LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 4
(всего 10)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

гой, – на трубопровод, подвергающийся продольному изгибу, могут явиться
причиной аварий. В случае, если значение ? равно или превышает
допускаемые напряжения на растяжение (сжатие), необходимо оборудовать
трубопроводы специальными компенсирующими устройствами.
Компенсация тепловых удлинений производится либо устройством
трубопроводов с самокомпенсацией, либо установкой компенсаторов
различных типов.
Рис.6. Схема самокомпенсации
Самокомпенсация. Трубопровод, согнутый под углом и закрепленный
на концах (на мертвых опорах), удлиняясь при
нагреве, изгибается (рис. 6). При этом в материале
трубы возникают напряжения, намного меньше, чем
те, которые возникли бы при нагреве прямой трубы
той же длины. Это свойство используется при
устройстве трубопроводов, требующих
компенсации линейных удлинений, при наличии у
них поворотов. Длина плеч трубопроводов от точки
изгиба до мертвой опоры определяется расчетом.
Преимущества самокомпенсации заключаются в отсутствии специальных
затрат на изготовление и в упрощении обслуживания. Самокомпенсация
неприемлема для труб из хрупких материалов.
Компенсаторы. Наиболее распространенными являются компенсаторы,
согнутые из труб (рис. 7).




Рис. 7. Некоторые типы гнутых компенсаторов

Габариты гнутых компенсаторов определяют расчетом.
Компенсирующаяся способность их доходит до 400 мм. Гнутые компенсаторы



- 28 -
изготавливаются из труб диаметром до 250 мм, выполненных из упругих
материалов (сталь, винипласт).
Преимущества гнутых компенсаторов: легкость изготовления на месте
монтажа, малые величины осевых усилий, нагружающих мертвые опоры.
Недостатки - значительные габариты, повышенное сопротивление течению
среды, возникновение со временем явлений усталости материала.
В трубах больших диаметров применяют линзовые компенсаторы (рис.
8). Число волн обычно не превышает восьми. Компенсационная способность
одной волны 2 - 4 мм. Однако при давлениях выше 1,6 МПа линзовые
компенсаторы не применяются, т.к. толщина стенок волн становится настолько
большой, что компенсационная способность устройства резко снижается.
Установку на трубопроводах гнутых или линзовых компенсаторов следует
предусматривать при невозможности компенсации удлинений за счет
самокомпенсации.




Рис. 8. Линзовые компенсаторы

Для труб, изготовленных из хрупких материалов (чугуна, керамики,
стекла, фаолита), применяют сальниковые компенсаторы (рис. 9). Устройство




Рис. 9. Сальниковый компенсатор
1 –корпус; 2 – сальник; 3 – стакан; 4 – крепежная лапа


- 29 -
состоит из двух труб, одна из которых меньшего диаметра (так
называемый стакан, или ныряло) под воздействием силы расширения входит в
другую (большего диаметра). Сальниковые компенсаторы используются в
трубопроводах с рабочим давлением до 1,6 МПа. Они требуют укладки
трубопровода без перекоса во избежание “заедания” стакана; прокладки труб
по жесткому основанию во избежание просадки опор; повседневного надзора,
своевременной подтяжки и перебивки сальников. Другим недостатком таких
компенсаторов является передача на неподвижные опоры больших усилий.
Преимуществами их являются отсутствие изгиба труб при удлинении (сжатии)
и компактность. Компенсирующая способность составляет 200-300 мм.
Тепловая изоляция трубопроводов. Для предохранения трубопровода
от температурного воздействия окружающей среды используют тепловую
изоляцию, служащую для:
1) предохранения пара, протекающего по трубопроводу, от конденсации,
что может вызвать гидравлические удары;
2) сокращения потерь тепла протекающих по трубопроводу продуктов
или сохранения его температуры, необходимой для проведения реакции, а
также предупреждения застывания продукта в трубопроводе при его
охлаждении;
3) предохранения помещения от нагревания горячими трубопроводами, а
обслуживающего персонала - от ожогов. В этом случае температура наружного
слоя теплоизоляции не должна превышать 450 С, если трубопровод находится
на расстоянии менее 2 м от уровня земли (пола) или от площадки для
обслуживания.
Наиболее распространенными теплоизоляционными материалами
являются: асбестовый шнур, войлок утеплительный, минерально-ватные маты,
маты стекловатные, перлитоцементные изделия.
Трубопроводы из неметаллических материалов, обладающих малой
теплопроводностью, изоляцией обычно не покрывают.
Техническое освидетельствование трубопроводов. Освидетельствова-
ние трубопроводов заключается в наружном осмотре и гидравлическом
испытании. Наружный осмотр производят с целью проверки правильности
установки и состояния арматуры, прогиба трубопровода, прочности несущих
конструкций, надежности закрепления труб в “мертвых” опорах и т.д.
Гидравлическому испытанию трубопровод подвергают после наружного
осмотра. При этом трубопровод заполняют водой и специальным насосом
создают установленное испытательное давление (табл. 4). Гидравлическое
испытание трубопровода на прочность и плотность проводят одновременно.
Для проверки прочности трубопровод выдерживает под пробным давлением 10
мин, после чего его снижают до рабочего давления, при котором производят
осмотр сварных швов (испытание на плотность). После осмотра давление вновь

- 30 -
повышают до испытательного и выдерживают еще 5 минут, после чего
снижают до рабочего и вторично осматривают трубопровод.

Таблица 4
Испытательное давление
Назначение трубопровода
на прочность на плотность
1. Все технологические трубопрово- Рраб
Рпр= 1,25Рраб
ды, кроме указанных в п.п.2, 3, 4
2. Трубопроводы, транспортирую-
щие горючие, токсичные и сжижен-
ные газы при
0,2 0,1
Рраб< 0,0095 МПа
Рраб< 0,005 МПа не производится 0,02
3. Факельные линии 0,2 0,1
4. Самотечные трубопроводы 0,2 0,1

При проверке плотности при рабочем давлении трубопровод
осматривают и остукивают сварные швы молотком массой 1 - 1,5 кг. (удары
наносят по трубе рядом со швом).
Результаты гидравлического испытания на прочность и плотность
признаются удовлетворительными, если во время испытания не произошло
падение давления по манометру и не появились течь и отпотевание на
элементах трубопровода.
В отдельных случаях гидравлическое испытание заменяют
пневматическим.
Необходимость дополнительного испытания трубопроводов на
герметичность после испытания на прочность и плотность устанавливается
проектом. При этом давление дополнительного испытания на герметичность
принимается, как и при испытании на плотность (см. табл. 4).
После окончания испытаний трубопровод промывают водой, подвергают
продувке сжатым воздухом и наносят отличительную (опознавательную)
окраску. Окраска трубопроводов выполняется сплошной по всей поверхности
коммуникаций или отдельными участками. Ниже приведены цвета
опознавательной окраски трубопроводов в зависимости от групп
транспортируемых по ним веществ и цифровые обозначения этих групп:
1. Вода Зеленый 6. Кислоты Оранжевый
2. Пар Красный 7 . Щелочи Фиолетовый
3. Воздух Синий 8. Жидкости Коричневый
4. Газы горючие
горючие Желтый 9. Жидкости

- 31 -
5. Газы негорючие Коричневый
негорючие Желтый 10. Прочие
жидкости Серый
Для обозначения опасных по свойствам транспортируемых веществ на
трубопроводы наносятся дополнительно предупредительные цветные кольца:
красный - ЛВЖ, ГЖ
желтый - токсичные
зеленый - безопасные, нейтральные
Число предупредительных колец (от одного до трех) зависит от
режимных параметров (давления и температуры). Например, перегретый
водяной пар - кольцо зеленого цвета; при температуре 250-350 0С наносится
одно; при 350-450 0С - два; более 450 0С - три.
Если в помещении цеха проходит несколько трубопроводов с веществами
одной и той же группы, то для облегчения их определения они окрашиваются
красками различных оттенков. На внутрицеховые трубопроводы навешиваются
таблички с поясняющими надписями с изображением стрелки, указывающей
направление движения потока.


7.1. Арматура химических установок

До 30% от общего числа опасных ситуаций, которые привели или могли
привести к авариям, связаны с трубопроводами и арматурой. Поэтому
правильный подбор к конкретным условиям того или иного конструктивного
типа арматуры и должная эксплуатация ее в значительной степени
предопределяют безаварийную работу химических производств.
По назначению арматура делится на следующие виды: запорная,
обратная, дроссельная, конденсатоотводящая. дыхательная, предохранительная,
регулирующая.
Типовую арматуру выпускают на условное давление 1,6; 4; 6,4; 10 и 16
МПа. При выборе материала для изготовления арматуры учитывают
температуру и свойства среды в трубопроводах и оборудовании. В
энергетических установках и трубопроводах для горючих, токсичных, пожаро-
и взрывоопасных сред, сжиженных газов и в других подобных случаях
применяют только стальную арматуру. Арматуру из чугуна допускается
применять для трубопроводов групп Аб и Ба при давлении до 1,6 МПа и
температуре от -30 до 1500С. Арматура из ковкого чугуна может
использоваться для групп Аа, Б при давлении ниже 0,6 МПа и рабочем
диапазоне температуры от -10 до 100 0С.
В любом случае для выбора арматуры должны быть известны
следующие данные:

- 32 -
1) назначение арматуры, условия эксплуатации и соответствие их
заданным условиям работы;
2) свойства рабочей среды, рабочее давление, рабочая температура,
коррозионные свойства, вязкость среды;
3) требования к гидравлическим характеристикам арматуры, пропускная
способность, расходная характеристика, класс герметичности и т.д.;
4) монтажные и габаритные требования: условный диаметр прохода,
способ присоединения к трубопроводу, габаритные или весовые ограничения и
др.;
5) возможные дополнительные требования в отношении надежности,
долговечности, взрывозащищенности привода и др.
Для отличия одного вида арматуры от другого по конструкции и
применяемым материалам введены условные обозначения, состоящие из ряда
букв и цифр, например, 15с22нж. Первые две цифры обозначают тип арматуры
(табл. 5), следующие за ними буквы – материал корпуса (табл. 6), цифры после
букв – конструктивные особенности приводов арматуры (табл. 7), буквы после
второй группы цифр – материал деталей уплотнений (табл. 8) или вид
внутреннего покрытия корпуса (табл. 9).

Таблица 5 Таблица 6
Обозначени Обозна
Тип арматуры Материал корпуса
е чение
Кран 11 Углеродистая сталь с
Вентиль 13, 14, 15 Нержавеющая сталь нж
Клапан обратный 16 Серый чугун ч
подъемный
Клапан 17 Ковкий чугун кч
предохранительный
Клапан обратный 19 Бронза, латунь б
поворотный
Клапан запорный 22 Алюминий а
отсечной
Клапан регулирующий 25 Монель-металл мн
Задвижка 30,31 Пластмасса п
Конденсатоотводчик 45 Винипласт вп
Керамика, фарфор к
Стекло ст

Известно, что около 80% всей арматуры приходится на долю запорной.
В связи с этим в табл. 10 приведены рекомендации по их выбору.


- 33 -
Условные обозначения: 1- задвижка; 2- вентиль; 3- кран пробковый; 4-
заслонка (затвор поворотный); 5- мембранная (диафрагмовая) арматура.


Таблица 7 Таблица 8
Материал Обозна
Привод Обозначени уплотнительной чение
е поверхности
Пневматический 6 Бронза, латунь бр
Гидравлический 7 Монель-металл мн
Электромагнитный 8 Нержавеющая сталь нж
Электродвигательный 9 Баббит бт
Ручной с маховиком 22 Кожа к
Пластмасса п
Винипласт вп

Таблица 9
Обозначе
Внутренние покрытия
ние
Гуммирование гм
Эмалирование эм
Свинцевание св
Футерование пластмассой п

Таблица 10
Требования или усло- Рекомендуется Допустимое
вия эксплуатации
Герметичность 1; 3; 4; 6 -
Регулирование 2;5 6
Абразивный износ 4; 6 3
Быстродействие (1/4 об.) 3; 4; 5 -
Высокое давление 1; 2 3; 4
Небольшой шум 1; 3; 4 5; 6
Малые утечки в атмос- 3; 4; 6 1; 5
феру
Низкая цена 5 !; 4
Небольшое усилие при 3; 4 5; 6
управлении
Коррозионная среда 6 3; 4; 5

- 34 -
Требования или усло- Рекомендуется Допустимое
вия эксплуатации
Высокая температура среды 1 2; 3; 5; 6
Низкие температуры 1 -

При выборе типа запорной арматуры - задвижки, вентиля, крана - следует
руководствоваться общими положениями:
• основным типом запорной арматуры, рекомендуемым к применению для
трубопроводов с условным проходом 50 мм и более, является задвижка,
имеющая минимальное гидравлическое сопротивление, надежное
уплотнение затвора, небольшую строительную длину и допускающая
переменное направление движения среды. Задвижки используются в
трубопроводах, предназначенных для перемещения газообразных и жидких
сред при рабочем давлении до 20 МПа и температуре до 4500С. К
недостаткам задвижек относятся невозможность применения для сред с
кристаллизирующимися включениями, небольшой допустимый перепад
давлений на затвор (по сравнению с вентилями); трудность ремонта
уплотняющих поверхностей;
• вентили рекомендуется применять для трубопроводов с Dу 50 мм,
предназначенных для перемещения воды, пара, воздуха, жидкого и
газообразного аммиака, нефтепродуктов, коррозионных сред при
температурах от - 200 до 450 0С и давлениях до 25 МПа, если при этом
гидравлическое сопротивление запорного устройства не имеет
существенного значения, а транспортируемые среды не являются сильно
загрязненными. К преимуществам вентилей по сравнению с другими видами
запорной арматуры следует отнести: возможность работы при высоких
перепадах давлений, простоту конструкции, обслуживания и ремонта в
условиях эксплуатации, относительно небольшие габаритные размеры и
массу, меньший ход затвора, герметичность перекрытия прохода,
исключение возникновения гидравлического удара;
• краны следует применять, если использование задвижек или вентилей по
каким-либо соображениям недопустимо или нецелесообразно (например, на
полимеризующих жидкостях, на линиях мазута, масел, на отпускных
мерниках для спирта, на жидкостях, засоренных твердыми включениями, и
т.п.). При этом краны эксплуатируются на трубопроводах, имеющих рабочее
давление до 1 МПа и температуру среды до 120 0С.
Подробную информацию о назначении, конструкции, области
применения обратной, дроссельной, конденсатоотводящей, дыхательной,
регулирующей арматуре можно найти в специальной литературе /10, 11/.



- 35 -
8. ЗАЩИТА АППАРАТОВ ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Технологическое оборудование, в котором возможно аварийное
повышение давления, представляет серьезную опасность при эксплуатации из-
за возможности разрушения под действием давления рабочей среды. Поэтому
во всех случаях, когда в аппарате может быть превышено предельно
допустимое давление, определяемое его прочностью, аппарат должен быть
надежно защищен от разрушения с помощью различных предохранительных
устройств (ПУ), работающих по принципу сброса из аппарата излишнего
количества среды.
Причинами аварийного повышения давления могут являться: ошибки
обслуживающего персонала; отказ запорно-регулирующей арматуры;
нарушение функционирования системы автоматического управления;
внезапное разрушение внутренних устройств аппарата: труб, змеевиков,
рубашек и т.п.; замерзание охлаждающей воды; выход из-под контроля
химических реакций; интенсивный нагрев поверхности аппарата от внешнего
источника, например в результате пожара, солнечной радиации и т.п.
Для выбора ПУ необходимо знать величину аварийного притока среды и
характер его изменения в зависимости от источника повышения давления.
В соответствии с требованиями Госгортехнадзора /2/ для аппаратов,
работающих под давлением пара или газа, число ПУ, их размеры и
пропускную способность выбирают таким образом, чтобы избыточное
давление в аппарате Р1 при действии ПУ не превышало следующих
допустимых значений:

>0,6
Рр, МПа < 0,3 0,3-0,6
Р1, МПа Рр + 0,05 1,15 Рр 1,1 Рр

Здесь Рр - наибольшее избыточное давление в аппарате при нормальном
протекании технологического процесса.
Кроме того, следует учитывать, что при допущении повышения давления
в аппарате во время действия ПУ более чем на 10% от Рр этот аппарат
необходимо рассчитывать на прочность по давлению, равному 90% от давления
при полном открытии ПУ, но не менее чем рабочее давление.
В соответствии с особенностями работы ПУ подразделяют на две
основные группы:
- многократно используемые устройства - предохранительные клапаны
(ПК) с самодействующим замыкающим элементом;
- устройства одноразового действия - предохранительные мембраны -
специально ослабленные элементы с точно рассчитанным порогом разрушения
по давлению.

- 36 -
8.1. Классификация предохранительных клапанов

Существующие конструкции предохранительных клапанов можно
классифицировать по нескольким признакам / 1,12 /.
По способу создания нагрузки различают пружинные и рычажно-
грузовые клапаны. В пружинных предохранительных клапанах (рис. 10 а)
давлению среды на золотник противодействует сила пружины. Клапан
настраивают большим или меньшим поджатием пружины. Пружинно-
предохранительные клапаны можно применять на всех аппаратах и установках,
где необходимо ограничение давления (по правилам Госгортехнадзора). В
рычажно-грузовых предохранительных клапанах (рис. 10 б) сила давления
среды уравновешивается весом груза.
По высоте подъема золотника предохранительные клапаны
подразделяются на низкоподъемные, среднеподъемные и полноподъемные.
У низкоподъемных клапанов отношение высоты подъема золотника h к
диаметру сопла d составляет 1/20 - 1/40. Такие клапаны применяют только для
жидких сред.
Среднеподъемные клапаны (h/d) = 1/6 – 1/10) применяются в качестве
перепускных клапанов, так как они, несмотря на усложненную конструкцию,
имеют низкую производительность.




Рис. 10. Основные типы предохранительных клапанов:
а – пружинный; б – рычажный;
1 – золотник; 2- пружина; 3 – рычаг
Полноподъемные клапаны отличаются высокой производительностью,
поскольку сечение щели при подъеме золотника равно или больше сечения
сопла клапана (h/d > 1/4). Полноподъемность обеспечивается за счет золотника,

<< Пред. стр.

страница 4
(всего 10)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign