Назначение и классификация, характеристики трубопроводов и запорной арматуры

 

  Главная       Учебники - Газ      Назначение и классификация, характеристики трубопроводов и запорной арматуры

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение и классификация, характеристики трубопроводов и запорной арматуры

 

 

 

   1. Основные термины и определения

 

        Трубопровод - сооружение из труб, деталей трубопровода, арматуры, плотно соединенных между собой, предназначенное для транспортирования газообразных и жидких продуктов.

        Технологическими называют трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируют сырье, полуфабрикаты, готовые продукты, пар, воду, топливо, реагенты и другие материалы, обеспечивающие выполнение технологического процесса и эксплуатацию оборудования, отработанные реагенты, газы, различные промежуточные продукты, полученные или используемые в технологическом процессе, отходы производства.

Соединение фланцевое - неподвижное разъемное соединение трубопровода, герметичность которого обеспечивается путем сжатия уплотнительных поверхностей непосредственно друг с другом или через  посредство расположенных между ними прокладок из более мягкого материала, сжатых крепежными деталями.

Соединение сварное - неподвижное соединение трубопровода, герметичность которого обеспечивается за счет применения сварки.

Отвод - фасонная деталь трубопровода, обеспечивающая изменение направления потока транспортируемого вещества.

Тройник - фасонная деталь трубопровода для слияния или деления потоков транспортируемого вещества под углом 900С.

Штуцер - деталь, предназначенная для присоединения к трубопроводу арматуры, контрольно-измерительных приборов и т.п.

Переход - фасонная деталь трубопровода, предназначенная для расширения или сужения потока транспортируемого вещества.

Участок трубопровода - часть технологического трубопровода из одного материала, по которому транспортируется вещество при постоянном давлении и температуре.

Трубопроводная арматура - устройства, устанавливаемые на трубопроводах и обеспечивающие управление потоками рабочих сред.

Условный проход Ду - номинальный внутренний диаметр трубопровода.

Условное давление Ру - наибольшее избыточное давление при температуре вещества или окружающей среды 200С, при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопровода, обоснованные расчетом на прочность, при выбранных материалах и характеристиках их прочности, соответствующих этой температуре.

Рабочее давление Рр - наибольшее безопасное избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим  эксплуатации арматуры и деталей трубопроводов.

Пробное давление Рпр - избыточное давление, при котором должно проводиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопроводов на прочность и плотность водой при температуре не менее +50С и не более +400С.

 

 

2. Назначение, классификация и составные части трубопроводов.

 

Технологические  трубопроводы служат для транспортирования углеводородного сырья, реагентов, полуфабрикатов и готовых товарных продуктов, а также воды, пара, топлива и других материалов, используемых для технологических процессов промыслов и предприятий. В зависимости от транспортируемой среды применяются названия водопровод, паропровод, воздухопровод, маслопровод, газопровод, нефтепровод, продуктопровод и т.д.

 

Технологические  трубопроводы являются ответственными инженерными сооружениями, так как по ним могут транспортироваться вредные для здоровья и жизни людей продукты и вещества.

 

В нефтедобыче и нефтепереработке  используются в подавляющем большинстве стальные трубы, изготовленные различными  способами и из различных сталей.

Размер труб характеризуется условным  внутренним диаметром (условным проходом) Dу, наружным диаметром Dн., толщиной  стенки S и длиной L.

 

Условный проход Dу - номинальный внутренний диаметр трубопровода (мм). Труба при одном и  том же наружном диаметре, в зависимости от толщины стенки, может иметь различные внутренние диаметры.

Для сокращения количества видов и типоразмеров входящих в состав трубопроводов соединительных деталей и арматуры используют единый унифицированный  ряд условных проходов Dу. Для технологических трубопроводов наиболее часто применяют условные проходы, мм: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600. Этот ряд условных проходов введен для ограничения числа применяемых при  проектировании и сооружении трубопроводов и, как следствие, сокращение числа типоразмеров  входящих в их состав  труб, соединительных деталей и арматуры.

 При выборе трубы  для трубопровода под условным проходом понимают ее расчетный  округленный внутренний диаметр. Например, для труб наружным диаметром 219 мм и толщиной стенки 6 и 16 мм, внутренний диаметр которых соответственно равен 207 и 187 мм, в обоих случаях принимают ближайший условный диаметр трубы, т. е. Dу=200 мм.

 

Для выбора материала и  расчета конструкции  трубопровода в зависимости от давления и температуры транспортируемого по трубопроводу продукта введено понятие “условное давление”.

 

Условное давление Ру - это наибольшее  избыточное рабочее давление (при температуре среды 20 0С), при  котором обеспечивается  длительная работа арматуры и соединительных  частей трубопроводов.  Унифицированный ряд условных давлений установлен ГОСТ 356-80 для сокращения числа типоразмеров арматуры и деталей трубопроводов, МПа: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 160; 250.

Все технологические трубопроводы с давлением до 100 кгс/см  включительно в  зависимости от класса опасности транспортируемого вещества (взрыво-, пожароопасность и вредность) подразделяются на группы (А, Б, В) и в зависимости от рабочих параметров среды (давление и температура) на пять категорий (I,II,III.IV,V (См приложение 1).

 

Технологические трубопроводы состоят  из плотно соединенных между собой прямых участков, деталей трубопроводов (отводов, переходов, тройников, фланцев), прокладок и уплотнителей, опор и подвесок, крепежных деталей (болтов, шпилек, гаек, шайб), запорно-регулирующей арматуры, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики, а также тепловой и антикоррозионной изоляции.

 

В зависимости от размещения на промышленном объекте технологические трубопроводы подразделяют на внутрицеховые, соединяющие агрегаты, машины и аппараты технологических установок цеха, и межцеховые, соединяющие технологические установки разных цехов.

 

Технологические трубопроводы считаются холодными, если они работают при среде, имеющей рабочую температуру tp £  50 0C, и горячими, при температуре рабочей среды > 50 0С.

 

  По методу прокладки труб трубопроводы или их участки подразделяют на:

-        подземные - трубы прокладывают в траншее под землей;

-        наземные - трубы прокладывают на земле;

-        надземные - трубы прокладывают над землей на стойках, опорах или с  использованием в качестве несущей конструкции самой трубы;

-        подводные - сооружают на переходах через водные препятствия (реки, озера и т.п.), а также при разработке морских месторождений.

 

Расположение трубопроводов должно обеспечивать:

-    безопасность и надежность эксплуатации в пределах нормативного срока;

-    возможность непосредственного контроля 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.

-    возможность беспрепятственного проезда специальных транспортных средств

(грузоподъемные машины, пожарные машины и т.п.)

 

 

2.1 Детали трубопроводов

 

При изготовлении и  монтаже стальных технологических трубопроводов используют приварные соединительные детали следующего назначения:

Ø    отводы для изменения направления потоков транспортируемого продукта;

Ø    переходы для изменения диаметра трубопровода;

Ø    тройники, тройниковые соединения, крестовины для устройства ответвлений;

Ø    заглушки для закрытия свободных концов трубопроводов.

 

2.1.1 Отводы

 

Отводы по конструкции и способу изготовления подразделяются на:

Ø     бесшовные крутоизогнутые,

Ø     гнутые

Ø     сварные и штампосварные (секционные).

 

 

 
 

Бесшовный крутоизогнутый отвод трубопровода 

Рис. 1

 
Отводы бесшовные  крутоизогнутые имеют  малый радиус изгиба (1-1,5 Dу), одинаковую толщину стенки на выпуклой и вогнутой образующей, небольшие габариты. Их применение обеспечивает компактное расположение трубопроводов и оборудования и  как следствие - экономию производственной  площади. 

Такие отводы изготавливают из бесшовных  труб без прямых участков на концах способом горячей протяжки на специализированных гидравлических прессах или штамповкой.

Крутоизогнутые отводы можно устанавливать на технологических трубопроводах всех категорий.

 

Отводы гнутые изготовляют из бесшовных и сварных труб гибкой  на трубогибочных станках в холодном и горячем состоянии. Для уменьшения утоньшения  стенок в процессе гибки  такие отводы изготавливают с радиусом изгиба не  менее 2 Dу . Гнутые отводы имеют на концах  прямые участки, это вызвано технологией гибки.

 

       Бесшовный гнутый отвод трубопровода

 

Гнутые бесшовные  отводы можно устанавливать на технологических трубопроводах всех категорий. Поскольку изготовление гнутых отводов более трудоемко, чем крутоизогнутых, их  рекомендуется применять  на трубопроводах, для  которых отсутствуют  крутоизогнутые (для  трубопроводов из легированных сталей, трубопроводов специального  назначения), а также  когда по проекту требуется большой радиус изгиба

 

 

 

Рис. 2

 
  

 

 


 

Отводы сварные  (секционные) изготовляют из бесшовных и электросварных труб путем  вырезки отдельных секций и их последующей сборки и сварки. Радиус сварных отводов обычно  небольшой -1-1,5 Dу.

 

Сварной отвод трубопровода

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Рис.3

 
  

 

 

 


 

Такие отводы рекомендуется применять в  трубопроводах с условным давлением до 6,4 МПа и только в тех случаях, когда отсутствуют крутоизогнутые или гнутые отводы.

Для трубопроводов  пара и горячей воды,  подконтрольных Госгортехнадзору России,  сварные отводы допускается применять только  для трубопроводов III и  IV категорий.

Отводы штампосварные изготовляют из листовой стали путем штамповки полуотводов на  прессах с последующей  сборкой и сваркой двух  продольных швов. Такие  отводы применяют для  трубопроводов с Dу =600 мм и более вместо сварных секционных.

2.1.2 Тройники

 

Тройники и ответвления по конструкции  подразделяют на равнопроходные - без уменьшения диаметра ответвления и переходные - с уменьшением диаметра ответвления.

Разнообразие конструкций ответвлений и тройников вызвано тем, что прочность участка трубопровода в местах образования отверстия резко снижается.

Наибольшее снижение прочности трубопроводов происходит в равнопроходных сварных ответвлениях, получаемых путем врезки без укрепляющих элементов (рис. 4).

 

 

 
 

Врезка без укрепляющих элементов 

Рис. 4

 

Такие соединения применяют обычно на Pу  до  2,5 МПа, а для более  высоких давлений соединения врезкой можно применять только для  переходных ответвлений или с укрепляющими элементами, например с накладным воротником  (рис. 5).

 

 

 

 
 

Врезка с накладным воротником 

Рис. 5

 

Часто необходимая прочность и надежность соединения  обеспечивается за счет  бесшовного сопряжения   горловины ответвления. 

Конструкции таких соединений получают с помощью штампованных тройников  (рис. 6), врезных или накладных седловин (рис.7). Штампованные бесшовные тройники наиболее целесообразно применять при соотношении диаметра основного трубопровода (магистрали) и ответвления 1-0,7.

 

 

 

Штампованный тройник                                                                   Накладная седловина

       
 
 

Рис.7

 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

                       Рис. 6

 

2.1.3 Переходы

 

Переходы по конструкции подразделяют на концентрические и эксцентрические.

 

 

Бесшовный концентрический переход

трубопроводов

 

 

 

Концентрические переходы преимущественно применяют для линий трубопроводов, расположенных вертикально,

 

 

 

 

 

 

Бесшовный эксцентрический переход

 трубопроводов

 

 

а эксцентрические  – для трубопроводов, расположенных горизонтально.

Применение эксцентрических переходов  позволяет избежать образования  так называемых мешков в  трубопроводе, облегчает удаление продуктов из трубопровода при его отключении.

 

 

 

 

Сварные переходы изготовляют из листовой  стали штамповкой из  двух половин или вальцовкой с последующей сваркой продольного стыка (рис. 8а), а  также лепестковыми  (рис. 8б) из труб  путем вырезки клиньев с последующей  их подгибкой и сваркой.

 

Сварной штампованный или                                                                   Сварной лепестковый 

вальцованный переход трубопроводов                                                   переход трубопроводов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8 а                                                                                                         Рис. 8 б

2.1.4 Заглушки

 

Заглушки по конструкции подразделяют на сферические, плоские и  плоские ребристые.

Сферическая заглушка трубопровода                                              Плоская заглушка трубопровода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             Плоская ребристая заглушка трубопровода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Соединение трубопроводов

 

В практике строительства объектов нефтяной промышленности широко используются соединения между собой деталей, узлов, машин, приборов, аппаратов и оборудования.

При строительстве, эксплуатации и ремонте трубопроводов соединения труб между собой, а также с арматурой, технологическим оборудованием, контрольно-измерительными приборами бывают разъемными и неразъемными. К неразъемным соединениям относятся соединения, получаемые путем сварки или пайки. К разъемным - фланцевые, резьбовые (штуцерные, муфтовые, дюритовые), бугельные и др.

Выбор соединения зависит от материала соединяемых деталей, давления, температуры и  физико-химических свойств (агрессивности, токсичности, способности к застыванию или выпадению осадка) транспортируемой среды, условий эксплуатации (герметичности, необходимости частых разборок, огне- и взрывоопасности производства).

2.2.1 Сварные соединения

Наиболее широко распространен способ получения неразъемных соединений технологических трубопроводов путем электродуговой сварки, которая обеспечивает высокую прочность, надежность и плотность соединений. При строительстве и ремонте

трубопроводов применяются различные виды неразъемных сварных соединений труб и деталей трубопроводов, а именно:

-        стыковые продольные соединения с односторонним и двухсторонним  швом (рис. 9 а, б);

                                  

 

 

Рис. 9 а, б

 

-        стыковые поперечные с односторонним  швом без скоса кромок и  со скосом кромок (рис. 9 в ,г);

 

 

 

 

Рис. 9 в, г   

 

 - стыковые поперечные с подкладным кольцом без расточки и с внутренней расточкой  (рис. 9 д ,е);

 

 

 
 
  

 

 

 


 

Рис. 9 д,е

 

-угловое одностороннее  без скоса кромок  и раструбное (рис.9 з, л);

 

     
 
 
  

 

 

 

 

 

 

 


 

2.2.2 Фланцевые соединения

 

При эксплуатации трубопроводов, техобслуживании и ремонте часто возникает необходимость в разъеме (разъединении) отдельных частей трубопроводов, снятии для замены или ремонта предохранительной и регулирующей арматуры и контрольно-измерительных приборов. Для этих целей используются разъемные соединения - фланцевые, резьбовые  и др.

Фланцы являются наиболее распространенным видом разъемного соединения трубопроводов. Они имеют простую конструкцию, легко собираются и разбираются.

Недостатком фланцевых соединений по  сравнению со сварными  является более высокая  трудоемкость и стоимость изготовления и  меньшая надежность в  эксплуатации, так как  при колебаниях температуры или давления транспортируемого продукта возможна их разгерметизация и возникновение утечки. В связи с этим использование фланцевых соединений в трубопроводах ограничивают и применяют их только для присоединения к фланцевой арматуре, к штуцерам оборудования, для трубопроводов, требующих  периодической разборки для очистки внутренней полости или замены участков повышенной агрессивности, а также временных, периодически демонтируемых.

С целью обеспечения взаимозаменяемости  фланцев всех типов их присоединительные размеры (наружный диаметр, диаметр болтовой окружности, число и диаметры болтовых отверстий) стандартизованы и установлены одинаковыми для

одних и тех же условных  давлений и проходов независимо от конструкции и материала фланца.

Чтобы создать необходимую герметичность фланцевого соединения трубопровода, между фланцами устанавливают прокладку, а соприкасающимся уплотнительным  поверхностям придают специальную форму. В зависимости от давления и свойств  транспортируемого продукта предусмотрено шесть типов уплотни-

тельных поверхностей  (рис. 10).

Уплотнительные поверхности фланцев без               Уплотнительные поверхности фланцев с

       
   

                              выступа                                                             соединительным выступом 

Рис. 10 а                                                                                                        Рис. 10 б

Уплотнительные поверхности фланцев              Уплотнительные поверхности фланцев с шипом

 с выступом и впадиной                                                                                      и пазом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10 в                                                                                       Рис. 10 г

 

Уплотнительные поверхности фланцев                                Уплотнительные поверхности фланцев

 под прокладку овального сечения                                                          под линзовую прокладку

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Рис. 10 д                                                                                           Рис. 10 е

Фланцы плоские (накидные) приварные (рис. 11,а) получили широкое применение  в соединениях технологических трубопроводов.

 

 

 
 

Плоский накидной приварной фланец 

Рис. 11 а

 

Фланцы приварные  встык или воротниковые (рис. 11,б) широко  применяют в технологических трубопроводах из углеродистой и легированной стали, особенно для трубопроводов на Ру до 20 МПа.

 

 

Фланец приварной встык

Применение фланцев приварных встык позволяет в 2 раза сократить трудоемкость сварки, так как они присоединяются к трубам одним сварным швом, а плоские приварные - двумя.

 

 

Рис. 11 б

 

          Фланец с шейкой на резьбе       

Фланцы с шейкой на резьбе (рис. 11,в) для  технологических трубопроводов применяют весьма ограниченно. Такие фланцы используют  преимущественно для  сантехнических трубопроводов из водогазопроводных труб  (водопроводы, отопление), а также для присоединения резьбовой арматуры и контрольно-измерительных приборов.

 

 

Рис. 11 в

 

Крепежные детали (болты, шпильки, гайки и шайбы) предназначены для сборки фланцевых  соединений, арматуры и крепления трубопровода на опорах и опорных конструкциях.

Шпильки имеют преимущества перед болтами, так как у шпилек при их затяжке напряжения распределяются более равномерно, а у болтов в местах перехода стержня в головку происходит концентрация напряжений. Кроме того,  шпильки можно устанавливать в трудно доступных местах.

 

Фланцевое соединение в сборе

 

1-    фланец

2-    труба

3-    болт

4-    гайка

5-    прокладка

6-    фланец

 

 

 

 

2.2.3 Прокладочные материалы

 

Прокладочные материалы подразделяются на неметаллические и металлические.   Металлические прокладки используются для ответственных объектов и тяжелых условий работы арматуры (высокой температуры, высокого давления и т.д.), но они требуют значительно больших усилий затяги соединений, чем мягкие прокладки.

 

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 до температуры + 500С, а теплостойкая резина  до + 1400С.

 

Прокладки из целлюлозного прокладочного картона используются в арматуре для пара и воды при  рабочей температуре до 120 0С и рабочем давлении Рр до 6 кгс/см2 , для  масла tр< 80 0С и Рр до 4 кгс/см2. Применяется картон водонепроницаемый и прокладочный (пропитанный), последний используется и для  нефтепродуктов при  t < 850С и Рр<6 кгс/см2. Для высоких температур целлюлозный картон непригоден.

 

Фибра листовая (ФЛАК) представляет собой бумагу или целлюлозу, обработанную цинком и затем каландрированную. Применяется для прокладок в арматуре при температуре до 1000С. 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.

Асбестовый непропитанный картон имеет рыхлое строение, низкую прочность, но высокую жаростойкость, используется для арматуры, работающей при температуре до 6000С, для арматуры, не  работающей на жидкости. Пропитанный натуральной олифой асбестовый картон может быть использован для нефтепродуктов при давлении до 6 кгс/см2 и температуре до 1800С, однако замена его при смене прокладок или ремонте арматуры затруднена, так как он прилипает к металлическим поверхностям.

 

Листовой паронит изготовляется из смеси асбестовых волокон (60-70%), растворителя, каучука (12-15%), минеральных наполнителей (15-18%) и серы (1,5-2,0%) путем вулканизации под большим давлением. Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется в арматуре  трубопроводов насыщенного  и перегретого пара, растворов щелочей и слабых  растворов кислот, аммиака, масел и нефтепродуктов при температуре до 4500С. 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 затяжки. Такие канавки делаются и при использовании других неметаллических прокладок.

Согласно ГОСТ 481-71 паронит листовой выпускается четырех марок : ПОН (паронит общего назначения), ПМБ (паронит маслобензостойкий), ПА (паронит, армированный сеткой), ПЭ (паронит электролизерный). Листы паронита имеют  толщину листов от 0,4 до 7,5 мм.

Металлические материалы.

Металлические прокладки изготавливаются 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 (асбеста или паронита), облицованной листовым материалом из алюминия, малоуглеродистой стали или коррозионно-стойкой стали.

Достоинства металлических прокладок: достаточная плотность при высоких давлениях  и температурах среды, коэффициент линейного расширения близок к коэффициенту линейного расширения материала фланца и шпилек, они могут быть использованы несколько раз после ремонта. К недостаткам следует отнести: необходимость создания больших усилий для обеспечения плотности соединения, относительно низкие упругие свойства.

 

3. Трубопроводная арматура

В зависимости от конструкции присоединительных патрубков арматура подразделяется на фланцевую, муфтовую, цапковую и приварную. Муфтовая и цапковая чугунная арматура рекомендуется только для трубопроводов с условным проходом не более 50мм, транспортирующих негорючие нейтральные среды. Муфтовая и цапковая стальная арматура может применяться на трубопроводах для всех сред при условном проходе не более 40мм.

Фланцевая и приварная арматура допускается к применению для всех категорий трубопроводов.

 


 

a -фланцевое (фланцы литые с соединительным выступом и плоской прокладкой);

б - фланцевое (фланцы стальные приварные встык с уплотнением типа выступ-впадина с плоской прокладкой);

в - фланцевое (фланцы литые с уплотнением типа шип-паз с плоской прокладкой);

г - фланцевое (фланцы стальные плоские приварные с плоской прокладкой);

д - фланцевое (фланцы литые с

     линзовой прокладкой);

е - фланцевое (фланцы стальные

      литые с прокладкой овального

      сечения);

ж - муфтовое;

з - цапковое.

 

 

 

По характеру выполняемых функций арматуру подразделяют на:

-        регулирующую;

-        предохранительную;

-        запорную.

 

3.1 Регулирующая арматура – предназначена для регулирования параметров продукта изменением его расхода (регулирующие вентили и клапаны, регуляторы прямого действия).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Предохранительная арматура – предназначена для предохранения, аппаратов и трубопроводов от недопустимого повышения давления (предохранительные, перепускные и обратные клапаны).

 

 

 

Предохранительный пружинный клапан

 
  

 


 

Эта конструкция получила широкое распространение, благодаря возможности регулирования давления подъема и посадки тарелки клапана. Пружинные клапаны регулируются путем завинчивания затяжной гайки пружины с определенным усилием, обеспечивающим срабатывание клапана при возрастании давления выше установленного предела.

Между котлом и предохранительным клапаном установка каких бы то ни было запорных устройств запрещается.

Так как при длительном пребывании в закрытом положении уплотняющие кольца тарелки и корпуса могут  «прикипеть» необходимо производить периодическую проверку работоспособности клапана. С этой целью предохранительные клапаны снабжаются устройством, позволяющим производить пробное срабатывание («подрыв») клапана.

 

Перепускное устройство

 
Перепускные клапаны по своему назначению близки к предохранительным. Они предназначены не для ликвидации аварийных условий, а являются элементом системы, в которой возможно повышение давления, но оно нежелательно. Поэтому перепускные клапаны срабатывают значительно чаще, чем предохранительные и служат 

 для перепуска нефтепродуктов из трубопровода с высоким давлением в трубопровод с низким давлением.

 Перепускное устройство состоит из двух предохранительных клапанов: перепускного клапана Ду=200 мм и импульсного клапана Ду=50 мм.

При повышении давления открывается импульсный клапан и среда поступает в перепускной клапан. Поршень двигается вверх, сжимая тарельчатые пружины, поднимает шток и открывает перепускной клапан; при этом среда из трубопровода высокого давления сбрасывается в трубопровод низкого давления.

 

Обратные клапаны служат для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе, например, при остановке насоса в системе и т.д. Обратные клапаны подразделяются на подъемные и поворотные.

 

Подъемный обратный клапан                                               Поворотный обратный клапан

 

 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

В подъемном обратном клапане при прохождении среды в заданном направлении тарелка поднимается над седлом, открывая проход.

Поворотные обратные клапаны большого диаметра оборудуются  обводом, регулируемом задвижкой. Обвод необходим для предотвращения гидравлического удара в системе при срабатывании клапана. С этой же целью обратные поворотные клапаны в некоторых случаях снабжаются гидравлическим демпфером, связанным с поворотной осью тарелки.

 

3.3 Запорная арматура - предназначена для отключения потока транспортируемого продукта (краны, вентили, задвижки).

 

Схемы действия запорной арматуры

 

          а- крана;                   б- вентиля;                 в- задвижки

 

3.3.1 Краны

 

Краны применяются главным образом для трубопроводов малых диаметров. Положительными качествами крана являются: простота конструкции, компактность, малое гидравлическое сопротивление, сравнительно небольшие размеры по высоте, возможность предохранения уплотняющих поверхностей корпуса и пробки от воздействия протекающей среды при открытом положении крана и возможность применения смазки уплотняющих поверхностей, так как уплотняющие поверхности корпуса и пробки соприкасаются постоянно. Вместе с тем краны имеют недостатки: сравнительно быстрый износ и потеря плотности корпусного соединения в связи с большим трением соприкасающихся поверхностей при повороте пробки, относительная сложность процесса притирки пробки и корпуса крана. Краны изготавливаются из латуни, бронзы, чугуна, стали и других материалов.

Краны подразделяются на две большие группы: сальниковые и натяжные.

 

Краны проходные                                        Кран трехходовой                          Кран шаровой

 

     
   
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

а) сальниковый;                    б) натяжной

 

3.3.2 Вентили

 

Применение в вентилях резьбы, обладающей свойствами самоторможения, позволяет оставлять тарелку клапана в любом положении, прилагать малые усилия на маховике для управления вентилем. Вентиль отличается простотой конструкции и создает хорошие условия для обеспечения надежной плотности при закрытом положении затвора. Наиболее широко вентили используются на трубопроводах малого диаметра, т.к. по мере увеличения условного диаметра трубопровода, начиная с Ду50 мм, уступают по основным показателям задвижкам.

Положительным качеством вентиля является сравнительно небольшой ход тарелки, необходимый для полного открытия вентиля.

 

Вентиль проходной      Вентиль прямоточный         С внутренней            С наружной

                                                                                                    ходовой резьбой          ходовой резьбой                                                                                                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.3 Задвижки

 

Задвижки имеют очень большее распространение и применяются обычно для трубопроводов от Ду=50 мм до Ду=2000 мм. Положительными качествами задвижки являются сравнительная простота конструкции и малое гидравлическое сопротивление (по сравнению с вентилями), поэтому в нефтеперерабатывающей промышленности в качестве запорного устройства как правило используются задвижки. Недостатком задвижек является их относительно большая высота.

Задвижки обычно изготавливаются полнопроходными, т. е. диаметры отверстий в проходах задвижки не сужаются.

Большое значение для работы задвижек имеет расположение резьбы шпинделя и ходовой гайки – расположены ли они внутри задвижки ,в среде или вынесены за пределы зоны рабочей среды. По этому признаку задвижки можно подразделить на задвижки с выдвижным и не выдвижным шпинделем. У первых резьба находится снаружи, у вторых – внутри полости задвижки, но для коррозионных сред и других ответственных случаев вторые, как правило, не применяются, т.к. затруднены наблюдение, уход и ремонт резьбовой пары.

В зависимости от расположения уплотняющих колец в корпусе задвижки можно разделить на параллельные и клиновые. В параллельных задвижках уплотняющие кольца корпуса расположены параллельно, а  в клиновых кольца расположены под углом.

В задвижках используются либо ручной привод, либо электрический. Находят применение и поршневые гидравлические или пневматические приводы. Для уменьшения крутящего момента на маховике ручного управления используют редуктор с червячной передачей или редуктор с зубчатой конической передачей.

 

 

       Задвижка клиновая с цельным клином

 

1-маховик;

2-шпиндель;

3-нажимная втулка;

4-сальник;

5-крышка задвижки;

6-клин;

7-седло;

     8-корпус.

 

 

 

Задвижка параллельная с выдвижным

шпинделем и электроприводом

 


 

                                                                                 Задвижка клиновая с червячным

 редуктором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Основные неисправности запорной арматуры

 

Наименование неисправности

Внешнее проявление неисправности

Вероятная причина

Нарушение герметичности запорной арматуры

Характерный звук проходящего через запорную арматуру продукта.

Поступление продукта и избыточного давления в трубопровод после закрытия запорной арматуры.

Коррозия или задиры на уплотнительных поверхностях затвора

Запорная арматура при вращении маховика не открывается (не закрывается)

При вращении маховика шпиндель остается неподвижен

Срез шпоночного соединения маховик-втулка

Запорная арматура при вращении маховика не открывается (не закрывается)

При вращении маховика шпиндель вращается вместе с ним

Нарушение соединения затвора и шпинделя.

Нарушение герметичности сальникового уплотнения штока

Подтеки продукта из-под нажимной втулки на корпусе крышки

Износ сальникового уплотнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 
Классификация трубопроводов Ру<=10 Мпа (100 кгс/см2) 

Общая группа

Транспортируемые

вещества

Категория трубопроводов

I

II

III

IV

V

 

 

Рраб.,Мпа 

(кгс/см²)

tраб.,

°С

Рраб.,Мпа 

(кгс/см²)

tраб.,

°С

Рраб.,Мпа 

(кгс/см²)

tраб.,

°С

Рраб.,Мпа 

(кгс/см²)

tраб.,

°С

Рраб.,Мпа 

(кгс/см²)

tраб.,

°С

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

А

Вещества с токсичным действием

а) чрезвычайно и высокоопасные вещества классов 1,2

 

б) умеренно опасные

вещества класса 3

 

 

 

Независимо

 

 

 

Свыше 2,5

(25)

 

 

Независимо

 

 

 

Свыше +300

и ниже –40

 

 

-

 

 

 

Вакуум

от 0,08

(0,8)

до 2,5(25)

 

 

-

 

 

 

От –40

до

+300

 

 

-

 

 

 

-

 

 

 

-

 

 

 

-

 

 

-

 

 

 

-

 

 

-

 

 

 

-

 

 

-

 

 

 

-

 

 

-

 

 

 

-

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взрыво-и пожароопасные вещества

 

а)горючие газы (ГГ),

в том числе сжиженные (СУГ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свыше 2,5

(25)

 

 

 

 

Вакуум

ниже 0,08

(0,8)

 

 

 

 

 

 

 

Свыше +300

и ниже –40

 

 

 

 

Независимо

 

 

 

 

 

 

 

 

Вакуум

от 0,08

(0,8)

до 2,5(25)

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От –40

до

+300

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

б) легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ)

 

 

 

 

 

 

 

в)горючие жидкости (ГЖ)

 

 

 

 

 

 

 

Свыше 2,5

(25)

 

 

Вакуум

ниже 0,08

(0,8)

 

 

Свыше 6,3

 

 

 

Вакуум

ниже 0,003

(0,03)

 

Свыше +300

и ниже –40

 

 

Независимо

 

 

 

 

Свыше +350

и ниже –40

 

 

То же

 

Свыше 1,6(16) до 2,5(25)

 

Вакуум

выше 0,08

(0,8)

 

 

Свыше 2,5

(25) до

6,3 (63)

 

Ваккум

ниже 0,08

(0,8)

 

От +120 до +300

 

 

От –40

до +300

 

 

 

Свыше +250

до +350

 

То же

 

До 1,6(16)

 

 

 

-

 

 

 

 

Свыше 1,6(16)

до 2,5(25)

 

 

Вакуум

до  0,08

(0,8)

 

От-40 до +120

 

 

-

 

 

 

 

Свыше +120

до +250

 

От –40 до +250

 

-

 

 

 

-

 

 

 

 

До 1,6(16)

 

 

 

-

 

-

 

 

 

-

 

 

 

 

От –40 до +120

 

 

-

 

-

 

 

 

-

 

 

 

 

-

 

 

 

-

 

-

 

 

 

-

 

 

 

 

-

 

 

 

-

В

Трудногорючие (ТГ)

и негорючие вещества (НГ)

Вакуум

ниже 0,003

(0,03)

 

-

Свыше 6,3(63) вакуум ниже 0,08

(0,8)

 

Свыше +350

до +450

Свыше 2,5(25)

до 6,3 (63)

От +250

до

+350

Свыше 1,6(16)

до 2,5 (25)

Свыше +120

до +250

До 1,6 (16)

От –40 до +120

 

Примечания.

1.  Обозначение группы определенной транспортируемой среды включает в себя обозна­чение общей группы среды  (А, Б, В)    и обозначение подгруппы (а, б, в), отражающее класс опасности транспортируемого вещества.

2. Обозначение группы трубопровода в общем виде соответствует обозначению группы транспортируемой среды. Обозначение «трубопровод группы А(б)» обозначает трубопровод, по которому транспортируется среда группы А(б).

 

3. Группа трубопровода, транспортирующего среды, состоящие из различных компонентов, устанавлива­ется по компоненту, требующему отнесения трубопровода к более ответственной группе. При этом, если при содержании в смеси опасных веществ 1, 2 и 3 классов опасности концентрация одного из компонентов смертельна, группу смеси определяют по этому  веществу.

4.   В случае, если наиболее опасный по физико-химическим свойствам компонент входит в состав смеси в незначительном

 количестве, вопрос об отнесении трубопровода к менее ответственной группе или категории решается проектной

 организацией (автором проекта),

5.  Класс опасности вредных веществ следует определять по ГОСТ 12.1.005 и ГОСТ 12.1.007, значения показателей пожаровзрывоопасности веществ — по соответствующей НТД или методикам, изложенным в ГОСТ 12.1.044.

6. Категорию трубопровода следует устанавливать по параметру, требующему отнесения его к более ответственной  категории.

7. Для вакуумных трубопроводов следует учитывать не условное  давление , а абсолютное рабочее давление.

Трубопроводы, транспортирующие вещества  с рабочей температурой равной или превышающей  температуру их самовоспламенения  или рабочей температурой  ниже  минус 40  °С, а так же несовместимые с водой или кислородом  воздуха при нормальных условиях, следует относить к 1 категории.