Capitolul 7 - PROIECTAREA CONDUCTELOR - Norme Tehnice din 2006 pentru proiectarea şi execuţia conductelor de alimentare din amonte şi de transport gaze naturale

M.Of. 960 bis

Ieşit din vigoare
Versiune de la: 10 Martie 2014
CAPITOLUL 7:PROIECTAREA CONDUCTELOR
SECŢIUNEA 1:Elaborarea planurilor de situaţie şi a detaliilor de execuţie
7.1.Planurile de situaţie se întocmesc de către persoane fizice/juridice autorizate de către autorităţile competente în domeniu, conform legislaţiei în vigoare, inclusiv în format electronic conform specificaţiilor beneficiarului, precizate în tema de proiectare.
7.2.În planul de situaţie se redau toate obiectivele aflate în zona de siguranţă.
7.3.Planul de situaţie trebuie să aibă caroiajul sistemului de coordonate în care a fost realizat.
7.4.Scările de reprezentare recomandate în funcţie de faza de proiectare sunt:
a)studiu de prefezabilitate: 1:50 000 - 1:100 000;
b)studiu de fezabilitate: 1:10 000 - 1:50 000;
c)proiect tehnic: 1:1000 - 1:10 000;
d)Detalii de execuţie: scara convenabilă reprezentării clare a obiectivelor şi detaliilor.
7.5.Suprafeţele de teren destinate a fi ocupate definitiv pentru execuţia conductelor trebuie să fie minime şi să permită îndeplinirea funcţiei tehnologice a obiectivului.
SECŢIUNEA 2:Dimensionarea conductelor. Calculul hidraulic
7.6.Calculul hidraulic al conductelor corelează caracteristicile geometrice constructive (diametru, rugozitate, lungime, armături, elevaţie traseu etc.) cu caracteristicile şi parametri tehnologici ai gazelor transportate (compoziţie chimică, presiune, temperatură, densitate, viscozitate, viteză).
7.7.Prin calculul hidraulic se determină debitele şi regimurile hidraulice de funcţionare a conductei, pierderile de presiune, distribuţia presiunilor şi temperaturilor de-a lungul traseului, parametri principali necesari alegerii echipamentelor (compresoare, separatoare, încălzitoare, armături etc.).
7.8.Formula generală de calculul a debitului de gaze transportat printr-o conductă, admiţând următoarele ipoteze simplificatoare:
i)gazul metan se află numai în fază gazoasă;
ii)regimul de curgere al gazelor este staţionar;
iii)conducta este orizontală şi îngropată;
iv)curgerea este izotermă;
este:
Q - debitul de gaze al conductei (la Tb şi Pb) [m3/h];
Tb - temperatura de referinţă, [K];
Pb - presiunea absolută de referinţă [bar];
P1 - presiunea absolută în punctul iniţial (intrare) [bar];
P2 - presiunea absolută în punctul final (ieşire) [bar];
T - temperatura medie a gazelor în conductă [K];
- densitatea relativă a gazelor;
Z - factorul de abatere al gazelor;
L - lungimea conductei [km];
D - diametrul interior al conductei [cm];
- coeficientul pierderilor liniare de presiune (coeficientul de frecare);
= f (Re, D, k); unde:
k - rugozitatea absolută echivalentă a suprafeţei interioare a conductei [cm];
În calculele hidraulice se recomandă următoarele valori:
a)k = 0,04 cm pentru conducte de alimentare din amonte;
b)k = 0,03 cm pentru conducte de transport vechi;
c)k = 0,02 cm pentru conducte de transport noi.
Re - numărul Reynolds;
Re = f (D, w,v,);
v - vîscozitatea cinematică [m2/s]; v = /
- vîscozitatea dinamică [N s/m2];
- densitatea gazelor [kg/m3];
w - viteza de curgere a gazului în conductă [m/s].
Calculul lui Z şi se face la presiunea şi temperatura medie a gazului din conductă.
7.9._
1.Pentru cazul în care Tb = 288,15 K (15°C) şi Pb = 1,01325 bar, formula de calculul a debitului de gaze transportat printr-o conductă exprimat în condiţii standard este:
2.Pentru cazul în care Tb = 273,15 K (0°C) şi Pb = 1,01325 bar, formula de calculul a debitului de gaze transportat printr-o conductă exprimat în condiţii normale este:
7.10.Presiunea medie absolută a gazelor din conductă se determină cu relaţia:
Pm - presiunea medie absolută a gazelor din conductă [bar];
P1 - presiunea absolută a gazelor la intrare în conductă [bar];
P2 - presiunea absolută a gazelor la ieşirea din conductă [bar].
7.11.În Anexele nr. 7a şi 7b sunt prezentate nomograme pentru dimensionarea conductelor, în funcţie de presiunea de intrare, presiunea de ieşire şi debit la t = 15°C iar în anexele nr. 7c şi 7d sunt prezentate nomograme pentru dimensionarea conductelor, în funcţie de presiunea de intrare, presiunea de ieşire şi debit la t = 0°C.
7.12.În Anexele nr. 8a şi 8b sunt prezentate nomograme pentru determinarea vitezelor de curgere a gazelor în conducte la t = 15°C iar în anexele nr. 8c şi 8d sunt prezentate nomograme pentru determinarea vitezelor de curgere a gazelor în conducte la t = 0°C.
7.13.La execuţia nomogramelor, viteza de curgere a gazelor s-a calculat cu relaţia:
w - viteza de curgere a gazelor ( m/s);
Z - coeficient de compresibilitate a gazelor la condiţiile din conductă (p şi T);
Zb - coeficient de compresibilitate a gazelor la condiţiile de referinţă;
Q - debitul gazelor exprimat în condiţii standard [m3/s];
Di - diametrul interior al conductei [m];
Tb - temperatura de referinţă;
Pb - presiunea absolută de referinţă;
Pb= 1,01325 [bar];
T - temperatura medie a gazelor [K];
P - presiunea absolută a gazelor [bar].
7.14.La solicitarea beneficiarului se pot utiliza pentru dimensionarea conductelor de diametre şi de lungimi mari şi alte formule de calcul, care ţin cont de variaţiile de altitudine şi variaţiile de temperatură.
SECŢIUNEA 3:Calculul conductelor la solicitări compuse
7.15.Solicitările exercitate asupra conductelor, în funcţie de natura şi efectele lor, pot fi:
a)permanente;
b)temporare;
c)excepţionale.
7.16.Solicitări permanente sunt:
a)greutatea proprie a conductei;
b)presiunea interioară;
c)presiunea exterioară a solului.
7.17.Solicitări temporare sunt:
a)încărcările exterioare la traversările aeriene datorită greutăţii zăpezii, a chiciurii, presiunii vântului etc.;
b)încărcările exterioare la conductele subterane datorită greutăţii mijloacelor de transport;
c)probele de presiune;
d)dilatarea sau contracţia conductei datorită temperaturilor inegale existente pe anumite porţiuni.
7.18.Solicitări excepţionale sunt:
a)datorate mişcărilor seismice;
b)datorate inundaţiilor;
c)încărcări cu caracter de şoc.
7.19.La stabilirea încărcărilor exterioare ce acţionează asupra conductelor şi asupra elementelor de construcţii ce le susţin se respectă standardele şi legislaţia în vigoare.
7.20.Tensiunea maximă rezultată din calculul conductelor la solicitări compuse nu trebuie să depăşească tensiunea admisibilă corespunzătoare încadrării în clasa de locaţie.
Tensiunea admisibilă a se calculează cu relaţia:
unde:
c - limita de curgere a materialului ţevii [N/mm2]
În calcule se utilizează valoarea minimă specificată în standard sau în norma de produs a fabricantului de ţevi, denumită "limita de curgere minimă specificată".
S - coeficientul de siguranţă.
7.21.Utilizarea unor coeficienţi de siguranţă cu valori cuprinse între 1,38-1,25 este permisă numai în cazuri bine justificate de proiectant în corelare cu calitatea materialului tubular şi condiţiile de traseu. În oricare din aceste situaţii, este necesară obţinerea avizului operatorului licenţiat de transport a gazelor naturale.
7.22.Calculul grosimii de perete a conductei se face cu formula:
g - grosimea de perete [mm];
pc - presiunea de calcul (relativă) [bar];
De - diametrul exterior al ţevii [mm];
- coeficientul de calitate al îmbinării sudate; este prevăzut de furnizorul materialului tubular sau prin normele de fabricaţie sau standarde;
a - tensiunea admisibilă a materialului ţevii [N/mm2], a= c/S;
c - limita de curgere a materialului ţevii [N/mm2].
a - adaos la grosimea peretelui (pentru coroziune, abraziune şi toleranţa de fabricaţie) [mm];
a = a1 + a2
a1 - grosimea suplimentară care se adaugă la peretele conductei susceptibile de a se subţia prin coroziune şi eroziune interioară;
a1 = 0 mm pentru conducte care transportă gaze considerate mediu neutru;
Pentru conductele care transportă gaze considerate mediu corosiv, grosimea suplimentara a1 se va determina ţinând cont de durata de funcţionare a conductei, dar nu va fi inferioară valorii de 0,1 mm/an.
a2 - grosime suplimentară, care se adaugă la peretele conductei, egală cu abaterea inferioară în valoare absolută la grosimea peretelui, în conformitate cu standardul sau norma de fabricaţie a ţevii.
În Anexele nr. 9a şi 9b se prezintă nomograme utile pentru determinarea grosimii de perete.
Grosimea de perete a conductelor cu Dn > 200 mm va fi de minim 5 mm.
SECŢIUNEA 4:Calculul razei minime de curbură pentru conducte
7.23.La subtraversările de ape executate prin foraj orizontal dirijat calculul razei minime de curbură R al firului conductei se face cu relaţia:
a - tensiunea admisibilă [N/mm2]
l - tensiunea longitudinală calculată la presiunea maximă admisibilă de operare [N/mm2];
E - modulul de elasticitate al oţelului ţevii (N/mm2);
De - diametrul exterior al conductei (mm);
Pmax - presiunea maximă admisibilă de operare [bar];
A - secţiunea ţevii din care se execută conducta [mm2].
SECŢIUNEA 5:Calculul razei minime de curbură pentru manevrarea conductelor la lansarea în şanţ
7.24.Pentru a se elimina posibilitatea producerii de deformări remanente ale ţevilor conductelor îngropate în urma operaţiunilor de lansare în şanţ, se urmăreşte ca solicitările efective să fie menţinute în domeniul elastic. În acest scop, la manevrarea conductelor, ţevile nu trebuie să fie curbate la o rază R mai mică decât cea calculată prin relaţia:
E = modulul de elasticitate al otelului ţevii, [N/mm2];
De = diametrul exterior al ţevii de conductă, [mm];
cS = 3,5, coeficient de siguranţă;
c - limita de curgere a materialului ţevii [N/mm2].