Трубопроводная арматура промышленных предприятий

     Трубопроводы, используемые в газовом хозяйстве  городов, промышленных предприятий  или других потребителей, в зависимости  от давления газа подразделяются так:

     газопроводы низкого давления, работающие при  рабочем давлении 0,05 кГ/см ² и ниже;

     газопроводы среднего давления, работающие при  рабочем давлении свыше 0,05 до 3 кГ/см ²;

     газопроводы высокого давления, работающие при  рабочем давлении свыше 3 до 6 кГ/см ².

     В городском газовом хозяйстве  в зависимости от назначения газопроводы  подразделяются на транзитные, распределительные  и ответвления. Транспортировка  газа по городскому газопроводу допускается  под давлением не выше 12 кГ/см ².

     К трубопроводам и арматуре, предназначенным  для транспортирования на химических производствах огне и пожароопасных сред, а также для токсичных сред, предъявляются высокие требования в отношении прочности и плотности. Независимо от температуры рабочей среды, при транспортировании их под вакуумом или под давлением при диаметре трубопровода до 400 мм должны применяться стальные бесшовные трубы, Сварные трубы могут применяться только при условии изготовления их по специальным техническим условиям.

     Соединения  в трубопроводах для транспортирования  сжиженных газов должны осуществляться главным образом сваркой. В местах установки арматуры и с целью  присоединения оборудования могут  быть применены фланцевые соединения. Они могут быть использованы и  в трубопроводах, требующих периодической  разборки с целью очистки или  замены отдельных участков. 

     Фасонные  части

     Фасонные  части, имеющие антикоррозийную  защиту, используются при выполнении поворотов, переходов от одного диаметра трубы к другому, ответвлений. Их используют при соединении:

• стальных электросварных труб со спиральным швом диаметром 254 мм с антикоррозийным этинолевым покрытием;
• стальных тонкостенных спирально-шовных труб диаметром 254 мм с двусторонним цинковым покрытием;
• стальных труб, имеющих толщину стенок 168...1220 мм;
• стальных тонкостенных электросварных труб диаметром 168...426 мм со спиральным швом;
• стальных тонкостенных труб диаметром 200...400 мм с лакоэтинолевым покрытием;
• асбестоцементных труб диаметром 150...500 мм;
• полиэтиленовых труб диаметром 160...300 мм;
• чугунных труб диаметром 150...400 мм.

     

 
Рис. 1. Переход: 1 — втулка; 2 — переход; 3 — раструб

     

 
Рис. 2. Переходной тройник: 1 — штуцер; 2 — ствол

     

     Рис. 3. Отвод: 1 —сектор; 2 — полусектор

     

 
Рис. 4. Крест: 1 — штуцер; 2 — ствол

     

 
Рис. 5. Патрубок: 1 — фланец; 2 — патрубок

     Для соединения труб применяются переходы, тройники, отводы, кресты и патрубки. Переходы используются в трубопроводах  для устройства переходов от одного диаметра труб к другому (рис. 1). Тройники применяются для устройства ответвлений  на трубопроводах. Тройники бывают равнопроходными и переходными (рис. 2). Отводы служат для устройства поворотов трубопроводов под углом 90° (рис. 3). Кресты используют для устройства ответвлений трубопроводов (рис. 4). Для установки трубопроводной арматуры на трубопроводах применяют патрубки (рис. 5).

     Стенки  фасонных частей могут быть разной толщины. Это зависит от срока  службы трубопровода, для которого они применяются. Для стальных труб используются фасонные части, рассчитанные на рабочее давление 2 МПа, а для  остальных труб — 1,5 МПа.

     Соединение  фасонных частей с трубами производится по-разному. Например, с гладкими концами  стальных труб фасонные части соединяются  сваркой. Чугунными муфтами стыкуют  стальные тонкостенные трубы с обечайками, чугунные с гладкими концами и  асбестоцементные трубы. С помощью  втулок и раструбов соединяют  концы тонкостенных стальных труб. Обточенный конец асбестоцементной трубы можно соединить с необточенным концом трубы с таким же диаметром с помощью перехода с раструбом и гладким концом. Фасонные части с полиэтиленовыми трубами стыкуются на фланцах 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Эксплуатационные  параметры арматуры 

     Среди эксплуатационных параметров арматуры выделяют следующие: энергетические (давление и температура); пропускная способность; коррозионная стойкость; тип привода; необходимый крутящий момент для  управления арматурой; время срабатывания и другие.

     Самый важный параметр - давление среды. Разделяют  условное, рабочее и пробное давление.

     Условное  давление - это наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20 ⁰С, при котором обеспечивается длительная и безопасная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов.

     Существует  стандартный ряд значений условных давлений, на которые проектируется  ТА. Этот ряд давлений в МПа приведен ниже:

     0,1 0,25 0,4 0,6 1 1,6 2,5 4 6,4 (8,0) 10,0 (12,5) 16 20 25 32 40 50 64 80 100

     Значения  давлений, указанные в скобках  не рекомендуется применять, их следует  использовать только для замены вышедшей из строя арматуры.

     По  условному давлению ТА можно разделить на 6 групп:

     • для сверхвысокого и высокого вакуума (Р_абс менее 0,1 Па)

     • для низкого и среднего вакуума (Р_абс от 0,1 Па до 0,1 МПа)

     • для малых давлений (Р_абс от 0.25 Мпа до 1,6 МПа)

     • для средних давлений (Р_абс от 2,5 до 10 Мпа)

     • для высоких давлений (Р_абс от 16 до 80 Мпа)

     • для сверхвысоких (Р_абс от 100 Мпа и выше)

     Рабочее давление - это наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов при рабочей  температуре проводимой среды.

     Учитывая, что прочность большинства конструкционных  материалов уменьшается с увеличением  температуры, условное давление арматуры должно быть больше рабочего. Иначе  говоря, если бы арматура эксплуатировалась  при 20 ⁰С, она могла бы выдержать большее давление, по сравнению с работой при повышенной температуре.

     Пробное давление - это избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию водой  на прочность при температуре  не выше 100 ⁰С.

     В эксплуатационных условиях допускается  превышение фактического рабочего давления над указанным в стандарте  не более чем на 5%.

     При повышении температуры допускаемое  давление снижается в различной  степени в зависимости от материала  деталей корпуса, который в основном и определяет прочностные свойства арматуры.

     Снижение  рабочего давления по сравнению с  условным определяется рядом температурных ступени и соответствующими им поправочными коэффициентами:

     1 0,9 0,8 0,71 0,64 0,56 0,5 0,45 0,4 0,36 0,32 0,26 0,25 0,22

     Для каждого материала имеются таблицы, где указываются температурные  интервалы для каждой ступени.

     По  температурному режиму ТА можно разделить на 5 категорий:

     • обычная

     • для высоких температур

     • жаропрочная

     • для холодильной техники

     • криогенная

     Арматура  обычная выпускается на различные диапазоны температур в зависимости от материала корпуса:

     из  углеродистой стали - до 425 ⁰С

     из  ковкого чугуна марки КЧ - до 300 ⁰С

     из  серого чугуна марки СЧ - до 225 ⁰С

     из  латуни и бронзы - до 200 ⁰С

     Арматура  для высоких температур предназначена для работы на потоках с температурой 450 - 600 ⁰С. Она изготавливается из специальных сталей.

     Арматура  жаропрочная предназначена для работы на потоках с температурой более 600 ⁰С. Она изготавливается из сп5ециальных жаростойких легированных сталей.

     Арматура  для холодильной техники должна работать надежно в зоне отрицательных температур до -153⁰С.

     Криогенная  ТА предназначена для работы в условиях глубокого холода при температурах ниже -153 ⁰С.

     Монтажные параметры арматуры

     К монтажным параметрам ТА относятся:

     • условный диаметр прохода.

     • строительная длина

     • строительная высота

     • конструкция присоединительных патрубков

     • размеры присоединительных патрубков

     Номинальный диаметр отверстия в трубе  или арматуре, служащего для пропуска рабочей среды, называется условным диаметром прохода и обозначается D_y.

     Этот  параметр установлен ГОСТом.

     По  условному диаметру прохода арматура делится на следующие группы:

     • сверхмалых размеров

     • малых размеров

     • средних размеров

     • больших диаметров

     • сверхбольших диаметров

     К группе сверхмалых размеров относится ТА с D_y до 5,0 мм включительно. Это как правило специальная или лабораторная арматура. В практике строительства к этому типу арматуры можно отнести редукторы для баллонов сжатых газов. К этой же группе относится арматура различных приборов, связанных с перемещением газовых или жидкостных потоков: газоанализаторы, термостаты, испарители, химическое оборудование и т.д. Присоединительные концы часто под штуцер или имеют готовый штуцер под шланг.

     К группе малых размеров относится ТА с D от 6 до 40 мм включительно. Эта арматура применяется очень широко в системах отопления, теплоснабжения, холодного и горячего водоснабжения. Как правило, это муфтовая ТА, то есть присоединительные концы имеют внутреннюю резьбу. Материал корпуса чугун или цветные металлы, сталь для этой арматуры применяется редко, только если она рассчитана на работу при высоких давлениях.

     К группе средних размеров относится ТА с D_y от 50 до 300 мм включительно. Эта ТА широко применяется в системах отопления и теплоснабжения, холодного и горячего водоснабжения. Учитывая значительные диаметры, она устанавливается на вводах в здание или на магистральных трубопроводах. Широко применяется арматура такого размера в котельных, ТЭЦ, технологических установках различного профиля. Изготавливается из чугуна, стали углеродистой или легированной в зависимости от назначения.

     К группе больших диаметров относится ТА с D от 350 до 1200 мм включительно. Это арматура устанавливается на магистральных трубопроводах или крупных трубопроводах тепловых станций, станций водоснабжения и канализации.

     К группе сверхбольших диаметров относится ТА с D от 1400 и выше. Такая арматура применяется в основном в металлургии и гидротехническом строительстве. В санитарно-технических системах она не применяется.

     Строительная  длина характеризует длину участка трубы, который арматура замещает в трубопроводе. Строительные длины унифицированы для клапанов и задвижек общепромышленной арматуры, для другой арматуры они не унифицированы.

     Строительная  высота - это расстояние от оси прохода арматуры до конца шпинделя в верхнем положении.

     Знание  строительных размеров арматуры очень  важно на этапе проектирования, чтобы  правильно определить габариты, занимаемые арматурой. Игнорирование этих параметров может привести к тому, что арматура не поместится в отведенном для нее  месте.