Calculul Grosimii de Perete Conducta Gaze [PDF]

Zitiervorschau

Beneficiar:

TITLUL LUCRARII

Executant:

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

CALCULUL GROSIMII DE PERETE

Beneficiar:

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

TITLUL LUCRARII COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

Executant:

CERINŢE PRIVIND REZISTENŢA MECANICĂ LA PRESIUNEA INTERIOARĂ PENTRU ŢEVI METALICE CONFORM SR EN ISO 3183 : 2013

SR EN ISO 3183-2013 “Indusriile petrolului si gazelor naturale. Tevi din otel pentru sisteme de transport prin conducte”, precizează că ţeava metalică care se foloseşte la execuţia conductelor trebuie să respecte condiţiile de rezistenţă mecanică impuse de presiunea fluidului din conductă. Ca parte a analizei grosimii de perete a ţevii se iau în considerare următoarele: 

Cerinţa minimă de proiectare, care impune ca, grosimea peretelui ţevii să fie suficient de mare pentru a rezista la presiunea de proiectare a conductei;



Alegerea grosimii de perete, care trebuie să ia în considerare riscurile cauzate de interferenţa externă sau de deformarea mecanică, respectiv: -

grosimea peretelui ţevii trebuie să fie suficientă ca să reziste la eforturile la care conducta va fi supusă în condiţii de operare şi de mediu apărute în cursul duratei sale de viaţă;

-

grosimea peretelui ţevii trebuie să fie suficientă ca să permită pierderea de material în timp din cauza coroziunii interne, externe şi de eroziune, fără să afecteze durata sa de viaţă prevăzută;

-

grosimea peretelui ţevii pentru curbe trebuie să fie suficientă ca să permită subţierea peretelui ţevii;

Efortul unitar datorat presiunii fluidului se calculează cu formula:



hp

  P  id

P od

D t   min    o   2 t

(1)

min

unde:

 hp  efortul unitar din peretele ţevii datorat presiunii fluidului, [MPa] Pid  presiunea internă de proiectare [MPa] ; Pod  presiunea hidrostatică externă minimă [MPa]; Do  diametrul exterior [mm];

t min  grosimea de perete minimă [mm]. Formula (1) este relaţia de bază pentru verificarea rezistenţei mecanice la presiune internă, a unei ţevi metalice cu o grosime de perete minimă, standardizată.

Beneficiar:

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

TITLUL LUCRARII COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

Executant:

De fapt, problema de proiectare este alegerea grosimii de perete minime a ţevii care să asigure siguranţa în exploatare a conductei. Formula (2) se aplică pentru calcularea acestei valori, t min , ulterior alegerii valorii corespunzatoare a efortului maxim admisibil, determinat prin consideraţii de proiectare. Rescrierea formulei (1) conduce imediat la relaţia (2):

tmin 

Pid  Pod   Do 2 hp  Pid  Pod 

(2)

Efortul unitar maxim admisibil (hp) se determină astfel încât să respecte inegalitatea (3):

 hp  Fh   y

(3)

unde:

Fh  coeficientul (adimensional) de calculare a efortului unitar maxim admisibil al oţelului pentru conductele terestre. Valorile sunt redate în tabelele 1 sau 2;

 y   c  R p  reprezintă rezistenţa minimă specificată de curgere (SMYS) a oţelului ţevii [MPa 0, 2

sau N/mm2] la temperatura maximă de calcul, conform SR EN ISO 3183:2013. Aceasta trebuie documentată pentru temperaturi de calcul de peste 40°C. Grosimea calculată

t c a ţevii de conductă se obţine adăugând la valoarea minimă de

rezistenţă ( t min ) adaosul pentru coroziune ( a1 ) şi toleranţa de fabricare specifică tipului de ţeavă ales ( a 2 ):

tc  t min  a1  a2 Grosimea standardizată (sau nominală) (mai mare sau egală) a grosimii calculate

tc

t nom  t c

(4)

t nom se alege ca fiind valoarea imediat următoare

, conform tabelului nr. 8 din SR EN ISO 3183:2013 (5)

Respectând toate aceste indicaţii, siguranţa în exploatare este garantată pe tot parcursul duratei de exploatare a conductei întrucât: Pid este ales mereu mai mare decât presiunea maximă efectivă de operare; Adaosul aduce un plus de siguranţă în primii ani de exploatare (pierderea de grosime a peretelui prin coroziune este neglijabilă);

Beneficiar:

TITLUL LUCRARII

Executant:

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

Grosimea de perete a ţevii de conductă (standardizată) se alege mai mare decât valoarea calculată, ceea ce garantează siguranţa în exploatare chiar şi în „ultimul an de viaţă al conductei”. OBSERVAŢII: Toate conductele metalice vor fi protejate anticorosiv la exterior, iar pentru cele îngropate sau pentru porţiunile de conductă din mediu acvatic se va prevedea protecţie catodică, conform SR EN 14161+A1:2015, art. 9.5.1. Adaosul pentru coroziunea interioară (uzură) se specifică prin datele de proiectare: viteza de coroziune (mm/an), durata de funcţionare a conductei, etc. şi specificate în breviarul de calcul anexat caietului de sarcini; Pe baza experienţei sau/şi utilizând modele de predicţie a coroziunii, trebuie determinat un adaos de coroziune corespunzător. Valorile finale vor fi calculate în funcţie de ratele de coroziune aşteptate. Adaosul de coroziune minim pentru ţeava metalică în cazul utilizării în mediu neacid va fi de 0 mm. Adaosul minim în cazul utilizării în mediu acid va fi de 3 mm. Adaosul de coroziune exact recomandat va lua în considerare posibila utilizare de inhibitori chimici; Când abaterea limitei inferioare la grosimea peretelui este exprimată în valori negative, adaosul pentru compensare (a2)

Beneficiar:

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

TITLUL LUCRARII COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

Executant:

Tabelul 1. Coeficientul Fh de calculare a efortului unitar maxim admisibil pentru conducte terestre Amplasare

Fh

Traseu general 1) Traversări şi paralelisme

0,77 2)

0,77

- drumuri de importanţă minoră; - drumuri importante, căi ferate, canale, râuri, protecţii îndiguite contra inundaţiilor şi lacuri.

0,67

Staţii de piguri şi captatoare de lichide cu mai multe ţevi (slug catchers)

0,67

Conducte în staţii şi terminale

0,67

Construcţii speciale cum ar fi ansamble prefabricate şi conducte pe poduri 0,67 Pentru categoria de conducte D şi E se vor aplica coeficienţii efortului tangential din Tabelul 2, pentru ca proiectarea să întrunească cerinţele privind siguranţa publică.Aceşti coeficienţi se aplică la conductele probate la presiune cu apă. In cazul conductelor probate la presiune cu aer se vor folosi coeficienţi de calcul mai mici. NOTE: 1).Coeficienţii efortului tangential pot fi măriţi la 0,83 pentru conductele care transportă fluide de categoria C şi D la locaţii supuse unor activităţi umane nefrecvente şi fără a fi locuite permanent de oameni (Cum ar fi regiunile de deşert şi tundră). 2). Vezi SR EN 14161+A1:2015, cap.6.9 pentru descrierea detaliată.

Tabelul 2. Coeficientul Fh de calculare a efortului unitar maxim admisibil pentru fluidele din categoria D şi E CATEGORIA FLUIDULUI CLASA DE LOCAŢIE

D 1

E 1

D şi E 2 3

4

5

Trasee generale

0,83

0,77

0,77

0,67

0,55

0,45

0,77

0,77

0,77

0,67

0,55

0,45

- drumuri importante, căi ferate, canale, râuri, protecţii îndiguite contra inundaţiilor şi lacuri.

0,67

0,67

0,67

0,67

0,55

0,45

Gări de godevilare şi limitatoare de dopuri cu mai multe conducte

0,67

0,67

0,67

0,67

0,55

0,45

Conductele din staţii şi terminale

0,67

0,67

0,67

0,67

0,55

0,45

Construcţii speciale cum ar fi ansamble fabricate şi

0,67

0,67

0,67

0,67

0,55

0,45

Traversări şi paralelisme 2) - drumuri de importanţă minoră;

Beneficiar:

TITLUL LUCRARII

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

Executant:

conducte pe poduri

Precizăm că standardul SR EN 14161+A1:2015: -„Industriile petrolului şi gazelor naturale. Sisteme de transport prin conducte” împarte fluidele care sunt vehiculate prin conducte în următoarele categorii (tabelul 3): Tabelul 3. Categoria de Fluid Categoria A

Fluide neinflamabile, in principal cele pe baza de apa.

Categoria B

Fluide inflamabile sau toxice, care sunt lichide in conditii normale de temperatura si presiune. Ex. tipic: titei si produse petroliere. Metanolul este un exemplu de fluid inflamabil si toxic.

Categoria C

Fluide neinflamabile, care sunt gaze netoxice in conditii normale de temperatura si presiune. Ex.: azot, dioxid de carbon, argon, aer.

Categoria D

Gaze naturale, netoxice, o singura faza.

Categoria E

Fluide inflamabile si/sau toxice, care sunt gaze in conditii normale de temperatura si presiune si sunt transportate ca gaze si/sau lichide. Ex. tipic: hidrogenul, gazele naturale (altele decat cele de categoria D), etanul, etilena, gazele petroliere lichefiate (asa cum sunt propanul si butanul), gazele naturale lichefiate, amoniacul si clorul.

Calculul grosimii de perete pentru conducta proiectata este prezentat mai jos (tabelul 4).

Tabelul 4. Calcul grosime de perete conform Ordinul ANRE nr. 118/2013 "Norme tehnice pentru proiectarea şi execuţia conductelor de transport gaze naturale

Beneficiar:

Proiectant: S.C. GRANT MANAGEMENT EXPERTS S.R.L.

TITLUL LUCRARII

Executant:

COLECTOR TRANSPORT GAZE 20’’ BUSTUCHINI – TURBUREA ( REPARATIE AVARIE TRONSON, INCLUZAND INLOCUIREA RESPECTIVULUI TRONSON, ZONA PANOU HUREZANI )

CALCUL GROSIME DE PERETE CONF.ORD.ANRE nr.118/2013 Nr.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

SPECIFICATIE

SYMBOL

FLUID TYPE/NATURA FLUIDULUI VEHICULAT FLUID CATEGORY/CATEGORIA DE FLUID PIPELINE OUTER DIAMETER/DIAMETRUL EXTERIOR AL CONDUCTEI MAXIMUM OPERATED PRESSURE/PRESIUNEA MAXIMA DE OPERARE DESIGN PRESSURE/PRESIUNEA DE PROIECTARE PRODUCT SPECIFICATION LEVEL/NIVEL DE CALITATE TEAVA STEEL NAME /MARCA OTEL SPECIFIED MINIMUM YIELD STRENGTH-STEEL/LIMITA DE CURGERE MINIMA SPECIFICA-OTEL LOCATION CLASS/CLASA DE LOCATIE MIN/MAX OPERATED TEMPERATURE/ TEMPERATURA DE OPERARE MIN/MAX DESIGN TEMPERATURE/TEMPERATURA DE PROIECTARE WELDED JOINTS QUALITY COEFFICIENT/COEFICIENT DE CALITATE AL IMBINĂRILOR SUDATE FACTORUL DE PROIECTARE DE BAZA CORESPUNZATOR CLASEI DE LOCATIE DESIGN FACTOR CONSIDERING PIPE MAX.OPER.TEMPERATURE/FACTORUL DE PROIECTARE CARE TINE CONT DE TEMPERATURA MAXIMA DE OPERARE A CONDUCTEI PIPE MATERIAL ALLOWABLE STRESS/TENSIUNEA ADMISIBILA A MATERIALULUI TEVII

U.M.

RELATIE CALCUL

VALORI

Natural gas/Gaze naturale D 508 2.5 6.3 PSL2 L360 N 360 1 +10 /+40 -29 /+55 0.9 0.60

-

-

De PMOP Pc Rt0,5 Top Tpr φ Fb

mm MPa MPa N/mm2 °C °C -

SOW / SOR Tab.3 SOW / SOR Ord.118/2013 - ANRE SR EN ISO 3183:2013 SR EN ISO 3183:2013 SR EN ISO 3183:2013 Ord.118/2013 - ANRE Ord.75/2014 - ANRE Ord.75/2014 - ANRE

Ft

-

Ord.75/2014 - ANRE

1

σa

N/mm

σa =φxFbxFtxRt0,5

194.4

SPECIFIED MIN. WALL THICK./GROS.PERETE CALC., FARA TOLERANTA-FABR SI ADAOS COROZ CORROSION PROOF/TIPUL DE PROTECTIE ANTICOROSIVA APLICAT

si -

mm -

TOTAL ADDITION FOR WALL THICK. CALC./ADAOS TOTAL-PREDIMENSIONARE PERETE TEAVA

8.10 Extruded PE/PE extrudata 4.25

CORROSION ALLOWANCE/ADAOS PENTRU COROZIUNE

a a1

Si=(Pc x De)/(2xσa+Pc) a=a1+a2

mm

PE-D-ME-SPC-001-01-E

3.0

20

TOLERANCE FOR WALL THICK./TOLERANTA NEGATIVA DE FABRICATIE IN VALOARE ABSOLUTA

a2.1

%

SR EN ISO 3183

12.5

21

ADDITION FOR PERMISSIBLE TOLERANCE/ADAOS-TOLERANTA NEGATIVA DE FABRICATIE

a2

mm

a2=a2.1 x Sn

1.25

NOMINAL WALL THICK./GROS. DE PERETE CALC., INCLS TOLERANTE FABR, ADAOS DE COROZ. PIPE WALL THICKNESS ROUNDING ADDITION TO A STANDARDIZED VALUE/ADAOS ROTUNJIRE GROSIME Sic PÂNĂ LA O VALOARE Sn DIN GAMA STANDARDIZATA DE ŢEVI GROSIMEA DE PERETE STANDARDIZATA

Sic

mm

Sic= Si+a

12.35

δs

mm

δs=Sn-Sic

1.7

15 16 17 18 19

22 23

2

Sn SR EN ISO:3183/2013 14.2 24 mm Shall be select standard steel pipe SR EN ISO 3183 :2013 according to OMV Petrom requirements PE-D-ME-SPC-001-01-E-"Specifications for Procurement of Carbon Steel Line Pipe for Onshore Buried Pipelines"/ Conform cerintelor OMV Petrom PE-D-ME-SPC-001-01-E-"Specifications for Procurement of Carbon Steel Line Pipe for Onshore Buried Pipelines" se va alege teava de otel standard SR EN ISO 3183:2013 Nota. OMV Petrom va specifica grosimea de perete aprobata, care va constitui baza pentru detaliile de executie! Grosime de perete De = 508 mm Steel name: aprobata de OMV Petrom, Grosimea de perete calculata 12.5 mm L360 N mm Grosimea de perete optionala 14.2 mm Grosimea de perete preferata

14.2

mm

14.2