Gasoducto principal: aspectos del diseño y construcción

El transporte de gas por tubería es una de las formas más económicas y eficientes de entregar el gas natural. Su único inconveniente significativo son las grandes inversiones de capital en el diseño y la construcción.

Al principio puede parecer que un gasoducto principal cuesta una fortuna. Sin embargo, con el tiempo los gastos se recuperan, y los bajos costos de mantenimiento permiten al propietario ahorrar sumas considerables. Todo sobre el diseño y la construcción del sistema de tuberías de suministro de gas lo encontrará en el artículo que le presentamos.

Características generales de los gasoductos centrales

Un gasoducto de tipo principal es un sistema de tuberías y estructuras utilizadas para entregar combustible desde lugares de extracción o producción a los clientes. Incluye tuberías principales y adicionales. El diámetro de estas últimas está determinado por las características del objeto de transporte, pero no puede exceder los 1420 mm.

Las tuberías se dividen en tres clases según la presión bajo la cual se transporta la sustancia. Este indicador debe tenerse en cuenta, ya que si se supera el límite, aumenta la probabilidad de un accidente.

La presión varía en el rango de 1,2-10 MPa. La mayoría de las veces, el valor operativo se considera de 7,5 MPa.

Los gasoductos principales se dividen en aéreos, subterráneos y submarinos. Los primeros, gracias a su pequeña elevación, no obstaculizan el movimiento de vehículos. Esta opción de transporte se utiliza para superar obstáculos acuáticos, barrancos y otras barreras.

Las redes subterráneas se tienden en zanjas especiales. La profundidad de estas depende del nivel de congelación del suelo. Por lo tanto, al organizar el transporte de gas húmedo, es importante tener en cuenta las características climáticas del terreno, la estructura del suelo, el diámetro de las tuberías, etc.

Y para tuberías con gas seco, servirá una zanja de 0,8 m de profundidad. Su fondo se cubre con una capa de arena compactada, las tuberías colocadas se recubren con varias capas de masilla bituminosa-polimérica o cáscara polimérica, luego se rellenan con tierra.

Los sistemas submarinos se crean con el objetivo de transportar productos desde territorios marinos, por el fondo de ríos o grandes lagos.

Una tubería estándar está equipada con estaciones de compresión principal e intermedias. Cada una de ellas distribuye el flujo de combustible por ramales con un diámetro diseñado y reduce su presión.

Por ejemplo, el gas, antes de llegar al consumidor final, pasa por el punto de distribución principal y luego por el intermedio. En consecuencia, la presión se reduce hasta el valor previsto por las tuberías locales.

Y para asegurar el funcionamiento equilibrado del sistema directamente en el área de consumo, se crean instalaciones de almacenamiento especiales. Por ejemplo, durante el verano se puede acumular gas que luego se utiliza en la temporada de frío.

No se puede permitir la destrucción de las tuberías como resultado de su contacto con el suelo, el agua o el aire. Este problema se resuelve mediante un aislamiento externo anticorrosión.

También se utiliza la protección catódica, que actúa sobre la base de un potencial negativo

Es importante garantizar la fiabilidad de la red de gas. Esto se logra a través del equipo de bombeo en las estaciones de compresión, el uso de tuberías de acero de alta calidad y la creación de líneas paralelas adicionales que se conectan a la principal mediante puentes.

Aspectos clave en el funcionamiento de la red

En primer lugar, la productividad. Se calcula considerando el balance de combustible y energía de las regiones a las que se realizará el transporte. Se pronostican las cargas máximas. También hay que considerar que una región particular puede desarrollarse en el futuro, por lo que el volumen de gas transportado también aumentará.

Para aumentar la productividad se utiliza el looping del gasoducto. Si la tubería funciona a potencia media, los compresores centrífugos no afectan mucho la eficiencia. En cambio, su papel aumenta cuando se incrementa la carga.

En segundo lugar, la regulación automática. Al diseñar la red, se analizan las características de control de los gasoductos principales. Para ello, se determina la estabilidad del sistema y se identifican los procesos que faltan para un funcionamiento equilibrado.

La importancia de la regulación automática aumenta en proporción directa a la distancia de transporte

Los medios técnicos modernos permiten cambiar la productividad de forma automática. Si el equipo necesario no está presente, entonces la velocidad y eficiencia del transporte caen literalmente a cero.

Por un lado, el movimiento de la sustancia se produce bajo el efecto de la inercia. Pero por otro lado, el sistema ralentiza el desplazamiento tanto por las curvaturas de las tuberías como por la resistencia interna. Dada la complejidad del equipo, se requiere un enfoque individual para ambos factores.

La gestión del gasoducto principal está a cargo de una empresa estatal. En Rusia, es OAO Gazprom.

El tercer punto clave son las señalizaciones. Los símbolos especiales cumplen funciones informativas y de advertencia. La colocación de señales es una regla obligatoria para el uso de los gasoductos principales.

Las señalizaciones permiten identificar los objetos, la zona y la profundidad de la tubería. En realidad, son postes con dos bloques de información. En el vertical se indica el área de peligro especial, la ubicación y otras características importantes.

El horizontal, con información sobre la ubicación del tramo peligroso, se instala con un ángulo de hasta 30 grados con respecto a la superficie del suelo. Muestra la distancia en kilómetros a lo largo de toda la ruta.

¿Cómo se diseña y construye un gasoducto?

La seguridad depende del correcto diseño, del cálculo hidráulico del gasoducto y del cumplimiento de los requisitos técnicos en la construcción. Por lo tanto, el trabajo debe realizarse de manera secuencial y responsable.

Fundamentos de la elaboración del proyecto

Primera y clave etapa. Implica la formación de un sistema de documentos donde se refleja la información técnica. Aquí se indican el diámetro y la presión de trabajo de las tuberías. Se especifica el número de estaciones que se encargarán del bombeo.

El proyecto contiene el esquema de la ubicación prevista del gasoducto principal, la clasificación de las redes según la presión. En el documento se señala la ubicación de la instalación reguladora central y otras.

El proyecto debe garantizar:

• transporte continuo;
• posibilidad de trabajos de mantenimiento preventivo;
• máxima comodidad y seguridad para los consumidores.

Además de los documentos técnicos y económicos, también es necesario considerar los matices del entorno externo. En la sección correspondiente se describen los factores ecológicos, la estructura del suelo, las características de la ubicación geográfica, etc.

Antes del inicio de la construcción, el proyecto de tubería pasa por una estricta peritación en los organismos estatales

Toda la documentación pasa por una estricta peritación en los organismos estatales responsables. Esta medida está dirigida a prevenir posibles consecuencias negativas debido a errores en el esquema del gasoducto principal. Los especialistas pueden aprobar, solicitar ajustes o denegar la construcción.

Un proyecto bien formulado es garantía de comodidad y seguridad en el transporte, minimización de amenazas para la vida y la salud de las personas, y prevención de impactos negativos en el medio ambiente.

Consideración y cumplimiento de las restricciones

Al diseñar sistemas de suministro de gas de cualquier nivel, es necesario tener en cuenta las limitaciones de los actos legislativos, las normas correspondientes y las recomendaciones técnicas.

En particular, está terminantemente prohibida la construcción de tuberías en cualquier zona poblada, en terrenos donde se realicen trabajos agrícolas, en las proximidades de aeropuertos y vías férreas. También existen restricciones en puertos y embarcaderos.

Al instalar un gasoducto, es importante mantener la distancia mínima hasta los cables. El Ministerio de Comunicaciones de la Federación Rusa puede autorizar la combinación de tuberías con cables.

También está prohibido combinar tuberías destinadas al transporte de sustancias con diferentes características. Como ya se ha mencionado, la línea principal puede bifurcarse: las tuberías adicionales se conectan mediante puentes para facilitar las reparaciones.

La profundidad de enterramiento de las tuberías subterráneas se determina según el tipo de sustancia transportada y el nivel de congelación del suelo en la región concreta. Esto último es especialmente relevante para el bombeo de gas húmedo.

En la mayoría de los casos se trata de una sustancia desecada, por lo que la profundidad de las ramas del gasoducto es de 0,8 a 1 metro. Pero aquí también hay particularidades. Si esta sección va a ser drenada, entonces el valor debe ser superior a 1,1 metros. Esto se debe al futuro asentamiento del suelo.

Particularidades del transporte de tuberías

Para el transporte de tuberías se utilizan vehículos especializados equipados con remolques de descarga, patines giratorios y equipos de sujeción. El remolque cuenta con una conexión reforzada con la carrocería del vehículo. Y la cabina tiene un escudo especial que garantiza la seguridad del conductor.

Inmediatamente antes de la construcción se realiza un control externo de la calidad de las tuberías. Si estas presentan defectos mecánicos o están dañadas por corrosión, no se utilizan. También se inspeccionan los accesorios y los materiales utilizados.

El cliente puede solicitar verificar la calidad del aislamiento según los requisitos de GOST 9.602

Para tuberías aéreas y subterráneas se utilizan tuberías de acero. Para las segundas también son relevantes las de polietileno. Aunque las de acero son universales, en algunas características son inferiores a otras opciones.

Por ejemplo, las de polietileno tienen una vida útil más larga, mayor resistencia a la rotura y no requieren el uso de materiales adicionales contra la corrosión. Al instalar redes internas de gasoductos, a menudo junto con tubos de acero se utilizan productos de cobre más caros.

Los criterios para elegir tuberías para la construcción de líneas del sistema de suministro de gas se presentan en el siguiente artículo, cuya lectura recomendamos encarecidamente.

Detalles del montaje de la red de gas

Primero se limpia la parte interior de los tubos. Luego, estos son montados por especialistas experimentados. No solo se debe prevenir la pérdida de sustancia, sino también tener en cuenta la velocidad de transporte y el nivel de presión.

Para el montaje del sistema se utilizan:

• secciones de tubos;
• semicodos;
• transiciones;
• codos;
• tapones;
• unidades para pozos.

La aplicación de los elementos mencionados permite garantizar la construcción rápida de gasoductos principales, así como de los menos importantes, y crear una estructura hermética. Posteriormente se realiza la soldadura de la tubería: trabajos preparatorios, formación de juntas apretadas, soldadura en secciones y en una línea continua.

Es necesario tener en cuenta los requisitos para las piezas según GOST 16037 al realizar trabajos de soldadura

Para ello se utilizan soldadura por gas y por arco eléctrico, soldadura a tope por resistencia, soldadura blanda, etc. Dada la responsabilidad, se contratan exclusivamente profesionales con certificación según RD 03-495.

Trabajan en gasoductos internos soldadores de 4º y 5º grado. La soldadura puede realizarse tanto directamente en la zanja (típico de gasoducto subterráneo) como cerca de ella.

Lastrado y control de la instalación

El lastrado y el anclaje permiten garantizar la correcta ubicación de la tubería. Por ejemplo, para el tipo subterráneo se utilizan métodos como: hormigonado, relleno de tierra, colocación de lastres de hormigón armado y contenedores. Para fijar la tubería se emplean dispositivos de anclaje.

Antes de la puesta en servicio, la red de gasoductos se somete a una limpieza obligatoria de la superficie interior de los tubos. Estos se inspeccionan y se someten a acción mecánica de acuerdo con las medidas previstas en SNiP 42-01.

Los resultados de la soldadura por gas y por arco eléctrico deben cumplir con GOST 16037. Los representantes del cliente también tienen derecho a realizar el control.

La prevención del impacto negativo de factores destructivos se realiza de acuerdo con el proyecto contra la corrosión

Si la tubería ha superado todas las pruebas necesarias y cumple con los requisitos de la legislación, las normas y las recomendaciones, entonces se entrega en operación al cliente. Primero se debe purgar el aire y luego comenzar a transportar la sustancia correspondiente.

Protección del gasoducto principal

La red central de gas no es un juego. Por lo tanto, se establecen reglas estrictas sobre su uso. La actividad de los sujetos económicos cerca de las secciones donde discurre el gasoducto y se ha realizado una conexión al sistema de suministro de gas está restringida. Se debe obtener el permiso correspondiente de los gobiernos locales.

La empresa propietaria debe informar al menos una vez al trimestre a la población de las áreas circundantes sobre la ubicación de la tubería. Se emplean publicaciones impresas, televisión local o radio.

El administrador de la tubería está obligado a cumplir las reglas generales y a desarrollar reglas especiales para la operación del objeto.

La tubería se considera un objeto de alto riesgo. Esto se debe tanto a las características del transporte como a las propiedades peligrosas del petróleo, el gas y otras sustancias.

Por lo tanto, en caso de ruptura de la integridad de la tubería, son posibles:

• explosión;
• destrucción y contaminación del área adyacente;
• formación de una nube de humo;
• incendio;
• otros efectos negativos.

Es obligatorio colocar señales informativas cerca de la tubería a una altura de 1,5 a 2 metros del suelo. Deben ser legibles y visibles, colocadas a intervalos de 500 metros y en cada curva de la ruta.

La intersección de una carretera y una tubería es indeseable, sin embargo, en algunos casos es inevitable. En tales tramos se colocan señales que prohíben estacionar a los vehículos.

Las reglas principales y los matices de conectar una casa particular al sistema principal de suministro de gas se presentan en el artículo, cuyo contenido recomendamos consultar.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Vídeo n.º 1. Detalles sobre los aspectos del diseño de tuberías de suma importancia:

Vídeo n.º 2. Construcción de la red central de gas:

Vídeo n.º 3. Protección anticorrosiva de tuberías:

La tubería principal es un objeto de alto riesgo. Durante la construcción se deben considerar los requisitos de las normas reglamentarias y contratar exclusivamente a especialistas con los certificados correspondientes.

En el futuro, se deben cumplir estrictamente los requisitos de operación del objeto. Así, será una fuente estable de ingresos para el propietario y proporcionará a los consumidores finales gas, petróleo y otros productos transportados.

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