что такое вантуз на нефтепроводе
ВРЕЗКА ВАНТУЗОВ В НЕФТЕПРОВОД
Назначение и место установки вантузов
3.1 Вантуз – это задвижка с патрубком, устанавливаемая под прямым углом к оси трубопровода.
Вантузы предназначены для подсоединения насосных агрегатов при опорожнении ремонтируемого участка и закачки нефти в нефтепровод после ремонта, а также впуска воздуха при освобождении и выпуска газовоздушной смеси при заполнении нефтепровода.
3.2 Место установки вантузов зависит от их назначения.
Вантузы для откачки врезаются на ремонтируемом участке трубопровода для его освобождения от нефти.
Вантузы для откачки нефти из ремонтируемого участка трубопровода устанавливаются на вырезаемой (удаляемой) “катушке” или в самых низких по геодезическим отметкам местах трассы в соответствии с принятой технологией опорожнения трубопровода. Вантузы монтируются на боковой, верхней и нижней образующей трубы (рисунок 3.1). Вантузы, смонтированные на нижней и боковой образующей трубопровода, должны быть вырезаны после завершения работ вместе с “катушкой”.
Вантузы для закачки нефти, в зависимости от принятой схемы заполнения нефтепровода, устанавливаются на параллельном нефтепроводе или на ремонтируемом нефтепроводе по их верхней образующей. Вантузы для впуска-выпуска воздуха устанавливаются по верхней образующей трубопровода в местах трассы ремонтируемого участка с наиболее высокой геодезической отметкой.
3.3 Количество и диаметр врезаемых для откачки нефти вантузов зависят от объема откачиваемой нефти из ремонтируемого участка нефтепровода, диаметра опорожняемого участка, профиля трассы. Количество и диаметр вантузов, врезаемых в трубопровод для откачки и закачки нефти, приведены в таблице 3.1.
При ограниченной длине заменяемой “катушки” в стесненных условиях ремонта и необходимости врезки в нее двух и более вантузов для откачки
нефти, схема их установки должна соответствовать рисунку 3.1 с обязательной их вырезкой при замене “катушки” и подключении участка.
Таблица 3.1 – Минимальное количество и диаметр вантузов, врезаемых
Вантуз нефтепровода
Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта, а именно к вантузам нефтепровода, предназначенным для впуска и выпуска воздуха соответственно при освобождении или заполнении нефтепровода нефтью, для подключения насосных агрегатов и обеспечения откачки (закачки) нефти в период проведения плановых и ремонтных работ на линейной части магистрального нефтепровода. Задачей полезной модели являлось создание вантуза нефтепровода с номинальным давлением 10 МПа с возможностью эксплуатации в районах с холодным климатом и сейсмичностью до 10 баллов по шкале MSK-64. Указанная задача решается вантузом нефтепровода с номинальным давлением 10 МПа состоящим, по меньшей мере, из вантузного тройника с магистральной частью для подсоединения к магистральному нефтепроводу и вытяжной горловиной, фланца с патрубком, приваренного к вытяжной горловине, герметизирующей пробки и фланцевой заглушки, в котором, согласно предложению, толщина стенки магистральной части тройника больше толщины стенки трубы магистрального нефтепровода, а отношение толщины стенки вытяжной горловины к толщине стенки магистральной части составляет 0,68-0,84 при радиусе закругления между магистральной частью и вытяжной горловиной от 0,5 до 1,0 толщины стенки магистральной части. 1 н.п.ф., 2 илл.
Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта, а именно к вантузам нефтепровода, предназначенным для впуска и выпуска воздуха соответственно при освобождении или заполнении нефтепровода нефтью, для подключения насосных агрегатов и обеспечения откачки (закачки) нефти в период проведения плановых и ремонтных работ на линейной части магистрального нефтепровода.
Известно устройство впуска воздуха в нефтепровод или его выпуска, используемое при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти [Пат. РФ 59769 U1, МПК F16L 55/00, з. 24.08.2006., оп. 27.12.2006.], содержащее клапан, включающий корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом, и установленный между отверстиями затвор, при этом устройство содержит рукав, один конец которого герметично присоединен к другому отверстию клапана, запорное устройство для перекрытия или открытия проходного сечения рукава, камеру для приема и разделения среды нефтепровода, герметично присоединенную своим отверстием к другому концу рукава, патрубок, установленный на камере и имеющий поворотную заслонку, при этом рукав снабжен манометром.
В качестве прототипа выбран вантуз нефтепровода с номинальным давлением 6,3 МПа производства Великолукского завода «Транснефтемаш» [см., напр.: http://tnm.ru/index.php?option=com_productlist&lid=35&Itemid=49], состоящий из вантузного тройника с магистральной частью (магистралью) для подсоединения к магистральному нефтепроводу и вытяжной горловиной, фланца с патрубком, приваренного к вытяжной горловине, герметизирующей пробки и фланцевой заглушки. При условном проходе магистрали 1000 мм и толщине стенки магистральной части 26 мм толщина стенки горловины составляет 13,5 мм.
Задачей полезной модели являлось создание вантуза нефтепровода с номинальным давлением 10 МПа с возможностью эксплуатации в районах с холодным климатом и сейсмичностью до 10 баллов по шкале MSK-64.
Указанная задача решается вантузом нефтепровода с номинальным давлением 10 МПа состоящим, по меньшей мере, из вантузного тройника с магистральной частью (магистралью) для подсоединения к магистральному нефтепроводу и вытяжной горловиной, фланца с патрубком, приваренного к вытяжной горловине, герметизирующей пробки и фланцевой заглушки, в котором, согласно предложению, толщина стенки магистральной части тройника выполнена больше, чем толщина стенки трубы магистрального нефтепровода, а отношение толщины стенки вытяжной горловины к толщине стенки магистральной части составляет 0,68-0,84 при радиусе закругления между магистральной частью и вытяжной горловиной от 0,5 до 1,0 толщины стенки магистральной части.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена компоновочная схема вантуза (заглушенное состояние); на фиг.2 представлена компоновочная схема вантуза в рабочем состоянии.
Вантуз нефтепровода состоит из вантузного тройника с магистральной частью 1 и вытяжной горловиной 2, фланца 3 с патрубком, приваренного к вытяжной горловине 2, герметизирующей пробки 4 и фланцевой заглушки 5. Вантуз может комплектоваться запорной арматурой 6.
Вантуз нефтепровода поставляется с предприятия-изготовителя в сборе: вантузный тройник (магистральная часть 1, вытяжная горловина 2) с приваренным фланцем 3, установленной герметизирующей пробкой 4 и фланцевой заглушкой 5. Во фланцевой заглушке 5 как правило предусмотрена установка контрольного шарового крана, при отсутствии которого отверстие для установки закрыто пробкой (не показаны). Запорная арматура 6 представляет собой шиберную или клиновую задвижку.
Опытные образцы вантуза нефтепровода прошли испытания, в результате которых установлено, что при заявленных соотношениях геометрических размеров вантузного тройника изделие соответствует эксплуатационным требованиям.
Вантуз нефтепровода с номинальным давлением 10 МПа, состоящий, по меньшей мере, из вантузного тройника с магистральной частью для подсоединения к магистральному нефтепроводу и вытяжной горловиной, фланца с патрубком, приваренного к вытяжной горловине, герметизирующей пробки и фланцевой заглушки, отличающийся тем, что толщина стенки магистральной части тройника выполнена больше, чем толщина стенки трубы магистрального нефтепровода, а отношение толщины стенки вытяжной горловины к толщине стенки магистральной части составляет 0,68-0,84 при радиусе закругления между магистральной частью и вытяжной горловиной от 0,5 до 1,0 толщины стенки магистральной части.
Выбор вантуза для выпуска воздуха из трубопровода
При прокачке любых жидкостей по магистралям происходит их частичное заполнение воздухом. За счет этого уменьшается проходное сечение трубы, образуются воздушные пробки, способствующие возникновению гидроударов. Вантуз автоматически стравливает воздух из магистрали. Он устанавливается на трубопроводах централизованного тепло- и водоснабжения и водоводных системах загородных домов.
Назначение устройства
Воздушный вантуз иногда называют воздухоотводчиком или автоматическим воздушным клапаном. Внешний вид – полый цилиндр, нижняя часть которого соединяется с трубопроводом, а вверху находится отверстие для выпуска воздуха в атмосферу. Внутри встроен механический клапан, автоматически открывающийся при попадании воздуха в цилиндр и закрывающийся после его удаления.
Основное назначение конструкции – постоянное удаление воздуха, скапливающегося в трубопроводе. Для слива воды из системы устанавливаются вантузы с противоположной функцией – впуск воздуха в магистраль. Существуют комбинированные варианты, способные работать на впуск и на выпуск.
Обязательно вантуз устанавливается на водопроводной сети в самой высокой ее точке. Дополнительно они монтируются в местах перелома магистрали, а также в сантехнических камерах и колодцах.
Принцип работы вантуза
Основным элементом механизма, обеспечивающего выпуск воздуха, является пустотелый шарик из металла или пластика. Верхняя его часть соединена с рычагом или штоком, перекрывающих выходное отверстие. На штоке устанавливается запирающая мембрана. Вода из магистрали заполняет камеру вантуза. При этом шарик всплывает, поднимая рычаг и герметично запирая выход.
Воздух, находящийся в трубопроводе, стремится вверх и попадает в камеру вантуза. Уровень воды в ней понижается, шарик опускается вниз, опуская рычаг. Полость разгерметизируется, воздух через отверстие выходит наружу. Вода снова заполняет камеру, поднимая шарик. Вантуз трубопровода герметично закрывается и ждет следующего поступления воздуха.
Виды устройств в зависимости от функций
Рабочая функция всех конструкций одинакова – открытие и закрытие в нужные моменты отверстий для прохождения воздуха. Но трубопроводные магистрали работают в разных режимах и каждому из них должен соответствовать свой принцип действия воздухозапорного устройства:
Комбинированный вантуз часто называется двухступенчатым, а отдельный кинетический или автоматический – одноступенчатым. Выпускаются также и приборы, работающие по трехступенчатой схеме. Третья ступень осуществляет ускоренный выпуск воздуха через малое отверстие. Такая функция предотвращает повреждения от сильных гидроударов.
Комбинированная схема обслуживания трубопровода предлагает уменьшение числа точек воздухоотвода. В ней нет элементов, простаивающих без дела во время рабочей прокачки. Но такие клапаны стоят дороже и сложны при обслуживании.
Конструктивные различия
Любые воздушные вантузы, помимо различий выполняемых функций, отличаются особенностями конструкции. Это касается внешнего вида и внутренних механизмов.
Материал изготовления
Для изготовления корпусов трубопроводных вантузов применяются:
Независимо от материала, на каждый корпус наносится антикоррозионное покрытие.
Пластмассовые вантузы изготавливаются для трубопроводов малого диаметра прохода. Чугунные корпуса до сих пор не теряют своей популярности из-за низкой цены.
Способ соединения с основным трубопроводом
Нижняя часть вантуза должна соответствовать типу соединения на трубопроводном отводе для подключения воздухоотводчика:
Сварка применяется для установки на трубы самых больших диаметров. Резьба больше подходит для малых сечений бытовых труб.
Тип запорного клапана
Во всех конструкциях присутствует поплавок. Способы закрывания выпускного отверстия изнутри камеры могут быть разными:
Воздушный вантуз для сети канализации обычно изготавливается со штоком и мембраной. Грязь из канализационной трубы не должна попадать на рабочие поверхности запорного механизма. Для этого увеличивают расстояние между уровнем жидкости и выпускным отверстием.
Место установки
Размещение может быть на поверхности и под землей. Вантузы на водопроводе удобно устанавливать в камерах и сантехнических колодцах. В них предусматривается включение в схему запорной арматуры, которая позволяет отсечь поступление жидкости в корпус клапана перед его обслуживанием и ремонтом.
Бесколодезные варианты воздухоотводчиков снабжаются отсекающим устройством, которое при отсоединении вантуза от магистрали перекрывает выход жидкости из отводного патрубка.
Рабочие характеристики и критерии выбора
Чтобы купить вантуз, необходимо знать его основные свойства, которые обязательно указываются на упаковке модели.
Рабочая среда
Тип жидкости, с которым допускается работа устройства. Это может быть водопроводная вода, сточные воды, нефтепродукты или агрессивные среды.
Диаметр условного прохода
Обозначение «Ду» показывает в миллиметрах диаметр внутреннего сечения, по которому жидкость из магистрали поступает в корпус вантуза. Оно значительно меньше диаметра трубы, из которой удаляется воздух.
Поставщики водопроводной арматуры предлагают примерное соответствие между этими диаметрами:
Диаметр трубы, мм | Диаметр вантуза |
900 | Ду 200 |
Выпускаются воздухоотводчики с диаметрами Ду 250 и Ду 300. Но они для нестандартных решений, особо оговариваемых в проектах и чертежах.
Давление
Указывается рабочее давление в магистрали, а также испытательное давление корпуса изделия.
Температура
Максимальная температура жидкости в трубопроводе важна для вантузов, устанавливаемых на магистралях горячей воды и теплотрассах.
Выпуск воздуха
Фактически производительность вантуза. Для каждого выпускного отверстия – площадь его сечения в кв. мм. Указывается и максимальный объем выпускаемого воздуха в куб. м/час.
Эксплуатация и уход
Водопроводные и канализационные сети по классификатору ОКОФ относятся к сооружениям со сроком службы 15 лет и более. Минимальный срок эксплуатации вантузов, устанавливаемых на этих сетях, составляет 12 лет.
Техническое обслуживание проводится ежегодно, а для сетей водоотведения – дважды в год. На каждое устройство заполняется карточка с датой начала эксплуатации, куда заносятся даты ревизий и ремонтов.
Профилактика заключается в прочистке выходных отверстий, а также в промывке внутренней полости чистой водой под давлением. Если на корпусе сделаны промывочные отверстия, не обязательно демонтировать устройство, но нужно отключить его от магистрального давления с помощью запорной арматуры.
При отсутствии промывочных втулок проводится демонтаж вантуза, а затем его промывка и очистка.
Необходимость и принципы установки воздушных вантузов
Растворенный в средах газ создает следующие препятствия в работе трубопроводных систем:
Для удаления газов из напорных систем необходимо использовать специальные технические устройства – воздушные вантузы.
В зависимости от назначения, вантузы имеют свои конструктивные особенности. Вантузы бывают одноступенчатые и двухступенчатые.
Вантуз для очищенной воды представляет собой колбу с шаром (одноступенчатые) или две колбы и два шара (двухступенчатые).
Вантуз для канализации отличается наличием шара на жестком креплении и вынесенным в верхнюю часть запорным элементом, что позволяет исключить загрязнение. Также у вантузов есть промывной вентиль.
В конструкцию бесколодезного вантуза входит отключающий элемент, поэтому отсекающая задвижка не требуется. В рабочем состоянии дистанционная труба прижимает подпружиненный отключающий элемент, позволяя воде и воздуху поступать в шахту вантуза, заменяющую колодец. В случае необходимости ревизии вантуз вместе с дистанционной трубой извлекают из шахты. При этом пружина отключающего элемента выпрямляется и доступ воды в шахту блокируется.
Вантуз устанавливают на узел удаления воздуха (газов), который состоит из следующих элементов:
Правила проектирования вантузов описаны в СП 31.13330.
Установка вантузов рекомендуется:
Эксплуатирующие организации рекомендуют искусственно организовать верхние точки на трубопроводах длиной более 1000 метров, находящихся в горизонтали.
На трубах диаметром до 300 мм включительно допускается применением одноступенчатых вантузов. На трубах диаметром свыше 300 мм необходимо устанавливать только двухступенчатые.
Вантузы работают в автоматическом режиме на впуск и выпуск: при наличии в трубопроводе воды шар поднимается и блокирует выход воды. Когда в вантузе собирается воздух, шар падает и выпускает воздух через вантуз наружу. При опорожнении трубопровода шар падает и впускает воздух снаружи, тем самым устраняя вакуум в трубе, который может разрушить трубопровод. В двухступенчатых вантузах большой шар работает при заполнении и опорожнении трубопровода для впуска и выпуска большого объема воздуха. Малый шар работает при заполненном трубопроводе, выпуская накапливающийся в процессе эксплуатации воздух в очень незначительных объемах.
При установке воздушных вантузов следует особое внимание уделить температуре в камере. При установке на узел удаления воздуха вантузы могут оказаться в зоне промерзания. Это может привести к обледенению и прекращению работы вантуза.
Обслуживать вантузы для сетей водоснабжения необходимо 1 раз в год, для сетей водоотведения — 2 раза в год.
Что такое вантуз на нефтепроводе
Шиберная стальная задвижка производства компании КОНАР, полнопроходная с вынесенными концами под приварку к трубопроводу, двунаправленного действия, с автоматическим сбросом избыточного давления из корпуса, выполненная в лито-сварном стальном корпусе, с цельнолитой крышкой.
Крышка с корпусом соединяется шпильками.
Затворный орган конструктивно представляет собой шибер с никелево-карбидо-кремниевым покрытием и плавающими подпружиненными седлами с вставками из нейлона.
Закрытие осуществляется поднятием шибера посредством шпинделя, выполненного из кованой стали.
Вентиляционный и дренажный трубопровод для защиты от повреждений размещен внутри корпуса.
Простота, полнопроходность, неразрывность потока рабочей среды, возможность получения различных рабочих характеристик уплотнений в седлах и запирающем элементе делает эти шиберные задвижки широко применяемыми.
Производимые компанией КОНАР шиберные стальные задвижки отвечают требованиям:
Проход условный | DN300 … DN1000 мм |
Номинальное давление | От 0 до 8,0 МПа |
Герметичность в затворе | Класс «А» по ГОСТ 9544-2005 |
Тип управления | Электропривод |
Температура окружающей среды | + 40°С … — 60°С |
Температура рабочей среды | + 80°С … — 15°С |
Рабочая среда | Товарная нефть ГОСТ Р 51858 |
Исполнение по сейсмостойкости | ПС (свыше 9 баллов по MSK) |
Материалы основных деталей шиберных задвижек:
Крышка и корпус | Сталь A352 LCC mod (KCV-60 ≥ 24,5 Дж/см2) |
Шибер | Сталь A516 Gr70 с покрытием твердостью HV1200 |
Седла | Сталь A352 LF2 |
Уплотнения седла | Нейлон 6 |
Шпиндель | Сталь A182 F6NM |
Вантуз нефтепровода — это автоматический клапан, представляющий собой специальный технологический отвод от основной трубы нефтепровода, оснащенный задвижкой и предназначенный как для закачки, так и для экстренного выпуска нефти, воздуха или воды.
Вантузы нефтепроводов предназначены:
Вантузы нефтепровода также служат для подключения насосных агрегатов и в случае ремонтных работ на линейной части магистрального нефтепровода. Специалистами инженерного центра компании КОНАР разработаны ТУ 3663-001-21483089-2009, которые прошли экспертизу в ООО «НИИ Транснефть», подтвердив тем самым высокий уровень разработки и технологичность изделия. Данные технические условия включены в «Реестр ТУ и ПМИ» ПАО «Транснефть».
Компания КОНАР освоила серийный выпуск вантузов нефтепровода:
Вантузы нефтепровода изготавливаются в следующих исполнениях:
2. В зависимости от макроклиматического района размещения изготавливаются:
Герметичность запорной арматуры:
Рабочие среды:
Нормативный срок эксплуатации вантузов нефтепровода:
Материалы основных деталей шиберных задвижек:
Крышка и корпус | Сталь A352 LCC mod (KCV-60 ≥ 24,5 Дж/см 2 ) |
Шибер | Сталь A516 Gr70 с покрытием твердостью HV1200 |
Седла | Сталь A352 LF2 |
Уплотнения седла | Нейлон 6 |
Шпиндель | Сталь A182 F6NM |
Изготовление вантуза нефтепровода компанией КОНАР осуществляется в 2 этапа:
1 – изготовление фланца вантуза.
Механическую обработку фланца вантуза КОНАР производит самостоятельно на современном обрабатывающем центре TREVISAN.
2 – сборка вантуза нефтепровода, в том числе приварка фланца вантуза к вантузному тройнику. Сварка производится по аттестованной технологии. Сварной шов подвергается 100-процентному контролю неразрушающими методами, а именно ВИК, УЗК и рентгенографический контроль.
Все детали и сборочные единицы вантуза, а также отдельные операции подвергаются приемке и контролю качества.
Гидравлические испытания, проводимые после изготовления вантуза, подтверждают прочность, плотность и герметичность изготовленного изделия. Для этого были приобретены специальные гидравлические стенды:
Все это свидетельствует, что вантузы нефтепровода, производимые компанией КОНАР, имеют высокое качество изготовления с подтвержденным сроком эксплуатации.