124652 (Трубопроводы и арматура), страница 2

Высокое требование предъявляются к химической чистоте изоляторов. Изоляционные материалы, содержащие химические соединения, коррозийно - агрессивные по отношению к металлу, не допускаются к применению, так как при увлажнении эти соединения легко вымываются из теплоизоляции, попадая на металлические поверхности, вызывают их коррозию. Наиболее агрессивными элементами являются серные и сернистые окислы (SO₃, SO₂), содержащиеся в большом количестве в различных шлаках и минеральных ватах. Шлаки и ваты относятся к числу качественных изоляторов, но содержание окислов серы более 3% делает их непригодными для применения во влажных условиях. Некоторые заполнители, как асбузурит, древесные опилки, камышит и другие, в основном органические материалы при увлажнении изменяют структуру, растрескиваются и загнивают, вследствие чего они также не рекомендуются для теплоизоляции.

Область применения тепловой изоляции определяется температурной стойкостью вещества, способностью сохранять первоначальные тепловые и механические свойства при высоких температурных теплоносителей.

Состояние тепловой изоляции и ее долговечность зависят так же от режимов работы теплопровода. Практика эксплуатации показала, что теплопроводы, периодически отключаемые на сезонные ремонты, коррозируют быстрее непрерывно действующих.

В непрерывно действующих теплопроводах потоки тепла, проходящие через слой изоляции, поддерживают ее в постоянно сухом состоянии. При отключении сетей уменьшающиеся потоки тепла от остывающего теплоносителя не в состоянии противостоять диффузии влаги с поверхности слоя изоляции к поверхности труб.

Миграция влаги с поверхности слоя изоляции сопровождается вымыванием водорастворимых химических элементов, которые при длительном отключении сетей вызывают коррозию труб.

Теплоизоляционные материалы применяются в виде зернистых, волокнистых и пастообразных масс, не обладающих необходимой строительной прочностью, а также в виде штучных формовых изделий. Для закрепления материалов на изолируемой поверхности труб и изделий и защиты их от коррозии необходимо соответствующее конструктивное оформление теплоизоляции. В конструкцию теплоизоляции входят: антикоррозийное покрытие металлических поверхностей, основной изоляционный слой, армирующие и крепежные изделия, наружная отделка изоляции. Операция по нанесению тепловой изоляции выполняются в определенной технологической последовательности, разделяющейся на этапы:

1) подготовка труб или оборудования;

2) антикоррозийная защита;

3) нанесение основного слоя теплоизоляции;

4) наружная отделка конструкции.

Прокладка трубопроводов в каналах. Основные требования

Для городских и населенных пунктов по архитектурным соображениям рекомендуется применять подземную прокладку теплопроводов. Независимо от качества грунта, загруженности подземных коммуникаций и стесненности проездов. Для промышленных площадок подземная прокладка используется при высокой насыщенности подземных коммуникаций с целью упорядочения технологических прокладок в одном коллекторе с теплопроводами.

Канальные прокладки предназначены для защиты трубопроводов от механического воздействия грунтов и коррозийного влияния почвы. Стены каналов облегчают работу трубопроводов, поэтому канальные прокладки допускаются для теплоносителей с давлением до 2,2 МПа и температурой до 350єС.

Канальные прокладки делятся на проходные, полупроходные, непроходные каналы.

Проходные каналы применяются при прокладке в одном направлении не менее пяти труб большого диаметра. Совместная прокладка городских сетей и теплопроводов удачно разрешает сложную проблему организации подземного хозяйства крупных городов и вместе с тем обеспечивает долговечную их службу и плановое строительство новых линий связи, проходные каналы используют часто для прокладки теплопроводов под многоколенными железными дорогами и автострадами с интенсивным движением транспорта, не допускающим вскрытия каналов и нарушения работы узлов на период ремонта сетей.

Рис. 5. Проходной канал из железобетонных блоков.

Каналы сооружают из кирпича, монолита или

сборного железобетона. Общие коллекторы оборудуют монтажными проемами, вентиляцией, освещением, телефонной связью и средствами водоотлива.

Полупроходные каналы применяют в стесненных условиях местности, когда невозможно возведение проходных каналов. Их используют в основном для прокладки сетей на коротких участках под крупными инженерными узлами, не допускающими вскрытия каналов для ремонта трубопроводов. Материалы для изготовления полупроходных каналов и принцип размещения в них коммуникаций аналогичны проходным каналам.

Непроходные каналы имеют наибольшее распространение среди других видов каналов. Каждый вид канала применяется в зависимости от местных условий изготовления, свойств грунта, места прокладки. В непроходные каналы укладывают трубопроводы тепловых сетей, не требующие постоянного надзора. Сборные каналы со стенками из неармированного бетона, усиленной кирпичной кладкой, прокладываются в слабых грунтах высокой влажностью. Оклеенная гидроизоляция служит защитой от проникновения в канал грунтовой воды, воды атмосферных осадков.

Каналы с прочными армированными конструкциями перекрытий и стенок пригодны для повседневной прокладки, в том числе и под улицами, площадями и под автодорогами местного значения. Подготовка основания из фильтрующих материалов пол каналами предупреждает затопление тепловых сетей в период максимального паводкового подъема уровня грунтовых вод. Каналы с дренажной обсыпкой стенок и дренажной трубой предназначены для прокладок в зоне грунтовых вод.

Отсутствие воздушного зазора между стенками каналов и тепловой изоляцией в конструкциях, ухудшает вентиляцию воздуха и подсушку изоляции, вследствие чего тепловая изоляция постоянно находится во влажном состоянии.

Вода, попавшая в каналы, частично испаряется и в виде конденсата выпадает на холодных стенках. Конденсат, падая с перекрытия на трубопроводы, увлажняет тепловую изоляцию, поэтому необходимо проектировать такие формы стенок каналов, чтобы капель не попадала на тепловую изоляцию. Сводчатая форма перекрытия наиболее удобна для организованного стока такой влаги на дно канала.

Глубина заложения каналов принимается исходя из минимального объема земляных работ и надежного укрытия от раздавливания транспортом. Наибольшее заглубление от поверхности земли до верха перекрытия каналов в любом случае принимается не менее 0,5 м.

Классификация, достоинства и недостатки, область применения фланцевых соединений трубопроводов и арматуры

Фланцы применяются для присоединения на различной фланцевой арматуры. Подбираются фланцы по условным проходам и давлениям, на которые рассчитаны трубы. В водяных тепловых сетях и паропроводах с Р_у<2,5 МПа наибольшее распространение получили плоские приварные фланцы, которые устанавливаются с недоводом трубы до уплотнительного торца на величину Н. Недовод трубы устраняет попадание натеков сварочного грата на уплотнительные плоскости, при которых ухудшается герметичность фланцевого соединения. Фланцевые соединения по плотности и прочности уступают, сварным соединениям их применение облегчает смену арматуры при ремонтных операциях.

Рис. 6. Фланцы:

а) плоский приварной; б) приварной встык; в) свободный на приварном кольце

Фланцы трубопроводов по конструкции и способу присоединения к трубам в соответствии с ГОСТ 12815-80* подразделяются на плоские приварные, которые привариваются к трубам двумя швами; приварные встык; свободные на приварном кольце. В трубопроводах из легированных сталей применяют свободные фланцы, опирающиеся на отбортованный конец трубы. Фланцы, соединяемые с трубой на резьбе, используют преимущественно для трубопроводов высокого давления.

Для взаимозаменяемости фланцев трубопроводах различного назначения их размеры - наружный диаметр, диаметр болтовой окружности, число и диаметр болтовых отверстий - стандартизированы. Типы присоединительных литых фланцев арматуры и технологического оборудования приведены в ГОСТ 12819-80 - из серого чугуна, в ГОСТ 12818 - 80 - из ковкого чугуна, в ГОСТ 12819-90 - из стали.

Для создания герметичности разъемным соединениям между фланцами устанавливают прокладку, а соприкасающимся поверхностям фланцев придают специальную форму в зависимости от давления и свойств транспортируемого продукта. ГОСТ 12815-80 предусмотрено 9 исполнений уплотнительных плоскостей: с соединительным выпуском, с выпуском, с впадиной, с шипом, с пазом, под линзовую прокладку, под прокладку овального сечения, с шип - пазом под фторопластовые прокладки (два исполнения).

Прокладки для уплотнения фланцевых соединений должны обладать упругостью и прочностью для восприятия внутреннего давления и температурных увеличений, а также химической и тепловой стойкостью.

Общая классификация трубопроводной арматуры по технологическому назначению

Трубопроводная арматура предназначена для подачи, отключения, распределения, регулирования, сброса транспортируемых по трубопроводу продуктов. Трубопроводную арматуру класифициркют по следующим признакам: областям и условиям применения; целевому назначению; принципу действия; конструкции присоединительных патрубков; способу перемещения запорного или регулирующего органа; условному давлению; условному проходу.

По областям и условиям применения арматуру подразделяют на общетехническую и специальную. К общетехнической относят арматуру, устанавливаемую на трубопроводах, по которым транспортируют неагрессивные и малоагресивные жидкости и газы при рабочих температурах и давлении, допускающих использование для корпусных деталей чугуна. Латуни, углеродистой или легированной стали. К специальной относят арматуру трубопроводов, транспортирующих продукты с такими свойствами и параметрами, которые требуют применения высоколегированной стали, бронзы чугуна обладающих коррозийной стойкостью или жаропрочностью, защитных покрытий или неметаллических материалов.

По целевому назначению арматура бывает: запорная (краны, клапаны, задвижки, затворы) - для отключения потока продукта; регулирующая (регулирующие клапаны и задвижки) - для регулирования параметров продукта путем изменения его расхода; распределительно - смесительная - для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или смешивания потоков; предохранительная - для автоматической защиты оборудования от аварийных изменений параметров рабочего продукта; прочая - для определения уровня рабочей среды, отвода конденсата, впуска и выпуска воздуха из трубопровода и т.д.

По принципу действия арматура подразделяется на автономную и управляемую.

В зависимости от конструкции присоединительных патрубков арматура бывает: фланцевая (присоединительные патрубки с фланцами); муфтовая (присоединительные патрубки с внутренней резьбой); цапковая (присоединительные патрубки с наружной резьбой); приварная для крепления к трубопроводу. Для технологических трубопроводов наиболее часто применяют фланцевые и сварные соединения труб с арматурой. При монтаже внутренних санитарно - технических систем используют муфтовые соединения, наружных - фланцевые и сварные.

В зависимости от способа применения запорного регулирующего (рабочего) органа арматуру подразделяют на задвижки, клапаны, краны и затворы. Задвижка - арматура, в которой рабочий орган перемещается возвратно - поступательно параллельно оси потока продукта. В кране этот орган имеет форму тела вращения, которое поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной к направлению потока транспортируемого продукта. В затворе рабочий орган поворачивается вокруг оси, не являющейся его собственной осью.

По условному давлению арматуру делят на шесть групп: вакуумную; абсолютного давления - до 0,1 МПа; малого давления - до 1,6 МПа; среднего давления - от 1,6 до 10 МПа; высокого давления - от 10 МПа до 100 МПа; сверхвысокого давления - свыше 100 МПа.

Арматура, устанавливаемая на трубопроводы различного назначения, выбирается в зависимости от транспортируемого продукта и параметров эксплуатации.

Для того чтобы безошибочно подобрать тип материал арматуры, проконтролировать правильность применения на монтаже трубопроводных систем, её маркируют условными обозначениями по ГОСТ 4666-75^*. Маркировку выполняют на корпусе путем отливки выпуклых знаков или нанесением клейма. В зависимости от материала корпуса и уплотнительных поверхностей арматура окрашивается в определенный цвет и маркируется. На лицевой стороне корпуса арматуры или фирменной табличке, приклепанной к арматуре, наносятся условное давление или рабочее давление и температура; диаметр условного прохода; стрелка - знак направления потока среды (арматура, предназначенная для подачи среды в любом направлении, а также имеющая выпускные концы, не должна иметь стрелу-указатель). Арматура с корпусом из латуни и бронзы и водоразборная, туалетная и смесительная в отличительные цвета не окрашивается.

По условиям ГОСТ 4666-65 арматура окрашивается в следующие цвета:

Материал корпуса Цвет отличительной окраски

Серый и ковкий чугун ……………….… черный

Сталь углеродистая …………………… серый

Сталь коррозиостойкая …………..…… голубой

Сталь легированная …………………… синий

Для указания материала уплотнительных поверхностей затвора маховик или рукоятка также имеют отличительную окраску:

Бронза или латунь……………………………. красный цвет

Кожа или резина……………………………. коричневый цвет

Эбонит или фибра…………………………… зеленый цвет

Пластическая масса…………………………. серый цвет с синими полосами по периметру

Условное обозначение арматуры состоит из последовательно повторяемых цифр и букв.

Например, задвижку параллельную с выдвижным шпинделем фланцевую чугунную с уплотнением поверхности без вставных колец обозначают: 30ч7бк, где 30 соответствует группе изделия - задвижка; буква "ч" указывает материал корпуса - чугун серый; цифра 7 характеризует разновидность задвижки; буквы "бк" указывают, что затвор уплотняется без вставных колец.

Задвижка. Общее устройство, достоинства и недостатки, область применения, материалы

Задвижки широко используются в системах водоснабжения, технологических линиях нефти - газопереработки, в энергетических системах на трубопроводах с диаметром условных проходов от 50 до 2000 мм при рабочих давлениях 0,4 - 20 МПа и температурах среды до 600єС. В ряде случаев изготавливаются специальные задвижки и на более высокие давления. На трубопроводах с D_у ≥150 мм задвижки применяются чаще других типов запорной арматуры.

Задвижка (рис.1) состоит из корпуса 1 и крышки 6 изготовляются литьем из углеродистой стали, а уплотнительные поверхности корпуса - наплавкой нержавеющей сталью. Запорный орган задвижки выполнен в виде клинового затвора с двумя самоустанавливающими тарелками и с двумя седлами, вваренными в тело корпуса. Тарелки закреплены в обойме двумя тарелка держателями и распираются специальным грибком. Обойма жестко связана со шпинделем и направляется ребрами корпуса. Шпиндель5 соединен с обоймой и совершает поступательное движение при вращении втулки 7, установленной в верхней части крышки задвижки на двух упорных шарикоподшипниках. Соединение крышки с корпусом фланцевое. Уплотняется паронитовой прокладкой.

Управление задвижкой осуществляется маховиком, надетым на втулку шпинделя, либо через цилиндрический или конический редуктор. К валику приводной головки может быть присоединен посредством шарнира ручной дистанционный привод или колонковый электропривод.

Открытие задвижек производится полностью до упора буртика шпинделя в крышку, а закрытие - крутящим моментом, не превышающий величину, указанную в таблице.

Задвижка обладает следущими достоинствами: относитенльно небольшой строительной длиной, прямоточностью, низким коэффициентом гидравлического сопротивления, возможностью подачи рабочей среды в любом направлении, эфективность применения для больших D_у, достаточной герметичностью запорного органа, возможностью применения в широком диапозоне рабочих сред, температур и различных условий эксплуатации.

Рис.1 Задвижка: 1-корпус; 2-тарелка; 3-обойма; 4-тарелкодержатели; 5-шпиндель; 6-крышка; 7-втулка; 8-маховик.

Недостатки задвижек являются: большая строительная высота, в корпусе и клине. обусловленная требуемой величеной полного хода клина (S ≥ D_с), значительное время открытия и закрытия, неэфективновсть эксплуатации при неполном открытии, изнашивание уплотнительных поверхностей при перемещении клина или дисков и трудность их ремонта при эксплуатации, сложность применения сильфона вместо сальников, значительная масса.

Корпус, крышка и упругий клин изготавливаются из чугуна, прокладка - из паралона, набивка сальника - из пропитанного асбеста. Уплотнение запорного органа обеспечивается латунными уплатнительными кольцами.

Практическое задание

Расшифруйте обозначение:

Труба с наружным диаметром 20 мм, толщиной стенки 2,0 мм, из стали марки 10, с нормированием механических свойств, и химического состава (по группе В) ГОСТ 8733-74.

Литература

1. “Теплоснабжение" В. Е Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков, И.Б. Пронина, В.А. Слемзин. Москва 1980 год.

2. “Монтаж трубопроводов" справочник рабочего. А.А. Персинов, К.А. Гарус Киев 1987 год.

3. “Трубопроводная арматура” Д.Ф. Гуревич. Справочное пособие. Ленинград 1981 год.

4. Этус. Материаловедение. Методическое пособие.

5. Межгосударственный стандарт ГОСТ 8734-75.