут возникать зоны высоких напряжений, обусловленные острыми углами в конструкции или наличием включений в материале.

История

В древности деревянные трубы изготавливали из бревен, в центре которых просверливали продольное отверстие. Позже деревянные трубы стали строить из досок и обручей, подобно конструкции деревянных бочек. Трубы из досок имеют то преимущество, что их легко перевозить в виде компактной стопки деталей на телеге, а затем собирать в полые конструкции непосредственно на месте работ. Деревянные трубы были особенно популярны в горных районах, где транспортировка тяжелых железных или бетонных труб была бы затруднительна. Деревянные трубы было легче обслуживать, чем металлические, поскольку древесина не так сильно расширяется и сжимается при изменении температуры, как металл, и, следовательно, не требовались компенсационные швы и изгибы. Толщина древесины обеспечивала некоторую теплоизоляцию труб, что помогало предотвратить их замерзание по сравнению с металлическими трубами. Древесина, используемая для водопроводов, также не гниет легко. Электролиз совершенно не влияет на деревянные трубы, так как древесина является гораздо лучшим электрическим изолятором. В западных штатах США, где для изготовления труб использовалась секвойя, было обнаружено, что она обладает "уникальными свойствами", защищающими ее от атмосферных воздействий, кислот, насекомых и грибкового поражения. Трубы из секвойи оставались гладкими и чистыми на неопределенно долгий срок, в то время как железные трубы, напротив, быстро покрывались налетом и коррозией и в конечном итоге могли забиваться продуктами коррозии.