Виды, обозначение и отличительная окраска арматуры
Вид арматуры. По способу перемещения запорного или регулирующего органа и его конструкции арматура подразделяется на задвижки, вентили, клапаны, краны к т.д.
У задвижек запорный или регулирующий орган перемешается вдоль уплотнительных поверхностей корпуса перпендикулярно оси потока продукта. Задвижки могут быть полнопроходными и суженными, в последних диаметр отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.
По форме запорного органа задвижки подразделяются на клиновые и параллельные /рис. 3.1/. Преимущество задвижек - малое гидравлическое сопротивление /в 30...40 раз меньше, чем у вентилей/. Это достигается тем, что при вращении шпинделя 4 диск 1 или клин 9 полностью выдвигается в верхнюю часть корпуса 2. Задвижки по сравнению с вентилями имеют меньшие размеры и массу, что позволяет их устанавливать в труднодоступных местах. Задвижками управляют вручную или с помощью электропривода 10, обычно с дистанционным управлением.
Рис. 3.1. Задвижки:
а - клиновая с выдвижным шпинделем, б - клиновая с невыдвижным шпинделем; 1 - корпус, 2 - крышка, 3 - клин /затвор/, 4 - шпиндель, 5 - маховик
У вентилей запорный или регулирующий орган перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока транспортируемого вещества /рис. 3.2/. Вентили имеют сальниковое уплотнение 5 шпинделя 4. Затвор 2 соединяется со шпинделем шарнирно и отрывается от седла без скольжения, благодаря чему исключается повреждение уплотнительных поверхностей 1. В отличие от кранов и задвижек вентили имеют повышенное гидравлическое сопротивление, так как потоку рабочей среды приходится менять свое направление. Чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление, применяют прямоточные вентили, у которых золотник в открытом положении не мешает проходу рабочей среды.
Рис. 3.2. Запорные вентили:
а - фланцевый, тип 15ч14бр; б - приварной, тип 15с65бк; 1 - уплотнительная поверхность, 2 - затвор, 3 - крышка, 4 -шпиндель, 5 - уплотнение, 6 - втулка, 7 - маховик
Клапаны по назначению подразделяются на запорные, регулирующие, предохранительные, обратные, перепускные, отсечные, дыхательные.
Запорный клапан предназначен для перекрытия потока транспортируемого вещества.
Регулирующий клапан служит для регулирования давления или количества транспортируемого вещества.
Предохранительные клапаны предназначены для защиты трубопроводов и оборудования от недопустимого давления путем сброса транспортируемого вещества. Они приводятся в действие либо давлением среды на клапан, либо посредством импульса /побудителя/ от вспомогательного клапана небольшого диаметра.
Предохранительные клапаны бывают рычажные /рис. 3.3, а/ и пружинные /рис. 3.3, б/ - одинарные и двойные. У двойных клапанов два запорных органа /два затвора/ размещены в одном корпусе.
Рис. 3.3. Предохранительные малоподъемные клапаны:
а - однорычажный ранцевый, тип 17ч3бр; б - пружинный фланцевый, тип 17с11нж; 1 - корпус. 2 - затвор, 3 - шпиндель, 4 - крышка, 5 - рычаг, 6 - груз, 7 – пружина
Обратные клапаны пропускают транспортируемое вещество только в одном направлении и автоматически закрываются при его обратном движении. Клапаны предохраняют трубопроводы, аппараты и машины от попадания в них при прекращении работы продукта из потока обратного направления.
Обратные клапаны подъемные /рис. 3.4, а/ и поворотные /рис. 2.9, б/ изготовляют Ду от 15 до 1000 мм на различные давления и температуру. Обратные клапаны в основном устанавливают на трубопроводах для газовых и жидких сред.
Рис. 3.4. Обратные сланцевые клапаны:
а - подъемный, тип 16ч3бр; б - поворотный, тип 19ч16бр; 1 - корпус, 2 - подъемный затвор, 3 - крышка, 4 - поворотный затвор
Перепускные клапаны поддерживают давление рабочей среды на требуемом уровне путем перепуска ее через ответвление трубопровода.
Отсечными называются клапаны, предназначенные для быстрого перекрытия потока вещества.
Дыхательные клапаны предназначены для выпуска накопившихся паров или воздуха и предотвращения образования вакуума.
Кранами называется арматура, в которой запорный или регулирующий орган в форме тела вращения или части его поворачивается вокруг своей оси, перпендикулярной оси потока транспортируемого вещества. По конструкции затвора краны подразделяются на конусные /рис. 3.5, а/, шаровые /рис. 3.5, б/ и цилиндрические. Шаровые краны, широко применяемые, имеют шаровую пробку 6, которая обеспечивает малое гидравлическое сопротивление и высокие эксплуатационные качества. По способу уплотнения затвора краны могут быть натяжные и сальниковые. В натяжных кранах затвор уплотняется подтягиванием гайки, навернутой на нижний конец пробки, которая проходит через дно корпуса: в сальниковых /см. рис. 3.5, а/ - подтяжкой сальника 2.
Обозначение и отличительная окраска. Знание условных обозначений и отличительной окраски трубопроводной промышленной арматуры позволяет правильно определить ее тип и материал, условия применения в трубопроводах и тем самым обеспечивает возможность контроля и грамотное выполнение монтажных работ.
Рис. 3.5. Фланцевые сальниковые краны:
а - пробковый, тип 11ч8бк; б - шаровой, тип 11ч37п; 1 - втулка, 2 - сальник, 3 - корпус, 4 - конусная пробка, 5 - отжимный болт, 6 - шаровая пробка
Условное обозначение, или шифр, арматуры состоит из цифровых и буквенных знаков, включающих пять элементов, расположенных последовательно. Например, 30ч925бр. Первое двузначное число обозначает тип арматуры: кран -11; запорное устройство указателя уровня - 12; вентиль - 13, 14, 15; обратный подъемный клапан - 16; предохранительный клапан - 17; обратный поворотный клапан - 19; задвижка - 30 и 31; конденсатоотводчик - 45 и т.д.
Первое буквенное обозначение указывает материал корпуса: сталь углеродистая - с; сталь легированная - лс; сталь нержавеющая - нж; чугун серый - ч; чугун ковкий - кч; латунь или бронза - б; пластмассы /кроме винипласта/ - п.
Однозначное число указывает привод: механический с червячной передачей - 3; то же, с цилиндрической - 4; то же, с конической - 5; пневматический - 6; гидравлический - 7; электромагнитный - 8; электрический - 9. При отсутствии привода число не ставится.
Следующее двузначное число - конструкция данного вида арматуры /номер модели/ по каталогу.
Буквы в конце условного обозначения указывают материал уплотнительных колец /буквенное обозначение/: латунь и бронза - бр; нержавеющая сталь - нж; кожа - к; эбонит - э; резина - р; пластмассы /кроме винипласта/ - п; без вставных или направленных колец - бк.
В том случае, если арматура имеет внутреннее покрытие, обозначение материала этого покрытия объединяется с обозначением материала уплотнительных колец: гуммирование - гм; эмалирование - эм; футерование пластмассой - п; освинцовывание -св.
Для арматуры с электроприводом во взрывозащищенном исполнении в конце обозначения добавляют букву Б /например, 30 ч 906брБ/, а в тропическом исполнении - букву Т /30ч6брТ/. Б отдельных случаях после букв, обозначающих материал уплотнительных поверхностей, добавляют цифру, указывающую на вариант исполнения изделия.
1. Индекс 15с916ж1, где 15 - вентиль, с - корпус выполнен из углеродистой стали, 9 - привод электрический, 16 - номер по каталогу, нж - уплотнительные поверхности изготовлены из нержавеющей стали, 1 - вариант исполнения.
2. Индекс 11б9бк, где 11 - кран, 6 - корпус выполнен из латуни или бронзы, 9 - номер по каталогу, бк - уплотнительные поверхности изготовлены непосредственно на самом корпусе, т.е. затвор без вставных колец.
Отличительную окраску чугунной и стальной арматуры наносят на необработанные поверхности /корпус, крышку, сальник, кроме приводных устройств/. Арматуру из углеродистой стали окрашивают в серый цвет, из легированной - в синий, с корпусом из кислотостойкой и нержавеющей стали - в голубой, из чугуна серого и ковкого - в черный. Арматуру из цветных металлов и пластмасс не окрашивают.
В зависимости от материала уплотнительных деталей затвора используют дополнительную отличительную окраску приводного устройства арматуры /маховика, рычага/: если уплотнительное устройство изготовлено из бронзы или латуни - в красный цвет, из нержавеющей стали - в голубой, из алюминия - в алюминиевый, из баббита - в желтый, из кожи и резины - в коричневый. Арматуру, футерованную или имеющую внутреннее покрытие /кроме диафрагмы/, дополнительно окрашивают: эмалированную - в красный, гуммированную - в зеленый, покрытую пластмассой - в синий цвет.
Компенсаторы
Все трубопроводы при изменении температуры транспортируемого продукта и окружающей среды подвержены температурным деформациям /удлинению, укорочению/.
Вследствие теплового удлинения в трубопроводе возникают значительные продольные усилия, которые оказывают давление на конечные закрепленные точки /опоры/, стремясь сдвинуть их с места. Эти усилия настолько значительны, что могут разрушить опоры , вызвать продольный изгиб трубопровода или привести к нарушению фланцевых и сварных соединений.
Для защиты трубопровода от дополнительных нагрузок, возникающих при изменении температуры, его проектируют и конструктивно выполняют так, чтобы он мог свободно удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении без перенапряжения материала к соединительных труб. Способность трубопровода к деформации под действием тепловых удлинений в пределах допускаемых напряжений в материале труб называется компенсацией тепловых удлинений.
Способность трубопровода компенсировать тепловые удлинения за счет конфигурации участка линии и упругих свойств металла без специальных устройств, встраиваемых в трубопровод, называется самокомпенсацией /рис. 3.6, б/. Самокомпенсация осуществляется благодаря тому, что в линии трубопровода 2, кроме прямых участков между неподвижными опорами 1. имеются повороты или изгибы /отводы/. Расположенный между двумя прямыми участками поворот или отвод обеспечивает компенсацию значительной части удлинения благодаря эластичности конструкции, а остальная часть компенсируется за счет упругих свойств металла прямого участка трубопровода.
Рис. 3.6. Деформации трубопровода и их компенсация:
а - трубопровода без компенсатора, б - самокомпенсация -Z-образного трубопровода, в - трубопровода с П-образным компенсатором; 1 - неподвижная опора, 2 - трубопровод, 3 - направляющая опора, 4 - пружинная подвеска, 5 - П-образный компенсатор
В зависимости от конструкции, принципа работы компенсаторы делятся на П-образные, линзовые, волнистые и сальниковые.
П-образные компенсаторы, обладающие большой компенсирующей способностью /до 700 мм/, широко применяют при надземной прокладке технологических трубопроводов независимо от их диаметра. Преимущества таких компенсаторов - простота изготовления и удобство эксплуатации; недостатки - повышенное гидравлическое сопротивление, большой расход труб, значительные размеры и необходимость сооружения дополнительных опорных конструкций.
П-образные компенсаторы изготовляют с применением гнутых /рис. 3.7, а/, крутоизогнутых /рис. 3.7, б/ и сварных /рис.3.7, в/ отводов. П-образные компенсаторы в зависимости от соотношения длин прямого участка спинки Р и прямого участка имеют различную компенсирующую способность.
Рис. 3.7. П-образные компенсаторы с отводами:
а - гнутыми; б - крутоизогнутыми; в - сварными
Линзовые компенсаторы /рис. З.8, а/ состоят из нескольких последовательно включенных в трубопровод линз. Линза сварной конструкции состоит из двух тонкостенных стальных штампованных полулинз 1 и благодаря своей форме легко сжимается. Компенсирующая способность каждой линзы сравнительно небольшая /5...8 мм/. Число линз компенсатора выбирают в зависимости от его необходимой компенсирующей способности. Чаще всего применяют компенсаторы, состоящие из трех или четырех линз. Чтобы уменьшить сопротивление движению рабочей среды, внутри компенсатора помещают стаканы 3 /рис. 3.8, б/.
Рис. 3.8. Линзовые компенсаторы:
а - трехлинзовый без стакана, б - трехлинзовый со стаканом, в - сдвоенный со стяжкой; 1 - полулинза, 2 - штуцер, 3 - стакан, 4 - тяга, 5 - стяжка
Компенсаторы со стаканами используют на прямых участках трубопроводов для восприятия только осевых нагрузок, а компенсаторы без стаканов применяют в тех случаях, когда они работают в качестве шарниров. На горизонтальных участках трубопроводов компенсаторы устанавливают с дренажными штуцерами 2, которые вваривают в нижних точках каждой линзы. Для восприятия распорных усилий, возникающих в трубопроводах, приваривают стяжки 5 /рис. 3.8, в/.
Линзовые компенсаторы применяют на Ру до 2,5 МПа для трубопроводов Ду от 100 до 1600 мм, транспортирующих неагрессивные и малоагрессивные вещества. К трубопроводам линзовые компенсаторы присоединяют на сварке или на фланцах. Преимущества линзовых компенсаторов по сравнению с П-образными - небольшие размеры и масса; недостатки - небольшие допускаемые давления, малая компенсирующая способность и большие распорные усилия, передаваемые на неподвижные опоры.
Волнистые компенсаторы - наиболее совершенные устройства, обладающие большой компенсирующей способностью и небольшими габаритами. Основная отличительная особенность волнистых компенсаторов по сравнению с линзовыми - гибкий элемент, представляющий собой эластичную и прочную гофрированную оболочку. Гибкий элемент в зависимости от направления нагрузки, прикладываемой к его концам, получает деформации различного характера /рис. 3.9/: сжатие, растяжение, изгиб, смещение оси.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации волнистые компенсаторы изготовляют различных типов: осевые, угловые, шарнирные и т.д. Компенсаторам каждого основного типа соответствует определенный характер деформации гибкого элемента. Гибкий элемент осевых компенсаторов работает на сжатие и растяжение вдоль продольной оси на величину Δ/2 по отношению к его начальному положению.
Волнистые компенсаторы предназначены для работы при температуре от -70 до +700 °С на Р до 6,3 МПа. Применение волнистых компенсаторов вместо П-образных сокращает расход труб и тепловой изоляции на 15...25 %, снижает гидравлическое сопротивление и уменьшает количество опор и опорных конструкций, поддерживающих трубопровод. По сравнению с линзовыми компенсаторами волнистые имеют более широкий диапазон допускаемых давлений, большую компенсирующую способность и значительно меньшие продольные усилия, передаваемые на неподвижные опоры.
Рис. 3.9. Схемы деформации гибкого элемента волнистого компенсатора:
а - начальное положение; б - сжатие по продольной оси; в - растяжение по продольной оси; г - изгиб под углом; д - смещение продольной оси при параллельности плоскостей
Сальниковые компенсаторы /рис. 3.10/ представляют собой трубу 1, вставленную в корпус 4. В зазоре между ними установлено уплотнительное кольцо 3 с грундбуксой 2. По конструкции сальниковые компенсаторы подразделяют на одно- и двусторонние. Компенсаторы соединяются с трубопроводом на сварке или на фланцах. Сальниковые компенсаторы изготовляют на Р до 1,6 МПа, температуру до 300 °С и Ду от 100 до 1000 мм.
Рис. 3.10. Сальниковый компенсатор
1 - труба; 2 - грундбукса; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - корпус компенсатора.
Сальниковые компенсаторы отличаются высокой компенсирующей способностью, небольшими размерами. Однако из-за трудности герметизации сальниковых уплотнений в технологических трубопроводах их применяют редко, а для трубопроводов горючих, токсичных и сжиженных газов их использование не допускается. Основные недостатки сальниковых компенсаторов - необходимость систематического наблюдения и ухода за ними в процессе эксплуатации, сравнительно быстрый износ сальниковой набивки и, как следствие, отсутствие надежной герметичности.
Монтаж и испытание технологических трубопроводов
Приемка, складирование труб, деталей, арматуры и других изделий и материалов
До начала монтажных работ монтажная организация должна иметь сопроводительную документацию (паспорт, сертификаты и другие документы) предприятий-поставщиков на трубы, детали, арматуру и другие изделия, и материалы, подтверждающую их качество и соответствие техническим условиям на изготовление.
При отсутствии документов предприятий-поставщиков они могут быть заменены соответствующими им по содержанию документами, подписанными ответственными представителями заказчика.
По сопроводительной документации должно быть проверено соответствие марок, размеров и других характеристик изделий и материалов рабочей документации, согласно которой должен осуществляться монтаж трубопроводов.
Трубы, детали и другие изделия (кроме арматуры), не имеющие сертификатов или паспортов заводов-изготовителей, а также бывшие в употреблении, могут быть использованы для монтажа трубопроводов II категории и ниже при наличии документов, подписанных ответственными представителями заказчика, об их проверке и испытании на соответствие требованиям проекта, стандартов и технических условий.
При приемке труб и деталей визуальным осмотром и замером должны проверяться:
- наличие маркировки и клейма ОТК завода-поставщика;
- размеры наружного диаметра, толщины стенки и овальности на присоединительных концах в перпендикулярных плоскостях;
- качество наружной и внутренней поверхностей. Поверхность не должна иметь плен, закатов, трещин, рванин, а также глубоких вмятин, рисок и других дефектов, приводящих к минусовым отклонениям толщины стенки более допустимых;
- качество резьбы на концах труб;
- соответствие марок материалов, механических свойств, химического состава, технологических испытаний и режимов термообработки указанным в проекте.
При приемке трубопроводной арматуры необходимо проверять:
- наличие документов, подтверждающих проведение заводом-изготовителем испытаний на прочность и герметичность;
- соответствие маркировки и отличительной окраски ее назначению, материалу, а также наличие стрелки, указывающей направление движения продукта;
- комплектность (наличие ответных фланцев и крепежных деталей специального назначения);
- плавность и легкость хода шпинделя и запорных устройств, затяжку сальников;
- наличие заглушек на проходных отверстиях и уплотнительных поверхностях фланцев и отсутствие повреждений уплотнительных поверхностей;
- наличие на фланцах отверстий под болты и шпильки;
- отсутствие трещин на корпусах и крышках.
При приемке фланцев, прокладок, опор, подвесок и болтов (шпилек) с гайками необходимо проверить их комплектность, отсутствие механических повреждений уплотнительных поверхностей фланцев и резьб болтов и шпилек.
Устранение дефектов, обнаруженных в процессе приемки, является обязанностью заказчика.
Складирование, хранение и транспортирование
Трубы, детали, арматуру и другие изделия и материалы, полученные для монтажа трубопроводов, следует складировать и хранить рассортированными по типам, материалам и размерам.
Стальные трубы складируются на открытых специально подготовленных площадках, в штабелях или на стеллажах с использованием инвентарных приспособлений (ложементов, подкладок, прокладок с концевыми упорами, металлических башмаков), обеспечивающих устойчивость труб в штабеле (на стеллаже), безопасность рабочих и исключающих возможность механического повреждения огрунтованных и изолированных труб. Площадки должны иметь уклон 1,5-2° для обеспечения стока атмосферных осадков.
Подкладки и прокладки в штабелях следует располагать в одной вертикальной плоскости. Высота штабеля должна быть не более 3 м.
Склад открытого хранения труб должен иметь сквозной или круговой проезд шириной не менее 4,5 м для транспортных и грузоподъемных средств.
Между смежными штабелями (стеллажами) должны быть проходы шириной не менее 1 м.
При складировании труб не допускается:
- укладывать в один штабель (стеллаж) трубы различного диаметра;
- укладывать трубы верхнего ряда до закрепления труб нижнего ряда;
- складировать вместе изолированные (или огрунтованные) и неизолированные трубы;
- укладывать трубы в наклонном положении, т.е. с опиранием поверхности трубы на кромки нижележащих труб.
Детали трубопроводов и арматура должны храниться в складских помещениях или под навесами (укрытиями). При хранении и транспортировании вентилей и задвижек их затворы должны быть плотно закрыты, а при транспортировании кранов - находиться в открытом состоянии.
Трубы, детали и арматуру из углеродистой и высоколегированной стали следует складировать и транспортировать раздельно, при этом трубы, детали и арматуру из высоколегированной стали необходимо предохранять от соприкосновения с изделиями и конструкциями из углеродистой стали.
Сварочные, лакокрасочные, а также полимерные и другие неметаллические материалы и изделия из них должны храниться и транспортироваться в соответствии с требованиями документации предприятий-изготовителей, ППР, а также ведомственных инструкций по их применению.
При строповке труб и других изделий из высоколегированной стали в местах соприкосновения их поверхностей с тросом необходимо применять неметаллические подкладки.
Строповка трубопроводной арматуры производится только за корпус; не допускается строповка ее за штурвалы, сальники, рычаги и т.п.
Обработка концов труб и деталей под сварку
Разделка концов труб и деталей трубопроводов для различных способов сварки производится в соответствии с требованиями ГОСТ 16037-80.
В табл.11-20 приведены основные виды сварных соединений стальных трубопроводов, а также форма, угол скоса, величины зазора в между кромками свариваемых деталей после прихватки, притупления кромок с, ширины е и усиления сварного шва q по указанному ГОСТ.
Таблица 11
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| С2 | 
| 
|
| ||
|
Таблица 12
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| С17 | 
| 
|
Таблица 13
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| С47 | 
| 
|
Таблица 14
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| С48 | 
| 
|
Таблица 15
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| С54 | 
| 
|
Таблица 16
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| У5 | 
| 
|
Таблица 17
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
| У7 | 
| 
|
Таблица 18
| Условное обозначение сварного соединения, тип соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
У16
| 
| 
|
Таблица 19
| Условное обозначение сварного соединения, тип соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
У17 
| 
| 
|
Таблица 20
| Условное обозначение сварного соединения, тип соединения | Конструктивные элементы и размеры, мм | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |
У19
| 
| 
|
Подготовка под сварку стыковых соединений труб и деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, приведенных ниже, должна производиться так же, как деталей одинаковой толщины, при этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по большей толщине (табл.21).
Таблица 21.
| Толщина тонкой детали, мм | Разность толщины деталей, мм |
| До 3 | |
| Свыше 3 до 7 | |
| Свыше 7 до 10 | |
| Свыше 10 |
Для осуществления плавного перехода от одной детали к другой допускается наклонное расположение поверхности шва.
При разнице в толщине свариваемых труб и деталей свыше указанных значений на детали, имеющей большую толщину S1, должен быть сделан скос до толщины тонкой детали S, как указано на чертеже 1. При этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.
Рис Форма и размеры скоса кромок при различной толщине свариваемых деталей.
Сборка элементов, узлов и секций трубопроводов под сварку
При сборке стыков трубопроводов должно быть обеспечено правильное фиксированное взаимное расположение соединяемых концов труб, деталей и арматуры, при этом разностенность (разница толщин стенок) и смещение внутренних кромок при их стыковке под сварку (рис, а) не должны превышать величин, указанных в табл.29.
Таблица 29
| Трубопроводы | Толщина стенки труб и деталей S, мм | ||||
| 1-3 | 3,5-6 | 7-10 | 11-20 | Более 20 | |
| На Ру до 10 МПа общего назначения* по ОСТ 36-123-85 | Не должна превышать 0,35 S, но не более 3 мм | ||||
| Для пара и горячей воды | 0,2 S | 0,1 S +0,3 | 0,15 S | 0,05 S + 1 | 0,1 S,но не более 3 мм |
| Для горючих, токсичных и сжиженных газов (ПУГ-69) | Не должна превышать 0,1 S, но не более 3 мм | ||||
| Для тепловых сетей по СНиП 3.05.03-85 | Не должна превышать 0,2 S, но не более 3 мм |
* Допускаемая разностенность и смещение кромок при сборке продольных стыков трубопроводов не должны превышать 0,15 S, но не более 2 мм.
Рис
Взаимное расположение соединяемых стенок концов труб и деталей:
а - при S = S1; б - при S < S1 и Х<30%S;
S, S1 - толщины стенок труб; Х - смещение кромок
При S < S1 допускается увеличение внутреннего смещения кромок до половины разности их толщины, но не более чем на 1 мм, а при больших значениях смещение кромок должно быть устранено за счет плавного скоса кромок трубы или детали большей толщины под углом не более 30°, а для трубопроводов, подведомственных Ростехнадзору, не более 15°. При этом смещение кромок с наружной стороны допускается до 0,3S, но не более 4 мм, при этом плавный переход осуществляется за счет наклонного расположения поверхности сварного шва без обработки кромки (см. рис ,б).
При Х>0,3 S (или более 4 мм) с наружной стороны должен быть сделан скос под углом не более 15°.
При сборке поперечных сварных стыков продольные сварные швы соединяемых элементов Ду от 100 мм и более должны быть смещены в окружном направлении относительно друг друга не менее чем на 30°. Это требование не распространяется на элементы Ду менее 100 мм.
Концы труб и деталей перед сборкой и сваркой должны быть зачищены до металлического блеска по кромкам и прилегающих к ним наружной и внутренней поверхностей на ширину 15-20 мм.
Сборку стыков производят на равномерно распределенных по их периметру прихватках после проведения операционного контроля правильности подготовки кромок.
Число и длина прихваток зависят от способа сварки и диаметра трубопровода и должны обеспечивать жесткость собранного изделия в процессе сварки. В табл.30 приведено количество и длина прихваток при механизированной сварке плавящимся электродом в углекислом газе.
Таблица 30.
| Диаметр труб, мм | Количество прихваток по окружности трубы, шт. | Длина прихваток, мм |
| До 100 | 10-20 | |
| 100-300 | 3-4 | 20-30 |
| 300-600 | 4-6 | 30-40 |
| Более 600 | 6-10 | 60-80 |
Прихватку стыков следует выполнять с полным проваром корня шва теми же сварочными материалами, что и при сварке стыка.
К качеству прихваток и основного сварного шва предъявляются одинаковые требования. При обнаружении внешним осмотром в прихватке пор и трещин они должны быть полностью удалены механическим способом.
Сборку и сварку стыков трубопроводов на специальных установках с внутренним силовым центратором допускается осуществлять без прихватки.
Вмятины на трубах из углеродистой стали допускается выправлять с помощью специальных приспособлений (винтовых, гидравлических), ручного инструмента при местном нагреве стенки трубы до 850-900 °С.
Сборка элементов и узлов трубопроводов должна осуществляться с помощью сборочных стендов, центрирующих устройств и приспособлений, обеспечивающих установку и закрепление труб и деталей в заданном положении, а также позволяющих равномерно распределить по периметру стыка смещения кромок и зазоры, возникающие из-за погрешностей размеров и формы стыкуемых концов труб и деталей.
При Ду до 150 мм требуемая точность концов труб по внутреннему диаметру может быть достигнута раздачей конусными или разжимными оправками (рис.11).
Рис.11.
Схемы устройств для калибровки концов труб и деталей трубопроводов:
а - коническая оправка; б - разжимная оправка.
При Ду = 200-500 мм правку концов труб и деталей осуществляют механизированным способом с помощью специальных установок для калибровки или внутренних силовых центраторов.
При калибровке концов труб и деталей из углеродистой стали и сталей марок 10Г2, 12Х1МФ, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т в холодном состоянии без последующей термической обработки допускается изменение периметров присоединительных концов не более чем на 2%. Для других марок легированных сталей, а также при большей раздаче необходимость термообработки устанавливается производственными инструкциями.
При сборке элементов и узлов трубопроводов должны соблюдаться следующие требования:
а) вварка штуцеров, бобышек и других деталей в сварные швы, а также в гнутые участки (детали) трубопроводов не допускается. В порядке исключения на изогнутом участке допускаются размещение не более одного штуцера (бобышки) внутренним диаметром не более 20 мм, а в сварном шве или зоне термического влияния - отверстия диаметром не более 5 мм для приварки труб или штуцеров приборов контроля и управления;
б) сварные соединения должны располагаться с учетом минимальных допускаемых расстояний, мм:
| между соседними сварными стыковыми соединениями | 100; |
| от сварного стыкового соединения до начала изогнутого участка трубопровода | 100; |
Эти требования не распространяются на детали и сборочные единицы (блоки, узлы), изготовляемые по техническим условиям или стандартам (ГОСТ, ОСТ), а также на трубопроводы пара и горячей воды, подконтрольные Ростехнадзору;
Допускаемое отклонение линейных размеров каждого узла трубопроводов ±3 мм на каждый диаметр, но не более ±10 мм на всю длину изделия. Допускаемое отклонение от прямолинейности собираемых элементов и узлов, измеренное на расстоянии 200 мм в обе стороны от стыка, не должно превышать ±0,5 мм (Рис.12, а) (или ±2,5 мм на 1 м, но не более ±8 мм на весь последующий участок). Замеры следует производить линейкой в 3-4 точках по окружности трубы.
Рис.12
Контроль прямолинейности (а) и неперпендикулярности торцов (б) собираемых элементов:
1,3 - собираемые элементы; 2 - линейка; 4 - угольник.
Неперпендикулярность С подготовленных под сварку торцов элементов и узлов к оси трубы (Рис.12, б), измеренная наложением угольника на базовую поверхность длиной не менее 100 мм в зависимости от наружного диаметра, не должна превышать, мм:
| Дн, мм | до 133 | 159-219 | 273-325 | 377-630 | более 630 |
| С | 2,5 |
Арматура должна устанавливаться с учетом направления потока среды в трубопроводе, указываемого в чертежах.
Приварная арматура перед ее приваркой должна быть полностью открыта. Если приварка производится без подкладочных колец, закрывать арматуру по окончании приварки можно только после ее внутренней очистки.
При проверке готовности узлов и секций в монтаж контролируют выполнение следующих требований:
- наружная поверхность узлов из углеродистой стали должна быть огрунтована;
- все отверстия труб и узлов должны быть закрыты инвентарными пластмассовыми или деревянными заглушками или пробками, а наружные обработанные поверхности арматуры и фланцев защищены от коррозии консервирующими материалами;
- внутренние поверхности узлов и труб, прошедшие специальную химическую обработку, запорные части арматуры, средства регулирования и автоматики консервируются в соответствии со специальными инструкциями;
- наружная поверхность секций для межцеховых трубопроводов должна быть окрашена (для надземных трубопроводов) или защищена изоляционным покрытием (для подземных трубопроводов).
Сборка фланцевых соединений
При сборке фланцевых соединений трубопроводов уплотнительные поверхности приварных фланцев, а также буртов и приварных колец для свободных фланцев должны быть перпендикулярны к осям труб и деталей и соосны с ними.
Отклонение от параллельности на наружном периметре уплотнительных поверхностей не должно превышать 10% толщины прокладки.
Отклонение от перпендикулярности С уплотнительной поверхности фланца к оси трубы или детали (Рис.13) не должно превышать, мм:
Наружный диаметр уплотнительной поверхности фланца, мм:
| 25-60 | 0,15 |
| 60-160 | 0,25 |
| 160-400 | 0,35 |
| 400-750 | 0,5 |
| 750-1000 | 0,6. |
Рис.13.
Контроль отклонения от перпендикулярности уплотнительной поверхности фланца:
1 - угольник; 2 - фланец; 3 - труба.
При сборке фланцевых соединений должно обеспечиваться симметричное расположение отверстий под болты и шпильки относительно вертикальной оси фланцев и не совпадать с ней. Несовпадение отверстий соединяемых фланцев не должно превышать половины разности номинальных диаметров отверстия и устанавливаемого болта (шпильки).
При установке и затяжке болтов и шпилек во фланцевых соединениях необходимо выполнять следующие требования:
- гайки болтов должны быть расположены с одной стороны фланцевого соединения;
- высота выступающих над гайками концов болтов и шпилек должна быть не менее 1,5 и не более 3 шагов резьбы;
- гайки соединений с мягкими прокладками затягивают по способу крестообразного обхода: сначала затягивают одну пару противоположно расположенных болтов, затем вторую, находящуюся под углом 90° к первой, и после этого таким же способом затягивают все болты;
- гайки соединений с металлическими прокладками затягивают по способу кругового обхода (при 3- или 4-кратном круговом обходе равномерно затягивают все гайки);
- болты и шпильки соединений трубопроводов, работающих при температуре свыше 300 °С, предварительно должны быть покрыты графитовой смазкой, предохраняющей их от заедания и пригорания. Графитовые смазки готовят из чешуйчатого графита, густо разведенного на воде или смеси глицерина с водой в соотношении 2:1. Мягкие прокладки, применяемые для сборки соединений паропроводов, натирают с обеих сторон сухим графитом. Не допускается смазывать прокладки маслами, графитом с маслами или красками и мастиками во избежание их пригорания к зеркалам фланцев;
- для проверки совпадений отверстий под болты и шпильки следует применять болты, монтажные коликовые ключи или специальные оправки.
Выравнивание перекосов фланцевых соединений натяжением болтов или шпилек, а также применение клиновых прокладок не допускается.
Правильность установки фланцев проверяют с помощью контрольного угольника (Рис.13) и щупа.
Фланцы на замыкающих концах узлов приваривают только в случаях, когда расположение болтовых отверстий в них не ограничено. Ответные фланцы, связанные с аппаратами, арматурой или фланцами на других узлах, должны быть только прихвачены к трубе сваркой, а затем после уточнения их положения по месту приварены.
Сборку фланцевых соединений начинают только после проверки отсутствия перекоса фланцев. Для этого соединение предварительно собирают без установки прокладок, при этом фланцы должны сближаться строго параллельно уплотнительным поверхностям. Непараллельность двух фланцев не должна превышать удвоенного допускаемого отклонения от перпендикулярности одного фланца к оси трубы, при этом зазор должен быть одинаковым по всей окружности и соответствовать толщине прокладки.
Для предотвращения выпадения прокладки из зазора при горизонтальном положении участка трубопровода в нижние отверстия фланцев вставляют предварительно два болта, после чего прокладку фиксируют на одинаковом расстоянии от краев фланцев.
Гайки фланцевых соединений рекомендуется затягивать с помощью пневматических или электрических гайковертов со специальными приспособлениями (шарнирами, удлинителями).
Сварка стальных трубопроводов
При изготовлении и монтаже трубопроводов сварка может осуществляться всеми промышленными методами, обеспечивающими качество сварных соединений, в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. При этом должно быть обеспечено максимальное применение механизированных и автоматических методов сварки.
Руководство сборочными и сварочными работами и контроль за соблюдением технологии сборки и сварки, а также контроль за качеством сварных соединений должны осуществлять инженерно-технические работники аттестованные на соответствующие виды сварочных работ.
К сварке трубопроводов I, II, III, IV категорий допускаются сварщики при наличии у них документов о сдаче испытаний в соответствии с "Правилами аттестации сварщиков". К сварке стыков трубопроводов V категории могут быть допущены сварщики, не прошедшие указанной аттестации, но заварившие пробные (контрольные) стыки.
Сварщики (по любому виду сварки), впервые приступающие к сварке трубопроводов или имевшие перерыв в работе более 2 мес., а также все сварщики в случае применения новых сварочных материалов или оборудования, независимо от наличия у них документов об аттестации, должны заварить пробные (контрольные) стыки в условиях, тождественных таким, в которых производится сварка трубопроводов на данном объекте.
Пробные (контрольные) стыки должны подвергаться внешнему осмотру, механическим испытаниям по ГОСТ 6996-66 в соответствии с обязательным приложением 3 к СНиП 3.05.05-84, а также проверке сплошности неразрушающими методами контроля. При неудовлетворительном качестве сварки пробных (контрольных) стыков:
а) выявленном при внешнем осмотре, стык бракуют и другим методам контроля не подвергают;
б) выявленном при проверке сплошности неразрушающими методами контроля, сварщик, допустивший брак, сваривает еще два пробных (контрольных) стыка и, если при этом хотя бы один из стыков при контроле неразрушающими методами будет забракован, сварку пробных стыков бракуют;
в) выявленном при механических испытаниях, производят повторное испытание удвоенного количества образцов, взятых из того же стыка или из вновь сваренного данным сварщиком стыка, и, если хотя бы один из образцов при повторных механических испытаниях будет забракован, сварку пробных (контрольных) стыков бракуют.
Сварочные материалы должны приниматься в зависимости от вида сварки, соответствовать требованиям действующих стандартов или технических условий, а также данным паспортов или сертификатов на поставленную партию материала.
Сварочные материалы (кроме газов) следует хранить в сухих и преимущественно отапливаемых помещениях, предотвращающих их увлажнение, и доставлять к месту сварочных работ в неповрежденной упаковке.
Электроды и флюсы независимо от условий транспортирования, хранения и температуры окружающего воздуха запрещается применять без предварительной прокладки.
Сварочные материалы необходимо доставлять к месту сварочных работ в количестве, необходимом для обеспечения только сменной потребности. Оставшиеся на следующий день электроды и флюс следует вновь прокалить.
Для производства сварочных работ должны быть использованы серийно выпускаемые источники питания (преобразователи, выпрямители, трансформаторы), автоматы и полуавтоматы для сварки в защитных газах и под флюсом с соответствующими источниками питания.
Сварочное оборудование должно быть укомплектовано в соответствии с паспортами, налажено и смонтировано по инструкции предприятий-изготовителей.
Колебание напряжения питающей сети, к которой подключено сварочное оборудование, допускается не более ±5% номинального.