Proiectarea Unei Retele de Conducte Pentru Alimentarea cu Gaze Naturale a Unui Obiectiv Industrial

Anexa 1

PROGRAMUL DE CALCUL DIMCOTEL ([NUME_REDACTAT] 6.0)

PROGRAM DIMCOTEL;

USES crt;

VAR p1, p2, q, l, dd, di, lamda, k, lamda1, lamda2, w :real;

i:integer; rasp:char;

FUNCTION putere(x,b:real):real;

BEGIN

putere:=exp(x*ln(b))

END;

PROCEDURE citire_date(VAR p1,p2,q,l,lamda,k:real);

BEGIN

writeln(' PROGRAMUL CALCULEAZA DIAMETRUL, PRESIUNEA P2 SI VITEZA GAZELOR ÎN CONDUCTELE DE OTEL');

write('Presiunea P1: ');

readln(p1);

write('Presiunea P2: ');

readln(p2);

write('Debitul: ');

readln(q);

write('Lungimea: ');

readln(l);

lamda:=0.03;

k:=0.05;

END;

PROCEDURE calcul_diametru_aproximat(p1,p2,q,l,lamda,k:real; VAR dd,lamda1:real);

VAR i:integer; re,d:real;

BEGIN

i:=0;

lamda1:=lamda;

REPEAT

i:=i+1;

lamda:=lamda1;

d:=(sqr(q)*288*0.554*l*lamda)/((sqr(p1)-sqr(p2))*sqr(4.191));

dd:=putere(1/5,d);

re:=2230*q/dd;

lamda1:=1/4/sqr((ln(2.51/re/putere(1/2,lamda)+k/3.71/dd))/2.3);

UNTIL abs(lamda1-lamda)<=0.0001

END;

PROCEDURE alegere_diametru_interior(dd:real; VAR di:real);

BEGIN

writeln;

writeln('Diametrul aproximat este: ',dd:5:2,' cm');

writeln;

write('Alegeti diametrul (in cm, conform STAS-urilor in vigoare): ');

readln(di)

END;

PROCEDURE calculul_presiunii_finale_reale_si_a_vitezei (lamda1, di:real; VAR p2, w:real);

VAR i:integer;re,pp:real;

BEGIN

i:=0;

lamda2:=lamda1;

REPEAT

i:=i+1;

lamda1:=lamda2;

re:=2230*q/di;

lamda2:=1/4/sqr((ln(2.51/re/putere(1/2,lamda1)+k/3.71/di))/2.3)

UNTIL abs(lamda2-lamda1)<=0.0001;

pp:=sqr(p1)-((sqr(q)*288*l*lamda2*0.554)/(sqr(4.191)*putere(5,di)));

p2:=putere(1/2,pp);

writeln;

writeln('Presiunea p2: ',p2:6:5);

w:=(5.376*q)/(sqr(di)*(p1+(sqr(p2)/(p1+p2))));

writeln('Viteza gazelor este: ',w:5:2);

END;

{ Corpul programului principal}

BEGIN

rasp:='D';

REPEAT

clrscr;

citire_date(p1,p2,q,l,lamda,k);

calcul_diametru_aproximat(p1,p2,q,l,lamda,k, dd,lamda1);

alegere_diametru_interior(dd, di);

calculul_presiunii_finale_reale_si_a_vitezei(lamda1, di, p2,w);

gotoxy(23,23);

write('Mai doriti o determinare ? D/N ');

readln(rasp)

UNTIL upcase (rasp)='N'

END.

Capitolul 1

SISTEMUL ROMÂNESC DE DISTRIBUȚIE GAZE

1.1. Reglementări în domeniu

Procesul de vehiculare a gazelor prin conducte și distribuirea lor la consumatori este supus, în toate țările, unor reglementări specifice, având ca scop:

1. Realizarea unor rețele de distribuție dimensionate conform balanței sursă -consum, avându-se în vedere perspectivele de dezvoltare în timp a consumului și asigurarea cu gaze la parametrii solicitați;

2. Asigurarea unor condiții de maximă siguranță în exploatare și diminuarea riscului de accidente;

3. Asigurarea unor înalte nivele de calitate a lucrărilor în domeniu, asigurând o durată mare de viață, cheltuieli minime de exploatare și risc minim de accidente;

4. Respectarea condițiilor impuse de legislația în vigoare privind protecția mediului.

În acest context, în România se aplică prevederile Normativului pentru proiectarea și executarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale, respectiv cel de exploatare a sistemelor, indicativ I.6.-98. începând cu 1994, [NUME_REDACTAT] a [NUME_REDACTAT] „ROMGAZ” R.A., inițiază elaborarea și promovarea unui act normativ în domeniul distribuției gazelor naturale prin conducte din PE.

Acest pas a fost determinat, pe de o parte de tendința de aliniere a României la nivelele tehnice în domeniu și la reglementările specifice din țările avansate, iar pe de altă parte de alocarea unor credite externe având ca scop reabilitarea conductelor din distribuția gazelor naturale.

Dacă analizăm elementele tehnologice din domeniul producției, transportului, distribuției si utilizării gazelor naturale, atunci putem spune că gazele naturale sunt vehiculate prin conducte în următoarele domenii de presiune:

presiune înaltă, peste 6 bar;

presiune medie, între 2 și 6 bar;

presiune redusă, între 0,05 și 2 bar; d.presiune joasă, sub 0,05 bar.

Primul domeniu cuprinde conductele colectoare, de transport și instalațiile tehnologice aferente din șantierele de petrol, iar celelalte trei se întâlnesc în sistemele de alimentare cu gaze.

Limitele definitorii ale regimurilor de presiune din sistemele de alimentare cu gaze naturale au fost stabilite pe criterii de siguranță și pe funcționalitatea aparatelor existente și materialelor utilizate.

Din unele date publicate în literatura de specialitate rezultă că utilizarea pentru presiunea joasă a valorii de 0,03 bar (300 mm H2O) este cea recomandabilă, deoarece sub această valoare se produc întoarceri și ruperi de flacără. La valori mai mari, în afară de ruperile de flacără, se mai poate menționa faptul că arderea se produce cu zgomot. Un alt inconvenient este că procentul de CO crește ajungând ca, la 580 mm H2O, să fie de 10 ori mai mare decât la 300 mm H2O.

Definiții:

1. Sistem de alimentare – ansamblul compus din conducte, aparate, instalații de măsurare și accesorii, situat între stațiile de predare și coșurile de evacuare a gazelor de ardere, inclusiv instalațiile și construcțiile aferente, destinat să asigure alimentarea cu gaze naturale a consumatorilor dintr-o localitate.

2. Rețeaua de repartiție – rețeaua, alimentată din stațiile de predare, destinată să alimenteze stațiile de reglare de sector (de zonă), respectiv stațiile de reglare-măsurare ale consumatorilor importanți.

3. Rețeaua de distribuție – ansamblul de conducte și accesorii în aval de stațiile de reglare de sector, până la robinetele de branșament ale consumatorilor alimentați cu gaze la presiune joasă, respectiv până la ieșirea din posturile sau stațiile de reglare de la capetele branșamentelor.

4. Sistem de distribuție – ansamblul compus din conducte, aparate, instalații de măsurare și accesorii, situat între stațiile de predare și robinetele de branșament ale consumatorilor racordați la rețeaua de presiune joasă, respectiv până la ieșirea din stațiile de reglare-măsurare, sau posturile de reglare, de la capetele branșamentelor, într-un sistem de distribuție pot intra una sau mai multe rețele de repartiție, stații de reglare de sector, stații de reglare de zonă, una sau mai multe rețele de distribuție, branșamente, stații sau posturi de reglare la consumatori.

5. Stație de predare-primire – ansamblul instalațiilor de reducere și reglare a presiunii, măsurare a debitului, filtrare și odorizare, prin care gazul din conductele de transport intră în sistemul de distribuție sau în instalația de utilizare a unor consumatori.

6. Stație de reglare-măsurare – ansamblul de aparate, armături și accesorii de reducere-reglare a presiunii și măsurare a consumului, amplasat într-o construcție separată, prin care gazele naturale trec din rețeaua de repartiție în rețeaua de distribuție (stație de reglare de sector), precum și din sistemul de distribuție în instalațiile de utilizare ale consumatorului (stație de reglare la consumator).

1.2. Materiale utilizate în distribuții

Gazele naturale au existat și au început a fi exploatate încă din perioadele străvechi ale omenirii. Modul de exploatare a acestei resurse energetice, transportul și utilizarea ei au fost și sunt determinate de treptele evolutive ale gândirii umane, materializate în aplicațiile tehnice și tehnologice ale momentului.

Câteva momente semnificative ale realizării conductelor destinate transportului gazelor naturale:

În anul 150 d.H., în China, scurgerile de gaze naturale erau colectate și transportate prin tuburi de bambus către rafinarea sării;

Gazul lampant era colectat în sac de piele, prevăzut cu o fantă de scurgere pentru ardere;

La începutul secolului XIX, gazul produs în casa lui [NUME_REDACTAT] era transportat prin conducte de fier cositorite până la lămpile din grădinile prințului de Wales;

În 1860 Manessman inventează primul proces tehnologic de fabricare a conductelor din oțel fără sudură pentru transportul gazelor naturale;

În 1925 în S.U.A. se montează prima conductă sudată( 384 km);

Între 1960-1970 în lume se pune problema utilizării conductelor din polietilenă;

[NUME_REDACTAT], rolul materialelor folosite pentru vehicularea gazelor naturale a fost nesocotit (obicei care, de fapt, persistă) în mod nejustificat.

Mulți ani, materiale vechi, burlane casate din exploatare, au fost folosite pentru construcția conductelor. De aici și până la pierderile de gaze, defecțiuni și accidente nu a fost decât un pas.

După înființarea distribuției de gaze din Turda și [NUME_REDACTAT], se montează stațiile de reglare-măsurare gaze. În aval de acestea gazul este vehiculat la presiunea de 500 mm col. H2O, prin conducte din fontă îmbinate prin înfiletare și etansare cu „cositor de plumb”. Acesta este înlocuit, din 1925, cu inele de cauciuc și „lână de plumb” ștemuită.

După 1932, însă, optica s-a schimbat radical. A început utilizarea conductelor din oțel Manessman, izolate cu bitum și inserție de iută. Îmbinarea țevilor se făcea inițial prin mufe filetate, metodă care nu a durat prea mult, cauza fiind determinată de pierderile de gaze. Au apărut, apoi, manșoane de strângere cu inel de cauciuc.

Odată cu dezvoltarea industriei în România, oțelurile tip Manessman sunt treptat înlocuite cu cele fabricate în țară. Pentru acestea apar standarde de calitate: STAS 403-Țevi din oțel fără sudură pentru instalații. STAS 404-Țevi din oțel fără sudură laminate la cald, pentru construcții, STAS 530/1,2-Țevi din oțel fără sudură, trase sau laminate la rece, pentru construcții.

În perioada de după 1980, la unele lucrări de înlocuiri, s-a constat calitatea impecabilă a conductelor confecționate din oțel Manessman (luciu metalic), montate în anii '40, comparativ cu cea a unor conducte confecționate din oțel românesc, cu certificate de calitate și care, după 10-15 ani se prezintă ca un tub de pământ colmatat, cu ușoare urme de oxizi de fier și resturi de bitum.

Normativele și reglementările tehnice, în vigoare de-a lungul timpului, au precizat condițiile de calitate a țevilor utilizate în construcția rețelelor de distribuție gaze. Calitatea materialelor (oțel) utilizate în perioada socialistă, izolațiile aplicate pe țeava (chiar reglementate în funcție de agresivitatea solului), măsurarea incorectă sau deloc a agresivității, lipsa aproape desăvârșită a instalațiilor de protecție catodică, au condus la asimilarea nepermis de timidă a metodei de utilizare a conductelor și elementelor din poletilenă.

Asistăm, în ultimii ani, la o ascensiune rapidă a utilizării materialelor plastice în cele mai diverse domenii, în particular, este din ce în ce mai frecventă utilizarea tuburilor din mase plastice pentru transportul diferitelor tipuri de fluide: de la rețelele utilitare ale localităților înțelegând prin acestea distribuția apei și gazelor naturale precum și evacuarea apelor reziduale — continuând cu agricultura (sisteme de irigație), apoi cu industria chimică și petrochimică (pentru transportul fluidelor corozive) și terminând cu simple instalații de utilități.

Printre avantajele obținute ca urmare a utilizării materialelor plastice, față de cele tradiționale (metale feroase sau neferoase) amintim: masa specifică scăzută, o bună rezistență chimică la diferite substanțe chimice și la solvenți organici, foarte bune proprietăți de izolator termic și electric; în particular, rezistența la curenți electrici vagabonzi clasează materialele plastice ca rezistente la coroziune.

Pot fi luate în considerare unele condiții limită în utilizarea materialelor plastice, cum sunt: rezistența mecanică scăzută și rigiditatea limitată, temperatură de lucru limitată, duritate superficială scăzută, rezistența limitată la unii agenți atmosferici, precum și coeficientul ridicat de dilatare termică liniară.

1.3. Instalații de alimentare cu gaze

Pentru proiectarea unui sistem de distribuție există câteva criterii principale:

Disponibilul total de presiune trebuie astfel repartizat, în una sau două trepte de presiune, încât pentru debite date, trasee date, în condiții de funcționare fixate să se realizeze un sistem de distribuție cu cost și consum de metal minime;

Numărul treptelor de presiune să fie minim, de regulă una sau două trepte de presiune și, de obicei, determinat de aparatura disponibilă;

Presiunile de regim să fie cât mai ridicate, fără a depăși în raport cu lungimea traseelor mărimea și densitatea debitelor, nivelul maxim de la care creșterea de presiune nu ar mai fi eficace;

Căderi de presiune (respectiv viteze) cât mai mari, în limitele prescrise.

Aceste criterii generale trebuie corelate și cu posibilitățile furnizorului de a asigura nivelul maxim de presiune solicitat și justificat de întreprinderea de distribuție, în unitățile industriale se folosesc de obicei:

Înstalațiile exterioare, presiune medie redusă, intermediară și joasă;

În instalațiile interioare, presiune redusă, intermediară și joasă.

Utilizarea intervalelor de presiune medie și presiune înaltă în instalațiile interioare, respectiv de presiune înaltă în instalațiile exterioare, este acceptată numai în cazul existenței unor instalații tehnologice care nu pot funcționa decât la astfel de presiuni (anumite reacții în industria chimică, a sticlei etc.).

În construcțiile civile se folosesc:

În instalațiile exterioare, treptele de presiune redusă și joasă;

În instalațiile interioare, treptele de presiune intermediară și joasă.

În instalațiile pentru imobilele de locuit se folosește exclusiv presiunea joasă, atât în instalațiile exterioare cât și instalațiile interioare. Prin excepție, pentru proprietățile întinse având mai multe corpuri de clădire, se acceptă presiunea redusă în instalația exterioară.

Structura unui sistem de alimentare cu gaz pentru o localitate precum și forma acesteia depind de mai mulți factori printre care cei mai importanți sunt:

Configurația și mărimea localității;

Structura, mărimea și perspectivele consumului;

Repartizarea diverșilor consumatori

În funcție de configurația localității, rețeaua de repartiție a sistemului poate avea diferite forme (liniară, în coloană vertebrală, formă inelară sau dublu inelară). De la caz la caz, este indicat ca rețeaua de repartiție să fie buclată și, dacă este posibil, alimentată în două puncte.

Rețeaua de distribuție poate fi ramificată sau buclată în funcție de situația locală, ținând cont de necesitățile funcționale și de considerațiile tehnico-economice. În cazurile în care alimentarea continuă este absolut necesară (spitale, fabrici de sticlă, brutării, cubilouri etc.), sau pentru porțiuni din rețea care asigură alimentarea unui număr mare de consumatori, este indicat ca rețeaua să fie buclată.

Indiferent de forma rețelei (liniară, inelară etc.), la execuția ei se are în vedere realizarea unui traseu pe cât posibil rectiliniu, cu schimbări minime de direcție.

Conductele de distribuție se pozează numai pe teritoriul public, ținând seama de următoarea ordine de preferință: zone verzi, trotuare, alei pietonale, în porțiunea carosabilă folosind trasee mai puțin aglomerate cu instalații subterane. Pentru că o conductă de distribuție este construcție fixă, pozarea ei în șanțuri se face astfel încât să fie ferită de alunecările de teren, de mișcări orogenetice produse de terenul de sub ea, de efectul trepidațiilor și loviturilor.

La conductele de distribuție se practică sudarea țevilor prin procedee omologate, cu verificare prin metode nedistructive și aplicarea unei izolații de bază completate cu protecție catodică.

În funcție de treapta de presiune existentă în conductă, se prevede respectarea unor distanțe minime între aceasta și alte instalații, construcții sau obstacole subterane.

Pentru controlul scăpărilor de gaze se prevăd unele reglementări ca:

În zonele construite, aglomerate cu diferite instalații subterane (orașe, întreprinderi etc.), pe rețelele de distribuție, respectiv în instalațiile exterioare, trebuie să se monteze răsuflători deasupra fiecărei îmbinări, în cazul unor suduri foarte apropiate (curbe din segmenți etc.) trebuie să se monteze răsuflători comune pentru mai multe cordoane de sudură, cu condiția realizării unui drenaj continuu pe porțiunea respectivă a conductei;

Pe trasee fără construcții, pe câmp, în zone cu agresivitate redusă și fără instalații subterane, rasuflatorile se pot monta la distanțe mai mari, fără a depăși 50 m, în funcție de condițiile locale;

În afara răsuflătorilor montate deasupra îmbinărilor trebuie să se mai prevadă răsuflători deasupra fiecărei ramificații subterane, în locurile în care conductele ies din pământ, lângă un perete și la capetele tuburilor de protecție;

Tipurile de răsuflători folosite în diverse împrejurări sunt arătate în figura 1.2.

Diametrul interior al răsuflătorilor este de 4-5 cm. În unele lucrări se consideră că prevederea de răsuflători deasupra fiecărei suduri nu este justificată, în sprijinul acestui fapt se argumentează că, în majoritatea țărilor gazeifere importante, îndeosebi în orașe, pe carosabil, nu se montează răsuflători, existând metode moderne de control.

Dezavantajele răsuflătorilor:

Contribuție importantă la degradarea îmbrăcăminții străzilor;

Consum mare de metal și ineficacitate,

Întreținerea costisitoare, deoarece trebuie un număr mare de oameni care să verifice dacă au apărut emanații în interiorul lor;

Capacele răsuflătorilor uzate au provocat în unele cazuri accidente.

Sunt necesare, în mod deosebit, rasuflatorile de perete, montate în punctele în care o conductă subterană iese din pământ și rasuflatorile montate la capetele tuburilor de protecție.

La ramificațiile importante ale rețelelor de repartiție și distribuție, precum și în instalațiile exterioare industriale este indicat să se prevadă robinete de secționare.

În cămine se pot monta și alte tipuri de armături și amenajări ale conductelor, îmbinări electroizolante, separatoare de lichide, dispozitive de dilatare etc. La cămine trebuie asigurat accesul liber, iar la vanele montate în cutie de bitum îngropate se prevede accesul numai la tija sau mecanismul de acționare.

În funcție de conținutul de impurități al gazelor și de considerente de exploatare, în punctele convenabil alese ale rețelelor de distribuție și ale instalațiilor exterioare, se recomandă refulatori prevăzute cu două robinete.

Când gazele distribuite conțin fracții condensabile sau apă, este indicat ca la cotele joase ale rețelei să fie prevăzute separatoare de lichide.

Pe conductele aeriene și pe traseele subterane rectilinii lungi se recomandă montarea de dispozitive de dilatare (compensatori lenticulari).

Încrucișarea conductelor de gaze cu alte instalații sau lucrări la suprafața solului (căi ferate, linii de tramvaie, șosele etc.), se face, în mod normal, perpendicular pe axa instalației. Atunci când nu se poate respecta prescripția anterioară, se poate face încrucișarea și sub un unghi mai mic, însă cel puțin de 60°, cu condiția introducerii conductei în tub de protecție.

La încrucișări cu alte instalații subterane, conductele de gaze se montează la o distanță de cel puțin 100 mm deasupra conductei, canalului sau cablului traversat. Este interzisă trecerea conductelor de gaze prin canale, cămine sau alte construcții subterane sau montarea lor sub orice fel de construcții, pe terenuri destinate construcțiilor etc.

Traversarea cursurilor de apă, podurilor, pasajelor de nivel, autostrăzilor etc. se poate face fie subteran, fie aerian, în funcție de condițiile locale. La proiectarea traversării este necesar avizul organelor care administrează obstacolul traversat.

La traversările de căi ferate, pasaje de nivel, autostrăzi, cursuri de apă etc., se prevăd vane de secționare care să permită scoaterea din funcțiune a conductei de gaze, fie în ambele părți ale traversării, fie numai înainte de traversare, în cazul conductelor ramificate în care gazele au un singur sens de curgere. Este indicat să se prevadă, de o parte și de alta a traversării, prize pentru măsurarea presiunii.

Pentru instalațiile exterioare ale marilor consumatori industriali nu se prescrie obligativitatea montării de vane la încrucișări, prevederea lor fiind lăsată la aprecierea proiectantului care o soluționează în raport de condițiile locale.

Acolo unde, la traversări, montarea conductei subterane se face în tub de protecție, care poate fi de oțel, beton armat, fontă, azbociment etc., trebuie să se țină seamă de unele considerații și anume:

În distribuție, la capetele tubului de protecție se montează răsuflători;

Adâncimea de îngropare a tubului de protecție, pentru încrucișări obișnuite, este cea rezultată din adâncimea de montare a conductei, iar pentru subtraversări de căi ferate, șosele, autostrăzi va fi de cel puțin 1,00-1,20 m între talpa șinei sau fața drumului și generatoarea superioară a tubului de protecție;

Tuburile de protecție din oțel se izolează, la interior și exterior, cu bitum;

Se recomandă ca tuburile de protecție să depășească cu cel puțin 1m limitele instalației traversate sau încrucișate;

În interiorul tubului de protecție, când nu este posibil altfel, conductele pot avea îmbinări. Numărul lor va fi cât mai mic posibil, îmbinările respective trebuie să fie controlate nedistructiv.

În ceea ce privește traversările aeriene ale căilor de circulație de pe teritoriul unităților industriale, acestea se fac la înălțimi corespunzătoare, funcție de condițiile locale, însă nu mai mici de 5 m.

Traversarea aeriană a șoselelor, căilor ferate, rețelelor de contact pentru troleibuze etc., care se admite numai atunci când montarea subterană nu este posibilă, se face la înălțimi stabilite de comun acord cu organele abilitate în acest sens.

1.4. Branșamente și racorduri

Fiecare imobil sau grup de imobile de pe aceeași proprietate (incintă) se alimentează printr-un singur branșament, chiar dacă imobilul, respectiv terenul, se mărginește cu mai multe străzi.

Se exceptează marii consumatori industriali, imobilele foarte mari și obiectivele situate pe suprafețe întinse, pentru care se admite alimentarea diferitelor clădiri, tronsoane sau secții prin branșamente separate, cu condiția ca instalațiile alimentate din branșamente diferite să nu fie interconectate.

Modul în care este redactată excepția vizează o condiție de siguranță, în fond instalațiile respective pot fi interconectate, dar pe tronsonul de interconectare trebuie prevăzut un robinet care va încheia și trecerea blindată cu flanșă oarbă. Acest robinet nu trebuie deschis decât ocazional, la revizii sau la reparații, cu oprirea furnizării gazelor pe unul din branșamente.

În zonele în care rețeaua de distribuție urmărește rețeaua stradală, alimentarea imobilelor se face prin branșamente separate la conducta pe care este situat imobilul, întreprinderea etc.

Pentru motive de siguranță, este oprită alimentarea unor consumatori din conducte de distribuție situate pe alte străzi, atât prin branșamente proprii, cât și prin prelungirea branșamentelor consumatorilor învecinați.

Se admite racordarea a două imobile de pe proprietăți vecine prin branșament comun, când cele două imobile sunt situate pe aceeași stradă și racordarea se face la conducta de distribuție din strada comună ambelor imobile.

În afara unor situații excepționale și obligate, branșamentele și racordurile vor fi perpendiculare pe axa conductei de distribuție, respectiv pe conducta instalației exterioare.Prin definiție, branșamentele sunt perpendiculare pe conductele de distribuție, în acest sens nu pot exista branșamente în lungul străzilor. Pentru clădirile cu mai multe case de scară (tronsoane), pentru alimentarea unor complexe comerciale etc., este admisă ramificarea branșamentului.

Branșamentele și racordurile se proiectează, în mod obișnuit, subteran și în pantă către conducta din care sunt alimentate. Conform reglementărilor actuale, la capetele branșamentelor și racordurilor se prevăd următoarele armături cu funcțiile menționate la fiecare în parte:

La capătul branșamentului se montează un robinet de branșament care permite scoaterea din funcțiune a întregii instalații. Pentru branșamentele ramificate se prevede și câte un robinet pe fiecare ramificație, înainte de intrarea în clădire;

La intrarea în fiecare imobil, hală industrială, corp de clădire etc., la capătul racordului, se instalează la exterior, în loc accesibil, un robinet de incendiu, în caz că la intrarea în imobil există post (stație) de reglare propriu, robinetul de incendiu se montează după ieșirea din nișa (clădirea sau cabina) postului sau stației, înainte de prima ramificație.

În caz că distanța între robinetul postului (stației) de reglare și robinetul de incendiu este sub 5 m, se poate renunța la aceasta din urmă, funcția lui fiind preluată de robinetul postului (stației) de reglare. Pentru robinetele plasate la înălțime, este necesar să se prevadă scări metalice fixe de acces, cu platforme de manevrare a robinetului.

Intrarea în clădiri a conductelor subterane se face, după ieșirea conductelor la suprafața solului, prin traversarea peretelui exterior al clădirii la o înălțime convenabilă. Este interzisă prelungirea instalației exterioare subterane în clădire.

În cazuri excepționale, când nu se poate evita o astfel de situație, în instalațiile industriale, se prevede, înainte de intrarea în hală, un cămin de aerisire, prin care se trece conducta de gaze, în care se va monta robinetul de incendiu, în acest caz, robinetul de incendiu va avea o tijă înaltă pentru ca manevrarea să se poată face de la suprafața solului. Căminul va fi acoperit cu un grătar și va avea asigurată evacuarea permanentă a apelor colectate.

Amplasarea capului de branșament sau a racordului se va face astfel încât intrarea conductelor din nișă în clădire să se facă numai în spații ușor accesibile și ventilate: casa de scară, coridoare ventilate, hale etc.

La capătul fiecărui branșament este necesară prevederea unei piese electroizolante. Aceasta are scopul, pe de o parte, să permită aplicarea protecției catodice la conductele sistemului de distribuție, iar pe de altă parte, să elimine posibilitatea punerii la pământ a diferitelor aparate electrice (electrocasnice și, în șantiere, a unor generatoare de curent) prin conducta de gaze care, prin simplu fapt că se montează aparent, oferă calea cea mai simplă de punere la pământ.

Capitolul 2

APARATE DE UTILIZARE

2.1. Elemente de teoria arderii

2.1.1. Temperatura de aprindere și amestecul necesar arderii

Când combinarea unui corp cu oxigenul (pur sau din aer) se desfășoară cu mare degajare de căldură, atunci combinarea ia numele de ardere, iar corpul care s-a oxidat ia denumirea de combustibil.

Pentru ca arderea gazelor combustibile să aibă loc în condițiile naturale curente (adică fără influența altor forțe exterioare), este necesar ca:

gazul combustibil și aerul sau oxigenul să fie aduse într-o stare de agitație moleculară, care să asigure contactul între moleculele de gaz combustibil și de oxigen, precum și labilitatea moleculară necesară formării legăturilor chimice ale moleculelor de produse de ardere;

elementul de gaz combustibil sau, mai bine zis, de amestec (combustibil cu aer sau oxigen) care s-a transformat în gaze arse să poată aduce în starea de ardere elementele imediat vecine.

Aducerea amestecului de gaz combustibil cu aer sau oxigen la starea de agitație moleculară necesară arderii se face obișnuit prin încălzire, temperatura la care contactul molecular gaz-oxigen și labilitatea moleculară a lor sunt asigurate se numește temperatură de aprindere.

Mecanismul contactului gaz-oxigen face obiectul teoriei cinetice a gazelor. Ceea ce rezultă imediat din aceste două condiții este că pentru arderea în oxigen uscat, temperaturile de aprindere sunt în general mai coborâte decât pentru arderea în aer sau în oxigen umed, în care azotul sau vaporii de apă îngreunează producerea contactului cu moleculele de oxigen.

Mai rezultă că temperatura de aprindere depinde de natura combustibilului, de concentrația lui în amestecul cu aer sau oxigen, de presiunea la care se găsește amestecul și de umiditatea gazului sau a aerului.

Din cea de-a doua condiție a arderii rezultă că arderea nu poate continua dacă elementul ars degajă mai puțină căldură decât este necesară pentru aducererea la temperatura de ardere a elementelor vecine.

Această situație are loc sau când este prea puțin gaz în amestec, definindu-se deci o limită inferioară, sau când este prea mult gaz în amestec (adică când este prea puțin oxigen pentru a asigura arderea întregului element), definindu-se astfel o limită superioară.

În literatura de specialitate sunt prezentate sub formă de tabele aceste limite pentru gaze simple, la temperatură și presiune normale, în tabelul 2.1. sunt prezentate temperaturile de aprindere a câtorva gaze și combustibili în stare de vapori la presiunea de l bar, în aer și în

oxigen uscat.

În tabelul 2.2. se dă variația limitelor de amestec cu aerul, inferioară și superioară, în funcție de temperatură, pentru H2, CO și CH4.

În tabelul 2.3. se prezintă, pentru aceleași gaze, variația limitelor de amestec cu aerul, în funcție de presiune.

În tabelul 2.4. se dau limitele de amestec pentru câteva gaze compuse, rezultate din procese de fabricație, la temperatura și presiunea atmosferică.

2.1.2. Viteza de ardere

Viteza de ardere sau, mai corespunzător nevoilor practice, viteza de propagare a arderii, este viteza cu care un element de combustibil sau de amestec aprins determină starea de ardere în elementele adiacente. Viteza de ardere depinde de presiune, temperatură și concentrația gazului combustibil în amestec.

În tabelul 2.5. se dau vitezele maxime de ardere ale câtorva gaze, pentru arderea în aer la p – l bar și t = +20°C, amestecul fiind corespunzător arderii complete, fără exces de aer.

2.1.3. Temperatura de ardere

Teoretic, pentru arderea fără preîncălzire, temperatura flăcării este dată de expresia:

(2.1)

în care:

Hi -puterea calorifică inferioară;

qd -căldura de disociere;

qr -căldura de radiere a flăcării;

q -căldura sensibilă a aerului și a gazului combustibil;

G -cantitatea de gaze de ardere;

cp -căldura specifică a gazelor de ardere.

Cum însă qd depinde de presiunea și de concentrația amestecului, de temperatura focarului în care are loc arderea și de procesele intermediare de ardere, qr depinde de temperatura focarului, de gradul de disociere, de viteza de ardere, de natura suprafețelor focarului și de materialul din camerele de ardere (la cuptoare industriale), iar G depinde de excesul de aer, rezultă că temperatura teoretică de ardere, calculată cu ajutorul formulei de mai sus, reprezintă doar limita până la care se poate ajunge prin îmbunătățirea condițiilor de ardere.

Pentru calcularea temperaturii teoretice de ardere, în practică se utilizează, cu suficientă exactitate (între 1100 și 2400 °C), expresia:

(2.2)

în care A, B și C sunt procentele volumetrice de O2+N2, CO2 și H2O din gazele de ardere, în de combustibil, în tabelul 2.6. se dau temperaturile teoretice de ardere în aer, calculate și cele măsurate, pentru câteva gaze uzuale.

Creșterea temperaturii de ardere se obține prin:

preîncălzirea aerului de ardere, eventual și a combustibilului, aceasta echivalând cu mărirea căldurii sensibile q;

îmbunătățirea amestecului, ceea ce permite reducerea excesului de aer și deci a cantității de gaze de ardere G;

adăugarea de oxigen, eventual arderea numai cu oxigen, rezultând și din aceasta o reducere a lui G;

mărirea vitezei de ardere, prin care rezultă reducerea lui qr.

2.1.4. Controlul desfășurării arderii

Acest control se face prin:

observarea mărimii și culorii flăcării (eventual măsurarea temperaturii flăcării);

măsurarea temperaturii gazelor arse la ieșirea din spațiul util;

cercetarea compoziției gazelor de ardere (analiza lor cu aparatul Orsat sau alt aparat similar, care dă compoziția gazelor uscate).

Pentru caracterizarea arderii mai sunt necesare:

conoașterea compoziției gazului combustibil;

calculul arderii complete;

calculul arderii incomplete.

Mărimea, forma și culoarea sau temperatura flăcării depinzând și de arzător și de focar, în ceea ce privește compoziția gazelor de ardere, aceasta arată modul cum s-a produs arderea, care poate fi completă, cu sau fără exces de aer, sau incompletă, cu lipsă sau exces de aer. Cum în produsele de ardere, la analiză apar numai CO2 și N2, arderea este completă și analiza este corectă dacă CO'2[%] este egal cu CO2max(CO'2, N'2 sunt procentele constatate în cazul cercetat).

Când în produsele de ardere apar la analiză CO'2,O'2 și N'2 analiza poate fi considerată corectă numai dacă:

C02max<CO'2+0'2<21% (2.3)

relație valabilă pentru toate gazele combustibile, afară de CO, la care CO'2 +O'2 > 34,72%, iar arderea a avut loc cu excesul de aer:

(2.4)

însă analiza este sigur corectă, cu aproximația cu care:

(2.5)

Când în produsele de ardere apar la analiză CO'2, N'2 și eventual O'2, arderea este total incompletă și produsele de ardere pot conține și alți componenți nearși decât CO.

În arderea cu exces de aer, care este cazul cel mai obișnuit în practică, pot apărea la analiză CO', CO'2, N'2 și eventual O'2, arderea fiind în acest caz parțial incompletă.

Interpretarea analizei gazelor arse se face mult mai comod prin metoda grafică a lui Gibbs, aplicabilă atât pentru arderea completă, cât și pentru arderea parțial sau total incompletă.

2.2. Cinetica arderii

Fenomenul de ardere necesită existența unor procese de schimb de masă și de căldură, care pun în contact și pregătesc amestecul de combustibil cu oxigenul, a unor procese de încălzire a agenților care intră în reacție, până la temperaturi care fac posibilă o dezvoltare suficient de rapidă a reacției chimice și a unor reacții chimice care au loc în condiții impuse de concentrațiile, presiunile și temperaturile din spațiul de ardere.

Studiul caracterului și modulului de desfășurare în timp a reacțiilor chimice care pot avea loc între substanțele aflate în aceeași fază de agregare (reacții omogene) sau între substanțe în diferite faze de agregare (reacții eterogene) formează obiectul cineticii reacțiilor de ardere.

Reacțiile omogene se întâlnesc la arderea combustibililor gazoși, iar reacțiile eterogene apar în special la arderea combustibililor solizi sau lichizi grei.

Reacții eterogene pot apărea și în cazul arderii combustibililor gazoși ca urmare a formării particulelor incandescente de carbon în flacără, iar reacții omogene se întâlnesc și în cazul arderii substanțelor volatile degajate prin încălzirea combustibililor solizi sau la arderea produselor de vaporizare a combustibililor lichizi.

2.2.1. Procese de aprindere a amestecurilor combustibile

1. Temperatura de autoaprindere

Aprinderea amestecului combustibil se poate face în două moduri:

întregul amestec combustibil se încălzește până la o temperatură, de la care amestecul se aprinde fără o altă intervenție din exterior (explozia termică);

amestecul de combustibil rece este aprins numai într-un punct sau zonă a sa cu ajutorul unor surse de temperaturi înalte (scânteie, corp încălzit, flacără exterioară), iar aprinderea întregului volum se face cu viteza de propagare a frontului de flacără.

Corespunzător celor două moduri de aprindere se pot defini noțiunile de autoaprindere și respectiv de aprindere locală.

Pe baza regimului termic de aprindere, procesul de autoaprindere poate fi studiat pentru cazul simplu când se consideră un volum de amestec combustibil V mărginit de pereți a căror temperatură T poate fi mărită.

Considerând, pentru simplificare, că temperatura și concentrațiile sunt egale în întregul volum V, cantitatea de căldură degajată datorită reacțiilor chimice va fi

Q1=qWV (2.6)

unde W [mol/cm3/s] este viteza de reacție.

Căldura Q1 se cheltuiește parțial pentru ridicarea temperaturii amestecului și parțial se pierde prin pereți. Cantitatea de căldură pierdută prin pereți

Q2=α(T-Tw)S (2.7)

unde:

Tw -temperatura peretelui

S -suprafața pereților vasului

α -coeficient de schimb de căldură de la gaze la pereți.

Reprezentând curbele de variație a mărimilor Q1 și Q2 în funcție de temperatura amestecului pentru anumite condiții ale sistemului (presiune, concentrație de combustibil în amestec) rezultă că aceste curbe se pot intersecta în două puncte corespunzătoare la două valori ale temperaturii, iar pentru o anumită temperatură a pereților Tw devin tangente.

Se poate demonstra că temperatura amestecului Ta la care cele două curbe devin tangente reprezintă temperatura de autoaprindere.

Legătura dintre temperatura Tw și temperatura de autoaprindere Tα va fi de forma:

(2.8)

Cum valoarea T2wR/E este în general mai mică de 30 – 40 °C, rezultă că este suficient să se măsoare temperatura pereților incintei în momentul aprinderii amestecului pentru a determina temperatura de autoaprindere (de aceea, uneori temperatura de autoaprindere se consideră temperatura minimă a pereților incintei la care, în condițiile date, are loc explozia termică a amestecului).

Deoarece temperatura peretelui Tw influențează perioada de inducție (timpul necesar autoaprinderii amestecului), în vederea scurtării acesteia, se lucrează la temperaturi Tw care depășesc cu puțin temperatura de autoaprindere.

Având în vedere că temperatura de autoaprindere variază în funcție de condițiile de schimb de căldură cu mediul exterior prin pereții incintei, rezultă că valoarea respectivă poate să difere de la caz la caz în funcție de metoda și aparatajul de investigație.

Cu creșterea presiunii, temperatura de autoaprindere Ta scade, iar pentru o anumită presiune temperatura de autoaprindere depinde de concentrația combustibilului în amestec sau de prezența gazelor inerte.

2. Aprindere locală (forțată)

Cazul aprinderii locale de la o sursă cu temperatură ridicată (corpuri incandescente, scânteie electrică, flacără auxiliară) are o deosebită importanță în procesele pirotehnice din focarele cazanelor sau cuptoarelor. Ca rezultat al aprinderii locale, arderea se propagă în întreg volumul ocupat de amestecul combustibil cu o anumită viteză de propagare.

Deci, factorii care determină condițiile critice de aprindere locală sunt legați de proprietățile sursei de căldură și de condițiile de propagare a flăcării.

3. Aprinderea de la o suprafață incandescentă

Analiza procesului de aprindere de la un perete incandescent se poate face în cazul cel mai simplu considerând amestecul combustibil închis între doi pereți paraleli situați la distanța d, un perete fiind încălzit la temperatura Tm, iar celălalt menținut la temperatura inițială T0. În acest caz între pereți se stabilește un gradient de temperaturi, iar condiția critică de aprindere de la peretele cald va fi dT/dx = 0. Condiția dT/dx = O poate fi îndeplinită când căldura Q1 degajată prin procesele chimice este egal cu căldura Q2 transmisă prin conducție spre straturile mai reci de gaze, peretele cald neparticipând la schimbul de căldură.

Temperatura peretelui Tw0 pentru care se obține egalitatea Q1=Q2, se numește temperatura de aprindere (valoarea Tw0 va fi totdeauna mai mare decât temperatura de autoaprindere).

În cazul utilizării suprafețelor incandescente catalitice ca surse de aprindere, apare un fenomen care pare paradoxal și anume se observă că temperatura de aprindere crește mult, ceea ce se poate explica prin activarea intensă a reacțiilor chimice la suprafața de reacție și micșorarea concentrației de combustibil în stratul limită, ceea ce împiedică propagarea flăcării.

4. Aprindere de la scânteie electrică

Cazul aprinderii prin scânteie electrică poate fi tratat pe baza teoriei ionizării (Torntori) sau pe baza teoriei termice. După cum arată Hitrin, dacă prin criteriul de aprindere se înțeleg condițiile propagării arderii, pe prim plan va fi latura termică a procesului.

La aprinderea cu scânteie electrică, pentru fiecare compoziție de combustibil în amestec există o putere minimă a scânteii sub care amestecul nu se aprinde. Puterea minimă respectivă va depinde de asemenea și de temperatura și de presiunea la care se află amestecul carburant.

5. Aprinderea de la gaze fierbinți

În cazul aprinderii amestecului combustibil cu gaze fierbinți sau cu o flacără de dimensiuni mici (flacără pilot), teoriile existente se bazează pe studiul schimbului de masă și căldură în stratul limită de contact

Interacțiunea dintre curenții de gaze fierbinți și amestecul proaspăt combustibil în procese de ardere a fost studiat în corelație cu procesul de stabilizare al flăcării cu corpuri neaerodinamice.

Într-adevăr, zonele de recirculație cu gaze fierbinți formate în zona din spatele stabilizatorului au rolul unei surse de aprindere, schimbul de masă și căldură din această zonă (în stratul limită turbionar de separare între produsele de ardere și gazele proaspete) reprezentând factorul de bază în procesul de aprindere și propagarea arderii.

2.2.2. Viteza de propagare a flăcării

Cercetările asupra procesului de propagare a flăcării s-au efectuat în cazul propagării flăcărilor în tuburi încă din 1883 de Mallard și [NUME_REDACTAT]. Astfel, s-a observat că pe prima parte a tubului în care se află amestecul combustibil (tubul fiind închis la un capăt), flacăra se propagă cu o viteză constantă și relativ mică. Aceasta se explică prin aceea că în apropierea capătului deschis al tubului produsele de ardere pot ieși liber din tub și deci deplasarea frontului de flacără are loc la presiunea constantă (regim normal staționar).

Pe măsură ce flacăra se propagă în tub, deplasarea frontului de flacără devine pulsatorie și au loc răbufniri ale flăcării, vitezele medii de propagare crescând rapid (regim tranzitoriu), în ultima porțiune a tubului, deplasarea frontului devine iar uniformă, însă viteza respectivă devine foarte mare ajungând la câteva mii de metri pe secundă, deoarece în tub se naște o undă de presiune care transportă frontul de flacără cu o viteză constantă ce depinde de presiunea formată în tub (regim staționar de detonație).

Deoarece la instalațiile de ardere industriale se întâlnește în general primul tip de propagare staționară a flăcării, în continuare se vor analiza condițiile care influențează viteza de propagarea flăcării în acest caz (regim staționar normal).

Asupra procesului de propagare a flăcării în tuburi influențează nu numai proprietățile fizice și chimice ale amestecului combustibil, dar și condițiile externe impuse de schimbul de căldură cu pereții conductei.

Cu cât influența pereților este mai mare, cu atât viteza de propagare a flăcării va fi mai mică. Pe măsură ce diametrul tubului scade, viteza de propagare scade până când la o anumită valoare a diametrului, pierderile de căldură prin pereți devin atât de mari, încât propagarea nu mai este posibilă.

Distanța de stingere este valoarea minimă a distanței între doi pereți plani paraleli, sau diametrul minim al tubului la care din cauza absorției de căldură la pereți nu este posibilă propagarea flăcării în amestecul combustibil.

Se remarcă faptul că pentru amestecul stoichiometric de hidrogen cu aer, diametrul minim al tubului este de 0,9 mm, iar pentru amestecul stoichiometric de metan cu aer este de circa 3,5 mm. Stingerea flăcării în tuburi de diametre mici a fost observată de Davy din 1815, conducând la crearea lămpii antigrizu folosită în tehnica minieră.

Deoarece suprafața frontului de flacără crește cu pătratul diametrului tubului, iar pierderile de căldură cresc numai liniar cu diametrul respectiv, rezultă că la diametre foarte mari ponderea pierderilor de căldură devine foarte mică.

Dacă se consideră că regimul laminar de curgere se menține, rezultă că viteza de propagare a flăcării crește pe măsură ce crește diametrul tubului tinzând spre o limită care este condiționată numai de proprietățile fizico-chimice ale amestecului. Această valoare a vitezei se numește viteza normală de propagare a flăcării, Su.

Trebuie remarcat că în condițiile reale, o dată cu creșterea diametrului tubului forma frontului de flacără este influențată puternic de curenții convectivi și turbionari formați în tub, ceea ce conduce la mărirea suprafeței frontului de flacără și la depășirea vitezei normale de propagare a flăcării. De aceea, o definire mai precisă a vitezei normale de propagare a flăcării corespunde cazului când se consideră că frontul de flacără se propagă în tub în regim laminar cu pierderi nule de căldură în pereți (deci o izolare perfectă a tubului).

Teoriile existente privind teoria propagării normale a frontului de flacără se împart în două grupe, unele teorii explicând propagarea reacției în flacără pe baza încălzirii amestecului de combustibil de la gazele de ardere formate, iar altele considerând că rolul de bază în propagarea reacțiilor revine centrilor activi, ca de exemplu atomi de hidrogen, radicalii oxidril etc.

Se observă că este indiferent dacă se consideră amestecul combustibil în stare de stagnare, iar frontul de flacără se propagă în aceasta cu o viteză Su sau dacă se consideră frontul de flacără nemișcat, iar amestecul combustibil se deplasează cu viteza Su. Deci, se poate considera frontul nemișcat iar amestecul combustibil se deplasează cu viteza Su.

Moleculele produselor de ardere difuzează dinspre frontul de flacără spre amestecul proaspăt combustibil, de temperatură T0, încâlzindu-l la temperatura de autoaprindere Ta, după care are loc perioada de inducție care se termină la suprafața A-A printr-o dezvoltare puternică a reacției, temperatura gazelor de ardere corespunzând temperaturii T’f cu puțin mai mică decât temperatura teoretică de ardere Tf.

Este evident că aproape întreaga căldură de reacție care se degajă în zonă se transmite în direcția amestecului proaspăt de combustibil, deoarece diferența de temperatură Tf – T’f este minimă.

Determinarea vitezei normale de ardere se poate face prin diferite metode:

metoda bombei de presiune constantă;

metoda arderii în tuburi;

metode dinamice (metoda arzătorului Bunsen, metoda arzătorului plan).

Conform metodei dinamice de determinarea vitezei normale de propagare a flăcării, amestecul combustibil arde liber în atmosferă, la capătul unui tub care asigură realizarea curgerii laminare (arzător Bwisen).

Frontul de flacără are formă conică datorită repartiției parabolice a vitezelor de deplasare a amestecului în secțiunea de ieșire din tub.

Conform legii Gouy-Michelson, viteza normală de propagare a flăcării va fi dată de relația care exprimă echilibrul suprafeței elementare dF.

(2.9)

deci viteza normală de propagare a flăcării este egală cu proiecția pe normală la suprafața frontului de flacără a vitezei de deplasare al amestecului combustibil.

În vârful conului de flacără, viteza de propagare a flăcării va depăși viteza normală de propagare a flăcării, datorită creșterii concentrației centrilor activi și aportului de căldură din straturile inferioare ale conului.

Determinarea formei conului de flacără (pentru calculul suprafeței Ac sau a unghiului α) se face pe baza fotografierii directe a flăcării sau cu ajutorul metodelor de interferometrie schlieren sau prin metoda fotografierii în umbră.

Conform experimentărilor a rezultat că viteza de propagare a flăcării depinde de concentrația combustibilului în amestec, ceea ce era de așteptat pe baza considerentelor teoretice.

Dependența vitezei normale de propagare a flăcării în funcție de concentrația inițială de combustibil în amestecul proaspăt are forma unui clopot, (figura 5.1) marginile clopotului fiind date de concentrațiile limită de aprindere.

În cazul amestecurilor gazoase de hidrocarburi, vitezele de propagare la concentrațiile limită sunt de asemenea aproximativ egale între ele având valori de circa 15 -20 cm/s.

Viteza normală de propagare a flăcării este puternic influențată de temperatura inițială a amestecului. Passauer exprimă dependența vitezei Su de temperatură prin relația:

(2.10)

în care este temperatura inițială a amestecului.

Conform datelor mai recente, exponentul temperaturii se poate lua 1,8. Viteza normală de propagare a flăcării este de asemenea influențată în oarecare măsură de presiune, pentru hidrocarburi observându-se o micșorare a valorii Su cu creșterea presiunii.

În cazul amestecului de gaze combustibile și aer, viteza maximă de propagare a flăcării () se poate determina cu ajutorul formulei:

(2.11)

în care:

r1, r2,…rn -concentrațiile în amestecul de gaze combustibile în procente din volum;

Su1, Su2…Sun -vitezele normale de propagare a flăcării pentru fiecare component.

Formula (2.11) dă rezultate bune numai pentru amestecul de hidrocarburi. Când amestecul conține hidrogen sau oxid de carbon, formula (2.11) conduce la erori mari, în acest caz determinarea valorii Su efectuându-se experimental.

În cazul în care în amestecul combustibil există gaze balast ca CO2 sau N2, viteza normală maximă de propagare a flăcării va scădea, determinarea valorii Su putându-se efectua cu ajutorul relației:

(2.12)

în care N2, CO2 reprezintă concentrațiile de CO2 și N în amestec în procente de volum.

În cazul amestecurilor de gaze combustibile la care se cunosc valorile concentrațiilor limită de propagare a flăcării, limitele superioare și inferioare ale concentrației amestecului în aer se pot determina cu formula lui [NUME_REDACTAT]:

(2.13)

în care r1, r2, …, rn sunt concentrațiile diferitelor componente de gaze combustibile din amestec în procente, iar , … – concentrațiile limită inferioară în amestec cu aerul pentru flecare component.

Pentru determinarea concentrației limită superioare formula are aceeași formă indicii i fiind înlocuiți cu indicii s (superior). Formula lui [NUME_REDACTAT] a fost verificată experimental pentru diferite amestecuri combustibile formate din hidrogen, oxid de carbon și metan (fără gaze inerte). Totuși, pentru unele amestecuri conținând etilen sau sulfura de carbon, clormetil sau cloretil, formula conduce la rezultate care se abat mult de datele experimentale. Adaosul de gaze inerte în amestec schimbă mult concentrațiile limită . De aceea, formula lui [NUME_REDACTAT] nu se poate aplica la amestecul de gaze cu gaze inerte.

Totuși, în practică în instalațiile de ardere se utilizează de multe ori astfel de gaze cu conținut de balast (gaz de furnal, gaz de cocserie, gaz de generator care conțin CO2 și N2 în diferite procente).

Temperatura amestecului aer-combustibil influențează puternic concentrațiile limită de aprindere. Creșterea temperaturii are ca urmare micșorarea valorii , contribuind astfel la lărgirea limitelor de concentrații în combustibilii între care este posibilă propagarea flăcării și deci aprinderea (lărgirea limitelor la inflamabilitate).

În afara factorilor analizați, asupra valorilor concentrațiilor limită influențează de asemenea unele condiții care nu se pot considera în calcule (conținutul de praf în amestec, conținutul de vapori în apă etc.)

Conform datelor experimentale la trecerea din regim laminar la regim turbulent de ardere, viteza de propagare a flăcării crește rapid și depinde de viteza amestecului combustibil, în cadrul teoriei propagării flăcării în regim turbulent se deosebesc mai mult modele fizice care descriu fenomenul respectiv.

Astfel, conform reprezentării modelului [NUME_REDACTAT], procesul de propagare al flăcării depinde de caracteristicile de turbulență ale curgerii, fiind caracterizat prin existența frontului laminar de propagare al flăcării.

În cazul curgerii cu scară mare a turbulenței (scara turbulenței depășește grosimea frontului de flacără l > δ), flacăra se propagă prin suprafața frontului de flacără cu viteza normală de ardere Su. Datorită pulsațiilor locale de viteză, suprafața frontului de flacără devine sinuoasă, ceea ce conduce la creșterea acestei suprafețe.

2.2.3. Stabilitatea arderii

Funcționarea normală a instalațiilor de ardere industriale depinde în mare măsură de asigurarea condițiilor de stabilitate ale arderii. Astfel, limitele de reglaj ale sarcinii termice sunt influențate direct de domeniul de stabilitate al arderii.

Stabilitatea arderii se poate asigura fie prin utilizarea unor surse exterioare stabile deaprindere (flăcări pilot, scântei electrice etc.) fie prin crearea unor curenți de recirculație cu gaze fierbinți la baza flăcării (autostabilizare prin introducerea unor stabilizatori sub formă de corpuri nearodinamice, jeturi în contracurent, turbionarea jeturilor etc.).

Domeniul de stabilitate al arderii este limitat de existența a două fenomene:

returul sau întoarcerea flăcării când are loc pătrunderea flăcării în interiorul arzătorului sau tubulaturii de alimentare cu amestec combustibil, fenomen care limitează sarcina termică minimă a arzătorului;

ruperea sau suflarea flăcării când flacăra este ruptă de la gura arzătorului sau de la stabilizator și se poate stinge, ceea ce limitează sarcina termică maximă a arzătorului.

Aceste fenomene pot conduce la înrăutățirea condițiilor de funcționare a arzătorului și pot avea ca urmare accidente grave în instalația de ardere.

Astfel, pătrunderea flăcării în interiorul arzătorului sau tubulaturii degradează rapid detaliile arzătorului sau pot da naștere la explozii și degradarea întregii instalații. De aici decurge importanța deosebită care trebuie acordată studierii condițiilor de stabilitate ale arderii.

Analiza condițiilor de stabilitate ale arderii conduce la concluzia că este suficient ca într-o zonă a frontului de flacără să se respecte condiția egalității vitezei de deplasare a amestecului și vitezei de propagare a flăcării (u = S).

Deci, dacă se cunosc modurile de variație a câmpului de viteze m și a câmpului vitezelor de ardere 5 se pot stabili domeniile de funcționare stabilă în care se realizează condiția u = S într-o zonă a frontului de flacără.

Se observă că în frontul de flacără laminar u > S, însă condiția de stabilitate u = S poate fi satisfăcută în apropierea pereților arzătorului unde în stratul limită la perete, u și S tind spre valori nule.

Condiția u = S poate fi de asemenea satisfăcută în stratul limită la pereții unui corp aflat în secțiunea de ieșire a arzătorului (rețea de orificii ca la arzătorul Mecker, becul Teclu, grile etc.).

Influența pereților asupra stabilității arderii poate fi analizată la arzătoare în care amestecul combustibil preparat la o anumită concentrație arde la capătul unei țevi răcite.

Micșorând viteza medie de ieșire a amestecului combustibil, la o anumită valoare a vitezei, frontul de flacără pătrunde în interiorul arzătorului. Viteza respectivă se numește viteza de retur a flăcării. Dacă se mărește viteza medie a amestecului combustibil, se remarcă la început desprinderea zonală a frontului de flacără de pereții arzătorului, după care la o anumită viteză flacăra se rupe complet (stingere). Viteza respectivă se numește viteza de rupere.

Se remarcă faptul că la arderea în atmosferă a amestecurilor bogate, frontul de flacără se poate stabiliza la o anumită distanță de gura arzătorului, realizându-se flăcări suspendate. Pe măsură ce viteza de ieșire crește, înălțimea de suspendare se mărește, până când, la atingerea vitezei de rupere, flacăra se stinge.

Se observă de asemenea că pentru amestecuri bogate viteza de rupere se indică de obicei în literatură pentru cazul arderii libere în atmosferă, în condițiile reale din focar, când accesul de aer secundar este limitat, viteza de rupere poate fi mult mai mică decât cea obținută la arderea liberă în atmosferă.

Astfel, ruperea flăcării poate avea loc dacă se întrerupe accidental alimentarea cu aer a instalației. De asemenea, este evident faptul că în cazul când la ieșirea din arzător se trimite combustibil pur (concentrația de combustibil în amestec x = 1), fenomenul de retur al flăcării nu poate avea loc.

Vitezele de retur sau rupere a flăcării depind de diametrul ajutajului (gurii de ieșire) a arzătorului, de concentrația inițială a combustibilului în amestec, de natura combustibilului, de forma câmpului, de viteza la ieșire din ajutaj și de temperatura pereților ajutajului de ieșire.

În figura 2.2 se prezintă curbele de variație a vitezelor de retur și de rupere în funcție de excesul de aer în amestecul combustibil, denumit și grad de aerare al amestecului și de diametrul arzătorului.

Se remarcă faptul că, pe măsură ce diametrul ce diametrul ajutajului crește, curbele vitezelor de retur de rupere se situează la valori mai ridicate. Domeniul de stabilitate se îngustează la amestecuri sărace (α > 1).

La amestecuri bogate, pentru a < 0,4 flacăra devine luminoasă (apariția punctelor galbene în flacără, curba 3, și apar pierderi prin ardere chimic incompletă. De aceea, se recomandă ca gradul de aerare al amestecului combustibil pentru arzătoare tip atmosferice să se aleagă în limitele 0,4 – 0,7,

Lewis și Elbe, analizând condițiile de stabilitate a arderii la pereții gurii de ieșire a arzătorului, demonstrează că, exprimând valorile vitezelor de retur și rupere în funcție de gradientul vitezei du/dy la perete, dependența respectivă nu va mai fi în funcție de diametrul ajutajului, fapt confirmat de numeroase experiențe.

Într-adevăr, dacă se figurează curba de variație a vitezei de deplasare w în apropierea peretelui secțiunii de ieșire din arzător, în stratul limită valoarea u tinde spre zero, gradientul de viteză la perete fiind funcție de regimul hidro-dinamic de curgere.

În același timp viteza de ardere S tinde să devină de asemenea nulă, datorită pierderilor de căldură la perete, micșorării temperaturii și concentrației centrilor activi.

În figura 5.3.a rezultă că de la u > S, frontul de flacără nu se poate menține în secțiunea de ieșire a arzătorului și flacăra se rupe.

În figura 2.3.b unde s-a figurat S>u, frontul de flacără se poate propaga în interiorul arzătorului.

Arderea va fi stabilă în figura 2.3.c, unde se observă că se repetă egalitatea u=S într-un punct al frontului de flacără.

Se remarcă faptul că obținerea egalității u=S este posibilă numai când gradienții de viteză (du/dR)r=R și (dS/dr)r=R sunt egali între ei.

2.3. Sisteme de combustie industrială

2.3.1. Generalități

1. Terminologia generală

Arzătorul este o construcție mecanică, destinată să ardă fazele naturale, în condiții igienice, de siguranță și economice.

Debitul orar de gaz reprezintă volumul consumat într-o oră, în condiții normale (273K; l,013 bar), de un aparat de utilizare. Debitul nominal reprezintă cantitatea de gaz ce trece printr-un aparat (contor, regulator, aparat de utilizare, arzător etc.) la presiunea nominală de funcționare, timp de o oră.

Intervalul de reglare este intervalul de presiuni între care arzătorul funcționează la parametrii termotehnici nominali.

Sistemele de alimentare reprezintă ansamblul compus din conducte, aparate, instalații de măsurare și accesorii, situat între stațiile de predare și coșurile (inclusiv) prin care se evacuează gazele de ardere, destinat să asigure alimentarea cu gaze a consumatorilor.

Sistemul de gaz de joasă presiune utilizează inerția unui jet de gaz la joasă presiune pentru a antrena din atmosferă o parte din aerul cerut pentru combustie, adică în scopul producerii unui amestec combustibil.

Sistemul de gaz la înaltă presiune utilizează inerția unui jet de gaz de presiune înaltă pentru a antrena din atmosferă, tot sau aproape tot, aerul cerut pentru combustie.

Sistemul aspirației aplică aspirația la o cameră de combustie pentru a trage în interior aer și/sau gazul necesar pentru producerea amestecului combustibil dorit. Sistemul cu doi robineți utilizează comenzi separate pentru aer și gaz, acestea amândouă fiind sub presiune. Sistemul mecanic proporționează cantitatea de aer și gaz și comprimă mecanic amestecul, în scopul combustiei

2. Amestecarea. Dispozitive de amestecare aer-gaz

Amestecătorul amestecă gazul și aerul în orice proporție dorită. Amestecătorul manual necesită reglări manuale pentru a menține raportul dorit aer-gaz, atunci când debitele sunt modificate. Amestecătorul automat menține automat în limitele capacității sale nominale, în raport substanțial constant de aer- gaz, la debite variabile.

Amestecătorul cu jet de gaz utilizează energia cinetică a unui jet de gaz ieșind dintr-un orificiu, pentru a antrena tot sau o parte din aerul necesar pentru combustie, în mod obișnuit, denumirile folosite pentru amestec&toarele cu jet includ: injector, ejector, tub Venturi, amestecarea în două trepte, inspirator, tub de amestec, amestecător atmosferic, amestecător Bunsen.

Amestecătorul cu jet de aer utilizează energia cinetică a unui flux de aer ieșind dintr-un orificiu, pentru a antrena gazul necesar combustiei, în unele cazuri, acest tip de amestecător poate fi proiectat pentru a antrena o parte din aerul pentru combustie, precum și gazul, în mod obișnuit, denumirile utilizate pentru amestecătoarele cu jet de aer includ: inspirator de joasă presiune, aspirator, flow-mixer, mixjector, teu de amestec, amestecător proporțional de joasă presiune.

Amestecătorul mecanic utilizează mijloace mecanice pentru a amesteca gazul și aerul, neglijând energia cinetică a gazului și aerului și comprimă amestecul rezultat la o presiune corespunzătoare pentru refularea în punctul său de utilizare.

Amestecătoarele de acest tip utilizează, fie un ventilator centrifug, fie un alt tip de compresor mecanic, cu un dispozitiv de proporționare la aspirația sa, prin care gazul și aerul sunt aspirate de ventilator. Dispozitivul de proporționare poate fi automat sau poate cere o ajustare manuală pentru a menține raportul dorit aer-gaz, atunci când se modifică debitele.

2.3.2. [NUME_REDACTAT] eliberează amestecul de aer-gaz, de oxigen-gaz, sau, separat, aer și gaz în zona de combustie. Arzătoarele cu gaz industriale pot fi arzătoare atmosferice sau arzătoare cu jet sau presiune.

Arzătorul atmosferic este utilizat într-un sistem cu gaz de joasă presiune sau „atmosferic”, care necesită aer secundar pentru combustia completă.

Arzătorul cu jet este un arzător care livrează un amestec combustibil sub presiune. Arzătorul cu un singur orificiu are numai o deschidere (sau un orificiu) pentru descărcarea amestecului carburant. Arzătorul multijet are două sau mai multe deschideri sau orificii, separate, pentru descărcarea amestecului carburant.

Arzătorul în linie are o flacără liniară, una din dimensiuni fiind mult mai mare decât celelalte două.

Arzătorul tip țeavă – orice arzător atmosferic sau cu jet este confecționat sub forma unui tub sau a unei țevi cu orificii sau ajutaje pe întreaga lungime.

Arzătorul tip panglică are multe orificii, la distanță mică umil de altul, confecționat, de obicei, din benzi ondulate.

Arzătorul tunel este etanșat în peretele cuptorului. Combustia are loc, în cea mai mare parte, într-un tunel sau într-o cameră de ardere refractară, care face parte din arzător.

Arzătorul cu ajutaj de amestec este un dispozitiv în care gazul și aerul sunt menținute separat, până când sunt descărcate din arzător în camera de combustie. Ajutajul cu jet este un mic ajutaj metalic sau ceramic, confecționat astfel încât flăcările nu vor fi suflate, chiar la presiuni ridicate ale amestecului.

Arzătorul radiant transferă o parte semnificativă din căldura de ardere, sub formă de radiație, materialelor refractare.

Arzătorul cu flacără luminoasă desfășoară straturi paralele neturbulente de aer și gaz pentru a produce o flacără extinsă cu o mare luminozitate.

Arzătorul inelar poate fi atmosferic -confecționat din unul sau mai multe inele concentrice- sau cu un inel vertical perforat, în care aerul este aspirat prin tiraj natural, sau insuflat de un ventilator (folosit la cazane).

Arzător cu mai multe jeturi constă, în general, din colectoare de gaze cu un număr mare de jeturi aranjate pentru o ardere orizontală, prin deschideri, printr-o placă refractară verticală. Aceste deschideri sunt de forme diferite: rotunde, pătrate, etc. Aerul de ardere poate fi livrat prin tiraj natural, sau forțat.

Arzătorul cu diafragmă utilizează o diafragmă refractară, poroasă, cu un orificiu, astfel încât combustia are loc pe întreaga arie a acestei suprafețe refractare.

Arzătorul gaz-lichid arde simultan gaz și combustibil lichid.

2.4. Arzătoare pentru gaze naturale

Utilizarea gazelor naturale, din ultimele 2-3 decenii, a cunoscut o deosebită răspândire în cele mai diverse domenii posibile, în care producerea de energie este indispensabilă. De la prepararea hranei, a apei calde menajere până la cele mai complexe procese tehnologice de topire, preîncălziri, tratamente termice, sudare și altele, prezența gazelor combustibile se întâlnește pretutindeni. Deși sursele de gaze, în special cele naturale, sunt relativ mari în țara noastră și deosebit de mari pe plan mondial, acestea nu sunt inepuizabile și, prin urmare, folosirea eficientă a acestora constituie una din cele mai mari probleme din punct de vedere energetic.

Vastitatea domeniilor de utilizare presupune, implicit, și o deosebită răspândire a mijloacelor de utilizare, respectiv: instalații de ardere, arzătoare, organe și dispozitive de reglare și control, etc. Din punctul de vedere al mijloacelor de utilizare, se poate vorbi, deja, de o industrie pentru aparate de ardere, reglarea și controlul acestora.

Producerea mijloacelor de utilizare a gazelor combustibile presupune, prin urmare, specializarea, tipizarea, standardizarea pentru atingerea scopului nemijlocit de utilizare rațională a gazelor.

Așa cum economia țării noastre este un consumator printre cei mai mari pe plan mondial, utilizarea rațională a gazelor combustibile constituie o problemă la nivel național.

2.4.1. Arzătoare de uz industrial

Arzătoarele industriale sunt, în general, aparate care pot să realizeze amestecul dintre combustibil și aerul de combustie, în scopul asigurării unei arderi corespunzătoare procesului dorit, în condiții de eficiență maximă, în contextul realizării obiectivelor pentru care este construit, arzătorul trebuie să asigure o gamă complexă de funcțiuni, respectiv să fie proiectat și construit pentru a asigura condițiile de funcționalitate optimă și în deplină siguranță.

În concepția cercetării și fabricației de arzătoare au apărut, în ultimii ani, elemente noi, fundamentale, determinate, atât de progresul tehnic, cât și de faptul că, în condițiile actuale de procurare și cost a combustibililor, calitatea arderii acestora în focare și în special a hidrocarburilor, este o cerință superioară și de mare importanță pentru economie.

În aceste condiții, și celelalte funcții principale ale arzătorului (introducerea combustibilului și aerului de combustie în focar, lungimea flăcării și direcționarea acesteia conform cerințelor, realizarea unui amestec optim combustibil-aer în scopul obținerii unei arderi complete, randament maxim, stabilitatea flăcării) trebuie să se realizeze în condiții de eficiență maximă, atât în ce privește proiectarea și fabricarea arzătorului, cât și necesitatea exploatării în condiții corespunzătoare.

Necesitatea economisirii combustibililor impune, încă din faza de proiectare și omologare a arzătoarelor, urmărirea riguroasă a nivelului performanțelor arzătorului în sensul ca acesta să asigure, în funcționare, parametrii optimi și să constituie o garanție deplină că acești parametrii nu se vor modifica în exploatare, dacă se respectă condițiile stabilite la omologarea arzătorului.

O altă cerință, deosebit de importantă, ținând seama de marea varietate a tipurilor de arzătoare omologate și în fabricație, este documentarea amplă și calitativă care trebuie să stea la baza alegerii tipului de arzător necesar, atât pentru a corespunde tipului de agregat pe care îl echipează, respectiv a cerințelor acesuia, cât și fn ce privește economicitatea alegerii, care trebuie să fie tăcută astfel încât să îndeplinească condițiile:

menținerea constantă a raportului aer-combustibil la variații de sarcină;

realizarea unui proces stabil de ardere în limitele de reglaj ale arzătorului;

obținerea unui anumit tip de flacără cu caracteristici de formă, temperatură și luminozitate, corespunzătoare procesului tehnologic;

funcționarea cu un randament de ardere cât mai ridicat.

Arzătoarele cu aer aspirat reprezintă acele tipuri de arzătoare care sunt dotate cu ejector, piesă cu ajutorul căreia se realizează aspirația aerului din mediul ambiant de către gazul combustibil, ieșit cu viteză din ajutajul arzătorului.

Flacăra acestor tipuri de arzătoare poate fi divizată și, în acest caz, se realizează o ardere și o stabilitate mai bună, sau poate fi nedivizată, caz în care arderea și stabilitatea acesteia se asigură prin măsuri constructive și funcționale adecvate.

Semnificativ la aceste tipuri de arzătoare este faptul că, la presiuni joase ale gazului combustibil (sub 5000 Pa), acestea, datorită energiei sale cinetice, pot aspira 30-70% din aerul necesar arderii. Restul aerului de combustie, necesar arderii, fiind aspirat ca aer secundar de tirajul focarului sau, este introdus în focar de ventilator. Când aceste arzătoare, funcționează cu gaze având puteri calorifice scăzute (gaze de cocserie gaze de furnal), aspirația aerului de către ejector poate fi de 100%, respectiv, arzătorul poate aspira întreaga cantitate de aer necesară.

Arzătoarele cu aer aspirat, însă, funcționează cu gaze naturale la presiuni mai mari (redusă sau medie), pot aspira mai mult aer și chiar tot aerul necesar arderii, ceea ce asigură, și un domeniu de reglaj mai larg.

Un aspect important la aceste arzătoare îl constituie necesitatea unei dimensionări riguroase, inclusiv a ejectorului, pentru ca acesta să realizeze un randament maxim, cu influențe pozitive asupra nivelului presiunii de ieșire a amestecului aer-gaz din arzător.

Printre avantajele pe care le prezintă arzătoarele cu autoaspirație se menționează următoarele:

construcție simplă

preț de cost redus

capacitate de autoreglare a ejectorului

economicitate datorită faptului că, pentru introducerea în arzător a aerului primar de combustie, nu sunt necesare utilaje și consum de energie electrică.

1.Arzătorul tip TD

Este cu aer aspirat și funcționează cu gaze naturale.

Camera de amestec este un tub Venturi format din confuzor și difuzor (2), care are roîui de a efectua amestecul gaz-aer, facilitând și aspirația unei părți din aerul de combustie (aerul primar). Gazele intră prin duza (1), de unde se destind în tubul confuzor-difuzor (2), formând un amestec cu aerul aspirat prin ejecție, apoi, trec printr-un orificiu central și un număr de orifîcii existente în capul arzătorului (3), montat la finele tubului confuzor-dituzor (3), ieșind înîr-o cameră inelară și, apoi, în piesa refractară (6). Reglarea optimă a raportului gaz-aer primar se face cu discul din fața duzei.

Arzătoarele tip TD sunt destinate arderii gazului metan în focarul cazonelor de apă caldă, abur sau la cuptoare de forjă.

Arzătoarele pentru gaze naturale tip GC sunt ansamble de elemente arzătoare TD3, grupate în cerc, formând un grup cilindric, fixat într-o manta și o carcasă frontală. Aerul de combustie este autoaspirat prin tirajul focarului și efectul de ejecție al sistemului de amestec.

La arzătoarele GC aprinderea se efectuează manual. Arzătoarele se utilizează la cazanele de abur din centrale termice sau termoficare, cazane de abur tehnologic, cuptoare industriale, metalurgice și de rafinării, calcinatoare industriale, uscătorii, etc.

2. Arzătoarele lamelare

Sunt de tipul cu aer aspirat, având flacăra scurtă și uniform repartizată pe toată suprafața de ardere. Arzătoarele pot fi de lungimi diferite prin combinarea mai multor elemente tip cu lungimi de 100, 250 și 500 mm. Pentru acoperirea unei suprafețe mai mari, arzătoarele pot fi montate pe mai multe ramuri, alimentarea facându-se de la o conductă comună, fiind prevăzută cu arzător flacără de veghe.

Sunt utilizate pentru arderea gazelor naturale în scopuri industriale, în special în cuptoarele din întreprinderile de panificație.

3. Arzătorul cu aer aspirat pentru preîncălzirea circulară în vederea sudării

Arzătorul AS-C (I, II, III), este destinat preîncălzirii circulare a tablelor în procesul tehnologic de sudare, în zona cusăturii transversale și în vecinătatea acesteia. Arzătorul a fost proiectat în trei mărimi, pentru a funcționa diferențiat, în funcție de debitul caloric necesar pe cusătură, cât și de-o parte și de alta a cusăturii, în cadrul procesului de sudare, arzătorul se montează în grup, de-a lungul cusăturii, astfel încât flacăra să ajungă în zona unde se va executa sudura și în vecinătatea acesteia.

4.Arzătorul GAR-5

Arzătorul (figura2.5.) este destinat încălzirii cuptoarelor tunel de rcoacere a maselor ceramice, pentru tratamente termice și forjă.

Arzătorul dezvoltă o flacără scurtă și o temperatură în focar cuprinsă între 900-1300 °C. Caracterul arderii combustibilului poate fi neutru, reducător sau radiant. Gazul intră în arzător prin injectorul (4), unde se realizează amestecul carburant. De la conducta de aer, se primește aerul sub presiune, care trece prin spațiul dintre corpul (2) și tubul interior (7), ieșind prin 12 orificii echidistante ale capului arzătorului (5), în formă de jet turbionar, pentru realizarea unui amestec cât mai omogen.

5. Arzătorul cu flacără turbionată GARI-T

Arzătorul funcționeză cu aer rece sau cald și este destinat cuptoarelor de forjă, precum și altor agregate termice din industria construcțiilor de mașini, industria metalurgiei, materialelor de construcții, sticlărie, materialelor ceramice, chimie, agricultură etc., atât în instalații noi, cât și pentru modernizarea celor existente.

2.4.2. Arzătoare de gaze de uz casnic

Arzătoarele de uz casnic pot fi utilizate atât pe gaze naturale cât și pe gaze petroliere lichefiate. Ele se execută în două tipuri: tip A în două mărimi și tip B în trei mărimi, în funcție de puterea termică nominală.

La arzătorul tip A, gazul ieșit din ajutaj, aspiră prin efectul ejecției aerul primar cu care se amestecă până ajung împreună în capul arzătorului, de unde iese prin orificiile periferice care au rolul de stabilizator al flăcării. Reglarea puterii termice se face manual. Ele pot fi dotate și cu dispozitive proprii de reglare și supraveghere.

La arzătorul tip B capul arzătorului este prevăzut cu lamele din bandă de oțel care stabilizează flacăra.

Capitolul 3

CALCULUL SECȚIUNILOR CONDUCTELOR DE DISTRIBUȚIE

3.1. Proiectarea și executare sistemelor de alimentare

Proiectarea și executarea sistemelor de execuție de alimentare cu gaze naturale se impun normelor tehnice I6- publicată în Monitorul oificial al României la data de 4 februarie 2004.

În instalațiile industriale se admit următoarele trepte de presiune:

presiunea medie, între 6 și 2 bar pentru conductele din OL și între 4 și 2 bar pentru conductele din PE 80

presiune redusă, între 2 și 0,05 bar

presiune joasă, sub 0,05 bar

Stabilirea presiunii pentru instalațiile de utilizare industriale se face în funcție de presiunea de regim a aparatelor de utilizare (de exemplu un arzător GART 25T se poate face și la 200 mm coloană de apă și la 6000 mm coloană apă, presiunea diferită determină construcția diuzei arzătorului în mod diferit).

În instalațiile exterioare se admite presiunea redusă și/sau joasă.

În instalațiile interioare se admite doar presiune joasă.

În instalațiile de utilizare pentru clădiri de locuit se admite numai presiune joasă, atât la instalațiile exterioare cât și la cele interioare.

3.2. Dimensionarea conductelor sistemelor de alimentare cu gaze naturale

Debitele de calcul se stabilesc în funcție de necesarul de consum și de factorii de simultaneitate specifici cu următoarele observații:

se prevăd debite pentru etape de perspective în dimensionarea rețelelor și ramurilor principale.

Pentru ramurile secundare ale rețelei de distribuție se prevede debitul instalat, al aparatelor de utilizare existente și al celor ce vor fi instalate în viitor.

Debitul nominal al aparatelor de utilizare este cel indicat de fabrica producătoare, în cartea tehnică însoțitoare.

Căderea de presiune este un factor important în dimensionarea unei conducte și se stabilește cu relația: , în care:

P1- presiunea absolută minimă disponibilă la intrare în conductă (în bar).

P2- presiunea absolută minimă necesară la ieșirea din conductă majorată co 10%, pentru compensarea unor factori imprevizibili, exprimată în bar.

Căderile de presiune trebuie să acopere toate pierderile de sarcină liniare și locale.

Pentru rețele de distribuție existente, presiunea disponibilă P1 se precizează de operatorul de distribuție a gazelor naturale, la cererea proiectantului.

Pentru rețeaua de distribuție se consideră căderea de presiune de 5 mbar, inclusiv contoarele.

În instalațiile de utilizare cu presiune joasă, din clădiri cu înălțimea de peste 10 m pentru dimensionarea coloanelor, se ține seamă și de creșterea disponibilului de presiune datorită forței ascensionale a gazelor naturale.

Cuantumul creșterii disponibilului de presuine provocat de forța ascensională se obțin facând produsul între valori indicate în tabele și înălțimea la carese montează punctul de consum măsurată de la nivelul regulatorului de presiune.

Diametrul conductelor se determină pe criteriul asigurării debitelor normale și a presiunii minime necesare la aparatul de utilizare a gazelor naturale pentru toți consumatorii.

Diametrul conductelor de presiune medie sau presiune redusă se stabilește, conform Normativului NT-DPE-01/2004cu relația:

(3.1)

în care:

D – diametrul interior al conductei, în cm;

QCS – debitul de calcul în condiții standard (1,013 bar, 288,15 K), m3/h;

T=288 K – temperatura absolută a gazelor;

L – lungimea tronsonului de conductă, în km;

=0,554 – densitatea relativă a gazelor;

P1 – presiunea absolută a gazelor la intrare în tronson, în bar, cunoscută;

P2 – presiunea absolută a gazelor la ieșire, în bar, cunoscută sau estimată;

– coeficientul de frecare hidrodinamică, dat de formula:

unde:

k=0,05 cm – rugozitatea absolută a peretelui interior al țevii de oțel;

Re – numărul Reynolds, dat de formula:

(3.3)

Pentru dimensionare, relația debitului de calcul se scrie:

(3.4)

Această relație conține coeficientul de rezistență care depinde deasemenea de diametrul D.

Pentru calculul de dimensionare se apelează la un procedeu iterativ clasic ce constă în alocarea unei valori de „lansare” pentru și obținerea unor valori succesive aproximative pentru diametru și numărul lui Reynolds. Valoarea de lansare este 0=0,03, cu care se obține șirul de valori aproximative:

(3.5)

(3.6)

(3.7)

Procedeul iterativ se oprește la acea valoare a lui D la care aproximațiile succesive i diferă la a șasea zecimală. Această valoare a diametrului D, fiind rezultatul calculului de dimensionare se notează cu Da.

Din gama de țevi de oțel standardizate, se alege diametrul corespunzător, notat cu Da, căruia îi corespunde valoarea a a coeficientului de rezistență hidraulică.

Presiunea reală din capătul tronsonului, corespunzătoare acestui diametru, precum și viteza medie a gazelor se calculează cu relațiile:

(3.8

(3.9

Programul astfel elaborat determină diametrul interior corespunzător regimului de presiuni, debitului și lungimii pentru fiecare tronson din rețeaua de distribuție, respectiv, alege diametrul nominal corespunzător din gama de țevi de oțel calculează presiunea gazelor la ieșirea din tronson, precum și viteza medie a acestora.

În vederea desfășurării calculului de dimensionare, rețeaua a fost schematizată ca o rețea de tip arborescent.

Calculul tronsoanelor conductei principale se bazează pe considerarea unei căderi liniare a pătratului presiunii absolute în lungul acesteia, , pornind de la valoarea de P1 bara în punctul de intrare și ajungând la valoarea P2 (1,05 bara) în punctul cel mai depărtat, aflat la distanța de L km.

(4.14)

Presiunile absolute, estimate în nodurile rețelei se calculează cu relația:

(4.15)

unde Pi este presiunea din nodul anterior, iar Li lungimea tronsonului respectiv.

Programul de calcul DIMCOTEL (anexa 1) a fost rulat pentru conductele ce compun rețeaua de distribuție de gaze naturale.

Rezultatele calculului sunt centralizate în tabelul 3.1:

Capitolul 4

COROZIUNEA ȘI PROTECȚIA ÎMPOTRIVA

COROZIUNII

4.1. Despre coroziunea conductelor îngropate

Coroziunea fiind frecventă la conductele de gaze a fost studiată de către mulți cercetători, în literatura de specialitate se precizează că, de fapt, coroziunea reprezintă fenomenul de distrugere parțială sau totală a materialelor, în general și a metalelor în special, în urma unor reacții chimice, electrochimice, care au loc prin interacțiunea lor cu mediul înconjurător.

Deci, fenomenul de coroziune presupune o succesiune de reacții prin care metalul este atacat de agentul agresiv și ca rezultat, se produce transformarea parțială sau totală a acestuia în stare ionică sau în stare combinată.

Natura și structura metalului, compoziția sa chimică și a mediului agresiv au o influență hotărâtoare asupra mecanismului coroziunii și intensității de distrugere. Astfel spus, coroziunea reprezintă un fenomen natural normal, întrucât dacă se are în vedere faptul că la producerea metalului din minereu s-a înglodat în aceasta o energie, este firească tendința acestuia de a trece la o stare energetică coborâtă cât mai stabilă. E necesară deci o reglare a procesului de coroziune, astfel ca proprietățile fizice și mecanice ale materialului să fie conservate.

Coroziunea poate fi de mai multe feluri, în funcție de caracterul chimic, electrochimie și de locul unde se produce. Ne vom opri și vom prezenta pe acelea care se regăsesc la metalele din care se fac conductele de distribuție și deci care generează defecte în sistem.

1. Coroziunea electrochimică

Se manifestă în momentul în care metalul vine în contact cu solul, considerat ca un electrolit și reprezintă, de fapt, atacul distructiv exercitat de mediul corosiv, prin intermediul unor reacții electrochimice. Aceste reacții depind de particularitățile metalului dar și de compoziția solului, a mediului în general, întrucât în funcție de acestea se realizează transferul de ioni și electroni sub diferența de potențial electric ce există între faze. Starea suprafeței metalului este importantă în acest proces. Creșterea gradului de prelucrarea a suprafețelor metalice mărește rezistența la coroziune, în special în perioada inițială, mai ales când conducta este montată aerian.

Aceasta se datorează pe de o parte eliminării unor virtuali gradienți de concentrație, iar pe de altă parte peliculelor formate pe suprafața fin prelucrată care sunt mai compacte, deci mai protectoare.

2. Coroziunea chimică

Reprezintă procesul de distrugere a materialelor metalice, în urma acțiunii chimice directe a mediului, fără să aibă loc un schimb de sarcini electrice. Pe cale chimică, metalele se distrug în contact cu gazele industriale uscate, la temperatură ridicată sau în soluții care nu conduc curentul electric, în practică, deseori, coroziunea chimică este transformată în coroziune electrochimică, prin condensarea vaporilor de apă.

Se întâlnește des coroziunea datorită variației concentrației oxigenului de-a lungul suprafeței metalice, denumită coroziune prin aerare diferențială. Această coroziune este caracteristică conductelor de distribuție care sunt montate aerian și vopsite imperfect sau care sunt pozate în soluri cu permeabilități mărite și variate, având o izolație necorespunzătoare.

Fenomenele de coroziune atmosferică, în majoritatea cazurilor, se desfășoară după mecanism electrochimie, sub influența peliculelor de umiditate, subțiri și foarte subțiri. La acest proces pot participa diferite componente ale atmosferei și din această cauză, comportarea metalelor la coroziune variază considerabil cu tipul de atmosferă în care sunt conductele: urbană, rurală, industrială.

La oțelul carbon situat într-o atmosferă industrială viteza de coroziune este de 12,20 jam/an, iar la oțelul slab s-a găsit o viteză de aproximativ 2,3

Viteza și caracterul coroziunii depind mult de factorii meteorologici: ploi, rouă, temperatură, vânturi etc. și de modul în care conducta de gaze este protejată contra acestor factori. Ca mediu corosiv nu se consideră numai apa cu oxigenul și dioxidul de carbon dizolvat, ci și impuritățile accidentale. Acestea pot fi gazoase (dioxid de sulf, amoniac, oxizi de azot, clor), particule lichide (ploaie, stropi de apă de mare, de noroi) precum și solide (funingine, praf etc.)

Dioxidul de sulf este principalul agent corosiv al atmosferelor urbane și industriale. Acesta se oxidează parțial și în consecință, în pelicula de umiditate absorbită la suprafața metalelor se va găsi un amestec de acid sulfuros și sulfuric provenit din reacția dioxidului de sulf cu apa în prezența oxigenului:

SO2+ H2O4-»H2SO3; 2SO2+ 2H2O+

Coroziunea atmosferică a oțelului începe, în majoritatea cazurilor, la umiditate relativă a aerului mai mare de 60%. Așa se întâmplă în cazul conductelor care se montează aerian peste ape unde sunt condiții favorabile unor umidități mân Coroziunea metalelor conductelor este apreciabilă în zonele industriale, în care atmosfera conține impurități.

Acestea pot fi:

săruri care participă direct la de coroziune (clorură de sodiu, sulfat de amoniu);

particule inactive chimice, dar care au capacitate mare de a absorbi gazele din atmosferă (cărbune);

particule inactive, neabsorbante, care favorizează procesul de condensare capilară (nisipul).

3. Coroziunea solului

De obicei conductele de distribuție se pozează în soluri diferite și la adâncimi variabile. Din această cauză coroziunea subterană este un proces complex influențat în special de transportul oxigenului în sol și de conductibilitatea solului.

Solul este un mediu corosiv cu caracteristici deosebite de la un punct la altul, datorită umidității variabile, a procentului diferit de săruri dizolvate, a pH-ului care poate să varieze între 3 și 9,5, precum și a prezenței unei cantități variabile de oxigen. Solurile prin compoziția și umiditatea lor pot fi considerate sisteme coloidale poroase.

Cei mai importanți componenți chimici ai solului sunt cei solubili în apă (acizi, baze, sulfați, cloruri, carbonați), precum și unele gaze (oxigen, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat). Viteza procesului de coroziune crește pe măsură ce se mărește umiditatea solului.

În majoritatea solurilor umede, construcțiile metalice se corodează cu control catodic condiționat de transportul oxigenului la metal. Literatura de specialitate arată că procesul anodic poate fi frânat prin apariția pasivării sau printr-un efect de ecranare a suprafeței anodice, prin intermediul produșilor de coroziune insolubili.

S-a constatat că în sol pot apare macropile de coroziune, ca urmare a neomogenității sistemului metal/sol, cum sunt macropilele datorită aerării diferențiale a diferitelor zone din sol.

Solurile argiloase sunt mai puțin permeabile pentru oxigen decât cele nisipoase și tronsoanele de conducte aflate aceste zone se distrug mai repede decât acelea aflate în zone nisipoase. Rezultă de aici că este eficientă montarea unei conducte cu pat și acoperiș de nisip. Microorganismele influențează direct viteza de coroziune a conductelor în sol prin modificarea pH-ului în apropierea metalului, precum și prin acțiunea distructivă asupra acoperirilor de protecție.

Curenții de dispersie (vagabonzi) proveniți accidental în sol prin scurgerile de la sursele de curent (căi ferate, tramvaie, aparate de sudură, băi de electroliză etc.) măresc considerabil procesul de distrugere a conductelor metalice. Acești curenți sunt variabili în majoritatea timpului ca intensitate, direcție sau traseu.

Traseul curenților de dispersie prin construcția metalică poate avea trei zone:

zona de intrare a curenților (catodică) nepericuloasă;

zona de trecere a curentului, tot nepericuloasă;

zona de ieșire a curenților (anodică), unde se manifestă distrugerea corosivă sub formă de plăgi în adâncime.

Natura solului determină mărimea atacului. Cu cât rezistența solului va fi mai mică, cu atât va permite mai ușor trecerea curentului electric. De aceea coroziunea prin curenții de dispersie se manifestă într-o mai mare măsură în solurile argiloase față de cele nisipoase.

La conductele de gaze nou proiectate studiul curenților de dispersie se impune a fi efectuat corespunzător. Prevederea măsurilor de protecție la aceste conducte privește deopotrivă pe toți deținătorii de utilități subterane.

Diminuarea sau eliminarea acțiunii dăunătoare a curenților de dispersie se realizează prin drenaje electrice sau prin creșterea rezistenței chimice a solului. Periculos este efectul curenților de dispersie la conductele neprotejate catodic și având protecție de bază nulă sau ineficientă. Acest fapt obligă personalul de întreținere ca periodic să efectueze controale asupra comportării conductei și la măsurători ale potențialului.

4. Coroziunea microbiologică

Este fenomenul de distrugere a metalelor sub acțiunea directă a microorganismelor. Ea poate avea loc în condiții anaerobe sau aerobe. Procesele de coroziune microbiologică sunt variate și efectele lor apar sub diferite aspecte, deoarece se produc în atmosferă, în apă, în sol, atacând conductele, subterane sau aeriene. Bacteriile pot iniția și stimula coroziunea prin mai multe mecanisme:

acțiunea corosivă a unor derivați metabolici cum sunt: acizi organici, hidrogen sulfurat, dioxid de carbon, mercaptan etc. Producerea acestor metaboliți, chiar în cantitate mică, este periculoasă, deoarece concentrații mari de agent corosiv se mențin în apropierea metalului;

formarea de zone eterogene pe suprafața conductei; o colonie de microorganisme se fixează pe metal și determină gradienți diferiți de concentrație a acceptorilor de electroni precum și apariția coroziunii prin aerare diferențială;

modificarea peliculelor protectoare de pe suprafața metalului și apariția fisurilor în care se dezvoltă procesul de coroziune.

Mecanismul coroziunii aerobe în formă ionică este următorul:

4Fe→4Fe2+ + 8e-; 8H+ + 8e-→8H.

Depolarizarea catodică produsă de bacterii se efectuează potrivit reacției:

2SO2+8H bacterii reductoare din sulfat 2S2-+→8H

Produsele de coroziune reacționează între ele sau cu mediul:

Fe2+ +S2- → FeS; Fe2+ +2OH→Fe(OH)2.

Sulfura feroasă precipitată se depozitează la locul de reacție sub forma unor cruste care împreună cu oțelul realizează o micropilă în care metalul devine anod față de sulfura și se corodează mărind crusta, cu depuneri de oxizi de fier (Fe3O4).

Procesul poate continua astfel până la perforarea conductei. Coroziunea microbiană poate fi prevenită prin metoda bacteriostatică (tratare cu clor, cloramină), prin acoperirea suprafeței metalului cu straturi protectoare ca: vopsea, asfalt, bitum sau cu depuneri metalice pe cale galvanică, prin utilizarea inhibitorilor, precum și prin protecția catodică.

5. Coroziunea datorată solicitărilor mecanice

În funcție de modul în care acționează efectul mecanic și de forma distrugerii pot apare forme variate de atac: fisurarea corosivă, coroziunea prin frecare, cavitația corosivă.

Coroziunea fisurantă sub tensiune reprezintă distrugerea metalului conductelor sub formă de fisuri, produse sub acțiunea simultană a mediului corosiv și a tensiunilor, de întindere sau încovoiere, aplicate din exterior sau reziduale.

Pentru ca să se formeze fisurarea corosivă trebuie să existe următoarele condiții:

susceptibilitatea metalului la coroziune fisurată;

acțiunea tensiunii mecanice pe suprafața metalică;

atacul agentului corosiv.

Coroziunea fisurantă sub tensiune apare la numeroase metale, ca urmare a tensiunilor remanente induse la elaborarea lor sau în timpul montajului. Coroziunea produsă datorită eforturilor mecanice este frecvent întâlnită la conductele din zonele în care apar alunecări de teren, tasări neuniforme produse de sarcini mari depozitate pe conductele în funcțiune.

Aceste coroziuni sunt cu atât mat periculoase, cu cât ele apar în timp și nu sunt descoperite imediat ce au perforat materialul tubular pentru a se anihila efectele nocive pe care le produc scăpările de gaze provenite din conductă.

Efectul tensiunii mecanice este ruperea limitelor intercristaline în urma căreia se accelerează penetrația mediului agresiv în metal în două stadii, unul de inducție cu o durată mai mare și altul de propagare într-un plan perpendicular pe cel al tensiunii.

Suprafața metalică nesolicitată mecanic este acoperită cu un strat pasiv. La acționarea tensiunilor au loc fenomene de alunecare mai ales a planurilor în unghi de 45° față de direcția efortului de întindere și la suprafață apare o zonă de alunecare, neacoperită.

Mediile agresive care pot provoca coroziunea intercristalină a oțelului carbon în prezența tensiunilor sunt:

soluții de azotat, acid azotic, soluții de hidroxizi alcalini HCN, NH3 lichid, HH4OH cu adaosuri (CO2 + HCN; H2 + HCN; H2S + CO2 + HCN; CO2 + H2S + CO2 + amine; amine). La creșterea concentrației mediului de reacție sau a temperaturii la care se desfășoară procesul, se intensifică fisurarea. Astfel, la o creștere cu 10°C a temperaturii mediului, se micșorează timpul de fisurare de aproximativ 4 ori;

coroziunea datorită solicitării la oboseală este unul din tipurile de deteriorare datorat acțiunii simultane a mediului corosiv și a solicitărilor dinamice (tensiuni ciclice sau alternative). Această coroziune apare sub forma unor fisuri, în urma deplasării cristalelor după anumite planuri de alunecare. Este tipul de coroziune cel mai des întâlnit la conductele care sunt sub carosabil sau care îl traversează, în general a conductelor pozate în drumuri a căror structură le transmite șocurile produse de autovehicule în mișcare sau la opriri și porniri, mai ales în stațiile de autobuze.

În prezența unui mediu corosiv, în cadrul aceleiași solicitări dinamice, numărul de ciluri până la apariția distrugerii este redus. Rezistența metalelor la coroziune datorită oboselii depinde de compoziția mediului corosiv, de pH-ul și conținutul său în oxigen, de temperatura și frecvența tensiunii alternative. Accelerarea distrugerii se poate datora acțiunii chimice directe (oxidări, hidrogenări) sau acțiunii galvanice a unor cupluri provocate de gradienții termici din sol și de tensiunile din metal.

În condițiile solicitărilor dinamice se produce o alimentare mai rapidă cu oxigen în zonele catodice, fapt care reduce polarizația procesului catodic, în același timp, stratul protector de oxid aflat pe suprafața metalului este deteriorat mecanic și în consecință, polarizația anodică scade.

În plus, metalul tensionat produce o reactivitate chimică sporită. Inițierea unei crăpături este asociată cu fisurile produse în timpul solicitării la oboseală, care cresc și iau o formă alungită. Creșterea permanentă a tensiunilor la baza acestor fisuri mărește viteza de dizolvare, până când se produce o crăpătură care inițiază stadiul de rupere propriu-zisă a materialului.

6. Coroziunea prin eroziune

Este un proces de distrugere datorită abraziunii mecanice și atacului corosiv al unui lichid sau gaz. Condițiile care-l favorizează sunt:

viteze mari de circulație a gazelor și lichidelor;

corpuri solide în suspensie;

curgerea turbulentă a fluidelor;

amestecuri de două faze cu mișcare rapidă și schimbări de direcție.

Coroziunea prin eroziune poate fi evitată atât prin folosirea de materiale mai rezistente, cât și prin filtrarea și separarea lichidelor, înlăturarea substanțelor solide care mărește abraziunea înainte de intrarea gazelor în conducte sau prin reducerea vitezei de curgere a acestora.

La viteze foarte mari de curgere, când se formează în fluid goluri de presiune înaltă, are loc nu numai distrugerea peliculei dar și smulgerea unor porțiuni mici de metal. Acest fenomen a fost denumit cavitație. Suprafața metalului în urma distrugerii prin cavitație prezintă adâncituri de formă ovală. Se poate distinge atacul prin lovire mecanică de distrugerea prin cavitație.

În cazul cavitației, distrugerea se prezintă sub formă de ciupituri, scoici sau fagure de miere și este însoțită de deformări vizibile ale metalului. Mărimea distrugerii prin cavitație depinde de viteza, temperatura și direcția de circulație a mediului agresiv, precum și de structura și proprietățile metalului.

Aceste tipuri de coroziuni sunt caracteristice conductelor care funcționează în apropierea surselor de gaze, în situația în care nu se efectuează o separare și filtrare corespunzătoare a părților lichide și solide din gazele naturale.

7. Coroziunea în „pitting”

Este o formă de atac localizat. Pelicula de protecție a metalului, odată distrusă, în anumite puncte permite mediului agresiv să atace și să producă o penetrare rapidă a metalului. Termenul „pitting" este folosit pentru ilustrarea acelui tip de atac localizat în care lărgimea zonei afectate de coroziune este de același ordin de mărime sau mai mică decât adâncimea acesteia.

Caracteristic pentru acest fel de coroziune este faptul că pe suprafața metalului apar puncte active fără peliculă de protecție. O condiție esențială în formarea pittingului este prezența în sol a anionilor cu acțiune cum sunt cei de halogeni și în primul rând ionii de clor. Potențialul de pitting este de 0,03 V pentru o unitate de pH.

În soluții puternic alcaline (pH > 10) se produce înhibarea pittingului. Scăderea temperaturii are de obicei un efect de creștere a rezistenței metalului la pitting. Se presupune că această comportare se datorează modificării puternice a afinității stratului protector la moleculele de apă, care face dificilă deslocuirea lor de către anionii agresivi.

În practică, acest fenomen face ca în condițiile sezonului rece, efectul pitting să lucreze mai încet. Odată cu creșterea temperaturii se produce dezghețarea solului și eliberarea moleculelor de apă, favorizând apariția cât mai multor puncte de pitting.

Coroziunea este un fenomen care apare frecvent în sistemele de transport fluide prin conducte, în contact cu un mediu coroziv, metalul conductei se consumă datorită procesului de distrugere generat de o reacție electrochimică între metal și mediu.

Umiditatea solului are rolul de electrolit, fapt ce determină tendința ionilor metalici de a trece în electrolit. Metalul conductei poate fi considerat anodul unei pile galvanice, iar produșii de coroziune, catodul pilei. Electronii din metal se combină cu ionii pozitivi de hidrogen prezenți în apă.

Studiul termodinamic al reacțiilor de oxidare a fierului în soluție apoasă a pus în evidență factorii principali care influențează viteza de coroziune. Astfel concentrația mediului în ioni de hidrogen (definită prin indicele pH) și potențialul metalului sunt esențiali în acest proces.

Rezistivitatea electrică a solului influențează, deasemenea, viteza procesului de coroziune. Un sol este agresiv dacă rezistivitatea sa este sub 20 Ωm și puțin agresiv peste 80 Ωm.

Protecția conductelor îngropate împotriva coroziunii se face prin metode pasive, active, sau combinația acestora. Metoda pasivă constă în aplicarea, la exteriorul conductei, a unui înveliș protector.

Metoda activă constă în introducerea în conductă a unui cerent electric care circulă în sens invers față de cel care provoacă coroziunea, astfel încât conducta devine catod, fapt ce a impus denumirea de protecție catodică.

Protecția catodică este o metodă care poare asigura protecția anticorozivă a conductei chiar în cazul existenței unor goluri în stratul izolat. Reacția anodică este înlocuită cu reducerea catodică a oxigenului și suprafața structurii metalice este transformată într-un catod protejat.

Utilizând injectoare de curent, curentul de protecție este completat de stații de transformare-redresare amplasate între țeava și anodul îngropat. Ea se poare realiza cu ajutorul unei stații de injecție, sau mai multe, în funcție de lungimea protejată.

4.2. Calculul parametrilor stației

Datele de bază sunt:

Valoarea medie a rezistivității solului în zonă ρ = 18 Ωm ,

Rezistența de trecere conductă-sol de început Rpi = 6932 Ωm2 ,

Coeficientul de îmbătrânire al izolației aplicate β = 0,015 ,

Durata de exploatare considerată tis = 30 ani ,

Rezistivitatea otelului conductei ρ0 = 0,245 Ωmm2/ml.

Pornind de la aceste date, conform metodologiei amintite, se calculează principalii parametri al instalației de protecție catodică. Aceștia sunt:

1. Rezistența de trecere conductă-sol

Rezistența normată de trecere conductă-sol, a stațiilor de protecție catodică la sfârșitul perioadelor de exploatare, care se calculează cu relația:

[NUME_REDACTAT] = 4420 Ωm2.

2. Valoarea medie a rezistenței conductă-sol

Valoarea medie a rezistenței conductă-sol se calculează cu relația:

[NUME_REDACTAT] = 5582,14 Ωm.

3. Rezistența izolației conductei

Rezistența izolației conductei pe unitatea de lungime este dată de relația:

[NUME_REDACTAT] = 1384,77 Ωm/ml.

4. Valoarea medie a rezistenței izolației conductei

Valoarea medie a rezistenței izolației conductei pe unitatea de lungime, care se calculează cu:

[NUME_REDACTAT],m = 1748,868 Ω /ml.

5. Rezistența longitudinală.

Rezistența longitudinală pe unitatea de lungime a conductei tubulare este:

[NUME_REDACTAT] = 219 mm și δ = 7 mm rezultă Rt = 6,6·10-6 Ω/ ml.

6. Rezistența de intrare

Rezistența de intrare a conductei (impedanța) mediată pe durata de exploatare a stației de proiecție catodică, este dată de relația

Rezultă Z = Zcr = 0,0533 Ω / ml.

7. Impedanța conductei

Impedanța conductei la sfârșitul perioadei de exploatare este dată de relația:

[NUME_REDACTAT] =0,048 Ω/ml.

8. Factorul de atenuare

Factorul de atenuare la sfârșitul perioadei de exploatare a stației de protecție catodică este dat de relația:

Rezultă α =6,9·10-5 /m1.

9. Coeficientul de influență

Coeficientul de influență (vecinătate) a stației de protecție catodică este :

unde Em reprezintă deplasarea minimă a potențialului de protecție, măsurat cu electrodul Cu / CuSo, iar EM – deplasarea maximă a potențialului de protecție, măsurat cu electrodul Cu / CuSo.

Pentru conducte de oțel se consideră Em = 1,1 – 0,55 = 0,55 V și respectiv EM = 0,85-0,55 = 0,30 V. Rezultă deci K = 0,590.

10. Zona protejată catodic

Zona protejată catodic la sfârșitul perioadei normate de exploatare a stației de protecție catodică este dată de:

Se obține L = 670,7 m.

11.Curentul de protecție

Valoarea medie a curentului de protecție al stației de protecție catodică este :

[NUME_REDACTAT] = 6,22 A.

12. Rezistența de dispersie

Rezistența de dispersie a unui electrod este dată de relația

Rezultă R1 = 3,533 Ω.

13. Numărul optim de electrozi

Numărul optim de electrozi ai prizei catodice este: n = 3 electrozi.

14. Rezistența de dispersie

Rezistența de dispersie a curenților prin priza anodică se calculează cu:

[NUME_REDACTAT] = 3,533 / 3-0,7 = 1 ,682 Ω

15. Curentul optim

Curentul optim în linia de drenaj este dat de

[NUME_REDACTAT] = 2,146 A.

16. Secțiunea cablului de drenaj

Se adoptă S = 25 mm2, cu cod cablu: CYAbY 1 X 25 pentru 1 kW.

17. Rezistența liniei de drenaj

Rezistența liniei de drenaj se calculează cu relația:

Rcr =0,0007018·y

rezultând Rcr = 0,0007018·100 = 0,07 Ω

18. Rezistența conductei

Rezistența conductei se calculează cu relația:

Rezultă

19.Tensiunea la bornele redresorului

Tensiunea la bornele redresorului este:

Rezultă

ΔE = 6,22-(0,064+0,07+1,682) = 11,295 V.

20. Puterea stației

Calculul puterii stației se face cu ajutorul formulei:

P=ΔE·[NUME_REDACTAT]

P = 11,295-6,22 = 70,258 W.

Caracteristicile instalației

Distanța de la suprafața solului la 1/2 din electrod: h = 2,7 m,

Diametrul catodului: d = 0,165 m,

Diametrul găurii: dg = 0,25 m,

Lungimea găurii: Lg = 3,125 m,

Rezistivitatea back – fit – ului: ρa = 0,2 Ωmm2/ml.

Ținând seamă că lungimea conductei de gaze este de 600 m iar lungimea unei zone de conductă protejată catodic cu o stație de protecție catodică este de 670 m rezultă că vom folosi o stație de protecție catodică.

Capitolul 5

EXECUȚIA SISTEMELOR DE ALIMENTARE CU GAZE NATURALE

5.1. Echipamente și procedee utilizate

Echipamentele, instalațile, aparatele, produsele și procedeele utilizate în sistemele de alimentare cu gaze naturale se atestează tehnic, acestea trebuind să aibă agrementul tehnic și/sau certificatul de aprobare de model.

l.Țevi din oțel. Țevile din oțel utilizate la realizarea sistemului de alimentare cu gaze naturale vor avea certificate de calitate date de producător. Panourile de măsurare se confecționează numai din țeava de oțel fără sudură, laminată la cald sau trasă la rece. Tuburile și calotele răsuflătorilor se confecționează din oțel. Capacele pentru răsuflătorile pozate în carosabil se confecționează din fontă.

Grosimile minime admise ale pereților țevilor din oțel, fabricate conform standardelor românești în vigoare, utilizate la realizarea sistemului de alimentare cu gaze naturale sunt date în tabelul 5.1.

Se interzice utilizarea țevilor din oțel sudate longitudinal, realizate conform STAS 7696, în montaj îngropat.

2. Tuburi de protecție. Tuburile de protecție se confecționează din țeava de oțel pentru montare în carosabil ori sub linii de tramvai sau cale ferată și dă tuburi din material plastic pentru montare în trotuare, lângă sau la intersecția ca canalele de termoficare, precum și lângă sau la intersecția cu cabluri electrice, telefonice sau instalații de apă-canal.

3. Fitinguri din oțel. îmbinările demontabiJe ale conductelor din oțel se execută cu fitinguri din fontă maleabilă sau cu flanșe din oțel asamblate cu șuruburi.

4. Armături. Tipul de armături se alege în funcție de treapta de presiune a instalației pe care se montează. Armăturile din polietilenă se montează îngropat cu tija de acționare de la suprafața solului.

Armăturile metalice se montează îngropat, cu tija de acționare în cazul utilizării vanelor cu izolație din rășini epoxidice sau în cămine, caz în care tranziția de la țeava din polietilenă la cea din oțel se execută în două moduri, cu fiting de tranziție polietilenă-oțel montat în exteriorul căminului sau cu adaptor de flansă.

5. Dispozitive pentru preluarea dilatării. Preluarea dilatărilor este admisă cu compensatoare de dilatare STAS 8832 sau similare, sau prin compensare naturală rezultată din configurația rețelei de distribuție. Calculul variației de lungime pentru conductele de distribuție se face utilizând formula:

În care ΔL este variația de lungime, – coeficient de dilatare, L – lungimea conductei, iar – variația de temperatură luată în considerare, între condițiile de montaj și exploatare.

6. Materiale de etanșare. Materiale pentru etanșare folosite la îmbinările demontabile din oțel sunt fuior de cânepă în combinație cu vopsele sau paste speciale, bandă de teflon sau alte materiale atestate/agrementate tehnic.

5.2. Executarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale

La executarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale se utilizează numai echipamente, instalații, aparate, produse și procedee atestate/agrementate tehnic și care nu prezintă defecte vizibile.

Executantul va asigura manipularea, transportul, depozitarea și conservarea produselor astfel încât să nu se producă deteriorări ale acestora, în conformitate cu instrucțiunile impuse de producător.

Manipularea, transportul și depozitarea conductelor și fitingurilor din PE se face în conformitate cu instrucțiunile impuse de producător și trebuie efectuat astfel încât să se evite acțiunea directă a radiațiilor solare asupra acestora.

Locul de depozitare va fi uscat, amplasat la cel puțin 2 m distanță de orice sursă de căldură.

1. Șanțuri pentru conducte subterane

Adâncimea minimă a șanțului pentru montajul conductelor subterane din oțel și polietilenă, măsurată de la nivelul terenului până la generatoarea superioară a conductei, este de 0,9 m și respectiv 0,5 m la capătul conductei de branșament Adâncimea de pozare se poate reduce local, cu condiția prevederii măsurilor de protecție corespunzătoare.

Lățimea șanțului pentru conductele din oțel se stabilește în funcție de diametrul conductei, respectiv lățimea de 0,4 m pentru D/K 100 mm, iar pentru Dn>100 mm, lățimea de 0,4 m + Dn.

Pentru terenuri nisipoase, de umplutură etc., lățimea șanțului se stabilește de la caz la caz.

Consolidarea pereților se face în funcție de natura terenului și adâncimea de pozare. Lățimea de desfacere a pavajelor pe fiecare latură a șanțului este de 15 cm pentru pavaje din piatră cubică, bolovani, calupuri, respectiv de 5 cm pentru pavaje din asfalt pe pat de beton.

Săparea șanțurilor se face cu puțin timp înainte de montarea conductelor. Fundul șanțurilor se execută fără denivelări, se curăță de pietre, iar pereții trebuie să fie fără asperități. Fundul șanțului se acoperă cu un strat de 10… 15 cm de nisip de granulație 0,3…0,8 mm.

Gropile pentru sudare în punctele de îmbinare a tronsoanelor conductelor se realizează cu adâncimea de 0,6 m sub partea inferioară a conductei cu lungimea de 1,2 m și cu lățimea egală cu a șanțului + 0,6 m.

Conductele din oțel se așează în șanț astfel încât să nu se deterioreze izolația. Umplerea șanțurilor se face în straturi subțiri, cu pământ mărunțit sau nisip, prin compactare după fiecare strat, cu grosime maximă de 20 cm, în cazul compactării manuale și conform prevederilor din cartea utilajului de compactare, in cazul compactăm mecanice.

Folosirea dispozitivelor mecanice de compactare este admisă numai după realizarea stratului minim de protecție a conductei, care se va stabili în funcție de adâncimea de acționare a utilajului la gradul de compactare maximă. Se recomandă ca acoperirea conductei în timpul verii să se realizeze în perioadele mai răcoroase ale zilei.

În cazul conductelor din oțel pe traseele fără construcții, pe câmp, precum și în zone cu agresivitate redusă și fără instalații subterane, se prevăd răsuflatori cu înălțimea de 0.6 m deasupra solului, la schimbări de direcție și la suduri -de poziție, dar nu la distanțe mai mici de 50 m, în căzui conductelor din polietilenă pe traseele fără construcții și pe câmp, acolo unde nu sunt puncte fixe, pentru marcarea traseului, se montează borne inscripționate din țeava sau beton, la distanțe de 150 m între ele. Cutiile de vizitare ale firului trasor se montează la distanțe de 300 m, în zonele fără construcții.

Confecționarea răsuflătorilor pentru carosabil și/sau perete, se face din țeava din oțel cu diametrul de 2" (Dn 50).

Răsuflătorile la care se montează capac GN au calota prevăzută cu opritor, pentru evitarea degradării conductelor din PE sau a izolației anticorosive la conductele metalice, de către dispozitivul de curățire a răsuflătorilor. Distanța între generatoarea super&ară a conductei pe care se montează răsuflătoarea sau tubul de control și fa# inferioară a calotei răsuflătorii, respectiv a tubului de control, este de 150 nm atât pentru conductele de oțel cât și pentru polietilenă.

În dreptul răsuflătorilor peste conducta din polietilenă care a fost acoperită pe toată lungimea cu un strat de nisip gros de 10…15 cm se adaugă un strat de piatră măruntă, gros de 15 cm, peste care se așează calota răsuflătorii; în dreptul răsuflătorilor pentru conducte din oțel, conducta se înconjoară pe o lungime de 50 cm cu un strat de nisip gros de 5… l O cm peste care se adaugă un strat de piatră de râu cu granulația S=8 mm, gros de 15 cm peste care se așează calota răsuflătorii.

2. Executarea îmbinărilor

Îmbinarea conductelor îngropate se face prin sudură, cu excepția îmbinării capului protector al teului de branșament, care se îmbină prin înșurubare.

Îmbinarea țevilor din oțel montate aparent este admisă prin fitinguri pentru presiunea joasă și redusă pentru diametre sub 100 mm (4”), pentru presiunea medie sub 20 mm (3/4”), și prin sudură la orice presiume pentru diametre peste 20 mm (3/4”), cu asigurarea caracteristicilor de sudabilitate.

Îmbinările prin sudură se execută numai de sudori autorizați ISCIR conform reglementărilor în vigoare. Se va evita sudarea în condiții meteorologice improprii. Pentru situații speciale se vor lua toate măsurile impuse de tehnologia de sudare (paravane, corturi, preîncălzirea capetelor etc.). Este interzisă răcirea forțată a sudurilor. Sudurile se marchează conform reglementărilor în vigoare și a standardelor specifice.

Țevile din oțel de construcție sudată se îmbină astfel încât capetele sudurilor longitudinale sau elicoidale să nu fie în prelungire, ci decalate alternativ. Decalajul este în funcție de diametrul conductei, fiind cel puțin 10 mm.

Îmbinările sudate la conducte din oțel se execută cap la cap, cu manșon, sau cu niplu interior, recomandate la țevi cu diametrul interior peste 100 mm. Din punct de vedere al procedeului de sudură, aceasta se poate executa cu flacără oxiacetilenică, până la diametrul de 100 mm, sau cu arc electric, pentru orice diametru. Toate sudurile executate la conductele de distribuție amplasate pe arterele de circulație se vor întări cu eclise. Numărul ecliselor se stabilește în funcție de diametrul conductei sudate: 3 eclise pentru 50 < Dn < 150, 4 eclise pentru 150 < Dn < 300, respectiv 6 eclise pentru Dn > 300.

Îmbinarea țevilor se face în tronsoane cu lungime cât mai mare, în funcție de condițiile locale (canalizații subterane, construcții etc.). îmbinările prin sudură pentru conductele din oțel subterane și aeriene, trebuie să corespundă clasei de calitate II, prevăzută în instrucțiunile tehnice privind stabilirea și verificarea clasei de calitate a îmbinărilor sudate la conducte tehnologice, indicativ I 27. Clasa de calitate a îmbinărilor sudate se indică în proiectul de execuție.

Controlul calității sudurilor se face vizual și prin metode nedistructive în conformitate cu prevederile standardelor și prescripțiile tehnice specifice, sau alte metode de control nedistructiv legal aprobate.

Controlul nedistructiv al sudurilor la conductele din oțel este obligatoriu la rețele și instalații subterane, rezultatele consemnîndu-se în buletine de verificare. Toate sudurile de poziție se verifică prin control nedistructiv.

Operatorul sistemului de distribuție are obligația de a controla, în timpul execuției, calitatea lucrărilor pentru rețelele de distribuție, sub aspectele pe care le consideră necesare, având dreptul de a cere constructorului efectuarea verificării sudurilor prin oricare din metodele prezentate, în cazul în care calitatea lucrărilor este necorespunzătoare, operatorul sistemului de distribuție îndreptățit pentru controlul lucrărilor are dreptul de a solicita constructorului refacerea lucrărilor la nivelul de calitate corespunzător. Nu se admite nici un fel de intervenții pentru corectarea oricăror tipuri de îmbinări.

Îmbinări prin flanșe se admit la conducte îngropate, numai la armături (vane) sau la legăturile de separare electrică montate în cămine de vizitare, cu izolarea anticorozivă corespunzătoare, în stații și posturi de reglare măsurare sau la conducte și armături cu diametrul mai mare de 50 mm, montate aparent.

Îmbinările prin racord olandez se admit numai la regulatoare de presiune pentru debite mici, la contoare volumetrice cu membrană, precum și la aparatele de utilizare după robinetul de siguranță montat pe conductă.

3. Schimbări de direcție, ramificații, reducții

Pentru schimbări de direcție, ramificații și reducții la conductele din oțel, se pot utiliza:

fitinguri filetate, numai la instalații aparente;

curbe trase pentru sudare;

țevi trase curbate la rece, cu diametrul sub 100 mm, pe mașini speciale:

țevi trase curbate la cald, cu diametrul nominal până la 350 mm:

curbe din segmente, confecționate din țevi trase, țevi sudate elicoidal și din tole de oțel, pentru conducte cu diametrul nominal peste 350mm, cu condiția controlului integral al sudurilor prin metode nedistructive.

ramificații prin sudarea directă pe conducte principale cu diametrul minim de 40 mm, pentru ramificații cu diametrul minim de 20 mm;

ramificații prin mufe sudate pe conducta principală, permise pe conducte

cu diametrul minim de 20 mm, pentru ramificații cu diametrul egal sau mai

mic decât conducta principală.

La curbarea țevilor trase se respectă razele minime de curbură indicate în STAS 830. In cazul conductelor care se supun godevilării se respectă razele de curbură impuse de standardele aplicabile. Curbarea țevilor sudate longitudinal se realizează poziționând cordonul de sudură paralel cu axa neutră a curbei.

Îndoirea țevilor și confecționarea curbelor se realizează pe baza unei tehnologii verificate și cu un control tehnic corespunzător.

Ramificația din conducte aparente este admisă prin fitinguri la conducte cu diametrul până la 100 mm, sau prin sudură la conducte cu diametrul minim de 100 mm. Ramificația dintr-o conductă subterană este admisă prin racord direct, sudat pe conductă. Dacă diametrul ramificației depășește 50 % din diametral conductei, se întărește derivația prin gusee triunghiulare. La țevile sudate, racordarea nu se execută pe cordonul de sudură.

Legarea branșamentelor la conductele de distribuție din oțel se face în funcție de diametrul acestora. De asemenea, legarea branșamentelor la conductele de distribuție din polietilenă se face în funcție de diametrul acestora:

branșamente cu diametrul până la 63 mm inclusiv, se leagă prin intermediul unui teu de branșament fără scoaterea din funcțiune a conductei de distribuție;

branșamente cu diametru peste 63 mm se leagă prin intermediul unei îmbinări de ramificație;

pentru diametre mai mari de 110 mm se instalează o vană de secționare din polietilenă.

4. Montarea conductelor

Țevile se curăță la interior și exterior și se protejează obligatoriu în timpul montajului împotriva pătrunderii de corpuri străine. Capetele tronsoanelor se protejează cu capace. Montarea conductelor se face prin rezemare simplă, astfel încât să nu se producă tensionarea mecanică a acestora. Se recomandă ca țevile sudate longitudinal montate suprateran să aibă cordonul de sudură astfel încât st fie vizibil după montare.

În cazul montării coloanelor de alimentare cu gaze naturale a intalațiilor de utilizare din blocuri de locuințe cu mai mult de 3 niveluri, acestea se vor monta obligatoriu în casa scării.

Montarea conductelor în tuburi de protecție se face astfel încât să nu existe îmbinări pe toată lungimea tubului. Pentru tuburi de protecție cu lungimi mai mari de 6 m, se admit numai îmbinări prin sudare care, în mod justificat, nu se pot evita. Fiecare sudură pozată în tub de protecție va fi verificată prin metode nedistructive.

Susținerea conductelor aparente pe elementele de construcții se realizează, cu brățări sau console, în funcție de diametru, la distanțe de 1,5..8,0 m între punctele de susținere și 20…30 mm între conducte și elementele de construcții.

Între elementele de susținere și conducta metalică se asigură o rezistență de izolație de minim 1MΩ. Se asigură electrosecuritatea porțiunilor aparente prin legarea directă sau, în cazul rețelelor protejate catodic, indirectă (prin dispozitive de electrosecuritate și decuplare electrică) a acestora la o priză de împământare de maxim 4Q. Fixarea elementelor de susținere se face astfel încât să asigure rezistența necesară pentru toată perioada de funcționare.

Deasupra conductei, pe toată lungimea traseului, la o înălțime de 25 cm de generatoarea superioară a acesteia este obligatorie montarea unei benzi sau grile de avertizare din polietilenă de culoare galbenă cu o lățime minimă de 15 cm și inscripționată « Gaz metan ».

Capetele conductelor instalațiilor de utilizare la care nu sunt legate aparate de consum se închid obligatoriu cu dopuri din fontă sau oțel, etanșate, chiar dacă conductele respective sunt prevăzute cu robinete.

Tuburile de protecție pentru instalațiie interioare se fixează rigid și etanș de elementele de construcție și depășesc fața finisată a acestora cu 10 mm la pereți și plafoane, respectiv 50 mm la pardoseli.

Conductele orizontale din instalațiile de utilizare se montează la partea superioară a pereților deasupra conductelor pentru alte instalații, precum și deasupra ușilor și ferestrelor.

5. Montarea aparatelor de utilizare și a arzătoarelor

Montarea aparatelor de utilizare și a arzătoarelor se face în conformitate cu reglementările tehnice și instrucțiunile de montaj date de producător, după recepția instalației.

Robinetele de manevră și de siguranță se montează astfel încât să fie ferite de acțiuni necontrolate. Poziționarea robinetului de manevră al aparatului de utilizare trebuie să permită acționarea acestuia astfel încât utilizatorul să poată supraveghea aprinderea focului.

Burlanele de evacuare a gazelor arse se montează asigurându-se rezistența mecanică a întregii tubulaturi și etanșarea între tronsoane. Pentru etanșarea tronsoanelor se folosesc

Rezultatele verificărilor se consemnează într-un proces verbal de lucrări ascunse pentru următoarele operațiuni: realizarea sudurilor, tipul și calitatea izolației anticorosive, verificarea rezistenței de izolație după umplerea șanțului cu pământ, respectarea distanțelor de siguranță față de alte instalații, traversarea traseelor altor instalații și adâncimea de pozare a conductelor.

5.3. Tehnologia sudării țevilor

1.Considerente generale

Țevile utilizate in instalații de gaze naturale trebuie sa fie cuprinse in următoarele standarde, conform Normativului 16-98 art.9.2 si art.9.3. pentru rețele ale sistemului de distribuție inclusiv branșamentele se vor utiliza următoarele categorii de țevi.

Țevi de otel trase, pentru industria petroliera, STAS 715/2-1988

Țevi de otel fără sudura, laminate la cald, STAS 404/1, si 404/3-1987

Țevi de otel sudate elicoidal, SR 6898/2-1995

Țevi sudate longitudinal pentru instalații, STAS 7656-1980

Țevi trase la rece STAS 530/1-1987 si 530/3-1987 (modificat 1/1990)

Pentru panouri de măsurare se vor folosi numai țevi de otel trase la rece pentru construcții STAS 530/2-1980 executate din mărci de otel STAS 8183-1980.

Execuția îmbinărilor sudate se va face utilizând tehnologii omologate conform STAS 11400/3-1989 prescripții tehnice CR-7 (ISCIR). Conform art.10.15 din 16-1998 se admit clasele II pentru suduri.

Conform instrucțiunilor tehnice 1.27-1982, tabel 6, conductele prin care se vehiculează gazele naturale intra in categoria D (presiunea de calcul Pe 10 bari, 30 grade C, Te 200 grade C).

Funcție de gradul de periculozitate din 1.27-1982 Anexa 1, gazele fac parte din grupa 4 (maxima din punct de vedere al pericoulului de incendiu sau explozie).

Având in vedere considerentele de mai sus, conform 1.27-1982, tabel 7, sudurile executate la conductele prin care se vehiculează gazele trebuie sa aibă clasa de calitate II. Sudorii care executa imbinari de clasa de calitate II, vor fi autorizați conform prescripțiilor tehnice CR-9 (ISCIR).

2. Operații premergătoare sudurii

Indiferent de procedeul de sudare folosit, de tipul si materialul elemnetului de conducta, procesul tehnologic pentru executarea unei imbinari prin sudare cuprinde următoarele operații:

Trasarea elementelor ce urmează a fi îmbinate

Tăierea si pregătirea marginilor

Pregătirea sudării

Asamblarea in vederea execuției sudării

Sudarea propriu-zisa

Controlul si încercarea imbinarilor executate

Remedierea defectelor

Trasarea consta in transpunerea in mărime naturala a formei si dimensiunilor elementului de conducta ce urmează a fi prelucrat, insemnand de la caz la caz marginile, axele de simetrie, contururile de orificii, desfășuratele, etc.

Tăierea si pregătirea marginilor capetelor elementelor de conducta se face in vederea imbinarii prin sudare cu scopul de a se crea intre ele rostul in care se depune materialul de adaos.

Capetele elementelor de conducta care se imbina trebuie sa aibă aceeași grosime de perete. Daca diferența dintre grosimea pereților (pentru același diametru interior) este mai mare decât 0,15 ori grosimea minima (a celor doua conducte), atunci capătul elementului cu peretele mai gros se va prelucra mecanic pana la grosimea corespunzătoare celorlalte conducte, pe o lungime de mini 2,5 origrosimea peretelui.

Abaterile de la perpendicularitate fata de axa elementului, măsurate fata de planul diametral, nu trebuie sa depășească 0,6 mm indiferent de diametrul conductei. Se controlează țevile care urmează sa fie imbinate in tronsoane daca nu au marginile deformate sau ovalizate.

Capetele ovalizate sau deformate se vor inlatura prin taiere cu flacăra oxiacetilenica. Deasemenea, la conductele cu grosimile peretelui mai mare de 4 mm se verifica daca s-a făcut tesitura (sanfren) la un unghi de 30 grade.

Asamblarea in vederea execuției sudării se face prin "suduri de prindere" (se face prin punctare), cu lungimea de 20 … 25 mm aplicate la distante de maximum 200 mm pe circumferința țevilor ce se imbina, dar cel puțin 3 prinderi pentru conducte cu Dn<200 mm, număr care creste funcție de diametru, ajungând la conducte cu Dn<400 mm la 3 suduri de prindere.

Punctarea se face cu același fel de electrod si aparat cu care se face întreaga sudura, lungimea primelor doua puncte de solidizare va fi de 30 … 40 mm astfel incat sa reziste la rotirea țevii cu 90 grade pentru aplicarea a inca doua puncte de solidizare. Acesta este momentul in care se fixează prin sudura si plăcile de control. In vederea asamblării, trebuie asigurata coaxialitatea precisa intre axele elementelor ce se imbina si a rostului intre capetele acestora. Astfel, elementele de conducta se aliniază cu o abatere de maxim 1 mm/1 m, abatere măsurata in doua plane perpendiculare pe axa conductei. Dezaxarea elementelor nu trebuie sa depășească 10% din grosimea peretelui, dar maxim 3 mm.

Țevile in construcție sudata, sau elementele prefabricate din astfel de țevi se vor îmbina astfel incat, intre capetele sudurilor longitudinale sau elicoidale, să nu fie in prelungire, ci decalate alternativ, cu cel puțin 100 mm.

Pentru țevi cu gorsimea peretelui pana la 12 mm, apropierea si centrarea este corecta, când distanta intre vârfurile teșiturilor capetelor a doua țevi este de 1-3 mm pe toata circumferința țevilor, iar suprafețele exterioare ale celor doua capete de țevi nu diferă una fata de alta cu mai mult de 1/4 din grosimea pereților țevilor ce se imbina. înălțimea netesita a rostului va fi de 2 mm.

Capetele țevilor ce urmează a fi asamblate prin sudare trebuie sa aibă suprafețele curate si uscate. Se interzice asamblarea țevilor umede, acoperite cu grăsimi, vopsea, praf, noroi, etc. sau prezentând exfolieri.

Capetele țevilor ce se imbina, precum si zonele invecinate (20-30 mm de o parte se de alta a locului de imbinare) se vor poliza pana la apariția luciului metalic, respectiv pana când metalul este curat.

Începerea sudurii va fi permisa numai daca:

Nu sunt depășite tolerantele de prelucrare sau asamblare;

Asamblările si prinderile provizorii corespund cerințelor documentației;

Sudurile de prindere provizorie nu prezintă fisuri sau alte defecte;

Prinderile provizorii sunt curățate de zgura, iar capetele acestora sunt polizate pierdut in scopul asigurării uniformității stratului de sudura.

3. Sudarea manuala cu arc electric

Sudarea electrica se poate utiliza la țevi de otel cu conținut maxim de carbon 0,26% folosind materiale de aport, electrozi SR EN 499-2000 cu caracteristici corespunzătoare otelului si a felului curentului electric utilizat pentru sudura si grosimea minima de 0,25 mm.

Astfel rezistenta la tensiune si conținutul de carbon al electrodului trebuie sa fie același cu al țevii. Curentul poate fi alternativ sau continuu, după aparatul de sudura disponibil. Pentru sudura se vor utiliza electrozi conform SR EN 499-2000.

La sudarea țevilor de otel având marca OLT35 se folosește ca material de aport electrozi inveliti pentru sudarea otelurilor STAS 1125/6-1990.

Pentru asigurarea corespondentei electrozilor cu caracteristicile materialului tubular si cu condițiile de sudare (caracterul invelisurilor, poziția de sudare, felul si intensitatea curentului, etc.) este necesara consultarea atât a SR EN 499-2000 cat si a [NUME_REDACTAT] elaborata de uzina producătoare referitoare la caracteisticeile tehnice ale mărcii electrozilor.

Pentru a beneficia de calitățile descrise, electrozii trebuie sa fie manipulați fără a trânti cutiile sau lăzile. Deasemenea vor fi transaportati in vehicule, vor fi depozitați in incaperi uscate, ferite de umezeala, umiditate maxima admisa fiind de 68%.

Electrozii cu invelis bazic care au venit inainte de utilzare in contact cu atmosfera umeda, vor fi reușeați inainte de folosire timp de cel puțin 1 ora la temperatura de 250-300 grade C.

Pentru cunoașterea calității otelului țevii se vor cere certificate de calitate de la furnizor sau in lipsa acestora se vor face probe de sudura cu electrozi STAS 1125/6-1982 si incercari conform STAS 5540/1-1985.

Grosimea electrozilor se alege in funcție de grosimea peretelui țevii, după tabelul 5.1.

Pregătirea rosturilor pentru sudura cap la cap sau in V se face conform STAS 12.255-1984. Datorita temperaturii mari a aerului, se emit o serie de radiații ultraviolete vătămătoare organismului uman, necesitând masuri speciale de protecția muncii.

După luarea măsurilor de tehnica a securității muncii specifice acestei operații si după pregătirea locului de munca, sudarea electrica poate începe cu amorsarea arcului de proba.

Daca suprafețele de sudat sunt curățate la luciu metalic, se trece la aplicarea primului strat de sudura cu electrodul de 3,25 mm pe fundul teșiturilor, prin deplasarea in zig-zag a electrodului de la un cap la celalalt, grosimea acestui strat nu va depăși 3,00 mm. Stratul trebuie sa fie uniform si neted, fără pori, incluziuni, zgura, sau crăpaturi, cu marginile fără praguri de metal.

Sudurile următoare se aplica in același mod cu primul strat, insa cu electrozi mai groși. După aplicarea ultimului strat, cordonul de sudura trebuie sa fie ca cel oxiacetilenic.

4. Sudarea cu flacăra oxiacetilenica

Aceasta sudare se poate folosi la țevi sau tabla din otel moale cu conținut maxim de 0,12% carbon si cu grosimi de maximum 8 … 10 mm, in mod obișnuit cu grosimi mici de pana la 4 … 5 mm. La sudarea țevilor de otel, având marca OLT35 se folosește ca material de aport sarma de otel pentru sudare STAS 1126-1987, mărcile S10, S10X sau S10XIX.

Pentru cunoașterea calității otelului se va cere certificatul de calitate de la furnizor sau in lipsa acestuia vor face probe de sudura cu sarma de sudura tip S sau SA, STAS 1126-1987 si încercări conform STAS 5540/1-1985.

Diametrul materialului de aport (al sarmii de sudat) va fi ales funcție de grosimea peretelui țevii, conform tabelului de mai jos:

Becul de sudare se alege conform STAS 4137/3-1981 după grosimea peretelui țevii ce urmează a se suda astfel:

Obișnuit se aleg becuri cu un debit de cea. 1001/h acetilena pentru 1 mm grosime a peretelui țevii.

Materialul de aport va avea caracteristici corespnzatoare otelului țevii. Rezistenta la tracțiune si conținutul de carbon trebuie sa fie același ca si la țevi.

După luarea masurilor de tehnica securității muncii, așezarea la locul potrivit a generatorului si a tubului de oxigen, montarea becului de sudura, montarea becului de sudura, montarea furtunelor, amenajarea locului de munca si pregătirea materialelor, se trece la executarea cordonului de sudura intr-un singur strat, care la terminare trebuie sa fie bombat (cu lățimea maxima de 2-3 mm) peste fata conductei si cu marginile racordate la fata conductei fără prag sau sânt. Stratul va fi fără pori, fisuri sau crăpaturi.

Daca se observa pori sau alte defecte pe o lungime de 5-10 mm, stratul se taie cu dalta de o parte si de cealaltă a defectului, iar apoi se reface corect.

Odată cu terminarea sudurii, atât la sudura electrica cat si la cea autogena, sudorul aplica marca prin poansonare la cea.20 mm fata de marginea sudurii in 3 puncte decalate la 120 grade de o parte si de alta a sudurii executate.

Pe timp de ploaie si vânt, se vor lua masuri de protecție (paravane, corturi, etc.).

Este intezisa executarea sudurii oxiacetilenice pe timp nefavorabil (temperatura sub -5°C, vânt puternic, ploaie torențiala). Deasemenea este interzisa răcirea forțată a sudurii cu apa sau curent de aer sau gaze reci. Sudurile de poziție vor fi executate după cel pitin 24 ore de la coborârea tronsoanelor in sânt. Calitatea lor se va verifica prin gamagrafiere.

5. Controlul si verificarea calitativa

Controlul si verificarea calității sudurilor cap la cap se executa conform prevederilor 16-1998 art.10.17 prin gamagrafierea sudurilor in procent de 25% din total -obligatoriu la sudurile de poziție.

Controlul si verificarea calitativa a greșelilor de îmbinare cap la cap prin sudura incepe inca din faza premargatoare sudurii, prin verificarea practica a capacității sudorilor admiși la aceste operații in conformitate cu instrucțiunile CR-9 ale DGMSI, si STAS 9532/1.2 precum si a aprovizionării cu materialele corespunzătoare.

In timpul executării sudurii se controlează:

Daca se folosește materialul de adaos corespunzător si este păstrat in condiții care sa-i conserve calitatea;

Daca sunt curățate corect suprafețele ce vor fi sudate;

Daca in caz de vânt sau ploaie sunt luate masuri de protecție adecvate;

Este interzisa executarea sudurii pe timp nefavorabil (temperatura sub -5 grade C, vânt piternic, ploaie torențiala). Deasemenea este interzisa răcirea forțată a sudurii cu apa sau curent de aer sau gaze reci;

Daca exista îndemânare de execuție la sudori;

Daca se realizează cordonul de sudura conform fisei tehnologice si a altor norme tehnice de sudura, conform desenului cu detaliile de sudura anexat documentației.

După executarea îmbinării sudate se verifica:

Aspectul exterior al tuturor sudurilor prin incercari cu raze gama asupra unui procent de 25% din sudurile fiecărui sudor participant la operație si la toate sudurile la care aspectul nu este satisfăcător sau încercările nu au dat rezultate concludente;

La plăcile de control, încercări mecanice conform STAS 5540/1-1985.

Dacă defectele constatate vizual sau cu raze gama se extind mai mult de 1/3 – 1/2 din lungimea cordonului atunci intraga sudura se indeparteaza prin taiere. Daca defectele se extind pe o porțiune mai mica de 1/3 din circumferința țevii, atunci partea defecta se indeparteaza prin curățire si se sudează din nou cu același material de adaos.

După reparare, orice sudura se controlează cu raze gama.

Respectarea prezentei fise tehnologice este obligatorie pentru fiecare executant al lucrărilor din domeniul distribuțiilor de gaze naturale, de nerespectarea acesteia va fi direct răspunzător conducătorul lucrărilor.

5.4. Protecția împotriva coroziunii

Toate echipamentele și conductele metalice se protejează contra coroziunii în funcție de modul de montare subteran sau aparent. Protecția echipamentelor și a conductelor aparente se face prin grunduire și vopsire, operațiuni care se executa după efectuarea verificărilor la presiune.

Conductele aparente din sisteme de distribuție și cele din instalațiile de utilizare industriale exterioare vor fi vopsite în culoarea galbenă.

Protecția conductelor subterane executate din oțel se face prin:

izolație de bază cu bitum;

izolație de bază cu alte materiale agrementate tehnic;

izolație de bază și protecție catodică.

Izolația de bază se execută astfel încât să se asigure continuitatea protecției pe întregul traseu al conductei. Protecția mecanică a izolației cu bitum se execută prin aplicarea peste ultimul strat, a unui strat din materiale corespunzătoare acestui scop.

Alegerea tipului și calității protecției se face în funcție de agresivitatea solului și poluarea cu curenți de dispersie în zona în care se montează conducta, cu respectarea prescripțiilor tehnice specifice (Normativul I 14, EN 12954-2001 etc.)

Suprafața țevilor din oțel se curăță înainte de izolare cu dispozitive speciale (de preferință prin sablare) îndepărtându-se complet rugina și urmele de grăsime. Se recomandă utilizarea stabilizatorilor de rugină atestați/agrementați tehnic.

Țevile cu defecte de suprafață vizibile se retrag de la izolare. Izolarea se face în stații autorizate.

Verificarea calității se face conform reglementărilor în vigoare. Se admite izolarea la locul de montaj numai la suduri și curbe, precum și pentru corectarea degradărilor produse în timpul manipulării conductelor.

Realizarea protecției catodice se face conform Normativului 114 „Normativ pentru protecția contra coroziunii a conductelor metalice îngropate”.

Aplicarea protecției catodice se face în raport cu agresivitatea solului, curenții de dispersie „vagabonzi”, de potențialele efective conductă/sol și rezistivitatea solului, rezultate din determinări specifice, efectuate de un laborator de specialitate.

În cazul în care nu a fost aplicată inițial protecția catodică, operatorul licențiat de distribuție efectuează determinări (cel puțin o dată pe an) de potenții conductă/sol pentru a stabili, dacă este necesară aplicarea protecției catodice, 3 funcție de starea izolației precum și de condițiile de sol.

Determinările se efectuează la fiecare branșament, iar în situația în cai acestea lipsesc, la intervale de 250 m (în intravilan) sau de 500 m (în extravilan),

Diagramele de potențial (valorile potențial conductă/sol de-a-lungi conductei) obținute se anexează la „Cartea tehnică a construcției”.

Pentru asigurarea electrosecurității conductelor și instalațiilor aferente și pentru efectuarea determinărilor privind starea de coroziune, conductele s prevăd cu:

prize de potențial, care se montează la intervale conform STAS 7335/8. t situația conductelor de presiune redusă și joasă prevăzute cu branșamente efectuarea determinărilor de potențial se poate face direct pe branșament Montarea prizelor de potențial se impune doar pe tronsoanele de conductă din rețea fără branșament pe distanțe mai mari decât cele din STAS 733;

piese electroizolante care se montează:

la capătul fiecărui branșament sau racord;

pe traseele conductelor, acolo unde este necesar;

la intrarea și la ieșirea din stațiile de reglare.

Pentru prevenirea coroziunii conductelor de oțel montate aerian, acestea se vor proteja prin grunduire cu grund de miniu de plumb și vopsire cu vopsele pe bază de ulei.

Pregătirea suprafețelor conductelor din oțel pentru vopsire.

Operațiunea de pregătire a suprafețelor conductelor din oțel în vederea vopsirii se face în conformitate cu prevederile STAS nr. 12796/1990 incluzând următoarele faze de lucru:

pregătirea prealabilă,

degresare,

curățire și

aplicarea unei protecții temporare.

Fazele de lucru se aplică consecutiv și integral pe porțiuni limitate de suprafață asigurându-se:

îndepărtarea țunderului format la tratatmentul termic, a ruginei formate în procesele de coroziune, a prafului provenit din particulele ce se depun din aer, a uleiurilor, a acoperirilor vechi cu lacuri și vopsele și a impurităților de altă proveniență.

acoperirea cu straturi de conversie care îmbunătățesc stratul de vopsea.

Pentru pregătirea suprafeșelor se utilizează utilaje și materiale care să asigure nivelul calitativ al suprafețelor prelucrate.

Pregătirea suprafețelor pentru vopsire comportă mai multe metode și anume:

degresarea cu solvenți organici care constă în curățirea suprafețelor cu o cârpă, pensulă sau perie îmbibată în solvent (white-spirt), benzină de extracție. După aplicarea solventului înainte de evaporarea lui, se șterge suprafața degresată cu o cârpă curată și uscată. Operația se repetă până la îndepărtarea completă a stratului de grăsimi.

degresarea cu emulsii care are ca scop îndepărtarea straturilor groase de materii grase prin tratarea suprafeței cu emulsie de detergenți.

decaparea care are ca scop îndepărtarea țunderului de pe suprafețele conductelor prin dizolvarea acestora cu decapanți (H2SO4, HCI). După decapare suprafețele se spală cu apă rece pentru a nu rugini.

curățarea mecanică se face manual sau mecanizat.

Curățarea manuală se efectuează cu perii metalice, răzuitoare sau ciocane.

Principalele procedee de pregătire mecanică a suprafețelor de oțel sunt:

sablare și îndepărtarea prafului cu aer comprimat uscat și curat sau cu o perie curată.

sablare ușoară prin trecerea rapidă a unui jet de sablare pe suprafața de curățit, astfel încât să se îndepărteze particulele ușor detașabile

răzuire îngrijită, trecând cu putere pe suprafața de curățat, un răzuitor de metal, până la îndepărtarea peliculei detașabile de la laminare, a ruginei și a celorlalte impurități sau periere energică cu peria de sîrmă și curățirea suprafeței cu aer comprimat,uscat, curat și cu o perie curată.

După degresare, suprafețele conductelor trebuie să fie lipsite de orice substanțe grase uleiuri, unsori, emulsii, uleioase etc.

Acoperirea protectoare a conductelor din oțel prin vopsire

Acoperirea protectoare se stabilește în funcție de durata de folosință a conductelor ce se protejează, de agresivitatea mediului și de durata de viață a protecției în conformitate cu STAS 10702/1-83. în maximum 3 ore de la terminarea curățirii fiecărei porțiuni de suprafață a conductelor din oțel trebuie să se aplice un strat de grund sau alt preparat pentru protecție temporară care să nu influiențeze asupra calității suprafețelor curățate și a cordoanelor de sudură ce se execută ulterior în procesul de montare a conductelor de oțel.

La conductele din oțel se aplică în general sistemul de acoperire prin vopsire cu uscarea peliculelor în aer. Aplicarea acestui sistem se face în următoarele condiții de mediu ambiant:

concentrația cît mai redusă a gazelor agresive

temperatura aerului si a conductelor de protejat între 5° si 40° C

umiditatea relativă a aerului sub 70%.

Tehnologia de preparare a materialelor de protecție și respectiv de aplicare a straturilor componente ale sistemului de acoperire prin vopsire, trebuie să corespundă cu prescripțiile stabilite de producătorii acestor materiale, înainte de aplicarea sistemelor de acoperire prin vopsire și uscarea peliculelor la aer toate rosturile (interspațiile) denivelările etc. trebuiesc verificate să fie netede.

Straturile succesive ale sistemului de acoperire prin vopsire se aplică numai pe suprafețe curate,lipsite de apă, praf sau impurități. Fiecare strat al acoperirii trebuie să fie continuu lipsit de încrețituri, bășici, exfolieri, fisuri și neregularități.

Culoarea fiecărui strat trebuie să fie uniformă pe toată suprafața elementelor de conductă iar nuanța culorii trebuie să difere de la strat la stra| pentru a permite verificarea numărului de straturi aplicate.

Numărul de straturi ale sistemului de acoperire aplicate pe suprafețele conductelor din oțel trebuie să realizeze grosimea totală minimă. Cifra maximă de aderență admisă la sistemele de protecție prin vopsire este 2 conform STAS 3661.

Verificarea calității acoperirilor protectoare se face pe faze de operații de către executant în prezența beneficiarului astfel:

înainte de aplicarea acoperirii protectoare

în timpul aplicării acoperirii protectoare, după aplicarea acoperirii protectoare.

Vopsirea conductelor din oțel destinate vehiculării gazelor naturale se face cu vopsele de culoare galben închis conform STAS 8589/1970.

5.5. Standardele principalelor materiale

Țevi pentru conducte

STAS 715/2-88: Țevi din oțel fără sudură pentru gaze

STAS 404/3-88: Țevi din oțel fără sudură laminată la cald

Armături

STAS 1054-80: Robinet cu sertar Pn 25

Planșe pentru sudare

STAS 6065-84: Planșe cu gât pentru sudare în capul țevii Pn 25

STAS 8013, 8014, 8015-84: Planșe rotunde plate pentru sudare Pn 10, 16, 25

STAS 7451-88, 1155-98: Dimensiuni de legătură a flanșelor

STAS 1156-88:: Planșe oarbe Pn 6+60

Prezoane, șuruburi și piulițe

STAS 11290-AS-88: Șuruburi pentru flanșe, dimensiuni, calitate

STAS 880-84: Șuruburi pentru flanșe, calitate, dimensiuni

STAS 8121/2, 3-84: Prezoane, Piulițe

SR ISO 4014,4015-94: Șurub cu cap hexagonal parțial filetat grad A și B

Garnituri

STAS 1733-89: Garnituri metalice pentru suprafețe plane Pn 6+40

STAS 1740-80: Garnituri pentru suprafețe etanșare cu canal și pană

STAS 1741-89: Garnituri pentru suprafețe cu prag și adâncitură

STAS 1742-80: Garnituri pentru suprafețe cu șanț și adâncitură

STAS 8990-80: Garnituri de etanșare în flanșe pentru armături și conducte

STAS 7019-80: Plăci din azbest pentru garnituri

Fitinguri

STAS 8804/2-92: Coturi cu rază scurtă 30°,45°, 60°, 90°, 180°

STAS 8804/3-92: Coturi cu rază lungă 30°,45°, 60°, 90°, 180°

STAS 8804/5-92: Teuri egale

STAS 8804/6-92: Teuri cu ramificație redusă

STAS 8804/8-92: Reducții

STAS 830/2-80: Țevi curbate

Electrozi

STAS 1125/1-91: Sudarea metatelor – electrozi înveliți

STAS 1125/2-81: Sudarea metatelor – electrozi înveliți

STAS 1125/3-90: Sudarea metatelor- electrozi înveliți

5.6. Verificări și probe de rezistență și etanșeitate

Verificările de rezistență și etanșeitate a sistemelor de distribuție și a instalațiilor de utilizare se efectuează de către executant pe parcursul realizări lucrărilor.

Probele de rezistență și etanșeitate se efectuează de către executant îe prezența delegatului operatorului licențiat de distribuție la terminarea lucrărilor îr vederea recepției.

Pentru conductele din oțel care se montează subteran se recomandă efectuarea verificărilor înainte de coborârea acestora în șanț.

Presiunile necesare se realizează cu aer comprimat la conductele de distribuție și instalațiile de utilizare și cu apă la stațiile de reglare și măsurare.

La efectuarea probelor de rezistență și etanșeitate, aparatele de bază pentru măsurarea presiunii și a temperaturii vor fi de tipul cu înregistrare continuă, cu verificarea metrologică în termenul de valabilitate și se montează de către personal autorizat (atestat). Clasa de exactitate a acestor aparate de măsura trebuie să fie de minimum 1,5.

Pe lângă aparatele de bază se montează, în paralel, aparate de control, indicatoare de presiune și de temperatură, având aceiași clasă de exactitate cu cea a aparatelor de bază.

Înregistrarea parametrilor de presiune și temperatură, fie pe diagramă fie pe protocolul printat dat de echipamentul electronic, costituie dovada probelor de rezistență și de etanșeitate.

Aceste înregistrări se datează și semnează de către responsabilul metrolog, instalatorul autorizat al constructorului, beneficiar și conțin și următoarele date: lungimea și diametrul tronsonului de conductă supus probelor, datele de indentificare și verificare ale aparatelor de măsurare.

Verificările și probele de rezistență și etanșeitate se efectuează după egalizarea temperaturii aerului din conductă cu temperatura mediului ambiant. Timpul necesar pentru egalizarea temperaturii în cazul rețelelor de distribuție este în funcție de volumul conductei.

În timpul verificărilor și probelor nu se admit pierderi de presiune. Condițiile de efectuare a probelor și rezultatele acestora se consemnează în procesul verbal de recepție tehnică. Este interzisă remedierea defectelor la conducte și branșamente în timpul efectuării probelor.

Efectuarea probelor de rezistență a conductelor din stațiile și posturile de reglare se face cu blindarea la ambele capete ale contoarelor și regulatoarelor. Probele de etanșeitate se fac cu toate dispozitivele și echipamentele montate în stare de funcționare.

La extinderi de instalații de utilizare, conductele se probează în aceleași condiții ca orice instalație nouă. Sunt exceptate derivațiile din instalațiile de utilizare aparente în funcțiune, care nu depășesc lungimea de 4 m. Acestea se verifică cu un produs spumant, sub presiunea gazelor din conductă.

Se supun probelor de presiune și etanșeitate și porțiunile de conducte înlocuite sau modificate din instalațiile existente.

5.7. Recepția tehnică și punerea în funcțiune a instalațiilor

Recepția tehnică și punerea în funcțiune a lucrărilor din cadrul sistemelor de alimentare cu gaze naturale se face de operatorul licențiat al sistemului de distribuție, prin specialiști delegați la cererea instalatorului autorizat al executantului.

Operațiile tehnice necesare pentru recepție și punere în funcțiune a noilor instalații se fac de executant, prin instalatorul autorizat, în prezența:

delegatului operatorului licențiat al sistemului de distribuție, pentru conductele de distribuție, branșamente, stații și posturi de reglare;

delegatului operatorului licențiat al sistemului de distribuție și al beneficiarului, pentru instalațiile de utilizare.

dacă se consideră necesar se convoacă și proiectantul.

Efectuarea recepției tehnice și a punerii în funcțiune se confirmă pe bază de
documente încheiate între operatorul licențiat, constructor și beneficiar.

Punerea în funcțiune se face pe baza procesului verbal de recepție tehnică, după încheierea contractului de furnizare a gazelor naturale.

Înainte de punerea în funcțiune a rețelelor de distribuție și instalațiilor de utilizare, se face refularea aerului:

prin capătul opus punctului de racordare, la conductele în funcțiune;

prin robinetele montate în amonte de regulatoare, la branșamentele cu posturi de reglare;

prin refulator sau prin robinetele manometrului de pe colectorul de ieșire din stație, la branșamentele cu stații de reglare care nu au refulator;

prin robinetele aparatelor de utilizare și a unui racord flexibil scos în exteriorul clădirii prin ferestrele încăperilor, la instalațiile de utilizare.

Îmbinările care s-au executat după proba de presiune, pentru cuplarea noilor instalații la cele în funcțiune, se verifică la presiunea din conductă sau din instalație.

La punerea în funcțiune a stațiilor și posturilor de reglare se efectuează următoarele operațiuni:

se verifică legarea la centura de împământare a părților metalice;

se verifică și se închid toate armăturile stației sau postului de reglare;

se verifică și se închid toate punctele de ardere și capetele instalației;

se deschide robinetul stației la branșament sau la instalația din amonte;

se leagă instalațiile din aval de stația sau postul de reglare;

se pune în funcțiune stația, postul sau instalația de utilizare.

La punerea în funcțiune a instalațiilor de utilizare, se urmărește comportarea regulatoarelor, arzătoarelor și aparatelor de utilizare, verificându-se stabilitatea și aspectul calitativ al flăcării, cu toate arzătoarele și aparatele consumatoare în funcțiune, respectiv cu un singur arzător în funcțiune (cu debitul cel mai mic).

Controlul arderii se va realiza folosind aparate pentru analiza gazelor arse. La fiecare arzător și aparat se verifică modul în care se face evacuarea gazelor de ardere, în următoarele situații:

funcționarea individuală a arzătoarelor și aparatelor;

funcționarea simultană a tuturor arzătoarelor și aparatelor, în cazul racordării la același coș de fum a mai multor consumatoare de gaze.

În cazul funcționării defectuoase a evacuării gazelor arse se procedează la amânarea punerii în funcțiune, până la remedierea canalelor sau coșului de fum și sigilarea robinetelor arzătorului sau aparatului de utilizare.

Aparatele consumatoare de gaze racordate la coș se pun în funcțiune numai după ce consumatorul prezintă dovada, nu mai veche de 30 zile, de verificarea și curățirea coșurilor de fum printr-o societate abilitată.

La punerea în funcțiune a oricărei instalații de utilizare, delegatul operatorului sistemului de distribuție are următoarele obligații:

să monteze contorul de gaze naturale;

să verifice încheierea contractului de furnizare gaze;

să instruiască consumatorul pentru folosirea corectă a instalației;

să încheie cu consumatorul și instalatorul autorizat pentru execuție proces-verbal de deschidere, conform anexei.

să predea consumatorului instrucțiunile privind modul de utilizare corectă a gazelor naturale.

Capitolul 6

SIGURANȚA ÎN EXPLOATARE A REȚELELOR DE

DISTRIBUȚIE

Rețelele de distribuție a gazelor realizate din țevi de oțel se degradează în timp în primul rând datorită agresivității solului. Repararea unor conducte din componența rețelei trebuie efectuată astfel ca pierderile de gaze să fie cât mai mici și de asemenea, fără scoaterea din funcțiune a acesteia. Exploatarea și întreținerea rețelelor de distribuție a gazelor trebuie efectuate astfel încât să se ajungă la o fiabilitate cât mai mare a acestora.

Depistarea defectelor pe conducte se efectuează uneori cu mare dificultate datorită lungimii traseelor precum și a faptului că aceste defecte sunt astupate. Uneori depistarea defectelor se realizează după unele informații primite de la populație sau după modificarea relativ neînsemnată a parametrilor hidrodinamici observați în sistem.

Defectele constatate trebuie remediate în timpul cel mai scurt posibil, pentru diminuarea pierderilor de gaze și pentru a preîntâmpina eventuale explozii care s-ar putea produce, în situația unor scăpări de gaze, este necesară luarea măsurilor ca să se evite formarea amestecurilor explozive sau intoxicărilor cu gaze.

Pentru salvarea vieților omenești, trebuie efectuate operații rapide de scoatere a persoanelor din zona afectată, de explozie sau gaze și acordat primul ajutor, chiar în lipsa personalului medical de specialitate.

6.1. Rețelele de distribuție și instalațiile exterioare

Traseele conductelor de distribuție, de regulă, sunt determinate de rețeaua stradală, de căile de acces, de poziția imobilelor etc. Rețelele de distribuție trebuie montate în teritoriul public pentru a putea fi controlate și întreținute de către întreprinderea de distribuție. Pe arterele largi și pe acelea cu circulație intensă, care au lățimi de peste 10 m,.se recomandă montarea a două conducte paralele, câte una pe fiecare parte a străzii. Conductele de distribuție se montează, de regulă, subteran, în instalațiile exterioare ale consumatorilor industriali este de preferat montajul aerian, pe pereții exteriori ai clădirilor, pe estacade etc.

În situația unor scăpări de gaze dintr-o conductă, este preferabil ca acestea să se infiltreze la suprafața solului decât să se canalizeze către o altă conductă. Datorită acestei situații, în tabelul 6.1 se redau, după normativele în vigoare, distanțele minime dintre conductele de gaze și alte instalații, construcții sau obstacole subterane.

6.2. Siguranța în exploatare a sistemului distributiv

Satisfacerea solicitărilor mereu crescânde ale consumatorilor industriali și casnici a determinat în timp o creștere substanțială a cantității de gaze extrase și distribuite. De obicei, conductele de distribuție se amplasează pe arterele circulate din mediul urban și rural. Pentru siguranța în exploatare, în localități, conductele se îngroapă, pe cât posibil rectiliniu, în șanțuri special pregătite.

Întrucât ponderea cea mai mare o au rețelele în localități, în condițiile actuale, când solul orașelor este aglomerat cu diverse instalații subterane și drumurile intens circulate de către autovehicule cu gabarite mari, găsirea sau menținerea unor amplasamente pentru conductele de distribuție în condiții de siguranță devine tot mai dificilă.

La montarea conductelor de distribuție trebuie să se aibă în vedere atât amplasamentele obstacolelor deasupra solului sau subterane existente, cât și a acelora care se vor construi.

În general, conductele de distribuție reprezintă mijloace fixe care se proiectează și execută ca să funcționeze o durată de timp mare (peste 20 ani). Acest considerent impune ca atât regimul de lucru cât și dimensionarea să prevadă măsuri valabile la data dării în folosință cât și pentru exploatarea viitoare.

La proiectare se au în vedere informațiile obținute de la conductele realizate și eventualele analize de sol. Deoarece în timpul exploatării conductelor pot apare defecte pe traseul acestora, se montează răsuflători care au un dublu scop:

constituie legătură între conducta respectivă și atmosferă, unde se scurg eventualele scăpări de gaze;

creează condiții prin zona de permeabilitate mărită, de a se acumula emanațiile gazeifere care pot fi detectate cu ajutorul aparatelor.

Ponderea mare a conductelor de distribuție, răspândirea lor în cele mai importante zone impune crearea unei siguranțe în exploatare, o utilizare rațională a capacității de producție.

Siguranța în exploatare se realizează prin:

proiectarea și executarea unor rețele coform normelor tehnice și de calitate;

întreținerea corespunzătoare pentru realizarea unei bune fiabilități;

solicitarea tehnologică a conductei în raport cu capacitatea proiectată,

În scopul diminuării pierderilor prin defectele de etanșare existente, unele lucrări de specialitate indică soluția exploatării rețelei cu cea mai mică presiune, care asigură o funcționare fără riscuri. Aceasta se traduce prin aplicarea unei bune concordanțe între consum și presiunea de lucru a rețelei, denumită și pilotarea rețelei.

Această soluție constă în prelevarea presiunilor în anumite puncte modale de pe traiectul principal al rețelei și reducerea corespunzătoare a presiunii la intrarea în rețea, astfel ca în punctele considerate principale, să se mențină nivelul necesar asigurării funcționării optime a consumatorilor de gaze.

Printre mijloacele care asigură siguranța în exploatare prin diminuarea pierderilor din rețelele de distribuție, se menționează:

evidența strictă a defectelor depistate;

controlul riguros și eficace pe tronsoanele pe care s-au depistat defecte și pierderi de gaze;

intervenția promptă pentru remedierea defectelor;

înlocuirea parțială sau totală a conductei acolo unde starea acesteia o reclamă.

6.3. Măsuri de mărire a siguranței în exploatare

Având în vedere acțiunea negativă pe care o manifestă gazele naturale cu conținut ridicat de impurități solide și lichide asupra sistemului de distribuție, rezultă necesitatea curățirii acestora înainte de-a intra în conductele de distribuție.

Un anumit procent de umiditate nu poate fi înlăturat din gazele vehiculate. Totuși, luarea unor măsuri legate de separare și în special de filtrare a gazelor conduce, în final, la evitarea unor pierderi tehnologice. Dotarea SRM-urilor cu filtre grosiere sau fine, în funcție de necesitățile impuse de siguranța în exploatare, trebuie făcută cu luarea în considerație a căderilor de presiune pe care acestea le realizează, a eficienței acestora.

Dat fiind pericolul pe care-l prezintă conductele care vehiculează gaze prin centre populate, în apropierea marilor combinate, pozarea lor trebuie făcută pe baza unei documentații tehnice care să țină seama de normele tehnice și de execuție, cu respectarea distanțelor față de obstacolele supra și subterane, cât și de factorii interni și externi conductei existenți la data proiectării sau care vor apare pe parcursul exploatării.

Materialul tubular a cărui suprafață nu a fost perfect curățată, la care temperatura materialului și bitumului folosit au fost necorespunzătoare, au făcut ca aderența stratului protector să fie redusă și să permită să se realizeze corodarea conductei.

Calitatea izolării conductelor depinde, în primul rând, de agresivitatea solului în care se pozează, urmând ca în funcție de aceasta să fie stabilit tipul izolației.

Întrucât în zonele populate sunt prezente și alte utilități, pentru a se evita deteriorarea stratului izolator al conductelor de distribuție, pe lângă obligarea celorlalți beneficiari de solicitare a avizului de lucru în zonă, trebuie să existe și o preocupare a întreprinderii de distribuție de supraveghere continuă.

În acest sens, este necesar să se facă o zonare a întregului sistem, pentru fiecare sector numindu-se, de regulă, aceiași oameni care să supravegheze pe lângă apariția emanațiilor și modul cum sunt protejate conductele de alți factori, luându-se măsuri de refacerea izolației, ori de câte ori este necesar, în zonele în care celelalte utilități sunt protejate catodic, trebuie să se colaboreze pentru protejarea în comun a tuturor utilităților, inclusiv a conductelor de distribuție.

Tehnologia îmbinărilor sudate aparținând conductelor de distribuție trebuie să înceapă cu o pregătire corespunzătoare a capetelor de țeava, șanfrenarea acestora și centrarea lor, folosind dispozitive adecvate. Materialul de adaos să fie corespunzător țevii sudate, preîncălzit, coroborat cu o execuție asigurată de oameni calificați, odihniți și cu respectarea temperaturii de sudare, ferit de intemperii.

Defectele care apar la cusătura sudată, cât și în zona învecinată ei, se pot datora:

lipsei de calificare sau neatenției aceluia care execută sudarea;

calității necorespunzătoare a materialului de bază, a materialului de bază, a materialului de adaos sau materialelor auxiliare, precum și lipsei de concordanță dintre aceste aceste materiale;

nerespectarea întocmai a tehnologiei de sudare;

reglării necorespunzătoare a utilajelor folosite la sudare.

Controlul aplicat în scopul detectării defectelor, denumit și control defectoscopic, poate fi distructiv, când se efectuează pe un eșantion special pregătit sau nedistructiv, la locul de montaj al conductei. Controlul nedistructiv este cel mai răspândit și se efectuează prin simpla vizualizare, sau cu o lupă cu ajutorul unei aparaturi speciale.

Prin examinare vizuală se pot constata: uniformitatea sudurii; existența unor defecte de dimensiuni mari la suprafața sudurii sau în vecinătatea ei, ca de exemplu: fisuri, stropi, cratere, crestături etc.

Controlul efectuat cu aparatură de control nedistructiv pune în evidență, cu o mare precizie, defectele situate atât la suprafață, cât și în interiorul pieselor. Controlul defectoscopic cu radiații penetrante este cel des întâlnit în activitatea de distribuție și se bazează pe proprietatea unor radiații (raze y) de a pătrunde în corpurile solide și

de a se atenua pe măsură ce străbat materialul corpului respectiv.

Razele X sunt dirijate asupra sudurii controlate sub care se află un film fotografic. La trecerea prin conductă razele y sunt absorbite în mod diferit de materialul țevii, de

îmbinarea sudată și de eventualele defecte incluse în material.

Dacă defectul conține un material cu densitate mai mare decât aceea a materialului conductei, atunci pe radiografie, după developare, va apare o pată de culoare mai deschisă, iar dacă defectul conține un gaz sau vid, sau o substanță nemetalică, pe radiografie va apare o pată întunecată. Pentru o apreciere cât mai bună a sudurii realizate, filmul este „citit" la negatoscop.

În funcție de cantitatea și calitatea defectelor, care se compară cu indicatoare etalon se poate considera admisă sau respinsă sudura respectivă.

Pentru acumularea eventualelor emanații la răsuflători, este indicat ca să existe un drenaj cât mai mare în lungul conductei și acoperișul conductei să fie tasat corespunzător.

O atenție deosebită trebuie acordată execuției racordului branșamentului de conductă, întrucât aici apar cele mai frecvente defecte, în general, structura drumurilor rutiere nu este rezistentă, fapt care impune luarea unor măsuri la conductele de distribuție, în vederea evitării efectului negativ pe care-l au asupra lor trepidațiile produse de circulația intensă și de tonaj mare a autovehiculelor.

În acest sens, pe lângă măsurile care se iau prin introducerea conductelor în tuburi de protecție, se practică și manșonarea sudurilor sau întărirea acestora prin eclise. Pentru îmbunătățirea calitativă a sondajului manual efectuat în vederea depistării scăpărilor de gaz, este indicată folosirea unui foraj rotativ în locul aceluia aplicat prin percuție, care favorizează străpungerea izolației cât și formarea unei turte nepermeabile, în special în teren umed.

Punerea în evidență a celor mai mici emanații de gaze se face prin folosirea unor detectoare sensibile: interferometre, gascope etc. Odorizarea gazelor făcută continuu trebuie să asigure un grad corespunzător de percepere la cel mai îndepărtat consumator, pentru care se indică efectuarea unor analize de gaze cu prelevare de probe din punctele periferice ale sistemului de distribuție.

Aprecierea cantitativă a coroziunii punctiforme, una dintre cele mai periculoase, după unii autori, se poate face și după numărul de puncte (ciupituri) de pe suprafața conductei.

Densitatea acestora se exprimă prin densitatea coroziunii, definită ca raport între numărul de coroziuni punctiforme n și numărul N, acesta din urmă reprezentând numărul de unități de suprafață pe care s-a constatat coroziunea conductei.

S-a remarcat că o instalație catodică în perfectă funcționare conduce în mod automat la reducerea efectului corosiv, în apropierea conductelor de distribuție se va da aviz de construcție a noilor imobile, cu condiția realizării unor fundații rezistente a acestora și cu o adâncime de cel puțin 0,30 m sub nivelul conductei de distribuție.

Pentru imobilele care sunt executate și nu au fundație corespunzătoare este indicat unul din următoarele procedee de racordare la conducta de distribuție:

să se realizeze branșamentul aerian;

să se pozeze conductele în condițiile obișnuite, cu realizarea unei umpluturi deasupra lor, cu drenaj cât mai lung care să fie acoperit cu o folie de plastic sub care eventualele scăpări de gaze să fie canalizate către o răsuflătoare specială,pusă în legătură cu un avertizor sonor de unde pot fi auzite.

Este posibil ca în baza rezultatelor măsurătorilor de pierderi reale de presiune să se facă o etapizare a înlocuirii conductelor care au durata de funcționare depășită, sau care, deși nu au atins această limită, nu mai prezintă siguranță în exploatare. Găsirea optimului în siguranța exploatării, corelat cu sistematizarea localităților și trecerea de la presiune joasă la presiune redusă se finalizează cu economie de gaze și deci eficiență economică sporită, în ultima vreme, pentru reducerea efectului coroziunii în țara noastră, s-au experimentat conducte din mase plastice și în sistemul de distribuție a gazelor.

Printr-o normare științifică a activității de detectare a scăpărilor de gaze se poate scoate în evidență că intervalul de timp minim pentru efectuarea controlului depinde de caracteristicile solului, de distanța între punctele de control (răsuflători), de adâncimea de pozare a conductelor, de regimul de presiune la care acestea lucrează.

Este indicat ca pentru siguranța în exploatare și pentru reducerea pierderilor din rețelele de distribuție, să se poată executa următoarele măsuri:

o evidență strictă a defectelor depistate și urmărirea lucrărilor edilitare, în apropierea conductelor de distribuție;

un control riguros, eficace, atent, pe porțiunile de conductă unde în perioada imediată sau mai îndepărtată s-au descoperit defecte și pierderi de gaze;

intervenție promptă pentru remedierea defectelor constatate;

înlocuirea totală sau parțială a conductei, acolo unde starea acesteia o reclamă;

ridicarea gradului de pregătire profesională și a conștiinciozității tuturor factorilor care sunt angajați în distribuția gazelor;

reducerea pericolului infiltrațiilor prin realizarea unor drenaje bune, având permeabilitate redusă în care se pot acumula gaze, care să fie puse în evidență prin semnalizare sonoră la un punct păzit;

îmbunătățiri ale fluxului informațional prin introducerea de elemente de telemăsurare, teletransmitere și telesemnalizare sunt de un real folos pentru urmărirea continuă a debitelor și presiunii gazelor ce se vehiculează prin sistemul de distribuție și deci de punere în evidență a eventualelor locuri unde se produc pierderi de presiune, permițând acționarea în timp operativ pentru remediere, cu eficiență sporită.

6.4. Defectele din sistemul distributiv al gazelor

Prin defect, din punct de vedere tehnic, se înțelege orice eveniment, în sistemul de distribuție, care provoacă pierderi de gaze, de la simple emanații la modificări esențiale ale regimului de presiune, care necesită pentru rezolvare consum de timp, forță de muncă, materiale, utilaje.

Defectele întâlnite frecvent în practica distribuției sunt:

coroziuni;

neetanșeități la îmbinări;

ruperi de sudură, material tubular, vane;

fisuri la conducte, vane.

Din punct de vedere al importanței efectului lor, defectele se pot clasifica astfel:

accident mic se consideră, convențional, orice defect survenit în sistemul de distribuție, care produce o emanație de gaze pusă în evidență prin mijloace de detectare organoleptice sau cu aparatură specială;

accident mediu se consideră orice defecțiune identificată pe conducta care are ca urmare o pierdere de gaz;

accident grav se consideră orice defecțiune pe conductă care are ca urmare o pierdere masivă de gaze. Aceasta se poate sesiza printr-o scădere bruscă de presiune la aparate (manometre) cum ar fi: ruperea unei îmbinări sudate, retezarea conductei, perforarea accidentală a conductei de agregate care execută lucrări în apropierea conductei.

6.5. Gradul de coroziune la conductele de distribuție

Pentru a caracteriza comportarea unui metal față de un mediu agresiv oarecare, literatura de specialitate folosește, în general, noțiunea de stabilitate chimică sau rezistență la coroziune.

Rezistența la coroziune a metalelor în diverse medii agresive se apreciază prin determinarea experimentală a vitezei de coroziune, a variației proprietăților mecanice, electrice, optice etc. pe probe special confecționate din materialul testat. Rezultatele se exprimă sub forma indicilor de coroziune, dintre care cei mai importanți sunt indicele gravimetric și indicele de penetrație.

Au fost elaborate scări convenționale de rezistență a metalului la coroziune, care cuprind vitezele de coroziune sub formă de indici ce exprimă micșorarea medie a grosimii metalului supus coroziunii în condiții standardizate în unitatea de timp (indici de adâncime)

(6.1)

unde d – indicele de adâncime, δ – micșorarea medie a grosimii metalului, iar t – timpul de atac.

Indicele de adâncime mai apropiat de practică permite aprecierea duratei de exploatare a conductelor. Valorile date de literatura de specialitate au un caracter orientativ; deoarece acești indici caracterizează coroziunea uniformă, în cazul coroziunii intercristaline sau transcristaline, la o pierdere neînsemnată de greutate pot apare efecte dezastruoase.

Coroziunea punctiformă se estimează după adâncimea pittingului, măsurată cu micrometrul cu ac sau din diferența de grosime a probei frezate până la dispariția pittingului.

În general, se consideră că un utilaj trebuie înlocuit atunci când pittingul a pătruns în peretele metalului pe o adâncime ce reprezintă 10% din grosimea acestuia. La conducte, coroziunile de tip pitting sunt periculoase întrucât și printr-un singur oficiu format se pierd gaze care pot produce accidente.

În situația în care în timpul exploatării conductei, întâmplător se descoperă fenomenul pitting, este indicat ca să se verifice o zonă cât mai întinsă și să se ia măsuri de înlocuire a întregului tronson de conductă afectat de coroziune.

6.6. Detectarea și remedierea defectelor

În practica actuală a distribuției, detectarea defectelor este realizată prin metode diferite, variind în funcție de posibilitățile de dotare ale întreprinderii distribuitoare, în acest sens, se evidențiază ajutorul populației, al consumatorilor care anunță, la dispeceratele de intervenție organizate de întreprinderea distribuitoare, ori de câte ori se simte mirosul de gaz sau depistează un defect prin zgomotul caracteristic produs de către gazele scurse din conductă.

Adăugarea unui produs odorant ca etilmercaptanul permite identificarea prezenței gazului prin miros, atât la marea masă de consumatori, cât și la detectorii de pe traseu.

Tehnica modernă a permis realizarea unor aparate sensibile la prezența gazelor naturale care sunt utilizate de personalul întreprinderii distribuitoare atât pentru detectări în spații închise, cât și pentru testarea amestecului gazos din interiorul răsuflătorilor.

Se consideră existența a două mari categorii de pierderi de gaze:

aparente: acestea se datorează erorii de măsurare a debitului, care poate fi în plus sau în minus, datorită neînregistrării unor cantități de gaze care se găsesc sub limita de sensibilitate a contoarelor, variației temperaturii și presiunii gazelor la contoarele volumetrice față de starea de referință;

reale, care pot fi inevitabile și evitabile.

În categoria pierderilor reale inevitabile intră pierderile normale care se produc ca urmare a golirii conductelor pentru cuplări, interconectări, schimbări de armături, remedieri defecte etc.

Pierderile reale evitabile sunt considerate cantitățile de gaze efectiv pierdute din conducte ca urmare a:

ruperilor de conducte;

apariției unor perforări provocate de coroziune;

fisurilor în conducte;

neetanșeității la îmbinări;

defectelor produse de impuritățile lichide și solide.

Pierderile reale inevitabile pot fi evidențiate statistic prin urmărirea și calcularea aproximativă a cantităților de gaze pierdute.

În ceea ce privește pierderile de gaze evitabile, care de fapt provin din defectele conductelor de distribuție, coroziuni, ruperi, acestea pot fi detectate și măsurate cantitativ cu aparatura adecvată, cu luarea măsurilor de reducere a lor și implicit a pericolului potențial pe care îl prezintă pentru vieți omenești și bunuri materiale.

Dată fiind actuala dotare a distribuțiilor de gaze, detectarea scăpărilor de gaze se efectuează cu aparate foarte sensibile. Determinările neetanșeităților la conductele subterane se pot realiza și prin bilanțuri de debite intrate și ieșite într-un anumit sector, în prezent determinările de pierderi reale în sistemul de distribuție diferă în funcție de regimul de presiune și de posibilitățile de dotare ale zonei respective.

Pentru a pune în evidență pierderile de gaze reale se alege un sector cu conducte vechi, sau care a avut un număr mare de defecte, în general, se consideră acel sector care nu are o stare tehnică bună.

Se izolează sectorul respectiv prin închiderea ventilelor de blindare, iar rețeaua de conducte se consideră ca un rezervor subteran închis sub presiune. La acest rezervor se montează, după posibilități, aparatul de măsură care va indica cantitatea de gaz scursă din sistem în unitatea de timp.

6.7. Preîntâmpinarea defectelor la conducte

Este știut că și în situația în care proiectarea și executarea unei conducte s-ar realiza aproape perfect din punct de vedere tehnic, din anumite motive, pot apare defecte care pot produce perturbări esențiale. Pentru diminuarea efectelor acestora este necesar ca ele să se prevină și să se remedieze într-un timp cel mai scurt posibil.

Pe parcursul exploatării, conductele care transportă gaze sunt supuse unor eforturi datorită condițiilor specifice de funcționare ca: temperatură, presiune și chiar variației acestora. Pe lângă acestea mai intervin și factori care țin de natura fluidului vehiculat, natura solului traversat de conductă, configurația traseului conductei, variația temperaturii solului, intemperii, manipularea robinetelor, influența utilităților în zonă etc.

Datorită impurităților din gaze, lichide și solide, pereții interiori ai conductelor vor fi supuse unor acțiuni mai lente sau mai active. Natura solului traversat își manifestă acțiunea prin efecte de coroziune asupra pereților exteriori.

Configurația terenului conductei influențează starea inițială prin provocarea de tensiuni suplimentare în pereții acesteia, atunci când solul are tendința de alunecare sau prăbușire. Variația temperaturii solului la adâncimea de îngropare a conductelor produce tensiuni alternative pe pereții acestora care în timp slăbesc materialul tubular și în plus produc și coroziune de tensiune. Modul de manipulare a robinetelor poate provoca șocuri.

Acțiunea treptată a factorilor menționați se traduce prin uzura în timp a conductelor și apariția accidentelor tehnice. Din analiza detaliată a unor cazuri stabilite în funcție de aceleași condiții de execuție și funcționare se poate descoperi, din mulțimea factorilor exteriori, aceia care sunt cei mai importanți și cauzele ce conduc mai mult la uzura conductelor.

Ponderea cea mai mare o au accidentele tehnice provenite din coroziunea conductelor. Această categorie de defecte este totodată și periculoasă, întrucât prin infiltrarea unor cantități de gaze din conducte către imobile se pot produce explozii care pot provoca distrugerea de bunuri materiale și umane.

Remedierea acestor defecte presupune, în primul rând, o preîntâmpinare a lor prin proiectarea, execuția și întreținerea corespunzătoare a conductelor. Dacă în proiect se prevede un tip de izolație de bază neadecvată agresivității solului, mai devreme sau mai târziu vor apare defecte. Remedierea imediată sau definitivă a defectelor constituie totuși o rezolvare provizorie, întrucât vor apare pe conductă alte coroziuni.

Oricât de mici ar fi emanațiile de gaze, ele constituie în același timp o pierdere și un potențial pericol și de aceea este necesar ca echipele de intervenție să acționeze operativ pentru rezolvarea tuturor defectelor. Pentru accidentele mici, echipele de intervenție vor fi dotate cu unelte, echipament, mijloace de transport, stație radio necesare pentru efectuarea rapidă a lucrărilor ce se impun în zonă:

săpături;

suduri;

înlocuiri pe porțiuni de conductă;

izolații;

repuneri în funcțiune.

În caz de necesitate se va acționa pentru întreruperea planificată sau de forță majoră a alimentării cu gaze. La rezolvarea unor defecte mai importante, ca rupturi de conductă care necesită întreruperi imediate de furnizare a gazelor, echipele de intervenție trebuie să fie astfel instituite, încât să cunoască:

robinetele care trebuie să fie închise pentru izolarea zonei în care s-a produs defectul;

consumatorii care vor fi afectați și cum pot fi anunțați rapid de întreruperea gazului și de pericolul pe care-l prezintă:

în funcție de necesitate, să poată lua legătura imediat cu furnizorul gazului pentru întreruperea forțată, reducerea presiunii.

Dotarea tehnică și umană a echipelor de intervenție trebuie să fie astfel făcută ca în cel mai scurt timp:

să fie transportat la locul accidentului tot necesarul de materiale, utilaje, echipamentul necesar intervenției;

să fie anunțați toți consumatorii din zonă atât la întreruperea cât și ulterior la repunerea în funcțiune a sectorului remediat;

să izoleze zona de pericolul producerii incendiului.

Este oportun ca în caz de intervenție, lucrul să fie astfel organizat, încât fiecare să-și cunoască sarcinile, să existe un conducător numit pentru acest scop și un program de lucru aprobat.

Un lucru important este acela de a se izola și localiza efectele defectului, dat fiind faptul că la gaze naturale infiltrarea acestora în sol sau prin canale telefonice spre imobile poate constitui un pericol real și pentru alte imobile adiacente defectului.

6.8. Principalele măsuri de protecție și igiena muncii

1. Odorizarea gazelor.

Pentru depistarea emanațiilor de gaze din conductele de distribuție există metode de control și detectare. Prezența gazelor într-o incintă se poate efectua cu aparate și instrumente de alarmă și cu ajutorul substanțelor odorizatoare a gazelor.

Acestea sunt substanțe chimice care, introduse în gazele naturale, dau un miros neplăcut și pot fi puse în evidență emanațiile de gaze. Cei mai răspândiți odoranți sunt mercaptanii, disulfurile, sulfurile alifatice și compușii heterociclici.

Este posibilă folosirea concomitentă a mai multor odoranți. în general, orice odorant trebuie să îndeplinească următoarele condiții de utilizare:

să posede un miros puternic, neplăcut, persistent, specific la diferite concentrații, fără a fi confundat cu mirosurile din locuințe;

să fie ușor perceptibil la limite reduse și să posede o capacitate cât mai redusă de a da obișnuință;

să fie ieftin și să nu ridice probleme de manipulare și depozitare;

să nu fie toxic sau să producă dereglări psihice;

să nu fie corosiv sau să-și modifice mirosul după ce traversează solul sau pereții imobilelor;

să fie inert față de gazele naturale cărora să nu le modifice puterea calorică;

să prezinte stabilitate termică pentru a nu forma precipitate care să obtureze conductele și aparatele de măsură și control

Odorantul folosit, precum și cantitatea introdusă într-un spațiu limitat dă un anumit grad de odorizare. în țara noastră s-au stabilit următoarele grade de intensitate a odorizării:

0° -miros imperceptibil;

1°-miros slab perceptibil;

2°-miros bine perceptibil;

3° -miros puternic perceptibil.

Scara utilizată pentru determinarea gradului de intensitate al odorizării este o scară convențională și are un caracter destul de aproximativ, deoarece subiecții prezintă diferite sensibilități, în funcție de vârstă, sex, de temperatura mediului ambiant etc.

În mod obișnuit, odorizarea se efectuează la limita inferioară și după împrejurări, doza se poate mări la valoarea superioară. Limita inferioară de odorizare este de aproximativ 1,1 kg etilmercaptan (C2H5SH) la 100.000 m3 gaze, iar limita superioară 1,4 kg etilmercaptan la același volum de gaze.

Introducerea substanței odorizante în gaze se poate efectua prin mai multe procedee cum ar fi:

prin picurare,

prin dozarea cu ajutorul unei pompe cu debitul reglabil, prin evaporare

prin procedeu hidrodinamic și anume, introducerea unui tub Venturi.

2. Accidente în practica distribuției gazelor.

Există o mare categorie de accidente datorate exploziilor și incendiilor, ca rezultat al pierderilor de gaze din conducte sau al neglijenței utilizatorilor. O altă categorie de accidente sunt acelea datorate tot prezenței gazelor în imobile, fără să se producă explozia acestora, dar care pun în pericol viața oamenilor prin efectele nocive pe care le au asupra lor.

De asemenea, la arderea gazelor naturale iau naștere NO, NO2, CO, CO2. Dintre aceștia foarte periculos este oxidul de carbon care nu are miros și în concentrații mari, produce intoxicații și chiar moartea.

Efectele toxice ale produșilor menționați sunt numeroase, cu efecte variabile care depind de concentrație și de timpul de expunere. Astfel, pentru o concentrație volumică a oxidului de carbon mai mare de 1/650 și o durată de aproximativ (8-10 ore) se produce moartea.

În situația unor intoxicări cu produși de ardere, primul ajutor constă în scoaterea victimei la aer proaspăt și ventilarea incintelor expuse la gazele nocive.

După caz, de asemenea, victimei i se poate efectua respirație artificială. Pentru prevenirea accidentelor la consumatorii casnici, aceștia trebuie să cunoască regulile privind utilizarea gazelor naturale. Este indicat ca însăși consumatorii să cunoască principalele măsuri ce trebuie luate la depistarea emanațiilor gazeifere, precum și metodele de limitare a acestora și de remediere a eventualelor defecte la instalațiile de gaze naturale, în acest scop întreprinderea furnizoare să livreze consumatorilor gazele, numai dacă aceștia au instalațiile corespunzătoare.

Tot în vederea reducerii numărului de accidente este indicat ca periodic consumatorii să fie instruiți prin toate mijloacele posibile (afișe, pliante, conferințe, presă etc.).

Este indicat ca și consumatorii să fie instruiți pentru anunțarea întreprinderii distribuitoare de gaz a eventualelor emanații gazeifere și să nu deterioreze sistemul de distribuție cu prilejul altor lucrări efectuate în imediata vecinătatea a acestuia. Remedierile la sistemul de distribuție să fie efectuate numai de către persoanele autorizate de către întreprinderea furnizoare.

Capitolul 7

PROTECȚIA, SIGURANȚA ȘI IGIENA MUNCII

7.1. Măsuri de protecția, siguranța, igiena muncii în etapele de proiectare și executare.

În toate etapele de proiectare și executare a sistemului de alimentare cu gaze naturale, se respecta prevederile legale referitoare la protecția, siguranța și igiena muncii.

În proiecte se includ prevederile actelor normative care sa permită executarea și exploatarea sistemului de distribuție an condiții de deplina siguranța și sănătate, pe de o parte pentru personalul de execuție iar pe de alta parte pentru personalul de exploatare.

Conducătorii locurilor de munca au obligația sa realizeze:

instruirea personalului la fazele și intervalele stabilite prin legislație, antocmirea și semnarea cu personalul instruit a documentelor doveditoare;

dotarea cu echipament individual de protecție și de lucru;

acordarea de alimentație de protecție și a materialelor igienico-sanitare pentru prevenirea unor ambolnăviri profesionale;

verificarea stării utilajelor și sculelor cu care se lucrează și anlăturarea sau repararea celor care prezintă defecțiuni;

măsurile organizatorice de protecția, siguranța și igiena muncii, specifice lucrărilor de gaze naturale ca: formarea și componenta echipelor de lucru, anunțarea consumatorilor, anchiderea și deschiderea conductelor, lucrul pe conducte sub presiune, manipularea buteliilor sub presiune etc.

Prelucrarea materialelor din polietilenă se execută numai în ateliere bine aerisite, pentru eliminarea noxelor rezultate la efectuarea sudurilor.

În timpul lucrului muncitorii utilizează echipament de protecție adecvat pentru a evita contactul cu substanțele de curățire a conductelor și fitingurilor utilizate anainte de efectuarea sudurii.

La desfășurarea activității an unități ale agenților economici cu norme specifice de protecție a muncii, se respecta și prevederile din normele respective.

Principalele măsuri obligatorii la executarea sistemului de alimentare cu gaze naturale sunt:

Transportul țevilor spre șantiere numai cu autovehicole sau remorci apte pentru aceasta operațiune;

Încărcarea și descărcarea țevilor se face, cu macaraua ori pe planuri anclinate sau manual prin purtare directa, astfel ancat sa se evite pericolul de lovire, rănire sau electrocutare a persoanelor care efectuează operațiile respective;

Nu este permisă staționarea muncitorilor sub conducte, an fata planurilor anclinate pe care se descarcă conducte sau sub vasele cu bitum topit;

În timpul transportului sau manipulării buteliilor de oxigen sau de acetilena se iau toate măsurile pentru ampiedicarea căderii sau lovirii acestora, fiind interzisă deplasarea prin rostogolire a acestora;

Buteliile sunt purtate de doi muncitori sau deplasate pe cărucioare speciale;

Nu este permisă așezarea buteliilor de oxigen și acetilena an bătaia razelor de soare sau an locuri cu temperaturi ridicate;

Manipularea buteliilor cu oxigen se face numai de personal care are mâinile, hainele și sculele curate, lipsite de urme de materii grase;

Manipularea instalațiilor, a cazanelor, a galeților cu bitum topit și izolarea cu bitum a conductelor, se fac numai de personal special instruit, dotat cu echipament de protecție pentru aceste operațiuni;

Folosirea generatoarelor de acetilena este permisă numai dacă acestea au supapa hidraulica de siguranța an buna stare de funcționare, umpluta cu apa la nivelul necesar;

De la anceperea săpaturilor și pana la terminarea completa a lucrărilor se utilizează semnalizatoare de zi și de noapte, iar unde este cazul circulația este dirijata de o persoana instruita an acest scop.

7.2. Prevenirea și stingerea incendiilor în etapele de proiectare și executare.

În toate etapele de proiectare și execuție a obiectivelor/sistemelor de distribuție și instalațiilor de utilizare cu gaze naturale, se respecta prevederile din Normele și dispozițiile generale de prevenire și stingere a incendiilor precum și a reglementărilor specifice de siguranța la foc. Pe timpul execuției lucrărilor se respecta prevederile Normativului C 300.

În proiecte se includ prevederile actelor norme tehnice care sa permită executarea și exploatarea obiectivelor/sistemelor de distribuție și instalațiilor de utilizare cu gaze naturale an condiții de deplina siguranța și sănătate, atât pentru personalul de execuție cat și pentru personalul de exploatare.

Obligațiile și răspunderile pentru prevenirea și stingerea incendiilor revin conducătorilor locurilor de munca și personalului de execuție.

Personalul de execuție are următoarele obligații:

să participe la toate instructajele;

să nu utilizeze scule și echipamente defecte;

să aplice în activitatea sa prevederile normelor de care a luat cunoștința la instruire, precum și orice alte măsuri necesare pentru evitarea incendiilor.

Încăperile stațiilor și posturilor de reglare și măsurare precum și cele an care exista instalații de utilizare a gazelor naturale, se dotează cu mijloace tehnice de prevenire și stingere a incendiilor, potrivit normelor specifice de dotare.

Mijloacele de stingere a incendiilor se amplasează la loc vizibil și ușor accesibil și se verifica la termenele prevăzute an instrucțiunile date de furnizor.

Executarea lucrărilor cu foc deschis an locuri cu pericol de incendiu este admisă numai după luarea măsurilor de prevenire și stingere a incendiilor necesare și după obținerea permisului sau autorizației de lucru cu foc. Aceste lucrări se executa numai de către echipe instruite an acest scop și dotate cu echipament de lucru, protecție și intervenție.

În vederea primei intervenții an caz de incendiu se prevăd următoarele:

organizarea de echipe cu atributiuni concrete;

măsuri și posibilități de alertare a unităților (serviciilor civile) de pompieri.

7.3. Măsuri de protecția, siguranța, igiena muncii în etapele de esploatare a sistemului de alimentare cu gaze naturale.

Pentru toate etapele de exploatare a sistemului de alimentare cu gaze naturale, se respecta prevederile referitoare la protecția, siguranța și igiena muncii.

Obligațiile și răspunderile pentru protecția, siguranța și igiena muncii revin:

conducătorilor locurilor de munca;

personalului de exploatare;

consumatorilor casnici.

Conducătorii locurilor de munca sau, după caz, delegații amputerniciți ai acestora au obligația sa realizeze, în principal:

instruirea personalului la fazele și intervalele stabilite prin legislație, antocmirea și semnarea cu personalul instruit a documentelor doveditoare;

dotarea cu echipament individual de protecție și de lucru;

acordarea alimentației de protecție și a materialelor igienico-sanitare pentru prevenirea îmbolnăvirilor profesionale;

verificarea stării utilajelor, agregatelor, aparatelor și sculelor, cu care se lucrează și anlăturarea sau repararea celor care prezintă defecțiuni;

măsurile organizatorice de protecția, siguranța și igiena muncii, specifice lucrărilor din domeniul gazelor naturale, precum: formarea și componenta echipelor de lucru, anunțarea consumatorilor, anchiderea și deschiderea conductelor, lucrul pe conducte sub presiune, manipularea buteliilor sub presiune etc.

Personalul de exploatare are următoarele obligații:

sa participe la toate instructajele an conformitate cu legislația an vigoare;

sa poarte echipamentul de lucru și de protecție la locul de munca și sa-1 antrețină an stare de curățenie;

sa nu utilizeze scule, aparate și echipamente defecte;

sa aplice an activitatea sa prevederile normelor de care a luat cunoștința an cadrul instruirilor, precum și orice alte măsuri necesare pentru evitarea accidentelor.

Consumatorii casnici au obligația sa folosească instalațiile de gaze naturale potrivit instrucțiunilor de utilizare primite la punerea an funcțiune a acestora.

La desfășurarea activității an unități ale agenților economici cu norme specifice de protecția muncii, se respecta și prevederile din normele respective.

Manevrele necesare exploatării an condiții de siguranța a instalațiilor de gaze naturale se efectuează numai de personalul instruit an acest scop.

La executarea lucrărilor de intervenții, reparații curente și/sau capitale se aplică prevederile corespunzătoare din „Norme tehnice pentru proiectarea și executarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale”.

În toate situațiile care necesita intervenții la conductele din polietilena an funcțiune, se iau măsuri de protecție a operatorilor impotriva accidentelor cauzate de apariția sarcinilor electrostatice.

După deschiderea șanțului, anainte de accesul la conductele defecte, se vor lua măsuri de legare la pământ a conductei și a tuturor sculelor și aparatelor de sudare și echipare a operatorilor cu echipament specific.

Legarea la pământ se efectuează prin înfășurarea acestora ca banda textila imbibata cu soluție de apa și săpun, legată la țăruși metalici introduși an pământ an zona de desfășurare a lucrărilor de reparații. Pe toată durata intervenției, operatorii utilizează mânuși de protecție din cauciuc.

7.4. Prevenirea și stingerea incendiilor în etapele de esploatare a sistemului de alimentare cu gaze naturale.

În toate etapele de exploatare a sistemului de alimentare cu gaze naturale, se respecta normele și dispozițiile referitoare la prevenirea și stingerea incendiilor.

Obligațiile și răspunderile pentru prevenirea și stingerea incendiilor revin conducătorilor locurilor de munca, personalului de exploatare al operatorului de distribuție și consumatorilor.

Conducătorii locurilor de munca au obligația sa realizeze an principal:

instruirea personalului la etapele stabilite prin legislație, antocmirea și semnarea cu personalul instruit a documentelor doveditoare;

verificarea stării utilajelor, aparatelor, echipamentelor și sculelor cu care se lucrează și anlăturarea sau repararea celor care prezintă pericol de incendiu;

măsurile organizatorice de prevenirea și stingerea incendiilor, specifice instalațiilor de gaze naturale referitoare la formarea și componenta echipelor de lucru, anunțarea consumatorilor privind anchiderea și deschiderea conductelor, lucrul pe conducte sub presiune, manipularea generatoarelor și a buteliilor de acetilena etc.;

asigurarea andeplinirii la termen a măsurilor de prevenire și stingere a incendiilor, stabilite potrivit legii.

Personalul de exploatare are următoarele obligații:

sa participe la toate instructajele an conformitate cu legislația an vigoare; sa nu utilizeze utilaje, aparate, echipamente și scule defecte sau neadecvate mediului de lucru;

sa aplice an activitatea sa prevederile normelor de care a luat cunoștința la instruire, precum și orice alte măsuri necesare pentru evitarea incendiilor;

sa asigure andeplinirea măsurilor de prevenire și stingere a incendiilor, stabilite potrivit legii.

Incintele stațiilor și posturilor de reglare și măsurare precum și cele an care exista instalații de utilizare a gazelor naturale, se dotează cu mijloace tehnice de prevenire și stingere a incendiilor potrivit normelor specifice de dotare.

Mijloacele de stingere a incendiilor se amplasează la loc vizibil, ușor accesibil și se verifica la termenele prevăzute an instrucțiunile date de furnizor.

În cazul producerii unui incendiu an instalațiile de gaze naturale, personalul prezent, anchide, an primul rând, robinetul de incendiu și apoi procedează la stingerea incendiului, concomitent cu anunțarea pompierilor.

În cazul în care nu este posibila oprirea alimentarii cu gaze naturale, și pentru a preveni crearea de acumulări de gaze naturale urmate de explozii, pana la sosirea pompierilor, se procedează numai la răcirea zonelor învecinate fără stingerea flăcării de gaz.

Executarea lucrărilor cu foc deschis, an spații cu pericol de incendiu, este admisă numai după luarea măsurilor necesare de prevenire și stingere a incendiilor și numai după obținerea permisului sau autorizației de lucru cu foc. Aceste lucrări se executa numai de către echipe instruite an acest scop și dotate cu echipament de lucru, protecție și intervenție adecvat.

În vederea realizării intervenției de stingere se organizează echipe cu atributiuni concrete și se iau măsuri de alertare a unităților (serviciilor civile) de pompieri.

Se interzice racordarea aparatelor de utilizare a gazelor naturale la canalele de fum aferente focarelor, alimentate cu alt tip de combustibil (lemn, păcura, cărbune etc.), cu excepția aparatelor de utilizare care au fost construite pentru alimentare mixtă (gaze naturale – combustibil lichid/solid).

Înainte de aprinderea focului, an aparate de utilizare neautomatizate și la arzătoare, utilizatorul respecta și asigura următoarele:

ventilarea ancăperilor și centralelor termice an care funcționează aparate cu flacăra libera;

controlul tirajelor coșurilor la care sunt racordate aparate;

controlul robinetului de manevra al aparatului, depistarea și anlăturarea eventualelor scăpări de gaze;

accesul liber al aerului de ardere an focar;

ventilarea focarului.

La aprinderea focului se respecta principiul „gaz pe flacăra”. Aprinderea se face cu aprinzătorul special, fiind interzisă folosirea chibriturilor, precum și a hârtiei, deșeurilor sau a altor materiale, care pot obtura orificiile arzătoarelor.

La aprinderea sau stingerea focului, gazele sunt anchise sau deschise de la robinetul principal și apoi de la robinetul arzătorului (aparatului).

Stingerea focului, an cazul aparatelor de utilizare a gazelor naturale cuplate cu racorduri flexibile, se face prin anchiderea robinetului de siguranța, amplasat anaintea racordului flexibil iar, după stingerea flăcării, se anchide și robinetul de manevră.

[NUME_REDACTAT] 1

PROGRAMUL DE CALCUL DIMCOTEL ([NUME_REDACTAT] 6.0)

PROGRAM DIMCOTEL;

USES crt;

VAR p1, p2, q, l, dd, di, lamda, k, lamda1, lamda2, w :real;

i:integer; rasp:char;

FUNCTION putere(x,b:real):real;

BEGIN

putere:=exp(x*ln(b))

END;

PROCEDURE citire_date(VAR p1,p2,q,l,lamda,k:real);

BEGIN

writeln(' PROGRAMUL CALCULEAZA DIAMETRUL, PRESIUNEA P2 SI VITEZA GAZELOR ÎN CONDUCTELE DE OTEL');

write('Presiunea P1: ');

readln(p1);

write('Presiunea P2: ');

readln(p2);

write('Debitul: ');

readln(q);

write('Lungimea: ');

readln(l);

lamda:=0.03;

k:=0.05;

END;

PROCEDURE calcul_diametru_aproximat(p1,p2,q,l,lamda,k:real; VAR dd,lamda1:real);

VAR i:integer; re,d:real;

BEGIN

i:=0;

lamda1:=lamda;

REPEAT

i:=i+1;

lamda:=lamda1;

d:=(sqr(q)*288*0.554*l*lamda)/((sqr(p1)-sqr(p2))*sqr(4.191));

dd:=putere(1/5,d);

re:=2230*q/dd;

lamda1:=1/4/sqr((ln(2.51/re/putere(1/2,lamda)+k/3.71/dd))/2.3);

UNTIL abs(lamda1-lamda)<=0.0001

END;

PROCEDURE alegere_diametru_interior(dd:real; VAR di:real);

BEGIN

writeln;

writeln('Diametrul aproximat este: ',dd:5:2,' cm');

writeln;

write('Alegeti diametrul (in cm, conform STAS-urilor in vigoare): ');

readln(di)

END;

PROCEDURE calculul_presiunii_finale_reale_si_a_vitezei (lamda1, di:real; VAR p2, w:real);

VAR i:integer;re,pp:real;

BEGIN

i:=0;

lamda2:=lamda1;

REPEAT

i:=i+1;

lamda1:=lamda2;

re:=2230*q/di;

lamda2:=1/4/sqr((ln(2.51/re/putere(1/2,lamda1)+k/3.71/di))/2.3)

UNTIL abs(lamda2-lamda1)<=0.0001;

pp:=sqr(p1)-((sqr(q)*288*l*lamda2*0.554)/(sqr(4.191)*putere(5,di)));

p2:=putere(1/2,pp);

writeln;

writeln('Presiunea p2: ',p2:6:5);

w:=(5.376*q)/(sqr(di)*(p1+(sqr(p2)/(p1+p2))));

writeln('Viteza gazelor este: ',w:5:2);

END;

{ Corpul programului principal}

BEGIN

rasp:='D';

REPEAT

clrscr;

citire_date(p1,p2,q,l,lamda,k);

calcul_diametru_aproximat(p1,p2,q,l,lamda,k, dd,lamda1);

alegere_diametru_interior(dd, di);

calculul_presiunii_finale_reale_si_a_vitezei(lamda1, di, p2,w);

gotoxy(23,23);

write('Mai doriti o determinare ? D/N ');

readln(rasp)

UNTIL upcase (rasp)='N'

END.

Bibliografie

1. Bălan, Marcel-Letițiu – Distribuția gazelor naturale, [NUME_REDACTAT] ,,[NUME_REDACTAT]’’, Sibiu 2002.

2. Bibu, Marius – Tehnologia construcțiilor sudate, [NUME_REDACTAT] „[NUME_REDACTAT]”, Sibiu 2004.

3. Ionescu, [NUME_REDACTAT] – Hidraulică subterană, Note curs.

4. Ștefănescu, [NUME_REDACTAT] – Teorie și aplicații numerice în ingineria zăcămintelor de gaze naturale, [NUME_REDACTAT] „[NUME_REDACTAT]”, Sibiu 2002

5. Ștefănescu, [NUME_REDACTAT] – Practica extracției gazelor naturale, Partea I + Partea II, [NUME_REDACTAT] „[NUME_REDACTAT]”, Sibiu 1998.

6. T. Oroveanu, V. David, Al. D. Stan, C. Trifan – Colectarea, transportul, depozitarea și distribuția produselor petroliere și gazelor, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București 1985.

7. Trifan, C. – Transportul și distribuția gazelor naturale prin conducte, Ploiești 2004.

8. Trifan, C. – Suport de curs la disciplina distribuția fluidelor prin rețelele de conducte, Partea I – Distribuția gazelor naturale, Ploiești 2004.

9. Trifan, C. – Distribuția gazelor naturale prin conducte, [NUME_REDACTAT] din Ploiești 2005.

10. *** Normativ I.6./04 pentru proiectarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale

11. Gheorghe, G. – „Exploatarea rețelelor și instalațiilor de gaze naturale”, Ed. [NUME_REDACTAT], 1975

12. Baron , T., și alții – „Calitate și fiabilitate” , Ed. [NUME_REDACTAT], 1975

13. *** Internet – www.distrigaznord.ro; www.transgaz.ro;

14. *** SF-RG 1/1, Izolarea exterioară a conductelor metalice cu bitum din produse petroliere.

15. *** SF-RG 1/2, Izolarea exterioară a conductelor metalice cu material pe bază de grudon de cărbune

Bibliografie

1. Bălan, Marcel-Letițiu – Distribuția gazelor naturale, [NUME_REDACTAT] ,,[NUME_REDACTAT]’’, Sibiu 2002.

2. Bibu, Marius – Tehnologia construcțiilor sudate, [NUME_REDACTAT] „[NUME_REDACTAT]”, Sibiu 2004.

3. Ionescu, [NUME_REDACTAT] – Hidraulică subterană, Note curs.

4. Ștefănescu, [NUME_REDACTAT] – Teorie și aplicații numerice în ingineria zăcămintelor de gaze naturale, [NUME_REDACTAT] „[NUME_REDACTAT]”, Sibiu 2002

5. Ștefănescu, [NUME_REDACTAT] – Practica extracției gazelor naturale, Partea I + Partea II, [NUME_REDACTAT] „[NUME_REDACTAT]”, Sibiu 1998.

6. T. Oroveanu, V. David, Al. D. Stan, C. Trifan – Colectarea, transportul, depozitarea și distribuția produselor petroliere și gazelor, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București 1985.

7. Trifan, C. – Transportul și distribuția gazelor naturale prin conducte, Ploiești 2004.

8. Trifan, C. – Suport de curs la disciplina distribuția fluidelor prin rețelele de conducte, Partea I – Distribuția gazelor naturale, Ploiești 2004.

9. Trifan, C. – Distribuția gazelor naturale prin conducte, [NUME_REDACTAT] din Ploiești 2005.

10. *** Normativ I.6./04 pentru proiectarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale

11. Gheorghe, G. – „Exploatarea rețelelor și instalațiilor de gaze naturale”, Ed. [NUME_REDACTAT], 1975

12. Baron , T., și alții – „Calitate și fiabilitate” , Ed. [NUME_REDACTAT], 1975

13. *** Internet – www.distrigaznord.ro; www.transgaz.ro;

14. *** SF-RG 1/1, Izolarea exterioară a conductelor metalice cu bitum din produse petroliere.

15. *** SF-RG 1/2, Izolarea exterioară a conductelor metalice cu material pe bază de grudon de cărbune