Учебное пособие. Учебное пособие введение
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Классификация технологических трубопроводов
Окончание таблицы на следующей странице
Расположение трубопроводов должно обеспечивать: безопасность и надежность эксплуатации в пределах нормативного срока; возможность непосредственного наблюдения за техническим состоянием; возможность выполнения всех видов работ по контролю, термической обработке сварных швов и испытанию; изоляцию и защиту трубопроводов от коррозии, вторичных проявлений молний и статического электричества; предотвращения образования ледяных и других пробок в трубопроводе; исключения провисания и образования застойных зон. 1.2. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ В любой отрасли промышленности, в том числе химической и нефтеперерабатывающей, широко используются различные соединения деталей, узлов, машин, приборов, аппаратов и оборудования. Как уже отмечалось, соединения бывают разъёмные и неразъёмные. К неразъемным соединениям относятся соединения, получаемые сваркой или пайкой, к разъемным - фланцевые и резьбовые (штуцерные, муфтовые и некоторые др.). Выбор соединения зависит от материала соединяемых деталей, давления, температуры и физико-химических свойств транспортируемого вещества (агрессивности, токсичности, способности к застыванию или выпадению осадка), условий эксплуатации (герметичности, необходимости частых разборок, огне- и взрывоопасности производства). Наиболее широко распространен способ получения неразъемных соединений технологических трубопроводов путем электродуго- вой сварки, которая обеспечивает высокую прочность, надежность и плотность соединений. При строительстве и ремонте трубопроводов применяются различные виды неразъемных сварных соединений труб и деталей трубопроводов, некоторые из которых показаны на рис.1.1. Среди разъёмных соединений на первом месте стоят фланцевые соединения (рис. 1.2). Они состоят из фланцев 3 и 4, прокладки (обтюрации) 5, соединительных болтов 2 (или шпилек) с гайками. Герметичность соединения достигается за счет кольцевых прокладок из упругого материала, установленных между торцевыми поверхностями фланцев.
 Р и с. 1.2. Фланцевое соединение трубопровода: 1,6 - подлежащие соединению участки трубопровода; 2 - болт (шпилька) с гайкой; 3,4 - фланцы; 5 - прокладка (обтюрация) Штуцерные соединения1 (рис. 1.3) используют в трубопроводах, предназначенных для транспорта густой и жидкой смазки, коммуникаций высокого давления, на водо- и газопроводных линиях, а также для присоединения резьбовой трубопроводной арматуры и контрольно-измерительных приборов и автоматики. На резьбе также соединяют трубопроводы из чугуна и стальных футерованных труб. Штуцерные соединения для гибких трубопроводов (шлангов) иногда называют дюритовыми. К разъёмным относится также муфтовое соединение (рис. 1.4), которое применяется для монтажа водо- и газонапорных труб. На одном конце трубы нарезается или приваривается удлинённая резьба (сгон), на которую полностью может поместиться муфта 2 и контргайка 3. На конце другой трубы нарезается короткая резьба длиной, равной примерно половине длины муфты. Трубы соединяют путём свинчивания муфты со сгона на короткую резьбу до упора. Чтобы обеспечить необходимое уплотнение в резьбе, применяют ленту из полимерных материалов, паклю или лен на сурике, либо белилах, поджимая их контргайкой.  г   а  Р и с. 1.3. Типы штуцерных соединений: а - штуцерное соединение трубопроводов, приваренные встык; б-штуцерное соединение на отбортованных труба; в- штуцерное соединение на конической резьбе; г- штуцерное соединение с врезающимся кольцом; 1 - соединяемые трубы; 2 - ниппель; 3 - накидная гайка; 4 - штуцер; 5 - прокладка; 6 - кольцо Прокладки. Для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов и арматуры применяют прокладки, изготовленные из специальных прокладочных материалов. Они должны обладать достаточной упругостью и прочностью для восприятия внутреннего давления и температурных удлинений трубопровода, химической стойкостью в агрессивных средах, теплостойкостью. Выбор типа и материала прокладок зависит от конкретных условий работы трубопровода - температуры, давления и степени агрессивности среды. Форма и размеры прокладок определяются конфигурацией уплотняемых соединений (рис. 1.5). Для изготовления прокладок применяются как неметаллические материалы, так и металлы. Металлические прокладки используются для ответственных объектов и тяжелых условий работы арматуры (высокой температуры, высокого давления и т.д.), но они требуют больших усилий затяга, чем мягкие прокладки. 2 з  Р и с. 1.4. Муфтовое соединение: 1-участок трубы с длинной резьбой; 2-муфта; 3-контргайка; 4-труба с короткой резьбой Неметаллические материалы. Резина является наиболее пригодным материалом для уплотнения разъемных соединений. Она эластична, требует небольших усилий затяга уплотнений, практически непроницаема для жидкостей и газов. Резина применяется при температуре до +50 °С, а теплостойкая резина - до +140 °С. По твердости резину подразделяют на мягкую, средней твердости и твердую. Существуют пять типов резины: маслобензостойкая (марки А, Б и В, в зависимости от степени стойкости), кислотощелочестойко- стая, теплостойкая и пищевая. Прокладки из целлюлозного прокладочного картона используются в арматуре для пара низкого давления и воды при рабочей температуре менее 120 °С и рабочем давлении до 0.6 МПа, для масла с температурой менее 80 °С и рабочем давлении до 4 МПа, а также в других случаях. Для высоких температур целлюлозный картон не пригоден, так как обугливается.  Р и с. 1.5. Некоторые типы прокладок: а - прокладка плоская; б - прокладка гофрированная; в - прокладка зубчатая; г - прокладка круглая Фибра листовая (ФЛАК) представляет собой бумагу или целлюлозу, обработанную цинком и затем каландрированную (прессованную). Фибра применяется для прокладок в арматуре при температуре до 100 °С. Она используется при работе на керосине, бензине, смазочном масле, кислороде и углекислоте. Асбест в качестве прокладочного материала используется в арматуре при повышенных и высоких температурах. Материал минерального происхождения, в технике используется после переработки в виде листового картона или шнура. При температуре 500 °С прочность асбеста снижается на 33 %, а при 600 °С - на 77%. К щелочам асбест достаточно хорошо устойчив, к кислотам наиболее устойчив антофиллит-асбест. Асбестовый непропитанный картон имеет рыхлое строение, низкую прочность, но высокую жаростойкость, используется для арматуры, работающей при температуре до 600 °С, задвижек для горячего дутья, генераторных и дымовых газов и для другой арматуры, не работающей на жидкости. Пропитанный натуральной олифой асбестовый картон может быть использован для нефтепродуктов при давлении до 0.6 МПа и температуре до 180 °С, однако замена его при смене прокладок или ремонте арматуры затруднена, так как он прилипает к металлическим поверхностям. Для уплотнения фланцев газовых задвижек используется также асбестовый шнур, который укладывается спирально на поверхности фланца, предварительно смазанной техническим вазелином. Паронит листовой изготовляется из смеси асбестовых волокон (60-70%), каучука (12-15%), минеральных наполнителей (15-18%) и серы (1,5-2,0%) путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Теплостойкость паронита зависит от количества в нем резины. Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется в арматуре для насыщенного и перегретого пара, горячих газов и воздуха, растворов щелочей и слабых растворов кислот, аммиака, масел и нефтепродуктов при температуре до 450 °С. Чтобы улучшить плотность и увеличить сопротивление распору прокладки средой, на уплотняющих поверхностях соединения обычно создают две-три узкие канавки треугольного сечения, в котором паронит вдавливается под действием усилия затяга. Такие канавки делаются и при использовании других неметаллических прокладок. Листы паронита изготавливаются толщиной до 7,5 мм. Прокладку целесообразно применять возможно более тонкую, но толщина ее должна быть достаточной для уплотнения при данной шероховатости обработанных поверхностей и площади уплотнения. Паронит листовой выпускается четырех марок: ПОН (паронит общего назначения), ПМБ (паронит маслобензостойкий), ПА (паронит, армированный сеткой), ПЭ (паронит электролизерный). Первые три марки используют для уплотнения соединений типов: «гладкие» с давлением рабочей среды не более 40 кгс/см2; «шип-паз»; «выступ- впадина». Листы паронита имеют размеры от 0,3*0,4 до 1,5*3,0 м, толщина листов от 0,4 до 7,5 мм. Условия применения паронита для различных сред и предельных рабочих параметров среды приведены в ГОСТе. Пластмассы для прокладок применяются в арматуре, работающей при невысоких температурах. Пластикат полихлорвиниловый по эластичности наиболее близко подходит к резине, используется для арматуры в химическом производстве при сравнительно низком интервале температур (от -15 до + 40 °С). Полиэтилен в качестве прокладок может использоваться при температуре среды от - 60 до +50 °С. Фторопласт-4 и фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ), выпускаемый в виде шнуров различных профилей и сечений, применяются для температур от -195 до +200 °С. Винипласт как прокладочный материал используется ограниченно. Металлические материалы. Металлические прокладки изготовляются в виде плоских колец прямоугольного сечения из листового материала или в виде колец фасонного сечения из труб или поковок. Помимо этого изготовляются комбинированные прокладки, состоящие из мягкой сердцевины (асбест или паронита), облицованной листовым материалом из алюминия, малоуглеродистой стали или коррозионностойкой стали Х18Н9 или Х18Н10Т. Достоинства металлических прокладок: достаточная плотность при высоких давлениях и температурах среды, коэффициент линейного расширения близок к коэффициенту линейного расширения материла фланца и шпилек или болтов, они могут быть использованы несколько раз после ремонта. К недостаткам следует отнести: необходимость создания больших усилий для обеспечения герметичности соединения, относительно низкие упругие свойства. |