Tevi Otel Folosite in Domeniul Exploatarii si Valorificarii

1. Istoric. Rol.Majoritatea conductelor utilizate astzi pentru transportul petrolului i gazelor au fost construite cu muli ani n urm, n prezent cele mai importante studii se refer la nivelul securitate, att n ceea ce privete capacitatea tehnic de operare n continuare a acestor conducte, dar i securitatea n aprovizionarea cu energie.

ntorcndu-ne n istorie, la originile conductelor, de mii de ani, acestea au fost construite n diferite pri ale lumii pentru a transporta la nceput ap de but i de irigare a culturilor agricole.

n antichitate, materialul folosit la construcia acestor conducte includea argila ars i lemnul de bambus gol pentru transportul apei, iar egiptenii foloseau cuprul pentru a transporta apa nc din 3000BC. La 2000 .Hr i pn la 1500 .Hr cretanii utilizau evi din faian pentru ap, iar grecii antici (din 1600 .Hr la 300 .Hr) au utilizat evi din faian, plumb, bronz i chiar evi din piatr.

n aceast epoc, conductele metalice erau realizate n jurul anilor 500 .Hr, de peri i de romani, pur i simplu prin ciocnire, cnd romanii foloseau evi de plumb pentru a distribui ap n oraele foarte dezvoltate.

Prima utilizare a unei conducte pentru transportul de hidrocarburi a fost nregistrat n China cu aproximativ 2500 de ani n urm, era o conducta de bambus chinezesc, folosit pentru a transporta gazele naturale din puuri de mic adncime s ard pentru a fierbe apa de mare pentru separarea srii i pentru a o transforma n ap potabil. Mai trziu, la 400 .Hr, evile de bambus nvelite n cear au fost folosite la iluminatul Pekingului, nc din anul 400 .Hr .

Industria conductelor de petrol i gaze, din antichitate si pn astzi, i are originile n afacerile cu petrol.

Pn n secolul al 19-lea, petrolul a fost obinut numai din zcmintele naturale de la mic adncime, ncepand cu primele foraje de la Baku, Azerbaidjan n 1848 i Polonia n 1854, apoi n Romnia la 1859, dar prima mare exploatare i utilizare comerciala a conductelor a nceput acum 150 de ani n SUA, de ctre colonelul Drake .

n 1859, Edwin Drake fora n SUA, la Titusville, Pennsylvania, dou puuri de petrol, n apropierea unor infiltraii de petrol de suprafa,.

Puurile au avut o valoare totala de 40000 dolari i au produs 2000 barili de iei brut, dar acest iei brut urt mirositor, plin de noroi, nu a fost popular pn in jurul anului 1870, cnd a fost introdus n funciune un procedeu simplu de rafinare n blazuri pentru procesarea ieiului (figura nr.1).

Figura nr.1.Rafinria cu blazuri de la Newhall, California (1876) primea iei prin conducta de la zcmntul Pico Canyon (Sursa: Texaco-Chevron)

n aceste rafinrii, din ieiul brut nclzit, se obinea kerosen i o fracie grea de petrol i gudron. Kerosenul a fost un nlocuitor perfect i ieftin al uleiului de balen utilizat pentru iluminat i a permis ca petrolul s fie vndut cu 20$ /baril.

n aceste zile de pionierat, benzina i alte produse de rafinare erau pur i simplu aruncate, pentru c oamenii nu le-au folosit iniial, dar n 1892, transportul a rezolvat aceast problem, deoarece ncepuse cererea de gasolin.

La nceputul anului 1860, petrolul se transporta pe rurile interioare n butoaie de lemn, pe barje trase de cai. Acest lucru a fost periculos mult vreme, iar conflictele de munc, de cele mai multe ori au perturbat traficul.

Transportul pe calea ferat a nsemnat o nou etap, dar conductele au fost o soluie la aceast problem evident de transport.evi din font sau din fier forjat, de diferite diametre, au fost folosite n jurul sondelor productoare de iei.

n 1865, prima conduct de petrol cu diametrul de 6 oli, care lucra gravimetric, a fost construit n Pennsylvania, SUA i transporta 7000 de barili/zi de-a lungul Pithole Creek pn la gura prului unde acesta se vars n rul Allegheny (figura nr.2).

Figura nr. 2 Secventa din timpul constructiei conductei Pithole Creek, SUA

n alte zone din lume s-a dezvoltat primul sistem de conducte de transport de 3 oli i cu o lungime de10 km n 1878, la Baku, Azerbaidjan de ctre fraii Nobel, conductele de petrol reducnd costurile de transport cu 95%.

Este interesant de observat c la conducta din Baku eava a fost importat din Statele Unite, din cauza costului redus i a naltei caliti. A urmat la nceputul secolului 20 construcia unor conducte magistrale, de exemplu:

- n 1906 la Oklahoma, n Texas conducta cu o lungime de 472 mile (755 km) i cu

diametrul de 8 oli (200mm);- similar au fost construite la Baku conducte de lungime mai mic, cu diametre de la 8(80 mm) pana la 12 oli (350 mm);

- n 1912, n Insula Bow, Canada a fost executat, n numai 86 de zile, o conduct de gaze de 170 (272 km), cu diametrul de 16 oli (400mm), una dintre cele mai mari conducte din America de Nord.

Pn la sfritul anului 1920, principalele rafinrii construite erau capabile s proceseze de la 80.000 pn la 125,000 de barili iei pe zi, pentru a alimenta creterea uria a cererii de carburani, de exemplu, ntre 1910 - 1920 numrul de automobile i camioane de pe oselele americane a crescut de la mai puin de 500.000 la peste 9 milioane, iar n jurul anilor 1920, determinat de aceast cretere a industriei de automobile, lungimea conductelor de transport din SUA a crescut la peste 115000 mile (184000 km).

Urmtoarea schimbare mare n ingineria de conducte a fost construirea conductelor cu diametru mari pe distan lung; acestea au constituit pionieratul n SUA n anii 1940, datorit cererilor de energie ale celui de-al doilea rzboi mondial, dar dezvoltarea a continuat i ntre anii 1950 i 1960, cnd mii de kilometrii de conducte de gaze naturale au fost construite pe teritoriul Statelor Unite, ca urmare a cererii crescute pentru acest tip de energie.

Tipurile de conducte de petrol i gaze pot fi rezumate astfel (figura nr. 3):

Figura nr. 3 Tipuri de conducte de hidrocarburi

Noile conducte, proiectate i construite dup criterii i metode bine stabilite, din oeluri de nalt calitate, sunt operate astfel nct s asigure fiabilitate i securitate n furnizarea de energie pe o pia competitiv i echitabil. Viitorul conductelor este att strlucitor, ct i provocator. Ele vor continua s desfoare cea mai mare parte a resurselor de energie primar, iar inginerii vor trebui s se asigure c ndeplinesc condiiile de securitate n operare, industria de conducte fiind judecat privind standardele de securitate i integritate din industria de petrol i gaze.

2. Materialul conductei de gaz - principalele caracteristici

Conducta de gaz este din oel pentru evi laminat OLT 35.( conform SR EN 10216-2:2003)

Oeluri pentru evi laminate sunt oeluri carbon ce se noteaz cu OLT (oel laminat petru evi), urmat de un numr din dou cifre ce reprezint tezistena minim la rupere n daN/mm2.

Caracteristicile mecanice ale OLT 35: rezistena la rupere la traciune : Rm = minim 340 N/mm2

limita de curgere convenional la 200C: Rp0.2 = min. 230 N/mm2 alungirea la rupere: min. 26 %

densitate : 7,85 Kg/dm3 duritate HB : min. 105

Compoziia chimic :

1.

carbon C : 0,09% 0,16 %

2.

mangan Mn: 0,40% 0,80%

3. siliciu Si: 0,17% 0,37%

4.

sulf S: maxim 0,045%

sulf S: maxim 0,045%

5. fosfor P: maxim 0,04%

Clasificarea oelului pentru evi:

oeluri utilizate la temperaturi ridicate: simbolizate astfel OLT 35K.

oeluri utilizate la temperaturi sczute: simbolizate astfel OLT 35R.

Clasificarea materialului conform diagramei Fe - C

OLT 35 are un coninut de carbon ntre 0,09% 0,16 % i puctul de topire la aproximativ 15300C, deci se situeaz n diagrama fier-carbon n zona de lichid + ferit (figura 4).

Influena elementelor componente asupra principalelor proprieti ale OLT35.

Desen de execuie. Dimensiuni. Exemple

Dimensiuni uzuale ale evilor

Di (mm)Dn (inch)

12,53/8

15,751/2

21,253/4

271

35,711/4

41,211/2

52,52

6821/2

80,53

1044

1315

1526

Di (mm)Dn (inch)

2038

25310

30512

35314

40216

50220

60024

Exemple:

3. Tratamente termice

Generaliti

Tratamentele termice reprezint o succesiune de operaii tehnologice care constau din nclziri i rciri n condiii bine determinate, aplicate unor materiale metalice n stare solid, cu scopul de a obine structuri optime, care s asigure realizarea unor asociai de proprieti dorite.

Factorii principali care acioneaz n cursul unui proces de tratament termic sunt temperatura i timpul. De aceea, toate tipurile de tratament termic pot fi reprezentate n sistemul de coordonate temperatur timp.

n fucie de scopul urmrit, tratamentele se pot grupa astfel:

tratamente termo-fizice sau tratamente termice propriu-zise: sunt caracterizate prin modificri ale proprietilor fizice ale materialelor, n urma variaiilor termice.

tratamente termo-fizice: sunt caracterizate prin modificarea compoziiei chimice a straturilor superficiale ale materialelor metalice prin adsorbie i difuziune. tratamente termo-mecanice: sunt caracterizate prin combaterea proceselor termice cu deformarea plastic.

Tratamentul termic aplicat OLT 35

Tratamentul termic aplicat oelurilor pentru evi laminate este recoacerea de detensionare. Acesta se aplic n scopul nlturrii tensiunilor i stabilizrii dimensiunilor pieselor, constnd dintr-o nclzire lent cu 60 1000C/h pn la temperatura de 225 - 2750C, meninerea la aceast temperatur timp de 2-5 min, urmat de o rcire lent cu 20 - 300C/h, pn la rcirea cuptorului.

Figura 5. Curba de tratament termic.

Necesitatea tratamentului termic

n urma laminrii evilor apar nite tensiuni remanente, care tensiuni genereaz apariia corodrii mai rapide n timp a evilor. Astfel pentru prevenirea corodrii (acest fenomen de ruginire) se recomand aplicarea unui tratament termic de recoacere de detensionare, astfel structura cristalin se regrupeaz ntr-un sistem optim al materialului aflat naintea deformrii plastice a materialului, respectiv naintea apariiei tensiunilor remanente n urma extrudrii.

4. Polietilena

Din punctul meu de vedere evile din oel ar trebui nlocuite cu cele din polietilen, dar din pcate cnd conductele sunt montate suprateran nu putem folosi cele din polietilen.

Polietilena se obine prin polimerizarea etilenei (CH2= CH2). Este un termoplastic semicristalin, cu domeniul temperaturilor de utilizare (domeniul n care comportamentului materialului este similar celui de la temperatura ambiant): -500C+600C.

Exist dou clase de polietilen:

polietilen de nalt densitate (HDPE Hight Density Polyethylene) obinut printr-un proces de polimerizare n soluie, ce are loc la presiuni sczute

polietilen de joas densitate (LDPE Low Density Polyethylene) obinut prin polimerizare n stare de vapori la temperaturi i presiuni ridicate

Proprietile polietilenei:

a. polietilen HDPE

densitatea: 980 965 Kg/m3

rezistena la rupere: 2238 x 106 N/m2 modul de elasticitate: 0,421,4 x 109 N/m2b. polietilen LDPE

densitatea: 910 940 Kg/m3

rezistena la rupere: 116 x 106 N/m2 modul de elasticitate: 0,120,14 x 109 N/m2

AVANTAJE:

are o rezisten la aciunea majoritii solvenilor i agenilor chimici.

poate fi uor prelucrat

nu e toxic

- cost foarte scazut;

- rezistenta buna la temperaturi joase;

- proprietati excelente de izolare electrica;

- absorbtie de apa foarte scazuta.DEZAVANTAJE:

rezistenta termica si mecanica relativ scazute

- predispus sa crape la solicitari;

- rigiditate mai scazuta decat polipropilena;

- coeficient ridicat de contractie in matrita;

- rezistenta UV scazuta;

- imposibila sudarea si imbinarea prin frecventa inalta;Proprietati fizice.

Materialul prezinta rezistenta mecanica buna, rezistenta la temperatura, duritate a

suprafetei, proprietati dielectrice foarte bune.Absorbtia de apa este redusa.

Polietilena de inalta densitate se prezinta si in varianta armata cu fibra de sticla, caz

in care rigiditatea, duritatea si rezistenta mecanica cresc.

Comportarea la ardere:

- se aprinde usor si arde dupa indepartarea flacarii;

- flacara este bleu cu margina galbena;

- nu are fum si formeaza picaturi care pot arde;

- miros de parafina (ceara arsa).Proprietati chimice:

- stabil la acizi, baze, alcooli;

- stabilitate partiala la esteri, cetone, eteri, uleiuri si grasime;

- instabil la tetraclorura de carbon, benzina, carburanti, benzol.

Principalele proprietati tehnice ale polietilenei de inalta densitate.

Bibliografie:

- V.Deac Stiina materialelor

- T. Socaciu - Studiul materialelor, editura Universitatii Petru Maior, Tg.Mure, 1999

- API 5L PSL 1

- NTPEE-2008 notificate CE_CR.

- SR EN 10208- 1

- STAS 404/2-87

http://www.mase-plastice.ro www.otel.com www. magazinul-de-instalatii.ro

7270C

14950C

14000C

11480C

9120C

15380C

0

0,02

0,77

2,11

4,3

6,67

%C

F

K

L

D

OLT35

EMBED AutoCAD.Drawing.17

_1339002193.dwg

_1339006990.unknown

_1338985841.dwg