Стандарты, наилучшее использование и коды

Проектирование и сооружение

Проектирование и сооружение - это процессы, опирающиеся на физические законы для достижения желаемых результатов от создаваемых технических сооружений, и процесс создания чертежей и деталей для взаимодействия поставщиков и строителей, поясняющих, как именно объект должен быть возведен или смонтирован для достижения необходимых результатов. Проектирование и сооружение являются сложными процессами, объединяющими широкий спектр компонентов и элементов для создания или реконструкции объектов. В данном тексте понятия процессов проектирования и сооружения специально разделены, несмотря на то, что они часто выполняются одним и тем же человеком. Сооружение - это наука. Проектирование - это искусство.

Стандарты, наилучшее использование и коды.

С момента первого промышленно применения газа для освещения более 200 лет назад, инженеры и механики объединили физические законы с практическим опытом для создания технических стандартов и их сертификации в целях оказания помощи и содействия развитию промышленности. Организованное в 1880 году Американское общество инженеров-механиков(ASME), широко способствовало развитию будущих трубопроводных стандартов. С тех пор название общества было изменено на ASME International, чтобы опустить тот факт, что оно на протяжении большей части своей истории характеризовалось американским доминированием.

ASME International определяет стандарты следующим образом:

Стандарт может быть определен, как набор технических определений, директив и руководство к действию для разработчиков, изготовителей и пользователей. Стандарты обеспечивают безопасность, надежность, производительность и эффективность практически в каждой отрасли, которая опирается на инженерные компоненты и оборудование. Стандарты могут состоять из нескольких абзацев и сотен страниц, написанных специалистами имеющих знание и опыт в определенной области.

Когда стандарт принимается государственным органом, он получает законную силу и кодовое значение. Различие между стандартами и кодами очень важно, и поэтому заслуживает более широкого обсуждения. Стандарты основываются на универсальных физических законах. Например, во всем мире определение максимального допустимого давления в трубопроводе осуществляется посредством анализ расчетов кольцевого напряжения. Примером кода является расчет кольцевого напряжения для определения максимально допустимого рабочего давления, тогда различная запорная арматура будет иметь различные коэффициенты безопасности.

Некоторые организации по стандартизации:

- Американский национальный институт стандартов (ANSI)

- Американский нефтяной институт (API)

- Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM)

- Американское общество инженеров-механиков (ASME International)

- ASTM International

- Британский институт стандартов (BSI)

- Европейский комитет по стандартизации (CEN)

- Институт технологии газа (GTI)

- Международная организация по стандартизации (ISO)

- Общество стандартизации фирм-производителей, занятых в сфере производства вентильной арматуры (MSS)

- Международная ассоциация инженеров-коррозионистов (NACE International)

- Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA)

- Международный совет по исследованиям в области трубопроводного транспорта (PRCI)

- Институт пластмассовых труб (PPI)

- Российские отраслевые стандарты (SNIP)

Предоставление полного перечня стандартов выходит за рамки этого текста, но широко используемыми стандартами для трубопроводной промышленности являются: ASME B31.8, Газотранспортные и газораспределительные системы трубопроводов и ASME B31.4, Трубопроводные системы транспортировки жидких углеводородов и других жидкостей. Безусловно, эти давно разработанные стандарты являются нормативной базой при возведении подавляющего большинства конструкций во всем мире.

Коды часто включают ссылки на стандарты, но в то же время являются правилами и предписаниями, изменяющимися в зависимости от страны. Основной код для регулирования безопасного транспортирования и распределения природного газа в Соединенных Штатах содержится в CFR, раздел 49, часть 192 - «Транспортировка природного и других видов газов по трубопроводу» приводится в исполнение Департаментом транспорта. Американские правила для нефти содержатся в CFR,раздел 49, часть 195 - «Транспортировка опасных жидкостей по трубопроводу». В Великобритании правила являются нормативным актом с 1996 года №825 «Регулирование трубопроводного транспорта от 1996г.» и контролируются Управлением по гигиене и охране труда. Инженерам рекомендуется определять конкретный код, применяемый в стране, где будет эксплуатироваться проектируемый ими трубопровод.

И в заключении стоит отметить, что стандарты и коды не являются учебными пособиями по проектированию и не заменяют опыт и практические знания. Инженеры не могут просто взять стандарты с полки и создать эффективную систему, но вполне возможно, используя стандарты, правильно спроектировать систему.

Стандарты и коды определяют ограничения при проектировании, и только грамотный инженер совместно с компетентным рабочим может определить наиболее эффективные проектируемые звенья.

26.6.2 Процесс проектирования и сооружения

Разработка проектных идей, как показано на рисунке 26.38, обычно не осуществляется непосредственно инженерами. Как правило, концепция проектирования и технико-экономическое обоснование этапов разрабатывается различными группами, которые при необходимости обращаются за помощью к инженерно-техническому отделу.

Рисунок 26.38 Схема проекта (Источник: Введение в нефте- и газопроводный бизнес для руководителей. Pipeline Knowledge & Development

Подготовка предпроектной документации. (FEED)

Введите ключевые слова «Подготовка предпроектной документации» в любой поисковой системе, и она выдаст сотни ссылок. Детали могут варьироваться, но в целом эти предпроектные процессы предназначены для достижения одних и тех же целей: уточнить основы проектирования и ключевые изменения на ранних этапах составления проекта, так как влияние этих изменений существенно, а затраты относительно небольшие, также выявить ключевые опасные моменты для эффективного управления проектом. Проектные решения, приняты в ходи предпроектной подготовки, как правило, фиксируются и отображаются посредством использования проектной документации и схемы предварительных действий.

Основы проектирования. Большинство организаций по обслуживанию трубопроводов и проектных фирм имеют свои собственные формы и требования, по той причине, что не существует универсального стандарта, содержащегося в основной проектной документации. Как минимум, следующие параметры обычно содержатся и передаются при помощи основополагающих принципов проектирования.

- Проектная мощность лежит в основе составления проекта. Для трубопроводов, для насосных станций, для загрузки и отгрузки на объектах хранения, проектная мощность обычно определяется с помощью объемного расхода.

- Рабочий диапазон включает диапазон скоростей рабочего потока, прогнозируемый с помощью проекта; определение параметров оборудования.

- Определение свойств флюида (плотность, вязкость, удельная теплоемкость)

- Диапазон рабочих температур

- Применимые стандарты и коды

- Процесс управления

-Предварительный маршрут, включая топографию.Получение и доставка данных в масштабе

- Учет мнения заказчиков, регулирующих органов, общества в целом, геологов, экологов, или другие концепции, которые могут повлиять на проектирование трассы или выбор маршрута.

- Экономический проект и экономическая чувствительность

- Особые замечания по эксплуатации

Блок-схема процесса. Прежде чем приступить к детальному проектированию, инженеры подготавливают блок-схему процесса, на которой схематично представлены основные детали оборудования, направление движения строительного потока, топографические данные(рисунок 26.39). Общая сумма деталей, содержащихся на схеме, изменяется в зависимости от компаний, но на любом уровне детализации она должна быть достаточной для того, чтобы проектировщик мог понять, какая работа его ожидает.

После определения общего потока и конкретных параметров следует такой часто повторяющийся процесс, как детальное проектирование и сооружение. Задачи при проектировании часто разделяются на выбор трассы магистрального трубопровода и перекачивающих станций, выявление топографических данных.

Рисунок 26.39 Блок-схема процесса. Эта блок-схема с разработанными станциями предоставляет проектировщику трубопровода полную информацию относительно цели объекта. Vanderpool Pipeline Engineers