BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

317
СПРАВОЧНИК ПО МЕХАНИКЕ / ТРУБНОЙ ОБВЯЗКЕ BECHTEL CONSTRUCTION OPERATIONS INCORPORATED

Transcript of BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Page 1: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

СПРАВОЧНИК ПО МЕХАНИКЕ /

ТРУБНОЙ ОБВЯЗКЕ

BECHTEL CONSTRUCTION OPERATIONS

INCORPORATED

Page 2: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Второе издание. © Корпорация Бектель 1997. Все права защищены. Содержит конфиденциальную информацию, которая является собственностью корпорации «Бектель» и не должна разглашаться третьим лицам без письменного разрешения «Бектель». Напечатано в Соединенных Штатах Америки.

Page 3: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Предисловие

Данный справочник распространяется в неконтролируемых условиях. Он предназначается для использования как обучающий материал, предоставляемый вместе с детальным объяснением материала специалистами в данной области. Справочник был разработан в помощь при обучении и развитии инженеров и руководитлей Бектель по механике и трубопроводам, а также он является частью общей обучающей программы Бектель. Данный справочник также служит источником полезной информации, инструкций и данных, которые помогут персоналу промысла в принятии ежедневных решений. Весь справочный материал в книге служит только для иллюстрации и не должен быть использован при фактическом выполнении работ.

Справочник нельзя использовать вместо нормативных требований, стандартов, инструкций или технических условий. Однако, данное руководство содержит готовый справочный материал, который можно использовать вместе с проектными условиями.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook FRWD-1

Page 4: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

СОДЕРЖАНИЕ Трубопровод/Механический справочник

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1 Корпоративные процедуры по трубопроводу/механическому оборудованию

Раздел 2 Техника безопасности Раздел 3 Обязанности и Ответственность Раздел 4 Чертежи по механике и трубным обвязкам Раздел 5 Диаметр труб и материалы Раздел 6 Трубные соединения и трубные колена Раздел 7 Клапана Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 9 Руководство по прокладке промыслового трубопровода Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы Раздел 11 Теплоизоляция и теплоспутники Раздел 12 Трубные подвески и опоры Раздел 13 Методы промывки и очищения Раздел 14 Испытание на герметичность Раздел 15 Механическое оборудование Раздел 16 Насосы Раздел 17 Системы воздушного компрессора Раздел 18 Теплообменники Раздел 19 Системы ОВКВ Раздел 20 Системы охлаждения Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки Раздел 22 Системы конвейеров Раздел 23 Дробилки и измельчители Раздел 24 Подшипники и смазка Раздел 25 Словарь терминов Раздел 26 Справочная литература

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook TOC-1

Page 5: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 1 Корпоративные процедуры по трубопроводу/механическому оборудованию

Обобщающее понятие

Трубопровод и механические компоненты являются ядром строительства всех промышленных проектов. Механические системы на различных проектах, в таких областях как, горные работы, металлы, нефть, химикаты, энергия или сфера безопасности, имеют общие особенности.

Невозможно разработать единую корпоративную процедуру по установке труб и механического оборудования для всех проектов Бектель, так как рынок сбыта компании Бектель очень разнообразен. В результате, корпоративные процедуры Бектель нуждаются в разработке специфичных процедур и руководств по установке для каждого отдельного проекта. Данные процедуры должны отражать особые требования клиента и быть в соответствии с нормативными актами данного региона. Проект также должен предусмотреть следующее:

• Специализированные курсы • Периодические инспекции оборудования и инструментов • Предварительное планирование работ • Контроль и инспекция завершенной работы

Общие процедуры строительных проектов были разработаны для того, чтобы помочь в разработке специфических процедур отдельного проекта. Данные процедуры представляют собой точку начала разработки процедур проекта и обычно основываются на процедурах других строительных проектов. Применимы следующие требования корпоративных инструкций.

РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАЧАЛЬНИКОВ ОБЪЕКТА

Инструкция руководства S4.4, Инженерно-техническое сопровождение строительства для начальников объекта, определяет общие обязанности Инженерно-технического сопровождения строительства как часть строительной группы проекта. Инструкция S4.5, Программа контроля качества, определяет требования проекта для разработки и внедрения программы контроля качества строительства на проекте.

РУКОВОДСТВО ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Руководство инженерно-технического сопровождения строительства включает в себя несколько инструкций, которые могут быть применены в работах на трубопроводе и в механических работах на проектах. Данные инструкции указанны ниже:

Инструкция F2.4, Разработка процедур проекта, предусматривает требования для разработки специфических процедур проекта.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 1-1

Page 6: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 1 Corporate Piping/Mechanical Procedures

1-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Инструкция F3.1, План контроля качества проекта, предусматривает требования для разработки специфического плана контроля качества для проекта.

Инструкция F3.2, Программа строительной технологичности проекта, предусматривает требования для внедрения программы строительной технологичности на проекте.

Инструкция F4.3, Планы монтажных работ, устанавливают специфические требования для подготовки планов монтажных работ объектов Бектель.

Инструкция F4.5, Контроль сварочных работ, предусматривает требования для разработки и внедрения контроля сварочных работ на проекте.

Инструкция F4.6, Стандартная инженерная документация, резюмирует согласованности между корпоративным строительством Бектель и инженерными комитетами по поводу стандартной документации инженерного проектирования, которыми обеспечен каждый проект.

Инструкция F5.1, Отчет объема работ, резюмирует требования для разработки плана отчета объема работ.

ОБЩИЕ ПРОЦЕДУРЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОЕКТА

Следующие общие процедуры относятся к контролю за работами по трубопроводу и механическим оборудованием, являясь типичными общими процедурами строительства проекта которые имеются в распоряжении.

03501-1, Установка подземного трубопровода

03502-1, Установка надземного трубопровода

03502-2, Промысловое изготовление трубных узлов

03505-1, Опрессовка трубопровода

03507-1, Установка теплоизоляции

03602-1, Вращающееся оборудование

03603-1, Установка колонн, емкостей, резервуаров и теплообменников

03606-1, Котлы и топочный нагреватель

Дополнительные общие процедуры, относящиеся к работам по трубопроводу и механическому оборудованию, доступны в справочной библиотеке в Интернете.

РУКОВОДСТВО КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬСТВА

Инструкция Q3.5, Проверка качества, описывает корпоративные требования для внедрения независимой инспекционной программы на строительных проектах.

ПРОЦЕДУРЫ ТБ

Page 7: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 1 Corporate Piping/Mechanical Procedures

Корпоративные процедуры и требования по ТБ описаны во 2-ом разделе данного справочника.

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 1-3

Page 8: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 2 Техника безопасности

ОБЩЕЕ

Бектель следует принципам по ТБ БЕЗ ТРАВМ, действующей на всех строительных объектах. Монтаж элементов трубопроводов и механического оборудования может привести к серьезным происшествиям и травмам при неверном плинировании и исполнении. Одной из важнейших характеристик программы по ТБ компании Бектель является безопасная работа при монтаже трубной обвязки и механического оборудования.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ОТНОШЕНИИ УПРАВЛЕНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ГИГИЕНЕ

Требования по строительным такелажным работам в Соединенных Штатах изложены в своде федеральных постановлений, раздел 29 часть 1926 – Техника безопасности и охраны здоровья на строительных объектах. Данный документ состоит из различных пунктов, в каждом из которых описан конкретный аспект, связанный с работой на строительных площадках. Пукнты, относящиеся к механике и трубопроводам, изложены ниже:

Пункт D – Производственная гигиена и охрана окружающей среды

В данном пункте изложены требования по уровню шумов, вентиляции, освещению и контролю за вредными веществами. По причине того, что многие работы, связанные с трубопроводами и механическим оборудванием, подразумевают выполнение работ в замкнутом пространстве с высоким уровнем шумов, очень важно четко понимать положения данного пукта .

На рабочей площадке необходимо всегода находится в каске, защитных очках и средствах защиты органов слуха (напр. беруши).

Пункт E – Средства индивидуальной защиты и спасения жизни

В данном пункте изложены минимальные требования для использования средств защиты от падения с высоты, такие как страховочные ремни, канаты, пояса и страховочные сети. Выполнение работ по механике и трубопроводам часто требует от рабочих находиться на высоте, что может привести к падению. Правила, изложенные в данном пункте разработаны для того, чтобы предотвратить получение серьезных травм при падении.

Пункт G – Знаки, сигналы и ограждение

В данном пункте изложены минимальные требования для передачи сигналов и управления движением. В связи с тем, что работы по механике и трубопровдам часто связаны с монтажом и передвижением оборудования и материалов по дорогам, требования в данном пункте определяют минимальные правила, необходимые для сигнализации и использования ограждений.

Пункт H – Транспортировка, хранение, использование и уборка материалов

В данном пункте изложены минимальные требования для использования средств по транспортировке материалов, таких как веревки, стропы, цепи, скобы и крючки. Требования в данном пункте точно определены и очень важно, чтобы грузоподъемность материала была четко ясна. © 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 2-1

Page 9: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 2 Техника безопасности

2-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Пункт I - Инструмент – ручной и с механическим приводом

В данном пункте изложены правила по использованию ручного инструмента, инструментов с механическим приводом, точильного колеса и домкратов. Все эти приспособления широко используются при выполнении работ по механике и с трубопроводами, поэтому требования в данном разделе должны быть ясны.

Пункт J – Сварка и резка

В связи с тем, что почти все виды работ по механике и трубопроводам включают процесс сварки и резки, тербования этого понкта непосредственно относятся ко всем видам работ. Особое внимание следует уделить правилам противопожарной безопасности.

Пункт K – Электрооборудование

Правила по вывешиванию бирок на электрооборудвание, изложенные в данном пункте, необходимы для работы, осуществляемой вблизи электрических систем под напряжением.

Пункт N – Кран, подъемная стрела, тали, подъемник и конвейер

В данном пункте изложены конкретные рекомендации по управлению оборудованием тяжелой грузоподъемности на строительной площадке. Также здесь включены требования для ручных сигналов при такелажных работах, проверки такелажного оборудования и крепежных средств, вывешивание таблиц с обозначением грузоподъемности крана и выполнение такелажных работ.

Пункт T - Разборка

В данный пункт входят правила по ТБ, применяемые для разборки зданий и материалов. В связи с тем, что проведение модификаций включает работы по разборке, данные правила непосредственно применимы.

ОБЯЗАННОСТЬ ИНЖЕНЕРА ПРОМЫСЛА В ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Инженер по механике или трубопроводам явялется непосредственным учатсником техники безопасности при работе на строительной площадке. Любые безопасные работы начинаются с предварительного планирования, а инженер промысла вносит непосредственный вклад в ТБ, просматривая запланированные работы с точки зрения безопасности. Инженер промысла обычно несет ответственность за разработку детального рабочего пакета для работ, запланированных начальником, а также проверяет, что необходимые материалы имеются в наличии и оформляет необходимые допуска для выполнения работ. Инженер промысла может задать следующие вопросы, чтобы убедиться, что работа будет выполнена безопасно:

• Как материалы будут доставлены на рабочую площадку? Можно ли выполнить предварительную сборку, чтобы избежать выполнения работ в замкнутом или ограниченном пространстве?

• Требуются ли опасные материалы для выполнения работ? Имеются ли паспорта безопасности для всех необходимых материалов?

• Были ли получены все необходимые наряды-допуска (например, наряд на работу в замкнутом пространстве) для выполнения работ? Имеются ли какие либо специальные требования, о которых должны знать руководство или рабочие перед началом работ?

Page 10: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Safety Section 2

1996:Изд.2 Справочник по механике/трубопроводам 2-3

• Выполнены ли требования по вывешиванию бирок на оборудовании?

• Имеется ли необходимый материал на рабочей площадке? Проверили ли материалы на наличие повреждений или дефектов, которые могут вызвать травму во время установки?

• Был ли выполнен анализ возможных подземных коммуникаций, таких как трубопроводы, электрические кабели под напряжением и технологические линии до разрешения проведения работ?

• Нет ли на предполагаемой рабочей площадке потенциальных опасностей? Выполнена ли уборока территории соответственно?

• Правильно ли укреплены траншеи или ямы? Нужно ли разработать специальные подпорки в связи глубиной или месторасположением ямы или траншеи?

• Подготовили и утвердили ли планы по такелажным работам? Были ли изучены утвержденные планы по монтажу с рабочими, которые будут производить работы?

• Установлены ли монтажные леса, необходимые для выполнения работ? Нужно ли разработать специальную конструкцию лесов для получения доступа к рабочей площадке?

Page 11: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 3-1

Раздел 3 Обязанности и Ответственность

ОБОБЩЕНИЕ

Обязанности и ответственность инженера строительства по трубопроводу и механическому оборудованию меняются от проекта к проекту, в зависимости от объема работ и особых требований контракта. Общее описание позиции Инженера-механика по строительству дано в приложении 3-1. Общее описание позиции Инженера строительства по трубопроводу дано в приложении 3-2.

КАЧЕСТВО

Обеспечение качества завершенной работы является одной из главных задач и целей инженера строительства. Осуществление данной цели требует не только прослеживания за использованием обновленных чертежей и за установкой систем в соответствии со спецификациями проекта, но и наблюдения за тем как по мнению заказчика проект близится к завершению.

Для того чтобы поддерживать качество работы на высоком уровне и сохранить позитивное отношение заказчика к завершенной работе, инженер строительства должен удостовериться в следующем:

• Спецификации и стандарты проекта были соблюдены

• Несоответствия в работе были сразу определены и исправлены

• Поддерживались стандарты качества- никаких уступок

• Коллективная работа в организации развивается и поддерживается.

• Осуществляется надлежащий контроль за материалами

• Проверка технологичности строительства проводится до начала строительных работ

• Техника безопасности в строительстве соблюдается во время всех работ переданных строительным бригадам.

• Отчеты и прогнозы по объему работ на проекте должны быть составлены надлежащим образом.

КОНТРОЛЬ ЗА МАТЕРИАЛОМ

Обязанности инженера строительства по контролю за материалами меняются от проекта к проекту. Примерами таких обязанностей могут быть следующие:

• Подготовка заявок на материалы для площадки

• Подготовка инструкций по приемке материалов

• Инспекция материалов, доставленных на объект для приемки

• Проверка документации, полученной от поставщика, для каждого отдельного заказа

Page 12: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Обозначать надлежащие уровни хранения материалов При подготовке заявок и заказа материала, инженер строительства должен предоставить полное описание каждого отдельного материала. Например, при определении цельнотянутой трубы, 2 1/2 дюймов в диаметре, сделанной из углеродистой стали марки A106 B- слово “цельнотянутой” может быть ключевым словом в спецификации материала. Если же слово “цельнотянутой” не упоминается, есть вероятность что не тот материал будет доставлен на объект. Поставщики и закупщик материально-технического обеспечения площадки могут иметь не полную информацию по всем спецификациям проекта, что может привести к дополнительным затратам и задержкам графика выполнения работ ввиду необходимости пополнения запасов или замена ошибочного материала. Полностью определяющий отдельные материалы код, для ассортимента материала, должен использоваться по возможности, чтобы удостовериться в правильности закупленного, полученного и переданного для установки материала.

Хранение материалов на площадке обычно осуществляется группой материально-технического обеспечения площадки. Однако, инженер строительства должен владеть практическими знаниями по нужным уровням хранения, включая требования к азотной среде и выхода из строя, а также должен периодически проверять отложения материалов и склады на надлежащее хранение. Инженер по строительству также должен удостовериться в проведении необходимого техобслуживания оборудования находящегося на хранении.

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА

Технологичность строительства определена Институтом Строительной Промышленности (CII) как “ Оптимальное использование строительных знаний и опыт работы в сфере планирования, проектирования, материально-технического обеспечения, и эксплуатации промысла для достижения главных задач проекта”.

Технологичность процесса является непрерывным процессом интеграции строительных знаний и опыта в сфере схематического проектирование, материально-технического обеспечения, детальной разработки и управления, и работ по строительству промысла, что дает возможность снизить проектные расходы и улучшить график проекта.

На ранней стадии проекта предоставляется самая большая возможность повлиять на проектные расходы и включить строительный опыт и методы в план проекта и проектирование. Чем раньше будет разработан и внедрен план технологичности строительства на проекте, тем больше пользы принесет данный процесс.

Программа технологичности строительства Бектель делает свой вклад в процесс проектирования, предоставляя идеи и извлеченные уроки и применяя их в настоящих и будущих проектах компании. Справочник технологического строительства описывает программу технологичности строительства более детально. Инженер по строительству играет важную роль в успешном внедрении программы технологичности строительства Бектель.

Page 13: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Duties and Responsibilities Section 3

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 3-3

Усвоенные корпоративные уроки и лучшие методы организации производственных работ собраны вместе и доступны посредством ниже перечисленного: • В справочной библиотеке в Интернете (OLRL) имеются разделы усвоенных уроков и

лучших методов организации производственных работ, и могут быть доступны через компьютерную ссылку на региональное представительство. Данная информация собрана под общим тематическим названием и ее можно получить, находясь на строительной площадке.

• Периодические информационные издания и бюллетени предоставляющие информацию о других проектах и корпоративных инициативах.

• Периодические проектные собрания для обзора прогресса на объекте и уроки извлеченные на проекте.

• Финальный отчет завершенного проекта где собраны важные извлеченные уроки на проекте.

Page 14: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Инженер строительства участвует в программе технологичности строительства следующим образом: • Проверяет проектные схемы на технологичность строительства и предлагает методы

улучшения процесса строительства на проекте. • Поскольку строители воспроизводят то, что придумано инженером, следует

пользоваться опытом строителей и их руководства при обсуждении возможности воплощения строительных идей.

• Вносить свой вклад в корпоративную программу усвоенных уроков, чтобы удостовериться в использовании опыта приобретенного на строительстве данного проекта в будущих проектах.

УСВОЕННЫЕ УРОКИ

Делясь своим опытом и знаниями с сотрудниками компании, инженер по строительству вносит огромный вклад в организацию. Предлагаемые усвоенные уроки обычно вносятся в документ, формат которого очень похож на приложение 3-3, и сдаются в отдел руководства объекта для проверки и одобрения. Одобренные уроки вводятся в корпоративную справочную библиотеку в Интернете (OLRL).

Усвоенные проектные уроки должны определяться и подаваться на рассмотрение на каждой стадии проекта и не должны быть использованы в целях определения проблем. Не следует излагать сложившиеся условия или проблемы, не внося предложения для решения или возможности улучшения.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Новый персонал на площадке проходит вводный курс по технике безопасности, который охватывает следующее:

• Профессиональные должностные требования

• Потенциальные опасности

• Общие напоминания безопасного ведения работ, что ожидается от каждого работника

Инженер строительства играет важную роль в администрации программы по технике безопасности на объекте.

• Удостовериться, что все работы предварительно спланированы, принимая во внимание технику безопасности

• Контролирует соблюдение техники безопасности и общего порядка на рабочих площадках.

• Поддерживает индивидуальную технику безопасности и подает пример

• Разрабатывает соответствующие наряды допуски, разрешения и ярлыки в целях безопасности.

Page 15: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Duties and Responsibilities Section 3

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 3-5

• Отслеживает безопасность ведение работ суб-подрядчиков

• Удостовериться, что паспорта безопасности материалов, используемых на объекте, имеются в распоряжении.

• Удостовериться, что во время работ по проектированию площадки, учитывается техника безопасности рабочих.

ЗАТРАТЫ И ГРАФИК

Эффективность проектных затрат Выполнение работ на производстве отслеживается при помощи системы учета отработанных часов. Еженедельный учет затрат, указывающий код затрат по каждой дисциплине, является стандартным. Код затрат отслеживается и оценивается, определяя как используются отдельные активы компании. Например, код затрат P-11 закреплен за 2-х дюймовой трубой и трубой меньшего размера из углеродистой стали, поэтому трубопроводчики, бригадиры и инженеры на площадке относятся к данному коду затрат.

Параллельно с определением оплаты за рабочие часы, инженер промысла подготавливает периодический отчет принятого количества завершенной работы за определенный промежуток времени. Отдел затрат затем использует отчетные данные в расчете заработанных часов, что является количеством установленного продукта и единицей цены бюджета. Единица цены бюджета равняется количеству часов за которое на проекте установили единицу длины (обычно метр или фут).

Реальные зарегистрированные отработанные часы затем делят на заработанные часы чтобы подсчитать коэффициент эффективности (PF) определенного кода затрат. PF равный 1.0 и меньше, показывает что материалы устанавливаются по цене, ниже предусмотренной по проекту, что является положительным показателем. PF выше 1.0 указывает на превышение предусмотренного бюджета. Вкратце,

Заработанные часы= (единица цены бюджета) Х (установленное количество материала)

Коэффициент эффективности= (отработанные часы)/ (заработанные часы)

График проекта

Проектный план или график составляется из менее сложных планов. Они включают в себя 90/180 дневной план, графики на близжайший срок (от 1 до 4 недель) и ежедневные графики. 90/180 дневной график основывается на структуре расчета по коду. Каждая работа указывает количество материала который должен быть установлен и рабочую силу, которая будет задействована. После того как будет подведен итог общего числа людских ресурсов, они будут разделены по группам. Общее число людских ресурсов, требующихся на проекте (разбитые по отдельным группам), получается в результате работы с 90/180 дневными графиками.

График на близжайщий срок детально описывает все требующиеся ресурсы и количество работы, которая должна быть завершена для того, чтобы уложиться в сроки промежуточного этапа разработки. Инженер по строительству использует данный график для планирования материала, групп работ и испытаний, которые требуется проводить на проекте. График определяет потребности проекта на близжайшие несколько недель.

Page 16: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Основное руководство для планирования проекта - планируй свою работу и работай в соответствии с планом.

ПОДДЕРЖКА БРИГАД НА ПЛОЩАДКЕ/ ПРОЦЕСС ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Очень важно, чтобы инженер по строительству привык каждое утро сверять с бригадиром работы, проводящиеся на порученном участке или системе. Такой подход помогает в планировании повседневных работ и позволяет подвести итоги завершенной работы на качество и на учет ее состояния.

Одним из аспектов промысла является обсуждение производимых работ с бригадой, что способствует развитию открытого общения и предотвращает обособленное отношение друг к другу. Вопросы и проблемы должны разрешаться на ранней стадии для предотвращения значительного переделывания работы или путаницы по поводу завершения работы.

Page 17: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 3-7

Следующей частью поддержки бригад является решение проблем, что может означать ведение переговоров с начальником, инженером промысла и инженером проектировщиком в целях решения и исправления создавшихся условий. Что также может означать составление актов о несоответствии требованиям, отчетов о несоответствии программных средств техническим требованиям, запросы на доработку/изменения на площадке и уведомления о доработках/изменениях на площадке для документации разрешения проблем.

НОРМАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС ВЕДЕНИЯ РАБОТ

Раняя стадия проекта

• Проверить инженерные схемы

• Встретиться с представителями заказчика

• Пересмотреть требования по отслеживанию количества материала

• Запросить материалы для строительной площадки

• Оказать помощь во временной разработке и проектировании обслуживания объекта

Работать совместно с начальством и отделом контроля проекта над порядком установки й планов такелажных работ.

ьства

Перепроверить завершенные установки на соответствие схемам

есено в дефектную

оно будет доставлено

, и вести регистрацию смазки

Поддерживать контакт с заказчиком

• Продолжать ведение количественных отчетов

• Провести подземный трубопровод

• Оценить опрессовку и ремонт систем

• Заказать оборудование для проведения испытаний

• Пересмотреть графики, принимая во внимание потребности в материале и требования рамок проета. Обсудить с начальством какие-либо опасения.

• основного оборудования и над разработко

Фаза кульминации проекта строител

• Получать и отслеживать материал

• Предоставлять поддержку суперинтенданту и бригадам на прощадке

• • Любое несоответствие в завершенной работе должно быть зан

ведомость

• Приступить к гидро-испытаниям и передаче на теплоизоляцию

• Устанавливать оборудование, как только

• Смазывать материалы, находящиеся на хранении

Page 18: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Завершающая стадия проекта

• Разработка дефектных ведомостей и завершение физических работ

х испытаний

документации

ку

Избыточный материал

• Связующее оборудование

• Завершение опрессовки, промывки и пусковы

• Завершение исполнительной

• Передача систем заказчи

Page 19: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Duties and Responsibilities Section 3

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 3-9

ОБРАЗЕЦ ОПИСАНИЯ ДОЛЖНОСТИ ИНЖЕНЕРА-МЕХАНИКА ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ПРИЛОЖЕНИЕ 3-1

ДОЛЖНОСТЬ: ИНЖЕНЕР-МЕХАНИК ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ Инженер-механик по строительству несет ответственность перед инженером строительства проекта за строгое соблюдение спецификаций по установке оборудования. ОБЯЗАННОСТИ И ОТВЕТСТВЕННОСТЬ • Предоставляет техническую поддержку суперинтенданту по механике или

оборудованию, суперинтенданту участка и инженеру участка, а также оповещает о вопросах, связанных с контролем качества.

• Совместно с персоналом заказчика составляет испытательные параметры, установку и передачу систем и крупного оборудования.

• Определяет приоритеты по установке оборудования на отдельных участках, предварительно посоветовавшись с руководством на участке.

• Налаживает взаимодействие с отделом проектирования для решения проблем, которые имеются на площадке.

• Пересматривает график проекта и совместно с суперинтендантом по механике/ оборудованию и инженером участка разрабытывает 90/180 дневной график в соответствии с требованиями.

• Регулярно совершает инспекцию всей проводимой работы по установке оборудования • Помогает суперинтенданту по механике и инженерам участка в решении проблем по

оборудованию. • Проводит инспекции установок оборудования • Проверяет соответсвие работ, проводимых на площадке, с плановыми чертежами и

вводит данные в систему отслеживания количества строительных работ. • Докладывает инженеру по затратам о количестве завершенных установок. • Делает запросы на материалы на все испытательное оборудование, запасные детали и

смазку, которые нужны для выполнения работ. • Поддерживает свободное общение с людьми на объекте и представителями

поставщика, чтобы оценить необходимость присутствия представителей поставщика на объекте. ПРИМЕЧАНИЕ: Обычно присутствие представителей поставщика требуется во время пуска большого и/или сложного оборудования, как например насосы, компрессора, турбины, конвейер, котельные установки и перемещающие/питательные системы.

• Помочь инженерам участка получить информацию от поставщика в случае возникновения неисправностей оборудования, необходимости провести замену или решить проблемы, связанные с проектированием.

• Оказывать помощь руководителю по материально-техническому обеспечению в инспекции и приемке материалов трубопровода, а также в мероприятиях по подготовке объекта к хранению, защите и техобслуживанию постоянного оборудования и относящегося к нему материала.

• Сохранять исполнительную документацию для установки оборудования.

Page 20: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Определяет границы установки любого оборудования, не показанных на проектных схемах, как например трубная обвязка уплотнительной воды.

• Оговаривает с офисом по разработке и проектированию, постоянные и строительные материалы, которые будут заказаны на площадку. Устанавливает даты прекращения заявок на материалы для регионального представительства и выдает заявки на строительные материалы по надобности.

• Оказывает помощь суперинтенданту в определении приоритета оборудования для доставки.

• Осуществляет контроль за сборкой оборудования за пределами объекта, ускоряя процесс координирования поставки оборудования на площадку в надлежащем порядке. Имеет в распоряжении обновленные графики поставки предоставленные сборщиком оборудования.

• Определяет количество оборудования которое должно быть установлено на площадке. Разрабатывает сборочные сооружения для предварительных монтажных работ на площадке, имея в наличии детальные схемы сооружений и перечень материалов. Совместно с руководителями бригад определяет объем предварительной работы по сборке и количество оборудования, которое будет собрано на объекте перед установкой на площадке.

• Контролирует кодовые системы, чтобы координировать поток информации в документацию по материалам и сварке, в целях осуществления надлежащего контроля за кодовой документацией.

• Подготавлявает важную документацию для установки и/или ремонта оборудования проштампованного кодом.

• Составляет регулярные графики техобслуживания оборудования, находящегося на хранении на площадке, и оборудования, установленного до передачи объекта заказчику.

• Ведет регистрацию техобслуживания для передачи заказчику.

• Разрабатывает методы предварительной сборки оборудования в целях экономии рабочей силы на площадке.

Page 21: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Duties and Responsibilities Section 3

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 3-11

ОБРАЗЕЦ ОПИСАНИЯ ДОЛЖНОСТИ ИНЖЕНЕРА ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТРУБОПРОВОДА

ПРИЛОЖЕНИЕ 3-2

ДОЛЖНОСТЬ: ИНЖЕНЕР ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТРУБОПРОВОДА Инженер по строительству трубопровода несет ответственность перед инженером проекта по строительству за выполнение спецификаций по установке трубопровода. ОБЯЗАННОСТИ И ОТВЕТСТВЕННОСТЬ • Предоставляет техническую поддержку суперинтенданту по механике или

оборудованию, суперинтенданту участка и инженеру участка, а так же оповещает о вопросах, связанных с контролем качества.

• Совместно с персоналом заказчика составляет испытательные параметры, установку и передачу систем и крупного оборудования.

• Определяет приоритеты по установке трубопровода на отдельных участках , предварительно посоветовавшись с руководством на участке.

• Налаживает взаимодействие с отделом проектирования трубопровода для решения проблем, которые имеются на площадке.

• Пересматривает график проекта и совместно с суперинтендантом по трубопроводу и инженером участка разрабытывает 90/180 дневной график в соответствии с требованиями.

• Регулярно совершает инспекцию всей проводимой работы по установке трубопровода. Присутствует при испытаниях и завершает финальные проверки по схемам P&ID до передачи объекта заказчику.

• Помогает суперинтенданту по трубопроводу и инженерам участка в решение проблем по трубопроводу.

• Составляет критерии по всем работам для инспекции которые могут быть более тщательными, чем плановые инспекции по трубопроводу.

• Проверяет соответсвие работ, проводимых на площадке, с плановыми чертежами и вводит данные в систему отслеживания количества строительных работ.

• Докладывает инженеру по затратам о количестве завершенных установок. • Оказывает помощь суперинтенданту в определении приоритета для доставки трубных

узлов, трубных опор и клапанов .

• Делает затребования на все испытательное оборудование трубопровода, тестовые заглушки, прокладки и т.д., которые нужны для выполнения работ.

• Помогает инженерам участка получить информацию от поставщика в случае возникновения неисправностей с трубопроводом, необходимости провести замену или решить проблемы, связанные с проектированием трубопровода.

• Оказывать помощь руководителю по материально-техническому обеспечению в инспекции и приемке материалов трубопровода, а также в мероприятиях по подготовке объекта к хранению, защите трубопроводного материала.

Page 22: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Хранит твердую копию исполнительной документации по всему трубопроводу. Подземные системы должны быть занесены в исполнительную документацию до засыпки.

• Определяет границы любого участка трубопровода, не показанных на схемах трубопровода, как например пароспутники, блочная установка внутреннего трубопровода и система смазки оборудования.

• Оговаривает с офисом по разработке и проектированию, постоянные и строительные материалы которые будут заказаны на площадку. Устанавливает даты прекращения заявок на материалы для регионального представительства и выдает заявки на строительные материалы по надобности.

• Анализирует необходимость подготовки трубных узлов в цеху на объекте и помогает начальству определить объем работы по сборке трубопровода в цеху.

• Осуществляет контроль за заготовкой трубных узлов за пределами объекта, координируя поставки трубных узлов на площадку в надлежащем порядке. Имеет в распоряжении обновленные графики поставки, предоставленные сборщиком оборудования.

• Контролирует кодовые системы, чтобы координировать поток информации в документацию по материалам и сварке, в целях осуществления надлежащего контроля за кодовой документацией.

• Разрабатывает методы предварительной сборки труб в целях экономии рабочей силы по установке труб на площадке.

• Определяет количество труб маленького диаметра (2 дюйма и менее), которое должно быть установлено на площадке. Делает наброски сборочных сооружений , руководствуясь информацией, полученной от суперинтенданта и старшего производителя работ бригад. Наброски строительной площадки предоставляют полный план здания и используемые материалы. Данное задание требует тесного сотрудничества с начальством для определения количества трубопровода, которое должно быть собрано на месте установки и которое собирается в сварочном цеху.

• Разрабатывает трубные подвески для труб больших и маленьких диаметров.

• Проводит финальную инспекцию следующих работ: теплоизоляция трубопровода, уплотение, покрытие краской и теплотрассы.

Page 23: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Duties and Responsibilities Section 3

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 3-13

ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА УСВОЕННЫХ УРОКОВ НА ПРОЕКТЕ ПРИЛОЖЕНИЕ 3-3

Проектная информация

Номер проекта: Название проекта: Краткое описание

проекта:

Заказчик: Штат (провинция) /

Страна:

Менеджер по строительству:

Подразделение глобальной индустрии:

Передовые системы

Тип контракта: Инженерные работы Материально- Техническое Обеспечение

Руководство Строительство Строительством

Запуск Техобслуживание Стоимость работ: 0

Вид строительства: "зеленая зона" Информация уроков

Дата: Заголовок: Категория: Архитектурная

Ключевые слова: Создавшиеся условия:

Решение проблемы:

Наличие фотографии: Электронный формат Твердая копия Пожалуйста, передавайте фотографии вместе с данным материалом. Информация по затратам

Пожалуйста предоставте наиболее точную информацию Необходимые расходы

на оборудование / материал (в долларах):

0 0 0 Инженерные материально строительные работы техническое работы

обеспечение

Page 24: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 3 Обязанности и ответственность

3-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Экономия расходов(в долларах) на оборудование

0 0 0 Инженерные материально строительные работы техническое работы

обеспечение

Необходимые расходы на рабочую силу (в

долларах):

0 0 0 Инженерные материально строительные работы техническое работы

обеспечение Экономия расходов(в

долларах) на рабочую силу

0 0 0 Инженерные материально строительные работы техническое работы

обеспечение График (в неделях)

работ для завершения: 0 0 0 Инженерные материально строительные работы техническое работы

обеспечение Экономия времени

указанного по графику (в неделях)

0 0 0 Инженерные материально строительные работы техническое работы

обеспечение Информация по утверждению

Инициатор: Дата: Начальник объекта: Дата:

Менеджер строительства:

Дата:

Менеджер инженерно-техническое

сопровождение строительства

Дата:

Принятое решение:

Page 25: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 4 Чертежи по механике и трубным обвязкам ОБЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ Основные чертежи, применяемые инженером промысла по механике и трубопроводам в процессе выполнения работ на месторождении:

• Схема трубных обвязок и КИП (P&ID)

• Изометрический чертеж трубопроводов

• Генплан участка

• Техническая классификация труб

• Чертежи и руководства от поставщика

• Чертежи систем трубопроводов и КИП

• Подробные данные о стандартах КИП

• Чертежи линий обогрева трубопровода паром Данные чертежи наряду с проектными спецификациями обеспечивают качественное руководство по надлежащему завершению установки заданной системы. Схема трубных обвязок и КИП Самый важный чертеж для прокладки трубных систем – это Схема трубных обвязок и КИП. Она дает основное описание проектирования линий и размеров необходимых труб, направления потока и откосы, КИПиА, изоляций, обогрева трубопровода, оборудования и/или данных по приборам. При помощи данной схемы можно найти другие чертежи, данные поставщика и информацию по трубам, необходимую для надлежащего выполнения работ. Однако, схема трубных обвязок и КИП не предоставляет информацию о размерах и не показывает физическое расположение какого-либо оборудования. Такая информация содержится в перечне трубопроводов и КИП. ИЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ЧЕРТЕЖИ ТРУБОПРОВОДОВ И ГЕН. ПЛАН Изометрические чертежи трубопроводов и генплан содержат информацию о заводе и физические размеры, которые не указываются в схеме трубных обвязок и КИП. Наряду с размерами и расположением самой трубы, чертежи представляют собой руководство по физической установке, включая :

• Информацию о расположении опорных рам согласно координатам завода и трубных оборудований

Page 26: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

• Особые детали по установке и/или требования по установке

• Потребности в материале, как для мастерской, так и/или для промысла

• Правильное определение в выборе клапанов

• Схемы существующего оборудования

• Участок снятия или демонтажа

• Классификация труб

• Нормы по опрессовочным работам

• Фланцевые соединения

• Сварные работы (включая сварное оснащение)

• Клапана

• Рамы

• Отдельные предметы со своим номером технологической позиции Для большей части трубных систем инженерное проектирование предоставляет подробную спецификацию материалов для каждого чертежа со списком необходимых материалов, включая описание материала, количество, номера инвентарных кодов, фланцевые уплотнения, и фланцевые болтовые крепления. Другая информация, которую предоставляет проектирование, включает в себя требования к трубной системе с подробностями по грунтовке и откосу, количество патрубков, соединяющих оборудование, положение врезок, нормы снятия напряжений и неразрушающего контроля качества трубных сварочных работ, стандартные детали для вентилей и дренажа. ТЕХНИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБ Техническая классификация труб определяет требования по материалам и кодам для заданного давления в трубной системе и температурных характеристик. Образец технической классификации труб показан в Приложении 4-1. ЧЕРТЕЖИ ОПОРНЫХ РАМ Чертежи опорных рам предоставляют подробную схему трубных опор и включают следующее:

• Подробную спецификацию материалов

• Расположение здания и высотный репер

• Справка о размерах труб для установки

Page 27: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

• Требования к сварочным работам

• Позицию линий

• Проектная нагрузка (на некоторых проектах нагрузка определяется в стандартных таблицах нагрузок и/или схемах на основании размеров труб, размеров безопорных участков трубы на трассе трубопровода и опорных элементов)

ЧЕРТЕЖИ И РУКОВОДСТВА ОТ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

Чертежи, предоставленные поставщиком, могут меняться, в зависимости от изготовителям, но обычно включают следующее:

• Контурные чертежи

• Типы материалов

• Списки запасных частей

• Вес и центры тяжести

• Стандарты испытаний на промысле

• Рабочее давление, температуры и данные (например, кривая насоса)

• Процедуры по пуску, эксплуатации и техобслуживанию

ЧЕРТЕЖИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ПРОКЛАДКИ ТРУБ

Инженерное проектирование предоставляет стандартный комплект чертежей для инженера-механика на промысле для пользования в процессе установки. Инженер-механик по трубным обвязкам на промысле должен подобрать категорию прибора к газонефтяной системе и проинструктировать персонал детально о его соответствующем применении. Стандарты обычно устанавливают маршрут прокладки трассы, показывают вентили и спускные патрубки, манифольды, спецификацию материалов и инвентаризационные коды.

ЧЕРТЕЖИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ОБОГРЕВА МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРУБЫ

Чертежи линии обогрева дают следующую информацию инженеру-механику на промысле:

• Категорию линии обогрева магистрального трубопровода

• Расположение завода

• Изометрию трубопровода и номер линии

• Расположения манифольдов с конкретными номерами для врезки как парового патрубка, так и патрубка конденсата

ПРИМЕРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБОПРОВОДА

Page 28: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4-1

Категория (ХХХ)

АИИМ (Американский институт инженеров-механиков) В31.1 Коды труб

Основные значения труб при давлении 150 фунтов на кв. Дюйм при 600˚ F

Труба: Диаметр 26” и больше

Бесшовные, ASTM (АОИМ–Амер. Общество по испытанию материалов) А-672, GR B70 SCH (при необходимости последний)

От 12” до 24 “ Бесшовные, ASTM А-106, Стандарт В WALL

От 2 1/2 “ до 10”

SCH. 40

2” и меньше SCH. 80

Фитинги 26” и больше ASTM A234 GR. WPBW со сварным швом, стыковой сварной шов, толщина стенок, соответствующая трубе

От 2 ½ “ до 24” ASTM A234 GR WPB или WPBW бесшовный или с продольным швом, стыковой сварной шов, толщина стенки должна соответствовать классу трубы.

2” и меньше ASTM А-105 3000# сварное соединение враструб SCH. 80

Фланцы: ASTM A-105, просверленный, чтобы подходило по размерам трубы

26” и больше 150# шейка для приварки, рельефная

От 2 ½ “ до 24” 150# скользящий, высокочастотный

2” и меньше 150# сварное соединение враструб, высокочастотный

Заводская табличка

ASTM A515 GR. 70

Крепления Болты Шпилька, ASTM A-193 GR. B7

Page 29: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Прокладки:

Гайки

Все размеры

Утолщенная шестигранная, ASTM A-194, GR 2H СМ. ПРИМЕЧАНИЕ 2

Клапаны: Без асбестовый спиральная намотка, см. PS-22

Стыки:

Привариваются, за исключением фланцевых соединений оборудования. Подготовка приварного фитинга и его перемещение (ссылка PS-06)

Примечания:

1. Данная трубная обвязка не применима при температуре выше 775 ˚ F.

2. Эластичного типа CG с наполнителем Flexite-Super или аналогичным для проектной температуры, не превышающей 1000˚F. Используемая металлическая полоса должна быть из нержавеющей стали TP304.

3. Минимальная толщина стен труб (инструкции по трубам) основывается на проектируемых условиях 200 PSIG манометрическое давление в фунтах на квадратный дюйм при 400˚F.

Page 30: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 5 Диаметр труб и материалы

СТАНДАРТНЫЕ ДИАМЕТРЫ ТРУБ

Трубы подразделяются на три главные категории:

● ТРУБЫ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА - как правило, к данной категории относятся трубы, диаметр которых превышеет 2 дюйма.

• ТРУБЫ МАЛЕНЬКОГО ДИАМЕТРА - как правило, к данной категории относятся трубы, диаметр которых равен или менее 2 дюймов

• ТРУБКИ - поставляются с диаметром до четырех дюймов, но при этом имеют меньшую толщину стенок, чем трубы большого и маленького диаметра и обычно соединяются с помощью прессуемой арматуры.

Диаметр труб определяется номинальным размером. Производство номинальных диаметров 1/8 дюйма до 12 дюймов включительно, основано на стандартизированном внешнем диаметре (ОD). Данный внешний диаметр (OD) изначально был выбран так, чтобы труба со стандартной толщиной стенок имела внутренний диаметр соответствующего размера. Размеры равные и превышающие 14 дюймов обладают внешним диаметром (OD) равным номинальному размеру трубы. Такие размеры труб как 3/8 дюйма, 1 1/4 дюйма, 3 1/2 дюйма , 4 1/2 дюйма, и 5 дюймов считаются нестандартными и не должны использоваться нигде, кроме как для подсоединения оборудования с идентичными размерами. Обычно в таких случаях линию увеличивают до стандартного размера, как только отпадает необходимость в использовании оборудования.

Размер труб соответствует внешнему диаметру всех систем, и номинальное значение давления зависит от различной толщины стенок. Более подробную информацию можно найти в промышленных руководствах

Градация (Толщина стенок)

Трубы производятся с различной толщиной стенок, согласно стандарту для каждого диаметра трубы применяется конкретный диапазон толщины. Каждая толщина имеет свой номер в градации или дискриптивную классификацию, отличную от фактической толщины стенок. Изначально толщина рассматривалась как стандартная (STD), сверхпрочная (XS) и утяжеленные сверхпрочная (ХXS). На данный момент подобные наименования или весовые классы либо были заменены, либо, в большинстве своем, дополнены номером градации

Градация начинается с 5 и 5S, затем следует 10 и 10 S, затем по возрастающей, с разрывом равным 10, до Позиции 40 (20, 30,40) и наконец с разрывом в 20 до Позиции 160 (60, 80, 100, 120, 140, 160). Толщины стенок 40 –й позиции и STD идентичны для размеров 1/8 до 10 дюймов. Толщины стенок 80 – й позиции и XS идентичны для труб диаметром 1/8 до 8 дюймов.

Позиции 5 и 10 обычно используются для труб из нержавеющей стали. Позиция 80 применима для минимальных диаметров труб из углеродистой стали таких, как 2 дюйма и

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 5-1

Page 31: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 5 Pipe Sizes and Materials

5-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

меньше. Возможны случаи, когда трубы обладают более высокой прочностью, чем требуется, но повышенная механическая прочность труб, относящихся к 80, требуется в случае использования резьбового соединения. Увеличенная толщина стенок также позволяет использовать такие трубы при больших интервалах между опорами.

Длина

Обычно трубы поставляются различной длины. Длина труб (от самых длинных до самых коротких) варьируется в зависимости от материала, размера и графика толщины стенок. Обычно средняя длина труб изготовленных из углеродистой стали равна 20 футам, но большинство поставщиков предлагают двухтрубные свечи из труб разной длины, которые являются наиболее востребованными, особенно для установки эстакад.

Концы трубы

Трубы могут быть поставлены без резьбы, со скошенной кромкой или с резьбой на концах. Трубы без резьбы (PE) на концах отрезаны прямо и требуют удаления фаски с целью снятия заусенцев. Такой тип концов требуется для соединений с помощью муфт, сварки в раструб или сквозного фланца. Трубы со скошенной кромкой (BE) используются при необходимости сварного соединения встык. Трубы с резьбой (TE) используются в резьбовом соединении и поставляются в соответствмии стребованиями заказчика либо с резьбой на с двух концов или на одном конце (TBE или TOE).

ПРИМЕЧАНИЕ: Нельзя использовать электрические приборы для нарезки трубной резьбы, т.к. подобный вид резьбового соединения не пройдет опрессовку под давлением Электрическая нарезка не обеспечивает коническую резьбу,требуемую для труб.

СТАНДАРТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ

Трубы из углеродистой стали

Углеродистая сталь один из наиболее часто используемых материалов для изготовления труб. Спецификации для большинства используемых труб публикуются Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) и Американским обществом Инженеров Механиков (ASME). Спецификация ASTM A106 для Материалов из Углеродистой Стали разработана для нескольких марок стали: А,В и С. Данные марки определяют предел прочности стали, например марка С обладает самым высоким пределом прочности. Чаще всего трубы производят в соответствии со спецификацией A106 Марка B.

ASTM A53 - данная спецификация обычно используется при производстве оцинкованых труб или для труб в с внутренним покрытием, а также, как альтернатива спецификации A106. Требования к испытаниям на разрыв для A53 ниже чем для A106. Спецификация А53 разработана для трех типов углеродистой стали: тип Е или с использованием контактной сварки с сопротивлением, тип F или свареные встык, а также тип S или бесшовные. Тип Е и S могут производиться из марок А и В и схожи с типами А и В из спецификации A106.

Трубы из Нержавеющей Стали

Аустенитная нержавеющая сталь, известная как «нержавейка» , являетя практически немагнитным материалом. Нержавеющая сталь производится в соответствии с ASTM A312 в

Page 32: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Диаметр Труб и Материалы Раздел 5

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 5-3

случае, когда требуются размеры равные 8 дюймам и менее. Существует 18 различных марок, но наиболее широкоиспользуемой является 304L . Марка 316L обладает высоким уровнем сопротивления коррозии, вызываемой химикатами и соленой водой, и следовательно, используется в тех сферах, где данная характеристика является наиболее востребованной и полезной. Символ "L" говорит о низком содержании углерода и о наилучших саврных характеристиках. Спецификация ASTM A358 разработана для труб из нержавеющей стали больших размеров ( 8 дюймов и более). Спецификация ASTM A409 предназначена для очень тонкостенных труб (График 5S) и тонкостенных труб (Позиция 10S) из нержавеющей стали.

Хромомолибденовые трубы

Трубы из хромомолибденового сплава обычно называют "хром-моли". Спецификация ASTM A335 содержит информацию о десяти марках данного сплава. Соответствующая марка хромомолибденовых труб иногда используется на электростанционных системах трубопроводов, т.к. там требуется сохранять хорошую способность к растяжению в условиях высоких температур, особенно когда не требуется дополнительная коррозийная стойкость, как в случае с трубами из нержавеющей стали. Хромомолибденовые трубы широко используются в теплообменниках. Особенное внимание необходимо уделить производству и сварке данного материала, т.к. после сварного соединения материала должен пройти процедуру отжига.

Пластиковые трубы

Термопластиковые трубы обычно называют пластиковыми трубами. Данный вид труб подразделяется на две группы.

Термопластиковые трубы представлены в огромном спектре составов пластика включая:

• Поливинилхлорид (ПВХ)

• Полиэтилен (ПЭ)

• Акрилонитрил - Бутадиен -Стирол (АБС)

• Полиамид (нейлон)

• Полипропилен

Трубы ПВХ являются наиболее часто используемыми. Они так же как и стальные трубы подразделяются на множество марок. Такие трубы могут иметь резьбу или ненарезанные концы для соединения с помощью скрепляющих растворов или термической сварки. Для данного типа труб обычно используются скрепляющие растворы. Некоторые типы труб также могут быть соединениы с помощью соединительных муфт.

Преимущество этого материала в простоте установки и в том , что легкий вес и муфтовое соединение делает их временное использование экономичным для временного использования.

Недостатки заключаются в ограничениях по температурным режимам, а также в необходимости использования опор с целью предотвращения коробления.

Page 33: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 5 Pipe Sizes and Materials

5-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Tермоактивные трубы (Стекловолокно) выполнены из пластика, который приобретает постоянную твердость при нагреве в форме до температуры затвердевания. После такой обработки жесткость материала остается постоянной даже при нагревании или термальной сварке. Термоактивный пластик производится из стекловолоконной эпоксидной смолы содержащей усилитель, самым прочным является пластик со спиралевидно натянутыми нитями стекловолокна.

Размеры труб, изготовленных из стекловолокна, различны, а градация толщин стенок идентична стальным трубам. Существует три метода соединения труб, выполненных из стекловолокна:

• Трубы с резьбовым сочленением

• Труба без резьбы для фиттингового соединения

• Соединения с помощью раструбов и муфт.

Адгезив состоит из пластиковых полимеров и катализатора, которые после смешивания при определенной температуре могут применяться и качестве герметика.

Бетонные трубы

Бетонные трубы изготавливают из портландцемента, песка, гравия и воды. Производятся следующие виды труб:

• Труба без резьбы на концах (неармированная)

• Армированная бетонная труба

• Труба из предварительно напряженного бетона

Обычным методом соединения для таких труб является соединение с помощью раструбных концов. Сопрягаемые детали вставляются одна в другую и уплотняются на стыке мертелем или скрепляющим раствором. Так же с целью уплотнения соединения возможно использовать резиновую прокладку.

Медные трубы

Для соединения медных труб обычно используются фиттинги, такие трубы используют для трубопроводов питьевой воды в водопроводных системах , а так же для воздуховодов, обслуживающих воздушные системы.

Никелевые трубы и трубы из никелевых сплавов

Никелевые трубы и трубы из никелевых сплавов обладают огромной силой сопротивления щелочам таким как каустическая сода и поташ. Трубы из таких материалов иногда

Page 34: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Диаметр Труб и Материалы Раздел 5

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 5-5

используют в условиях высоких температур. Инконель, Инколой и Монель металл - сплавы наиболее часто используемые для производства труб.

Чугунные трубы

Чугунные трубы обладают высокой корозионной стойкостью. Трубы выполненные из пластичного чугуна повсеместно используются при прокладок подземных трубопроводов систем пожаротушения. Дурайрон – однин из чугунных сплавов – отличается высоким содержанием кремния, что делает этот сплав очень твердым. Его главное преимущество заключается в том, что данный сплав обладает высокой сопротивляемостью большинству технических кислот. Иногда такие трубы используются для систем химической обработки воды и кислотных дренажных систем. Чугунные трубы используются для спускных отверстий в полу, канализационных систем, систем пожаротушения или в подземных трубопроводах с высокой нагрузкой.

Специальные материалы

Трубы изготовленные с применением таких материалов как пластик, стекловолокно, трубы с бетонной крепью используются в особых условиях, требующих наличия специальных характеристик.

Page 35: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Секция 6 Трубные соединения и трубные колена ОБЩЕЕ

Трубные соединения используются для соединения труб, обеспечения отводов с основных труб, изменения направления трубной обвязки, соединения труб различных диаметров или маршрутов и соединения клапанов и оборудования. Общие типы соединений даются ниже:

• Стыковые сварные соединения

• Сварные соединения враструб

• Болтовые соединения

• Фланцы, скрепленные болтами

• Механические соединения

Рисунок 6-1 - СТЫКОВЫЕ СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Стыковые сварные соединения, идентичные тем, что показаны на Рисунке 6-1 являются наиболее распространенным типом соединений, используемых для 2 ½ дюймовых

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 6-1

Page 36: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

соединений и трубных обвязок большего размера. Данный тип соединений обычно не используется на 2х. дюймовых трубах и трубах меньшего размера, за исключением тех случаев, когда присутствует высокое механическое напряжение, коррозия и другие условия, которые могут повлиять на соединение или тип процесса соединения. Обработка концов должна быть стандартного типа, аналогичная показанным примерам. Процесс обработки концов устанавливается техническими условиями и стандартами сварки.

.

Рисунок 6-2 - КОНФИГУРАЦИЯ КОЛЬЦЕВОЙ ПРОКЛАДКИ Используя конфигурацию аналогичную той, что показана на Рисунке 6-2, кольцевые прокладки используются во избежание разбрызгивания металла при оплавлении, механического проникновения набивки, формирования глобул внутри трубы во время сварки. Кольцо служит одним из вспомогательных средств выверки и становится постоянной частью трубного соединения. Кольцевые прокладки не используются в системах в тех случаях, когда имеется опасение того, что частицы могут застрять между трубой и кольцом.

Сварные соединения враструб используются исключительно в соединениях труб малого диаметра. Как показано на Рис. 6-3, соединение проскальзывает сквозь гладкий конец трубы и идет в сварное соединение. Преимуществом данного сварного соединения является то, что сварочный металл не может проникнуть в основной ствол трубы. Сварное соединение враструб опирается на периферическую сварку для его герметичности и прочности, что является одной из причин почему оно используется вместо болтовых или фланцевых соединений.

Рисунок 6-3 - СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ВРАСТРУБСОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

Page 37: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-3

Внутренний диаметр соединения в несколько тысячных раз превышает внешний диаметр трубы, для обеспечения более прочного соединения. На конце соединения, обычно требуется интервал в 1/16 дюйма, для обеспечения зазора между нижней частью фитинга и трубой. Это позволяет избежать возможных трещин вследствие теплового напряжения во время сварки или высоких температур.

Резьбовые или болтовые соединения аналогичные тем, что показаны на Рисунке 6-4 обычно используются в системах низкого давления т.к. имеется большая возможность утечек через резьбовое соединение. Трубы и фитинги для болтовых соединений в системах низкого давления обычно являются резьбой National Pipe Taper (NPT-нормальная трубная резьба). Трубная резьба обычно режется клуппом, в результате чего получается грубая и незаконченная резьба. Во избежание утечек с резьбовых соединений необходимо использовать мастику для заделки стыков трубопровода или герметик для резьбовых соединений. Мастика для заделки стыков может также служить смазкой при затяжке фитинга к трубе.

РИСУНОК 6-4 - РЕЗЬБОВЫЕ ИЛИ БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Рисунок 6-5 - ФЛАНЦЕВЫЕ БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Фланцевые болтовые соединения аналогичные тем, что показаны на Рис. 6-5 должны быть установлены в тех местах, где труба, компоненты трубной обвязки или оборудование должны демонтироваться для вывода в техобслуживание. Они необходимы при креплении стекла, полипропилена повышенной плотности (HDPE) или других труб. Иногда, они используются для крепления катушек заводского изготовления.

Page 38: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Болтовые фланцы обычно не используются в критических сборках, подвергающихся высокому давлению и температуре или в системах, содержащих радиоактивные или высококоррозийные флюиды. Исключения составляют специально четко обработанные

фланцы с уплотнительной поверхностью, которые могут использоваться в суровых условиях. При необходимости, можно использовать герметичный сварной шов.

РИСУНОК 6-6 - СВАРНЫЕ 90 ГРАДУСНЫЕ КОЛЕНА

Page 39: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-5

Сварные трубные фитинги

Колена образуют угол между соприкасающимися трубами. Как показано на Рис. 6-6, существуют стандартные колена 90 и 45 градусов. Также доступны специально заказанные углы. Осевая линия, покрывающая колено с радиусом описанного круга в 90 градусов составляет 1.5 раза номинального диаметра трубы. К примеру, 6 дюймовый диаметр радиуса описанного круга имеет поверхность размера осевой линии в 9 дюймов. Тогда как, колено с радиусом вписанного круга в 90 градусов составляет 1 поверхности размера осевой линии. 6 дюймовое колено с радиусом вписанного круга имеет 6 дюймов поверхности по отношению к длине осевой линии.

Переходные колена, как те, что показаны на Рис 6-7 являются 90 градусными коленами с концами разных размеров. Поверхность к размеру осевой линии является коленом с радиусом описанного круга большого номинального размерного стандарта.

РИСУНОК 6-7 - ПЕРЕХОДНОЕ КОЛЕНО РИСУНОК 6-8 - ИЗГИБ В 180 ГРАДУСОВ

Фитинги с изгибом в 180 градусов аналогичные тем, что показаны на Рис 6-8 используются для образования углов в 180 градусов в трубных системах.

Переходные трубные фитинги, аналогичные тем, что показаны на Рис 6-9 являются стандартными тройниками за исключением того, что соединение ответвления меньше в размере. При упоминании размера переходного тройника, размер партии упоминается в первую очередь, а размер отвода в последнюю. Например, 6 дюйм x 6 дюйм x 4 дюйма.

РИСУНОК 6-9 - РЕДУКЦИОННЫЙ ТРОЙНИК -ФИТИНГ

РИСУНОК 6-10 - РАВНОПРОХОДНОЙ ТРОЙНИК - ФИТИНГ

Равнопроходные тройники-фитинги имеют три отверстия, как показано на Рис 6-10. Два из которых имеют одну ось, третье перпундикулярно данной оси для соединения отводной линии.

Переходные патрубки с концентричным расположением концевых отверстий, аналогичные тем, что показаны на Рис 6-11 являются трубными фитингами с различными номинальными

Page 40: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

диаметрами на каждом конце, придерживающиеся одной осевой линии, которые служат для

соединения труб разных размеров.

РИСУНОК 6-12 - переходной патрубок с эксцентричным расположением концевых

отверстий

РИСУНОК 6-11 - переходной патрубок с концентричным расположением концевых

отверстий

Переходной патрубок с эксцентричным расположением концевых отверстий является фитингом с различными номинальными диаметрами на каждом конце. Как показано на Рис. 6-12, данный фитинг является плоским на одном конце с эксцентричной осевой линией. При замере разницы осевой линии, должен использоваться внутренний диаметр вместо внешнего диаметра, вследствие возможного изменения толщины стенок фитинга. Переходные патрубки с эксцентричным расположением концевых отверстий используются для соединения труб различных размеров особенно на внутренних соединениях центробежного насоса для предотвращения воздушных полостей, которые могут вызвать кавитацию труб.

Колпачки трубы, показанные на Рисунке 6-13 являются специальными фитингами, которые используются для закрытия концов трубы.

РИСУНОК 6-13 - КОЛПАЧОК ТРУБЫ

РИСУНОК 6-14 - ПРЯМЫЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ ФИТТИНГИ

Прямые поперечные фитинги имеют три отверстия, как показано на Рис. 6-14, два из которых имеют одну ось, а третья на стороне присоединяется под углом в 45 градусов с основной оси с целью соединения отводящей линии.

Page 41: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-7

Как показано на Рис. 6-15, переходные поперечные фитинги схожи с прямыми поперечными за исключением того, что отводное соединение меньшего размера.

Бобышки, аналогичные тем, что показаны на Рис 6-16 являются цельными упрочненными фитингами, используемыми для прочности отводного соединения.

РИСУНОК 6-15 - ПЕРЕХОДНОЙ ПОПЕРЕЧНЫЙ ФИТИНГ

Как показано на Рис.6-17, сварные скобовые фитинги используются для укрепления межсекционных сварных соединений. Они не предназначены для использования в качестве фитингов поддержания давления.

РИСУНОК 6-17 - ДЕТАЛЬ СВАРНОЙ СКОБЫ РИСУНОК 6-16 - ДЕТАЛЬ БОБЫШКА

Резьбовые фитинги и фитинги сварного соединения враструб

Полные соединительные муфты, показанные на Рис.6-18 используются для соединения трубных сегментов с другой трубой или фитингом.

Двойные винтовые муфты, такие как показаны на Рис. 6-19 являются болтовым соединением, которое может быть демонтировано в рамках завершенной системы для последующего техобслуживания. Муфты обычно представлены гнездом сталь к стали и гнездом из нержавеющей стали. Муфты предпочтительно устанавливать для того, чтобы поток входил со стороны с соединительным концом или гайкой.

РИСУНОК 6-18 - ПОЛНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

Page 42: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Необходимо соблюдать еще одну осторожность, при сварном соединении враструб, постараться избегать оплавления по всей поверхности. Это может произойти в результате неполной затяжки муфты при сварке, что в свою очередь послужит причиной утечки во время опрессовки. Муфта может также иметь ограничительное кольцо, изоляционную кольцевую прокладку или прокладку, установленную между гнездами.

Прямые переходные муфты аналогичные той, что показаны на Рис. 6-20 обеспечивают уменьшение размера трубы и иногда называются переходниками или муфтами.

РИСУНОК 6-20 - ПРЯМАЯ ПЕРЕХОДНАЯ МУФТА

РИСУНОК 6-19 - ДВОЙНЫЕ ВИНТОВЫЕ МУФТЫ

Page 43: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-9

Двухниппельный переходник является редукционным фитингом, использующимся для соединения труб разных размеров. При заказе необходимо учитывать размер трубы и типы

концевых отверстий. Переходные ниппели доступны с концентричными и эксцентричными концевыми отверстиями. Ниппель с концентричным концевым отверстием показан на Рис. 6-21.

Переходные вставки, показанные на Рис. 6-22 используются для введения в большой фитинг и соединения труб меньшего размера. Переходные вставки для труб меньшего диаметра доступны в разных размерах, чтобы сделать возможным переход с любого номинального размера трубы до любого меньшего номинального размера.

РИСУНОК 6-21 - ПЕРЕХОДНОЙ НИППЕЛЬ С КОНЦЕНТРИЧНЫМ КОНЦЕВЫМ

ОТВЕРСТИЕМ Вставки доступны трех типов, в зависимости от степени уменьшения и в диапазоне от 3000 и 6000 psi. Вкладки также используются для уменьшения с номинального размера трубы до размера трубки. Данные вкладыши используются для соединения КИП. Переходные вставки для перехода с фитингов с сварным соединением враструб к трубе с резьбовым соединением могут быть получены в качестве спец. заказа.

РИСУНОК 6-22 - ПЕРЕХОДНАЯ ВСТАВКА

Трубные патрубки доступны в различных материалах или могут быть изготовлены на участке до необходимой длины. Как показано на Рис 6-23, патрубки могут быть доступны в качестве патрубков с резьбой по всей длине либо различной длины с резьбой на обоих концах (TBE). Они могут быть доставлены с ровными концами или с концами стыкового сварного

соединения.

РИСУНОК 6-23 - ТРУБНЫЕ ПАТРУБКИ

Page 44: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Переходники с резьбой аналогичные тем, что показаны на Рис. 6-24 используются для соединения труб небольших размеров к фитингу большего размера или клапану. Переходники с резьбой доступны с шестигранной головкой (отвинчивающиеся грани) или с утопленной головкой (граненный переходник). Они доступны в различных размерах, так что, один переходник может использоваться для уменьшения с любого размера до наименьшего. Некоторые из потребителей не позволяют использовать данный тип фитинга.

Как показано на Рис. 6-25, 90-градусное резьбовое колено муфта-ниппель является стандартным 90 градусным фитингом на одном конце которого установлен цельный патрубок. Резьбовые колена муфта-ниппель используются для совмещения изменения направления болтовым соединением фитинг к фитингу.

Полумуфты похожие на те, что изображены на Рис. 6-26 используются для соединения небольшого отвода и основной трубы со стыковым сварным соединением. Полумуфты должны подходить трубе и быть обрезаны наискось для сварки. Обычно они заказываются предварительно обрезанными, если сварочные работы планируется провести на участке.

РИСУНОК 6-25 - 90 ГРАДУСНОЕ РЕЗЬБОВОЕ КОЛЕНО МУФТА-НИППЕЛЬ

РИСУНОК 6-24 - ПЕРЕХОДНИК С РЕЗЬБОЙ

Разрешается использовать 2-х дюймовые полумуфты или полумуфты меньшего размера и только там, где отвод не превышает одну четвертую номинального размера основного отвода. Таким образом 2-х дюймовая полумуфта может использоваться только на 8-дюймовые трубы или трубы большего размера.

Трубные колпачки и втулки, показанные на Рис. 6-27 используются для закупорки открытых концов трубы.

РИСУНОК 6-26 - ПОЛУМУФТА

Рисунок 6-27 - ТРУБНЫЕ КОЛПАЧКИ И ВТУЛКИ

Трубные Фланцы

Фланцы производятся различных форм, размеров и из различных материалов. Фланцы изготавливаются разных форм, для их использования в различных методах монтажа труб и различных типов уплотнения.

Page 45: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-11

Приложенные методы включают:

• Резьбовое соединение

• Сварное соединение враструб

• Сварное стыковое соединение

• Нахлесточное соединение Для различных поверхностей фланцев требуются различные типы уплотнения. Фланцы с выступающей поверхностью являются стандартными. Другие типы поверхностей включают в себя плоские, с кольцевым соединением, небольшим шпунтовым соединением, большим шпунтовым соединением и с уплотняющим сварным швом. Тип поверхности также как и тип прокладки и условия эксплуатации влияют на требования, предъявляемые к поверхности фланца. Условия эксплуатации включают давление, температуру, коррозию и состояние флюида.

Фланец с зазубренной поверхностью является самым распространенным типом, который использует мягкую прокладку. Зубцы выполняются в форме годичного кольца, но зачастую могут использоваться и спиралевидные зубцы (что-то типа граммофонной пластинки). Зеркальная шлифовка используется для более твердых прокладок, на кольцевых соединениях, шпунтовых соединениях и в среде с высоким давлением.

Фланцы делятся на классы, которые обычно рассчитываются с помощью рабочего давления в фунтах на квадратный дюйм (psi). Они доступны с различным диапазоном давления (классы), от 25 psi до 2500 psi. Диапазон давления зависит от прочности материала, рабочей температуры и размера фланца. Диапазон давления описывается подробнее в секции по трубной обвязке. Фланцевые втулки имеют большой наружний размер для большего диапазона давления и могут иметь дополнительные болтовые соединения в случае увеличения давления. В таблице 6-1 дается наружний диаметр 4 дюймового фланца для

различного диапазона давления.

ТАБЛИЦА 6-1 - ВНЕШНИЙ ДИАМЕТР 4 ДЮЙМОВЫХ ФЛАНЦЕВ ДЛЯ РАЗЛИНЫХ

ВЕЛИЧИН ДАВЛЕНИЯ

Величина давления

Внешний диаметр

150 psi 9 дюймов

300 psi 10 дюймов

600 psi 10 3/4 дюйма

900 psi 11 1/2 дюйма

1500 psi 12 1/4 дюйма

Каждый тип фланца может иметь поверхность разного вида. Один вид поверхности может чаще использоваться для определенного типа фланца. Поверхности могут быть плоскими с использованием полноконтактных прокладок. Тип с кольцевым соединением используется с кольцевой прокладкой, имеющей неполную контактную поверхность, а запатентованные поверхности могут использоваться с уплотнением в качестве металл к металлу без применения прокладки.

Выбор необходимой поверхности фланца зависит от совокупности многих факторов, которые включают в себя материал фланца, материал прокладки, прочность болта, рабочее давление и температуру, а также характеристику флюида. Поверхность, имеющая большой

Page 46: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

контактный участок и зазубренность может использоваться с толстой, относительно мягкой резиновой прокладкой, в случае если трубопровод предназначен для холодной воды, идущей при низком давлении. Такую поверхность не практично использовать с твердой прокладкой металлического типа, вследствие того, что понадобится дополнительная нагруженность болта для обеспечения эффективного уплотнения. Там, где требуется твердая прокладка, будет необходима поверхность с небольшим и гладким контактом, которая таким образом уменьшит нагруженность болта, требующуюся для уплотнения и нагруженности фланца. Ниже дается описание наиболее распространенных типов поверхности.

Поверхности с плоской гранью используются для стыковки с чугунными фланцами класса 125 на оборудовании, клапанах или фитингах. Они используются в сочетании с полно профильными прокладками, которые максимально уменьшают нагрузку на фланцы и таким образом уменьшают вероятность трещин наиболее хрупких неметаллических фланцев.

Поверхность с выступающей гранью является наиболее распространенной на стальных фланцах. Высота грани 0.06 дюймов (около 1/16 дюйма) подходит для фланцев класса 150-300. Высота грани в 0.25 дюймов обычно используется на фланцах класса 400 и более. Размер с высокой поверхностью на классе 150 и 300 включается в минимальную толщину фланца. В других классах, выступающая поверхность должна прибавлятся к толщине фланца.

Поверхность с гранью паз и выступ имеет прокладку, которая заключается в пределы паза. Контактная поверхность прокладки значительно меньше, чем общая площадь поверхности таким образом уменьшая болтовую нагрузку для более эффективного уплотнения. Заключение прокладки в паз предотвращает разрыв и проникновение прокладки во внутренний участок. Еще одним преимуществом такой сборки является предотвращение эрозии прокладки благодаря минимальному контакту между прокладкой и флюидами линии. Паз фланца обычно устанавливается на клапане или оборудовании. Выступающая поверхность фланца преимущественно устанавливается снизу, но это никак не влияет на уплотнение, что в свою очередь говорит о том, что это не обязательное требование. При осуществлении заказа, необходимо уточнить требуется ли поверхность паз и выступ.

Поверхность с круглым стыком использует цельное металлическое уплотнительное кольцо, поэтому уплотнительная поверхность должна быть четко изготовлена из цельного металла. Такой тип поверхности является наиболее дорогостоящим, но он наиболее эффективный для высокого рабочего давления и температуры.

Поверхность с ограниченным контактом прокладки и очень гладкой обработкой обеспечивает плотное уплотнение с сравнительно низкой нагрузкой на болтовые соединения. Уплотнительное кольцо обычно восьмиугольной или овальной формы для увеличения степени уплотнения, благодаря внутреннему давлению флюида в линии. Утопленные уплотнительные поверхности внутренне защищены от механических повреждений во время перемещения и хранения, но очень важно, чтобы поверхность была защищена от коррозии если фланцы не сделаны из коррозийно устойчивого материала.

Поверхности сваренные плотным швом иногда используются в системах, подверженных суровым услловиям эксплуатации. Два наиболее распространенных типа это Sarlun и Sargol. Уплотнительные поверхности тщательно отшлифовываются и соединяются без помощи прокладки. Такой тип уплотнения, как металл к металлу применим в некоторых сборках, но

Page 47: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-13

иногда просто необходима сварка плотным швом. Дизайн включает в себя выступ для облегчения сварки плотным швом.

РИСУНОК 6-28 - ПРИВАРНОЙ ФЛАНЕЦ С

БУРТИКОМРИСУНОК 6-29 - ФЛАНЕЦ СО СВАРНЫМ

СОЕДИНЕНИЕМ ВРАСТРУБТипы фланца

Приварные фланцы с буртиком показанные на Рис 6-28 являются наиболее распространенным типом фланцев, предпочтительно использующихся для большинства условий эксплуатации. Длинная конусная ступица и мягкий переход, обеспечивают прочность фланца. Это упрочняет надежность фитинга и распределяет напряжение таким образом, что такой тип может выдержать экстримальную температуру, касательное напряжение, воздействие, сгиб и нагрузку вибрации. Фланцы могут подойти любым требованиям особого внутреннего диаметра и должны быть заказаны таким образом, чтобы подойти используемой трубной обвязке.

Как показано на Рис 6-29, фланцы со сварным соединением враструб обрабатываются цековкой для того, чтобы подойти к наконечнику трубы. Фланец присоединяется к трубе с помощью внешнего углового сварного шва и имеет внутренние недостатки также как и приварные фланцы. Фланцы со сварным соединением враструб очень часто используются на двух дюймовых трубах и трубах меньшего размера. Размер гнезда должен быть уточнен, чтобы подойти внешнему диаметру или параметрам трубы.

Приварной фланец показанный на Рис 6-30 является предпочтительным в некоторых случаях из-за меньших затрат на установку и из-за своей способности принимать легкую нецентрированность. Рассчитанная прочность приварного фланца при внутреннем давлении составляет две третьих в отличие от приварных фланцев с буртиком. По этим причинам, приварной фланец ограничен в своем использовании. Код ANSI B31.1 для трубной обвязки ограничивает использование приварных фланцев до 300 lb для размеров, превышающих размер в 4 дюйма.

Page 48: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

РИСУНОК 6-31 - РЕЗЬБОВОЙ ФЛАНЕЦ РИСУНОК 6-30 - ПРИВАРНОЙ ФЛАНЕЦ

Резьбовой фланец, показанный на Рис 6-31 устанавливается с помощью болтовых соединений к резьбовому концу трубы. Также как и с другими резьбовыми фитингами, его использование ограничивается системами, имеющими сравнительно низкую рабочую температуру и давление. Циклическое термальное напряжение или напряжение изгиба могут вызвать утечку через резьбовые соединения после нескольких циклов. В некоторых случаях необходимо уплотнение с помощью внешнего углового сварного шва.

Сквозной фланец с разделкой, показанный на Рис 6-32 в основном используется в системе трубопроводов, которые очень часто демонтируются. Фланец легко поворачивается на трубе таким образом избегая проблем с точностью и четкостью центровки. Его способность держать давление идентично приварным фланцам, но выносливость составляет лишь десятую часть приварного фланца с буртиком. Необходимо избегать использование данного типа фланца в местах сильных изгибов.

Выпускные фланцы используются для соединений КИП и обычно используются вместе с ограничительными пластинами и

расходомером для измерения или индикации потока. У фланцев имеется 4 небольших отверстия, пробуренных через технологический флюид. Данные отверстия имеют резьбу для присоединения линий КИП, в случае если они не используются в них устанавливаются пробки. Ограничительная пластина имеет отверстие, которое меньше чем ствол трубы. Меньший размер обеспечивает ограничение потока и на нижней стороне пластины происходит понижение давления. Спад дифференциального давления измеряется через стыковочные фланцы, которые используются для считывания данных КИП. Фланцы поставляются в парах и обычно имеют цельные перекидные болты, которые позволяют раздвинуть фланцы и снять ограничительную пластину.

РИСУНОК 6-32 - СКВОЗНОЙ ФЛАНЕЦ С РАЗДЕЛКОЙ

Выпускные фланцы не требуются для ограничительных диафрагм необорудованных датчиками, использующихся для ограничения потока. Однако, они используются в некоторых случаях, даже тогда, когда они и не требуются для КИП, потому что перекидные болты позволяют легко снять ограничительную пластину. Выпускные фланцы доступны в классе

Page 49: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-15

труб 300 и более высоком. Они сделаны также, как и резьбовые, приварные –сквозные и приварные фланцы с буртиком. Предпочтительным является приварной фланец с буртиком, потому что другие методы требуют того, чтобы труба была просверлена через стенки после того, как фланцы установлены. Расположение и положение отверстия будет рассмотрено в отдельной секции.

Изолирующие фланцы могут быть одним из выше приведенных основных типов. Типичный изолирующий фланец, показан на Рис. 6-23. Иногда, изолирующее соединение изготавливается из двух фланцев разных типов, например в таких случаях, когда чугунный фланец на подземной линии соприкасается с приварным фланцем с буртиком из углеродистой стали на надземной линии. В этом случае, используется изолирующее соединение во избежание коррозии от блуждающих токов. Другим примером может служить соединение разнородных металлов. Медный или бронзовый фланец имеет электродвижущую силу, которая отличается от электродвижущей силы стального фланца. Фланцы изолируются друг от друга электроизоляционной прокладкой и болтами. Данные прокладки, рукава и кольца доступны в комплекте, с обозначением типа фланца, размера и диапазона давления. Микарта является прочным, стойким и долгосрочным пластмассовым материалом, который зачастую используется в качестве электроизоляционной прокладки. Очень важно предварительно заказать длинные болты т.к. обычно они не идут в комплекте. Глухие фланцы используются для заделки открытых концов трубной обвязки с фланцами, клапанов и оборудования.

РИСУНОК 6-33 - ИЗОЛИРУЮЩИЙ ФЛАНЕЦ

БОЛТОВОЙ ФЛАНЕЦ

Фланцы имеют болтовые соединение, расположенные с одинаковым интервалом друг от друга в кратном количестве четырех, так чтобы клапаны или фитинги могли бы располагаться к поверхности в любом секторе. Для болтовых фланцевых соединений используются идентификационные знаки. Знак располагается на головке крепежного болта или на конце шпильки. Все болты должны быть достаточно длинными, чтобы болты имели одну или две полные резьбы, которые бы были видны после завершения соединения.

Излишнее или неадекватное напряжение на болты может привести к утечке на соединении. Для нормальной эксплуатации требуется провести точную проверку напряжения и нагрузки. Преднапряжение включает в себя следующие методы:

• Затяжку ручным ключом

• Затяжку откалиброванным силовым динамометрическим ключом

• Гидравлическую натяжку

Page 50: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-16 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Расчеты соотношения напряжения к вытяжке болтов или шпилек

Болты или шпильки, которые длиннее или больше 1 3/4 дюйма должны пройти процесс преднапряжения с помощью прямой гидравлической натяжки либо расчетами вытяжки.

До преднапряжения, все болты должны быть тщательно облицованы противозадирным составом для облегчения снятия. Последовательность болтовых соединений не ведется по часовой стрелке, а идет поперек поверхности для подтягивания фланцев вместе. Напряжение на болтовые соединения должно оказываться последовательно, чтобы затяжка происходила равномерно и не было сдвига прокладки. Оба этих действия помогают предотвратить некачественную установку прокладки, которая может послужить причиной утечки.

Для монтажа болтовых фланцевых соединений:

• Тщательно очистите поверхность фланца до установки

• Установите фланцы в такое положение, чтобы болтовые отверстия были выравнены и проверьте параллельность поверхности фланца с помощью циферблатного индикатора или других средств

• Обеспечьте покрытие противозадирного состава на болты фланца и установите прокладки, болты и гайки

• Затяните болты фланца следуя пошаговым действиям и используя образец, показанный в Приложении 6-1 Шаг 1: 25% минимально требующегося напряжения либо крутящего момента Шаг 2: 50% минимально требующегося напряжения либо крутящего момента Шаг 3: 100% минимально требующегося напряжения либо крутящего момента ПРИМЕЧАНИЕ: Величины минимально требующегося напряжения либо крутящего момента должны указываться в технической спецификации проекта

• В случае утечки во время опрессовки, выпустите давление на системе, затяните фланцевые болты в следующей последовательности, используя образец, показанный в Приложении 6-1, и снова наберите давление в системе Шаг 4: 150% минимально требующегося напряжения либо крутящего момента

• Если утечка все еще присутствует, переходите к следующему шагу Шаг 5: 200% минимально требующегося напряжения либо крутящего момента ПРИМЕЧАНИЕ: Возможность затяжки фланцевых болтов до 200% минимально требуемого напряжения или крутящего момента должна быть подтверждена с использованием технической спецификации проекта

• Если утечка присутствует и после дополнительной затяжки, проверьте следующее после завершения опрессовки:

Центровку фланца Поверхность фланца на наличие повреждений или грязи Срыв резьбы болта фланца

• Повторно смонтируйте соединение с использованием новой прокладки и повторно проверьте фланец на наличие утечек

Page 51: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-17

ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от системы и критериев проекта, нулевая утечка на фланце может и не может быть критерием приемки опрессовки

Таблица технических данных фланцевых соединений, показанная в Приложении 6-2 содержит метод регистрации монтажа фланца. В Приложении 6-3 содержится таблица данных крутящего момента для болтов и шпилек, в Приложении 6-4 суммируются технические данные для перевода вытяжки болта или шпильки в наведенное напряжение.

ПРОКЛАДКИ

Функция прокладки заключается в обеспечении уплотнения между фланцами. Прокладки должны подходить фланцам с которыми они будут использоваться. Было возможным перечислить сотни различных прокладок если бы учитывались различные материалы, соединения, конструкции и формы. При выборе прокладки необходимо принять во внимание условия эксплуатации такие, как давление, температура и степень коррозии флюида. Основными материалами изготовления прокладок являются резина, асбест или волокно и некоторые типы металлов. Общая толщина прокладки составляет приблизительно 1/8 дюйма. Плоские или полнопрофильные прокладки обеспечивают уплотнение в системах низкого давления при низких и средних температурах.

Спирально-навивные прокладки обеспечивают лучшую степень устойчивости к температуре и давлению, чем прокладки с плоской поверхностью. Обычно они имеют цветную кодировку от производителя, которая позволит провести проверку после завершения соединения. Кодировка определяет навивку и присадочный материал. Данные стандарты носят название «Цветная Кодировка Прокладок», выпущенная Ассоциацией Уплотнения Жидких Сред. Хороший монтаж предполагает покрытие фланца графитовой смазкой (т.e. never-Seize) для облегчения снятия прокладки без потери лишнего времени на чистку поверхности фланца.

ГИБКИЕ МУФТЫ

При изменении температуры в трубной системе, соответственно меняется и длина и диаметр. Сумма такого расширения и сжатия прямо пропорционально размеру трубы и изменению температуры.

ОСЕВОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ПОПЕРЕЧНОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ УГЛОВОЕ ВРАЩЕНИЕ

РИСУНОК 6-34 - ТИПЫ РАСТЯЖЕК И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ МУФТ

Существует четыре метода рястяжки:

• Внутреняя эластичность в трубах через фитинги, изменение направления и петли

Page 52: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-18 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Компенсационные соединения без уплотнения

• Безрезьбовые соединения

• Подвижные соединения

Как показано на Рис 6-34, компенсационные соединения дают системе эластичность обеспечивая движение между секциями трубы и оборудованием.

Ниже дающиеся компенсационные соединения используются при низком и среднем давлении. В них имеются секции, изготовленные из эластичного материала, такого как резина, медь или нержавеющая сталь, которая позволяет осуществлять повторяющиеся сгибы без разрушений. Позволительны как осевые, так и угловые движения. Три типа компенсационных соединений показаны на Рис 6-35.

НЕБАЛАНСИРНЫЙ САМОБАЛАНСИРУЮЩИЙСЯ ГИПТОР

РИСУНОК 6-35 - ТИПЫ КОМПЕНСАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Для работы с высоким давлением, ниже приведенные механизмы могут быть упрочнены с помощью специальных стяжек во избежание радиального расширения.

РИСУНОК 6-36 - КОМПЕНСАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С ИЗВЛЕКАЕМЫМИ ПРОКЛАДКАМИ

Муфтовое или безрезьбовое соединение, показанное на Рис. 6-37 используется на обычном конце трубы и обеспечивает осевое движение от 2-12 дюймов и небольшое угловое смещение. Они также могут использоваться для соединения трубной обвязки разных размеров. Принципиальным недостатком нерезьбового соединения является его

Page 53: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-19

зависимость от герметичности сальника. Подвижные соединения в основном используются в паровой системе низкого давления и системе водоснабжения. Пример компенсационного соединения показан на Рис 6-36.

Механические муфты могут быть также включены в данную категорию соединений. Они доступны в разных степенях материалов для различных работ и могут использоваться для соединения различных видов материала, которые обычно не соединяются, к примеру поливинилхлорид и углеродистая сталь. Они также допускают небольшую степень нецентрированности как осевую, так и поперечную.

РИСУНОК 6-37 - КОМПЕНСАЦИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ БЕЗРЕЗЬБОВОГО ТИПА

Инструкция по установке и эксплуатации

Следующие инструкции применимы в эксплуатации и установке компенсационных соединений:

• Соединения должны быть доставлены на участок в транспортировочных контейнерах от производителя или на транспортировочных поддонах.

• Рекомендуется не катить или тянуть соединения до участка.

• Соединения не должны быть поднятыми с помощью цепи, веревки или строп, которые опираются на волнообразные, скользящие (для безрезьбовых соединений) крепления, ограничительные стяжки, транспортировочные балки или смазочные и уплотнительные фитинги.

• Если подъем искривит компенсационное соединение, необходимо использовать подъемные балки или прочные подпорки.

• Снимите концевые крышки, уберите десикант и проверьте чистоту до установки.

Page 54: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-20 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Установка трубной обвязки должна быть закончена до монтажа компенсационного соединения и должна быть должным образом отцентрована с подвесками, анкерами и направляющими планками.

• Не деформируйте компенсационное соединения для компенсации нецентрированности трубной обвязки.

• Определите, необходимо ли предварительно сжать компенсационное соединение до проведения монтажа. Это требуется, когда температура установки значительно отличается от рабочей температуры в системе.

• Убедитесь в том, чтобы тип компенсационных соединений был правильно установлен по отношению к потоку, идущему через соединение.

• Проверьте внутреннюю и внешнюю часть компенсационного соединения на наличие объектов, которые могут присутствовать между гофрировкой либо в безрезьбовом соединении, что в свою очередь может повлиять на работу соединения.

• Проверьте мембрану, футеровку, концевые соединения и транспортировочные скобы на наличие засечек, надрезов или забоин.

• Убедитесь, чтобы продувочные и дренажные соединения и / или смазочные или уплотнительные фитинги были доступны после монтажа.

• До сварочных работ, защитите компенсационное соединение от прожогов электродом или сварочных брызг с помощью ингибиторных одеял либо листового металла.

• До проведения гидротеста, проверьте чтобы: Были сняты транспортировочные штанги, скобы и фиксирующее устройство Было снято бумажное покрытие на скользящей муфте Были установлены временная трубная обвязка для опрессовки и постоянные анкеры, направляющие планки и опоры

• Компенсационное соединение способно выдержать давление гидростатической опрессовки

• Изоляция не должна устанавливаться в прямом контакте с гофрированными складками или поблизости скользящего соединения.

• После монтажа, установите защитный кожух на компенсационное соединение для защиты от повреждений.

КОЛЕНО (ИЗГИБ) ТРУБОПРОВОДА

Изгиб железного трубопровода и трубной обвязки небольшого диаметра (внешний диаметр меньше 2 1/2 дюйма) со стандартной или сравнительно тонкой толщиной стенок обычно производится в холодном состоянии. Трубы большего диаметра и с более толстыми стенками обычно загибаются в горячем состоянии. В тех местах, где количество идентичных сгибов имеет большое значение и где доступно тяжелое гнутарное оборудование, изгиб в холодном состоянии может быть экономней сгиба в горячем состоянии. Решающими факторами являются радиус изгиба, количество идентичных сгибов, химический состав, металлургические свойства материала трубопровода.

Опыт промышленности показал практичность использования радиуса изгиба трубы равному диаметру пяти труб, чтобы свести к минимуму потерю энергии на трение, степень эрозии и

Page 55: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-21

турбулентности. Для труб, большинство радиусов сгибов используется в соответствии с требованиями дизайна.

Загиб в холодном состоянии

Загиб в холодном состоянии широко применяется с трубами с внешним номинальным диаметром в 2 1/2 дюйма и трубкой диаметром до 4 дюймов, холодный загиб редко используется в трубной обвязке большого диаметра.

В ползунковой гибочной машине два волокодержателя монтируются в фиксированном положении на каркасе данного оборудования. Однако, пальцы крепления могут легко вращаться. Форма загиба напрямую прикрепляется к шатуну гидравлического цилиндра. Хотя, обычно труба загибается до радиуса формы загиба, степень большего загиба возможна с помощью ограничения выдвижения ползуна.

С увеличением степени загиба в холодном состоянии, внутренняя часть трубы должна поддерживаться с помощью сердечников.

Загиб в горячем состоянии

Загиб в горячем состоянии широко используется для изготовления индивидуальных сгибов в трубной обвязке размером в 2 1/2 дюйма и выше. До проведения загиба, труба обычно засыпается песком. Это облегчает равномерный загиб и сводит к минимуму чрезмерное утончение и овальность. Песок также помогает сохранить температуру горячего загиба и таким образом обеспечивает дольший цикл загиба в рамках ограниченного температурного диапазона.

Труба обычно нагревается в специально предназначенных печах. Печь направляет пламя газа по круговому пути по стенкам печи. Это позволяет избежать прямого соударения пламени на поверхности трубы, что уменьшает количество горячих зон, излишнего окисления и нагара. Температуры нагрева до проведения горячего загиба обычно составляют от 1900 °F до 2050 °F. Когда достигается температура загиба, труба устанавливается на плиту загиба, где она загибается до определенного радиуса. На железных материалах, горячий загиб не производится при температуре ниже 1600 °F. Иногда, может потребоваться несколько циклов нагрева и загиба.

После того, как загиб трубы произведен и она остыла, песок должен быть убран из трубы. В углеродистой и низколегированной стали, избыточный нагар внутри трубы убирается с помощью турбинного режима, струйной очистки или другими методами очистки.

Незаполнение песком может быть предпочтительным в тех случаях, когда используются железные и нежелезные материалы, здесь труба может заполняться аргоном и азотом. Это может свести к минимуму нагар и устранить последовательные шаги очистки. Изменение в толщине стенок горячих загибов обычно больше и неравномернее чем в холодных загибах. Для горячих загибов, обычно используется радиус в 5 диаметров. Однако, горячие загибы могут производиться до меньшего радиуса.

Page 56: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-22 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ТИПИЧНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ФЛАНЦА ПРИЛОЖЕНИЕ 6-1

4 БОЛТОВОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ 8 БОЛТОВОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

12 БОЛТОВОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ 16 БОЛТОВОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Page 57: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-23

ТИПИЧНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ФЛАНЦА

ПРИЛОЖЕНИЕ 6-1

20 БОЛТОВОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

24 БОЛТОВОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Page 58: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-24 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ПРИЛОЖЕНИЕ 6-2

ТАБЛИЦА ТЕХНИЧЕСКИХ ДАННЫХ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

НОМЕР: № ПРОЕКТА.: СТР. 1 ИЗ

НАИМЕНОВАНИЕ ПРОЕКТА:

ТИП ФЛАНЦА: ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛАНЦА:

КОД ТРУБНОЙ ОБВЯЗКИ

СПЕЦИФИКАЦИЯ /РАЗРЯД МАТЕРИАЛА БОЛТА/ШПИЛЬКИ:

КОЛИЧЕСТВО ТРЕБУЕМЫХ БОЛТОВ ИЛИ ШПИЛЕК:

СПЕЦИФИКАЦИЯ /РАЗРЯД МАТЕРИАЛА ГАЙКИ:

ТИП ПРОКЛАДКИ:

МОЮЩИЙ РАСТВОР:

МЕТОД ЗАТЯЖКИ ФЛАНЦА: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ВЫТЯЖКА БОЛТА

МИНИМАЛЬНО НЕОБХОДИМАЯ СТЕПЕНЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ИЛИ БОЛТОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ:

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЗАТЯЖКИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ИЛИ ШАГИ ВЫТЯЖКИ БОЛТА: ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ШАГ 1 (25% МИНИМУМА):

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ШАГ 2 (50% МИНИМУМА):

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ШАГ 3 (100% МИНИМУМА):

КОНТРОЛЬНАЯ ПРОВЕРКА: ДА НЕТ Н/П

ПОВЕРХНОСТЬ ФЛАНЦА ОЧИЩЕНА

ЦЕНТРОВКA ФЛАНЦА ПРОИЗВЕДЕНА

УСТАНОВЛЕНА ПРАВИЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА

ПРАВИЛЬНЫЙ РАЗМЕР БОЛТА/ГАЙКИ

ПРАВИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ БОЛТА/ГАЙКИ

ПРАВИЛЬНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЗАТЯЖКИ

ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ/ВЫТЯЖКА БОЛТА:

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ И ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: ОПИСАНИЕ ОЖИДАЕМОЕ ВРЕМЯ

КАЛИБРОВКИ

ОПИСАНИЕ ОЖИДАЕМОЕ ВРЕМЯ КАЛИБРОВКИ

ОПИСАНИЕ ОЖИДАЕМОЕ ВРЕМЯ КАЛИБРОВКИ

Page 59: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-25

ЗАМЕЧАНИЯ:

ИНЖЕНЕР ДАТА: FORM T_FLANGE.DOT 1996:REV.0

Page 60: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-26 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ИНДУЦИРОВАННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ БОЛТА ПРИЛОЖЕНИЕ 6-3

ДИАМЕТР БОЛТА РЕЗЬБА НА ДЮЙМ КОРЕННОЙ

УЧАСТОК (КВ ДЮ.)

СООТНОШЕНИЕ КОРЕНЬ К

КОРПУСУ (A1/A2) 1/2" 13 0.1257 0.641 5/8" 11 0.2018 0.658 3/4" 10 0.302 0.683 7/8" 9 0.419 0.697 1" 8 0.551 0.702

1 1/8" 8 0.728 0.732 1 1/4" 8 0.929 0.757 1 3/8" 8 1.155 0.778 1 1/2" 8 1.405 0.795 1 5/8" 8 1.680 0.810 1 3/4" 8 1.980 0.823 1 7/8" 8 2.304 0.834

2" 8 2.652 0.844 2 1/4" 8 3.423 0.861 2 1/2" 8 4.292 0.874 2 3/4" 8 5.259 0.885

3" 8 6.324 0.895 3 1/4" 8 7.487 0.902 3 1/2" 8 8.749 0.909 3 3/4" 8 10.109 0.915

4" 8 11.567 0.921 ПРИМЕЧАНИЕ ДАННЫЕ ПО БОЛТАМ, ПОКАЗАННЫЕ ВЫШЕ ОСНОВЫВАЮТСЯ

НА:

1/2" К 1": КРУПНАЯ РЕЗЬБА, СЕРИИ UNC И NC

1 1/8" К 4": 8 РЕЗЬБОВЫХ ШПИЛЕК, СЕРИИ 8N

Page 61: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-27

ИНДУЦИРОВАННОЕ БОЛТОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЕ 6-3

30,000 PSI 45,000 PSI 60,000 PSI ДИАМЕТР БОЛТА

(ДЮ)

НАТЯЖНОЙ ГРУЗ

(ФУНТ)

ПРИБЛИЗИТ. КРУТ.

МОМЕНТ (ФУНТ-ФУТ)

НАТЯЖНОЙ ГРУЗ

(ФУНТ)

ПРИБЛИЗИТ. КРУТ.

МОМЕНТ (ФУНТ-ФУТ)

НАТЯЖНОЙ ГРУЗ

(ФУНТ)

ПРИБЛИЗИТ. КРУТ. МОМЕНТ

(ФУНТ-ФУТ) 1/2" 4257 30 6386 45 8514 60 5/8" 5780 60 10170 90 13560 120 3/4" 9060 100 13590 150 18120 200 7/8" 12570 160 18855 240 25140 320 1" 16530 245 24795 368 33060 490

1 1/8" 21840 355 32760 533 43680 710 1 1/4" 21870 500 41805 750 55740 1000 1 3/8" 34650 680 51975 1020 69300 1360 1 1/2" 42150 800 63225 1200 84300 1600 1 5/8" 50400 1100 75600 1650 100800 2200 1 3/4" 59400 1500(*) 89100 2250(*) 118800 3000(*) 1 7/8" 69120 2000(*) 103680 3000(*) 138240 4000(*)

2" 79560 2200(*) 119340 3300(*) 159120 4400(*) 2 1/4" 102690 3150(*) 154035 4770(*) 205380 6360(*) 2 1/2" 123760 4400(*) 193140 6600(*) 257520 8800(*) 2 3/4" 157770 5920(*) 236655 8880(*) 315540 11840(*)

3" 189720 7720(*) 284580 11580(*) 379440 15440(*) 3 1/4" 224610 - 336915 - 449220 - 3 1/2" 262470 - 393705 - 524940 - 3 3/4" 303270 - 454905 - 606540 -

4" 347010 - 520515 - 694020 - ПРИМЕЧАНИЕ: 1. ВЕЛИЧИНА КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА УКАЗАНА ТОЛЬКО В КАЧЕСТВЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ; ИСПОЛЬЗУЙТЕ ПРОСТОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ИЛИ ВЫТЯЖКУ БОЛТА С ДАННЫМИ ВЕЛИЧИНАМИ

2. ВЫТЯЖКА ДЛЯ ИНДУЦИРОВАННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ БОЛТА: a. 30,000 PSI: 0.0010 IN/IN b. 45,000 PSI: 0.0015 IN/IN c. 60,000 PSI: 0.0020 IN/IN 3. ДАННАЯ ТАБЛИЦА НЕ ДОЛЖНА ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ТАМ, ГДЕ ИНДУЦИРОВАННОЕ

НАПРЯЖЕНИЕ БОЛТА ДОСТИГНЕТ ЛИБО ПРЕВЫСИТ НАПРЯЖЕНИЕ ТЕКУЧЕСТИ НА БОЛТОВОЙ МАТЕРИАЛ. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДАННУЮ ТАБЛИЦУ ДЛЯ ASTM A307 МАШИННЫХ БОЛТОВ ИЛИ ЛЮБЫХ БОЛТОВ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ КРОМЕ SA-564, GR. 630 (17-4PH).

4. ВЫТЯЖКА ОПИРАЕТСЯ НА КОЭФФИЦИЕНТ ЭЛАСТИЧНОСТИ В 30,000,000 PSI

Page 62: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 6 Pipe Joints and Bending

6-28 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

МЕТОД ВЫТЯЖКИ, НАПРЯЖЕНИЕ БОЛТА И ШПИЛЬКИ ПРИЛОЖЕНИЕ 6-4

Вытяжка-Соотношение Напряжения Соотношение индуцированного напряжение болтов и шпилек к полной вытяжке шпильки может определяться следующим линейным уравнением:

S = E * e/L Где: S = индуцированное напряжение на коренном резьбовом участке (psi) E = коэффициент эластичности (30,000,000 psi) e = вытяжка болта или шпильки (дюймы) L = действующая длина болта или шпильки (дюймы)

Действующая длина болта или шпильки определяется следующим образом:

Вытяжка болта или шпильки во время процесса вытяжки должна измеряться с помощью откалиброванного циферблатного индикатора или другими аналогичными приборами, с точностью до 0.001 дюймов. Измеренная вытяжка должна составить 10% расчитанной величины для обеспечения точной нагрузки.

Для полностью резьбовых болтов или шпилек, требуемая вытяжка которой должна достичь данной нагрузки может быть вычислена следующим образом:

L * S e = E Для данного уровня индуцированного напряжения, вытяжка, (e/L в дюймы/дюйм), может быть вычислена следующим образом:

e S = L E

Величины вытяжки для трех разных уровней индуцированного напряжения показаны в Приложении 6-3. Когда резьба не полностью нарезана на болту или шпильке, требуемая вытяжка для достижения определенного уровня индуцированного напряжения может быть определена следующим образом:

Page 63: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pipe Joints and Bending Section 6

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 6-29

e = (S/E) * {lTOTAL 1 + (A1/A2) * l2}

Где: e = полная вытяжка болта (дюймы) TOTALS = напряжение, которое должно быть индуцированно в участке A1 (psi) E = Коэффициент эластичности (30,000,000 psi) l1 = Длина резьбы используемого болта (дюймы) l2 = Длина тела болта (дюймы) A1/A2 = Соотношение коренного участка к участку тела болта (без указания размеров)

Следующий рисунок указывает на данные определения:

Пример: Для болта диаметром в 1 дюйм

Требуемое индуцированное напряжение, S = 45,000 psi

Коэффициент эластичности = 30,000,000 psi

A1/A2 = 0.702 (См приложение 6-3)

l1 = 2 дюйма

l2 = 4 дюйма

45,000 psi e = * {2" + (0.702) * (4")} TOTAL 30,000,000 psi

e = 0.00721 дюйма TOTAL

ПРИМЕЧАНИЕ: Если норма нерезьбового участка тела болта не была вычислена в выше приведенном расчете, требуемая вытяжка болта составила бы 0.009 дюймов, в результате чего, индуцированное напряжение составило бы 56,156 psi что на 25% выше, ожидаемого.

Page 64: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 ТРУБНАЯ АРМАТУРА

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

На производственных трубопроводах очень важно контролировать рабочую среду. Механические устройства для контроля потока называются трубная арматура. К основным функциям трубной арматуры относятся:

• Пуск и перекрытие потока рабочей среды

• Регулирование и дросселирование рабочей среды

• Предотвращение обратного потока

• Регулирование давления

• Сброс давления

Трубная арматура из стали классифицируется по номинальному размеру трубы (NPS) и по эксплуатационным параметрам давления/температуры. Эксплуатационные параметры подразделяются на Основные рабочие параметры и рабочие параметры в холодных условиях:

• Основные рабочие параметры – это номинальное давление, установленное согласно нормативных правил и общепринятое в практике работы при высоких температурах.

• Рабочие параметры в холодных условиях – это рабочая мощность при наружной температуре (минус 20°F - 100°F). Этот параметр обычно называется давление при холодных рабочих условиях - CWP. Данный параметр представляет наибольший интерес при определении предельных значений при опрессовке.

Основные рабочие параметры выражаются в параметрах пара. Мощность пара используется в качестве основы для определения пригодности материала для применения в данных условиях. Класс давления при холодных рабочих условиях используется с обозначением WOG, что означает холодная вода, нефть или газ, ударостойкий (Cold Water, Oil or Gas).

Трубная арматура из литой или кованной стали выдерживает значения класса 150, 300, 600, и т.д. Эти цифры обозначают максимальное давление в фунтах на кв. дюйм (psi) при определенной температуре (обычно 800 °F) для конкретных условий. Арматура класса 600 фунтов может работать при давлении 600 фунтов и температуре до 850 °F. Но если температура превысит данное значение, допустим поднимется до 1000 °F, то данную арматуру не рекомендуется применять при давлении выше 170 фунтов

ТАБЛИЦА 7-1 - ДАВЛЕНИЕ ОПРЕССОВКИ при 100°F или НИЖЕ

Класс Давления Макс. допустимое давление

150 425 psi 300 1100 psi 600 2175 psi 900 3250 psi

1500 5400 psi 2500 Связаться с

Поставщиком

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 2 of 11

Page 65: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 3 of 11

Как указано в Таблице 7-1, все параметры являются максимально допустимыми значениями давления (psig) по ударостойкости при температуре указанной в таблице (°F). При выборе класса давления необходимо учитывать данные из таблицы по давлению-температуре, которые соответствуют требуемым условиям эксплуатации.

Page 66: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 4 of 11

МАТЕРИАЛ ТРУБНОЙ АРМАТУРЫ

Корпус и крышка Арматуры

Корпус и крышка для арматуры небольшого габарита, предназначенных для работы при среднем давлении и температуре изготовляются в основном из латуни или бронзы. Чугун применяется для любых габаритов и для работы при давлении пара до 250 фунтов, температуре 450 °F, и гидравлическом давлении 800 фунтов. При работе в более высоких температурах применяется стальной сплав молибдена и хрома. Кованная сталь применяется для арматуры небольшого размера, которые обрабатываются на машине и высверливаются. Этот способ изготовления непрактичен для крупногабаритной арматуры, хотя арматура до 8 дюймов изготовляется в литом корпусе. Для применения в более агрессивной рабочей среде арматура стандартных размеров изготовляется из AISI тип 304 и тип 316. Литые металлы для корпуса и крышки арматуры:

• Литая углеродистая сталь (ASTM A216, Grade WCB)

• Литая сталь сплава молибдена и хрома (ASTM A217, Марка C5 и Марка WC9)

• Литая нержавеющая сталь Тип 304 (ASTM A351, Марка CF8)

• Литая нержавеющая сталь Тип 316 (ASTM A351, Марка CF8M)

• Чугун (ASTM A126) и литейная бронза (ASTM B61 and B62)

Кованная сталь:

• Углеродистая сталь (ASTM A105 и A181)

• Сталь из сплава молибдена и хрома (ASTM A182, Марка F5, F11 и F22)

• Нержавеющая сталь (ASTM A182, Марка F-304, F-316 и F-347)

В некоторых случаях применяются труба и корпус арматуры изготовленные из одного материала.

КОНСТРУКЦИЯ ТРУБНОЙ АРМАТУРЫ

Арматура изготовляется в стандартных размерах от 1/2 до 36 дюймов номинального диаметра трубы. Арматура может быть очень простой типа небольших пробковых кранов с четырьмя деталями, и сложной конструкции типа электроприводных регулирующих клапанов, состоящих из сотни деталей. Наиболее часто встречающиеся типы трубной арматуры обычно состоят из нескольких деталей, аналогичны по выполняемой функции и имеют одинаковые или похожие названия.

Корпус

Корпус трубной арматуры подсоединяется к системе трубопровода, вмещает в себя внутренние детали арматуры и определяет границы давления, а также обеспечивает проход для рабочей среды. Корпус изготовляется из различных металлов и сплавов. Материал для корпуса выбирается с учетом совместимости с системой трубной обвязки и соответствия условиям эксплуатации.

В большинстве случаев корпус трубной арматуры постоянного применения изготовляется из литого железа, стали или литейной бронзы соответствующей марки. В литых корпусах обычно имеются дефекты в виде трещин, которые трудно обнаружить при помощи

Page 67: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 5 of 11

неразрушающего контроля, поэтому для их выявления используют ультразвуковую или рентгенографическую дефектоскопию. Кованные материалы содержат меньше дефектов и поэтому в основном применяются на критически важных участках эксплуатации трубопровода. Корпуса некоторых крупногабаритных типов арматуры изготовляются из двух или более видов кованного металла, они обрабатываются и привариваются друг к другу, затем проходят окончательную машинную обработку для пригонки соприкасающихся поверхностей. При использовании на критически важных участках эксплуатации производится ренгенографическая дефектоскопия трубной арматуры.

Материал изготовления внутренних механизмов

Съемные внутренние детали, которые соприкасаются с рабочей средой, принято называть механизмы арматуры. Сюда относятся седельные кольца, диск или пробка, манжеты, прокладки, направляющие, втулки, и внутренние пружины. Детали, не относящиеся к механизмам, это – корпус, крышка, сальниковая набивка, хомут, и подобные детали. Механизмы арматуры обычно изготовляют из материала совместимого, но не аналогичного материалу корпуса. Таким же образом, при сборке отдельной трубной арматуры часто используются врутренние механизмы, изготовленные из различных материалов. Диски или пробки, и седельные кольца являются деталями, сдерживающими давление и должны соответствовать техническим требованиям.

Диски

Большая часть трубной арматуры имеет диск или пробку, которые перекрывают проходящий через арматуру поток прижимаясь к неподвижному седлу, или седлам (занимая положение корпуса - закрытое положение). В открытом положении диск отодвинутый от седла пропускает поток рабочей среды. Пробка или шар в пробковых и шаровых кранах выполняет ту же функцию, что и диск. Применяются различные типы дисков. Некоторые диски не имеют плоской округлой формы, однако название этого элемента арматуры является общепринятым.

Седло

Трубная арматура может иметь встроенные (несъемные) седла или съемные кольцевые седла в зависимости от размера трубной арматуры. Арматура небольшого размера обычно имеет ввинченные или приваренные кольцевые седла, а в арматурах большого диаметра поверхность посадки изготовляется путем закаливания металла основания корпуса. Расход рабочей среды через арматуру прекращается путем образования уплотнения между диском и седлом.

Уровень пропуска трубной арматуры зависит от надежности работы этого уплотнения.

Промышленные ГОСТы

Толщина корпуса трубной арматуры и другие расчетные данные приводятся в применяемых ГОСТах по трубной арматуре. ГОСТы по металлической трубной арматуре и их компонентам приведены в ASTM и ANSI, однако Американский нефтяной институт разработал различные технические требования в рамках национальной промышленности. К тому же можно применять ГОСТы общества стандартизации трубнопроводной арматуры (MSS).

Ниже приводятся некоторые наиболее применяемые ГОСТы: ANSI B2.0 – Трубная резьба

Page 68: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 6 of 11

ANSI B16.1 – Фланцы и фланцевые соединения чугунных труб ANSI B16.5 - Фланцы и фланцевые соединения стальных труб ANSI B16.10 – Расстояние от поверхности до поверхности, от конца к концу арматуры из железа ANSI B16.20 – Уплотнительные кольца и желоба фланцев стальных труб ANSI B16.21 – Неметаллические прокладки для трубных фланцев ANSI B16.34 – Стальная трубная арматура, фланцы и сварка в стык концов ANSI/ASTM A181 – Фланцы из литой или прокатной стали, соединения из кованного металла; трубная арматура и детали общего назначения ANSI/ASTM A182 – Фланцы из литой стали или сплава прокатной стали, соединения из литого металла, и трубная арматура и детали для работы при высоких температурах MSS SP-25 – Нормы маркировки трубной арматуры, трубных соединений и фланцев NISS SP-45 – Нормы соединений для отводной линии и дренажной линии API 593 – Пробковые краны из ковкого железа API 594 – Обратный клапан с плоским (коротким) корпусом API 595 – Задвижки из чугуна API 597 – Стальные задвижки с проходным отверстием Вентури API 599 – Стальные пробковые краны API 600 – Задвижки из стали API 602 – Компактные задвижки из литой стали API 603 – Задвижки класса 150 коррозионностойкие API 604 – Задвижки из ковкого железа API 606 – Компактные задвижки из углеродистой стали (с удлиненным корпусом) API 609 – Заслонки на 150 psig и 150 °F. API 6D - Трубопроводная арматура

ТИПЫ ТРУБНОЙ АРМАТУРЫ

Ниже перечисляются типы трубной арматуры, основанные на различии корпуса:

• Задвижки

• Вентили

• Обратные клапаны -

• Пробковые краны

• Шаровые краны

• Заслонки

• Предохранительные клапаны

Кроме этих основных типов трубной арматуры существует множество других категорий, таких как 3-х ходовые, поворотные, стопорные обратные, мембранные и шланговые пережимные клапаны, применяемые в различных целях. В регулирующих клапанах могут использоваться конструктивные особенности трубной арматуры любого из основных типов, однако они имеют определенное функциональное назначение. Описание регулирующих клапанов дается в последующем разделе данного руководства. Монтажные концы трубной арматуры в зависимости от типа подсоединения к трубопроводу могут иметь фланец,

Page 69: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 7 of 11

резьбу для резьбового соединения, паз (выемка) для сварного соединения враструб или фаску для сварки в стык.

Page 70: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Задвижки

Задвижки отличаются незначительным гидравлическим сопротивлением и меньшей турбулентностью в результате чего создается небольшой перепад давления через задвижку. Стандартная задвижка в поперечном сечении показана на Рис.7-1.

Основным отличием в конструкции различных задвижек является тип диска или клина. Различают задвижки с цельным клином, упругим клином, разрезным клином, диском со стравливающим отверстием , и сдвоенным диском. На Рис7-2 показаны три вида диска или клина. Цельный клин представляет из себя цельную конструкцию. Поверхности седла отшлифованы до зеркального блеска для обеспечения полного соприкосновения между клином и седлом.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 8 of 11

Двудисковый затвор производит закрытие опускаясь между двумя параллельными или расположенными под углом седлами в корпусе задвижки. Двудисковый затвор с параллельными уплотняющими поверхносями (зеркалами) раздвигает диски прижимая их к седлам. При закрытии разжимной элемент (грибок) находящийся между дисками упирается в стопорный элемент на дне задвижки и разжимает диски.

Упругий клин представляет собой цельную конструкцию, но имеет внутренние прорези обеспечивающие незначительную гибкость . Блогадаря этой «гибкости» диск плотно прилегает к седлам, обеспечивая герметичность при

различном диапазоне давления.

Рис 7-3 Задвижка в разрезе

Цельный клин

Рис. 7-1 - Типы дисков задвижки

Упругий клин Шаровой двойной диск

Page 71: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Составной клин состоит из двух дисков, которые садятся между двумя расположенными под углом дисками. Применяется встроенный в клин разжимной элемент простой конструкции..

Диски со стравливающим отверстием обычно используются при криогенных условиях работы. Здесь применяется гибкий клин с просверленным отверстием на одной из сторон клина, что позволяет уровнять давление посадки диска расположенного ниже по потоку, и тем самым обеспечить герметичное перекрытие рабочей среды.

Вентили

Как показано на Рис 7-3, входной патрубок вентиля находится на одной линии с выходным патрубком (соосны). Перемещение запорного механизма вентиля происходит под прямым углом по отношению к входному и выходному патрубкам. Конструкция седла повышает гидравлическое сопротивление и обеспечивает точное регулирование расхода рабочей среды. Как правило вентили применяются при дросселировании для контроля расхода до требуемого уровня. Поток находится внизу (под седлом) и отводится через верхнюю часть.

Вентили в основном различаются по типу диска. Основные типы дисков показаны на Рис. 7-4. Это пробковые, составные и традиционные диски.

Пробковые диски имеют конусовидую форму с кольцевым седлом имеющим соответствующую затвору конусовидную форму. Широкие

© hanical Handbook Page 9 of 11 1996 Bechtel Corp. Piping/Mec

соприкасающиеся поверхности длинных конусовидных пробок и седла обеспечивают хорошую износоустойчивость затвора при попадании грязи, шлама и других инородных тел.

Comment [ygri1]: Какие могут быть подшипники внутри вентиля????

Составные диски имеют металлическую обойму диска, двойной диск и стопорную гайку. Плоская лицевая сторона составного диска садится на седло как крышка. Диск обычно округлой формы, изготовляется из цельного листа толщиной около 3/16 дюйма (прессованное волокно или пластмасса). При перекрывании потока диск упирается в выступы седла.

Рис. 7-2 - Вентиль в разрезе

Рис 7-3 - Типы дисков вентиля

Пробковый V- образный дискПластинчатый диск с двойным уплотнением

Съемный диск Пробковый диск

Page 72: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вентили со стандартным диском используются давно. Конструкция данного вентиля состоит из немного суживающегося к концу седла с плоской лицевой стороной и подогнанного под него диска с выпуклой поверхностью, который упирается в выступ седла при перекрытии потока. Данный тип седла имеет очень узкую линию соприкосновения, что способствует герметичности при закрывании.

Обратный клапан

Обратные клапаны являются полностью автоматическими в работе и срабатывают изнутри под воздействием рабочей среды (жидкости или газа), которую они контролируют. Как показано на Рис 7-5, в обратном клапане расход рабочей среды идет только в одном направлении и если поток останавливается или пытается изменить направление, клапан сразу закрывается и перекрывает обратный поток. Как только давление на линии нормализуется, обратный клапан открывается и расход продолжается в том же направлении.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 10 of 11

Имеются три разновидности обратного клапана:

• С поворотным затвором

• С подъемным затвором

• С тонким корпусом (2 поворотные заслонки закрываются при помощи пружины)

Поворотный обратный клапан

В поворотном обратном клапане диск прикреплен сверху и опускается на обработанную поверхность седла, расположенное в под углом проеме корпуса. Как показано на Рис. 7-6 диск имеет досаточную амплитуду, принимая положение от полного перекрытия потока и до беспрепятственного прохождения рабочей среды. Поток рабочей среды держит кран в открытом положении, а степень открытия затвора меняется в зависимости от расхода.

Откидное плечо

Шпилька гайки диска

Гайка диска Диск

Корпус

Крышка

Болт крышки

Шпилька крышки

Прокладка

Гайка крышки Вал откидного плеча

Рис 7-4 - Обратный клапан

Подъемный обратный клапан

Подъемный обратный кран работает также же как и вентиль. Следовательно наблюдается турбулентность внутри клапана и небольшой перепад давления.

Общий вид подъемного крана показан на Рис. 7-6. Подъемные краны делятся на три основных вида.

Клапаны горизонтального подъема

Внутренняя конструкция клапана горизонтального подъема совпадает с вентилем. Диск, расположенный на горизонтальном седле, оснащен направляющими сверху и/ или снизу седла и вертикальное движение диска обеспечивается направляющими, встроенными в посадочное место или крышку клапана. При отсутствии расхода диск опускается под воздействием обратного потока или силы тяжести, и может подниматься или опускаться в зависимости от давления снизу. Эти клапаны обычно устанавливаются в горизонтальном

Page 73: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

положении, однако их можно смонтировать и в вертикальном положении при потоке направленном вверх.

Клапаны вертикального подъема Поворотный Клапаны вертикального подъема работают по тому же принципу направляющих, что и горизонтального подъема. Он снабжен свободно плавающим диском с направляющими, который опускается на седло, когда клапан не находится в работе. Эти клапаны применяются только для вертикальных труб с рабочим потоком направленным вверх.

Болты крышки Крышка Шпилька шарнира диска Шарнир диска Лицевая сторона диска Гайка шарнирная Диск Седельное кольцо корпуса Корпус

Подъемный Обратный шаровой клапан

Крышка

Кольцо крышки

Диск Седельное кольцо корпуса Корпус

Конструкция обратного шарового клапана аналогична клапанам горизонтального и вертикального подъема. Однако вместо направляющего диска используется шаровой затвор для контроля за направлением потока рабочей среды. При работе клапана шаровой затвор находится в движении, снижая таким образом износ сферической поверхности. Рис 7-5 - Обратные клапаны

В некоторых обратных клапанах вертикального подъема диск или шар снабжен пружиной для повышения производительности при вертикальном расходе.

Пробковые краны

Как показано на Рис 7-7, пробковые краны имеют пробку в форме конуса или цилиндра , которая плотно прилегает в подогнанное под нее посадочное место в корпусе крана. В пробке имеется отверстие на одной линии с отверстием для расхода в корпусе клапана. Отверстие в пробке для прохода рабочей среды может иметь круглую, продолговатую или ромбовидную форму. Кран открывается поворотом пробки так, чтобы совпали отверстия в корпусе крана и пробки совпали; для того чтобы закрыть кран, пробка поварачивается таким образом, чтобы отверстие в пробке оказалось под прямым углом по отношению к отверстию в корпусе крана.

Пробковые краны могут быть смазывающимися или несмазывающимися. Пробка в несмазывающихся кранах вставляется сверху, или снизу корпуса крана. Предпочтительно использование пробок цилиндрической формы, так как они менее подвержены заеданию или замерзанию в отличие от конических. В некоторых видах пробковых кранов в канавки пробок вставляют пластиковые уплотнительные кольца для повышения герметичности, а затяжные пружины установленные на дне корпуса помогают работе данного крана.

Смазывающиеся пробковые краны имеют канавки на пробке, в которых смазочное масло используется для уплотнения и смазки крана, а также в качестве гидравлической силы для подъема пробки внутри корпуса без особых усилий. Смазочное масло закачивается в распределительные каналы при помощи специального шприца для смазки через масленку сверху пробки. В кране не аккумулируются осадочные отложения и шлам благодаря

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 11 of 11

Page 74: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook Page 12 of 11

прямопроходному отверстию. Пробка крана при вращении удаляет инородные тела с пробки.

Page 75: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-9

Шаровые краны

Шаровые краны используются во многих предприятиях перерабатывающей промышленности. Как видно из рис. 7-8, шаровой кран имеет сходную с пробковым краном конструкцию, за исключением наличия сферической формы пробки в шаровом кране, а не конической, или цилиндрической как в пробковом кране. Подобно смазывающимся пробковым кранам, шаровые краны быстродействующие. Они также обеспечивают очень герметичное запирание вязких, или других трудно удерживаемых жидкостей. Шаровые краны не заедают и перепад давления между входом и выходом крана минимальный благодаря тому, что диаметр проходного отверстия в сферической пробке равен диаметру трубопровода, на котором он установлен.

Шаровые краны подразделяются на 3 основные типа конструкции:

• С проходным отверстием Вентури • С полным проходным отверстием • С зауженным проходным отверстием

Проходное отверстие Вентури имеет зауженный диаметр и, как это видно из названия, имеет форму отверстия Вентури. В полнопроходном отверстии внутренний диаметр равен внутреннему диаметру трубопровода. В типе крана с зауженным проходным отверстием диаметр отверстия обычно на один трубный размер меньше, чем диаметр трубы.

Page 76: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Рис 7-8 - Детальный чертеж шарового крана

Заслонка (дисковый затвор)

Заслонка – это арматура с простой конструкцией предназначенная для работы при низком давлении и применяемая для регулирования расхода рабочей среды. Ее основной характеристикой является быстродействие и низкий перепад давления. Для того, чтобы изменить позицию с закрытой на полностью открытую требуется только одна четвертая оборота рукоятки. Заслонки не применяются в тех условиях, когда требуется полная герметичность отсечения. Заслонки с резиновым седлом выпускаются в большом диапазоне размеров – от 2 дюймов до 11 и футов в диаметре и более. Однако в производстве обычно используются заслонки в диапазоне от 2 до 24 дюймов.

Page 77: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-11

Рис. 7-9 Как видно из рис. 7-9, заслонка состоит из корпуса, вала, диска и сальниковой манжеты. На рисунке 7-10 показано, что заслонки выпускаются с тремя модификациями корпуса, но конструкция седла и диска остается практически неизменной. Заслонка с фланцевым типом корпуса имеет маленькую длину и оснащена фланцами с обеих сторон. При необходимости вместо обычных фланцев могут быть установлены безболтовые фланцы для сварного соединения. Применение стыкового сварного соединения нежелательно, поскольку это

Page 78: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

может привести к повреждению уплотняющих поверхностей. Также выпускаются заслонки с корпусом, имеющим выступающие проушины, которые соответствуют болтовым отверстиям трубных фланцев.

Корпус может быть выполнен с резьбовыми отверстиями в проушинах, и с помощью крепежных винтов его можно закрепить на трубных фланцах, таким образом возможно использование заслонки в тупиковой части трубопровода. Кроме того, выпускаются тонкие заслонки без проушин. Такую заслонку можно установить между двумя смежными фланцами. Прокладки могут быть интегрированными в корпус заслонки, или их ставят отдельно для обеспечения герметичности соединения.

Большинство деталей заслонки выполнены из металла, причем шток и диск зачастую изготавливают из более твердого сплава, чем корпус. В седло обычно устанавливают резиновое, или пластиковое кольцо, чтобы обеспечить лучшую герметичность отсечения. В тех случаях, когда шток выступает за пределы корпуса, заслонки оснащаются сальниковым уплотнением, чтобы не допустить возникновение утечки.

Предохранительные клапана

Предохранительные клапана монтируются непосредственно на трубопроводы, сосуды работающие под давлением, и другое оборудование, которое может подвергнуться опасному воздействию избыточного давления в случае сбоя системы управления. Они отрегулированы на автоматическое открытие при достижении установленного давления, которое ниже опасного для оборудования значения. На рис. 7-11 показан типичный предохранительный клапан.

Page 79: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-13

Рис. 7-11 - Деталированный чертеж предохранительного клапана

Предохранительные клапана – это пружиные клапана, отличающиеся быстрым срабатыванием, и использующиеся в системах содержащих сжимаемые флюиды, пар, воздух, или другие пары и газы. Производители осуществляют тарировку и испытывают каждый предохранительный клапан согласно нормативных требований, а затем ставят пломбу на регуляторы уставки давления. Заданная величина давления регулируется посредством увеличения, или уменьшения сжатия пружины. Давление пружины удерживает клапан в закрытом положении, но если давление в системе поднимается до значения уставки, то происходит полное открытие клапана. Давление пружины прижимает диск клапана обратно к седлу, как только давление среды опускается немного ниже давления уставки. Разница между давлением открытия и давлением закрытия называется продувкой. Продувку можно отрегулировать с помощью регулировочного кольца, которое образует полость под дисковым затвором. Обычно клапан оснащается рукояткой для возможности периодической проверки его работоспособности. Однако клапана с рукоятками запрещено применять в работе с горючими и ядовитыми газами.

Page 80: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Разгрузочные клапана отличаются от предохранительных клапанов тем, что при достижении значения уставки происходит только частичное открытие. Вместо того, чтобы сразу полностью открыться они открываются пропорционально увеличения давления среды (относительно уставки клапана). Разгрузочные клапана обычно применяются для жидкостей, таких как вода или нефть, когда «разгрузка» небольшого объема приводит к быстрому падению давления.

Предохранительные разгрузочные клапана объединяют в себе свойства разгрузочных и предохранительных клапанов. Такой клапан приоткрывается, чтобы медленно стравить возросшее давление, или открывается полностью в случае стремительного подъема давления. Данные клапана применяют для работы с жидкостями и насыщенным паром. Типичный пример – это использование этих клапанов для горячей воды в отопительных системах, где возможно образование пара при неуправляемом нагреве. Диаметр выпускной трубы разгрузочных клапанов всегда больше диаметра входной трубы.

В зависимости от требований предъявляемых клиентом, все предохранительные и разгрузочные клапана должны проверяться за 30-90 дней до пуска, чтобы удостовериться в их срабатывании при заданном значении давления (уставки).

Разрывные мембраны

Разрывная мембрана – это более простое и более дешевое устройство по сравнению с предохранительными клапанами.

Разрывная мембрана представляет собой выгнутый диск изготовленный из различных материалов, выбираемых в зависимости от условий ее эксплуатации. Мембрана может быть использована вместо предохранительного клапана, либо установлена перед предохранительным клапаном в следующих ситуациях:

• Мембрана имеет достаточный запас прочности

• Расчетное давление мембраны не превышает максимально допустимого давления защищаемой системы

• Площадь мембраны как минимум равна площади эквивалентного предохранительного клапана.

• Мембрана гарантировано разрывается при диапазоне плюс/минус 15% от ее расчетного давления разрыва.

• В большинстве случаев, когда предохранительный клапан устанавливается вместе с разрывной мембраной, мембрана разрывается при давлении на 20% выше уставки предохранительного клапана. Предохранительный клапан справляется с нормальным повышением давления, в то время как разрывной диск предназначен для сброса чрезмерно высокого давления, а также он защитит оборудование в случае отказа предохранительного клапана.

Разновидность конструкции шпинделя (штока)

Шпиндель - это звено, которое связывает исполнительный механизм, или оператора с запорным механизмом арматуры/клапана. Для того, чтобы открыть или закрыть арматуру необходимо определенное перемещение (ход). Линейное (поступательное) перемещение необходимо для вентилей и задвижек, тогда как краны и заслонки требуют вращательного

Page 81: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-15

движения. Шпиндели должны располагаться либо в горизонтальном, либо в вертикальном положении.

На рисунке 7-12 показаны следующие виды шпинделей:

Выдвижной шпиндель с наружной резьбовой частью и ходовой гайкой

В данном исполнении резьба находится на верхней части шпинделя. Часть шпинделя находящаяся внутри арматуры – гладкая, и имеет сальниковое уплотнение, так что резьба изолирована от рабочей среды. Данный тип имеет две конфигурации: в первом случае, маховик фиксируется со шпинделем, так что они перемещаются вместе; а во втором, наличие резьбовой втулке позволяет шпинделю подниматься через маховик. В обоих

случаях положение шпинделя указывает на положение затвора.

Выдвижной шпиндель с внутренней резьбой частью

Это самая простая и наиболее распространенная конструкция шпинделя для арматуры небольшого размера применяемой для работы при низком и среднем давлении. Резьбовая часть шпинделя находится внутри корпуса арматуры и сальниковое уплотнение герметизирует гладкую часть шпинделя выступающую за пределы корпуса. Таким образом резьба находится в контакте с рабочей средой. При открытии арматуры шпиндель и маховик поднимаются, таким образом указывая на положение затвора. Только гладкая часть шпинделя находится в контакте с окружающей средой.

Невыдвижной шпиндель с внутренней резьбовой частью.

В данной конструкции шпиндель вращается, но не поднимается при открытии арматуры. Вместо этого затвор перемещается вверх и вниз по резьбе шпинделя. Резьба шпинделя находится в контакте с рабочей средой, поэтому данное исполнение неприемлемо для использования в агрессивной среде, когда резьба может подвергнуться коррозии или образованию накипи.

Скользящий шпиндель

Page 82: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-16 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Данный шпиндель не вращается. Вместо этого здесь происходит только возвратно-поступательное движение при закрытии и открытии арматуры. Часто встречается конструкция оснащенная ручным рычагом обеспечивающая быстродействие арматуры. Также скользящие шпиндели используются для регулирующих клапанов приводимых в движение с помощью гидравлических или пневматических исполнительных механизмов.

Конструкция крышки арматуры

Соединение между корпусом и крышкой арматуры должно быть герметично с запасом прочности соответствующим конкретным условиям ее применения. Крышка и корпус изготавливаются из одного материала, или их двух совместимых между собой материалов. Крышка арматуры – это деталь находящаяся под давлением и обеспечивающая герметичность, следовательно, она должна соответствовать принятым стандартам. Существует несколько видов крышек применяемых для различных условий эксплуатации. Здесь представлены наиболее часто встречаемые варианты: • Крышка с резьбовым соединением

• Крышка с муфтовым соединением

• Крышка с болтовым соединением

• Крышка с уплотнением для повышенного давления

• Крышка со сварным соединением

Крышка с резьбовым соединением, рис. 7-13, самый недорогой и самый простой по конструкции вариант. Уплотнение между крышкой и корпусом достигается без каких либо дополнительных материалов («метал к металлу»). Данный тип подходит для арматуры небольшого размера используемой в работе при низком давлении. Его часто применяют в тех условиях, когда частый демонтаж арматуры не требуется.

В крышке с муфтовым соединением, рис. 7-13, крышка крепиться к корпусу при помощи муфты, которая насаживается на крышку. Муфта имеет внутреннюю резьбу, соответствующую наружней резьбе корпуса. Здесь также уплотнение осуществляется по принципу «металл к металлу».

Рис. 7-13

Резьбовое соединение

Болтовое соединение

Муфтовое соединение

Крышка с болтовым соединением - рис. 7-13. Для уплотнения между крышкой и корпусом в арматуре с таким типом крышки используется прокладка. У крышки имеется фланец, который соединяется с соответствующим фланцем на корпусе при помощи болтов. Используются различные исполнения зеркал фланца и различные виды прокладок. В некоторых конструкциях крышка крепиться к корпусу при помощи винтов, которые

Page 83: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-17

закручиваются в резьбовые отверстия расположенные в корпусе арматуры. В других, используются болты, либо шпильки с гайками с двух сторон - в этом случае во фланце корпуса просверлены сквозные отверстия, которые соответствуют отверстиям во фланце крышки.

В крышке c уплотнением для повышенного давления уплотнительное кольцо устанавливают в углубление между крышкой и корпусом. Упорное кольцо ставят над кольцом. Кольцо имеет клиновидную форму, и когда давление рабочей среды давит на внутреннюю часть крышки она начинает «вклинивать» кольцо в стенку корпуса. Таким образом чем выше давление, тем крепче уплотнение. Уплотняющая поверхность стенки корпуса должна изготовляться с высокой степенью точности и иметь идеальную зеркальную поверхность.

Крышка со сварным соединением. Такое соединение чаще всего создается при помощи резьбовой крышки, которая прикручивается к корпусу. Затем образовавшийся стык между крышкой и корпусом заваривается по всей окружности. Такое соединение останется герметичным пока не придет время для демонтажа.

Page 84: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-15

САЛЬНИКОВАЯ КОРОБКА И УПЛОТНЕНИЯ

Штоки большинства шпиндельных задвижек герметизированы сальником, который прижимается к штоку крышкой. То пространство, которое занимает уплотненный сальник, обычно называют сальниковой коробкой либо сальниковой набивкой. Сальник уплотняют путем затягивания нажимной гайки сальника или нажимных болтов сальника. Как показано на рис. 7-14, устройство сальниковой коробки может быть различным.

Нажимная гайка сальника без набивки.

Данное устройство сальниковой коробки включает нажимную гайку с внутренней резьбой, которая навинчивается на соответствующую внешнюю резьбу крышки сальника. При этом уплотнение сальника происходит между внутренней стенкой гайки и верхней частью крышки.

Нажимная гайка сальника с набивкой.

В данной конструкции набивка располагается между нажимной гайкой и сальником. Гайка накручивается на набивку сальника, таким образом, предотвращается возможное истирание сальника.

Сальниковая набивка, скрепленная болтами.

В данной конструкции используется набивка, фланец и нажимные болты с гайками. Уплотнение сальника происходит путем затягивания гаек на нажимных болтах. Сопрягаемые поверхности набивки и фланца подобны шаровому шарнирному соединению. Это позволяет фланцам вращаться в случае неравномерной затяжки гаек на нажимных болтах, тем самым, создавая одинаковое давление на набивку и сальник.

Инжекционный вид.

В данной конструкции крышка клапана снабжена инжекторным соединением. Канал от инжекторного соединения ведет внутрь крышки сальника. Пополняется сальник путем введения пластикового материала через инжекторное соединение. Следовательно, пополнение

сальника возможно при открытом, закрытом клапане, а также при его прокручивании. Данная особенность предпочтительна для клапанов устройств, подверженных значительному износу сальника.

A = Нажимная гайка сальника без набивки B = Нажимная гайка сальника с набивкой C = Сальникова набивка, скрепленная болтами D = Инжекционный вид E = Lantern Type

Рисунок 7-14 - САЛЬНИКОВАЯ КОРОБКА И УПЛОТНЕНИЯ

Фонарный тип

Фонарное кольцо сальника – это проставка между кольцами сальника. При сборке кольцо ослабляют, чтобы обеспечить наличие пустот, выступающих в качестве охлаждающих

Page 85: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-16 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

камер для жидкости либо для сбора жидкости, вытекающей через нижние кольца сальника. Смазочные кольца с верхним и нижним сальником используют для сальниковых коробок клапанов, применяемых в силовых установках, там, где пропуск штока клапана удобнее обнаружить в условиях высокого давления и температуры. Утекающая жидкость выпускается через отводящее соединение в крышке клапана, тем самым, приводя к отсутствию утечки через верхние кольца сальника. Во время прием-передачи системы необходимо проверить наличие сальника в клапанах, т. к. поставщики могут перевозить сальники в съемном виде (демонтировать его).

ОТДЕЛКА КЛАПАНОВ

Бронзовая отделка клапанов обычно используется для работы в мягких условиях, как, например, в воде при умеренных температурах и давлении. Нержавеющая сталь применяется, когда требуется повышенная прочность, износоустойчивость и коррозионная стойкость. Для работы в обычных условиях подойдут изделия, изготовленные из нержавеющей стали класса 316, соответствующие стандарту ASTM A276. В другом случае, такие изделия могут быть изготовлены из пруткового материала класса 316 стандарта ASTM A276. В изделиях для работы в жестких условиях требуют детали, изготовленные из упрочненной нержавеющей стали класса 630 (17-4PH), отвечающей стандарту ASTM A564.

Для достижения дополнительной эрозионной и коррозионной устойчивости изделий, применяемых для эксплуатации в суровых условиях возможно использование твердого покрытия стеллитом или колмоноем для опорных поверхностей деталей из нержавеющей стали класса 316. Эти твердые покрытия – запатентованные сплавы; стеллиты представляют собой различные композиции частиц вольфрама и хрома на основе кобальта, колмоной - очень твердые кристаллы борида хрома на основе никеля. Там, где речь идет в первую очередь о высококоррозионных условиях эксплуатации, детали можно изготовить из одного из сплавов или комбинации различных сплавов никеля и мельхиора, известных под торговой маркой Хастелой, Инконель и Монель.

Нестандартная отделка, такая как стеллит, может значительно увеличить цену и срок поставки клапанов и потребовать специального согласования с инженерами проектной группы и службой материально-технического обеспечения.

Page 86: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-17

Wheel nut – гайка крепления штурвала

Рисунок 7-15 - РУЧНЫЕ ШТУРВАЛЫ

Wheel – штурвал Stem – шток Yoke - хомут Yoke sleeve nut – гайка втулки хомута Yoke sleeve – втулка хомута Wrench or key – гаечный ключ

Средства управления клапанами

Клапаны внешнего управления открывают, закрывают или регулируют путем приложения некоторой силы к штоку клапана. Для приложения такой силы есть два основных вида средства:

• ручной

• силовой

Наипростейшая форма ручного управления клапаном - штурвал. При силовом управлении клапаном используют электрические двигатели, соленоиды, гидравлические или пневматические устройства. Приводы клапанов при силовом управлении иногда могут быть автоматическими, как, например, у регулирующих клапанов, а иногда ручного переключения, как, например, кнопочный переключатель у клапанов с приводом от электродвигателя. Клапаны с ручным управлением нередко имеют штурвал для управления в случае сбоя электропитания.

Page 87: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-18 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

РИСУНОК 7-16 - ВИДЫ ШТУРВАЛОВ Hand lever – ручной рычаг управления Hammer blow hand wheel – штурвал ударного действия Anvil – упор Lug – проушина Gears - передачи Spur gearing – прямозубчатая передача Worm gear – червячная передача

Page 88: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-19

Bevel gearing – коническая зубчатая передача Extension stem – выдвижной шток Stem – шток Connector – соединитель

Средства ручного управления клапаном

Штурвал – наиболее распространенное средство управления маленькими клапанами малого давления, снабженными вращающимся штоком. Самым простым образом сила, прилагаемая к штурвалу, передается непосредственно к штоку. Из-за большой физической силы, необходимой для проворачивания штурвала большого клапана высокого давления, применение такого устройства для управления клапаном становится непрактичным. Разнообразие средств ручного управления показано на рисунках 7-16.

Как показано на рисунках 7-15, гаечные ключи или иногда прилагаются к маленьким отсекающим клапанам со съемными средствами управления в целях безопасности. Для открытия или закрытия клапана съемное средство управления помещают на его шток. А затем снимают. Ручные рычаги используют в случае полностью открытого или закрытого клапана, проворачивая на пол- либо четверть оборота. Примеры такого устройства – крановый, шаровой и дроссельный клапан. Ручные рычаги также используют для клапанов ручного управления с подвижным штоком.

Штурвал ударного типа используют в больших клапанах, управлять которыми с помощью обычного штурвала было бы нелегко. Штурвал быстро с силой поворачивают до тех пор, пока две проушины в штурвале не достигнут упора на штоке клапана. В больших клапанах, требующих большого момента вращения для полного перекрытия потока или отцепления диска, вклиненного в седло клапана, момент вращения усиливается благодаря этому ударному действию штурвала. Далее момент затяжки передается штоку клапана для плотного крепления диска к седлу клапана. Когда дополнительного момента вращения не требуется, такой штурвал поворачивают подобно обычному штурвалу любого клапана (во время закрытия, прежде чем окончательно зафиксировать его в седле клапана и во время открытия после предварительного освобождения диска).

РИСУНОК 7-17 - НАПОЛЬНЫЙ ШТАТИВ И ДЕТАЛИ КОЛЕСА ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ chain wheel with guide – цепное колесо с направляющим элементом hammer blow chain wheel with guide – цепное колесо ударного типа с направляющим элементом

Page 89: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-20 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Зубчатые передачи используют для многих клапанов высокого давления, где требуется больший момент вращения по сравнению с тем, который можно обеспечить использованием штурвала. Привод зубчатого колеса предназначен для преумножения вращающего момента от штурвала. Применяют коническое, цилиндрическое и червячное зубчатое колесо.

Удлиненный шток используют для управления клапаном с расстояния или в целях удобства управления клапаном через платформу, перекрытие или стену. Нередко удлиненные штоки применяют на атомных электростанциях с тем, чтобы управлять клапанами в радиоактивных зонах можно было из безопасного места. Штоки могут быть прямыми, с универсальным соединением или с прямоугольным зубчатым приводом. Обычно прямоугольный зубчатый привод используют для обеспечения обзора линии при управлении клапаном в системах с высокой радиацией. Часто для этого устанавливают напольные штативы или рукава в стене.

Напольные штативы, показанные на рисунке 7-17, направляют, поддерживают и укрывают удлиненный шток клапана, управляют которым через перекрытие или платформу. Существуют разные конструкции напольных штативов, с индикатором или без индикатора положения клапана.

Цепные колеса, также показанные на рисунке 7-17, позволяют управлять клапаном на уровне напольного перекрытия, когда доступа к самому клапану нет. Цепное колесо может быть прикреплено к штурвалу или может заменить штурвал. Также есть цепные колеса ударного действия.

Управление от пневмоцилиндра

Пневматическое цилиндры, показанные на рисунках 7-18 и 7-19, идеально подходят для быстрого управления большими клиновыми задвижками. В цилиндр входит поршень двухстороннего действия. При давлении на один конец поршень движется назад и открывает задвижку, а при давлении на другой конец поршень производит обратное действие. Подачу воздуха регулирует 4-путевой или 2-путевой клапан с подпружиненным поршнем. Управление этим клапаном может быть ручное или посредством автоматически управляемого соленоидного привода. Цилиндры применяют в клапанах с подвижным штоком либо приспосабливают к клапанам с выдвижным штоком, имеющим внешнюю резьбу.

Пневматическое поршневое управление предназначено для позиционирования поршневого штока, однако соответствующими сцеплениями и опорными кронштейнами может быть легко перелажено для дроссельных и других задвижек. Другие виды цилиндров используют для поворота штока клапана на четверть оборота:

Page 90: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-21

• Цилиндр с зубчатой рейкой и шестерней

• Цилиндр со сцеплением • Электрический зубчатый привод со

сцеплением • Электрический зубчатый привод

прямого соединения, поворотная гидро, пневмопластина

• Цилиндр со спиральной резьбой

Гидравлический цилиндр работает по тому же принципу, что и пневматический, и имеет те же устройства. Обычно для работы установки гидравлического насоса требуется гидравлическая жидкость под давлением.

В цилиндре с зубчатой рейкой и шестерней может быть двойной поршень с зубчатой рейкой и шестерней, либо давление с одного конца цилиндра создается с помощью пружины. Возможно присоединение двух отдельных двойных поршней, каждый с зубчатой рейкой, для создания дополнительной выходной силы.

РИСУНОК 7-18 – ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ КЛАПАНАМИ

Из-за разнообразия конструкции крышек и штоков клапанов установка цилиндра становится вопросом длительного обсуждения. Когда проектированием конструкции привода и непосредственным изготовлением клапана занимается одна компания, оба могут быть рассчитаны друг для друга.

Во многих случаях болты на крышке клапана предназначены для крепления кронштейна. Болтовое соединение фланца обеспечивает надежное крепление и правильное расположение кронштейна. Шпиндель на опоре трубы позволяет легко демонтировать установку. Кронштейны для трубы, поддерживающие привод над клапаном, не оказывают давления на корпус клапана. Кронштей может быть прикручен к торцевой части соединения.

Соленоид (сердечник из мягкой стали, обмотка клапана вокруг сердечника дает пространство для его перемещения) – распространенное средство для открытия или закрытия клапана. Для управления клапанами КИП используют электрический соленоид (электромагнит). Это устройство применяют для маленьких клапанов, однако иногда возможно их использование в клапанах размером до 4 дюймов. Управление соленоидом возможно посредством ручного кнопочного переключателя, но обычно есть дистанционные или автоматические средства управления. Удерживает клапан в одном положении, например, закрытом пружина. Как показано на рисунке 7-20, соленоид движет шток клапана в обратном направлении, например, до полного открытия, при отсутствии напряжения для соленоида пружина возвращает шток в первоначальное положение. Это типичная конструкция для работы в воздушной среде при низком давлении, в особенности контрольно-измерительных приборов.

Соленоиды не могут быть использованы для приведения в действие больших клапанов или клапанов с большими перепадами давления, для работы которых нежелательно

Page 91: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

7-22 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

присутствие большого электрического тока. В этом случае соленоид приводит в действие маленький управляющий клапан для создания достаточного давления в линии для последующего приведения большого клапана.

При необходимости только двухпозиционого регулирования клапана, в частности, при небольшом ходе клапана, соленоиды обеспечивают быстрое срабатывание. Присоединение соленоида к штоку клапана может быть как прямым, так и посредством механических или пневматических устройств.

Клапаны с приводом от соленоида широко используют для аварийного перекрытия потока или автоматического открытия при одновременной работе насоса или другого оборудования. Многие электрические клапаны, используемые для аварийного перекрытия линий, считают магнитными, но не с приводом от соленоида. Такой клапан может быть шаровым либо поворотным клиновым, но в обоих случаях открывается при помощи электромагнита. При отсутствии тока (из-за действия концевого выключателя либо сбое в электросистеме) закрытие клапана вызывает совместное действие пружины, веса деталей и ногда давления жидкости в линии.

РИСУНОК 7-19 - ДЕТАЛИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ

Page 92: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-21

№ поз. Описание № поз. Описание

1 Корпус 10 Шток 2 Крышка 11 Стопор пружины 3 Главный диск 12 Палец штока 4 Управляющий диск 13 Плунжер 5 Дисковые вкладыши 14 Фиксированный сердечник 6 Поршневое кольцо 15 Основание катушки 7 Дисковый палец 16 Катушка 8 Гильза 17 Корпус катушки 9 Пружина 18 Запорная гайка

РИСУНОК 7-20 – СОЛЕНОИДНЫЙ КЛАПАН

Регулирующие клапаны

Регулирующие клапаны отличаются своим функциональным назначением, а не внутренним устройством. Устройство регулирующих клапанов дополнено специально разработанными особенностями для улучшения регулирующей функции клапана. Как показано на Рисунке 7-21, регулирующие клапаны снабжены исполнительным механизмом, запитанным от независимого источника питания. Исполнительный механизм (привод) приводит клапан в действие при поступлении внешнего сигнала. Смещение клапана пропорционально длительности сигнала. Запорный элемент клапана меняет положение по отношению к порту или портам клапана пропорционально длительности сигнала. Прохождение жидкости через клапан зависит от положения запорного элемента клапана, так что поток может дросселироваться, может быть прекращён, возобновлён, либо может быть изменено его

Page 93: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-22

направление. Следовательно регулирующие клапаны могут использоваться для изменения различных условий протекания процесса, включая расход, давление, температуру, уровень жидкости, а также для изменения направления потока.

Варианты конфигураций регулирующих клапанов практически безграничны, но наиболее часто применяются вентили со специальным золотником и пневматическим мембранным приводом. Шаровые, двустворчатые, мембранные клапаны, задвижки со скользящими золотниками и клапаны с вращающимися золотниками могут выполнять функцию регулирующих клапанов. Приводы могут быть с пневматическим поршнем (цилиндром), гидравлическим цилиндром, электросоленоидом, а также могут быть комбинированными. При определении участка установки регулирующего клапана особенно

важно обеспечить достаточно места для установки и возможного последующего демонтажа.

Исполнительные механизмы регулирующих клапанов

Наиболее распространёнными являются регулирующие клапаны с пневматическими приводами, также широко используются электро-гидравлические приводы. Пружинные и мембранные пневматические приводы наиболее часто встречаются из-за их надёжности и простоты устройства. Пневматические поршневые приводы снабжены встроенным позиционером и обеспечивают достаточно большое усилие на штоке необходимое для рабочей среды с повышенными потребностями. Также существуют комбинированные варианты поршневых пневматических приводов, дополнительно снабжённых пружинами и мембранами, для установки на регулирующие клапаны со вращающимся валом.

Исполнительный механизм

Регулирующий клапан Крышка

Корпус

РИСУНОК 7-21 - Регулирующий клапан

Электро-гидравлические приводы более сложны в устройстве и дороже пневматических приводов. Эти приводы применяются преимущественно при отсутствии подачи воздуха, в условиях низких температур, что может привести к замерзанию конденсата в воздуховодах, либо там, где требуется обеспечение очень высокого усилия на штоке. Далее приводится описание устройства и рабочих характеристик наиболее распространённых типов приводов:

Мембранные приводы В широком применении и различных размеров. Два основных вида мембранных приводов показаны на Рисунке 7-22. Первый тип обычно классифицируют как прямой мембранный привод, второй тип – обратный мембранный привод

Page 94: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-23

Прямой привод снабжён пружиной, которая держит клапан в открытом положении, пока не подаётся воздух в камеру над мембраной. Когда давление воздуха превышает усилие пружины, и давление жидкости на запорный элемент, шток клапана смещается вниз. Давление воздуха регулируется позицинером таким образом, что давление увеличивается, когда необходимо сдвинуть запорный эелемент (для меньшего дросселирования), и далее для полного закрытия клапана. У обратного клапана принцип действия противоположный. Пружина держит клапан в закрытом положении, а воздух либо частично открывает его (дросселирует), либо полностью. В обратном клапане камера над мембраной должна быть снабжена выпускным устройством.

№ поз Описание № поз Описание

15

Прямой: воздух выдвигает шток Обратный: воздух возвращает шток

Уплотнительная прокладка 39 Мембрана 17 Хомут 40 Основание мембраны 18 Винт крышки 41 Шайба мембраны 19 Прокладка 43 Верхний корпус мембраны 20 Уплотнительная гайка 44 Нижний корпус мемьраны 21 Пружинное кольцо 45 Винт крышки корпуса мембраны

22/22A Пружина привода 46 Гайка корпуса мембраны 26 Шток привода 56 Шкала индикатора смещения 30 Набивной сальник 57 Винт 31 Гайка (Штока привода) 70 Шарик и стопор 32 Уплотнительный хомут 71 Цилиндр пружины 33 Направляющие пружины 72 Крышка цилиндра пружины 34 Основание пружины 73 Обойма шарикового подшипника 35 Полая заглушка 74 Винт крышки 36 Уплотнитель пружины 76 Шайба 37 Втулка

РИСУНОК 7-22 – МЕМБРАННЫЕ ПРИВОДЫ

Page 95: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-24

Мембранные приводы просты по устройству, надёжны, и доступны различных размеров, поэтому они используются на большинстве регулирующих клапанов. Однако, мембрана не выдержит высокого давления. Отсюда, требуется привод больших размеров для клапана

работающего в режиме усилий большого напряжения или на больших перепадах.

Поршневые приводы

В отличие от мембранных приводов, приводы с гидравлическим или пневматическим цилиндром применяются при больших давлениях. Следовательно, они чаще всего устанавливаются на клапанах, требующих большое рабочее усилие. Цилиндр состоит из одного или двух рабочих поршней. Как показано на Рисунке 7-23 однопоршневой привод дополнительно снабжён пружиной, его принцип действия очень схож с мембранным приводом. Поршни двух-поршневого привода двигаются вниз и вверх при увеличении давления с одной стороны и одновременном снижении давления с другой стороны. Двухпоршневые пневматические приводы с позиционерами на регулирующих клапанах встречаются чаще других поршневых приводов.

Поз Описание Поз ОписаниеХомут Конектор 1 19 Запирающее устройство штока Регулирующий позиционер 2 20 Болт зап устр-ва штока Колено 3 21 Гайка зап устр-ва штока Приводная трубка 4 22 Электро-гидро приводы Шатун поршня Регулирующая пружина 5 23 Упл кольцо шатуна поршня Купол 6 24

Эти приводы приводятся в действие электродвигателем при получении входного сигнала с контроллера. Они идеальны для участков, где нет подачи воздуха, но где требуется точный контроль позиции золотника. Обычно такая установка идёт в защитном корпусе и состоит из двигателя насоса и двухпоршневого гидропривода.

Упл кольцо винат переходника Крышка пружины 7 25 Основание Стопор сальник трубки 8 26 Упл кольцо основания Прокладка сальник трубки 9 27 Гайка (Шток привода) Пружина 10 28 Шайба шатуна поршня Стопорное кольцо купола 11 29 Упл кольцо шатуна поршня Винт переходника 12 30 Стопор смещения Гайка переходника 13 31 Сальниковая трубка Башмак штока 14 32 Упл кольцо сальник трубки Пластина смещения 15 33 Предохранительная пластина Винт пластины смещения 16 34 Ведущий винт Гайка пластины смещения 17 35 Трубка подачи Номерная бирка 18 36

РИСУНОК 7-23 - ПОРШНЕВОЙ ПРИВОД

Page 96: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-25

Позиционеры клапанов

Было разработано множество позиционеров. Они выполняют одинаковую функцию, но отличаются по форме, исполнению, и принципу дейтсвия. Позиционеры обычно устанавливаются на боковой стороне мембранных приводов, и в верхней части поршневых приводов. Механически присоединяются к штоку клапана или поршню для сравнения положения штока с положением задаваемым контроллером.

Также устанавливается дополнительный позиционер в тех случаях, когда необходимо: • Распределить диапазон выходного сигнала контроллера на более чем один клапан • Увеличить величину давления, входящую с контроллера, для повышения силы давления с

привода • Обеспечить наиболее точный контроль с минимальными задержками при смещении и

возвращении в исходное положение, которые могут присутствовать при наличии длинных контрольных цепей.

Пневматические позиционеры

На Рисунке 7-24 показан пневматический позиционер, установленный для выполнения двойной функции на поршневом приводе. Степень напряжения на пружине передаётся на позиционер, которое зависит от положения штока. Сила давления на пружину передаётся через рычаг и кулачок на входной капсюль позиционера. Давление с контрольного датчика проходит между мембран на входной капсюль. Следовательно, входной капсюль служит для балансировки воздействующей силы, задавая положение штока клапана (определяемое величиной напряжения на пружине) в соответствии с сигналом с контрольного датчика.

Когда противодействующие силы уравняются, система будет находится в равновесном состоянии и шток займёт положение в точности соответствующее задаваемому положению с контрольного датчика. Если противодейтсвующие силы не уравнены, входной капсюль будет двигаться вверх и вниз и посредством регулирующих клапанов изменит выходное давление. Этот процесс будет продолжаться пока сила натяжения на пружине не уравняется с давлением с контрольного датчика.

Цилиндр

Балансировщик

Отбойник

Прямой рычаг

Входной капсюль

Верхняя мембрана

Штуцер

Давление с контрольного датчика Нижняя мембрана

Возвратный рычаг

Кулачок

Установка диапазона

Пружина

Седло подачи Верхняя

регулирующая тарель

Капсюль регулирующего клапана

Седло подачи

Нижняя регулирующая тарель

Седло выпуска

Подача

Ограничитель

Седло выпуска

Поршень

Page 97: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 7 Клапаны

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-26

Электро-пневматические преобразователи

Как показано на Рисунках 7-25 и 7-26, преобразователь принимает входной сигнал постоянного тока и преобразует его в пропорциональный пневматический выходной сигнал, используя гидромотор, штуцерную заслонку, и пневматическое реле. Давление со штуцера управляет реле, соединённое патрубком с сильфоном гидромотора, обеспечивая сравнение величин давления со входного сигнала и давления со штуцера. Преобразователь может быть установлен прямо на регулирующий клапан и применяться без дополнительных усилителей или реле. Электро-пневматические преобразователи с функцией включения и выключения также применяются для замены соленоидных клапанов в искробезопасных системах.

Корпусы регулирующих клапанов и защиты

Исполнение корпусов данных клапанов в целом то же, что и у ручных клапанов. Корпусы клапанов бывают шаровидные, угловые, и треугольные с подвижным запорным элементом, который выполняет ту же функцию, что и диск в ручном клапане. Однако, в регулирующем клапане, запорный элемент называется золотником вместо диска. Опять же, имеется ввиду золотник двигающийся вверх и вниз, а не вращающийся золотник, который является запорным элементом в золотниковых клапанах.

Вращающиеся золотники тоже используются в некоторых регулирующих клапанах. Шаровидные клапаны, двустворчатые, и мембранные иногда применяются в качестве регулирующих клапанов. Наиболее распространённым является корпус как на задвижках. В регулирующих клапанах, исполненных в виде задвижек, золотники и седла имеют более специфичную форму в сравнении с ручными задвижками. Также существует несколько типов

РИСУНОК 7-25 - СХЕМА ЭЛЕКТРО-ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНЕРА

Порт № 1

Седло выпуска

Ограничитель

Подача

Капсюль регулирующего

клапана

Седло выпуска

Порт № 2

Нижний регулирующий плунжер

Верхний регулирующий плунжер

Седло подачи

Седло подачи

Противовес

Гидромотор

Входной сигнал DC

Возвратный рычаг

Поршень

Цилиндр

Подшипник

Винт балансировщика

Рычаг регулирования диапазона

Пружина

Прямой рычаг

Штуцер

Page 98: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Клапаны Раздел 7

1996:Ред.2 Piping/Mechanical Handbook 7-27

исполнения золотников, каждый из которых соответствует определённым рабочим характеристикам и средам.

Page 99: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Valves Section 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-27

РИСУНОК 7-26 - ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПТРУБОК ЗАСЛОНКА БАЛАНСИР ФЛЕКСУРН ПОДШИПНИКИ УСТАНОВКА НУЛЯ СПИРАЛЬ МАГНИТ

ВЫХОД

На бустерное реле или позиционер

ПОДАЧА ВОЗДУХА

МАНИФОЛЬД ПЛАМЕГАСИТЕЛЬ КОНТАКТНАЯ КОЛОДКА РЕГУЛИРОВКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

ДАВЛЕНИЕ ПОДАЧИ ДАВЛЕНИЕ НА ВЫХОДЕ

ПРОТИВОДАВЛЕНИЕ НА ПАТРУБКЕ

КОРПУСА КЛАПАНОВ

Как показано на Рисунке 7-27, корпуса клапанов могут идти в исполнении с одноканальной, двухканальной и с трёхходовой конфигурацией.

Одноканальные корпуса клапанов

Этот тип является корпуса самым распространённым и простым в исполнении. Имеются различные формы корпусов, такие как сферические, угловые, из пруткового материала, кованые и разъёмные. Они, в основном применяются там, где требуется жёсткое отсечение.

Корпуса многих современных односедельных клапанов выполнены в клетевом исполнении для удержания седельного кольца, придания направления стержню клапана и обеспечения возможности установки определённой характеристики расхода. Механизм клапана клетевого исполнения имеет преимущества, такие как удобство в техобслуживании и взаимозаменяемость клеток для изменения характеристик расхода клапана. Корпуса односедельных клапанов клетевого исполнения могут быль легко модифицированы, путём замены частей механизма клапана для обеспечения пониженного расхода, понижения шума или снижения кавитации. Чаще всего, нормальный расход направляется через седельное кольцо, а в случае с клапанами с механизмом клетевого исполнения, расход направляется наружу через отверстия в стенке клетки.

Двухканальные корпуса клапанов

У этого типа клапанов сила на стержне уравновешивается по мере того, как силой потока один канал открывается, а другой закрывается. Эти клапана обычно имеют большую мощность, чем одноканальные клапана линии одинакового размера. Многие двухканальные корпуса допускают

Page 100: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 7 Valves

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-28

обратный ход, поэтому стержень клапана может быть настроен на «открытие при опускании» или на «закрытие при опускании». Стержни клапана, направляемые каналом, часто используются для двухпозиционного воздействия (включения-выключения) или дросселирования низкого давления. Верхние и нижние направляемые стержни клапана обеспечивают стабильную работу при суровых условиях эксплуатации.

ОДНОКАНАЛЬНЫЙ ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ТРЁХХОДОВОЙ

РИСУНОК 7-27 - ТИПЫ КОРПУСОВ КЛАПАНОВ

Корпуса трёхходовых клапанов

Три соединительных патрубка для обеспечения функции общего схождения в одной точке (смешивания потока) или расхождения (раздвоения потока). Конструкции клапанов, использующие механизмы клеточного типа предназначены для обеспечения точного направления стержня клапана и удобства в техобслуживании.

РИСУНОК 7-28 - ТИП СБАЛАНСИРОВАННОГО СТЕРЖНЯ-КЛЕТКИ

Page 101: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Valves Section 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-29

Сбалансированные стержни, корпуса клетевого исполнения

Как показано на рисунке 7-28, данный корпус тип корпуса является одноканальным в том смысле, что имеется только одно седельное кольцо. Кольцо клетевого исполнения используется для направления пробки клапана, удержания седельного кольца и определение параметров потока. Кроме того, скользящий стержень кольцевого типа, находящийся между верхней частью пробки клапана и стенки клетевого цилиндра фактически устраняет течь жидкости под высоким давлением до клапана и систему низкого давления после клапана. Взаимозаменяемость колец дает выбор нескольких характеристик потока – приглушение шума и антикавитация. Во многих существующих конструкциях кольца стандартное направление потока - через клетевые отверстия и вниз через седельное кольцо.

Крышки клапанов

Крышка обычно обеспечивает установку привода на корпус и вмещает корпус сальника. На корпусах клапанов-регуляторов с кольцами клетевого исполнения, крышка обеспечивает силу нагрузки для предупреждения утечки между фланцем крышки и корпусом, а также между седельным кольцом и корпусом сальника. При стяжке корпуса и крышки болтами происходит сдавливание другой плоской прокладки для герметизации соединения между крышкой и корпусом, также происходит сдавливание спиральной прокладки в верхней части клетки, и сдавливание другой плоской прокладки ниже седельного кольца для герметизации седельного кольца. Крышка также выравнивает клетку (которая, в свою очередь направляет стержень клапана) и обеспечивает надлежащее выравнивание седельного кольца стержня клапана.

Стержни клапанов

Стержень клапанов представляет собой съёмную часть шарового клапана-регулятора, который обеспечивает различные ограничения тока жидкости. Имеются в наличии несколько стержней клапанов. Стержни клапанов в трех обычных исполнениях представлены на рисунке 7-29. Каждый предназначен для обеспечения отдельных параметров потока с возможностью направления, или выравнивания с седельным кольцом, или частичного закрытия, или защиты от повреждений.

Стержни клапанов предназначены либо для установки в двух положениях, либо для контроля расхода жидкости. Применение стержня в двух положениях, они задаются приводом в любой точке в диапазоне амплитуды сборки. При регулировании расхода положение стержня клапана может быть задано в любой точке в диапазоне амплитуды согласно технологическим требованиям. Хотя некоторые стержни клапанов являются реверсивными, большинство из них предназначено либо для «нажатия для открытия», либо «нажатия для закрытия». Контур поверхности стержня клапана, прилегающей к седельному кольцу – инструментальная. Она участвует в определении параметров движения, свойственных шаровому клапану-регулятору.

Общие параметры движения включают:

Линейное движение

Клапан с присущим ему идеально линейным движением обеспечивает скорость потока, прямо пропорциональную амплитуде движения клапана по всему диапазону. Например, при 50 процентах расчетной амплитуды скорость составит 50 процентов от максимальной расчетной, при 80 процентах расчетной амплитуды скорость составит 80 процентов от максимальной расчетной.

Page 102: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 7 Valves

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-30

Равнопроцентный расход

Для равного возрастания перемещения стержня клапана, изменение в расходе относительно перемещения, может быть выражено как постоянный процент расхода в то время, когда происходит изменение. Изменение в расходе, наблюдаемые относительно перемещения, будут относительно небольшими, когда стержень клапана будет располагаться возле своего седла, и относительно большим, когда стержень клапана будет почти широко открыт. В связи с этим, клапан с присущей ему равнопроцентной характеристикой расхода, обеспечивает точное дроссельное регулирование через нижнюю часть диапазона перемещения и быстро увеличивает мощность, когда стержень клапана приближается к положению широкого открытия.

Равнопроцентный Линейный Быстро-открывающийся

РИСУНОК 7-29 - СТЕРЖНИ КЛАПАНОВ

Быстрооткрывающийся расход

Клапан с характеристикой быстрооткрывающегося расхода обеспечивает максимальное изменение расхода при низких перемещениях. Кривая, в основном, представляет собой линию, проходящую через зону первых 40 процентов перемещения стержня клапана, а затем заметно выравнивается, показывая небольшое увеличение расхода по ходу того, как перемещение приближается к положению широкого открытия.

Клетки для корпусов сферических (шаровых) клапанов

В корпусах клапанов с клетевым направляющим механизмом клапана характеристика расхода определяется формой расходных отверстий ила «окон» в стенке цилиндрической клетки. По мере того, как стержень клапана отдаляется от седельного кольца, окна клетки «открываются» для того, чтобы дать расходу пройти через клапан. Разработаны стандартные клетки, позволяющие производить расход с такими присущими характеристиками, как линейность, равнопроцентность и быстрооткрываемость.

Клетевой направляющий механизм в регулирующем клапане имеет заметное преимущество над клапанными конструкциями с привычными корпусами клапанов в связи с тем, что техобслуживание и замена внутренних частей гораздо упрощены. Присущие характеристики расхода клапана могут легко изменяться установкой другой клетки.

Page 103: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Valves Section 7

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 7-31

Направление стержня клапана

Точное направление стержня клапана необходимо для обеспечения надлежащей центровки с седельным кольцом и эффективного регулирования технологической жидкости. Распространено применение следующих методов:

Направление сверху и снизу

Стержень клапана центруется в крышке и в нижнем поясе.

Направление клеткой

Наружный диаметр стержня клапана расположен в непосредственной близости к поверхности внутренней стенки цилиндрической клетки по всему диапазону перемещения. Поскольку крышка, клетка и седельное кольцо являются самосовмещающимися, правильная центровка стержня клапана и седельного кольца обеспечивается при закрытии клапана.

Направление сверху

Стержень клапана центруется с помощью одной направляющей втулки в крышке или в корпусе клапана.

Направление сверху и из канала

Стержень клапана центруется с помощью направляющей втулки в крышке или в корпусе клапана, а также с помощью канала корпуса клапана.

Направление штока

Стержень клапана центруется с седельным кольцом с помощью направляющей втулки в крышке, действующей на штоке стержня клапана.

Page 104: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

СЕТЧАТЫЕ ФИЛЬТРЫ

Различные устройства используются для удаления примесей из трубного флюида, для них существует множество названий. Название зависит от характера механизма устройства и от того, где именно оно применяется. Примеры устройств:

• Абсорберы

• Обычные фильтры

• Сита

• Отстойники

• Сетчатые фильтры

Перечисленные виды устройств часто сходны по своим характеристикам и выполняют одинаковые функции. Для удобства описания, в данном справочнике, все устройства для удаления частиц примесей будут называться сетчатыми фильтрами.

Сетчатые фильтры удаляют твердые частицы из жидкостей в отличие от обычных фильтров, которые применяются либо для улавливания твердых примесей из жидкостей и газов, либо для отделения более тяжелого флюида (жидкого или газообразного) от более легкого. В сетчатых фильтрах, как правило, есть постоянная сетка, которую можно очищать путем опорожнения, промывки или продувки. Фильтрующий элемент может быть как постоянным, так и сменным, который выбрасывается, по мере утраты пропускной способности. Обычные фильтры задерживают более мелкие частицы, чем грубые сетчатые.

Обычно, сетчатые фильтры помещают в основные линии, для того чтобы через них проходил весь добытый флюид. Полнопоточные сетчатые фильтры используются в качестве отстойников в приемных линиях насосов и служат для их защиты. В других случаях достаточно неполнопоточных моделей и небольших отводов или байпасов. Частичной

фильтрации потока достаточно, если речь идет о предотвращении скоплений небольшого количества частиц, таких как продуктов коррозии в конденсатных линиях.

РИСУНОК 8-1 - ОДИНАРНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Сетчатые фильтры могут применяться как постоянно, в качестве компонентов установки, спроектированных для обслуживания последней на протяжении всего срока работы, так и временно, для удаления строительного мусора в ходе пусконаладки. В обоих случаях, необходимо наличие пространства для проведения техобслуживания и демонтажа фильтра.

Типы сетчатых фильтров

Существует несколько распространенных типов сетчатых фильтров, а именно:

© 1996 Корпорация «Бектель» Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-1

Page 105: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

• мешочные сетчатые фильтры; • У-образные; • самоочищающиеся; • Т-образные; • пусковые.

Обозначения типов – это описательные названия, подобранные на основе формы фильтра, конфигурации корпуса, индивидуальных характеристик или предполагаемого способа использования.

Мешочные сетчатые фильтры

В таких сетчатых фильтрах есть решетка в форме корзины, заключенной в корпус, часто напоминающий, особенно у фильтров малого размера, корпус обратного клапана или трубного тройника с закрытым отводом.

Фильтры больших размеров помещаются в специально спроектированные корпуса, которые иногда напоминают цилиндрические или кубические резервуары с боковыми отводами и съемным верхом. У некоторых имеются встроенные дренажные и воздушные клапаны. Корзина (сетка) может быть выполнена из перфорированного металла для задержки сравнительно крупных частиц или из тканой проволочной сетки (проволочная ткань) для улавливания мелких частиц. В перфорированных металлических сетках определяются размер отверстия и межцентровое расстояние.

РИСУНОК 8-2 - ЧЕРТЕЖ СДВОЕННОГО МЕШОЧНОГО ФИЛЬТРА

Размер сетки из проволочной ткани обычно определяется по количеству ячеек. Так, например, 20 ячеек означает, что в сетке должно быть 20 отверстий на линейный дюйм во всех направлениях или же 400 отверстий на квадратный дюйм. Частицы, размер которых превышает размер отверстий сетки, задерживаются в корзине.

Page 106: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-3

Корзину следует периодически снимать и опорожнять, а затем устанавливать на прежнее место. Мешочные сетчатые фильтры не подходят для использования в линиях с сильно загрязненным флюидом. Однако они хорошо справляются с крупными частицами, которые иногда отделяются от трубных стенок или элементов оборудования. Одинарные мешочные фильтры, показанные на рис. 8-1, имеют весьма широкое применение, но иногда с поставленной задачей могут справиться только сдвоенные конфигурации, изображенные на рис. 8-2 и 8-3. Сдвоенные фильтры можно использовать поочередно, что позволяет очищать одну корзину, пока другая находится в работе. Мешочные сетчатые фильтры, как правило, являются постоянными элементами линий.

РИСУНОК 8-3 - СДВОЕННЫЙ МЕШОЧНЫЙ СЕТЧАТЫЙ ФИЛЬТР

У-образные сетчатые фильтры

Как видно на рис. 8-4, корпус фильтра такого типа напоминает букву У или поперечный трубный фитинг с отводом в нижней части и обычно используется в системах пара. Частицы примесей задерживаются в цилиндрическом сетчатом картридже и удаляются через продувочное или прочистное отверстие на конце отвода. В ходе нормальной эксплуатации отверстие либо закупорено, либо соединено с продувочным клапаном и дренажной линией. Сетка может быть сделана из перфорированного металла или проволочной ткани. Размер сетки из проволочной ткани обычно определяется по количеству ячеек, так же как и в мешочных сетчатых фильтрах. У-образные фильтры пригодны для постоянного применения и больше подходят для линий, подверженных образованиям значительных скоплений налета.

Самоочищающиеся сетчатые фильтры

Их также называют скребковыми фильтрами. Как видно на рис. 8-5, выпускаются как вертикальные, так и У-образные модели, а корпусы их схожи с корпусами мешочных и У-образных сетчатых фильтров. Важным отличием данного типа является то, что внутри сеток скребковых фильтров есть ручные или приводные скребки. Типичный скребок представляет собой спирально изогнутый элемент, по форме напоминающий нож, который, поворачиваясь, отделяет уловленные частицы от стенок сетки. Затем отделенные частицы попадают в нижнюю часть корпуса фильтра, откуда они периодически удаляются путем продувки.

Самоочищающиеся фильтры хороши там, где требуется непрерывное и сравнительно быстрое удаление нежелательных примесей из флюида. В противном случае, уловленные частицы могут накапливаться на стенках сетки, в местах ближайших к выходу фильтра, тем самым, затрудняя движение потока.

РИСУНОК 8-4 - У-ОБРАЗНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Page 107: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-4 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

РИСУНОК 8-5 - САМООЧИЩАЮЩИЕСЯ ФИЛЬТРЫ

Т-образные (коробочные) сетчатые фильтры

Изображенные на рис. 8-6, такие сетчатые фильтры иногда называются Т-образными из-за формы корпуса, а иногда коробочными из-за формы фильтрующей сетки. Такие сетчатые фильтры могут использоваться постоянно, не требуя частой очистки, но, в основном, предназначаются для временного использования в ходе пусконаладки. Значительным преимуществом данного типа является легко снимаемая сетка, которую можно выбросить за ненужностью. Корпус остается на месте как постоянный элемент линии, а отсутствие фильтрующей сетки не нарушает характеристики потока и не изменяет его материального состава.

РИСУНОК 8-6 - Т-ОБРАЗНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Пусковые сетчатые фильтры

Page 108: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-5

Такие сетчатые фильтры временно помещаются в линии на период пусконаладки. Их монтируют в сегменты линий, ведущие к оборудованию, для которого не предусмотрены постоянные сетчатые фильтры. Пусковые фильтры служат для улавливания строительного мусора, способного повредить оборудование и насосы, если его не удалить из флюида. На рис. 8-7 показаны различные пусковые фильтры, предназначенные для задержания следующих видов строительного мусора:

• грязь;

• коррозийный налет;

• брызги металла на сварных соединениях;

• посторонние материалы;

• мелкие отвинтившиеся детали, такие как болты и гайки.

Пусковые фильтры демонтируют после продувки линий. Демонтаж сетчатого фильтра позволяет потоку беспрепятственно перемещаться в линии в ходе нормальной эксплуатации. Ниже перечислены наиболее часто используемые типы пусковых фильтров:

• плоские сетчатые фильтры;

• конические сетчатые фильтры; РИСУНОК 8-7 - ПУСКОВЫЕ ФИЛЬТРЫ

• фильтры с перфорированной металлической сеткой.

Плоские фильтры могут состоять из перфорированной пластины без сетки, перфорированной пластины со слоем из проволочной ткани, а также плоского кольца (дисковой диафрагмы) с сеткой из проволочной ткани. Такие фильтры значительно ограничивают скорость потока и быстро засоряются в линиях с повышенным загрязнением флюида. Плоские фильтры устанавливаются между двумя фланцами. Такие фильтры легко удалить, если они больше не нужны. После того, как пластина сетчатого фильтра демонтирована, между фланцами помещают проставку той же толщины, что и удаленный фильтр.

В линиях с достаточным пространством для фильтра, отдается предпочтение коническим и мешочным фильтрам. Их монтируют в съемные участки труб (трубные вставки) вместе с кольцом между двумя фланцами. Наибольшего эффекта можно достичь, установив конический фильтр острым концом навстречу потоку. Конус изготавливается из следующих материалов:

• перфорированный метал без проволочной ткани;

• перфорированный метал с проволочной тканью снаружи и внутри (это наиболее предпочтительный вариант);

• неукрепленная проволочная ткань (данный вид не рекомендуется для использования в виду ненадежности);

Page 109: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-6 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

• многоячеечная проволочная ткань с мелкими ячейками из провода малого диаметра, укрепленная ячейками большего размера из более толстого провода.

Не рекомендуется устанавливать перфорированные металлические сетчатые фильтры с проволочной тканью внутри конуса острым концом по направлению потока. Если в конусе, смотрящем в сторону движения потока, образуется разрыв, уловленный материал будет увлечен потоком в насос. Если же конус направлен противоположно движению потока, фильтр, дав сбой, заблокирует линию, и уловленные частицы останутся внутри.

После удаления сетчатого фильтра, в пространство между трубными фланцами вставляется проставка. Другой вариант – срезка конуса с кольца фильтра и использование последнего в качестве проставки.

Материал сетки фильтра

Как и говорилось ранее, есть два основных вида материалов, которые применяют для изготовления сеток:

• пластины из перфорированного металла;

• проволочная ткань.

Каждый тип выпускается разных размеров и изготавливается из нескольких видов металлов и сплавов. Наиболее часто применяемые материалы – это углеродистая сталь, различные виды нержавеющей стали, латунь, бронза, медь, алюминий, никель, монель, сплав Хастелой и титан. Как видно на рис. 8-8, размеры металлической перфорированной сетки обычно определяются размером отверстий и их межцентровым расстоянием, но в некоторых каталогах указываются размеры и количество отверстий на квадратный дюйм. Размер проволочной ткани определяется по количеству ячеек, размеру провода и типу плетения.

РИСУНОК 8-8 - ТИПЫ СЕТОК ИЗ РАЗНОГО МАТЕРИАЛА

Количество ячеек определяет количество отверстий на линейный дюйм. Отверстия подсчитываются по межцентровым промежуткам соседних проводов. Квадратная ячейка, показанная на рис. 8-9, является наиболее распространенным образцом ячеек сеток, выпускаются также сетки с удлиненными (прямоугольными) ячейками. Количество квадратных ячеек (количество отверстий) одинаково во всех направлениях и определяется двумя способами:

• подсчетом в каждом направлении;

• единым количеством, применимым к обоим направлениям.

Page 110: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-7

РИСУНОК 8-9 - СЕТКИ ФИЛЬТРОВ И ЯЧЕЙКИ

Таким образом, сетку с квадратными ячейками, имеющую 20 отверстий на линейный дюйм, можно назвать сеткой размером 20 x 20 или сеткой номер 20. Для продолговатых ячеек необходимо указывать количество ячеек в обоих направлениях, потому что, например, у сетки размером 5 x 10 есть 5 отверстий в одном направлении и 10 в другом. Иногда, вместо количества ячеек, для обозначения размера сетки указывают на зазор (пространство) между соседними параллельными проводами. В таком случае, ткань называют «ткань с зазорами», а не проволочная ткань. У некоторых сетчатых фильтров количество квадратных ячеек сетчатой ткани достигает 100 x 100.

Размер провода определяется по диаметру провода, измеряемого десятичными долями дюйма, как, например, 0,016 дюйма. В сетках фильтров применяют провода с диаметром до 0,0045 дюйма (100 x 100 ячеек, размер отверстия 0,0055 дюйма).

Плетение

Простое плетение, показанное на рис. 8-10 слева, является наиболее широко распространенным видом плетения проволочной ткани, используемой в сетках фильтров. В проволочной ткани с простым плетением параллельные провода (основа), натянутые вдоль всей длины ткани, переплетаются под прямым углом с проводами, натянутыми по ширине ткани (поперечные провода).

Провода гофрируют для надежного крепления в плетении. Чаще всего используют двойное гофрирование. Иногда, вместо простого плетения применяют голландское (справа). В голландском плетении основные провода толще, чем поперечные. Существует еще и много других способов плетения, но для сеток фильтров их применяют крайне редко.

РИСУНОК 8-10 - ПЛЕТЕНИЕ СЕТОК

Page 111: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-8 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ

По сути, конденсатоотводчик (КО) – это сепаратор, в котором происходит разделение конденсата и пара. Когда КО сбрасывает конденсат, сброс происходит из области более низкого давления в область более высокого. Устройство не может работать, если давление на выходе такое же или выше, чем давление на входе. Когда же входное давление выше выходного, конденсат сбрасывается и, в зависимости от дифференциального давления, проходит довольно большие расстояния и даже вертикальные уклоны.

КО можно объединить в четыре группы:

• механические;

• термодинамические;

• импульсные;

• термостатические.

Механические КО

По названию можно догадаться, что такие КО выполняют работу механическим способом, используя разную плотность пара и конденсата. Они открываются для конденсата и закрываются для пара с помощью поплавка, который может быть как закрытым (обычно полый шар), так и открытым, т.е. приспособлением в виде ведра, направленным открытой стороной либо вверх (КО с нормальным открытым поплавком), либо вниз (КО с перевернутым открытым поплавком). Двигаясь, поплавок управляет работой клапана.

КО с шаровым поплавком

Изображенный рис. 8-11, данный вид КО иногда называют КО с закрытым поплавком или просто поплавковым КО. Существуют различные виды поплавков.

Снаружи КО с шаровым поплавком отличаются по размеру и форме в зависимости от производителя. Тем не менее, механическое движение, происходящее внутри, одинаково для всех размеров и форм, хотя и тут бывают небольшие отличия. Очень простым примером механического движения в такого типа КО может послужить шаровой клапан в бачке унитаза. В таком клапане, один конец металлического рычага присоединен к клапану, а другой к пустому пластиковому или металлическому шару. Шар поднимается и опускается вместе с уровнем воды, тем самым, то открывая, то закрывая клапан в зависимости от уровня воды в бачке. Действие клапана, в свою очередь, позволяет бачку наполняться водой до нужного уровня.

Page 112: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-9

В КО с шаровым поплавком, конденсат из установки попадает во входное отверстие. По мере повышения уровня конденсированной воды, шар поднимается, что позволяет воде вытекать через клапан. Когда поток конденсата в КО замедляется, уровень воды в КО падает, что заставляет шар опускаться и закрывать выпускное отверстие.

Когда за конденсатом начинает следовать пар, шар плотно перекрывает клапан, не позволяя пару выйти. Дополнительное поступление конденсата в КО снова заставляет шар подняться, постепенно открывая клапан, чтобы вода могла вытечь. Поток конденсата из КО изменяется в зависимости от скорости конденсации и называется непрерывным сбросом.

РИСУНОК 8-11 - КО С ШАРОВЫМ ПОПЛАВКОМ

КО со свободным поплавком

Преимуществом данного типа КО является то, что в нем нет движущихся рабочих частей. Поэтому, таким КО почти не требуются техобслуживание или ремонт.

Принципиальным же недостатком данного типа можно назвать то, что выпускное отверстие находится здесь ниже входного. Из-за этого образуется водяное уплотнение, через которое пар проходить не может. Такое надежное принудительное уплотнение преграждает путь воздуху, тем самым не позволяя ему привести в действие КО. Следовательно, воздух закрывает КО и должен быть удален из системы. В качестве решения проблемы на таких КО монтируют воздушный кран.

Еще одним недостатком данного типа КО можно назвать проблематичность размещения большого шара в маленьком выпускном отверстии.

КО с поплавком и рычагом

В данном типе КО рычаг поплавка соединяет шар с выпускным клапаном. Поднимаясь, шар постепенно открывает клапан и выпускает часть воды. Если в КО поступает больше воды, чем выпускается, шар продолжает подниматься вместе с растущим уровнем воды и открывает клапан шире, а тот, в свою очередь, выпускает больше воды. Шар продолжает подниматься до тех пор, пока в КО не установится баланс между входящим и выходящим потоками, и пока шар не достигнет предельной точки подъема. Если размеры КО определены правильно, шар никогда на достигнет предельной точки, если только выпускной клапан не заблокирован посторонним объектом, таким как кусок ржавчины или трубный налет.

Если КО имеет нужный размер, а выход не заблокирован, шар перестанет подниматься, достигнув определенной точки. Это произойдет, когда размер входящего потока сравняется с размером выходящего. По мере уменьшения потока в КО, уровень воды в КО будет понижаться и шар опуститься вместе с ним. В результате, выпускной клапан начинает закрываться. Когда поток конденсата в КО увеличится, начнется обратный процесс и поток воды из КО усилится.

Преимущества данного типа

Page 113: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-10 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

Данный тип КО одинаково хорошо справляется как с повышенными, так и малыми нагрузками и устойчив к значительным резким перепадам давления.

Недостатки

Шаровой поплавок или термостатический элемент могут пострадать от гидравлического удара или коррозийных веществ в составе конденсата. Не следует использовать КО с термостатическим выпуском воздуха в системах с перегретым паром.

Общим недостатком, присущим всем шаровым поплавковым КО и другим КО, относящимся к механической группе, является то, что размер выпускного отверстия регулируется мощностью поплавка и давлением пара.

КО с открытым поплавком (механический)

В данном типе КО клапан управляется поплавком в форме ведра с прямыми стенками. Существуют два основных типа КО с открытым поплавком:

• КО с нормальным открытым поплавком;

• КО с перевернутым открытым поплавком.

КО с нормальным открытым поплавком

Работу поплавка с открытым верхом, изображенного на рис. 8-12, лучше всего объяснить по аналогии с действием простого стакана в тазу. Если поместить пустой стакан открытой стороной вверх в таз с водой, стакан останется плавать на поверхности. Если поставить руку над стаканом и держать ее так по мере того, как таз наполняется водой, стакан, понимаясь вместе с уровнем воды в тазу, в какой-то момент коснется руки и остановится. Продолжая подниматься, вода, в конечном итоге, достигнет кромки стакана и польется внутрь. Стакан, наполнившись водой, опустится на дно таза.

РИСУНОК 8-12 - КО С НОРМАЛЬНЫМ ОТКРЫТЫМ

ПОПЛАВКОМ

В КО с нормальным открытым поплавком конденсат, попадая в КО, начинает заполнять корпус КО, окружая поплавок. Поплавок всплывает, увлекая за собой шпиндель и клапан. Когда клапан достигает седла, поплавок больше не может подниматься, а уровень конденсата продолжает повышаться. Вскоре он достигает верхнего края поплавка и начинает заливаться вовнутрь. Наполнившись, поплавок-ведро падает на дно КО, вытягивая клапан из его седла. Давление пара, следующего за конденсатом, выталкивает воду в центральную трубу. Вода, проходя сквозь трубу, сбрасывается из КО.

После сброса конденсата поплавок-ведро вновь всплывает и закрывает клапан. Цикл продолжается в зависимости от того, что попадет в КО: пар или конденсат. Следует заметить, что данный тип КО оснащен пароструйным сбросом из-за необходимости быстрого вывода конденсата и пара из КО.

Page 114: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-11

Преимущества данного типа

КО данного типа обычно надежны и устойчивы к механическим поломкам. В определенных условиях их можно использовать и в системах с перегретым паром. Такие КО способны выдерживать высокое давление и гидравлические удары лучше, чем все другие типы механических КО.

Недостатки

Обычно в таких КО не предусмотрен отвод воздуха, поэтому на них монтируют воздушные клапаны. Такой воздушный клапан можно заменить термостатическим воздушным или жидкостным клапаном.

КО с перевернутым поплавком

Как видно из рис. 8-13, принцип работы КО с перевернутым открытым поплавком можно объяснить на том же примере со стаканом и тазом. В данном случае в первую очередь наполняется таз. Затем перевернутый вверх дном стакан осторожно и ровно опускается на дно таза с водой. По мере погружения, воздух, содержащийся в стакане, будет стараться вытолкнуть стакан вверх. Если убрать руку с перевернутого стакана, он тут же выскочит на поверхность воды.

То же явление происходит в КО с перевернутым открытым поплавком. Конденсат попадает в КО, уровень воды повышается как вокруг, так и внутри поплавка. Поплавок-ведро остается в нижнем положении, клапан при этом открыт. При открытом клапане конденсированная вода быстро покидает КО.

Однако, когда в КО заходит пар, он заполняет перевернутый поплавок-ведро, тем самым заставляя его всплывать. Такое движение закрывает клапан и не позволяет пару выходить из КО. Новое поступление конденсата в КО вытесняет пар из поплавка и он снова тонет, клапан открывается, выпуская воду из КО. В КО такого типа предусматриваются пароструйные сбросы.

РИСУНОК 8-13 - КО С ПЕРЕВЕРНУТЫМ ОТКРЫТЫМ ПОПЛАВКОМ

Преимущества данного типа

Рабочая часть КО проста и механически надежна. При определенных условиях КО можно использовать в системах перегретого пара, а также в системах, подверженных сильнейшим гидравлическим ударам.

Недостатки

Данный тип КО плохо реагирует на колебания давления и повышенные нагрузки. На дне корпуса КО всегда должно быть немного воды, которая будет служить в качестве уплотнения

Page 115: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-12 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

вокруг нижней кромки поплавка-ведра. Если такое уплотнение утеряно, пар проникнет в выпускное отверстие.

Такая ситуация может возникнуть как следствие внезапного падения давления пара, что повлечет за собой испарение конденсата в КО. Лишившись водяного уплотнения в основании, поплавок-ведро опустится на дно КО и откроет клапан. Если скорость пребывания конденсата в КО меньше скорости, с которой давление выталкивает конденсат через открытый клапан, вода не получает возможности скапливаться на дне КО и снова образовывать уплотнение. В системах, где существует вероятность значительного колебания давления, на линии перед КО с перевернутым открытым поплавком устанавливают обратный клапан.

С системе с перегретым паром высокая температура пара может также стать причиной потери водяного уплотнения перевернутого открытого поплавка. Как и в предыдущем случае, проблему решит установка обратного клапана перед КО.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ КО

Принцип работы термодинамических КО основан на разности скоростей пара и конденсата, проходящих через простой дисковый клапан. Такие клапаны закрываются перед паром с высокой скоростью и открываются для конденсата, скорость движения которого ниже.

Термодинамические КО просты в своем механическом устройстве. КО состоит из корпуса, оснащенного входными и выходными соединениями, крышку и свободно плавающий диск. В корпусе КО сделаны два концентрических гнездовых кольца. Внутреннее кольцо окружает входную диафрагму, а наружное расположено близко к крышке. Между двумя гнездовыми кольцами находится выходной канал. Гнездовые кольца и диск расположены горизонтально по отношению к земной поверхности, что позволяет диску «садиться» на оба кольца одновременно и надежно изолировать вход от выхода, тем самым плотно закрывая КО.

В крышке КО есть упор, препятствующий движению диска вверх. Поэтому между диском и и нижней стороной крышки всегда есть пространство, называемое контрольной камерой. Такая камера и пространство между диском и крышкой играют важную роль в работе КО.

Когда диск находится на внешнем кольце, он изолирует контрольную камеру от выхода. Если КО подсоединен к холодной системе, в которой пар еще не был подключен, вначале, когда откроется клапан подачи пара, в КО попадет воздух и холодный конденсат. Затем конденсат проходит вверх через входную диафрагму, поднимает диск, по радиусу вытекает наружу, а затем в выходное отверстие.

По мере повышения температуры системы, давление пара повышается, и пар заставляет конденсат быстрее продвигаться через КО. Конденсат тоже нагревается, а так как давление его падает при выходе из КО через выпускное отверстие, какая-то часть конденсата испаряется. Когда такое явление случается в термодинамическом КО, смесь выпара и конденсата начинает течь по радиусу нижней стороны диска от центра к краям. А так как выпар занимает больший объем, чем конденсат такой же массы, скорость потока возрастает. Конденсат продолжает нагреваться, образуя больше выпара, а поток с нижней стороны диска продолжает усиливаться.

Когда давление конденсата и выпара повышается, при возрастании скорости их прохождения через КО, статическое давление на диск падает. Падение статического давления на диск заставляет диск двигаться в сторону гнездовых колец, что приводит к

Page 116: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-13

уменьшению скорости и динамического давления конденсата и выпара. Смена позиции диска заставляет статическое давление в КО повышаться, и диск снова отталкивается от гнезд.

Пока диск регулирует нагрузку КО, какое-то количество конденсата и пара проникает вверх через зазор между краями диска и крышкой и заполняет контрольную камеру. В результате этого возникает статическое давление, которое давит вниз по всей поверхности диска. Такое давление преодолевает входное давление и заставляет диск плотно прижиматься к гнезду.

В закрытом положении входное отверстие изолировано от выходного внутренним гнездовым кольцом и выпар и конденсат улавливаются в контрольной камере внешним гнездовым кольцом. Во время падения температуры контрольной камеры давление на верхнюю поверхность диска падает. Когда же давление на диск становится ниже входного давления и больше не может удерживать диск в нижнем положении, диск поднимается и КО снова сбрасывает конденсат.

Если при открытии в КО отсутствует конденсат для сброса, очень малое количество пара высокого давления проходит через КО, снова заставляя диск «сесть». Именно поэтому такой КО называют термодинамическим: он открывается при тепловых потерях через крышку КО и закрывается вследствие динамического воздействия пара или испаряющегося конденсата.

Достоинства данного типа

Термодинамические КО работают при полном диапазоне давлений вплоть до максимального, для которого материалы используются без какого-либо регулирования или изменения размера клапана. Термодинамические КО можно использовать в системах с перегретым паром и высоким давлением. Они устойчивы к гидравлическим ударам и вибрации, имеют небольшие размеры в сочетании с высокой пропускной способностью.

В КО данного вида есть только одна движущаяся часть – жесткий диск из нержавеющей стали, устойчивый к воздействию конденсата, содержащего коррозийные компоненты.

Недостатки

Термодинамические КО могут дать сбой, если входное давление опустится ниже 8 фунтов/кв. дюйм, или противодавление станет на 50 процентов выше входного. Происходит это потому, что, в любом из двух случаев, скорость потока с нижней стороны диска сокращается слишком сильно, чтобы создалось необходимое низкое давление. Если во время пусконаладки давление на входе КО повышается медленно, КО может сбросить много воздуха. Однако, если давление будет повышаться быстро, воздух, обладающий большой скоростью, может закрыть КО под воздействием сопротивления воздушной прослойки.

ИМПУЛЬСНЫЕ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ

Принцип работы импульсных КО основан на способности конденсата с высокой температурой и давлением превращаться в пар при более низком давлении. Испарение конденсата и превращение его в пар управляет движением клапана путем изменения давления в контрольной камере над клапаном.

Page 117: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 8 Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики

8-14 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 1996:Rev.2

Как видно на рис. 8-14, основной клапан пустой внутри, наверху его имеется диафрагма и механически обработанный внешний диск, выступающий в роли поршня. Поршневой диск движется вверх и вниз вместе с цилиндром, действуя в качестве приводного устройства. Находясь в нижнем положении, основной клапан плотно закрывает гнездо диафрагмы, но при этом оставляя путь для прохождения конденсата через КО между поршнем, цилиндром и диафрагмой в корпусе основного клапана.

Это положение клапана, когда система находится в нерабочем состоянии. Когда в системе есть пар, уловленный воздух, а затем и конденсат достигают КО, а давление, создавшееся под поршнем,

поднимает основной клапан, выталкивая содержимое из КО. Какое-то количество конденсата проникает через зазор между поршнем и коническим цилиндром, попадая в камеру над задвижкой, и далее, через выпускное отверстие, сбрасывается из КО. При этом происходит падение давления по мере того как вода протекает через зазор, поэтому давление над поршнем выше, чем под ним. Благодаря этому, задвижка остается открытой.

РИСУНОК 8-14 - ИМПУЛЬСНЫЙ КО

Когда температура конденсата уравнивается с температурой пара, некоторое количество конденсата испаряется во время прохождения через зазор в камеру над поршнем задвижки. Пар накапливается в камере, откуда он пытается выйти через диафрагму в поршне клапана.

Выпару, обладающему большим объемом, чем конденсат такой же массы, требуется больше времени на прохождение через диафрагму, вследствие чего давление выпара начинает повышать давление камеры. В итоге, повысившееся давление толкает поршень клапана в нижнюю часть цилиндра.

Скорость потока сокращается из-за сужения конической части, в результате чего в КО устанавливается необоходимая скорость сброса кондесата.

Когда пар достигнет КО, давление на поршень клапана увеличится и закроет его. Наличие диафрагмы вызывает постоянные утечки пара из КО. Поэтому данный вид КО не обеспечивает надежной изоляции.

Преимущества данного типа

Несмотря на свои малые размеры, импульсные КО обладают способностью пропускать большие объемы конденсата. Такие КО пригодны для работы в большом диапазоне давления пара и не требуют изменения размера клапана. Их можно использовать в системах с высоким давлением и перегретым паром, но при отсутствии конденсата, КО данного типа дают утечки пара. Клапан не подвержен сопротивлению воздушной прослойки.

Недостатки

Импульсные КО не обеспечивают надежного уплотнения и дают утечки пара даже при очень небольших нагрузках. Попадая в пространство между поршнем и цилиндром, мелкий мусор может нарушать работу таких КО. Импульсные КО пульсируют при малых нагрузках, создавая шум и гидравлические удары, что, в свою очередь, приводит к их механическому

Page 118: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Сетчатые фильтры и конденсатоотводчики Раздел 8

1996:Rev.2 Справочник по трубопроводам и механическому оборудованию 8-15

повреждению. Такие КО не справляются с противодавлением, если оно на 40 процентов больше, чем входное давление.

ТЕРМОСТАТИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ

КО термостатической группы открываются и закрываются в соответствии с температурой корпуса. При любом давлении, насыщенный пар имеет определенную фиксированную температуру, но температура конденсата при таком же давлении может понизиться. Термостатические КО распознают пар в конденсате по разнице в температуре. Клапан управляется термостатическим элементом, работающим либо по принципу равновесного давления, либо по принципу увеличения объема жидкости.

КО данного типа состоит из термостатического элемента с клапанной пробкой в нижней части. Верхняя часть элемента неподвижна, поэтому любое движение элемента вследствие расширения или сжатия происходит только в его свободном конце. Когда элемент расширяется, клапан входит в гнездо и плотно его закрывает. Элемент заполнен спиртовой смесью с более высокой точкой кипения, чем у воды. Таким образом, элемент расширяется под воздействием температуры пара и конденсата. Такое расширение продолжается до тех пор, пока пробка прочно держится в гнезде.

Давление внутри элемента, создавшееся в результате расширения смеси, крепко прижимает пробку к гнезду до тех пор, пока смесь не остывает, позволяя элементу вновь сократиться. Затем линейное давление поднимает клапан из гнезда, давая возможность выхода воздуху и конденсату. Температура сброса ниже, чем температура пара. Такой вид КО работает с перерывами. Именно разница температур пара и конденсата управляет КО, устанавливая разное давление внутри и снаружи термостатического элемента.

Достоинства данного типа

Несмотря на малый размер, данный вид КО обладает высокой пропускной способностью. В холодном состоянии, клапан КО полностью открыт, что дает КО возможность сбросить воздух при пусконаладке. КО не замерзнет при низких температурах, если только конденсат, по причине какого-либо сбоя в системе, не потечет в обратном направлении, в выкидную линию. КО автоматически подстраивается под любые колебания давления пара в пределах проектного. КО прост в обслуживании.

Недостатки

Термостатический элемент изготовлен из очень гибкого материала, который легко повреждается под воздействием гидравлического удара и коррозии. Не рекомендуется использовать данный вид КО в системах с перегретым паром.

Page 119: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 9 Руководство по прокладке промыслового трубопровода

ПРОКЛАДКА ТРУБОПРОВОДА

Данные критерии обычно используются для проверки и прокладки трубопровода: • Проверить предложенный план

прокладки трубопровода на соответствие с чертежами гражданского строительства и архитектурными чертежами относительно расположения бетонных стен, стен из каменных блоков и стальных контструкций.

© 1996 Корпорация Бектель Руководство по прокладке требопроводов/ Строительно-монтажным работам 9-1

• Проверить предложенный план прокладки трубопровода на соответствие с расположением оборудования и прокладкой электрических кабелей.

• Произвести прокладку трубопровода, чтобы сократить количество подвесок, обеспечив его опору при помощи стационарной стальной арматуры зданий.

• Произвести прокладку трубопровода, чтобы сократить как общую площадь в футах, так и количество монтажных соединений. Необходимо обеспечить свободный доступ к монтажным соединениям, что позволит время от времени регулировать направление на горизонтальной или вертикальной осях.

• Проверить точки соединения трубопровода с оборудованием, обратить внимание на высоту и направление сопла, размер труб, расчетное давление и конструкцию лицевой поверхности фланцев.

• Для согласования действий необходимо обратиться к таблице данных изоляции за информацией о требованиях к толщине и месторасположению.

• Высота просветов всегда должна соответствовать правильным методам производства инженерно-технических работ:

3'-0" – минимальная габаритная ширина проходов 6'-8" – над проходами согласно статьи 1910.37 Агентства по технике безопасности и охране труда США, параграф (и)

13'-0" – над любыми проходами, но не в нижней части конструкции мостков для труб

22'-0" – на пересечении железнодорожных путей

Page 120: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 9 Руководство по прокдадке промыслового трубопровода

9-2 Руководство по прокладке требопроводов/

• Не разрешается производить прокладку труб в зонах открывания дверей электрических панелей;

• Не разрешается производить прокладку труб в зонах демонтажа оборудования; • Необходимо оставить определенный зазор от пола, позволяющий производить

монтажные работы; • Установить необходимое количество изгибов согласно расчетных критериев,

чтобы обеспечить условия для теплового расширения; • Обеспечить доступ к клапанам и прочим встроенным в производственну линию

устройст для осуществления эксплуатации и технического обслуживания; • Собрать весь пар в конденсатоотводчик или дренировать все воздушные линии;

• Продуть все верхние точки трубопроводов для жидкости;

• Дренировать нижние точки на всех карманах;

• Произвести прокладку трубопровода одновременно с прокладкой других трубопроводов с целью параллельного использования подвесок;

• Проверить правильное положение клапанов и демонтажную площадку.

Продумать каким образом будут установлены опоры трубопровода и какие типы подвесок можно использовать. Прокладка трубопровода по диагонали на территории завода запрещена, так как это потребует большей площади и его будет сложно поддерживать.

Требования к воздухоотводам и дренажным трубам

Воздухоотводы установлены для удаления воздуха из верхних точек гидравлических систем. Дренажи служат для удаления жидкостей из нижних точек или карманов. Гидравлическая опрессовка системы трубопроводов может потребовать сооружения дополнительных воздухоотводов и дренажей для удаления воздуха или жидкостей. Однако заказчик может заглушить эти отверстия после проведения испытаний с целью удаления возможных каналов утечек. В период проведения пусковых испытаний и промывок могут потребоваться дополнительные дренажи.

Требования к выпускным отверстиям предохранительных клапанов

Линии сброса всегда должны быть направлены или расположены на определенном расстоянии от местонахождения людей, воздухозаборов или закрытых пространств.

Строительно-монтажным работам 1996: Рев. 2

Page 121: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Руководство по прокладке промыслового трубопровода Раздел 9

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 9-3

Расположение отводов КИП

Основные типы отводов КИП используются для контроля давления, температуры и потока. Ни один из этих отводов не должен находиться в нижней части горизонтально расположенной трубы. Они расположены на основе сочетания типа КИП и жидкой среды систем (газа, жидкости или пара). Большинство газов легче, чем воздух и, следовательно, их проще контролировать при помощи отводов, расположенных в верхней части горизонтально расположенной трубы. Эти системы подвержены образованию конденсата или накоплению влаги на дне. Наиболее правильное месторасположение отводов находится на боковой стороне осевой линии, так как в верхней части существует вероятность попадания воздуха, а в нижней части - конденсата или грязи.

Конструктивные решения относительно других устройств контроля потока включают в себя следующее: • Фланцы часто требуются в коллекторе и должны быть предусмотрены в процессе

прокладки трубопровода. • Обеспечить наличие свободного пространства между остальными прочими

трубами и конструкциями. • Трубопровод должен быть проложен непосредственно в верхней и нижней

сторонах технологического потока. Если проектная информация отсутствует, необходимо использовать правило большого пальца, т.е. длина линий должна быть в десять (10) раз больше диаметров труб в верхней стороне технологического потока и в пять (5) раз больше диаметров труб в нижней стороне технологического потока.

Для обеспечения рабочих образцов жидкости требуются контрольные точки забора образцов. Они должны располагаться на участках линии, по которым проходит непрерывный поток, но не на участках стагнации потока. Эти соединения следует расположить на горизонтальной осевой линии или немного выше этой осевой линии. Ни при каких условиях отводы не должны быть сделаны на нижней стороне трубы.

Page 122: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы

ПОДЗЕМНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

Подземные трубопроводы устанавливаются на ранних этапах проекта одновременно с закладкой фундамента, земляными работами и прокладкой кабельной канализации. Прежде чем приступить к земляным работам, необходимо убедиться, что существующие подземные конструкции не будут мешать их проведению. В случае их наличия в зоне укладки, земляные работы проводятся вручную либо с помощью пневматической лопаты или гидростатической системы разработки грунта.

На действующих объектах земляные работы должны проводиться только с разрешения и в тесном взаимодействии с персоналом эксплуатации и техобслуживания завода. Как правило, на всех строительных площадках Бектель обязательным условием является наличие нарядов-допусков на проведение земляных работ с указанием местонахождения существующих подземных конструкций.

К типичным подземным трубопроводным системам относятся:

• пожарные трубопроводы;

• ливневая канализация;

• трубопроводы питьевой воды;

• трубопроводы природного газа;

• дренажные трубопроводы.

Пожарные трубы, как правило, охватывают технологический участок и представляют собой систему, состоящую из коллектора и соединенных с ним отводов. Система должна отвечать требованиям Национального Кодекса пожаробезопасности, а также любым местным правилам и нормам. Оборудование противопожарной системы одобрено либо лабораторией UL по технике безопасности (UL, США), либо корпорацией Factory Mutual (FM) и должно быть отмечено соответствующим образом.

В зависимости от вида трубопроводов упорные подшипники монтируются в местах изгиба, на тройниках и пожарных гидрантах. Упорные подшипники ограничивают поперечное движение трубы во время гидравлических ударов и нагрузок, обусловленных потоком воды. Они обычно изготавливаются из литого бетона или бетонного массива, устанавливаемого в требуемом месте после монтажа и испытания трубопроводной системы.

Укладка системы дренажа и ливневой канализации происходит одновременно с укладкой пожарных труб, однако, перед обратной засыпкой в траншею необходимо проверить опускание и подъем трубы на соответствие проектным чертежам. Заданный уклон должен быть достаточен для опорожнения трубы и должен предотвращать образование воздушных мешков и застойных участков. Для изготовления дренажных трубопроводов используют такие материалы, как сборный бетон, углеродистая сталь, ПВХ или полиэтилен высокой плотности.

Защитное покрытие

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 10-1

Page 123: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы

Покрытия и прокладки обладают отличными антикоррозионными свойствами и гладкость поверхности, обеспечивающую оптимальную пропускную способность трубы. Наружные покрытия служат электрической изоляцией трубы от среды. Наносимое в несколько слоев, покрытие являет собой дополнительную защиту трубопровода от физического повреждения.

Наиболее распространенными покрытиями для подземных трубопроводов являются:

• угольная эмаль;

• эпоксидная смола;

• горячая или холодная лента с эпоксидной эмалью.

Трубы покрываются угольной эмалью, как правило, на заводах. Данная процедура включает в себя нанесение горячей эмали на поверхность стенок трубы, и далее, поверх эмали наносится краска либо крафт-бумага. Для труб, предназначенных для транспортировки либо хранения при низких температурах (обычно в зимнее время), возможно, потребуется другой вид покрытия, так как в холодную погоду угольная эмаль дает трещины.

Способ покрытия холодной лентой выполняется с применением холодной грунтовки и холодной ленты. Данный способ применяется для стальных труб, укладываемых в грунт. Используются ленты, как из поливинилхлорида, так и полиэтилена. Толщина ленты разнится в зависимости от перекрытий и желаемого результата, включая защиту от механических повреждений во время транспортировки и монтажных работ.

Испытания покрытий для подземных трубопроводов осуществляются с помощью высоковольтного, низкоамперного дефектоскопа непосредственно перед обратной засыпкой грунтом.

Катодная защита

Данный способ защиты подземных трубопроводов обычно применяется при укладке в грунт с низкой сопротивляемостью. Катодная защита труб обеспечивается как с помощью протекторного анода, так и с помощью системы защиты с наложенным током. Данные меры направлены на замедление процесса коррозии систем подземных трубопроводов.

Система катодной защиты обычно представляют собой специализированную конструкцию, соответственно ее проектирование, монтаж и осмотр должны проводиться квалифицированными специалистами.

ЗАМОНОЛИЧЕННЫЕ ТРУБЫ

Монтаж трубопроводных систем, закладываемых в бетон, должен осуществляться в соответствии со следующими указаниями:

• Проверить бетонную поверхность на наличие спускных дренажных отверстий, каналов для оборудования и отверстий для очистки, чтобы убедиться в правильной укладке трубопровода. Особое внимание уделить соблюдению необходимого наклона конструкции по отношению к опорной поверхности.

• Труба, проходящая через панели или стены, должна быть пропущена за пределы бетонной поверхности на расстояние, необходимое для последующего соединения.

• Трубная секция перед укладкой в бетон должна пройти гидростатическое испытание.

10-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Page 124: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 10-3

• Не укладывать механические соединения в бетон, если иное не указано в проектных чертежах

• Перед монтажом труб проверить проектные требования в отношении резки или модификации арматурного стержня и установки добавочной арматуры в месте проходки через бетон.

• Перед заливкой бетоном подготовить исполнительные чертежи трубопроводных систем.

• Не закреплять трубы, предназначенные для замоноличевания, к другим трубам или арматурному стержню посредством сварки.

• Убедиться в том, что труба надежно закреплена, так, чтобы во время заливки бетона не произошло сдвижения. См. рисунки 10-1—10-6 для наиболее распространенных видов опорных конструкций.

РИСУНОК 10-1 - ТИП A - ОПОРА, ЗАКРЕПЛЕННАЯ НА ПЛИТЕ

РИСУНОК 10-2 - ТИП Б - ТРУБНЫЙ ЗАЖИМ, ЗАКРЕПЛЕННЫЙ НА АРМАТУРНОЙ СЕТКЕ

РИСУНОК 10-3 - ТИП В - РИСУНОК 10-4 - ТИП Г – АРМАТУРНЫЙ

ПРОФИЛЬ КАК ОПОРА ТРУБЫ ТРУБА, ЗАКРЕПЛЕННАЯ К АРМАТУРНОЙ СЕТКЕ С ПОМОЩЬЮ ВЯЗАЛЬНОЙ ПРОВОЛОКИ

Page 125: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы

РИСУНОК 10-5 - ТИП Д - ОПОРНАЯ ПОДСТАВКА ДЛЯ ТРУБ БОЛЬШОГО РАЗМЕРА

РИСУНОК 10-6 - ТИП Е – ОПОРА В ВИДЕ СТРЕЖНЯ С ЗАЖИМОМ НА КОНЦЕ

• Закрепить трубопровод, так, чтобы избежать смещения, сдвижения, либо деформацию трубы как результат действия сил выталкивания. Таблица 10-1 отображает данные по силе выталкивания и допустимому пролету трубы. Расчет производится следующим образом:

L = [SaZ/1.2F]1/2

Где: Sa = Допустимое давление (1500 psi) Z = Момент сопротивления поперечного сечения

(дюйм3) F Больше Wt или B= Br (фунты/футы) L = Расстояние между опорами (футы)

• Перед заливкой бетоном защитить все трубные отверстия от попадания бетона вовнутрь. Для этого могут применяться пластиковые или металлические колпачки, растяжимые испытательные штепселя, деревянные или металлические глухие фланцы. Ни в коем случае не использовать в этих целях ткань либо бумагу.

• Огородить расположенные вблизи места заложения в бетон клапана с помощью деревянного или пластикового футляра.

• Перед закладкой в бетон убедиться, что труба покрыта изоляцией в соответствии с проектными требованиями.

• Вся документация по испытаниям и сварочным работам на замоноличенных трубах должна быть завершена перед заливкой бетоном.

• Если трубопровод подсоединяется к оборудованию, расположенному вблизи, проверить местоположение и конфигурацию оборудования по чертежам.

10-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Page 126: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 10-5

ТАБЛИЦА 1-10 РЕКОМЕНДУЕМОЕ МАКСИМАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОПОРАМИ ДЛЯ ЗАМОНОЛИЧЕННЫХ

ТРУБ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Размер трубы (дюймы)

Толщина стенок трубы

Суммарный вес трубы и воды, заполняющей трубопровод (фунты/футы)

Br (фунты/ футы)

Расстояние между опорами (футы)

1" 40 (STD) 2.05 N/A 9' 80 (XS) 2.48 N/A 9' 1 1/2" 40 (STD) 3.60 0.24 11' 80 (XS) 4.40 N/A 11' 2" 40 (STD) 5.10 1.00 12' 80 (XS) 6.30 N/A 12' 2 1/2” 10S 5.89 3.23 12' 40 (STD) 7.86 0.97 13' 80 (XS) 9.50 N/A 13' 3" 10S 7.94 5.69 13’ 40 (STD) 10.78 2.44 14’ 80 (XS) 13.11 N/A 15’ 4” 10S 11.78 10.95 14’ 40 (STD) 16.30 5.77 16’ 80 (XS) 19.96 1.58 16’ 6” 10S 23.77 26.62 14’ 40 (STD) 31.48 16.93 18’ 80 (XS) 39.86 7.33 20’ 8” 10S 36.97 47.46 15’ 40 (STD) 50.30 32.27 20’ 80 (XS) 63.20 17.46 22’ 10” 10S 55.54 75.89 15’ 40 (STD) 74.70 54.04 22’ 60 (XS) 87.10 39.84 24’ 12” 10S 76.33 108.79 16’ STD 98.60 83.36 24’ XS 112.30 67.56 25’ 14” 10 98.70 123.70 19’ 30 (STD) 114.30 105.80 24’ XS 129.60 88.26 26’ 16” 10 123.80 167.30 19’ 30 (STD) 141.70 146.80 24’ 40 (XS) 159.30 126.60 27’ 18” 10 152.00 217.70 19’ STD 171.80 194.50 24’ XS 191.80 171.60 28’ 20” 10 182.00 274.60 19’ 20 (STD) 204.60 248.60 24’ 30 (XS) 226.80 223.20 28’ 22” 10 215.50 337.90 18’ 20 (STD) 240.30 309.40 23’ 30 (XS) 265.20 281.00 28’ 24” 10 251.20 407.90 18’ 20 (STD) 278.40 376.70 23’ XS 304.90 346.20 28’

ГДЕ: Wt = Суммарный вес трубы и воды, заполняющей трубопровод (фунты/футы)

Page 127: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 10 Подземные и замоноличенные трубопроводы

Br = Результирующая сила выталкивания, рассчитанная на 150 фунта/фута3 бетона (выталкивающая сила минус собственный вес трубы) (фунты/футы)

L = Рекомендуемый максимальное расстояние между опорами (фут) ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Расчет пролета основан на максимальном суммарном значении изгибающего и касательного напряжений 1500 psi и значении прогиба в центре пролета 0.1".

2. В случаях особой необходимости возможен монтаж дополнительных опор.

10-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Page 128: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 11 Теплоизоляция и Теплоспутники

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Изоляция характеризуется как любой материал, который препятствует выходу тепла. Следовательно, цель теплоизоляции удерживать тепло в механической системе и также держать его исключенным от системы путем предотвращения или препятствования выходу тепла.

Типовая изоляция в разрезе, показана на Рисунке 11-1.

Четыре функции изоляции для перекачки горячих нефтепродуктов и оборудования:

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 11-1

• Консервировать тепло

• Защитить персонал

• Поддерживать температуру для контроля над процессом

• Предотвращение замерзания жидкостей при холодном климате

Существует два основных вида теплоизоляции:

• Массовая теплоизоляция

• Отражательная теплоизоляция

Массовая изоляция состоит из маленьких кармашков или пространств, которые улавливают воздух или газы, которые распределяются по

неразъемным конструкциям. Пустоты предотвращают процесс передачи тепла.

РИСУНОК 11-1 - ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ ИЗОЛЯЦИИ

Массовая теплоизоляция включает:

Силикат Кальция который является смесью окиси кальция и диоксида кремния с ж. б. волокнами отлитыми в форму трубы, размеры, включая отводы. Такая изоляция применяется в системах, где температуры достигают до 1200oF. И хотя пыль, которая образуется в

Page 129: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 11 Изоляция и обогрев теплоспутниками

11-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

результате работы с Силикатом Кальция, может быть не совсем безопасна, материал изоляции является более стойким и более прочным, чем другие изоляционные материалы.

Минеральная Вата Изоляция, изготавливаемая из изоляционных слоев разных форм. Состоит из склеенных вместе минеральных и пористых волокон, и применяется в системах, где температуры достигают до 1500oF.

Изоляция Стекловидная встречается в нескольких формах, включая стекловату, фибровый картон, и войлочное стекловолокно. Некоторые формы изоляции стеклянного типа рассчитаны на температуры до 1000oF.

Отражательная теплоизоляция бывает из Алюминиевых листов или листов из нержавеющей стали или фольги, используемой для строительства отражающих полотен. Пределы температур для алюминиевых материалов примерно 1000oF. Предел температур для материала из нержавеющей стали 1500oF.

Внутренний слой теплоизоляции обычно устанавливается как изолирующий слой, и наружное металлическое покрытие устанавливается для защиты изоляции от повреждений. Изоляционные оболочки или защитные покрытия обычно изготавливаются из алюминия или листов нержавеющей стали.

Изоляция для защиты персонала обычно устанавливается на трубопроводах перекачки горячих нефтепродуктов. Хотя изоляция здесь не требуется по проекту, но человек, стоящий на земле или расположенной рядом

платформе, может контактировать с горячими поверхностями. Обычно изоляция для защиты персонала устанавливается на неизолированных трубопроводах с рабочей температурой свыше 140oF и на расстоянии 7 футов от земли или 3 футов от краев платформы или лестниц.

РИСУНОК 11-2 - ТИПОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ТРУБ В РАЗРЕЗЕ

На фланцевых соединениях обычно устанавливаются съемные секции или конструкция из гибких листов устанавливаемая поверх стыка, что позволяет легко снять ее в будущем.

Page 130: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Изоляция и обогрев теплоспутниками Раздел 11

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 11-3

Таблички с названием, кодами, заглушки труб и сплошные штуцера должны оставаться открытыми или съемные секции изоляции устанавливаются поверх них.

Съемные изоляционные покрытия должны быть:

• Конструкция по возможности должна быть цельной

• Изготовлены из нескольких секций, если вес одной единицы превышает 60 фунтов

• Собраны с плотно загнутыми углами для предотвращения потери тепла, а также для того, чтобы придать покрытию аккуратно обработанный вид

• Устойчивыми к воде, нефти и пару

• Изготовлены так, чтобы предотвратить попадание жидкостей или влаги во внутренний изоляционный материал

• Плотно прилегающими вокруг контуров изолируемой конструкции, включая задвижки, фланцы, неизогнутые участки трубы и фитинги

• Без острых углов и выступов с наружной стороны

Изоляция оборудования

Изоляция оборудования состоит из блоков, панелей, или покрытий, обычно прикладываемых к поверхности оборудования со швами, расположенными в шахматном порядке и плотно прижатыми краями к оборудованию и герметизированы изоляционным цементом, кроме случаев, где встречаются температурные и усадочные швы. Типовая изоляция оборудования показана в разрезе на Рисунке 11-3. Изоляция обычно устанавливается одним из следующих образов:

• Изолирующие устройства, обработанные и установленные поставщиком

• Также устанавливаются приварные элементы, чтобы закрепить изоляцию

• Провода из нержавеющей стали, стали покрытой медью, или алюминиевые провода

• Изоляционные обмоточные листы из нержавеющей стали или алюминия

Изоляционная обшивка и отделка поверхности

Перед установкой изоляционной обшивки нужно проверить внутренний изоляционный слой, т.е. все должно быть установлено и завершено соответствующим образом. Температурные и усадочные швы должны быть заполнены изолирующей мастикой или фетром из минерального волокна.

Обшивка, как на трубопроводах, так и на оборудовании должна быть по возможности скреплена стягивающими поясами. В тех случаях, когда стягивающие пояса не применимы из-за конфигурации трубопровода или оборудования, обшивка может быть закреплена винтами саморезами для стальных листов. Типовое закрепление изоляции к трубопроводу показано на Рисунке 11-2.

Стыки обшивки и проемы должны быть заполнены уплотняющим составом в тех случаях, когда в изоляционной системе находятся паронепроницаемый слой или влагонепроницаемая кладка и конструкция установлена на улице. Съемные изоляционные конструкции должны быть внахлест прилегающей трубе, где расстояние участка внахлест

Page 131: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 11 Изоляция и обогрев теплоспутниками

11-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

должно быть идентичным расстоянию от верха изоляционной обшивки съемной конструкции до верха изоляционной обшивки прилегающей трубы.

АКУСТИЧЕСКАЯ ИЗОЛЯЦИЯ

Акустическая изоляция также как и теплоизоляция состоит из двух слоев. Поглощающий слой обычно состоит из стеклянистого или минерального волокна, и защитный слой бывает или насыщенный винил, таким как Sound Fab изготавливающимся компанией Sound Coat Company или насыщенная мастика, такая как Muffl-Lag компании Childress Products Company. В некоторых случаях встречаются конфигурации, где теплоизоляция уже присутствует, акустически поглощающий слой накладывается прямо поверх теплоизоляции, не изменяя ее конструкции.

Page 132: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Изоляция и обогрев теплоспутниками Раздел 11

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 11-5

ТЕПЛОСПУТНИКИ

Существует четыре типа систем теплоспутников:

• Электрический кабель обогрева

• Паровая трассировка, которая укладывается непосредственно на трубопровод

• Цементированная теплообменная паровая трассировка

• Горячая вода

Page 133: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 11 Изоляция и обогрев теплоспутниками

11-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Системы электрического кабеля обогрева устанавливаются простым способом обматывания электрокабеля вокруг трубопровода и оборудования, для обеспечения защиты в зимних условиях. В некоторых трубных системах с высокой температурой необходимо прокладывать еще один слой изоляции между трубой и кабелем обогрева, чтобы избежать повреждений кабеля обогрева.

Системы открытой цементированной теплообменной паровой трассировки и трассировка горячей воды устанавливаются путем размещения и обматывания нержавеющей трубки вдоль трубопровода и петляющей вокруг клапанов и задвижек. Цель паровой трассировки заключается в том, чтобы поддерживать нужную температуру технологических жидкостей, что обеспечивает нужные характеристики потока.

Изоляционные материалы

Изоляционные материалы, изготовленные из асбеста и некоторых других волокон, могут быть опасны для здоровья, и специальные меры предосторожности должны быть приняты во время работ с такими материалами. Проверьте Листок данных по безопасности материала (MSDS) завода-изготовителя перед работой с этим материалом.

Page 134: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Трубные подвески и опоры

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Трубные подвески и опоры предназначены для фиксации труб по отношению к осевой линии. Условно считается, что ось Х – продольная осевая линия, Ось Y – поперечная осевая линия, и ось Z – вертикальная ось. Они могут объединяться в несколько категорий для трубных подвесок и опор: • Гравитационные – принимают нагрузку от трубы и изоляции • Одноосевые – нагрузка распределяется по одной оси с положительным и / или

отрицательным значением • Двусторонние – нагрузка распределяется по двум плоскостям в обоих направлениях • Анкерные – нагрузка распределяется по трем плоскостям с сопротивлением

деформирующему моменту от трёх осей

С-ОБРАЗНЫЙ ЗАЖИМ ПОДКРАНОВЫЙ ХОМУТ ПРИВАРНАЯ СЕРЬГА

ТРУБНЫЙ ХОМУТ РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ

ХОМУТ УСИЛЕННЫЙ ТРУБНЫЙ ХОМУТ

РИС. 12-1 – КОМПОНЕНТЫ ШТАНГОВЫХ ПОДВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 12-1

Page 135: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

Штанговые подвесные устройства

Штанговые подвесные устройства представляют собой простые крепления, удерживающие вес трубы, в которых применяются штанги с резьбой, соединяющие трубопроводы с опорными конструкциями. Данный тип подвесных устройств обеспечивает экономичный метод фиксирования труб большинства имеющихся размеров. На рисунке 12-1 показаны различные типы компонентов штанговых подвесных устройств, наиболее часто используемых в данном типе креплений.

РИС. 12-2 – ПРУЖИННЫЕ ПОДВЕСНЫЕ УСТРОЙСТВА

12-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 136: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-3

Пружинные опоры

Пружинная опора – это штанговая подвеска со встроенной пружиной. Такие опоры обеспечивают одинаковую относительную несущую способность как при низкой так и при высокой температуре, где тепловое расширение воздействует по вертикальной оси. Обычно производители поставляют шесть различных видов пружинных опор, в зависимости от конструктивных потребностей и особенностей ориентации в пространстве. Как показано на рисунке 12-2, пружинные опоры различаются по расположению веса, типу штанги и особенностей доступа на следующие виды:

• Тип A предназначен для использования в местах без ограничения пространства веса

• Тип B применяется в местах с ограниченным пространством

• Тип C также применяется в местах с ограниченным пространством с одинарным креплением к опорной поверхности

• Тип D – пружина в корпусе расположена над опорной структурой с возможностью регулировки сверху

• Тип E – две пружины в корпусе расположены над опорной структурой в трапецеидальной конструкции

• Тип F – напольная опора

• Тип G – двухштанговая опора трапецеидальной конструкции

На пружинных опорах обозначается значение нагрузки при низкой и высокой температуре и монтируются температурные ограничители хода с настройкой по низкой температуре до завершения пусковых мероприятий или передачи объекта заказчику.

Рамные или коробчатые опоры

Рамная, или коробчатая, опора выполняется из профилей небольшого размера, которые свариваются вместе и обеспечивают опору по одной или нескольким осям. Их основное назначение – обеспечение двустороннего закрепления. Затраты на изготовление и изготовление данного типа опоры могут быть выше чем для двух предыдущих типов. Типичная двухсторонняя коробчатая опора показана на рисунке 12-3.

РИС. 12-3 – ДВУСТОРОННЯЯ ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ КОРОБЧАТАЯ ОПОРА

Page 137: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

Анкерные оттяжки

Анкерные опоры обычно привариваются непосредственно к трубопроводу и обеспечивают фиксацию трубопровода от вращения в трёх направлениях.

РИС. 12-4 - РАСПОРКА

Распорки

Распорка – крепление промышленного изготовления. Данный тип крепления обеспечивает фиксацию в положительном и отрицательном направлениях в одной плоскости, не обеспечивая фиксации от поперечных смещений. Стандартная распорка показана на рисунке 12-4.

Демпферы

Механические и гидравлические демпферы ударных нагрузок ограничивают смещение трубы при воздействии на неё динамических нагрузок, но не ограничивая её перемещения в пределах допусков в нормальных эксплуатационных условиях. Механические

демпферы действуют как осевые фрикционы, преобразуя линейное перемещение в угловое ускорение.

РИС. 12-5 - ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР УДАРНЫХ НАГРУЗОК

Принцип работы гидравлических демпферов – ограниченная скорость перемещения жидкости. Когда скорость перемещения трубы превышает установленный предел, перемещение жидкости в демпфере блокируется и демпфер действует как жёсткая распорка. Стандартный гидравлический демпфер показан на рисунке 12-5. Оба данных вида крепления рекомендуются к применению на трубопроводах, работающих в условиях

12-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 138: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-5

ударных нагрузок, поперечных перемещений или вибрации, вызываемых землетрясениями, гидравлическими ударами или другими импульсными усилиями.

ТРУБНЫЙ ХОМУТ ПРУЖИННАЯ ТРУБНАЯ ПОДВЕСКА

СЕДЛОВИДНАЯ ТРУБНАЯ ПОДВЕСКА

СЕДЛОВИДНАЯ ОПОРА СТАНДАРТНЫЙ ХОМУТ ХОМУТ КРЕПЛЕНИЯ

РИС. 12-6 - КОМПОНЕНТЫ ПОДВЕСОК И ОПОР

Page 139: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

Компоненты подвесных креплений и опор

Для обеспечения поддержки и крепления трубопроводов существует большое количество компонентов подвесных креплений. Каждый из них разработан для использования в особых условиях, как показано на примере рисунка 12-6.

РОЛИКОВАЯ ОПОРА НАПРАВЛЯЮЩАЯ ОПОРА СКОЛЬЗЯЩАЯ ОПОРА

РИС. 12-7 - СКОЛЬЗЯЩИЕ И РОЛИКОВЫЕ ОПОРЫ

Скользящие и роликовые опоры

Скользящие и роликовые опоры для труб обеспечивают поддержку веса труб и не препятствуют температурному расширению и сжатию труб. Стандартные скользящие и роликовые опоры показаны на рисунке 12-7.

ТРУБНЫЙ АНКЕР 1/4 КОНЦЕВОЙ АНКЕР

1/8 КОЛЕННЫЙ АНКЕР

РИС. 12-8 - МУФТОВЫЕ ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА

Муфтовые зажимные устройства

12-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 140: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-7

Муфтовые зажимы и раструбные соединения обычно применяются в противопожарных системах. Детали стандартных муфтовых зажимных устройств показаны на рисунке 12-8.

МАТЕРИАЛЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБНЫХ ПОДВЕСОК, ОПОР И ЗАЖИМОВ

Наиболее распространённый материал для изготовления трубных подвесок, опор и зажимов – конструкционная сталь. В данном разделе приведены некоторые из основных норм и стандартов для конструкционной стали, а также рассмотрены наиболее распространённые материалы, модели и виды соединений.

Нормы и стандарты для конструкционной стали

Нормы и стандарты следующих стандартизирующих организаций охватывают большинство требований, предъявляемых к конструкционной стали и к трубным подвескам, опорам и зажимам.

AISC (Американский институт стальных конструкций)

AISC является некоммерческой торговой организацией, представляющей интересы американских производителей конструкционной стали.

AISC выпускает руководства по изготовлению металлоконструкций, расчётные нормативы, строительные нормы и правила по проектированию, изготовлению и монтажу металлоконструкций в зданиях, нормы и стандартные технологии по строительству зданий и мостов из стальных конструкций.

ASTM (Американский институт чёрной металлургии)

ASTM разработал нормы и правила по проектированию элементов из холодногнутых стальных профилей. Данные нормы и правила служат для проектирования стальных конструкций, изготовляемых из холодногнутых листов или полос углеродистой или низколегированной стали, используемых в качестве несущих элементов конструкции зданий. Также существуют нормы и правила по проектированию элементов из холодногнутых профилей из нержавеющей стали.

Совет по покраске металлоконструкций

СППМ выпускает двухтомное руководство. В первом томе описываются правильные методы покраски, во втором томе рассматриваются системы покраски и технические нормы.

Стандарты для конструкционной стали

В строительных нормах и правилах AISC по проектированию, изготовлению и монтажу металлоконструкций в зданиях говорится, что конструкционная сталь должна соответствовать спецификациям одного из сортов стали ASTM.

Содержание углерода для большинства сортов углеродистой стали составляет 0.15-0.29 % (низкоуглеродистая сталь), с содержанием марганца до 1.60%.

ASTM A36 (конструкционная сталь) – сварочная низкоуглеродистая сталь с гарантированным минимальным пределом текучести 36 ksi (тысяч фунтов на кв. дюйм) для всех профилей и с толщиной до 8 дюймов для листового проката. Данный сорт стали является основным сортом конструкционной стали и в настоящее время наиболее часто используется в строительстве.

Page 141: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

ASTM A529 (конструкционная сталь с минимальным пределом текучести 42 ksi) – более прочная углеродистая сталь, производимая в виде листового проката и полос до 1/2 дюйма в толщину или в диаметре и в формах. Если в спецификации стали указано содержание 0.02% меди, сопротивление стали A529 атмосферной коррозии вдвое превышает сопротивление атмосферной коррозии конструкционной углеродистой стали без содержания меди. Данный сорт стали используется в относительно лёгких элементах зданий из стандартных металлоконструкций.

ASTM A242 (высокопрочная, низколегированная конструкционная сталь) – широкая спецификация, устанавливающая минимальные механические свойства и ограничивающая максимальное содержание углерода и марганца для свариваемости. Технические условия ограничивают толщину листа данной стали до 4 дюймов. В основном, сопротивление атмосферной коррозии у стали этого сорта вдвое выше, чем у углеродных сталей с добавлением меди и в четыре раза выше, чем у сталей без добавления меди.

В технических нормах на сталь с естественным оксидным покрытием (неокрашиваемая сталь) обычно указывается сорт A242 с дополнительным техническим требованием, что её сопротивление коррозии должно быть в четыре раза выше, чем у углеродных сталей. Термин «сталь с естественным оксидным покрытием» применяется для описания стали, благодаря химическим свойствам которой на её поверхности образуется очень плотный и прочный слой оксида (ржавчины), который изолирует лежащий под ним слой стали от дальнейшего окисления и поэтому представляет собой способ (как альтернатива покраске) защиты стали от дальнейшей коррозии. Для этого сталь должна подвергаться воздействию окружающей среды (поочерёдно намокать и сохнуть). Плотный слой оксида, так называемая патина, имеет тёмно-коричневый цвет, такое покрытие часто применяется в металлоконструкциях по эстетическим соображениям, а также из-за низких эксплуатационных расходов.

ASTM A441 (высокопрочная, низколегированная конструкционная марганцево-ванадиевая сталь) – сварочная сталь с умеренным содержанием углерода и марганца с добавлением легирующего элемента для повышения прочности. A441 используется в металлоконструкциях с соединением сваркой, клепанием или на болтах. Сопротивление атмосферной коррозии этого сорта стали в два раза выше чем у обычной углеродистой стали. Технические условия ограничивают толщину листа данной стали до 8 дюймов в листовом прокате и полосах. У стали с толщиной более 4 дюймов предел текучести - 40 ksi.

ASTM A572 (высокопрочная, низколегированная ниобиево-ванадиевая сталь конструкционного качества) имеет шесть марок, различающихся по прочности, для профилей, листа, шпунтового профиля и полос. Марки 42 и 50 предназначены для использования в любых металлоконструкциях с соединением сваркой и на болтах, а марки 60 и 65 предназначены для использования в металлоконструкциях мостов с болтовым соединением и в других металлоконструкциях с соединением на сварке или болтовых соединениях. Существующие марки различаются по группам профилей и толщине листа. Если в сталь добавлена медь в минимальном содержании 0.20%, сопротивление атмосферной коррозии A572 такое же, как у сортов A242 и A441.

ASTM A588 (высокопрочная, низколегированная конструкционная сталь с минимальным пределом текучести 50 ksi толщиной до 4 дюймов) – была специально создана для достижения высокого предела текучести для более тяжёлых профилей и более толстого листового проката. Спецификация охватывает профили, листовой прокат и полосы для конструкций с соединениями на сваркой и на болтах. Данная сталь создана специально для использования в сварных конструкциях мостов и зданий где важно снижение веса конструкций и повышение их долговечности. Сопротивление атмосферной коррозии примерно в четыре раза выше, чем у углеродистой стали без добавления меди. Предел

12-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 142: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-9

текучести для всех профилей - 50. Предел текучести для листовой стали колеблется от 42 ksi до 50 ksi, в зависимости от толщины материала (предел текучести 50 ksi - для стали толщиной до 4 дюймов). Также, как и сорт A242, данная сталь также не окрашивается. A588 имеет улучшенные характеристики вязкости разрушения (сопротивление мгновенному разрушению при появлении сколов, из-за динамических нагрузок и низких температур).

ASTM A514 (листовая сталь с высоким пределом текучести, улучшенная закалкой и отпуском, пригодная для сварки) термообработанная сталь в листах толщиной до 6 дюймов, основная область применения – в сварных конструкциях мостов и других конструкциях.

ASTM A53 (сварная бесшовная труба) марка B – горячекатаный бесшовный сварной трубный профиль горячего цинкования номинальных размеров от 1/8 дюймов до 26 дюймов с различной толщиной стенок. Марка B обеспечивает гарантированный минимальный предел текучести 35 ksi, хотя в таблицах руководства по проектированию AISC фигурирует число 36 ksi. Также имеются марки E (сварка методом сопротивления) и марка S (бесшовная). Обе марки пригодны для сваривания.

ASTM A500 (холоднокатаный сварной бесшовный трубный профиль из углеродистой стали круглого и других профилей) – круглый, квадратный, прямоугольный или особый трубный профиль для сварных или болтовых соединений. Профиль выпускается в сварочных размерах с максимальным размером по окружности (периметру) 64 дюйма и максимальной толщиной стенок 0.500 дюймов. Профиль выпускается трёх марок - A, B, и C, и, в зависимости от формы профиля (квадратный, прямоугольный, особый или круглый), предел текучести колеблется от 33 ksi до 50 ksi. По спецификации, максимальные размеры – около 20 дюймов по окружности, 16 Х 16 дюймов у квадратного профиля, или 20 Х 12 дюймов у прямоугольного профиля (однако, максимальные размеры могут не производиться).

ASTM A501 (горячекатаный бесшовный сварной трубный профиль из углеродистой стали) – круглый, квадратный, прямоугольный или особый трубный профиль для сварных или болтовых соединений. Квадратный и прямоугольный профили (наиболее распространённые размеры – от 3 на 2 дюйма до 10 на 6 дюймов) выпускаются со стороной размером от 1 до 10 дюймов с толщиной стенок от 0.095 до 1.000 дюйма, в зависимости от размера, круглые профили производятся в номинальных размерах от 1/2 до 24 дюймов в диаметре с номинальной (средней) толщиной стенок от 0.109 до 1.000 дюймов, в зависимости от размера.

ASTM A618 (горячекатаный бесшовный сварной трубный профиль высокой прочности) - квадратный, прямоугольный, круглый, и особый трубный профиль трёх типов для сварных или болтовых соединений при строительстве мостов или зданий. Тип I и III имеют повышенную коррозионную стойкость.

ASTM A570, марки 45 и 50 (горячекатаная углеродистая конструкционная сталь в листах и полосах).

ASTM A606 (сталь в листах и полосах, горячекатаная и холоднокатаная, высокопрочная, низколегированная с улучшенными антикоррозионными качествами).

ASTM A607 (сталь в листах и полосах, горячекатаная и холоднокатаная, высокопрочная, низколегированная, ниобиевая и/или ванадиевая).

Классификация стали

Page 143: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

В целях удовлетворения существующей потребности в улучшении и унификации наименований профилей конструкционных сталей, Комитет Сталепроизводителей при AISI разработал стандартную номенклатуру профилей из конструкционной стали. Данными обозначениями обязаны пользоваться все металлопрокатные заводы при заказах, выставлении счетов, и составлении спецификаций. Данные обозначения для различных типов профилей представлены в Руководстве по возведению стальных конструкций AISC.

Наименование шпунтовой сваи начинается с буквы Р, последующая буква или буквы определяют конфигурацию, за которыми следуют двухзначное число, обозначающее вес секции в фунтах на фут. Сваи двутаврового сечения обозначаются буквами НР, после которых идёт обозначение глубины секции и вес секции в фунтах на фут.

Наименование стального листа складывается из всех размеров в дюймах, делений дюйма или дробей. В качестве альтернативы, толщина может обозначаться в фунтах на квадратный фут. Заготовки поступают в прокатные станы для изготовления стальных профилей, листов, полос, труб или профилированного листа.

Наиболее распространены секции W-образного профиля, который имеет два горизонтальных элемента и один вертикальный, называемые полками. Данные профиля ранее назывались широкополочными балками и получили буквенное наименование WF. Внешние и внутренние грани верхней и нижней полок W-образного профиля параллельны друг другу. Внутренние размеры полок одинаковы (с небольшими отклонениями в зависимости от разновидности) для данной категории глубины профиля. Наименование W 24 x 76 обозначает W-образный профиль с номинальной глубиной профиля 24 дюйма (по внешним размерам полок) и с весом 76 фунтов на линейный фут одной секции.

S-образный профиль – прокатный профиль, который также имеет две параллельных полки и вертикальную полку. Однако внутренние поверхности параллельных полок имеют 162/3 % уклон (2 на 12 дюйма). Данные профили ранее назывались Американская стандартная балка. Наименование S 24 x 100 обозначает S-образную форму профиля, с 24-дюймовой глубиной (по внешним размерам полок) и с весом 100 фунтов на линейный фут секции. Некоторые из групп S24 и S20 имеют глубину более чем 24 и 20 дюймов, соответственно.

Американский стандартный коробчатый профиль ранее обозначался символом С, положение которого менялось в зависимости от того, того, в каком положении была поперечная полка профиля – вертикальном или горизонтальном. В данное время положение символа С не меняется вне зависимости от положения поперечной балки. Внутренняя поверхность поперечной полки имеет 162/3 % уклон (2 на 12 дюйма). Наименование C12 x 20.7 обозначает Американский стандартный коробчатый профиль с глубиной 12 дюймов (по внешним размерам полок) и имеет вес 20.7 фунтов на линейный фут. Для обозначения положения профиля (с горизонтальной или вертикальной поперечной полкой) к стандартному обозначению может добавляться старый символ С в соответствующем положении.

Буквы HP в наименовании обозначают двутавровую балку с двумя параллельными горизонтальными полками и параллельными поверхностями горизонтальных полок и одной вертикальной полкой. Толщина горизонтальных и параллельной полок и глубина секции у двутавровой балки имеют одинаковое номинальное значение. Наименование HP 14 x 73 обозначает двутавровую балку (HP) с номинальной глубиной 14 дюймов (по внешним размерам полок) и имеет вес 73 фунта на линейный фут.

Буквой М обозначаются профили, которые не могут быть отнесены к классам W, HP, или S. Аналогично, буквами MC обозначаются коробчатые профили, которые не могут быть классифицированы как Американский стандартный коробчатый профиль. Такие профили не так широко распространены, как профиля классов W, S, HP, или C. 12-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 144: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 ng/Mecha andbook 12-11

Уголковые профили имеют две полки прямоугольного сечения с прямым углом между ними. Внутренние и внешние поверхности полок параллельны друг другу. Существуют уголки с равной и неравной шириной полок. Толщина полок одинакова. Для обозначения уголкового профиля используется буква L. Наименование L 6 x 4 x 5/8 обозначает профиль с неравной шириной полок. Ширина большой полки – 6 дюймов, малой – 4 дюйма, толщина полок - 5/8 дюймов.

Тавровые профили (Т-образный профиль) (секции WT или ST) получают разрезанием вертикальной полки различных видов балок – либо W-образной балки (WT), либо S-образной балки (ST). Данные профили имеют одну горизонтальную полку и одну вертикальную. Наименование WT 12 x 38 обозначает тавровую балку, полученную из W-образного профиля с номинальной глубиной (от верхней кромки вертикальной полки до внешней поверхности горизонтальной полки 12 дюймов и весом 38 фунтов на линейный фут.

Полосы имеют ширину до 6 дюймов, толщину от 0.203 дюймов. Такие секции могут иметь прямоугольное сечение (плоские), круглое или квадратное. Наименование 2 1/2 x 1/2 обозначает плоскую полосу 2 1/2-дюймовой ширины и 1/2-дюймовой толщины. Шаг ширины полосы обычно составляет 1/4 дюйма, шаг толщины - 1/8.

Лист имеет прямоугольную форму, в основном свыше 6 дюймов в длину и от 0.230 дюймов и больше в толщину. Обрезной лист прокатывается между горизонтальными валами прокатного стана и обрезается (механически или газовым резаком) по всем сторонам. Универсальный лист (UM) прокатываются между горизонтальными и вертикальными валами и обрезаются (механически или газовым резаком) только по узким торцам.

Типы соединений

Существуют два основных метода соединения стальных элементов металлоконструкций:

• Болтовое соединение

• Сварное соединение

Иногда в одном соединении комбинируются болтовое и сварное соединение.

Сварной метод экономически выгоден как и любой другой механический способ соединения. В Соединённых Штатах существуют технические нормы AWS D1.1, которые охватывают все аспекты сварных соединений. Ссылка на данные технические нормы приводится в спецификации AISC, также, как и в большинстве других спецификаций и правил.

Два основных типа стальных болтов включают в себя «универсальный», или машинный болт (ASTM A307) и высокопрочный болт (ASTM A325 и A490). Также для некоторых трубных опор могут потребоваться болты ASTM A193. Химические и физические характеристики материалов, из которых изготовляются болты, приведены в спецификации ASTM. Руководство AISC включает в себя перепечатку Спецификации для силовых соединений с использованием болтов ASTM A325 or A490 Bolts. Данными спецификациями устанавливаются требования к крепёжной арматуре, допустимым рабочим нагрузкам, монтажным процедурам и способам, а также к процедурам проверки. В таблице 12-1 приведены типовые значения прочности на разрыв для обычных материалов для

ТАБЛИЦА 12- 1 – ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ ДЛЯ БОЛТОВ

Pipi nical H

ТИП БОЛТА

МИН. ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ

МИН. ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ

A307 60 ksi

A325 (до 1" диам.) 92 ksi 120 ksi

(1 1/8" - 1 1/2") 81 ksi 105 ksi

A490 125 ksi 150 ksi

B7 105 ksi

Page 145: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

изготовления болтов:

Универсальные болты также называют болт A307, машинный, или чёрный болт. Данный тип болтов должен соответствовать стандарту ASTM A307, Спецификация для крепёжных элементов с внутренней и наружной резьбой из низкоуглеродистой стали. Данный тип болтов значительно дешевле чем болты повышенной прочности. Как правило, они не имеют маркировки на верхней поверхности головок и гайках. Болты выпускаются в размерах от 1/4 дюйма до 4 дюймов в диаметре.

Тип резьбы – унифицированная серия крупной резьбы (серия UNC), класс 2A (см. ANSI B1.1, Унифицированная Резьба). Универсальные болты легко затягиваются при помощи накидного гаечного ключа. Напряжение, создаваемое при закручивании, как правило, невелико и считается, что усилие зажима не возникает.

Наиболее универсальный механический крепёжный элемент – высокопрочный болт A325 с утолщённой шестигранной гайкой и утолщённой шестигранной головкой. У таких болтов длина резьбы короче, чем у других видов. Болты A325 производятся в трёх разновидностях.

Тип 1 изготавливается из среднеуглеродистой стали (доступны размеры от 1/2 дюйма до 1 1/2 дюйма в диаметре).

Тип 2 изготавливается из низкоуглеродистой мартенситовой стали, диаметр болтов ограничен диапазоном от 1/2 дюйма до 1 дюйма. Данный тип болтов не оцинковывают.

Тип 3 изготавливается из стали с естественным оксидным покрытием, сравнимой по характеристикам с сортами ASTM A588 и A242, существующие размеры – от 1/2 дюйма до 1 1/2 дюйма в диаметре.

Для определения данных трёх типов болтов А325 на верхней поверхности их головок имеется маркировка. По усмотрению производителя болты Тип1 маркируются буквенно-цифровым обозначением "A325", логотипом производителя и тремя раздельными радиальными линиями с углом 1200. Тип 2 маркируется тремя радиальными линиями с углом 60°. Тип 3 маркируется подчёркнутым обозначением "A325" и, на усмотрение производителя, любыми другими дополнительными обозначениями для указания материала – стали с естественным оксидным покрытием.

Болты A490 прочнее чем A325 и производятся из легированной стали. Болты A490 маркируются обозначением "A490" и логотипом производителя.

На утолщенные шестигранные гайки для болтов A325 наносится такая же маркировка, как минимум на одну сторону. Маркировка включает в себя логотип производителя и обозначение "2" или "2H," по трём равномерно расположенным круговым линиям, или обозначением "D" или "DH." Гайки для болтов A325 Типа 3 маркируются с одной стороны тремя круговыми линиями и цифрой "3" в дополнение к любой другой маркировке на усмотрение производителя. Гайки A490 маркируются обозначением "2H" и логотипом производителя, или обозначением "DH." Шайбы для болтов A325 Типа 3 маркируются цифрой "3" возле внешней грани одной из сторон и любой другой маркировкой на усмотрение производителя.

Все высокопрочные болты (HSB) проходят термообработку путём отпуска и закаливания. Высокопрочные болты используются в несущих соединениях, не подверженных простому

12-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 146: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-13

растяжению, затягиваются до положения плотной затяжки и не требуют никакого специального преднатяжения.

Болты HSB, используемые в соединениях с ограниченным смещением и соединениях с простым растяжением должны быть предварительно напряженными. Предварительное напряжение, получаемое вращением гайки, создаёт большое прижимное усилие, что позволяет контактным поверхностям нести нагрузку только за счёт трения. Если создано предварительное натяжение, при воздействии нагрузки на соединение внутреннее напряжение болтов возрастёт незначительно. Затяжка производится методом прямого натяжения, поворотом гайки, динамометрическим ключом, или шайбами, контролирующими предельное усилие натяжения.

В тех соединениях, где необходимо использовать высокопрочные болты с предварительным натяжением, также могут использоваться болты с ограничением крутящего момента. Такие болты имеют шлицы, которые скручиваются по достижении определённого крутящего момента, необходимого для создания преднатяжения.

Все размеры крепежа HSB соответствуют стандарту ANSI B18.2.1, Американский Государственный Стандарт для болтов с четырёх и шестигранными головками и резьбы, размеры утолщённых шестигранных гаек соответствуют стандарту ANSI B18.2.2. Технические требования к Серии унифицированной укрупнённой резьбе установлены в стандарте ANSI B1.1, Американский Государственный Стандарт для унифицированной резьбы. Стандарты устанавливают допуск класса 2A для болтов и допуск класса 2B для гаек. Размеры для шайб соответствуют требованиям Спецификации для конструктивных соединений с использованием болтов ASTM A325 или A490, разработанной Научным Советом по болтовым и клёпаным соединениям при Инженерном Совете. Если не оговорено другое, шайбы имеют круглую форму.

Вторая основная спецификация, устанавливающая стандарт для крепежа HSB, называется Конструктивные соединения с использованием болтов ASTM A325 или A490, одобренная Научным Советом по болтовым и клёпаным соединениям при Инженерном Совете. Данная спецификация утверждена AISC и Институтом Промышленного Крепежа (IFI). Спецификация устанавливает технические требования для проектирования и сборки конструктивных соединений с использованием высокопрочных болтов. Спецификация AISC по крепежу HSB соответствует спецификации Научного Совета по болтовым и клёпаным соединениям и для включает в себя:

• Технические требования для болтов, гаек и шайб

• Размеры болтов, гаек и шайб

• Детали, соединяемые болтами

• Допустимые покрытия для соединяемых поверхностей (допускается покрывать краской любого типа контактные поверхности несущих соединений, для покрытия контактных поверхностей фрикционных соединений используются определённые поверхности).

• Расчётное напряжение для прилагаемых усилий растяжения, сдвига и нагружения.

• Разрешённые процедуры монтажа, включающие расчёт минимального напряжения по отношению к размеру и типу крепежа.

• Требуемые проверки.

Отверстия с увеличенным диаметром и отверстия с пазами

Page 147: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

Все стандартные отверстия для крепежа HSB должны быть больше номинального размера диаметра болта на 1/16 дюйма. Отверстия перфорируются (при условии, что толщина листа не превышает 1/8 дюйма от номинального диаметра болта), перфорируются с меньшим диаметром с последующей расточкой или просверливаются.

Величина отверстий с увеличенным диаметром для крепежа HSB не должна превышать следующих значений:

• 3/16 дюйма от номинального диаметра болтов для болтов, диаметр которых равен или меньше 7/8 дюйма

• 1/4 дюйма от номинального диаметра болтов для болтов с диаметром 1

• 5/16 дюйма от номинального диаметра болтов для болтов с диаметром 1 1/8 и выше

Отверстия с увеличенным диаметром используются в таких соединениях на наружном слое используются закалённые шайбы.

Отверстия с короткими пазами имеют увеличенный на 1/16 дюйма диаметр по отношению к диаметру болта, максимальная длина на 1/16 дюйма больше максимально допустимого размера отверстий с увеличенным диаметром. Отверстия с короткими пазами могут применяться в одном из элементов (слоев) соединения с ограниченным смещением или несущем соединении или во всех из них. В несущих соединениях паз должен располагаться перпендикулярно вектору нагрузки. В соединениях с ограниченным смещением со стороны отверстия с пазом должны применяться закалённые шайбы.

Отверстия с длинными пазами также имеют увеличенный на 1/16 дюйма диаметр по отношению к диаметру болта, максимальная длина в 2 1/2 больше номинального диаметра болта. В несущих соединениях пазы должны располагаться перпендикулярно вектору нагрузки. В соединениях с ограниченным смещением отверстия с пазами могут использоваться вне зависимости от направления нагрузки. В соединениях, где во внешнем элементе (слое) имеются отверстия с длинным пазом необходимо использовать тарельчатую шайбу из конструкционной стали с толщиной, как минимум 5/16 дюйма или пластину, целиком закрывающую паз. Если необходимо использовать закалённую шайбу, она должна находиться с внешней стороны тарельчатой шайбы или пластины. Пазы могут применяться только с одной стороны соединяемых частей несущего соединения или соединения с ограниченным смещением на индивидуальной контактной поверхности.

Процедура затягивания болтов

При монтаже одним из вышеперечисленных способов могут использоваться болты стандарта ASTM A325 или A490. Затягивание производится закручиванием либо болта, либо гайки при удерживании второго элемента (болта или гайки) в неподвижном положении. Весь крепёж в соединении должен быть затянут с минимальным напряжением, указанным в спецификации.

Затяжка вращением гайки

При использовании метода затяжки вращением гайки обеспечивается контроль напряжения, в отличие от процедуры контроля крутящего момента (как в случае с использованием динамометрического ключа, болтов с контролем крутящего момента или калиброванных ключей). Эффективность метода зависит от достижения одинакового значения начальной точки, с которой начинается измерение вращений подвижного элемента крепежа (как правило, гайки). Эта точка называется положением плотной затяжки. Данное положение характеризуется как положение, при котором сопрягающиеся поверхности соединения

12-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 148: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-15

находятся в полном контакте и зазор отсутствует. После того, как плотная затяжка выполнена, дальнейшее поворачивание гайки приводит к удлинению болта, или деформации, что вырабатывает усилие зажима. Необходимые требования к затяжке гаек установлены в спецификации.

Согласно нормальной процедуре затяжки болтов, необходимо выполнить плотную затяжку достаточного количества болтов для обеспечения полного контакта сопрягаемых поверхностей. После этого в оставшиеся отверстия вставляют остальные болты и также выполняют их плотную затяжку. После этого все болты затягиваются на величину, указанную в спецификации. Затяжку болтов начинают с наиболее неподвижной части соединения, после этого затягиваются болты, расположенные ближе к краям соединения. Для достижения единого уровня деформации всех болтов, гайки затягиваются до различного значения, в зависимости от длины болтов.

Данный метод затягивания плохо поддаётся проверке, и поэтому нуждается в очень тщательном контроле необходимого уровня затяжки, поскольку проверка должна проводиться непосредственно во время затяжки.

Затяжка с использованием калиброванных ключей

При использовании калиброванных ключей для затяжки соединения, необходимо удостовериться в точности их калибровки. Данный метод позволяет контролировать момент затяжки. Далее по процедуре непосредственно в момент затяжки проверяется, чтобы вращение подвижного элемента крепежа от момента плотной затяжки не превышало требуемой величины. Дальнейшая рекомендованная процедура затяжки такая же, как и для метода затяжки вращением гайки.

Рекомендуется пользоваться ключом для проверки уже затянутых болтов, затяжка которых может ослабнуть из-за последующей затяжки болтов того же соединения. Такая повторная затяжка не рассматривается как повторное использование болта. Разрешается повторно использовать болты A325, однако болты A490 и оцинкованные болты A325 не допускаются к повторному использованию после создания преднатяжения.

Метод прямого натяжения

Устройства прямого натяжения вытягивают болт для сообщения ему требуемого преднатяжения. В качестве примера системы прямого натяжения может служить система натяжки при помощи хакболта.

Динамометрический ключ

Динамометрические ключи обеспечивают наиболее простой способ затяжки и контроля момента затяжки. Болты завинчиваются и затягиваются при помощи гаечного ключа с электроприводом по ограничению крутящего момента. По достижении необходимого крутящего момента привод отключается.

Проверка затяжки

Проверка затяжки болтов, выполненной вращением гайки или при помощи калиброванного ключа обычно выполняется непосредственно в момент выполнения затяжки. Для дополнительной проверки затяжки используют динамометрический ключ, который калибруется согласно процедуре, описанной в пункте Затяжка при помощи калиброванного

Page 149: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

ключа. При использовании метода прямого натяжения проверка затягивания также выполняется непосредственно в момент выполнения затяжки.

АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ

Анкерные болты используются для крепления опорной площадки трубного крепления и других приспособлений к бетонным стенам и полу. Для этого обычно в бетоне сверлится отверстие, в которое монтируется анкер, в соответствии с инструкциями производителя. Существует несколько производителей, которые предлагают множество типов анкерных болтов. При монтаже бетонных анкерных болтов необходимо следовать специально разработанным инструкциям и процедурам. Существует три основных метода крепления бетонных анкерных болтов:

• Анкер с распорной головкой

• Адгезионное связывание

• Макси-болт

Для установки анкеров с распорной головкой в бетоне высверливается отверстие, диаметр которого должен лишь ненамного превышать диаметр анкерного болта. После того, как отверстие просверлено, необходимо проверить его глубину, правильность угла и чистоту. Затем анкерный болт вставляют в отверстие, слегка постукивая по нему молотком. Необходимо защитить резьбу от повреждений при работе молотком при помощи защитных приспособлений. После того, как анкерный болт вставлен в отверстие, устанавливается опорная площадка и затягивается анкерная гайка. По мере затягивания гайки клинья внизу болта расходятся в стороны, намертво фиксируя болт в бетоне.

Адгезионное крепление выполняется схожим способом. В бетоне высверливается отверстие необходимого размера, которое заполняется связывающим составом или химическим патроном. После этого в отверстие вставляется анкерный болт, в соответствии с инструкциями производителя. Ниже приведены преимущества адгезионного метода:

• Меньшее количество механических деталей

• Большая вероятность того, что по завершении процедуры необходимая удерживающая способность будет достигнута

• Не так важно физическое расположение отверстий под анкерные болты

Процедура установки макси-болтов похожа на процедуру монтажа болтов с распорной головкой, с той разницей, что для макси-болтов внизу основного отверстия выполняется конусная проточка, в которую будет упираться коническая гайка внизу болта после затяжки анкерной гайки. Данный тип анкерного болта называют «деформируемым» болтом, это означает, что он скорее может быть разрушен, чем вынут из отверстия крепления, в отличие от болтов двух предыдущих типов.

Нельзя применять различные типы анкерных болтов на одной опорной площадке. Также, рекомендуется использовать один тип анкерного болта при работе над проектом, для снижения затрат на инструментальное оснащение и обучение персонала.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТАНОВКЕ КРЕПЛЕНИЙ

• Убедитесь, что материал и размеры крепежа соответствуют требованиям.

• Убедитесь, что допуски соответствуют требованиям спецификации.

12-16 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 150: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подвески и опоры Раздел 12

1996:Ред. 2 Piping/Mechanical Handbook 12-17

• Убедитесь в правильном расположении и направлении закрепляемой трубы.

• Убедитесь, что готовые компоненты смонтированы согласно инструкциям поставщика.

• Ограничители хода пружинных опор должны быть установлены в положение для низкой температуры.

• Убедитесь, что для замены материалов имеются следующие опции: Больший размер штанг подвесных креплений Больший размер профильных конструкционных материалов Больший размер листовой стали

• Все болтовые соединения должны быть зафиксированы одним из следующих способов: Сдвоенной гайкой Полугайкой или контргайкой Кернением Стопорной гайкой

• В случае со сварными соединениями, информация для замены обычно включена спецификацию. Для примера, металл сварного шва может располагаться на внутренней стороне широкой полки балки, а не снаружи, даже если на чертеже крепления указано обратное.

БАЛАНСИРОВКА ЗАГРУЗКИ

Данная процедура предназначена для регулирования загрузки трубных опор на уровне холодных настроек для наиболее важных систем в соответствии с расчётной документацией. Для проведения процедуры нужны несколько динамометров для измерения фактической нагрузки трубных опор. Стандартная процедура включает в себя следующие операции:

• Убедитесь, что все жёсткие (неподвижные) опоры нагружены.

• Убедитесь, что все трубопроводы снабжены изоляцией и их температура равна температуре окружающей среды. Водопроводы должны быть заполнены.

• Убедитесь, что пружинные опоры находятся на холодных настройках, ограничители хода сняты.

• Установите динамометры на первые три жёстких опоры, считая от конца терминала.

• Отрегулируйте усилие на каждом динамометре, чтобы каждый из них принял расчётную холодную нагрузку, согласно чертежам опоры.

• Показания должны лежать в пределах +/-5% расчётной нагрузки. Если расхождение выше пяти процентов, отрегулируйте усилие ближайшей опоры в пределах 5 процентов.

• По достижении необходимого значения на всех динамометрах, проверьте и в случае необходимости отрегулируйте ближайшую пружинную опору.

• Снова проверьте показания динамометров, при необходимости произведите регулировку.

• Перенесите нагрузку с первого динамометра на опору путём регулировки или регулировочной подкладки.

• После переноса нагрузки снова проверьте остальные опоры, если показания находятся в пределах нормы, уберите динамометр и приступайте к настройке следующей опоры.

Page 151: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 12 Подвески и опоры

• Настройте следующую по очереди опору. Повторите все вышеописанные действия. Если трубопровод имеет отводы, производите настройку опор не более чем одного отвода одновременно. Отводы размером менее 2 дюймов не включаются в процесс Балансировки.

Балансировка насосов

Если несколько ближайших к насосу опор регулируемые, это может упростить процедуру балансировки насоса. Если ближайшие к насосу опоры жёсткие, между ними и трубой должен быть увеличенный зазор, труба устанавливается при помощи подкладки регулировочных шайб. Шайбы должны быть только прихвачены сваркой, что даст возможность для перенастройки в будущем.

12-18 Piping/Mechanical Handbook 1996:Ред. 2

Page 152: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

ПОДДЕРЖАНИЕ ЧИСТОТЫ ВО ВРЕМЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Для поддержания чистоты системы во время изготовления, монтажа и наладки необходимо следовать следующим рекомендациям:

• Для содержания системы в чистоте начните с использования чистых материалов. Во время выполнения работ поддерживайте чистоту материалов.

• Используйте антикоррозионное покрытие для внутренних поверхностей деталей из углеродистой стали. Обычно такое покрытие снимают до передачи оборудования в эксплуатацию.

• Герметично закрывайте доступ к деталям, если работы с ними не ведутся.

• После завершения работ и до повторного закрытия системы производите местную чистку.

• Обеспечьте защиту очищенных систем от возможного загрязнения вблизи посторонних предметов либо на участках работ посредством огораживания чистых участков или использования внутренних перегородок либо герметичного кожуха для открытых систем.

• Установить порядок контроля за наличием посторонних предметов и ограничение доступа на чистые участки.

• Уберите все видимые металлические частицы и стружки сразу после металлорезки.

• Не используйте газовую резку там, где выгар может ветром занести в недоступные места.

• Не режьте трубы в вертикальном положении, если существует возможность попадания металической стружки в недоступные места.

• Уберите шлифовальную пыль на участке прежде, чем использольвать образовавшийся проход в стенках или в сварочном шве, чтобы предотвратить попадание пыли в чистую систему.

• Используйте сверло с магнитной головкой для сверления отверстий в трубах из обыкновенной или легированной стали, чтобы свести распространение металических частей к минимуму. Во время сверления часто очищайте отверстия.

• Используйте пилу для выпиливания отверстий, если убрать стружку с внутренних поверхностей трубы будет невозможно. Необходимо почистить отверстия непосредственно перед тем, как их пробить, а заглушку сразу снять.

• По окончании нарезания резьбы почистите концы трубы, снабженные резьбой, от смазки и металлической стружки.

• Продуйте воздухом без примесей масла все трубные узлы, изготовленные на участке, включая клапаны, чтобы удалить подвижные твердые частицы.

• Герметично закройте просветы в трубных узлах, изготовленных на площадке, до их установки. Используйте дессикант для внутреннней поверхности готовых трубных узлов, если этого требуют проектные ТУ.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 13-1

Page 153: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

13-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• До установки или прикручивания фланцов и других механических соединений очистите поверхность фланцов от заводского лакового покрытия или других защитных средств.

• Накройте прихваченные трубные соединения до их сварки во избежание попадания пыли.

• Работая с чистыми системами, соблюдайте порядок контроля доступа и посторонних предметов на участке.

Смазочные материалы для резки

Смазочные материалы могут разрушительным образом повлиять на многие критически важные, включая системы вакуума, кислорода и аргона. По возможности смазочные материалы необходимо удалять по окончании резки, резьбонарезания, сверления и выпиливания отверстий. Если существует потенциальная возможность того, что смазка останется в системе, вид используемой смазки должен быть одобрен инженером или производителем данного оборудования.

Обычно смазочные материалы для систем, изготовленных из нержавеющей или углеродистой/легированной стали, должны отвечать следующим условиям:

• Общее содержание органических и неорганических галогенов (хлорида, бромида, фторида и йода) должно быть менее 1%.

• Общее количество неорганических галогенов менее 200 частиц на миллион.

• Содержание серы менее 1%

• Содержание легкоплавких металлов (свинца, висмута, цинка, ртути, сурьмы и олова) менее 1000 частей на миллион. Содержание каждого легкоплавкого металла не должно превышать 200 частей на миллион. Содержание ртути не более 50 частиц на миллион.

Обычные смазочные матералы для резки на масляной основе можно использовать для второстепенных систем, изготовленных из углеродистой либо легированной стали. Смазочные материалы для резки в гидравлических системах или системах смазочного масла, должны быть совместимы с маслами, обычно используемыми при эксплуатации этих систем.

Дессиканты

Пакеты с осушителем необходимы для контроля уровня увлаженности в закрытых системах. Как правило, пакет с осушителем помещают в емкость с отверстиями, прикрепленную к концевой заглушке трубы. Емкость с осушителем не должна соприкасаться с внутренней поверхностью трубы. Индикаторные карты влажности должны быть также размещены у просвета в трубе на расстоянии от пакета с дессикантом. Для контроля индикаторной карты влажности используют прозрачную пластиковую концевую заглушку. Расположение и колисество размещенных пакетов с дессикантом должны быть указаны на наружней поверхности трубы или на концевой заглушке.

Требуемое количество дессиканта можно высчитать следующим образом:

U = 1.2V

Page 154: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Методы очистки и промывки Раздел 13

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 13-3

где:

V = вместимость системы в куб. фунтах,

U = количество дессиканта в единицах, одна единица дессиканта способна поглотить 3.0 грамма влаги при сравнительной влажности 20% и температуре окружающей среды 77 oF, что указывается поставщиком.

Дессиканты должны содержать нераплывающиеся, непылеобразующие, химически инертные, осушающие вещества. Этому требованию соответствуют дессиканты, отвечающие военным техническим условиям MIL-D-3464, Вид II. Дессиканты должны поставляться в пакетах и содержать менее 0.25% галогена. Пакеты с дессикантами должны иметь отверстия и быть устойчивыми к разрывам. Если пакет с дессикантом был открыт внутри трубопровода, нужно немедленно очистить систему от дессиканта.

Требования к чистоте материалов, закупленных для использования на объектах.

Материалы из нержавеющей стали должны быть доставлены в чистом от металла виде, и поверхности должны быть чистыми от посторонних материалов, таких как металлические частицы, стружки, выгар после сварки, шлифовальная пыль или ржавчина. Также на поверхности не должно быть органической пленки и посторонних веществ, таких как масла, смазка, краски и нерастворимые защитные материалы или ингибиторы.

Материалы из углеродистой и легированной стали должны быть свободны от посторонних частиц (металлических частиц, стружки, выгара или шлифовальной пыли). Допустимо наличие тонкого, неосыпающегося, эластичного, несплошного налета ржавчины, однако не приемлемо наличие жесткого и толстого слоя ржавчины, прокатной окалины, т.к. их чистка на объекте будет затруднена и приведет к увеличению затрат на строительство. Поверхность труб должна быть чистой от органической пленки и посторонних материалов, таких как масла, смазка или красочные покрытия. По окончании чистки на внутреннюю поверхность труб должно быть нанесено растворимое в воде, неорганическое антикоррозийное покрытие (консервирующие вещества из солей фосфора). Очищенные от окалины участки труб нужно покрыть легкой масляной пленкой или антикоррозийным слоем.

Консервирующие вещества из солей фосфора должны иметь 0.5% концентрацию.

МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Ниже приводится список различных методов механической очистки труб и их компонентов:

Протирание вручную

• Куски материи, ткани должны быть без ворса

• Во время очистки поверхности изделий методом протирания обычно используют воду или растворители.

Очистка металлическими щетками

Page 155: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

13-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Для эффективной очистки маленьких участков труб используют металлические щетки с ручным либо механическим приводом.

• Для деталей из нержавеющей стали следует использовать щетки из коррозионно устойчивого материала, не используйте одну и ту же щетку для очистки нержавеющей и углеродистой стали.

Трубопрочистные ерши

• Раздвижные ерши с пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом, в которых приводимые в движение вода или воздух заставляют ерш перемещаться, тем самым обеспечивая очистку внутренней поверхности труб с применением механического привода.

• Вода, используемая для промывки внутренней поверхности труб, должна соответствовать уровню загрязнености трубной обвязки.

• Не применяйте ерши с пневмоприводом, для которых необходим маслосодержащий воздух, если воздух двигателя распространяется в трубу. Не используйте трубопрочистные ершики для клапанов, сетчатых фильтров, огариничительных диафрагм и других чувствительных деталей.

• Не прибегайте к использованию трубопрочистного ершика для привариваемых фитингов или фитингов малого радиуса.

Page 156: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Методы очистки и промывки Раздел 13

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 13-5

Шлифовка

• Для очистки возможно использование шлифовального круга или диска только из оксида алюминия или карбида кремния на керамической или бакелитовой вязке.

• Откидной круг из оксида алюминия и полировальный диск обеспечивают эффективную очистку внешней поверхности изделий от механических примесей.

• Зачистной круг может использоваться для местной очистки, но поверхность зачистного круга должна быть покрыта слоем карбида вольфрама или титана.

Дробеструйная или пескоструйная очистка

• Струйная очистка обычно проводят согласно стандартам SSPC (Совета по окраске стальных конструкций).

• Не применяйте струйную очистку по отношению к чувствительным изделиям.

• Для струйной очистки поверхностей из нержавеющей стали используйте только безжелезистый песок.

• Грубый песчаник можно использовать только для сваренных встык труб из углеродистой стали.

• Не подвергайте струйной очистке участки, которые подлежат испытанию методом проникающих жидкостей.

• Для струйной очистки внутренней поверхности 2” труб и труб меньшего размера можно поместить радиальное дутьевое сопло внутрь трубы.

За механической очисткой, как правило, следует ручная очистка доступных участков внутренней поверхности труб и продувка воздухом или промывание водой недоступных участков внутренней поверхности. После дробе/пескоструной очистки предпочтительнее проводить продувку воздухом.

ВАКУУМНАЯ ОЧИСТКА

Вакуумная очистка проводится для удаления металлической стружки и частиц постороннего материала, присутствующих в воздухе, во время проведения работ или для местной очистки с последующим выполнением рабочих операций.

ПРОДУВКА ВОЗДУХОМ

Отфильтрованный сжатый воздух без примесей масла используют для очистки труб в следующих случаях:

• Местная очистка от посторонних материалов в результате установки и монтажа.

• Осушка ранее увлажненных систем.

Позаботьтесь о том, чтобы воздух и частицы не попадали на внутреннюю поверхность деталей, и не продувайте частицами чувствительные детали.

ОЧИСТКА РАСТВОРИТЕЛЯМИ

Обычно для очистки трубопроводов используют следующие растворители:

Page 157: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

13-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Спирт Этиловый спирт (этанол) Метиловый спирт (метанол) безводный Изопропиловый спирт

• Ацетон

• Толуол, эффективен для снятия смазки на основе силикона.

• Нафта

• Очищенный уайтспирит ПРИМЕЧАНИЕ: предпочтительнее использование этого растворителя ввиду его низкой

воспламеняемости.

Примите во внимание, что спирт, ацетон, толуол и нафта являются крайне опасными и легко воспламеняемыми материалами, в связи с чем рекомендуется содержать растворители в герметичных контейнерах и использовать только в хорошо проветриваемых помещениях. Важную информацию по безопасному использованию этих продуктов дает паспорт по безопасности материала от производителя. В общем, нужно избегать длительное воздействие этих веществ на кожу человека.

При наличии внутреннего покрытия в трубопроводах чистящие растворители должны быть совместимы с метариалом покрытия. Для чистки растворителем используйте неосыпающиеся щетинные шетки.

ОЧИСТКА СТРУЕЙ ВОДЫ

Метод очистки струей воды, или гидролаза, заключается в том, что струя воды в малом количестве (20 гал/мин) под высоким давлением (1000 фунтов/кв. дюйм), направляемая на внутреннюю поверхность трубопровода, смывает ржавчину, прокатную окалину, масло и другие инородные вещества. При этом следует использовать распылительные насадки радиального типа для шланга подачи воды или чистящие насадки нажимного типа. В случае очистки трубопроводов из углеродистой или легированной стали в воду нужно добавить 0.5-1% тринатрия.

Качество воды должно соответствовать трубопроводной системе, для очистки которой она используется. Вода гидролазы не должна касаться гнезда клапана, расходомерных насадок, и других чувствительных элементов. После очистки трубопроводы из углеродистой и легированной стали рекомендуется осушить методом продувки воздухом либо др..

СПОСОБЫ ПРОМЫВКИ СИСТЕМ

Существует несколько методов промывки систем, проводыимых для их очистки. В общем, вода, используемая для промывки системы, должна подходить системе. По окончании промывки системы из углеродистой или легированной стали должны быть осушены воздухом.

Промывка методом рециркуляции

При этом способе промывки вода в определенном количестве циркулирует под давлением в замкнутом цикле трубопроводной системы при заданной скорости, через сетчатые фильтры,

Page 158: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Методы очистки и промывки Раздел 13

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 13-7

фильтры или деминерализаторы (опреснители), очищая систему от строительного мусора и примесей в воде.

Промывка со скоростью

Способ очистки с использованием скоростного потока жидкости или воздуха для очищения, выдувания и вымывания инородных материалов с внутренних стенок системы. Уловленные во время промывки частицы уносятся потоком как мусор и собираются в металлических сетках или фильтрах. Для эффективной промывки фактическая скорость потока должна в два раза превосходить расчетную скорость.

Page 159: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

13-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Метод вымачивания

Этот процесс используют, когда рециркуляция воды в системе представляется невозможной ввиду наличия впускных соединений или особой конфигурации трубок для сосудов. Недостаток этого метода в том, что он требует использование крепкого раствора, а отбор проб внутренней среды не дает точные результаты.

Очистка кислотой

В процессе такой очистки внутренние поверхности деталей, работающих в водной среде под давлением, очищаются от прокатной окалины и ржавчины. Раствор кислоты реагирует с железной окалиной и образует оксид железа.

Химическая очистка

В процессе этой очистки горячая щелочная вода или раствор лимонной кислоты циркулирует в системе и удаляет масло, смазку, лаковое покрытие фитингов, консервирующие вещества, ингибиторы коррозии и, при наличии, кремнийсодержащие вещества из трубопроводных систем и оборудования из углеродистой стали. Вслед за этим проводят промывку раствором кислой воды для удаления окиси железа и прокатной окалины. Затем моющий раствор с кислотой нейтрализуют и вымывают из системы.

ЧИСТЯЩИЕ ДОБАВКИ

Увлажняющие добавки

Увлажняющие вещества улучшают контакт между чистящим раствором и трубопроводом либо оборудованием. Эти добавки уменьшают поверхностное натяжение чистящего раствора, тем самым повышая качество очистки металлических поверхностей. Так как увлажняющие добавки изготовлены на моющей основе, и склонны к пенообразованию, их использование невозможно для всех типов оборудования.

Пеногасители

Эти добавки используют, когда в химический раствор добавляют моющие вещества, что приводит к низкому пенобразованию во время очистки и слива моющего раствора в систему и резервуар сбора отходов.

Ингибиторы кислоты

При попадании в чистящий раствор эти ингибиторы обеспечивают более высокую температуру и замедляют реакцию между чистящим раствором и металлической поверхностью трубопроводов и оборудования.

Подготовка к химической очистке

Для проведения очистки по месту, как правило, требуется временное оборудование. Необходимо проверить схемы трубопроводов и КИП и отметить следующее:

• Объем работ по очистке

• Необходимое направление для циркуляции потока

• Все временные трубы и КИП

• Источник тепла на время выполнения работ по очистке

Page 160: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Методы очистки и промывки Раздел 13

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 13-9

• Расположение сетчатых фильтров и фильтров

Рекомедуется, передать выполнение этого вида очистки специализированному подрядчику на условиях субдоговора.

Временные трубные соединения

Все временные трубы должны соответствовать следующим условиям:

• Труба должна соответствовать миниммальному значению Графика 40

• Во избежание утечек использовать сварные соединения

• Проверить прокладки на их стойкость теплу и совместимость с химическими веществами, используемыми во время промывки

• Контролировать систему во избежание избыточного давления

Временные КИП

• Убедитесь, установлены временные манометры

• Установите манометры перепада давления у сетчатых фильтрах, чтобы видеть засорение фильтров или уменьшение потока

• Установите датчики температуры для контроля температуры во время промывки

Оборудование для подогрева чистящего раствора

Два метода подогрева химического чистящего раствора.

• Метод прямого контакта

• Теплообменник с подачей пара

Меры безопасности при промывке

Следует принять меры безопасности такие, как предупреждающие знаки, ограждения или временное ограничение доступа на участок работ для постороннего персонала. До начала промывки пересмотреть весь процесс промывки химреагентами с участием представителя отдела ТБ. Для надлежащей защиты персонала и оборудования необходимо следовать нормам техники безопасности и OSHA.

Подготовка к химической очистке

Возможно использование механической очистки (скребкование линии), чтобы сбить рыхлую грязь и частички песка, а также очистить внутренние стенки труб от масла и смазки. Обычно используют очищенную воду скважин, промышленную воду или воду городских водопроводов для очистки систем методом скребкования. Прежде чем оборудование будет доставлено на участок, поставщики, как правило, готовят бочки и охладители для проведения промывки.

Page 161: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

13-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Сразу после механической очистки и монтажа непосредственно на участке необходимых временных труб раствор кислоты вводят в систему для удаления окалины. По возможности встряхивайте трубы, чтобы освободить их от рыхлых материалов. После очистки кислотой промойте систему пресной водой. В случае использования лимонной кислоты для очистки системы промывка пресной водой, как правило, не производится.

Очищенную от окалины трубную линию затем пассивируют, используя для этого фосфатное покрытие, во избежание дальнейшей коррозии. Обычно используют один из трех растворов:

• Первичнй фосфат натрия

• Вторичный фосфат натрия

• Нитрат натрия

Примечание: В случае использования лимонной кислоты для первичной очистки системы в чистящий раствор необходимо добавить аммиак, чтобы поднять уровень pH до 9 или 10, а затем использовать нитрат натрия.

После пассивирования систему необходимо осушить сухим азотом либо очищенным сухим сжатым воздухом. После пассивирования не промывайте систему водой. После осушения проверьте систему на возможное наличие ржавчины, прокатной окалины или других посторонних материалов, соберите и герметично закройте систему. Заполните систему инертным газом, нанесите антикоррозийный слой или заполните систему маслом, чтобы свести к минимуму образование ржавчины в системе. Наконец, чтобы защитить внешнюю поверхность труб и фиттингов, нужно их окрасить и покрыть лаком либо обеспечить защиту другим образом.

Системы с газовой подушкой требуют регулярной проверки на наличие газовой подушки в системе.

Промывка смазочным маслом

До начала промывки смазочным маслом важно проверить требования к промывке поставщика, инженеров и заказчика, чтобы уяснить условия проведения и критерии приемки промывки. Лучше всего до начала работ иметь специальную процедуру или инструкцию по промывке, утвержденную всеми сторонами.

Первым шагом при промывке смазочным маслом является химическая чистка и пассивирование всех сопутствующих трубопроводных линий, теплообменников и сосудов. Обычная последовательность действий при промывке смазочным маслом следующая:

• Подготовить перемычки для уплотнений и корпусов подшипников, расположить их как можно ближе к подшипникам.

• Заправить систему определенным маслом. Если нужного масла нет, с разрешения поставщика и/или инженеров-проектировщиков можно использовать турбинное масло 32. После заправки системы рабочий уровень масла должен составлять количество масла, необходимое согласно проекту системы.

• Установить металлическую сетку 100 на линии возврата в резервуар.

• Циркулируйте промывочное масло в системе в течение 4 часов при максимальной рекомендуемой температуре, постукивая по трубам, переключая клапаны, рециркулируя масло в резервуары приема масла подшипников и уплотнений (если оснащено таковым).

Page 162: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Методы очистки и промывки Раздел 13

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 13-11

Почистите металлическую сетку 100 и циркулируйте промывочное масло еще 4 часа, продолжая постукивание и рециркуляцию. Снова снимите и проверьте сетку 100. Сетка должна быть чистой без признаков присутствия магнитных частей или грязи в ячейках. В противном случае продолжайте промывку системы с шагом в 4 часа до тех пор, пока металлическая сетка не очистится.

• Если система очищена, снимите временные перемычки и присоедините трубопроводы для постоянного пользования. На входе к каждому подшипнику установите металлические сетки 100. Установите заглушки в системе уплотнительного масла (если таковое имеется), чтобы промывка системы не затрагивала уплотнения. Если в системе есть муфтовое соединение с масляной смазкой, установите металлическую сетку 100 на отводящей масло линии к соединительной муфте.

• Если не указано иначе поставщиком, продолжайте циркулировать промывочное масло в системе с шагом в 4 часа до тех пор, пока металлическая сетка не очистится.

• Если система очищена, снимите временные перемычки и присоедините трубопроводы для постоянного пользования, демонтируйте металлические сетки, установите фильтры и почистите корпусы фильтров. Проверьте металлические сетки на всасе насоса и очистите при необходимости.

• Циркулируйте масло в системе в течение как минимум 8 часов.

• Извлеките фильтры и почистите корпусы фильтров. Возможно заказчик пожелает осмотреть металлические сетки, чтобы убедиться в эффективности промывки маслом.

• Слейте промывочное масло, осмотрите и почистите резервуары, установите фильтры на место, заправьте рабочим маслом и продолжайте циркуляцию масла в системе до передачи системы для запуска либо клиенту.

Примечание: если для промывки системы использовали рабочее масло, и система оказалось чистой, нет необходимости сливать масло после промывки. Данное решение должно быть согласовано с заказчиком.

Запуск установки с использованием пара

Подготовку к запуску установки с паром следует начать при ее вводе в эксплуатацию. Начните с выявления несоответствий, проверки возобновления гидроиспытаний во время обхода системы. Один из методов запуска установки с использованием пара включает следующие действия и требует согласия со стороны представителей группы ввода в эксплуатацию и/или заказчика:

• Проверить прокладки и присоединения клапанов

• По необходимости навесить ярлыки в системе

• Открыть дренажные клапаны

• Закрыть вход в конденсатоотводчики во избежание их закупоривания.

• Запустить котел и открыть запорные клапаны.

• По мере нагревания системы откройте дренажные клапаны для беспрепятственного выхода конденсата и пара из системы. После того, как процесс отвода конденсата стал стабильно замедленным, начните открывать отводы конденсатоотводчиков и закрывать дренажные клапаны.

Page 163: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 13 Методы очистки и промывки

13-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Замените или отремонтируйте неисправные конденсатоотводчики.

Page 164: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 14 Испытание на герметичность

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Согласно многим правилам перед началом эксплуатации необходимо проводить испытание герметичности, и все линии должны быть проверены на наличие утечек. Обычно полевое испытание представляет собой гидростатическое испытание герметичности. Существует также несколько других типов испытаний, в зависимости от используемой жидкости. Имеется 6 методов проведения испытания, которые можно в большинстве случаев использовать на строительных площадках.

• Гидростатическое испытание, при котором используется вода под высоким давлением

• Пневматическое испытание, при котором используется газ или воздух под высоким давлением.

• Испытание при эксплуатации, которое включает в себя обход с проверкой утечек, когда система запущена в работу.

• Вакуумное испытание, при котором используется отрицательное давление для проверки на наличие утечек.

• Испытание гидростатическим напором, которое как правило проводится при дренировании линий, наполненных водой, при известном гидростатическом давлении, поддерживаемом в стояке в течение определенного времени.

• Испытание с использованием газоанализатора для определения утечек инертного газа.

Гидростатическое испытание на герметичность.

Обычно для данного вида испытаний используется вода, за исключением случаев, когда возможно повреждение системы по причине замерзания или если остаточная вода в линиях может нарушить работу системы. Например, криогенные системы, которые работают при очень низких температурах. Влагу, оставшуюся после проведения испытаний, нужно полностью удалить перед тем, как запускать систему в эксплуатацию. Процесс удаления влаги может задержать пуск системы.

Опрессовка обычно проводится при давлении, в 1,5 превышающем расчетное давление линии, в зависимости от применяемых нормативов и стандартов проектирования и монтажа для данных линий. Расчетное значение давления можно получить из таблиц предназначения линий, предоставляемых инженерами-проектировщиками.

Пневматическое испытание на герметичность

Для пневматических испытаний обычно используется сжатый воздух или азот. Давление для опрессовки согласно нормативам обычно в 1.1 раз превышает расчетное давление для данной линии. При пневматическом испытании всегда существует опасность освобождения энергии, накопленной в сжатом газе. Меры предосторожности включают в себя постепенное повышение давление, пока не будет достигнуто тестовое давление, удержание давления в линии в течение времени, установленного нормативами, а затем снижение давления до расчетного значения для проведения проверки соединений. Проверка соединений

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 14-1

Page 165: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 14 Leak Testing

14-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

проводится с использованием пенистой воды, в которой образуются пузырьки, указывающие на пропускание воздуха.

Испытание при эксплуатации

Диапазон проведения таких испытаний ограничен нормативами (напр.ASME B31.3, категория D, жидкости). Давление будет постепенно повышаться, пока не достигнет рабочего значения. Затем на трубе будет проведена проверка. Обычно, такие испытания проводит клиент, когда система запущена в работу.

Вакуумная проверка герметичности

Это самый сложный вид испытаний для обнаружения утечек. Один метод представляет собой процесс снижения давления, при котором поддерживается определенное вакуумное давление в течение определенного времени. Довольно сложно определить местоположение утечки при помощи такого метода. Ранее использовались традиционные методы с использованием свечных или дымных аппаратов, но для более крупных установок это непрактично. Методы определения газа можно использовать, когда отбор проб происходит на участке эжектора.

Испытание на герметичность гидростатическим напором

Это испытание также известно как испытание на удар. В большинстве случаев есть необходимость установить дополнительно участок трубы на верхнюю часть стояка, чтобы получить нужный напор. После заполнения системы делается отметка об уровне воды. По прошествии определенного времени (напр. 3 часа) проверяют, не понизился ли уровень, и регистрируется время, в течение которого проводилось испытание. Если заметно, что какие-либо соединения пропускают воду, их проверяют и устраняют течь.

Метод с использованием анализатора

Для этого вида испытания на герметичность используется гелий. В систему или емкость закачивается небольшое количество газа при атмосферном давлении. Благодаря этому можно проверять герметичность с использованием аспирационного зонда в районах потенциальных утечек.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

Когда система почти готова, первым шагом в подготовке к проведению испытания является составление дефектной ведомости с указанием неустраненных дефектов и замечаний, по которым еще нужно провести строительно-монтажные работы. Для составления дефектной ведомости необходимо провести сопоставление технологических схем с изометрическими схемами трубопроводов. Проверьте виды клапанов, направление потока, врезки, и любые изменения в связи с использованием материалов (напр. Несоответствие спецификациям). Проверьте все оборудование и элементы, установленные на линии, убедитесь, что они выдержат давление, используемое при испытании.

Page 166: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Leak Testing Section 14

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 14-3

После сопоставления документов и чертежей, проведите проверку системы согласно изометрическим или технологическим схемам. Обычно, проверяется следующее:

• Установленные и закрученные фланцы, наличие всех болтов и прокладок

• Наличие всех опор.

• Направление трубопроводов

• Тип и направление клапанов

• Установка вентильных и дренажных клапанов для правильного заполнения и дренирования системы.

• Использование нужного вида материала согласно цветовому коду или маркировке, зарегистрированное число Момене, если это требуется согласно нормативам.

• Все необходимое оборудование для снижения давления на линиях, сварные соединения, составление и приемка документации по сварке.

На газовых системах, возможно, будет необходимо временно установить дополнительные опоры для удержания гидростатической нагрузки.

Поскольку на разных проектах установлены различные требования, обычно составляется специальная проверочная ведомость для определенного проекта, в которой указывается какие проверки нужно провести перед тем, как можно будет проводить гидростатические испытания.

Подготовка тестового пакета

Технологические схемы и титульный лист вместе составляют тестовый пакет. На титульном листе указывается номер испытания, дата, давление при испытании, тип жидкости, подписи о выдаче и приемке. Результаты испытания должны быть записаны в таблице данных по опрессовке, наподобие той, что приведена в приложении 14-1.

На чистом комплекте технологических схем отметьте участок проведения испытания на герметичность, укажите ограничивающие клапаны и расположение заглушек, установленных для проведения испытания. Также укажите клапаны, с которых нужно снять внутренние части или которые нужно заблокировать в определенном положении.

Тестовое давление рассчитывается согласно нормативным требованиям следующим образом: нормативные значения для данного испытания умноженные на максимальное номинальное значение давления в линии. Проверьте нужное тестовое значение, сравнив номера всех линий на участке проведения испытания с индексами максимального номинального давления для данных линий. Дважды перепроверьте значение тестового давления по документам и инструкциям вендора, в которых указано максимально допустимое давление, чтобы не перегрузить оборудование на линиях, а также проверьте положение измерительных приборов на линии с учетом фактора падения давления из-за высоты. Падение давление – это фактор, показывающий разницу между высотой установки приборов и высотой трубы, на которой проводится испытание (потеря давления в psi = разница высоты в футах х 0.4327 PSI/FT).

Разрешение на проведение испытания выдаются уполномоченными лицам, которые назначаются на проекте. Это могут быть: инженер по сварочным работам, инженер по приборам КИП, инженер-механик, инженер по подвесным креплениям, инспектор контроля

Page 167: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 14 Leak Testing

14-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

качества, суперинтендант, представитель третьей стороны, представитель клиента. Инженер по монтажу труб или по подвесным креплениям должен подтвердить, что линии имеют достаточную опору, чтобы выдержать нагрузку гидростатического испытания. Клиент также может провести обход по системе перед проведением испытания.

Подготовка к проведению гидростатических испытаний

Пример сборки для проведения гидростатических испытаний показан в приложении 14-2.

На соединениях проверяемой системы, включая сварочные и фланцевые, изоляция не ставится, и эти соединения проверяются во время испытания. На трубах без сварных соединений и на уже проверенных трубах может быть установлена изоляция. Необходимо проверить трубные обвязки для системы газа и пара, чтобы убедиться, что они выдержат нагрузку тестовой жидкости.

Должны быть установлены все опоры, либо временные приспособления для поддержки системы на время испытания. Также убедитесь, что на всех пружинных амортизаторах имеются подвижные стопоры, позволяющие системе выдержать нагрузку при гидростатическом испытании. На расширительных соединениях должны быть установлены тестовые ограничители, защищающие систему от повреждений, вызванных высоким давлением. Оборудование, на котором не проводится испытание, должно быть отсоединено от системы или изолированно заглушками, установленными на время проведения системы. Все клапаны на системе, за исключением клапанов для изолирования участка трубопровода, должны быть открыты.

Установка ярлыков и замков на клапанах и заглушках для изоляции системы должна быть проведена в соответствии с процедурами, принятыми на проекте. Система ярлыков используется, чтобы обезопасить как рабочих, проводящих испытание, так и всех остальных людей, так или иначе связанных с данной проверяемой системой. Обычно для проведения испытаний составляется отчет о положении клапанов, схожий с тем, что приведен в приложении 14-3.

Калиброванные клапаны для сброса давления, размер которых позволяет пропускать полный поток, расчетный для оборудования, используемого для заполнения системы, должны быть установлены как можно ближе к точке заполнения и на нижней точке системы. На клапаны для сброса давления должна быть сделана уставка на определенное давление, чтобы предотвратить излишнее повышение давления в системе:

• Максимально допустимое давление для элемента проверяемой системы с самым низким расчетным значением.

• Максимально допустимое давление на открытие или давление на закрытие клапанов, ограничивающих систему.

• Максимально допустимое установленное давление для клапанов для сброса давления на изолированном участке системы.

• Максимально допустимое давление, установленное согласно соответствующим нормативам и спецификациям проекта.

Заполнять систему предпочтительней всего с самой нижней точки, чтобы избежать попадания воздуха в систему. Трубы, находящиеся в наклоне, нужно заполнять вверх по наклону. Во время заполнения нужно следить за системой, чтобы выявить возможные утечки, вызванные напором.

Page 168: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Leak Testing Section 14

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 14-5

Перед проведением опрессовки необходимо вытравить по возможности весь захваченный воздух из системы. Захваченный воздух в системе не помешает достичь нужного давления, но это может занять больше времени. Это происходит потому, что в результате сжатия воздуха в систему нужно добавлять жидкость. Захваченный воздух также может поглощаться раствором при высоком тестовом давлении и может отделяться от раствора, когда температура жидкости повышается. Таким образом, становится сложно поддерживать тестовое давление. Обнаружить большое скопление захваченного воздуха можно при помощи простукивая трубы в тех местах, где оно вероятно может возникнуть.

Излишне высокое давление может возникнуть в системах, заполнение которых проводилось в холодное время (например, утром) и которые потом согрелись в более теплое время (например, в течение дня), до того, как испытание было завершено. Чтобы избежать этого, нужно постоянно следить за тестовыми приборами и стравливать давление в линии для поддержания давления на максимально допустимом уровне для проведения испытания.

Приборы, используемые при испытании

Оборудование, используемое при испытании, должно быть зарегистрировано в перечне данных, схожим с тем, что приведен в приложении 14-1. Калибровочные проверки манометров, используемых при испытании, должны проводиться согласно спецификациям проекта. В общем, приемлемы приборы с погрешностью 1%. Всегда стравливайте давление с приборов после испытания и убеждайтесь, что приборы показывают «0».

Опрессовку системы нужно проводить медленно и во время опрессовки нужно осматривать систему, чтобы выявлять появляющиеся утечки. Тестовые насосы должны иметь производительность большую, чем допустимый объем утечки в системе, чтобы поддерживать нужное тестовое давление. Для этого можно использовать два или три тестовых насоса. Во время испытания может возникнуть необходимость устранять утечки на фланцевых соединениях, резьбовых соединениях, колпачках клапанов и прочих механических и скользящих соединениях.

Если давление, при котором следует проводить осмотр системы, отличается от максимального тестового давления, нужно поддерживать тестовое давление в системе на определенный период, а потом снизить давление для проведения осмотра. При проверке системы на наличие утечек, нужно стереть с поверхности образовавшийся конденсат, чтобы все соединения было хорошо видно.

После проведения испытания нужно сдренировать систему и вернуть ее в прежнее состояние. С трубной обвязки нужно просто слить воду и оставить трубы для просушки воздухом, либо удалить остаточную воду с помощью продувки горячим воздухом. При продувке системы нужно соблюдать следующие меры предосторожности:

• Прежде всего, убедитесь, что все вентильные клапаны на системе открыты

• Чтобы избежать возможных повреждений системы при дренировании, вентильные клапаны на емкостях должны быть открыты, и находиться в рабочем состоянии.

• Скорость дренирования должна быть не больше допустимой скорости для дренажной системы здания или временной дренажной системы.

• Утилизацию тестовой жидкости с содержанием поверхностных консервирующих веществ или других добавок, нужно проводить согласно местным требованиям по защите окружающей среды, и требованиям, принятым на проекте.

Page 169: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 14 Leak Testing

14-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Убедитесь, что временные трубные обвязки и соединениях приборов КИП не находятся под давлением перед тем, как рассоединить их.

• Убедитесь, что давление за границей испытания стравлено в тех системах, в которых установлены обратные клапаны, если эти клапаны не изолированы в открытом положении.

Можно оставить систему наполненной водой, чтобы предотвратить образование ржавчины внутри. Если система наполнена водой, на клапанах этой системы должны быть вывешены ярлыки, предупреждающие о состоянии системы.

Испытания при холодной погоде

В целом нельзя проводить гидротесты при температуре воздуха 40 oF или ниже. Если не применяется подходящий метод обогрева тестовой воды и проверяемой трубной обвязки. В холодное время можно использовать следующие методы для повышения температуры металла до приемлемого состояния:

• Обогрев линии с помощью пара

• Прогонка теплой воды через линию

• Включение парового обогрева на линии

ПРИМЕЧАНИЕ: Это может быть фактором риска и по возможности этого нужно избегать, если полностью не установлена изоляция на трубах, за исключением участков, прилегающих к монтажным швам, за которыми нужно проводить наблюдение во время испытания.

Другим способом решения этой проблемы может быть смешивание антифриза с водой, используемой для гидротеста. На некоторых проектах может быть запрещено использование антифриза, поскольку использование и утилизация большого количества антифриза может вызвать проблемы связанные с охраной окружающей среды.

И на конец, при дренировании системы в холодную погоду нужно особенно внимательно. Нужно убедиться, что вода слита из всех карманов и в системе не осталось воды, которая может замерзнуть.

Пневматические испытания

Пневматические испытания можно проводить с использованием только газа или с использованием комбинации из жидкости и газа. В последнем случае, испытание будет называться гидро-пневматическим испытанием. Для проведения такого вида испытания требуется меньшее количество газа для опрессовки системы, в результате чего снижаются факторы риска, сопровождающие пневматическое испытание.

Обычно пневматические испытания проводятся с использованием отфильтрованного воздуха, воздуха, не содержащего масла, угольной кислоты, или прочих невоспламеняемых газов. Температура, при которой проводится испытание, обычно соответствует температуре емкости или системы, и должна быть выше переходной температуры нулевой упругости. Для создания давления можно использовать компрессоры или газовые цилиндры с регуляторами. Их производительность должна быть выше, чем максимально допустимое значение утечки в системе, чтобы поддерживать нужное давление.

Page 170: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Leak Testing Section 14

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 14-7

При проведении любого вида пневматических испытаний, нужно соблюдать следующие меры предосторожности, чтобы не повредить систему и тестовое оборудование:

• Установка клапанов для сброса давления нужного размера и правильной калибровки.

• Весь персонал, работающий на участке, должен быть уведомлен о проведении испытания

• Все посторонние должны быть удалены с участка

• Участок, на котором проводится испытание, должен быть огорожен согласно требованиям по ТБ на проекте

• Источник давления должен быть подсоединен, а трубная обвязка должна выдерживать тестовое давление

• На системе должен быть установлен правильно калиброванный манометр, чтобы отслеживать повышение давления

• Если будет обнаружена утечка, давление в системе нужно стравить и устранить утечку перед тем, как продолжать испытание.

При проведении пневматического испытания тестовые приборы обычно устанавливаются на некотором расстоянии от проверяемой системы. При более крупных пневматических испытаниях используются акустические детекторы для проверки с безопасного расстояния. При менее крупных испытаниях (менее 100 psi) может использоваться специальная жидкость для выявления утечек и для проверки системы на герметичность. Используются такие растворы для выявления утечек как:

• Раствор из жидкого мыла и воды

• Льняное масло

• Коммерчески доступный раствор для определения утечек

Если нужно проверить скорость утечек, во время испытания используются расходомеры и измерители-сумматоры.

После завершения испытания давление в системе стравливается. При стравливании давления нужно соблюдать следующие меры предосторожности:

• Убедитесь, что остаточное давление за границей испытания стравлено в тех системах, в которых установлены обратные клапаны, если эти клапаны не изолированы в открытом положении.

• Перед тем, как отсоединять источник, убедитесь, что временная трубная обвязка и приборы не находятся под давлением.

• Газ нужно стравить в атмосферу, но никак не внутри здания.

Тестовые заглушки

В таблице приложения 14-4 приведены требования по толщине заглушек. Важно как можно раньше заказать нужные заглушки и достаточно длинные болты, чтобы не отставать от графика работ на проекте.

Page 171: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 14 Leak Testing

14-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ПРИЛОЖЕНИЕ 14-1

ТАБЛИЦА ДАННЫХ ПРОВЕДЕНИЯ ОПРЕССОВКИ НОМЕР ТЕСТА: НОМЕР ПРОЕКТА: СТР 1 ИЗ

НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА:

ИНФОРМАЦИЯ О ТЕСТЕ НАИМЕНОВАНИЕ СИСТЕМЫ:

УКАЗАНИЕ ГРАНИЦ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТА:

КЛАСС ТРУБ: РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА:

РАСЧЕТНОЕ ДАВЛЕНИЕ:

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ (УКАЗАТЬ): ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ПРОЧЕЕ

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ СРЕДА :

СООТВЕТСВУЮЩИЕ НОМРАТИВЫ:

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ТЕСТА НУЖНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ:

ТЕСТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА:

ВРЕМЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТА:

ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ:

РАСЧЕТ ДАННЫХ МАНОМЕТРА РАЗНИЦА В ВЫСОТЕ МЕЖДУ ПОЛОЖЕНИЕМ МАНОМЕТРА И ВЫСШЕЙ ТОЧКИ:

ВРЕМЕННОЙ ФАКТОР:

ПЛЮС НУЖНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ:

РАВНЯЕТСЯ НУЖНОМУ ДАВЛЕНИЮ НА МАНОМЕТРЕ:

ПРОВЕРКИ ПЕРЕД ПРОВЕДЕНИЕМ ТЕСТА ИНЖЕНЕР ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ: ДАТА: ИНСПЕКТОР ПО НОРМАТИВАМ: ДАТА:

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТА ДАТА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТА:

ВРЕМЯ НАЧАЛА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТА:

AM PM

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ ТЕСТА:

AM PM

ДАННЫЕ МАНОМЕТРА: ПЕРЕПАД ДАВЛЕНИЯ:

ЗА: МИН

ТЕСТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВИД: РАБОЧИЙ

ДИАПАЗОН: ДАТА

КАЛИБРОВКИ: ДАТА СЛЕД.

КАЛИБРОВКИ:

ВИД: РАБОЧИЙ ДИАПАЗОН:

ДАТА КАЛИБРОВКИ:

ДАТА СЛЕД. КАЛИБРОВКИ:

ВИД: РАБОЧИЙ ДИАПАЗОН:

ДАТА КАЛИБРОВКИ:

ДАТА СЛЕД. КАЛИБРОВКИ:

ВИД: РАБОЧИЙ ДАТА ДАТА СЛЕД.

Page 172: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Leak Testing Section 14

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 14-9

ДИАПАЗОН: КАЛИБРОВКИ: КАЛИБРОВКИ: ЗАМЕЧАНИЯ:

ПРИЕМКА ТЕСТА ИНЖЕНЕР ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ: ДАТА: ИНСПЕКТОР ПО НОРМАТИВАМ: ДАТА: FORM T_HYDRO.DOT 1996:REV.0 ПРИМЕР УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО

ИСПЫТАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 14-2

Page 173: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 14 Leak Testing

14-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ПРИМЕР УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ИСПЫТАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 14-2

ПРИМЕЧАНИЯ:

1. 18” GBD78 РАСЧЕТНОЕ ДАВЛЕНИЕ = 350 PSIG МИНИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ = 1.5 x 350 PSIG = 525 PSIG

МИНИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ, ВКЛЮЧАЯ ДАВЛЕНИЕ НАПОРА = (1.5 x 350 PSIG) + (63 FT HEAD x 0.4327 PSI/FT) = 553 PSIG

МАКСИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ = 974 PSIG (18”линия); 1100 PSIG (1/2”, 3/4”, & 1” линии)

2. 10” GCD24 РАСЧЕТНОЕ ДАВЛЕНИЕ = 400 PSIG МИНИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ = 1.5 x 400 PSIG = 600 PSIG

МИНИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ, ВКЛЮЧАЯ ДАВЛЕНИЕ НАПОРА = (1.5 x 400 PSIG) + (20 FT HEAD x 0.4327 PSI/FT) = 609 PSIG.

МАКСИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ = 912 PSIG (10” ЛИНИЯ); 925 PSIG (1/2”, 3/4”, & 1” ЛИНИИ).

3. ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ СОВМЕСТНОМ ИСПЫТАНИИ 10” GCD24 УСТАНОВИТ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ДЛЯ 18” GBD78 СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ:

МИНИМАЛЬНОЕ ДОПУСТИМОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ НА ТОЧКЕ –А 609 PSIG МЕНЕЕ 25’ 4-1/2” НАПОР НА ПРИНИМАЮЩИЙ ПРИБОР ИЛИ:

(1.5 x 400 PSIG) + (20 FT НАПОРА x 0.4327 PSI/FT @ 70 °F) - (25.375 FT НАПОРА x 0.4327 PSI/FT @ 70 °F) = 598 PSIG.

ЭТО СООТВЕТСТВУЕТ ЗНАЧЕНИЯМ МИНИМАЛЬНОГО ДОПУСТИМОГО ТЕСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБЕИХ ЛИНИЙ.

4. ТОЧКА А: ТОЧКА, НА КОТОРОЙ МИНИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ ДОЛЖНО БЫТЬ СООТВЕТСВУЮЩИМ ДЛЯ ЛИНИИ GCD24 (609 PSIG).

5. ТОЧКА В: ТОЧКА, НА КОТОРОЙ МИНИМАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ ДОЛЖНО БЫТЬ СООТВЕТСВУЮЩИМ ДЛЯ ЛИНИИ GBD78 (553 PSIG).

6. ДАННЫЕ МАНОМЕТРА НА НАСОСЕ: 598 PSIG + (72 FT x 0.4327 PSI/FT) = 629 PSIG

7. МИНИМАЛЬНОЕ РАБОЧЕЕ ДАВЛЕНИЕ ШЛАНГА ДОЛЖНО БЫТЬ 1000 PSIG.

8. УСТАВКА КЛАПАНА ДЛЯ СБРОСА ДАВЛЕНИЯ: 625 PSIG x 106% + (2 FT HEAD x 0.4327 PSI/FT @ 70 °F) = 664 PSIG.

9. ДАННЫЕ С МАНОМЕТРА: 598 PSIG + (56 FT HEAD x 0.4327 PSI/FT) = 622 PSIG.

10. ПРИЕМОЧНЫЙ КАЛИБР: МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЯ = 1.5 x 598 PSIG = 797 PSIG. МАКСИМАЛЬНЫЙ ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЯ = 4 x 598 PSIG = 2392 PSIG. ИСПОЛЬЗУЙТЕ ПРИБОР РАСЧИТАННЫЙ НА 0 - 1000 PSIG С ГРАДАЦИЕЙ 5 PSIG И

ПОГРЕШНОСТЬЮ 1/4%

11. ДАННЫЕ С ПРИЕМОЧНОГО КАЛИБРА: 609 PSIG НА ТОЧКЕ A - (25.375 FT НАПОРА x 0.4327 PSI/FT) = 598 PSIG.

ЕСЛИ ПРИБОР ПОКАЗЫВАЕТ 600 PSIG ИЗ-ЗА ОСОБЕННОСТЕЙ ГРАДУИРОВАНИЯ ПРИБОРА, ЭТО ДАВЛНЕНИЕ ВСЕ РАВНО НАХОДИТСЯ В ПРЕДЕЛАХ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО ТЕСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ СОГЛАСНО НОРМАТИВАМ

Page 174: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Leak Testing Section 14

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 14-11

ПРИЛОЖЕНИЕ 14-3

ТАБЛИЦА ДАННЫХ ПО РАБОЧЕМУ ПОЛОЖЕНИЮ КЛАПАНОВ НОМЕР ТЕСТА .: НОМЕР ПРОЕКТА: СТР 1 ИЗ

НАИМЕНОВАНИЕ ПРОЕКТА:

СИСТЕМА:

НОМЕР КЛАПАНА

НАИМЕНОВАНИЕ ПОЛОЖЕНИЕ НОМЕР ЯРЛЫКА

ЗАМЕЧАНИЯ:

СОСТАВИЛ: ДАТА: ПРОВЕРИЛ: ДАТА: FORM T_VLV_LU.DOT 1996:REV.0

Page 175: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 14 Leak Testing

14-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ДАННЫЕ ПО УСТАНОВКЕ ЗАГЛУШЕК ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТА ПРИЛОЖЕНИЕ 14-4

A = ДИАМЕТР ГЛУХОЙ ЗАГЛУШКИ ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ:B = ШИРИНА РУКОЯТКИ 1. ТИПЫ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЗАГЛУШЕК C = ВЫСОТА РУКОЯТКИ A-36, S=12,600 PSI D = ТОЛЩИНА ЗАГЛУШКИ A-285 GR. C, S=18,350 PSI t = нужная толщина заглушки A-570 GR. 36, S=16,300 PSI d = номинальный диаметр трубы P = расчетное давление в линии (psig) S = допустимая нагрузка на материал

t = d3

16x

PS

Примечание: Таким образом, коэффициент безопасности составляет 1,7 от выработки. Те же самые значения можно использовать для дисков А36, но коэффициент безопасности будет снижен до 1,4.

ГРАФИК ТОЩИНЫ ТЕСТОВЫХ ЗАГЛУШЕК A285 Разряд C

t, толщина тестовой заглушки

РАЗМЕР ТРУБЫ

ТЕСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ 100 300 500 700 1000 1500 2000

A B C

1 2 1 41/2

11/2 27/8 1 51/8

2 35/8 1 51/4

3 5 1 61/8 1/8 1/4 1/2 1/4 3/8 1/2 5/8

4 63/16 1 63/4 1/8 1/4 3/8 3/8 1/2 5/8 3/4

6 81/2 11/2 111/2 1/4 3/8 3/8 1/2 5/8 3/4 1

8 105/8 11/2 125/8 1/4 1/2 5/8 3/4 7/8 11/8 11/4

10 123/4 11/2 14 3/8 5/8 3/4 1 11/8 11/4 11/2

12 15 11/2 151/2 1/2 3/4 1 11/8 13/8 15/8 17/8

18 161/4 11/2 161/2 5/8 1 3/8 15/8 17/8 21/4 25/8

20 23 11/2 173/4 5/8 11/8 11/2 13/4 21/8 21/2 27/8 A = ДИАМЕТР ЗАГЛУШКИ

B = ШИРИНА ЗАХВАТА

C = ВЫСОТА ОТ ЦЕНТРА ДИСКА ДО ВЕРШИНЫ ЗАХВАТА

Page 176: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Механическое оборудование можно разделить на три основные группы:

• Стационарное или невращающееся оборудование, включая колонны, сосуды, барабаны, теплообменники, фильтры, ёмкости заводского изготовления, несмонтированные (разобранные) компоненты, такие как конденсаторы и емкости, собранные на площадке.

• Вращающееся оборудование, включая вертикально и горизонтально установленные блоки технологических насосов, насосы или приводы установленные на общей или индивидуальной опорной раме, вертикально или горизонтально установленные компрессоры с прямым или ременным приводом, а также большие технологические вентиляторы.

• Части технологического оборудования, которые не определяются как стационарные или вращающиеся. К ним относятся установки смонтированные на блоках или опорных рамах, конвейерные установки, краны и монорельсы, системы управления задвижками, обогреватели и котлы.

Хранение и техобслуживание

Хранение и техобслуживание оборудования на строительном участке должно выполняться таким образом, чтобы сохранить его в том состоянии, в котором оно поступило со складов поставщика. Особые указания по хранению и техобслуживания оборудования на строительном участке обычно предоставляется производителем или поставщиком и включены в справочники или инструкции по установке. Инженер на участке является ответственным за следование этим инструкциям.

На действующих объектах заказчик может предоставлять специальные инструкции по хранению и защите стационарного оборудования и материалов, которые могут превосходить требования производителя. Как правило, хранение оборудования включает следующее:

• Все насадки и отверстия должны быть вычищены, покрыты защитной смазкой и закрыты временными деревянными, пластмассовыми или металлическими заглушками, примотанными к насадкам или закрепленными на них иным способом.

• Для хранения на открытом воздухе в комплекте с оборудованием могут прилагаться специальные укрытия для защиты от воздействий окружающей среды.

• Для защиты оборудования используются средства по предохранению от ржавчины, влагопоглотители, парофазные антикоррозийные масла или другие вещества, указанные поставщиком или производителем.

• В электромоторах и на других видах оборудования устанавливаются ленточные нагреватели для предотвращения образования конденсата.

• Определяется рабочая программа по вращению и смазке вала и снятия показаний с двигателя при помощи мегомметра.

• Для предотвращения образования конденсата используется продувка инертным газом.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 15-1

СБОРКА ОБОРУДОВАНИЯ

Page 177: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Предустановочный проверочный лист

Установка основных узлов оборудования обычно планируется заранее путем заполнения проверочного листа по установке, в котором содержится описание задач и списки рабочих документов, которые будут использоваться при их выполнении.

Проверочный лист составляется с использованием проектной документации, которая включает инструкции поставщика, чертежи производителя, спецификации по проектированию, кодовые требования и требования заказчика. Инженер-механик участка также уведомляет поставщика, когда это необходимо для работы на участке.

Такелажная оснастка и транспортировка.

Схемы такелажа и анализ подготавливаются инженером-механиком участка при участии и под руководством ответственного управляющего. Все такелажные работы должны быть спланированы заранее, чтобы обеспечить безопасное проведение подъемных работ. Таким образом, для грузов весом более 50 тонн, необходимо составление формальных схем и чертежей запасовки. Минимальные требования к документации по такелажной оснастке, обычно включают чертеж с указанием точек крепления, веса, радиуса груза, тип крана и минимальных зазоров. По возможности, в схеме оснастки должна приводиться сноска на соответствующий раздел в инструкции поставщика. Если таковых нет в наличии, инженер-механик участка должен получить соответствующую информацию, подтверждающую, что инструкции поставщика/производителя выполняются правильно.

Такелажные схемы (для оборудования с весом менее 50 тон) подготавливаются инженером-механиком участка при участии и под руководством ответственного управляющего. Как правило, подобные планы не требуют формального утверждения.

Перед погрузкой какого-либо оборудования для перевозки его с одного участка на другой, необходимо свериться с документацией поставщика/производителя по требованиям по поддержке и креплению груза. Крепление груза должно осуществляться таким образом, чтобы избежать избыточной нагрузки на валы, муфты, ходовую часть и подвижные детали. Перед транспортировкой все уплотнители, транспортные болты, крепления, заслонки и подушки должны быть заменены, если они были повреждены и затянуты.

Техобслуживание

Перед прибытием оборудования на участок, необходимо ознакомиться с инструкциями поставщика по хранению и техобслуживанию. Персоналу должны быть выданы необходимые инструкции по профилактическому ремонту. В инструкциях должны учитываться условия и срок пребывания оборудования на строительном участке.

Инструкции по профилактическому ремонту должны быть составлены таким образом, чтобы исключать лишнее техобслуживание и предотвратить повреждение оборудования. В качестве примера приводятся:

• Инструкции поставщика могут требовать замены масла каждые три месяца. Т.к. это требование относится к условиям эксплуатации оборудования, его не обязательно соблюдать в процессе ведения строительных работ, когда оборудование не эксплуатируется. В данном случае более уместным будет проводить проверку состояния масла каждые три месяца на предмет расслоения и проверять уровень масла в резервуаре.

Page 178: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-3

• В инструкциях поставщика может содержаться указание ежемесячно проводить смазку электродвигателей. Выполнение этого требования во время фазы строительства может привести к повреждению двигателя, т.к. смазка не расходуется двигателем и ее избыточное количество может вызвать сбой во время пуска. В этом случае, будет лучше не проводить периодическую смазку двигателя до его пуска в эксплуатацию.

При определении действий по профилактическому ремонту инженер-механик участка должен убедиться, что определенное техобслуживание уместно по отношению к оборудованию находящемуся на хранении в период строительства, а также учитывать последствия техобслуживания для оборудования.

Необходимые предварительные условия для установки оборудования.

Перед установкой оборудования на фундаментную опору, необходимо проверить следующие пункты:

Подготовка опоры и анкерных болтов

• Поверхности опоры вычищены и обработаны.

• Проверьте муфты анкерных болтов на наличие инородных материалов, которые могли попасть внутрь и проведите повторную проверку перед центровкой оборудования.

• Убедитесь, что анкерные болты ровные, выступающих частей нет.

• Исправить погнутые и перекошенные анкерные болты.

• Осевые линии и уровни оборудования.

• После подготовки поверхности, определите осевые линии Север-Юг и Запад-Восток, а также линии выпускных отверстий насоса и отметьте осевые линии опоры.

• Определите относительную высотную отметку на основании примерно в шести (6) дюймах ниже нижней части подошвы или плиты основания.

Подготовка оборудования

• Перед установкой оборудования проверьте трубные фланцы, насадки, трубопровод, распредкоробки и другие детали оборудования, для которых необходимо наружное соединение, чтобы убедиться, что их месторасположение соответствует чертежам.

• Уберите все посторонние предметы из под основания, которые будут соприкасаться с подливкой.

Подгонка уровня и настройка оборудования

• Убедитесь, что оборудование находится на плите основания и хорошо закреплено, чтобы избежать перекоса.

• Выровняйте оборудование с помощью винтовых домкратов, регулировочных прокладок или набора парных клиньев. Использование одинарных клиньев не рекомендуется.

• Убедитесь, что регулировочные прокладки или парные клинья обеспечивают достаточную поддержку оборудования и предотвращают перекос фундаментной плиты перед подливкой.

Регулировка при помощи прокладок

Page 179: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Регулировочные прокладки представляют собой напиленные или холоднокатанные стальные пластины от 2” - 4”, толщиной от 1/16" до 3/4", которые могут обозначаться на монтажных чертежах.

• На прокладках не должно быть заусенцев, также они не должны быть изготовлены при помощи газорезки или резака по металлу. Использование прокладок менее 2” - 4”, должно быть утверждено инженером-механиком участка, т.к. они могу не обеспечить должной поддержки.

• Не используйте оцинкованные, ламинированные или покрашенные регулировочные прокладки.

• Блоки регулировочных прокладок устанавливаются смежено и на каждой стороне анкерных болтов, с достаточным количеством промежуточных блоков прокладок для поддержки оборудования, без оказания чрезмерных нагрузок и искревления основания.

• Регулировочные прокладки не должны выступать за границы фундамента оборудования.

• Используйте нужное количество регулировочных прокладок, что позволит выровнять и провести центровку оборудование не вызывая прогибов или перекоса фундамента.

• Используйте максимальное количество толстых регулировочных прокладок.

• После проведения проверки, проверяющий наносит слой краски на блоки прокладок, таким образом подтверждая правильность обозначения уровня установки оборудования. Такой метод позволит легко определить, произошло ли изменение уровня после геодезической проверки.

• Нанесите сухую растворную смесь вокруг блоков прокладок, чтобы предотвратить их смещение.

• Если этого требуют проектные спецификации или инструкции поставщика, удалите прокладки после подливки.

• Прокладки должны быть удалены после первого нанесения раствора, как правило, не позднее чем через 24 часа.

• Убедитесь, что опорная рама оборудования держится на подливке, а не на установочных винтах или прокладках.

• Пластины основания обычно устанавливаются в пределах 1/16" от исходных осевых линий и выравниваются в пределах 0.003", измерянных диагонально по углам перед установкой оборудования.

• Если требуется две или более пластины, каждая дополнительная пластина устанавливается относительно первой, чтобы изменения по высоте не превышали допустимых пределов (обычно 0.005”).

• Проверьте, чтобы перед установкой на основание под нижней пластиной не осталось посторонних предметов.

• Устанавливайте пластины (обычно 3/16" X 1" площади) под установочными винтами, чтобы они не врезались в бетонное основание.

• Проверьте месторасположение, высоту и уровень пластин основания.

• Не устанавливайте оборудование на неподлитую опорную пластину.

Page 180: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-5

Установка по уровню

Все оборудование должно быть выравнено по прецизионному (слесарному) уровню на обработанных поверхностях фундамента или опорных пластин, с точностью указанной в инструкциях производителя по установке. Как правило, требование к точности при установке небольших деталей оборудования не высокие, в отличие от тяжелого и крупногабаритного оборудования. Обычно, для нивелировки берется показание слесарного уровня максимум 0.005 дюйма на фут на деление. Все оборудование должно быть выставлено по уровню и проверено перед подливкой.

Если в инструкциях производителя нет других указаний, сначала выставляется уровень ведомого механизма и данный уровень используется в качестве базового при установке ведущего механизма. Как правило, уровень электродвигателей и турбин выставляется от приводимого оборудования. Оборудование должно быть установлено и выверено по уровню в пределах 1/16" от проектной осевой линии при помощи прокладок, помещенных под механически обработанные станины или опорные пластины. Необходимо установить достаточное количество прокладок под двигателями (минимальная толщина 0.012”) и турбинами (минимальная толщина 0.020”), для горячей центровки оборудования без изменения размеров фундамента.

При установке оборудования, поверхности фланцев насосов и турбин, а также обработанные поверхности опор двигателей и насосов должны быть выровнены по уровню при помощи отвеса. Если существует несоответствие между поверхностями фланцев насоса и опорными поверхностями, необходимо выяснить причину, перед тем как продолжать сборку. Все анкерные болты оборудования должны быть затянуты достаточно туго, надежно и с одинаковой силой, чтобы предотвратить случайное смещение оборудования. После затяжки должно остаться достаточно свободного хода для последующей утяжки анкерных болтов после осуществления подливки.

Перед началом непосредственной настройки оборудования, необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• Убедитесь, что оборудование правильно установлено и выровнено по уровню

• Установленные муфты соответствуют данному оборудованию.

• Подобранные инструменты имеются в наличии и соответсвующим образом откалиброваны.

• Предупреждающие ярлыки и замки вывешены на электродвигатели.

• Удалить консервационные материалы с оборудования, которые могут помешать произвести центровку.

• Тщательно изучить инструкции производителя по центровке оборудования.

• Проверьте, нет ли деформации корпуса оборудования, из-за неправильного крепления к опорной пластине. Для этого ослабьте крепежные болты ведомого и ведущего механизмов (снова затяните их после проверки).

Определите магнитный центр приводного двигателя (если он не обозначен на вале, за центр принимается средняя точка горизонтального хода вала)

Предварительная центровка вала

Page 181: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Для вращающегося оборудования, на котором необходима центровка муфт, должен быть подготовлен соответствующий протокол центровки муфты. Образец протокола приводится в приложении 15-1. Предварительная центровка выполняется перед подливкой цементным раствором, чтобы убедиться, что для окончательной центровки, не потребуется проводить машинную обработку опорной пластины.

Для определения смещения наружного диаметра и торца, используются цифровые индикаторы, откалиброванные при помощи стандартного испытательного блока . Показания должны быть в диапазоне указанным производителем. В противном случае, производится угловая центровка до TIR 0.002” и параллельная центровка до 0.001 TIR. Для соответствующей центровки ведущего механизма используются регулировочные прокладки.

Торцевой зазор должен быть в пределах установленных производителем, или не более 0.002” если таковых требований нет.

После предварительной настройки, оборудование не должно быть перекошено или деформировано. Крепежные болты должны ослабляться и затягиваться при помощи цифрового индикатора установленного на муфте, чтобы убедиться, что все детали оборудования равномерно поддерживаются. Необходимо скорректировать положение мягких станин.

РИСУНОК 15-1 - ПРОВЕРКА КРАЕВОГО СМЕЩЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ЦИФРОВОГО

ИНДИКАТОРА

РИСУНОК 15-2 - ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСЕВОГО СМЕЩЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ЦИФРОВОГО

ИНДИКАТОРА

Page 182: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-7

РИСУНОК 15-3 - ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВОЙ ЦЕНТРОВКИ ПРИ ПОМОЩИ ТОЛЩИНОМЕРОВ

РИСУНОК 15-4 -ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВОЙ ЦЕНТРОВКИ ПРИ ПОМОЩИ ЦИФРОВОГО

ИНДИКАТОРА

РИСУНОК 15-5 - ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЦЕНТРОВКИ ПРИ ПОМОЩИ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ЛИНЕЙКИ ЛИНЕЙКИ

(УГОЛЬНИКА) И ТОЛЩИНОМЕРА

РИСУНОК 15-6 - ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЦЕНТРОВКИ ПРИ ПОМОЩИ

ЦИФРОВОГО ИНДИКАТОРА

У двигателей на роликоподшипниках, двигатель должен располагаться таким образом, чтобы зазор муфты не превышал размеров установленных производителем, после завершения центровки по центру осевого хода двигателя. После настройки, муфта покрывается смазкой и защищается непоглощающим кожухом, чтобы предотвратить попадание инородного материала. Муфты монтируются и смазываться непосредственно перед запуском оборудования, чтобы облегчить процесс осуществления проверок настройки и испытания двигателя.

Стандартные методы определения смещения и настройки показаны на Рисунках 15-1 по 15-6.

Подливка

Подливка оборудования производится с отсоединенной муфтой, согласно инструкции производителя или проектной спецификации. После полной усадки подливки (как правило, по прошествии 7 дней), производится утяжка анкерных болтов и повторно проверяются все нивелирные точки, чтобы убедиться, что оборудования не подверглось смещению во время подливки.

После усадки подливки и повторной проверки настройки можно начать подсоединение трубной обвазки. Поверхности фланцев должны быть параллельны, а также находиться на одной линии с фланцами, установленными на оборудовании, во избежание деформации при подсоединении к оборудованию. На каждом фланце на оборудовании должна быть установлена временная заглушка с прокладкой с обеих сторон. Эта заглушка должна оставаться на месте, до окончательной настройки оборудования.

Подготовка к хранению

Page 183: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Перед окончательной установкой, необходимо изучить инструкции по хранению оборудования. Для оборудования, устанавливаемого на участке, где ведутся другие работы могут применяться специальные требования. Они могут включать сооружение укрытий или кожухов на оборудовании, чтобы предотвратить повреждение или загрязнение в процессе проведения работ рядом с местом хранения.

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Очистка и смазка

Поверхностные антикоррозийные составы, десиканты, парофазные антикоррозийные масла и другие вещества, используемые в качестве защитных средств, необходимо удалить в соответствии с требованиями поставщика или производителя перед нанесением первичной смазки. Выпускные отверстия, кожуха подшипников и сетчатые фильтры необходимо проверить на наличие загрязнений или других инородных тел. Внутренности необходимо очистить и высушить.

Удаление пленочных поверхностных защитных средств необходимо осуществлять посредством промакивания поверхности материей, пропитанной растворителем или промывки внутренних каналов растворителем. В любом случае, применяя один из методов, используемые растворители не должны повреждать саму деталь или прилегающую поверхность.

Внутренний защитные средства, совместимые с рабочей смазкой можно не удалять, предоставляя доказательство их совместимости.

Инструкции производителя или поставщика необходимо учитывать при подготовке спецификаций по смазочным материалам. Перечень рекомендуемых смазочных материалов необходимо получить от заказчика. Как правило, необходимая смазка сохраняется и пополняется по необходимости перед передачей.

Page 184: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-9

Установка набивки (если не установлена производителем)

Насосы набиваются непосредственно перед запуском. Необходимо записать тип и количество установленных уплотняющих колец. Каждое набивочное кольцо должно быть плотно посажено в сальниковой коробке. Не устанавливайте набивку, с усилием сажая уплотняющие кольца одно поверх другого.

Срез набивки должен устанавливаться согласно рекомендациям поставщика. Измените срез последующих колец на 45 градусов на каждой стороне осевой линии вала. Убедитесь в надлежащей центровке фонарных колец с линиями промывки и заварки, подсоединенными к сальниковой коробке. Высоконапорные проходные втулки на многоступенчатых насосах должны быть подсоедены к точке более низкого давления, чтобы избежать противодавления, позволяющего инородному телу попасть в систему.

Установка механических уплотнений (если не установлены производителем)

С механическими уплотнениями необходимо обращаться осторожно, чтобы загразнения или другие инородные вещества не вступали в контакт с какой-либо деталью комплекта механического уплотнения. Сальниковая коробка должна быть промыта, чтобы избавиться от всех инородных тел, а уплотнение должно быть абсолютно чистым перед установкой. На поверхность уплотнения необходимо нанести небольшой слой машинного масла, чтобы защитить поверхность во время запуска. Проверьте линию промывки уплотнения на циркуляцию жидкости по поверхностям уплотнений, сальниковая коробка также должна быть заполнена перед запуском насоса.

Проверка вращения и магнитная центровка

При подсоединении электродвигателя к механичекому оборудованию, необходимо установить исходное положение двигателя и осевой зазор муфты с ротором двигателя в его фазовом или вращающемся центре. В случае, если фазовый центр не отмечен, вращающимся центром считается среднее положение между двумя крайними точками продольного зазора ротора. Направление вращения двигателя проверяется инженером-электриком участка.

Обкатка двигателя

После проверки вращения, полумуфта закрепляется на двигателе и устанавливается защитный кожух муфты. Если невозможно установить защитный кожух, вокруг муфты двигателя сооружается предохранительный щит. Очень важно соблюдать все меры безопасности по электрической части, в процессе проведения обкатки. Как правило, обкатка двигателя производится в течение 2 часов и инженер-электрик участка снимает показания вибрации и температуры нагрева подшипников.

Установка муфты, центровка ремня или цепи

Муфты необходимо смонтировать, отрегулировать зазоры и смазать в соответствии с инструкциями производителя. Данные по типу, изготовителю и серийному номеру муфты должны быть занесены в протокол центровки муфты. Необходимо проверять все муфты с коническими отверстиями, чтобы убедиться, что расточное отверстие и торец конического вала соприкасаются мимнимум на 75%.

Page 185: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Необходимо проверить установку защитных кожухов муфт, клиновидных ремней, цепей и любых других выдающихся подвижных деталей в соответствии с инструкциями производителя.

Стандартные методы центровки для оборудования с цепной и ременой передачей показаны на Рис. 15-7 и 15-8.

Дно канавки ремня

Кромка шкива Край канавки ремня

Торцевая поверхность шкива

Угольник (квадратный, уровень и т.д.)

Поворачивайте шкив, останавливаясь каждые 90º, чтобы визуально проверить зазор между угольником и торцом шкива. Зазор также можно проверить при помощи щупа.

Примечания: 1) Аналогично для оборудования с цепной передачей. 2)Вал необходимо закрепить относительно упорного подшипника. Угольник не нужно помещать перпендикулярно валу или параллельно шкиву или цепной шестерни.

РИСУНОК 15-7 - ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОРЦЕВОГО СМЕЩЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ЛИНЕЙКИ (УГОЛЬНИКА)

Page 186: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-11

РИСУНОК 15-8 - ЦЕНТРОВКА ВАЛА И НАТЯЖЕНИЕ РЕМНЯ ПРИ ПОМОЩИ УГОЛЬНИКА

Сборка трубопроводов

После гидростатического испытания и перед окончательной сборкой трубопроводов, необходимо провести проверку впускных/выпускных отверстий, чтобы убедится в отсутствии инородного материала, загрязняющего промытые детали. Все транспортировочные щиты и защитные покрытия необходимо удалить, а подшипники проверить и очистить.

Для того, чтобы свести к минимуму работу по повторной сборке трубопровдов, установка трубопроводов должна начинаться с подсоединения к впускным/выпускным отверстиям оборудования. Граница системы должна располагаться в точке напряжения трубопровода, так как несоосность уменьшается в месте расположения впускного/выпускного отверстия оборудования.

Трубопровод подсоединяется к оборудованию и крепится болтами с применением цифровых индикаторов, установленных на валах оборудования, таким образом обеспечивая, что сборка трубопровода не нарушает целостности центровки приводного оборудования. Фланцевые соединения не должны быть подвержены прогибу и напряжению. Снятие напряжения не применяется к установленным системам трубопроводов с целью снятия напряжения трубопровода, без использования одобренной процедуры во избежание повреждения оборудования или трубопровода.

Как правило, окончательная сборка трубопровода осуществляется в соответствии с одобренными монтажными процедурами. Вспомогательные трубопроводы и подсоединения для контрольно-измерительных приборов устанавливаются согласно требований производителя и проектных спецификаций.

Уровень на уголке

Изометрическое изображение

Пример центровки вала Вид сверху

См.примечание 4

Пример натяжения ремня Уровень

См.примечание 5

Примечания: 1. Аналогично для оборудования с цепной передачей. 2. Угольник необходимо регулировать при помощи регулировочных подкладок, учитывая различную толщину шкивов, в случае, если шкивы не одинаковые. Вместо угольника можно использовать туго натянутую линию. 3. Использование щупа в данной точке поможет определить несоосность. 4. Оба вала следует закрепить относительно границы продольного хода. В случае если указан магнитный центр двигателя, в процессе центровки для балансировки можно довавлять регулирующие подкладки к приводному шкиву. Для относительного расположения шкивов в процессе нормальной эксплуатации, необходимо также предосмотреть допуски, если они не указаны на чертежах поставщика. 5. Настройте расстояние для снятия перекоса с минимальным натяжением, если особые указания на этот счет не предусмотрены в инструкциях поставщика, такие как заданное смещение при заданной нагрузке.

См.примечание 3

Page 187: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Окончательная центровка

Центровку вращающегося оборудования необходимо повторно проверить после закрепления соединительного трубопровода. В случае, если ход цифровых индикаторов превышает установленный допуск, необходимо скорректировать центровку трубопровода и заново повторить всю процедуру. Если два или три насоса имеют общий трубопроводный коллектор, они должны проверяться одновременно, чтобы обеспечить, что настройка одного насоса не влияет на другие. Осевая и угловая центровка должна соответствовать допускам, установленным производителем.

В случае, если требуется производителем, настройки для температурного расширения должны быть включены в процедуру центровки. Как правило, границы температурного расширения вращающегося оборудования могут зависеть от многих признаков, таких как размер, тип и область применения. Для осуществления центровки данного типа, необходимо следовать инструкциям поставщика. Приводимое, исполнительное устройство необходимо установить на надлежащий уровень. Уровень должен быть проверен при помощи геодезического прибора и занесен в качестве «исходного уровня» в протокол центровки муфты.

Следующая общая информация применима к различным видам центровки:

Заводской монтаж и центровка

Механизмы, смонтированные на общей опоре заводом-изготовителем могут быть надлежащим образом отцентрованы перед отправкой. Все опоры отчасти гибкие, в связи с чем, они не всегда могут сохрянять надлежащую заводскую центровку. Проверки центровки должны выполняться на месте, чтобы убедиться в сохранении заводской центровки.

Монтаж приводного механизма на месте

При заводской установке ведомого механизма и местной установке приводного меанизма, отверстия крепежных болтов не должны высверливаться и снабжаться резьбой, пока не будет закончена первоначальная центровка двигателя.

Page 188: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-13

Центровка насосов

После установки насоса, необходимо провести центровку всасывающих и нагнетательных фланцев. Приводной механизм необходимо отцентровать относительно насоса. В процессе установки трубопрводов, следует отслеживать ход вала при помощи центрирующих инструментов, чтобы убедиться, что насос не создает нагрузку на трубные соединения.

Центровка подвижной муфты

Как правило, производитель определяет минимальное растояние для полумуфт, таким образом, чтобы они не задевали друг друга при движении ротора к ведомому механизму. Износ упорного подшипника также должен приниматься во внимание при установке полумуфт.

Центровка зубчатых муфт

Крышки зубчатых муфт необходимо снять, для того, чтобы иметь достаточно пространства для снятия показаний на ступицах муфты.

Центровка турбооборудования

Центровка крупного турбооборудования довольно сложна и должна выполняться в соответствии с особыми инструкциями поставщика.

Факторы влияющие на расцентровку

Следующие факторы могут привести к расцентровке после надлежащей установки:

• Подвижность фундамента

• Прогиб трубопровода по причине: Ненадлежащая опора трубопровода Ненадлежащая центровка трубопровода по отношению к ведомому оборудованию Прогибы, вызванные температрурными расширением или сжатием трубной обвязки

• Износ подшипников

• Перекашивание опорной плиты, вследствие находящегося радом источника тепла

• Смещение строительной конструкции

• Ненадлежащая подливка опорной плиты

• Значительные колебания температруры окружающей среды

• Ненадлежащее применение регулирующих подкладок

Центрирующие инструменты

Как правило, следующие ручные инструменты используются для центровки:

• Магнитный держатель цифрового индикатора

• Цифровые индикаторы с делениями 0.0005" и 0.001" и минимальным диаметром экрана 1.25"

• Регулируемые прижимные планки для установки цифровых индикаторов

• Щупы

Page 189: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Переносное зеркало(а)

• Штангенциркуль

• Микронутромер

• Угольник

Не так давно произошло усовершенствование центрирующих инструментов, что существенно облегчило центровку. Ниже приводятся два примера устройств, в настоящий момент применяемых для выполнения центровки:

Компьютеры для центровки

Центровка вращающегося оборудования может быть очень трудоемким видом деятельности проекта строительства. Довольно часто, центровку приходится выполнять снова и снова, чтобы добиться установленных допусков по центровке муфт. Компьютеры для выполнения центровки предоставляют полезные требования по центровке, что может в значительной степени сократить время центровки.

Компьютеры для центровки "Coach and Coach II" фирмы-изготовителя Acculign, Inc., Виллис, Штат Техас, успешно использовались на нескольких строительных проектах фирмы Бектель. Это автономные, портативные устройства с програмным обеспечением для практически любых возможных ситуаций, связанных с центровкой оборудования. Оба устройства обладают одинаковыми характеристиками и отличаются только по методам выполнения центровки.

Характеристики этих устройств включают:

• Способность выбирать подходящий описательный метод центровки

• Легкодоступный ввод показаний и исходных данных центровки

• Функция "Класс центровки" освобождает от необходимости точной настройки и информирует персонал о том, что можно прекратить центровку.

• Компьютер рассчитывает и отображает угловое рассогласование муфты. Дополнительно, пользователь информируется о необходимости заметить регулирующие подкладки, а также о необходимости горизонтального смещения, чтобы добиться лучших результатов центровки.

• Выполнение автоматических проверок, чтобы убедиться в подсчитывании показаний цифрового индикатора и микрометра.

• Устройство рассчитывает четвертое показание муфты, в случае, если возможно снять только три показания.

Система лазерной центровки

Фирма Бектель также успешно использовала оборудование лазерной центровки для более точного выполнения центровки. Данные приборы особенно эффективны при центровке длинных валов с более строгими допусками. В настоящий момент, Бектель владеет системой лазерной центровки "Optalign", разработанной Pruftechnik AG, Исманинг, Германия.

Система лазерной центровки дает большую точность и скорость выполнения центровки, нежели системы цифровых индикаторов.

Page 190: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-15

ПРОВЕРКИ УСТАНОВКИ

Следующие проверки установки должны использоваться в качестве руководства по монтажу и проверке различного оборудования:

Насосы

• Смонтируйте двигатели на опорной плите; многие новые насосы поставляются с уже смонтированными приводными механизмами и с предварительной, заводской центровкой

• После установки ведущей полумуфты на месте, она должна быть сжата (находится в не приводном состоянии) на ведущем валу.

• Мягкие подкладки приводного механизма не должны помечаться и просверливаться, пока осевые линии вала на приводном механизме и приводе не выровнены по одной оси, торцы муфты не выставлены параллельно, а расстояние между валами не проверено на соответствие используемой муфте. Если приводное устройство не имеет упорных подшипников, двигатель необходимо расположить в центре его осевого хода, чтобы измерить расстояние между муфтами. Эта первоначальная центровка должна быть довольно точной, чтобы исключить необходимость подрезать болтовые крепления, развертывать станины двигателя или смещать приводное оборудование.

• Мягкие подкладки должны просверливаться и снабжаться резьбой на минимальную глубину равную диаметру болта. Болты должны быть достаточно длинными, чтобы поместить резьбу на указанную глубину.

• Всасывающие и нагнетательные фланцы должны быть закрыты, чтобы предотвратить попадание инородного материала.

• Выполните окончательную центровку насоса и приводного устройства для холодной посадки или приблизительной горячей посадки. Муфты не должны быть более чем на 0.003” отклоняться от требуемой позиции, установленной для горячего состояния, согласно рекомендации производителя.

• Центровка осуществляется при отсоединенных нагнетательных и выпускных трубопроводах, а затем повторно проверяется после сбалчивания соединительных трубопроводов.

• Масленки и смотровые стекла необходимо снять и промаркировать, чтобы избежать повреждения в процессе проведения строительных работ и установить на место перед передачей.

• Проверьте вращение, скорость по табличке паспортных данных и мощность в лошадиных силах согласно спецификаций и по факту.

• Произведите обкатку двигателя без нагрузки (с отсоединенной муфтой) перед передачей и снимите показания температуры подшипника и вибрации в процессе обкатки. Сделайте первый замер в течение 15 минут с начала обкатки и проверьте работу пускателя. При необходимости, удалите консервационное масло и залейте эксплуатационные смазочные материалы.

• Установите временные фильтры грубой очистки на нагнетательный трубопровод, используемые в процессе запуска.

Page 191: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-16 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Проверьте все воздушники, сливы, уплотнения, линии промывки и байпасы на соответствие спецификациям и чертежам. Промойте линии масла для уплотнений перед установкой уплотнений.

• Забейте постоянную набивку в случае поставки насос с временной набивкой. Некоторые насосы могут иметь механические уплотнения.

• Очистите сетчатые фильтры на всасе, в случае подачи воды до запуска.

Большие компрессоры

• Представитель производителя должен проверить все компоненты и вспомогательные механизмы перед подливкой.

• Подливку осуществляйте под руководством представителя фирмы-изготовителя.

• Протравите смазочное масло, масло уплотнений и нагнетательные трубопроводы, где требуется по спецификации. Представителю фирмы-производителя следует проверить протравленные линии на месте.

• Очистите и промойте все системы смазки и масла уплотнений перед заливкой технологической смазки согласно спецификациям и рекомендациям производителя.

• Установите временные фильтры грубой очистки, используемые в процессе запуска. Визуально проверьте все нагнетательные линии, чтобы убедиться в отсутствии твердых частиц.

• Проведите холодную центровку под руководством представителя фирмы-изготовителя и получите одобрение представителя фирмы-изготовителя в протоколе центровки.

• Проведите эксплуатационные испытания под руководством представителя фирмы-изготовителя и проверьте надлежащую работу всех вспомогательных механизмов, предохранительных устройств, регулирующих и контрольно-измерительных приборов.

• Если необходимо, проведите горячую проверку центровки и штифта. Определите необходимо ли одобрение этой проверки представителем заказчика.

• Получите письменное подтверждение от представителя фирмы-изготовителя, о том, что установка осуществлялась в соответствии с предоставленными рекомендациями.

Большие синхронные электродвигатели

• Представитель производителя должен проверить установку и уставки прерывателя.

• Проверить все предохранительные устройства и блокировки.

• Проверить вращение и способность устройств к синхронной работе.

• При работающем двигателе, проверить показания температуры двигателя, выбрать самую горчую точку и подсоединить к сигналу перегрева.

• Проверить синхронную работу второго двигателя с первым двигателем.

Турбины (небольшие вспомогательные механизмы)

• Смонтировать турбину на опорной плите.

Page 192: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-17

• Выполните центровку для холодной или приблизительной горячей посадки. Следуйте рекомендациям производителя.

• Установите все необходимые трубопроводы смазочного масла.

• При необходимости, удалите консервационные смазочные материалы, очистите и залейте эксплуатационные смазочные материалы перед передачей.

• Установите все необходимые вспомогательные механизмы и изолируйте, если требуется.

• Проверьте работоспособность и уставки устройства для выключения двигателя при превышении скорости, без нагруки (к запуску).

Испытание циркуляции

Испытания циркуляции выполняются строительным персоналом, как указано в контрактной документации:

• Как часть механического приемо-сдаточного испытания и перед запуском установки, все оборудование работает на воде или с применением другой специально определенной среды. Следует проявлять осторожность и не перегружать двигатели, приводящие в действие какое-либо оборудование.

• Рабочий процесс должен проходить под пристальным руководством, чтобы не допустить повреждения оборудования и продолжается до тех пор, пока оборудование не продемонстрирует способность работать непрерывно удовлетворительным образом.

• Оборудование с сетчатыми и стандартными фильтрами эксплуатируется в применением воды или другой среды, пока сетчатые или стандартные фильтры не будут приемлемо чистыми.

Окончательная приемка и протоколы

Необходимо вести протоколы, подтверждающие завершение и итоговые отчеты показаний и расчетов по выполненной работе. Документация должна включать но не ограничиваться следующим:

• Законченная проверочная ведомость

• Инструкции по монтажу производителя

• Схемы запасовки (при необходимости)

• Протокол центровки муфты - предварительный

• Протокол центровки муфты – окончательный

• Ведомость техобслуживания оборудования

• Любые специнструкции, необходимые для монтажа.

• Протокол одобрения производителем и/или представителем заказчика.

Page 193: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 15 Механическое оборудование

15-18 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ПРИЛОЖЕНИЕ 15-1

ПРОТОКОЛ ЦЕНТРОВКИ МУФТЫ НОМЕР ПРОЕКТА: НОМЕР УСТАНОВКИ: СТР 1 ИЗ НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА: ОПИСАНИЕ: НОМЕР ОБОРУДОВАНИЯ: СИСТЕМА/ НАЗНАЧЕНИЕ: НОМЕР ПОЗИЦИИ: РАСПОЛОЖЕНИЕ: ССЫЛОЧНЫЙ НОМЕР ДОКУМЕНТА

НОМЕР РЕВ. ПРИМЕЧАНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬ: СЕРИЙНЫЙ НОМЕР ПРОИЗВОДИТЕЛЯ: ТИП МУФТЫ: СЕРИЙНЫЙ НОМЕР И МОДЕЛЬ: РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ ЗАЗОР:

ЕДИНИЧНОЕ ВРАЩЕНИЕ ДВОЙНОЕ ВРАЩЕНИЕ

ПЕРЕКОС КРАЯ A ТОРЦЕВОЙ ПЕРЕКОС A УГЛОВАЯ ЦЕНТРОВКА

ПЕРЕКОС КРАЯ B ТОРЦЕВОЙ ПЕРЕКОС B ЦЕНТРОВКА СМЕЩЕНИЯ

(ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ)

ВЕДУЩИЙ

УПОР (ОСЕВОЙ ЗАЗОР)

ЗАЗОР МУФТЫ (НАИБОЛЬШИЙ ДИАПАЗОН ОТКЛОНЕНИЯ)

УПОР (ОСЕВОЙ ЗАЗОР)

ВЕДОМЫЙ

ТОРЦЕВОЙ ПЕРЕКОС

КРАЕВОЙ ПЕРЕКОС

КРАЕВОЙ ПЕРЕКОС

ТОРЦЕВОЙ ПЕРЕКОС

ЦЕНТРОВКА: ГОРЯЧАЯ ХОЛОДНАЯ ИНДИКАТОР НА: ПРИВОДЕ ПРИВОДНОМ МЕХ. ВСЕ ПОКАЗАНИЯ НАХОДЯТСЯ ОТ БЛИЖАЙШЕГО: 0.0005 ДЮЙМОВ ДРУГОЕ ЗНАЧЕНИЕ:

ПРИМЕЧАНИЕ: ПОКАЗАНИЯ ПЕРЕКОСА ВЗЯТЫ С ТОРЦА МУФТЫ НАСОСА, ВРАЩАЕНИЕ ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ

ОПИСАНИЕ ПРОВЕРКИ ОДОБРЕНО НЕ ОДОБРЕНО НЕ ПРИМЕН. ПРИМЕЧАНИЯ ПРОВЕРКА КРЕПЕЖНЫХ БОЛТОВ ПРОВЕТКА ОЧИСТОТЫ МУФТЫ ПОДЛИВКА ОПОРЫ НАСОСА/ДВИГАТЕЛЯ

ПРОВЕРКА УСТАНОВКИ ЗАЩИТНОГО КОЖУХА МУФТЫ

ПРОВЕРКА ПРОГИБА ТРУБОПРОВОДА

ИНЖЕНЕР ПО МОНТАЖУ: ДАТА: FORM T_ALIGN1.DOT 1996:REV.0

Page 194: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Механическое оборудование Раздел 15

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 15-19

ПРИЛОЖЕНИЕ 15-2

ПРОТОКОЛ ЦЕНТРОВКИ ЦЕПНОГО ИЛИ РЕМЁННОГО ПРИВОДНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

НОМЕР ПРОЕКТА: НОМЕР УСТАНОВКИ: СТР 1 ИЗ

НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА:

ОПИСАНИЕ: НОМЕР ОБОРУДОВАНИЯ:

СИСТЕМА / НАЗНАЧЕНИЕ: НОМЕР ПОЗИЦИИ:

РАСПОЛОЖЕНИЕ:

ССЫЛОЧНЫЙ НОМЕР ДОКУМЕНТА

НОМЕР РЕВИЗИИ

ПРИМЕЧАНИЯ

ИЗГОТОВИТЕЛЬ: СЕРИЙНЫЙ НОМЕР ИЗГОТОВИТЕЛЯ:

ТИП, РАЗМЕР РЕМНЯ/ЦЕПИ:

ОПИСАНИЕ ПРОВЕРКИ ОДОБРЕНО НЕ ОДОБРЕНО НЕ ПРИМЕН. ПРИМЕЧАНИЯ

ВАЛЫ ОБОР-НИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫ В ВЕРТИК. И ГОРИЗОНТ. ПЛОСКОСТЯХ

ЦЕНТРОВКА ШКИВЫ/ЦЕПН.ШЕСТЕРНИ НАДЛЕЖАЩАЯ НАТЯЖКА РЕМНЯ/ЦЕПИ ПРОВЕРКА КРЕПЕЖНЫХ БОЛТОВ ОЧИСТКА ШКИВА /РЕМНЯ ПОДЛИВКА ОПОРЫ ОБОРУДОВАНИЯ УСТАНОВКА ЗАЩ. КОЖУХА ПРОВЕРКА ПРОГИБА ТРУБОПРОВОДА ИНЖЕНЕР ПО МОНТАЖУ: ДАТА:

ПОСЛЕДУЮЩИЕ ПРОВЕРКИ ЦЕНТРОВКИ НОМЕР ПРОВЕРКИ ЦЕНТРОВКИ: 1 2 3 4

ВЕДУЩИЙ ВЕДОМЫЙ

ТОРЦЕВОЙ ПЕРЕКОС ТОРЦЕВОЙ ПЕРЕКОС

ДАТА ИНИЦИАЛЫ ИНЖЕНЕРА ПО МОНТАЖУ ПАРАЛЛЕЛЬНОСТЬ ЦЕНТРОВКА ШКИВА/ЦЕПНОЙ ШЕСТЕРНИ НАТЯЖЕНИЕ РЕМНЯ/ЦЕПИ ПРОВЕРКА ПРОГИБА ТРУБОПРОВОДА FORM T_ALIGN2.DOT 1996:REV.

Page 195: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 16 Насосы

Общая информация

После электродвигателей насосы являются наиболее часто используемым в промышленности оборудованием. Мощность насоса измеряется расходом, или объемом, (количество литров в минуту) который может выдаваться насосом при определенном давлении (напоре). Полный напор – это сумма высоты всасывания, плюс давление на выкиде.

Суммарная высота всасывания складывается из двух факторов:

• Расстояние по вертикали между насосом и перекачиваемой жидкостью.

• Фрикционное сопротивление во всасывающей трубе насоса

Суммарный выкидной напор складывается из трех факторов:

• Расстояние по вертикали между выкидом и насосом

• Фрикционное сопротивление в выкидной трубе

• Давление требуемое на выходе трубы

Две основные категории насосов – объемные и необъемные (динамические)

Объемные насосы

Объемные насосы используют в своей работе принцип вытеснения. Жидкость поступает в насос через впускное отверстие и благодаря вытеснению выдавливается через выкидное отверстие. Существует два типа объемных насосов – возвратно-поступательные и ротационные насосы.

Возвратно-поступательные насосы

Существуют три типа возвратно-поступательных насосов:

• Поршневой

• Плунжерный

• Диафрагменный насос

Данные насосы в основном применяются для подачи котловой воды, в гидравлических системах, и в системах, где требуются самозаливающиеся насосы. Возвратно-поступательные насосы, как это ясно из названия, производят поступательное и возвратное действие. При движении поршня от головки цилиндра происходит забор жидкости в цилиндр через всасывающий клапан. При обратном ходе поршня, всасывающий клапан закрывается, и жидкость выдавливается наружу через нагнетательный клапан. © 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 16-1

Page 196: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 16 Pumps

16-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Между поршневым и плунжерным насосом существуют следующие различия:

• Поршень короче, чем ход, в то время как плунжер длиннее хода.

• Уплотняющие кольца поршневого насоса находятся на поршне, в то время как уплотняющие кольца плунжерного насоса находятся на цилиндре.

В диафрагменных насосах вместо поршня, или плунжера применяется резиновая, или неопреновая диафрагма. Данный тип насоса применяется для откачки воды из траншей, затопленных фундаментов, дренажных колодцев и других мест, где в воде имеется высокое содержание грязи, шлама, или песка.

Ротационные насосы

Существует четыре основных типа ротационных насосов:

• Лопастные

• Винтовые

• Шестеренчатые

• Коловратные

Ротационные насосы обычно используются для подачи масла в гидравлических системах. У них простая конструкция, небольшое количество деталей, и подобно возвратно-поступательны насосам, они работают по принципу вытеснения. Ротационные насосы посредством вращательного движения перемещают жидкость с входного отверстия на выходное. Эти насосы в основном состоят из двух кулачков или шестерен, один/одна из которых является ведущим и вращается при помощи внешнего привода. Корпус плотно прилегает к шестерням, и на нем также монтируются всасывающие и нагнетательные линии.

Жидкость заполняет пространство между зубцами шестерен и вытесняется (по ходу вращения) за пределы шестерен. Когда зубцы шестерен сцепляются жидкость «выдавливается» к выходному отверстию. После выкида жидкости, зубцы расцепляются, создавая при этом некоторое разряжение что, приводит к заполнению образовавшегося пространства новой жидкостью. Данный процесс создает ровный и постоянный поток. Поскольку такой тип насосов подразумевает очень маленькие зазоры, они работают лучше,

если перекачиваемая жидкость обладает определенными смазывающими свойствами.

Рисунок 16-1 - Центробежный насос

Page 197: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Pumps Section 16

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 16-3

НЕОБЪЕМНЫЕ (ДИНАМИЧЕСКИЕ) НАСОСЫ

Центробежные насосы

Центробежные насосы (см. рис. 16-1), могут иметь одноступенчатую, или многоступенчатую конструкцию. Такие насосы используют центробежную силу для передачи энергии поступающей жидкости. Центробежный насос «отбрасывает» жидкость от центра рабочего колеса (центра вращения) к корпусу, или к спиральной камере (улитке). В процессе энергия передается жидкости и происходит нагнетание жидкости. Данный насос используется для перекачивания воды при небольших объемах и невысоком давлении.

Page 198: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 16 Pumps

16-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Центробежные насосы диффузионного типа

Центробежные насосы диффузионного, или турбинного типа применяются для работы при высоком давлении и высокой температуре. Они отличаются тем, что вращающееся рабочее колесо внутри корпуса окружено стационарными направляющими лопатками. Лопатки создают постепенно расширяющиеся проходы, в которых направление потока резко меняется, и скоростной напор превращается в давление, до того как вода достигает внутренней окружности корпуса и подается на выкид. Диффузионные насосы преобразуют скоростной напор в давление лучше, чем насосы со спиральной камерой, и таким образом имеют более высокий КПД.

Многоступенчатые насосы

Многоступенчатые центробежные насосы – это насосы высокого давления. Каждая ступень, это, по сути, отдельный насос. Однако все они расположены в одном корпусе, и все рабочие колеса стоят на одном валу.

Первая ступень принимает воду непосредственно их всасывающей трубы, повышает давление до необходимого значения, и передает ее дальше на следующую ступень. На последней ступени давление достигает расчетного значения и подается на выход. Многоступенчатые насосы устанавливают, если требуется продолжительная эксплуатация, и для работы с горячими, либо с холодными жидкостями в сфере производстве, на трубопроводах и в котельных установках.

Page 199: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы Воздушного Компрессора

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Воздушный компрессор является основной частью любой системы сжатого воздуха. Компрессор берет воздух из атмосферы, сжимает его до требуемого уровня давления и нагнетает воздух в линии подачи или в воздухозаборники, работающие в качестве временных коллекторов.

Сжатый воздух имеет множество видов применения:

• Подача питания на инструменты с воздушным приводом и такие устройства как гидравлические прессы или многопортовые клапаны.

• Работа с хрупкими приборами

• Перемешивание и распыление жидкостей

• Продувка сажи

• Передача веществ

Современный рынок предлагает компрессоры с рядом вариаций в дизайне, устройстве, и способах компрессии воздуха.

Функции компрессора.

Атмосферный воздух представляет собой смесь газов, в основном азота и кислорода, в которой постоянно присутствует некоторое количество водяных паров.

В соответствии с Законом Паскаля, когда определенное количество газа находится под давлением в закрытой емкости, давление равномерно распределяется газом во всех направлениях. Поэтому,для более эффективного распределения давления, контейнеры для сжатого газа имеют цилиндрическую форму со сферическими окончаниями

Чтобы лучше понять принцип работы компрессора, важно понять, какие изменения происходят в атмосферном воздухе для создания давления. Давление атмосферного воздуха не изменяется если не меняется температура и размер контейнера. При тепловом воздействии на контейнер, увеличивается активность молекул воздуха, что увеличивает давление воздуха внутри контейнера. Увеличение давление можно измерять датчиком давления. Это отражается в Законе Чарльза, который гласит:

"Если объем определенного количества газа, находящегося в замкнутом пространстве, остается неизменным, изменение давления происходит при изменении температуры данного газа."

Вывод: при изменении температуры газа, пропорционально изменяется его объем.

Также можно изменить давление путем уменьшения размера контейнера. При помещении определенного количества воздуха в меньшее пространство, ограничивается пространство для передвижения молекул. Изменения скорости не происходит, но молекулы чаще

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 17-1

Page 200: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ударяются о стенки контейнера, соответственно, давление увеличивается. Это действие отражено Законом Бойля, который гласит:

"Абсолютное давление определенного количества газа, находящегося в замкнутом пространстве, изменяется обратно пропорционально его объему, если значение температуры не изменяется."

Это означает, что по мере уменьшения объема в закрытом контейнере, давление увеличивается.

Так как воздух не сжимается без изменения температуры, Законы Бойля и Чарльза действуют совместно в соответствии с Законом Идеального Газа.

Использование сжатого воздуха для проведения работ требует применения всех изложенных пунктов. В соответствии с Законом Паскаля, давление газа в замкнутом пространстве равно в каждой точке измерения газа. Если Поршень 1 продвигается на 5 дюймов, вытесняя 50 кубических дюймов воздуха, (5 дюймов x 10 кв. дюймов), 50 кубических дюймов воздуха воздействуют на 50 кв. дюймов Поршня 2 , обеспечивая его продвижение на 1 дюйм (50кубических дюймов, разделенных на 50 квадратных дюймов). Увеличение давления 5 к 1 обратно уменьшению движения поршня, равного 1 к 5.

При работе с компрессорами, важно понять эти основные принципы

Основные типы компрессоров.

Существует две основные классификации компрессоров:

• Компрессор Объемного Вытеснения

• Компрессор Динамический

Компрессоры Объемного Вытеснения

В компрессорах типа объемного вытеснения, значительные объемы воздуха содержатся в замкнутом пространстве, и увеличение давления происходит путем уменьшения объема в замкнутом пространстве. Установки данного типа в дальнейшем будут классифицироваться как возвратно-поступательные или вращательные. В свою очередь, эти классификации могут подразделяться в зависимости от особенностей дизайна.

Компрессоры Возвратно-Поступательного типа.

Данный тип компрессоров выводит воздух в цилиндры через клапаны во время всасывающего хода. По окончании разгрузочного хода, воздух имеет более высокое значение давления. Отдельные клапаны работают на входе и выходе воздуха

Устройство каркасов и цилиндров у возвратно-поступательных компрессоров различаются в зависимости от мощности выработки, давления на выходе, предполагаемого объекта обслуживания, привода и других факторов. Уровень давления сжатого воздуха находится в пределах от 100-6,000 фунтов на квадратный дюйм.

Некоторые элементы компрессоров возвратно- поступательного типа:

• Цилиндры, крышки, поршни, клапаны входа и разгрузочные клапаны

Page 201: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы воздушного компрессора Раздел 17

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 17-3

• Элементы передачи питания, включая поршень и соединительные штоки, траверса, коленвал и маховик.

• Система смазки

• Система охлаждения

• Управление

В зависимости от работы, компрессоры возвратно-поступательного типа подразделяются на:

• Одностороннего и двустороннего действия

• Одноступенчатый и многоступенчатый

Компрессор, сжимающий воздух только на одном конце цилиндра, называется компрессором одностороннего действия, в то время как компрессор, сжимающий воздух на на обоих концах, называется компрессором двустороннего действия.

Ступень-это шаг или цикл, за который компрессор сжимает воздух до получения требуемого значения давления. Комрессор одноступенчатого типа работы производит забор воздуха из атмосферы и сжимает его до требуемого значения давления за время одного хода. Компрессор многоступенчатого типа производит забор воздуха при атмосферном давлении и сжимает его за два или более ходов. Конструкция компрессора может вклучать множество цилиндров, при том каждый цилиндр имеет разный диаметр поршня.

В целом, компрессоры одноступенчатого типа более экономичны при значениях давления ниже 100 фунтов на квадратный дюйм (psi), а компрессоры многоступенчатого типа более экономичны при значениях давлений выше 100 фунтов на квадратный дюйм (psi). Институт Сжатого Воздуха и Газа предоставляет рассчеты производительности для разных типов компрессоров.

Компрессоры Ротационного Типа.

Несмотря на то, что сжатый воздух со значением давления более 100 фунтов на кв. дюйм (psi) применяется часто, многим заводам требуется более низкое давление воздуха (от 50 до 75 фунтов на кв. дюйм (psi)) при средней или всокой скорости подачи. Для вырабатывания воздуха для оборудования подобного типа обычно используются компрессоры ротационного типа.

Page 202: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Ротационные компрессоры также подразделяются на два отдельных типа:

• Компрессор объемного замещения

• Компрессор динамический

Ротационные компрессоры с механически отделенными каналами входа и разгрузки относятся к типу объемного замещения, в то время как установки, в которых не предусмотрено разделение каналов относятся к ротационным компрессорам динамического типа.

Ротационные компрессоры объемного замещения включают пластинчато-роторный компрессор, компрессор сухого сжатия, маслозаполненный компрессор, компрессор с гидравлическим поршнем и ротативный компрессор кулачкового типа. К динамическим компрессорам относятся

компрессоры центробежного и осевого потока, схожие с гидравлическими насосами.

РИСУНОК 17-1 - Компрессор ротационного типа одноступенчатого

действия

Пластинчато-роторный компрессор задерживает воздух между пластинами, в то время как ротор открывает отверстие на входе. Когда ротор вращается в направлении разгрузочного канала, объем между двумя пластинами уменьшается. При этом происходит повышение давления до определеного значения на выходе. При вращении ротора, пластины передвигаются по каналу и удерживаются в камере сжатия с помощью центробежной и рессорной силы.

Значения давления ротационных компрессоров варьируются в диапазоне от 50 фунтов на дюйм (psi) за одну ступень и при прохождении дополнительных ступеней, давление значительно повышается. Пропускная способность достигает примерно 5, 000 кубических футов в минуту.

Двухкулачковый ротационный компрессор имеет идентичные колеса крыльчатки, объединенные между собой с помощью зубчатых колес наружнего зацепления. При вращении, каждое колесо крыльчатки удерживает воздух между наружной поверхностью и корпусом. Когда верхняя кромка колеса крыльчатки проходит у верхнего края камеры сжатия, начинается разгрузка. Нижняя кромка колеса крыльчатки толкает забранный воздух в разгрузочную трубу, производя сжатие с помощью обратного давления. Двух-и трехэлементные кулачковые компрессоры обладают производительностью от 5 фт/кв дюйм приблизительно до 50 000 кв.фт/м. Давление выше 15 фт/кв.дюйм достигаются путем последовательной работы двух или более установок.

Гидравлический компрессор имеет многорезцовый ротор, вращающий камеру сжатия эллиптической формы, заполненную жидкостью, обычно водой. При вращении ротора, резцы образуют ряд ковшей, несущих жидкость. С помощью центробежной силы жидкость следует контурам камеры сжатия, и периодически вытекает и попадает в пространство между ковшами (два раза за период одного оборота). Когда жидкость выходит из ковша, внутрь попадает воздух. При возвращении в ковш, жидкость сжимает воздух до требуемого давления на выходе. Пропускная способность гидравлических компрессоров приблизительно равна 5.000 куб. фт/м. Одноступенчатые установки, показанные на Рис. 17-1, могут создавать давление до 75 фт/кв.дюйм.

Page 203: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы воздушного компрессора Раздел 17

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 17-5

Динамические компрессоры.

Динамические компрессоры используют вращающиеся элементы для создания ускоренной циркуляции воздуха. При помощи диффундирования, скорость переходит в статическое давление. Общая энергия потока воздуха является постоянной. При поступлении в большую секцию, скорость потока уменьшается,и энергия скорости переходит в энергию давления. Таким образом, статическое давление повышается в большей секции. К динамическим компрессорам относятся компрессоры принципа работы центробежного, осевого и смешанного потока. Они предназначены для передачи больших объемов воздуха (около 100.000 куб.фт./мин.) с уровнем давления до 125 фт./кв.дюйм.

Установки меньшего размера предназначены для работы с низким давлением. Как правило, они являются нагнетателями, а не компрессорами, но имеют такой же принцип строения, как их аналоги большего размера.

Центробежные компрессоры производят забор воздуха у лопастного пространства колеса крыльчатки и быстро начинает его разгонять. Некоторая часть статического давления образуется уже в лопастном пространстве колеса крыльчатки,но большее количество вырабатывается в диффузорной секции, где скорость переходит в статическое давление. Многоэтапные компрессоры перерабатывают от 500 до более 150.000 куб.фт/м при давлении около 150 фт/кв.дюйм. Необходимым фактором, характерным для всех центробежных компрессоров является быстрая скорость вращения колеса крыльчатки.

Компрессоры осевого потока разгоняют воздух в направлении пареллельном валу. Установки похожи на турбины: каждая пара движущихся и неподвижных пластин образует одну ступень. Скорость повышения давления на каждой ступени сравнительно мала. Пропускная способность нагнетателей осевого типа находится в пределах от нескольких кв.фт/м до более 100 000 кв.фт/м при давлении от 1 до 50 фт./ кв. дюйм.

Вспомогательное оборудование компрессоров.

Несмотря на то, что компрессор является ключевой частью любой системы воздуха, для обеспечивания надежности, продолжения работы и снижения потребности в техобслуживании системы сжатого воздуха и потребляющей системы/потребляющих систем используются дополнительные приборы. Вспомогательное оборудование можно распределить на две категории:

• Первичная обработка воздуха

• Вторичная обработка воздуха

Первичной называется обработка воздуха на входе и выходе компрессора. Воздух обрабатываетя потому, что забор воздуха производится из загрязненной атмосферы. Кроме того, в воздухе всегда содержится влага. Обработка воздуха с целью удаления загрязняющих веществ и влаги производится с помощью специального вспомогательного оборудования, как то:

• Фильтры воздухозаборников

• Промежуточные и выходные охладители

• Сепараторы влаги

• Конденсационный горшок

Page 204: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Осушители

• Приемники

• Заглушители

Фильтры воздухозаборников предназначены для удаления большей части твердых загрязняющих примесей перед подачей воздуха в компрессор. В зависимости от назначения, используются фильтровые установки сухого типа и типа масляного воздухоочищения. В фильтрах сухого типа обычно имеется войлочный или хлопковый слой материала, натянутый на проволочный каркас, и фильтр имеет форму заменяемого картриджного элемента. Фильтры такого типа чистятся соответствующим растворителем.

Фильтры масляного воздухоочищения устанавливаются в неглубоких масляных резервуарах. Попадая в верхнюю часть фильтра, воздух передается ниже на масло, затем вверх через фильтр. Масло, переносимое воздухом удерживается в фильтре, также улавливаются и другие загрязняющие вещества.

Промежуточные и выходные охладители используются для передачи тепла, получаемого путем сжатия воздуха в устройство охлаждающей воды или в атмосферу.Промежуточным называется охладитель, используемый между ступенями в многоступенчатом компрессоре. Для сжатия такого воздуха требуется меньше энергии, так как охлаждение между ступенями уменьшает объем воздуха, сжимаемого на следующей ступени. Сходна с промежуточными работа выходных охладителей, производящих охлаждение с помощью воды и воздуха.

Следует внимательно следить за степенью охлаждения. При излишнем охлаждении, полученном на промежуточном охладителе, температура воздуха понижается до уровня конденсации водяных паров, содержащихся в воздухе. Вода, образующаяся в промежуточном охладителе может попасть на ступень высокого давления в компрессоре и вызвать механические нарушения в работе установки. Охлаждение, полученное на выходном охладителе не достаточно понижает температуру воздуха для конденсации водяных паров. Это означает, что некоторое количество водяных паров остается в воздухе на выходе компрессора.

Сепараторы влаги удаляют воду и масляные пары, конденсируемые в выходных охладителях. Большинство систем имеют механические сепараторы, обеспечивающие циркуляцию воздуха или заставляющие воздух менять направление.

В сепараторе циркулирующего типа центробежная сила вытесняет влагу и масло за пределы сепаратора, а продвигается вверх по центральному каналу. При внезапном изменении направления, более тяжелые капли масла и воды сложнее изменяют направление, ударяются о стенку сепаратора и падают на дно, а воздух подается на линию разгрузки. В сепараторе этого типа имеются масленые скребки. В других типах используется большая камера, снижающая скорость движущегося воздуха, при этом частицы падают на дно сепаратора. Сепараторы этого типа удаляют до 95% жидкости из воздушного потока.

Камерами приема называются устройства, являющиеся либо частью масленого сепаратора, либо работающие отдельно. Большинство из них устроены как поплавковые горшки, где при наполнении емкости скапливающейся жидкостью поднимается поплавок, открывается запорный клапан, открывая сток для влаги. Сливной клапан расположен над уровнем днища емкости во избежание застревания твердых частиц между клапаном и основанием. Скопления шлама удаляется через сливное отверстие.

Page 205: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы воздушного компрессора Раздел 17

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 17-7

Осушители используются для конденсирования влаги, содержащейся в сжатом воздухе после выходного охладителя. Важно максимально снизить содержание влаги в сжатом воздухе для предотвращения конденсации воздуха при падении давления до атмосферного уровня. В производстве используется несколько видов осушителей.

В осушителе охлажденного воздуха применяется теплообменник, участок отделения влаги и системы охлаждения. Сперва теплый воздух попадает в теплообменник, где его температура немного снижается. Воздух вступает в соприкосновение с охлаждающим змеевиком, где температура воздуха понижается до 35 oF, и происходит конденсирование водяных паров. Затем, перед поступлением в систему воздух возвращается через теплообменнник. Влага сливается, таким образом убирается большая часть водяных паров. Для более тщательного извлечения влаги, должны использоваться другие сочетания фильтровых осушителей.

Другим важным видом осушителя является адсорбирующий осушитель. Обычно это установка представляет собой сочетание двух осушителей, при этом в работе задействована одна колонна, а вторая после восстановления находится в резерве. Автоматический таймер производит переключение нагрузки на колонны, но также работа камер может регулироваться в ручном режиме. Воздух поступает в колонну через клапан с четырьмя каналами и направляется в рабочую камеру.

Внутри колонны воздух подается снизу через пласт,поглощающий влагу вверх через возвратную трубу в центре. Затем воздух направляется через другой четырехканальный клапан в систему воздуха. При прохождении воздуха через пласт, поглощающий влагу, она притягивается и удерживается на поверхности каждой гранулы десиккантного вещества. В то время как воздух проходит осушку в одной колонне, другая находится на стадии восстановления.

Подогретый воздух проходит через линию сквозь десиккантный пласт наверх и затем поступает на линию входа. По истечении установленного времени,отключается подогрев, и нагретый десиккант охлаждается. Затем колонна переводится в резервный режим и осушается с помощью воздуха.

Вместе с осушителями данного типа используются фильтры предварительной очистки для предотвращения попадания инородных частиц в десиккантный пласт. Конечные фильтры используются для избежания попадания частиц десиккантного слоя в остальную систему сжатого воздуха. Также важно не пропустить масло и другие добавления в десиккантный слой, так как они могут образовать пробки в каналах и покрыть поверхность десиккантных гранул.

Приемники и резервуары используются для хранения сжатого воздуха. Они должны быть правильно рассчитаны на объем воздуха в системе и на наибольший уровень подачи воздуха чтобы давление в системе не понижалось до очень низкого уровня.

Вторичная обработка воздуха применяется с целью проверки работы пневматической системы для защиты её составляющих и увеличения экплуатационного срока. Ко вторичной системе обработки относится следующее оборудование:

• Сепараторы

• Фильтры/фильтровальные сетки

• Лубрикаторы

Page 206: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Данные сепараторы сходны с теми, что используются при первичной обработке. Они подразделяются на сепараторы гравитационного и сентробежного типа. Сепаратор гравитационного типа удаляет только крупные частицы из воздуха. Имеется несколько моделей сепараторов центробежного типа, которые удаляют крупные или мелкие частицы, в зависимости от потребностей системы.

В качестве фильтров используются микронные фильтры. Микрон равен приблизительно 0.00004 дюйма. Размеры частиц дыма обычно колеблятся от 0.01 до 1 микрона. Сжатый воздух несет в себе частицы пыли, размер которых колеблется от 0.1 до 10 микронов, а также частицы масла, размером от 0.01 до 0.8 микронов.Фильтры подразделяются на поверхностные и глубинные. Поверхностные фильтры собирают частицы на одной поверхности, а глубинные фильтры собирают частицы на разных уровнях и имеют отверстия разных размеров.

Поверхностные фильтры с проволочной сеткой или сетчатые фильтры применяются для удаления более крупных частиц в системе сжатого воздуха. Фильтровальные сетки, устанавливемые на линии могут быть сделаны из металлических лент, пластин или пластиковой пропиточной бумаги. Ленточные фильтры обычно обращены своей наиболее плотной частью на выход и предназначены для удаления частиц больше 40 микронов. Фильтровальная сетка обычно помещается прямо перед фильтром.

Глубинные фильтры подразделяются на сухие и смачиваемые. Сухие фильтры удаляют частицы с помощью фильтрующих средств. К смачиваемым фильтрам относятся фильтр с удерживающим слоем и маслозаполненный фильтр для улавливания и удержания частиц. Воздух, выходящий из смачиваемого фильтра всегда содежим частицы масла.

Один из типов сухого фильтра-адсорбирующий фильтр, т.е. состоящий из адсорбента, такого как уголь или химикаты. Частицы собираются у поверхности материала, выводятся из фильтра и оседают на дне емкости. Так же используются такие адсорбирующие фильтры как десиккантные. Этот вид фильтра собирает влагу в абсорбирующий состав.Большинство адсорбирующих фильтров состоят из веществ, изменяющих цвет при поглощении влаги. Большинство фильтров такого типа улавливают 0.5 микронов и выше.

В смачиваемом фильтре маслозаполненного типа, перед прохождением фильтрирующего состава,воздух направляется через верхнюю часть масляной ванны. Фильтрирующий состав, покрытый маслом, удерживает частицы. Фильтры такого типа очень эффективны и удаляют 100 процентов частиц размером от 3 микронов. При необходимости, они могут чиститься, в то время как сухие фильтры должны заменяться.

Лубрикаторы используются для добавления смазочного масла в системе сжатого воздуха в инструменты, приборы и цилиндры, которым требуется воздух, обработанный маслом для снижения износа и коррозии. Воздух сперва направляется через фильтровальную сетку и фильтр, затем проходит обработку маслом для удаления воды и загрязняющих веществ из воздуха, который поступает на оборудование, требующее смазки.

Мелкий лубрикатор подает мелкий суспендированный масляный туман в воздушную струю. Дозируемое масло поступает из резервуара в камеру для смешивания масла и распыляется небольшой воздушной струей. Масло-воздушная смесь направляется на отражательную заслонку, которая в свою очередь отделяет капли масла размером больше 2 микронов. Большие капли падают в резервуар, а масляный туман выходит из лубрикатора и смешивается с основным потоком воздуха. Пластины или направляющие потока регулируют количество смазочного масла в зависимости от потока воздуха.

Page 207: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы воздушного компрессора Раздел 17

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 17-9

Стандартный порядок работы системы сжатого воздуха

Воздух поступает в компрессор через фильтр воздухозаборника, где удаляется пыль и другие загрязняющие компоненты. Затем через впускные клапаны воздух поступает на первую ступень, где происходит сжатие. На этой ступени во время цикла компрессии поднимается давление и выделяется тепло.

Затем воздух поступает на промежуточные охладители и передает часть тепла охлаждающей воде, проходящей по трубам промежуточного охладителя. Во время цикла охлаждения также конденсируется влага. Через конденсационный горшок влага удаляется из охладителя.

Через впускные клапан охлажденный воздух поступает на вторую ступень, где давление нагнетается до большего уровня. Во время цикла компрессии снова выделяется тепло. Горячий воздух на выходе из второй ступени поступает на выходной охладитель, где охлаждающая вода, проходя через трубки, охлаждает воздух и конденсирует влагу в воздухе.

После выходного охладителя воздух поступает на сепаратор влаги, представляющий собой механическое устройство, предназначенное для удаления влаги из воздуха. Отобранная влага удаляется через конденсационный горшок.

Фильтр предварительной очистки установлен после сепаратора влаги для фильтрации влаги и конденсированного масла.

Воздух поступает на осушитель, где он очищается от поглощенной влаги. Когда десиккант насыщается влагой, конденсат удаляется через конденсационные горшки. Данный тип осушителя называется восстановительным, так как установка восстанавливается с помощью нагретого воздуха.

Воздух хранится в приемнике. Вода, собирающаяся в приемнике удаляется через водосточные каналы. Воздух поступает в систему распределения.

Стандартные предохранительные устройства компрессора.

К стандартным предохранительным устройствам компрессора относятся:

Разгрузочный клапан.

Имеется на каждой ступени компрессора на линии резгрузки и предназначен для сброса избыточного давления.

Устройство останова при избыточной скорости

Блокирует привод когда скорость работы компрессора превышает установленную скорость.

Устройство останова при сбое подачи масла.

Данное устройство защищает подшипники путем останавливания установки при резком понижении давления масла.

Клапан водяной рубашки

Поизводит останов компрессора при резком падении давления воды.

Page 208: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Устройство останова при избыточном давлении

Производит останов компрессора когда давление на выходе превышает установленное безопасное значение.

Устройство останова при избыточной температуре.

Для обособленных компрессоров это устройство обеспечивает защиту от высокой температуры на выходе.

Защита главных подшипников

Устройство тепловой защиты останавливает компрессор если температура подшипников достигает высокого уровня.

СПРАВКА ПО УСТРАНЕНИЮ НЕПОЛАДОК

Ниже приведены некоторые проблемы, которые могут возникнуть у компрессоров системы охлаждения водой или воздухом:

Компрессоры, охлаждаемые водой:

Проблема Низкое давление на выходе

Причина Потребление больше пропускной способности компрессора; износ хомутов;утечки в блоке; неверно заданная скорость;крупная утечка в системе

Проблема Недостаточная производительность

Причина Большое количество утечек в трубной обвязке или на клапанах; слишком выходе давление на выходе;неверно заданная скорость, забит фильтр; износ поршня и хомутов

Проблема Компрессор не подает воздух

Причина Забит фильтр на входе; забита линия на входе;неверная установка клапанов

Проблема Избыточный уровень вибрации компрессора

Причина Установка неверно прикреплена к основе; неправильный тип основания; неправильная опора трубной обвязки; неверная центровка

Проблема Перегрев компрессора

Причина Сломаны заслонки клапанов;недостаточное количество охлаждающей воды;забиты фильтры воздухозаборника;избыточное давление на выходе;внутренние утечки

Проблема Двигатель компрессора перегружается

Причина Слабые ремни привода;избыточное давление или скорость;забита линия выхода; неправильное соедининие двигателя

Page 209: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы воздушного компрессора Раздел 17

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 17-11

Проблема Наличие стука в компрессоре

Причина Неплотно присоединенный маховик или шкив; большой зазор во втулке поршневого пальца, подшипников шатунной шейки коленвала или основных подшипников; Неплотный клапан или поршневая гайка

Компрессоры, охлаждаемые воздухом

Проблема Недостаточная производительность

Причина Общирная утечка в тубопроводе, на фланцевых соединениях или клапанах;избыточное давление на выходе; неверно забанная скорость;забитый фильтр на входе;износ поршней или хомутов;утечка в прокладке головки цилиндра; скольжение ремня;утечки в промежуточном охладителе

Проблема Перегрев компрессора

Причина Повреждена заслонка клапана; неверное направление вращения; забит фильтр на входе; избыточное давление на выходе; внутренние утечки; недостаточное количество смазочного масла

Проблема Наличие стука в компрессоре

Причина Неплотно присоединенный маховик или шкив;неплотный клапан в цилиндре или разгрузочное устройство; избыточный зазор в осевом направлении у ротора двигателя; слишком большие зазоры в подшипниках поршневого пальца или шатунной шейки коленвала;нарушена центровка ремня;неровная установка.

Проблема Изыточная вибрация компрессора

Причина Установка неверно прикреплена к основе; неправильный тип основания; не убраны погрузочные блоки из-под основы установки; нарушен баланс ротора двигателя; один цилиндр в двухцелиндровой установке не работает; неверная центровка

Проблема Блокировка размыкателя цепи

Причина Низкое напряжение; установлен слишком низкий дифференциал переключателя;установка запущена при неполной загрузке;неисправность двигателя; заедает компрессор или двигатель

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ КОМПРЕССОРА

Наилучшим руководством по эксплуатации и техобслуживанию компрессора является инструкция от производителя. Важно внимательно следовать инструкции производителя при установке основного и вспомогательного оборудования.

При запуске компрессора и его исправной работе, важную роль роль играет регулярная проверка, смазка и капитальный ремонт установки.Инструкция является наилучшим руководством требуемому техобслуживанию.

Page 210: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Оборудование по извлечению воздуха.

Помимо сжатия воздуха для работы оборудования, компрессоры имеют другой вид применения. Компрессоры также используются для удаления воздуха из системы и или единиц оборудования, такого как конденсаторы, с целью улучшения их работы и производительности.Все вышеперечисленные типы компрессоров могут использоваться для проведения подобного вида работы.

У конденсаторов данного вида, поступающий воздух должен удаляться для поддержания вакуума. Если оставить газ и воздух, они блокируют поверхности трубок, уменьшают теплопередачу, в итоге разрушая вакуум. Вакуум должен постоянно поддерживаться для уменьшения заднего давления турбины, увеличения производительности турбины и выработки конденсата при максимально возможной температуре.

Другой важной системой, из которой извлекается воздух является водянай камера. Уровень охлаждающей воды в водяной камере должен быть наиболее высоким. Воздух, поступающий в систему охлаждающей воды собирается в верхней части водяных камер и если продолжает оставаться там, то в итоге вытесняет охлаждающую воду, что приводит к прекращению потока через верхнюю секцию трубок конденсатора и снижает способность конденсатора поддерживать вакуум.

Воздушный эжектор (Пароэжекторные воздушные насосы)

Пароэжекторные насосы работают путем перевода энергии пара высокого давления , высокой температуры на эжектор высокой скорости. Это перевод осуществляется с помощью патрубка. Эжектор высокой скорости загружается и форсирует воздух и газ в камере приема пароэжектора.

Толкающий пар и неконденсат проходят через диффузер, предназначенный для сжатия этой смеси с целью достижения большего уровня давления, чем давление на приеме эжектора, не создавая избыточной турбуленции. Может применяться одна или несколько ступеней.

Во время первичного извлечения и в эксплуатации, предпочтительно используется эжектор большой ёмкости и несколько рабочих эжекторов, так как эжектор большой ёмкости перерабатывает гораздо большее количество воздуха, чем рабочие эжекторы.

При прохождении одной ступени, эжектор большой ёмкости сжимает воздух из конденсатора до атмосферного давления. В большинстве случаев, толкающий пар и увлекаемый воздух выводятся в атмосферу.

Часто используется двухступенчатый пароэжектроный насос для удаления неконденсата во время работы конденсатора. Данный эжектор снабжен промежуточным и выходным охладителями. Производя сжатие в две ступени, а также применяя охладители для конденсирования толкающего пара, подерживается минимальное потребления пара многоступенчатого эжектора. Конденсат, вырабатываемый главным конденсатором используется в качества охладителя.

Это позволяет извлекать тепло из толкающего пара эжектора. Дренированная из эжектора влага обычно возвращается в главный конденсатор, и конденсат возвращается в систему.

Пароэжекторное оборудование имеет следующие преимущества:

Page 211: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы воздушного компрессора Раздел 17

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 17-13

• Большая степень надёжности за счет отсутствия движущихся частей

• Очень низкая потребность в техобслуживании

• Более низкая начальная стоимость

• Работа, практически не требующая затрат.

Механические вакуумные насосы

Пароэжекторы ранее широко применялись. С недавних пор, наметились тенденции к более широкому применению механических насосов. Механические вакуумные насосы можно использовать как для начальной, так и для последующего извлечения воздуха из потока на установку.

У механических насосов присутствуют требуемые качества:

• Для них осуществляется наиболее экономичный способ дистанционного управления работой.

• Они исключают необходимость в дополнительной подаче пара и дорогостоящей трубной обвязке пара высокого давления.

• Так как они выделяют испарения и газ в атмосферу, исключается необходимость в переработке неконденсата.

• Они устанавливаются без ограничений, распространяющихся на некоторые другие виды оборудования.

• Учитывая, что для их работы не требуется подача пара, они могут работать в любое время во время пуска установки.

Для стандартного двухступенчатого механического вакуумного насоса характерны следующие операции:

Последовательность работы эжектора большой ёмкости:

Во время первичного извлечения воздуха используется только первая ступень. На первой ступени воздух и неконденсат поступают на входящую линию потока газа: первая ступень разгружает воздух в сепаратор. Здесь воздух и неконденсат выводятся в атмосферу.

Последовательность удерживания:

Примерно при 7 дюймах меркурия (Hg) абс. (ABS) вступает в работу вторая ступень. Газ и неконденсат поступают на вход второй ступени, затем выводятся на вторую ступень. Со второй ступени происходит вывод в сепаратор, где воздух и неконденсат отделяются от воды. Затем воздух и неконденсат выводятся в атмосферу.

Измерители утечки воздуха.

Page 212: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 17 Системы воздушного компрессора

17-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Измерители утечки воздуха устанавливаются на линии вывода от вторичного конденсатора в паровых эжекторах или на линии разгрузки газа на механических насосах. Существуют разнообразные виды измерителей поршневого типа.

Измерители утечки воздуха играют важную роль в определении количества пропускаемого воздуха в системе. Сравнивая количество утечки воздуха на работающих установках и новой установке, измерители предупреждают оператора об избыточной утечке воздухе и неисправности оборудования.

Page 213: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 18 Теплообменники

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Теплообменник или, попросту, обменник – это устройство, которое передает тепло от одной жидкости другой через стенки емкости. В обычном применении на технологических объектах теплообменники могут служить в качестве сосудов, в которых выходящая переработанная горячая жидкость передает часть своего тепла потоку холодной жидкости, поступающей для переработки. Таким образом, объем передающегося тепла остается прежним и его можно повторно использовать.

Теплообменники можно также применять для охлаждения жидкостей, участвующих в технологических процессах. Например, на установках жидкого воздуха, отходящий холодный газ может забрать часть того тепла, которое несет входящий поток теплого газа.

Двухтрубные теплообменники

Как показано на рисунке 18-1, двухтрубный теплообменник или теплообменник с пластинчатыми трубами состоит из двух линий, одна внутри другой. Внутренняя линия обычно состоит из пластин, что создает большую площадь для теплопередачи. Двухтрубные теплообменники используются при довольно небольшом потоке и передаче необходимого тепла.

КОЖУХ 8. ФЛАНЕЦ ОБРЕЗАННОГО КОНЦА

ПЛАСТИНЧАТОЙ ТРУБЫ 15. БОЛТОВОЕ КРЕПЛЕНИЕ ПАТРУБКА КОЖУХА

ТРУБКИ 9. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПАТРУБОК КАЛАЧА ТРУБЫ

16. КРЕПЕЖНЫЕ БОЛТЫ

КРЫШКА 10. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПАТРУБОК КАЛАЧА ТРУБЫ

17. ПРОКЛАДКА КРЫШКИ

СЖАТЫЙ ПОЯС 11. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПАТРУБОК КАЛАЧА ТРУБЫ

18. ПРОКЛАДКА ПЛАСТИНЧАТОЙ ТРУБЫ

УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО

12. ОТВЕТНЫЙ ФЛАНЕЦ ПАТРУБКА КОЖУХА 19. ПРОКЛАДКА ПАТРУБКА КОЖУХА

13. БОЛТОВОЕ КРЕПЛЕНИЕ КРЫШКИ 20. ПАСПОРТНАЯ ТАБЛИЧКА РАЗРЕЗНОЕ КОЛЬЦО ФЛАНЕЦ В

ПЛАСТИНЧАТОЙ ТРУБЕ 14. БОЛТОВОЕ КРЕПЛЕНИЕ

ВНУТРИТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА

РИСУНОК 18-1 - ДВУХТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Теплообменники с пластинчатыми трубами обычно используются там, где один из флюидов газообразный, вязкий или обладает небольшим объемом. Особенно желательно их использование в условиях высокого давления из-за того, что их небольшой диаметр

© 1996 Корпорация «Бехтел» Руководство по трубной обвязке и механике 18-1

Page 214: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 18 Теплообменники

18-2 Руководство по трубной обвязке и механике 1996:Ред.2

позволяет сэкономить средства, затрачиваемые на установку. Модульная конструкция обеспечивает максимальную гибкость в применении, так как секции можно установить либо вертикально, либо горизонтально для достижения необходимой теплопередачи. К тому же, их можно с легкостью повторно использовать на другом оборудовании, так как при необходимости можно использовать одну или более секций. Чтобы получился единый блок, пластины можно приварить к трубке. Пластины также можно получить посредством процесса выдавливания. В особых случаях, пластины могут находиться либо внутри, либо и внутри, и снаружи основной трубки.

Page 215: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Теплообменники Раздел 18

1996:Ред.2 Руководство по трубной обвязке и механике 18-3

РИСУНОК 18-2 - ТИПЫ КОЖУХОТРУБНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ СОГЛАСНО КЛАССИФИКАЦИИ АССОЦИАЦИИ ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ ТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

Page 216: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 18 Теплообменники

18-4 Руководство по трубной обвязке и механике 1996:Ред.2

Межтрубное пространство оснащено двойными фланцами таким образом, чтобы трубная обвязка крепилась к коническому концу. Стыки внутритрубного пространства снабжены фланцевой сборкой для того, чтобы можно было отсоединить П-образные трубы от обвязки. Труба или П-образная секция будет снята с конца кожуха двойного колена.

Такие блоки почти всегда состоят из нескольких модулей. Обычно о них говорят во множественном числе, например, «3 в ширину на 2 в высоту», что означает 6 модулей, установленных в 2 яруса, в каждом из которых есть 3 блока, находящихся бок о бок. На опорных подушках имеются отверстия для болтов со всех четырех сторон для модульного соединения. Они не прикреплены к кожуху, за счет чего остается пространство для основания. Иногда один или два блока крепят болтами к вертикальным стальным колоннам.

ПЕРЕГОРОДКА КАНАЛА 12. ОТБОЙНЫЙ ЩИТОК 23. ПРОКЛАДКА ГЛУХОЙ ФЛАНЕЦ 13. ТРУБА 24. ЗАПАСНОЕ КОЛЬЦО ПОДЪЕМНОЕ КОЛЬЦО 14. СТЯЖНОЙ БОЛТ 25. ШПЛИНТ ФИКСИРУЮЩИЙ С

КОЛЬЦОМ ФЛАНЕЦ КАМЕРЫ 15. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ КОЛЬЦО 26. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ

ПАТРУБОК ЦИЛИНДР КАМЕРЫ 16. ЦИЛИНДР КОЖУХА 27. ЦИЛИНДР КРЫШКИ КОЖУХА ПАТРУБОК КАМЕРЫ 17. ПОПЕРЕЧНЫЙ ЩИТОК 28. СФЕРИЧЕСКАЯ КРЫШКА

КОЖУХА ФЛАНЕЦ КАМЕРЫ 18. ОПОРНАЯ ПЛИТА 29. ВЕРХНЯЯ КРЫШКА ПОПЛАВКА СТАЦИОНАРНАЯ ТРУБНАЯ

РЕШЕТКА 19. ШПИЛЬКА 30. ПЛАВАЮЩАЯ ТРУБНАЯ

РЕШЕТКА ФЛАНЕЦ КОЖУХА (КОНЕЦ

КАМЕРЫ) 20. ШЕСТИГРАННАЯ ГАЙКА 31. СЛИВНОЙ ПАТРУБОК

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

21. ФЛАНЕЦ КОЖУХА (КРЫШКА) 32. ОПОРНЫЕ ПОДУШКИ

ПАТРУБОК КОЖУХА 22. ФЛАНЕЦ КРЫШКИ КОЖУХА

РИСУНОК 18-3 - ТИПИЧНЫЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Кожухотрубные теплообменники

Кожухотрубные теплообменники, аналогичные показанному на рисунке 18-3, в основном предназначаются для перерабатывающих заводов. Они сконструированы в соответствии со стандартами Ассоциации изготовителей трубчатых теплообменников. На рисунке 18-2 перечислены основные типы кожухотрубных теплообменников Ассоциации. Данная ассоциация также определяет типы запчастей к теплообменникам в буквенном коде.

Что касается теплообменника типа AES, показанного на рисунке 18-4, поток, входящий в патрубок (6), в камере или в конце внутритрубного пространства наталкивается на перегородку (1), и происходит перенаправление потока в трубы. В трубах (13) поток

Page 217: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Теплообменники Раздел 18

1996:Ред.2 Руководство по трубной обвязке и механике 18-5

направляется на другой конец и обратно в патрубок на выходе камеры. Жидкость межтрубного пространства входит в патрубок (11) и соприкасается с внешней стороной труб. Поперечные перегородки (17) расположены таким образом, что толкают жидкость вверх и вниз, создавая тем самым наиболее эффективное взаимодействие с трубой, и достигая максимальной теплопередачи по мере продвижения к патрубку на выходе.

РИСУНОК 18-4 - КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ТИПА AES

Трубный пучок состоит из трубной решетки (8), а также из труб, прикрепленных к ней. Если демонтировать секцию камеры, можно полностью снять трубный пучок для чистки, ремонта или замены. Не все теплообменники имеют съемные трубные пучки. Теплообменники, с которых невозможно снять трубные пучки, называются теплообменниками со стационарной трубной решеткой.

Page 218: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 18 Теплообменники

18-6 Руководство по трубной обвязке и механике 1996:Ред.2

1. КРЫШКА КАМЕРЫ 7. ПАТРУБОК КОЖУХА 13. ФЛАНЕЦ КОЖУХА 2. ФЛАНЕЦ КАМЕРЫ 8. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ

ПАТРУБОК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

14. ОПОРА

3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

9. КРЫШКА КОЖУХА 15. СТЯЖНЫЕ БОЛТЫ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КОЛЬЦА

4. ПАТРУБОК КАМЕРЫ 10. ЗАСЛОН 16. ОПОРНЫЕ ПЛАСТИНКИ 5. ПЕРЕГОРОДКА КАНАЛА 11. КАМЕРА 17. ТРУБЫ 6. КОЖУХ 12. ТРУБНАЯ РЕШЕТКА

РИСУНОК 18-5 - КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК С ПАРОВЫМ ПРОСТРАНСТВОМ (испаряющего типа)

Page 219: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Теплообменники Раздел 18

1996:Ред.2 Руководство по трубной обвязке и механике 18-7

Теплообменник испаряющего типа

В теплообменнике испаряющего типа, показанном на рисунке 18-5, жидкость, передающая тепло, всегда поступает в верхний патрубок камеры (4), и выходит через нижний патрубок камеры. Основное назначение межтрубного пространства – испарить жидкость, поступающую в патрубок корпуса (7), находящегося рядом с фланцем корпуса (13). Пар выходит через патрубок корпуса (7), сверху корпуса теплообменника. Заслон (10) – это дамба, благодаря которой трубный пучок постоянно покрыт жидкостью. Избыточная жидкость переполняется через заслон и поступает в участок крышки корпуса. Регулятор уровня прикреплен к соединительным патрубкам (8) и поддерживает уровень жидкости в секции приблизительно до половины высоты заслона. Избыточная жидкость выходит через патрубок корпуса (7) данного отсека. Обычно с помощью уровнемера можно визуально проверить уровень жидкости за заслоном.

РИСУНОК 18-6 - ТЕПЛООБМЕННИКИ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ТЯГОЙ

Page 220: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 18 Теплообменники

18-8 Руководство по трубной обвязке и механике 1996:Ред.2

Теплообменники с воздушным охлаждением

Теплообменники с воздушным охлаждением – это такие теплообменники, в которых охлаждение происходит посредством обдува или нагнетания воздуха вдоль пластинчатых труб. Теплообменники с воздушным охлаждением могут иметь либо вытяжную вентиляцию, как показано на рисунке 18-6, либо приточную, показанную на рисунке 18-7. Это значит, что вентиляторы установлены либо сверху трубной секции, всасывают воздух через трубы и сбрасывают в атмосферу, либо они установлены снизу трубной секции, вытягивают воздух из атмосферы и нагнетают его вдоль секций. Температура устройства с охладителей можно регулировать применяя:

• Двухскоростные вентиляторы

• Регулируемые жалюзи

• Сочетание первого и второго

Двухскоростные вентиляторы обладают несомненным преимуществом, так как позволяют сохранять лошадиные силы, именно их обычно и предоставляют. Контроль, полученный таким образом заметно ограничен и поэтому, зачастую там, где требуется более точное регулирование, например, в очень холодных погодных условиях, предоставляют регулируемые жалюзи. Ими можно управлять вручную или автоматически регулируя температуру на выходе устройства. Вентиляторы также могут быть снабжены лопастями с регулируемым диапазоном для дополнительного контроля температуры. Обычно это делается автоматически с помощью гидравлического привода.

Page 221: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Теплообменники Раздел 18

1996:Ред.2 Руководство по трубной обвязке и механике 18-9

РИСУНОК 18-7 - ТЕПЛООБМЕННИК С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ

Примечательной деталью сухих охладителей являются пластинчатые трубы. Важность пластин заключается в том, что они увеличивают площадь поверхности взаимодействия с воздухом, в котором скорость теплопередачи обычно довольно низкая. Так как пластины отвечают за передачу большого объема тепла из внутритрубного пространства устройства к наружному воздуху, важно, чтобы между пластинами и трубами постоянно было хорошее термоскрепление.

Существует несколько различных видов структуры пластин. Наилучшая и наиболее прочная структура – та, где пластины, являются неотъемлимой частью самой трубы и образованы путем выдавливания трубы через штамп. Однако, обычно такой тип труб бывает довольно дорогим. По крайней мере один из производителей прикрепляет пластины, формируя выемку в стенке трубы и протискивая пластину внуть выемки. В некоторых случаях пластину обматывают вокруг трубы, а затем припаивают к ней. Это обеспечивает очень высокий тепловой коэффициент теплового действия. В некоторых случаях пластины намотаны в тугую спираль вокруг трубы и припаяны с обоих концов. Для такого дизайна нужно давление,

Page 222: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 18 Теплообменники

18-10 Руководство по трубной обвязке и механике 1996:Ред.2

чтобы держать пластину на трубе, и чтобы воздушный промежуток между пластиной и трубой снижал теплопередачу.

Page 223: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 19 Системы ОВКВ

ОБЩЕЕ

Заводская система отопления

Заводская система отопления:

• Поддерживает минимальную температуру окружающего воздуха, необходимую для защиты оборудования в период эксплуатации завода и при останове заводского оборудования

• Поддерживает тепло в офисах и других помещениях, где находится персонал

К примеру, заводская система отопления предоставляла бы тепло для следующих участков на угольной электростанции:

• Участки турбины и бойлера

• Участок вспомогательных служб

• Комплексный участок диспетчерской

• Административные здания, мастерские и склад

• Здание обессеривания дымового газа

• Здание водоочистной системы

Системы отопления насосной станции расширительной емкости, насосной станции башенного охладителя, участка транспортировки угля и других внешних объектов не являются частью данной системы.

Основные компоненты заводской системы отопления включают:

• Теплообменник

• Бойлер нагревающей воды

• Циркуляционные насосы горячей воды

• Горячая вода расширительной емкости

• Воздушный сепаратор

• Дозатор химреагентов

• Вентиляторные теплообменники

Системы отопления и вентиляции

Системы отопления и вентиляции выполняют следующие стандартные функции:

• Поддерживают вентиляцию необходимую для рассеивания теплоотдачи работающего оборудования

• Во взаимодействии с заводской системой отопления поддерживают расчетный диапазон температуры в помещении, необходимый для различных режимов эксплуатации завода, а также для его останова.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 19-1

Page 224: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

HVAC Systems Section 19

19-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Обеспечивают подачу отфильтрованного свежего воздуха для уменьшения содержания взвешенной пыли в помещениях завода

• Обеспечивают движение воздуха от участка турбины к участку бойлера для уменьшения рефлюкса угольной пыли

• Устраняют загрязненный воздух для предотвращения угрозы для здоровья, вредного воздействия либо опасности возникновения пожара

• Создают избыточное давление в зданиях для уменьшения вероятности проникновения воздуха снаружи

Требования к системам отопления и вентиляции основываются на следующем:

• Минимальное количество окружающего воздуха, необходимое для создания избыточного давления

• Потери тепла при низкой температуре окружающего воздуха

• Приток тепла от механического и электрического оборудования

Проектировка системы ОВКВ

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обеспечивают необходимые атмосферные условия в производственном помещении. Критерий выбора соответствующих атмосферных условий может основываться на количестве персонала, находящегося в помещении либо на требованиях эксплуатации механического или электрического оборудования. Система ОВКВ поддерживает температуру, влажность и уровень запыленности в установленных пределах в соответствии с нормами безвредности и ограничениями, определенными проектировкой оборудования. Для определения проектировки систем ОВКВ обычно используются следующие коды:

ASHRAE Американское Сообщество Инженеров Систем Отопления, Охлаждения и Кондиционирования воздуха

SMACNA Национальная ассоциация подрядчиков, занятых в сферах листового металла и кондиционирования воздуха

AMCA Ассоциация Кондиционирования и Движения Воздуха

При определении расчетных критериев для системы ОВКВ рассматриваются параметры окружающего воздуха и воздуха в помещении. Проектные внешние атмосферные условия могут быть определены на основании сводных данных ASHRAE, данных метеобюро либо метеорологических данных, полученных на площадке. Обычно проектировка основывается на атмосферных данных, которые не будут увеличиваться более чем на 1 процент в период очень жаркой либо очень холодной погоды. Расчетные критерии внутренних атмосферных условий варьируются в зависимости от целевого использования промышленного здания. Все офисные участки и участки, на которых расположено чувствительное электрическое оборудование либо оборудование КИП, обычно имеют системы кондиционирования воздуха и температура в помещении поддерживается на уровне 75°F ± 5°F (23°С) максимальной относительной влажностью воздуха в 60 процентов в течении всего года. На тех участках промышленных зданий, где не находится персонал, внутренние атмосферные условия определяются проектными требованиями электрического и механического оборудования к

Page 225: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 19 HVAC Systems

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 19-3

окружающей атмосфере. Как правило, эти участки функционируют при максимальной температуре в 104°F (40°С) летом и минимальной температуре в 50°F(10°С) зимой.

Также системы ОВКВ служат для предотвращения образования взрывоопасного газа и регулировки давления в здании. Например, на определенных участках может находиться оборудование и материалы, которые содержат горючие газы, такие как водород и метан. Для предотвращения накапливания и концентрации этих газов система ОВКВ может быть спроектирована для обеспечения воздухообмена большого объема в данных зданиях. Аккумуляторные и хранилища угля являются типичным примером такого типа зданий

В некоторых случаях также желательно контролировать давление воздуха в здании, когда требуется контроль направления потока воздуха. В этих случаях система ОВКВ используется для обеспечения пределов отрицательного либо положительного давления внутри здания. В качестве примера такого режима работы может служить создание предела отрицательного давления, необходимого для предотвращения утечки угольных испарений из хранилища угля.

Page 226: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

HVAC Systems Section 19

19-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Рабочие нагрузки системы кондиционирования воздуха Air-Conditioning Loads

При определении размера и рабочего объема системы кондиционирования воздуха учитывается тот факт, что система должна обрабатывать не только внешнее тепло и холод, но и тепловые и охлаждающие нагрузки, генерируемые внутри здания. Ниже даны примеры нагрузок, которые обычно учитываются при проектировке системы ОВКВ: :

• Приток наружного тепла

• Тепловая нагрузка от оборудования

• Теплоотдача от горячих труб и оборудования

• Системы освещения

• Персонал

Page 227: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 19 HVAC Systems

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 19-5

• Инфильтрация

• Наружный воздух, поступающий в систему кондиционирования воздуха

Процесс подсчета нагрузки на систему ОВКВ проводится с учетом взаимосвязанных функций системы т.к. нагрузку составляют несколько факторов. Как правило, в предварительных расчетах учитывается коэффициент надежности, для уменьшения влияния последующих изменений на систему.

Стандартная функциональная схема системы кондиционирования воздуха показана на Рисунке 19-1. Функциональная схема сплит-системы или системы конденсатора с воздушным охлаждением показана на Рис. 19-2.

Стандартное оборудование ОВКВ

Ниже дано описание некоторых стандартных типов оборудования ОВКВ:

Одноразовые фильтры низкой/средней эффективности

Данные фильтры сделаны из стекловолокна. Фильтры с высокой пылезадерживающей способностью производятся из гофрированного материала и имеют форму мешков (обычно глубиной 36 дюймов ( 91,5 см) для покрытия большей поверхности. Еще один тип фильтров представляет собой автоматически обновляемый рулонный фильтр с двигателем для

Page 228: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

HVAC Systems Section 19

19-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

постоянного вращения большого рулона фильтрующего материала, который находится на пути движения воздушного потока.

Воздушные фильтры высокой эффективности для задержания твердых частиц (HEPA)

Данные фильтры спроектированы для улавливания твердых частиц с эффективностью в 99.97 процентов при размере частиц в 0.3 микрон. Фильтр сделан из стекловолоконного материала, помещенного в раму из ДСП.

Вентиляторы

В системах ОВКВ обычно используются осевые, пропеллерные, центробежные и мощные крышные ветиляторы. Центробежные вентиляторы могут быть с загнутыми вперед, загнутыми назад и радиальными лопатками. Загнутые вперед лопатки имеют более низкую начальную стоимость, но при этом у загнутых назад лопаток более низкая стоимость эксплуатации. Подшипники вентилятора обычно рассчитаны примерно на 100,000 часов работы. Уровни шума вентилятора обычно не превышают 95 децибелл на расстоянии в 5 футов (1,5 метра) от вентилятора.

РИСУНОК 19- 3 - УПРОЩЕННЫЙ ЦИКЛ ОХЛАЖДЕНИЯ Блоки подготовки воздуха (AHU)

Блоки подготовки воздуха (AHU) состоят из вентилятора и охлаждающего змеевика, установленных внутри ящика из листового металла. Узел вентилятора, расположенный ниже по линии охлаждающего змеевика, имеет внутреннюю тепловую и звуковую изоляцию.

Page 229: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Section 19 HVAC Systems

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 19-7

Охлаждающие змеевики бывают двух типов: змеевики непосредственного охлаждения и змеевики охлажденной воды. Охлаждающие змеевики представляют собой медно-никелевые трубки с алюминиевыми решетками. Медные охлаждающие решетки используются при неблагоприятных высококоррозийных атмосферных условиях. В системах отопления используются змеевики с горячей водой, паровые змеевики либо электрические калориферы. Обычно змеевики рассчитаны на давление в 150 фунтов на квадратный дюйм (psig). Блоки подготовки воздуха (AHU) также называют охладителями с вентиляторами.

Page 230: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

HVAC Systems Section 19

19-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Холодильные установки

Холодильные установки производят охлажденную воду для охлаждающих змеевиков блоков подготовки воздуха. Установка состоит из центробежного охлаждающего компрессора, трубки, теплообменника компрессора и еще одной трубки и теплообменника испарителя. Упрощенный цикл охлаждения показан на рисунке 19-3. Существует два типа холодильных установок:

• Открытого типа, в которых двигатель, компрессор и их соединительная муфта сообщаются с атмосферой.

• Закрытого типа, в которых двигатель и компрессор герметически закрыты в стальном корпусе.

Производительность холодильных установок может быть уменьшена до 10 процентов от их полной производительности. Из-за возможной опасности, связанной с разрушением озонового слоя, хладагент, используемый в холодильных установках (фреон) сейчас заменяется на другое вещество.

Воздуховоды

Воздуховоды из листового металла используются для распределения отфильтрованного, охлажденного и нагретого воздуха на кондиционируемые участки. Проектировка и изготовление воздуховодов обычно производятся в соответствии со стандартом SMACNA. Воздуховоды для зон с кондиционированием воздуха обычно рассчитаны на скорость воздушного потока менее 1500 футов (457 м) в минуту. Для некоторых участков, например, на электростанциях, воздуховоды могут быть спроектированы для скорости потока более 2000 футов (610 м) в минуту. В системах воздуховодов, которые требуют точных замеров скорости потока, используются точки замера воздушного потока.

Page 231: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 20 Системы охлаждения

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Системы охлаждения жидкостей предназначены для охлаждения воды, соляных растворов, или других вторичных жидких хладоносителей, применяемых при кондиционировании воздуха или при охлаждении. Система охлаждения может быть фабричной сборки с готовой кабельной разводкой, или может быть транспортирована по узлам и собрана на объекте. Наиболее часто встречаются системы водяного охлаждения для кондиционирования воздуха, хотя широкое применение также имеют системы охлаждения соляных растворов при охлаждении до низких температур и системы охлаждения других жидкостей, участвующих в технологических процессах.

Основными компонентами жидкостной системы охлаждения являются компрессор, жидкостный радиатор (испаритель), конденсационный аппарат, привод компрессора, устройство управления расходом хладоносителя и центр управления. В систему также могут входить ресивер, промежуточный холодильник или доохладитель. Кроме того, могут применяться определенные вспомогательные элементы, такие как охладитель масла, масляный сепаратор, устройство отвода масла, блок очистки, масляный насос, блок распределения хладоносителя и дополнительные регулировочные клапаны.

Принцип работы

Жидкость (обычно вода) поступает в холодильник, где охлаждается жидким хладоносителем, который испаряется при более низкой температуре. Полученный охлаждающий газ подается в компрессор для сжатия, чтобы конденсация происходила при более высокой температуре в конденсационном аппарате. При этом охлаждающая среда конденсационного аппарата нагревается. Затем конденсированная жидкость поступает в испаритель, проходя через замерное устройство.

Существуют охлаждающие агрегаты с герметичным компрессором и агрегаты с внешним приводом. В агрегатах с внешним приводом используются компрессоры с приводом от турбины, двигателя или внешнего электродвигателя. К приводу компрессора в данном случае имеется легкий доступ для ремонта или замены. Для предотвращения попадания хладоносителя или масла в атмосферу на приводной вал монтируют уплотнения.

В герметичном агрегате применяется герметичный компрессор, где электродвигатель окружен атмосферой хладоносителя. Таким образом, удается избежать утечки хладоносителя через уплотнение вала, и уровень шума снижается кожухом. Благодаря высокой эффективности принудительного охлаждения электродвигателя хладоносителем в таких системах используются более дешевые электродвигатели меньших размеров. Нет необходимости в мощном основании под электродвигатель для поддержания соосности электродвигателя и компрессора. Герметичные машины менее дорогие по сравнению с машинами с внешним приводом, и создают меньше шума.

Часто машины с внешним приводом применяются там, где необходимо использовать паровые турбины, газовые турбины, газовые двигатели или синхронные электроприводы.

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 20-1

Page 232: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 20 Системы охлаждения

20-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Управление работой жидкостных систем охлаждения

Сенсор, измеряющий температуру охлаждаемой жидкости, посылает воздушный (в пневматических системах управления) или электрический (в электронных системах управления) сигнал в контур управления, который регулирует производительность компрессора, исходя из изменения температуры охлаждаемой жидкости на входе или выходе из машины.

Контроллер температуры воды – это термостатическое устройство, которое разгружает компрессор(ы) или переводит его в режим рециркуляции, если нагрузка падает ниже минимально допустимой производительности. Для ограничения пусковой частоты иногда применяется противорециркуляционный таймер.

У холодильников с центробежным или винтовым компрессором ограничитель тока или ограничитель нагрузки ограничивает производительность компрессора в периоды высокого потребления электроэнергии (например, при пуске) во избежание чрезмерного потребления тока.

Поршневые жидкостные холодильники

Поршневой компрессор представляет собой машину объемную машину нагнетательного типа, которая поддерживает довольно постоянный объемный расход при широком диапазоне давлений. В жидкостных системах охлаждения широко используются три типа компрессоров:

• герметичные сварные конструкции;

• полугерметичные;

• открытые с прямым приводом.

Открытие жидкостные холодильники обычно более дорогие, чем герметичные, и поэтому их применение сокращается. Как правило, герметичные электродвигатели, у которых ротор размещен на коленвале, охлаждаются всасываемым газом.

Конденсирующие аппараты могут охлаждаться за счет испарения, воздухом или водой. Аппараты с водяным охлаждением могут быть нескольких типов: «труба в трубе», кожухозмеевиковый (меньше по стоимости), или кожухотрубный (более компактный). Большинство кожухотрубных конденсаторов поддаются ремонту, в то время как при появлении утечек хладоносителя конденсаторы других типов приходится заменять.

Конденсаторы с воздушным охлаждением распространены гораздо шире, чем испарительные конденсаторы. Теплообменники с воздушным охлаждением требуют меньше техобслуживания, чем испарительные. Вынесенные конденсаторы могут применяться с блочными установками без конденсаторов.

Холодильники обычно имеют непосредственное охлаждение, при котором хладоноситель испаряется во время прохождения по трубам, а охлаждаемая жидкость направляется между перегородками межтрубного пространства и охлаждается при многократном контакте с наружной стороной труб. Иногда холодильники типа «труба в трубе» используются для небольших машин.

Page 233: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы охлаждения Раздел 20

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 20-3

Терморегулирующий клапан контролирует расход хладоносителя от конденсатора к холодильнику для поддержания достаточного перегрева на всасе во избежание попадания в компрессор неиспарившегося жидкого хладоносителя.

При кондиционировании воздуха охлаждение масла обычно не требуется. Однако охлаждение масла возможно через змеевик, через который проходит хладоноситель, находящийся в картере, или через холодильник с водяным охлаждением. Масляные холодильники часто используются в случаях, когда необходимо более сильное охлаждение масла.

Управление

Холодильник с поршневым компрессором отличается от холодильников с центробежным или винтовым компрессором тем, что его производительность уменьшается пошагово а не плавно. Таким образом должны устанавливаться оригинальные настройки для установки точных значений температуры охлажденной жидкости и одновременного поддержания стабильной работы без чрезмерных переключений вкл./выкл. ненужной загрузки и разгрузки цилиндров.

Обычно для хорошего контроля температуры в машинах со ступенчатым регулированием мощности используются мониторинг температуры охлажденной жидкости в обратной линии. Измерение температуры охлаждаемой жидкости на выходе имеет преимущество в том, не допускается чрезмерное охлаждение жидкости на выходе в случаях, когда значение расхода уменьшается намного меньше расчетного.

Центробежные жидкостные холодильники

У центробежных компрессоров широкий диапазон регулирования производительности. Производительность непрерывно модулируется по ограниченному диапазону отношений давления. Центробежные компрессоры могут использоваться в жидкостный холодильниках с широким диапазоном температур охлаждаемой жидкости и температур охлаждающей жидкости за счет изменения таких параметров, как количество ступеней, скорость компрессора, диаметр рабочего колеса и тип хладоносителя. Способность этих компрессоров работать на очень малых мощностях позволяет им не отключаться при малом расходе и избежать частых пусков.

Применяются как герметичные компрессоры, так и компрессоры открытого типа. Компрессоры открытого типа могут вращаться паровыми турбинами, газовыми турбинами, двигателями внутреннего сгорания или электродвигателями с одной или несколькими скоростями.

Холодильники с блочным электроприводом могут быть открытого или герметичного типа с двухполюсными многофазными электродвигателями на 50Гц или 60Гц с повышающей передачей или без. В герметичных агрегатах используются только многофазные асинхронные электродвигатели. Мультипликаторы и их подшипники работают в среде хладоносителя в блочных холодильниках и открытого, и герметичного типа. Смазка соприкасающихся поверхностей мультипликаторов выполнена воедино с системой смазки компрессора. В блочных холодильниках применяются магнитные контроллеры электродвигателя и контроллеры с кремниевыми управляемыми вентилями (SCR).

Широко используются холодильники с затопленной поверхностью, хотя некоторые производители для работы с небольшими объемами жидкости применяют холодильники с

Page 234: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 20 Системы охлаждения

20-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

непосредственным охлаждением. Типичный заполненный холодильник снабжен медными трубками, которые механическим способом выстраиваются в трубные решетки, а в некоторых случаях также и в трубные опоры.

Поскольку при увеличении расхода охлаждающей жидкости увеличивается потребление электроэнергии компрессором, часто в заполненных холодильниках для снижения улавливания охлаждаемой жидкости всасываемым газом используются туманоуловители или перегородки.

Как правило, конденсаторы охлаждаются водой. В них хладоноситель конденсируется снаружи на медных трубках. В крупных конденсаторах могут быть установлены перегородки дренажа хладоносителя, которые направляют конденсат из центра пучка труб напрямую в дренаж, тем самым уменьшая плотность жидкостной пленки на трубках, расположенных ниже.

Управление

В центробежных системах термосенсор измерения температуры охлажденной жидкости обычно находится в прямом контакте с выходящей из машины охлажденной водой. В электронных системах управления электрический сигнал передается в электронный модуль управления, который регулирует работу одного или нескольких электродвигателей. Электродвигатель, в свою очередь, изменяет положение направляющих лопаток, от которого зависит расход и производительность. В электроприводных машинах обычно используются амплитудные ограничители. Электрический сигнал подается с трансформатора тока в контроллере электродвигателя компрессора в электронный модуль управления. Таким образом модуль получает данные и о температуре охлажденной воды на выходе и о параметрах тока на электродвигателе компрессора. Часть электронного модуля управления, отвечающего за параметры тока электродвигателя, называется амплитудным ограничителем.

Для управления работой масляных насосов, масляных нагревателей, блоков продувки и установок перекачки хладоносителя требуются дополнительные средства управления. Для ограничения чрезмерно частых пусков электродвигателя используют притиворецикловый таймер. Многосекционные агрегаты требуют дополнительных средств управления для модуляции производительности и правильной последовательности работы отдельных секций.

Для защиты системы при внештатных ситуациях должна быть предусмотрена система безопасности. Система безопасности может отключить холодильную установку в следующих ситуациях:

• высокое давление в конденсаторе;

• низкая температура или низкое давление в испарителе;

• низкое давление масла;

• высокая температура масла;

• высокая температура электродвигателя;

• высокая температура на выкиде.

Холодильники с винтовым компрессором

Page 235: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы охлаждения Раздел 20

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 20-5

Винтовой или геликоидальный компрессор является объемной машиной с практически постоянной величиной расхода. Компрессоры для жидкостных холодильников смазываются через впрыск масла, что дает им ряд преимуществ перед винтовыми компрессорами без впрыска масла:

• снижение уровня шума при работе;

• более низкая рабочая скорость;

• больший термический и объемный КПД;

• способность работать при очень высоких отношения давлений;

• отсутствие распределительного механизма;

• более низкая температура охлаждаемой жидкости на выходе;

• конденсаторы меньших размеров, когда часть общего теплоотвода выполняется масляным холодильником.

Холодильник может быть заполненного типа или с непосредственным охлаждением. Холодильники заполненного типа более чувствительны к замерзанию, требуют большего объема хладоносителя и более тонкого регулирования давления в испарителе. У холодильников с непосредственным охлаждением должен быть более точный контроль за массовым расходом; они менее подвержены замерзанию и быстро возвращают масло в масляную систему.

Иногда для дополнительного охлаждения в систему добавляют жидкостные теплообменники для всасываемого газа, работающие при высоком давлении.

Заполненные холодильники используются в установках с производительностью более 400 тонн. Холодильники с непосредственным охлаждением применяются в более крупных установках с производительностью до 800 тонн.

В системах охлаждения воды в установку жидкостного холодильника может входить конденсатор. Также существуют жидкостные охлаждающие установки с воздушным охлаждением. Когда в жидкостных охлаждающих установках присутствует вынесенный конденсатор с воздушным охлаждением или испарителем, часто конденсатор с водяным охлаждением заменяют ресивером жидкости. Конденсаторы с водяным охлаждением имеют кожухотрубную конструкцию и могут быть почищены.

Масляные холодильники выдерживают значительные нагрузки, поскольку масло, впрыскиваемое в компрессор, поглощает часть тепла, выделяемого при сжатии. При масляном охлаждении используется несколько методов.

• Масляный холодильник с водяным охлаждением, использующий воду из конденсатора, воду из приемника испарительного конденсатора, охлажденную воду, или отдельный контур воды или гликоля, контактирующий с воздухом.

• Масляный холодильник с воздушным охлаждением, использующий воздушно-масляный теплообменник.

• Масляный холодильник, охлаждаемый хладоносителем (если нагрузка на масляный холодильник небольшая).

• Впрыск жидкости в компрессор.

Page 236: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 20 Системы охлаждения

20-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

• Рециркуляция конденсата жидкого хладоносителя.

Управление

Винтовые холодильники предусматривают непрерывное регулирование производительности от 100 до 10 и менее процентов. Для управления производительностью компрессора производятся замеры температуры охлаждаемой жидкости на выходе. Обычно система обеспечения безопасной эксплуатации предусматривает:

• переключатель, регистрирующий сбой подачи масла;

• отключение по высокому или низкому давлению;

• реле расхода холодильника;

• отключение по высокой температуре масла или выходящей жидкости;

• встроенные средства защиты герметичного электродвигателя;

Соляной раствор

Рисунок 20-1 - Жидкостный холодильник заполненного типа

• перегрузка масляного насоса и электродвигателя компрессора.

Компрессор автоматически разгружается перед пуском. После запуска в работу золотниковый клапан регулируется при помощи гидропривода. Контроллер тепловой нагрузки подает питание соленоидные клапаны загрузки/разгрузки.

Выход газа на всас компрессора

Контроллер тепловой нагрузки служит для защиты электродвигателя от перегрузки, вызванной повышенной температурой образования конденсата или низким напряжением. Противорециркуляционный таймер используется для предотвращения слишком частой рециркуляции. Во время цикла выключения подается питание на нагреватели картера масла. Регулирование расхода горячего газа используется для предотвращения автоматической рециркуляции при отсутствии нагрузки, что часто бывает при охлаждении технологических жидкостей. Иногда для облегчения пуска используют байпасирование со

Трубная решетка продувка

Соляной раствор

вход

выход

кожух

Вход жидкости

Дренаж масла

трубки

Page 237: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Системы охлаждения Раздел 20

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 20-7

всаса на выкид. Это также позволяет использовать стандартные пусковой высокомоментный электродвигатель.

Жидкостные холодильники

Жидкостный холодильник или испаритель является частью системы охлаждения, в которой хладоноситель испаряется и при этом охлаждается вода, соляной раствор или любая другая стабильная жидкость.

Заполненные холодильники кожухотрубного типа

В заполненных холодильниках хладоноситель испаряется с наружной поверхности гладких или ребристых труб, погруженных в жидкий хладоноситель и находящихся в закрытом корпусе. Охлаждаемая жидкость протекает через эти трубы, которые могут быть прямыми, U-образными или в форме змеевика. Стандартное устройство холодильника изображено на рисунке 20-1.

Обычно над трубами, погруженными в кипящий хладоноситель, оставляют место для отделения частиц жидкости от поднимающегося пара. В зависимости от конструкции индивидуального холодильника в этом пространстве могут находиться каплеотбойники.

Трубы в холодильниках, заполненных аммиаком, обычно стальные с гладкой поверхностью, а в холодильниках с другими широко распространенными хладоносителями обычно применяются трубы из цветных металлов и с развитой наружной поверхностью.

Часто в заполненных холодильниках через подачу хладоносителя тем или иным образом регулируют уровень жидкости, хотя иногда расход жидкого хладоносителя определяется в соответствии с условиями эксплуатации. Такая функция регулирования может реализовываться через поплавковый клапан низкого давления, поплавковый клапан высокого давления в системах с одним холодильником, расширительный клапан постоянного давления, термостатический расширительный клапан, комбинацию поплавкового реле и соленоидного клапана, ограничитель, отверстие постоянного или регулируемого сечения.

Соединения для вывода газа, отходящего на всас компрессора, или соединения для вывода хладоносителя из холодильника при работе с центробежными компрессорами обычно располагаются высоко сбоку корпуса или на верхней части над секцией каплеотбойника. Отводы могут быть круглые или принимать форму переходного участка между отверстием в корпусе и трубой. Переходный участок бывает прямоугольного или эллиптического сечения, постепенно расширяющегося кверху.

Для охлаждения воды трубы в холодильниках для центробежных компрессоров обычно выполняются из цветных металлов и имеют развитую наружную поверхность за счет воедино выполненных с трубой пластин или другого вида ребер. Стальные трубы могут использоваться для совместимости материалов. Трубы с гладкой поверхностью могут применяться в тех случаях, когда отношение внутреннего коэффициента теплоотдачи (от охлаждаемой жидкости к материалу трубы) и внешнего коэффициента теплоотдачи (от материала трубы к хладоносителю) не оправдывает использование дополнительных наружных поверхностей.

Page 238: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 20 Системы охлаждения

20-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Холодильники с непосредственным охлаждением

Холодильник с непосредственным охлаждением изображен на рисунке 20-2. Как правило, такие холодильники кожухотрубного типа. В них испаряющийся хладоноситель находится внутри труб, а охлаждаемая жидкость снаружи. Обычно поперек корпуса установлены перегородки (сегментного типа), служащие для увеличения скорости прохождения жидкости снаружи труб. Тем самым увеличивается коэффициент теплоотдачи.

Устройством подачи хладоносителя обычно является термостатический расширительный клапан, управляемый теплотой перегрева пара хладоносителя, выходящего из испарителя. Могут устанавливаться сразу два клапана, особенно в холодильниках большого размера и в случаях, когда перепады нагрузки превышают возможности одного клапана. Если расширительный клапан не справляется с нагреванием, для дальнейшего перегрева пара всаса используют перегреватель, который повышает температуру за счет теплообмена с теплой охлаждающей жидкостью из конденсатора.

Трубная решетка Выход на

всас компрессора

Холодильник с непосредственным охлаждением особенно подходит к условиям, где жидкость необходимо охладить до температуры, близкой к температуре замерзания. Любой сбой в работе системы, могущий привести к замерзанию, не влечет за собой серьезных повреждений холодильника, если не повторяется слишком часто. Холодильники с непосредственным охлаждением используются в паре с компрессорами объемного типа: поршневыми, лопастными или винтовыми. Чаще всего, охлаждаемой жидкостью является вода, хотя распространено применение таких холодильников также для охлаждения соляных растворов.

В работе холодильников с непосредственным охлаждением очень важным является количество проходов, по которым хладоноситель проводится через корпус. С увеличением количества проходов увеличивается равномерность распределения жидкого хладоносителя между отдельными трубами на различных участках.

Рисунок 20-2 - Жидкостный холодильник с непосредственным охлаждением

U-образные трубки

Вход воды Вход жидкости

корпус Выход

перегородки воды

Page 239: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вентиляторы и воздуходувки являются направляющими воздух устройствами, используемые для вентиляции пространства или технологического процесса. Их также можно использовать для подачи других газообразных веществ в закрытой технологической системе или в качестве миксера топливно-воздушной смеси для сжигания.

Вентилятор также является основным компонентом любой системы кондиционирования воздуха. Воздушный насос является источником создания перепада давления и нагнетания воздушного потока. Рабочее колесо работает на воздухе, сообщая ему как статическую, так и кинетическую энергию, изменяющуюся пропорционально типу вентилятора. Общая схема вентилятора с изображением основных составных частей изображена на рисунке 21-1.

1. ЛОПАТКА 5. ЗАДНЯЯ ПЛАСТИНА 9. КОРПУС 2. КОЖУХ 6. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОЖУХ 10. ЖЕСТКАЯ ПРОКЛАДКА

КОЖУХА (ВНЕШНЯЯ) 3. СТУПИЦА 7. ЛОПАСТЬ ИНДУКТОРА 11. КОНИЧЕСКИЙ ВХОД

ВЕНТИЛЯТОРА 4. ВАЛ 8. ЖЕСТКАЯ ПРОКЛАДКА

КОЖУХА (ВНУТРЕННЯЯ)

РИСУНОК 21-1 - СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ВЕНТИЛЯТОРА

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 21-1

Page 240: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки

21-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Вентиляторы обычно подразделяются на центробежные вентиляторы и осевые вентиляторы в соответствии с направлением воздушного потока, проходящего через рабочее колесо. В дополнение, осевой вентилятор объединяет характеристики центробежного вентилятора и вентилятора со смещенным потоком.

1. с загнутыми вперед лопатки 2. с радиальными лопатками 3. с загнутыми назад лопатками

РИСУНОК 21-2 - ТИПЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Page 241: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вентиляторы и воздуходувки Раздел 21

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 21-3

Центробежные вентиляторы

Центробежный вентилятор, изображенный на рисунке 21-2, является вентилятором с радиальным потоком. Воздух поворачивается при прохождении через рабочее колесо или колесо, которое обычно размещено внутри направляющего аппарата. Он предназначен для ускорения воздуха при помощи воздействия центробежных сил, которые создают необходимый перепад давления, приводящий к образованию потока. Общий вид конструкций приводов центробежных вентиляторов изображен на рисунке 21-3, а направления вращения и нагнетания изображены на рисунке 21-4.

РИСУНОК 21-3 - КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Page 242: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки

21-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Центробежные вентиляторы с загнутыми вперед лопатками рабочего колеса

Центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками рабочего колеса характеризуется формой концов лопаток, которые загнуты вперед в направлении вращения. Лопатки всегда располагаются на самом конце колеса. Они обычно бывают узкими пропорционально диаметру колеса и размещены близко друг к другу.

Рабочей характеристикой данного вентилятора является увеличение давления с уменьшением объема. Мощность в л.с., требуемая вентилятором, снижается от точки свободного нагнетания, когда вентилятор работает в условиях отсутствия давления, до точки закрытой полной нагрузки, когда воздушный поток отсутствует. Мощность резко снижается с приближением окончания нагнетания свободного воздуха, выравниваясь к окончанию поступления воздуха на кривой объемов.

Центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками рабочего колеса представлен следующими типами: вентилятор одинарной ширины одностороннего всасывания и вентилятор двойной ширины двустороннего всасывания. Существуют модели вентиляторов различных размеров малой и средней мощности, а также с длительным режимом работы. Данный тип вентилятора главным образом используется для нагнетания воздуха в системах общей вентиляции, обогрева и кондиционирования воздуха и крышных вентиляторов. Такие вентиляторы более чувствителены к плохому состоянию входа и выхода, чем другие типы вентиляторов.

Page 243: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вентиляторы и воздуходувки Раздел 21

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 21-5

Page 244: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки

21-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Page 245: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вентиляторы и воздуходувки Раздел 21

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 21-7

РИСУНОК 21-4 - НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЯ И НАГНЕТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Вентиляторы с плоскими радиальными лопатками

Вентилятор с плоскими радиальными лопатками широко известен как вентилятор для подачи материалов или как вытяжной вентилятор отходов, представленный различными видами конструкции лопастного колеса. Исходя из значений этих названий, вентилятор главным образом используется на системах, связанных с удалением пыли, стружки, бумаги, обрезков, влаги, тепла, корродирующих веществ или для транспортировки материалов, таких как гранулированные продукты, пластмассовые шайбы, шерсть и прочие твердые вещества. Корпус вентилятора обычно изготавливается из литейной стали большой толщины, чугуна, литейного аллюминия или других материалов. Тяжелая конструкция предназначена для обеспечения устойчивости к абразивному износу, ударных нагрузок и коррозии.

Рабочие характеристики вентилятора с плоскими радиальными лопатками свидетельствуют о том, что при заданной скорости повышается давление, так как поток воздуха ограничен. При достижении максимального значения давления, оно незначительно снижается из-за дальнейшего уменьшения потока до точки закрытой полной нагрузки. Производительность достигает своего максимального уровня примерно в точке наивысшего значения давления. При свободном нагнетании достигается максимальная мощность в л.с., которая снижается в результате воздействия давления сопротивления на вентилятор.

Вентиляторы с плоскими радиальными лопатками легкой конструкции часто используются только для передачи воздуха. Эти вентиляторы также подходят для общего применения. Они успешно работают как параллельно, так и последовательно. В силу их конструкции, они могут работать при высокой скорости и, следовательно, достигать высокого уровня давления.

Центробежные вентиляторы с загнутыми назад лопатками рабочего колеса

Page 246: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки

21-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Центробежный вентилятор с загнутыми назад лопатками рабочего колеса обычно используется в работе на всех типах вентиляционных систем кроме тех, в которых присутствуют абразивные или другие материалы, которые могут скапливаться на лопастях. Существует много моделей вентиляторов данного типа с различной шириной и углом установки лопаток. Лопатки некоторых вентиляторов имеют поперечное сечение аэродинамической поверхности, которое позволяет увеличить производительность и снизить уровень шума. Эти вентиляторы в некоторой степени больше чем другие типы вентиляторов сходной мощности, но они обычно обладают самым высоким уровенем производительности и имеют наиболее подходящие рабочие характеристики. Этот вентилятор более хорошо зарекомендовал себя с точки зрения максимальной производительности.

РИСУНОК 21-5 - СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Осевые вентиляторы

Осевой вентилятор или вентилятор пропеллерного типа, изображенный на рисунке 21-5, состоит из вращающегося винта или шкифа вентилятора, который направляет воздух или газ движениями, подобными движению винта. Вентилятор использует аэродинамические принципы крыла самолета, где движения и угол поперечного сечения аэродинамической поверхности создают перепад давления, необходимый для образования потока. В прошлом считалось, что вентиляторы пропеллерного типа могли работать только при очень низком давлении (менее одного дюйма водяного столба), в то время как сейчас они используются для различных целей при любом значении давления. Три основных типа осевых вентиляторов изображены на рисунке 21-6.

Page 247: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вентиляторы и воздуходувки Раздел 21

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 21-9

Вентиляторы пропеллерного типа

Двигатель и винт, смонтированные вместе при помощи уплотняющего кольца, представляют собой так называемый вытяжной вентилятор. Существует множество разновидностей этой конструкции. Некоторые из них имеют длинное удлинение вала с прямым соединением, как указано ниже, в то время как другие имеют подшипники и шкифы для ременного привода и близко расположенные конструкции с ременным приводом. Этот вид вентиляторов используется в основном для целей, где требуется перемещение большого объема воздуха под давлением, доходящим до одного дюйма водяного столба. Существуют модели вентиляторов пропеллерного типа, которые должны работать в диапазоне пропеллерных вентиляторов, заключенных в цилиндре, при нормальной скорости и достигать трех или четырех дюймов статического давления. Винты с настоящим поперечным сечением аэродинамической поверхности обладают большей мощностью, чем винты, сделанные из штамповок.

Ширина лопасти винта и количество лопастей не служат признаком мощности вентилятора или его способности работать против давления. Проектировщик стремиться создать вентилятор с практически плавной кривой характеристикой мощности. В общем, вентиляторы с узкими и широкими лопастями от двух до восьми штук имеют так называемую плавную кривую мощности. Потребляемая мощность увеличивается незначительно от точки движения свободного воздуха до приблизительно среднего уровня и затем незначительно падает с внезапным подъемом к концу нагнетания потока. Увеличение количества лопастей обычно приводит уменьшению объема свободно проходящего воздуха и увеличению его способности работать против давления. Такие маломощные легкие вентиляторы с широкими лопастями редко используются в промышленных целях.

Пропеллерный вентилятор, заключенный в цилиндре

Пропеллерный вентилятор, заключенный в цилиндре представляет собой вентилятор пропеллерного типа, установленный в цилиндрической тубе или коробе, и часто называется канальным вентилятором. Он может быть непосредственно присоединен или работать от

РИСУНОК 21-6 - ТИПЫ ОСЕВЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

1. Пропеллер 2. Трубчатая ось 3. Лопастная ось

Page 248: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 21 Вентиляторы и воздуходувки

21-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ременного привода. Хорошие модели с ременным приводом имеют встроенные кожухи для ремня и подшипника, защищающие их от воздушного потока. Различные модели винтов могут использоваться в вентиляторах этого типа и работать в нормальном диапазоне давления, достигающего четырех дюймов водяного столба.

Именно эта модель вентилятора пропеллерного типа в силу хорошего качества конструкции является наиболее применимой для вентиляции промышленных процессов. Его можно изготовить из материалов, выдерживающих незначительный абразивный износ, температуру, достигающую 800oF или воздух, сильно загрязненный разъедающими веществами или взрывоопасными парами. Рабочие характеристики пропеллерного вентилятора, заключенного в цилиндр, сходны с характеристиками пропеллерного вентилятора с донным отверстием. Его можно легко установить, так как вентилятор становится частью системы удаления пыли и будет работать одинаково эффективно как на входе, в середине, так и на выходе в конце трубы. Эти вентиляторы могут работать параллельно или могут быть смонтированы последовательно. Некоторые пропеллерные вентиляторы, заключенные в цилиндре, имеют достаточно большие ступицы (пятьдесят процентов или более диаметра колеса). Большие ступицы увеличивают способность вентилятора работать против давления при заданной скорости или напротив позволяет ему работать против того же самого давления при сниженной скорости.

Осевой вентилятор с направляющим аппаратом

Осевой вентилятор с направляющим аппаратом представляет собой разновидность модели осевого вентилятора, который работает в диапазоне от среднего до высокого значений давления. Диапазон давления для одной стадии составляет от двух до двенадцати дюймов водяного столба. Рабочие характеристики осевого вентилятора свидетельствуют о том, что давление резко поднимается до максимальной точки, а затем резко падает. Давление снова увеличивается в точке закрытой полной нагрузки. Появление повышенного рабочего давления является результатом объединения винта с лопастями направляющего аппарата. Лопасти могут быть расположены на входе либо на выходе. В некоторых моделях используются как входные, так и выходные лопасти. Функцией этих лопастей является восстановление энергии вращения и ее преобразования в полезную мощность. Производительность осевого вентилятора, помещенного в цилиндр, поднимается до максимального уровня в точке, близкой к среднему пиковому давлению. Этот тип вентилятора отличается большей степенью производительности в отличие от других типов осевых вентиляторов.

Осевые вентиляторы, помещенные в цилиндр, могут предназначаться для работы в условиях высокой температуры и загрязненного химическими веществами воздуха. Однако их применение не рекомендуется в работе с абразивными веществами, пылью, волокнистыми материалами или аэрозолью. Качество работы вентилятора снижается в случае скапливания грязи на лопастях направляющего аппарата или вентилятора.

Вентиляторы со смешенным потоком

Page 249: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вентиляторы и воздуходувки Раздел 21

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 21-11

Вентилятор со смешанным или соединенным потоком объединяет действия осевого вентилятора и центробежного вентилятора. Этот вентилятор внешне похож на осевой вентилятов. Цель применения этого типа вентилятора совпадает с применением осевого вентилятора, а рабочие характеритики сходны с характеристиками как центробежного вентилятора, так и вентилятора пропеллерного типа. Несмотря на то, что исходная конструкция вентилятора со смешенным потоком не является новой, его проектная

разработка отстает от разработки центробежного вентилятора и вентилятора пропеллерного типа.

Как указано на рисунке 21-7, вентилятор со смешанным потоком имеет цилиндрический корпус, объединяющий вход трубки вентури с рабочим колесом и направляющие лопасти на выходе. Лопасти рабочего колеса образуют вход, подобный входу на вентиляторе пропеллерного типа. Конфигурация лопастей расположена под углом и края выхода имеют конструкцию концов центробежного колеса.

Рабочее колесо вентилятора смешенного потока со сложной кривизной лопастей спроектировано для

выпуска воздуха конически. Корпус и направляющие лопасти обеспечивают восстановление радиальной составляющей выпуска и превращают его в осевой поток. Данный механизм работает по тому же принципу, что и центробежный вентилятор с загрутыми вперед лопатками.

РИСУНОК 21-7 - ВЕНТИЛЯТОР СО СМЕШЕННЫМ ПОТОКОМ

Зона максимальной производительности этого типа вентилятора шире, чем у центробежного вентилятора, что позволяет использовать его в различных целях с более высокой степенью производительности. Производительность вентилятора со смешенным потоком не такая высокая, как производительность осевого вентилятора с направляющим аппаратом.

Вентилятор со смешенным потоком объединяет наилучшие характеристики работы и физические свойства центробежного вентилятора и осевого вентилятора с направляющим аппаратом. Вентилятор со смешенным потоком можно установить как часть системы его воздуховодов, так как он имеет осевой поток. Он больше и тяжелее чем осевой вентилятор с направляющим аппаратом, но меньше и легче чем центробежный вентилятор.

Page 250: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 22 Конвейерные системы

Общее

Понятие «конвейер» охватывает всё установленное или переносное оборудование для транспортировки материалов из одного места в другое путём постоянной или прерывающейся перевозки. Типичный план конвейера представлен на рис. 22-1.

Рис. 22-1 – Схема типичного монорельсового подвесного конвейера

Подвесные конвейеры

Подвесные конвейерные системы подразделяются на два основных класса:

• Монорельсовые конвейеры

• Конвейеры с автономным управлением

Каждый тип подвесного конвейера служит определённой цели:

Подвесной монорельсовый конвейер, часто называемый воздушным электрическим конвейером, состоит из ряда роликов или колёс, поддерживаемых надземными рельсовыми путями и соединённых большим количеством двигающих средств, таких как цепи, кабели и другие связующие части. Отдельный груз обычно подвешивается на ролики или колёса. Подвесные конвейеры используются для транспортировки и хранения грузов, подвешенных к одному ролику, который следует по единственному зафиксированному пути. Путевые участки варьируются от лёгких «Т» и трубчатых соединений до средних и тяжёлых двутавровых балок. Обычно этот тип конвейера находится в постоянном движении на определённой скорости, чтобы соответствовать своим функциям.

Конвейеры с автономным управлением и свободные конвейерные системы состоят по крайней мере из одного конвейера с автономным управлением, но обычно, их число больше, где груз подвешивается к одному и более свободному ролику. Свободные ролики не подключены постоянно к источнику элестроснабжения и двигаются конвейером через всю систему или её часть. Дополнительные части системы могут двигаться вперёд вручную или под действием силы тяжести.

Page 251: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Грузонесущей частью подвесного конвейера являются ролики или ряд колёс. Кронштейн для подвешивания груза присоедиятся к конвейеру и в общем остаётся присоединённым, пока не будет снят вручную.

При работе подвесного конвейера может применяться цепь любой длины , подобранная в соответствии с допустимыми двигающими средствами и производительностью привода.

Схема рельсового пути обычно включает горизонтальные повороты и, в основном, имеет подъёмы и уклоны.

1. Выгрузка пустых транспортных тележек 5. Доставка к линиям сборки 2. Загрузка тележек на рабочей станции 6. Сборка смонтированных компонентов 3. Проверка и маршрут 7. Доставка до зоны отгрузки

Рис. 22-2 – Типичная схема движения конвейра с автономным управлением.

4. Верхняя зона накопления

Следующие компоненты или приборы используются на конвейрах с автономным управлением:

Ролик в сборе

Установка включает в себя колёса и участок, где они прикрепляются к двигающей цепи или кабелю.Установки специально адаптируются к частному применению, чтобы соответствовать погрузке, дежурному циклу и проекту производителя.

Тележка

Производятся в трёх различных исполнениях:

• Прикрепляемый цилиндрический тип, в котором колёса и продвигающие вперёд элементы находятся внутри

• Полу-прикрепляемый цилиндрический тип, в котором колёса прикрепляются, а продвигающие части внешние.

Page 252: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

• Открытый Т или Iобразный тип , в котором колёса и продвигаеющие части находятся снаружи

Повороты ведущего или зубчатого колёс

Применяется любая дуга горизонтального поворота. Стандарты обычно варьируются в увеличении градусов от 15 до 180.

Повороты ролика

Применяется любая дуга горизонтального поворота. Стандарты обычно варьируются в увеличении градусов от 15 до 180.

Повороты транспортёра

Это горизонтальные повороты транспортёра без зубчатого и ведущих колёс, а также без роликов.

Крючки, кронштейны и крепления транспортёра

Должны соответствовать размеру и форме транспортёра, располагаются по интервалам согласно допустимому давлению транспортёра и отклонению от прямого направления из-за груза и натяжения цепи или кабеля.

Цепное намоточное устройство

Данные устройства должны компенсировать износ цепи и изменяющиеся условия окружающей среды, они могут быть различных типов: устройство ведущего или зубчатого колеса, ролик или поворотный транспортёр. Пригонка производится с поиощью болтов, пружин болтов, контргруза или воздушного цилиндра.

Устройства безопасности на уклоне и подъёме

Устройство «Анти-бэкап» задержит движение вагонеток или продвигающих частей в случае неожиданного обратного движения конвейера на уклоне. Устройство « анти-скорость» определяет ненормальную скорость конвейера на уклоне и запускает механизм задержки движения, действующий на вагонетку или продвигающие средства. Любое из устройств приостановит неконтролируемое движение конвейера.

Привод

Обычно зубчатое колесо гусеничного типа, данные механизмы используются для поддержания постоянной скорости или для контроля скорости вручную. Обычно мощность привода варьируется от незначительной до 15 лошадиных сил.

Page 253: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Защита оборудования

Часто желательно или даже необходимо защищать конвейер от загрязнений. Работники также должны быть защищены от случайного зацепления частями конвейера.

Устройства переноски

Обычно индивидуально для каждой установки применяются автоматическая часть или загрузка/разгрузка тележки и переносные приборы

Конвейер с автономным управлением

Конвейер с автономным управлением используется там, где есть требование не применять одиночную монорельсоввый конвейер. Конвейеры с автономным управлением могут иметь любое количество автоматических и ручных кнопок. Система позволяет произвести перевозку и доставку согласно графика до пункта назначения автоматически. Зоны сбора (хранения) сконструированы так, чтобы обеспечить зону для хранения тележек внутри процесса между операциями. Типичная диаграмма эксплуатации такого типа конвейера показана на рисунке 22-3.

Добавление вторичной свободной поверхности транспортёра обеспечивается для работы транспортёра в поперечном направлении. Этот свободный транспортёр обычно расположен прямо снизу шины электропитания, но иногда находится вдоль шины. Направляющая, работающая от электропитания, и свободная направляющая соединены кронштейнами для непрерывности направляющей.

Page 254: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Вход на рабочую станцию: Ролики 1 и 2 входят на рабочую станцию, где оператор закрыл остановку. Плечо рычага поднимется над местом остановки, собачка толкателя поднимется и отсоединится от толкателя и первая тележка останавливается. Также вторая тележка остановится сзади первой.

Сбор на рабочей станции: Ролики 1 и 2 собираются позади закрытой остановки. Ролик 3 приближается и остановится сзади ролика 2.

Отсоединение от рабочей станции: Оператор завершает работу на загруженных роликах и открывает остановку роликов 1 и 2 , которые уже в движении и отъезжают. Ролик 3 уже праткически зацепляется толкателем и ролики 4 и 5 двигаются на следующие 2 толкателя последовательно. По мере того, как каждый ролик откатывается, следующее плечо рычага опускается, собачка поднимается и толкатель собачки зацепляет следующий подходящий толкатель.

Рис. 22-3 Эксплуатация конвейера с автономным управлением Толкатели вращаются на оси параллельно направлению цепи и поворачиваются в сторону, чтобы зацепить толкающий ролик. Толкающий ролик остаётся зацепленным на уровне и участке уклона. На автоматических или ручных точках переключения ведущая головка ролика, которая не зацеплена, движется от переключателей к ответвлению.Когда цепь проходит через переключающий пункт, толкающая тележка отделяется направо или налево от толкающего зацепления и переходит на свободную линию, где движется, управляемая вручную или под контролируемым действием силы тяжести. Автоматическое переключение с линии электропитания на свободную линию конвейера с автономным управлением происходит с помощью кодирующего устройства на рабочей тележке и декодирующего устройства вдоль роликовой колеи впереди переключения на другую линию.

На каждой тележке, свободный ролик несёт определённый код, вводимый вручную или автоматически, который определяет пункт назначения или маршрут. Когда свободный ролик проходит станцию считывания, информация на ролике раскодируется и сравнивается с установленным кодом станции и с текущей позицией переключения и с условием ответвления. Затем принимается решение, согласно которому происходит правильное переключение колеи.

Page 255: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Тележка должна быть объединена с движением на конвейере ещё на электролинии и должна быть введена так, чтобы она смогла зацепить толкатель на электролинии.

Части конвейера с автономным управлением такие же, как на монорельсовом конвейере, описанном выше.

Далее приведены части системы, отличающиеся от монорельсовых конвейеров, описанных выше.

Стрелочный переключатель

Используется для перевода рабочих тележек с одного пути на другой, либо автоматически, либо вручную. Автоматический переключатель пути обычно работает пневматично или электромеханически. Стрелочные переключатели также используются для объединения двух путей в один.

Устройство остановки роликов

Данный прибор используется для остановки рабочих тележек, который включается автоматически или вручную на участке свободного движения или на электролинии.

Хранение

Участки или ответвления конвейера с автономным управлением обычно предназначены хранению и сбору рабочих тележек.

НЕ НЕСУЩИЕ КОНВЕЙЕРЫ

Скребковый конвейер

Скребковые конвейеры, подобно схеме, показанной на рис. 22-4, используются для транспортировки гранулированных, комковатых, порошкообразных материалов вдоль горизонтальной дорожки или на уклоне не превышающем 40%. В основном их назначение – это перевозка угля.

Скребковые конвейеры могут классифицироваться как:

• Скребковый тип, в котором части (цепь и барьеры) находятся на лотке

• Подвешенный скребковый тип, в котором барьеры находятся прямо на лотке, башмак находится на направляющей.

• Подвешенный цепной тип, в котором цепь находится на

Рис. 22-4 Скребковый Конвейер

Page 256: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

направляющих, опять же барьеры находятся на лотке

Эти виды подразделяются далее по типу на конвейер с одиночным и двойным канатом. Для комковатых материалов, конвейер с двойным канатом предпочтительнее, т.к. комки беспрепятственно войдут на лоток.

Рис. 22-5 – Типы опорожнения шнековых конвейеров

Конвейер постоянного потока используется как конвейер, как подъёмный механизм (элеватор) или как комбинация обоих типов. Это медленно скоростная машина, в которой материал двигается постоянно как центральная часть кожуха.Часть формируется единственным канатом из цепи с близко расположенными лопастями, что то напоминающее барьеры в скребковом конвейере.

Конвейер постоянного потока и подъёмные механизмы не требуют присутствия загрузочного механизма.Они самозагружаются до нужного объёма и не будут перезагружены, даже если несколько подающих входов открыто. Это происходит потому, что кожух заполняется при первом открытии и автоматически прегграждает попадение дополнительных материалов в последовательных входных отверстиях.

Винтовой (Шнековый) конвейер

Винтовой или спиральный конвейер, показанный на рис. 22-5, широко используется для

порошкообразных, гранулированных некоррозийных и неабразивных материалов в следующих случаях:

• Требуемый объём средний

• Расстояние не больше чем 200 футов

Page 257: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Линия не слишком крутая, может быть сделана из простого жёлоба, прикрепленного плотно прилегающей пластиной. Если длина превосходит рекомендуемую длину для одиночного конвейера, применяются отдельные или соединённые установки. Винтовые конвейеры могут быть наклонены и стандартная спираль удерживает материал на уклоне 35 градусов. Спираль стандартного винтового конвейера имеет высоту приблизительно равную внешнему диаметру. Низкая высота спирали рекомендуется для уклонов больше 29 градусов. На рис. 22-6 показаны 3 основных типа скребкового и винтового конвейера.

Различающаяся высота винтов, низкая на подающем конце, автоматически контролирует поток, поступающий на конвейер, так что загрузка происходит пропорционально длине за пределами подающего устройтсва. С короткой секцией либо низкой высотой или меньшим диаметром, конвейер самозагружается до объёма и не требует подающего устройства.

FIGURE 22-6 - BASIC CONVEYOR FLIGHT AND PITCH TYPES Рис. 22-6 – Основные конвейерные барьеры и типы высоты

Стандартный одиночный

скребковый Стандартный винтовой с лопастями Двойной скребковый винтовой

Ленточные болты используются для влажных и липких материалов, которые могут намотаться на пружину. Плоские болты используются первоначально для смешивания материалов, таких как известковые растворы и асфальтные смеси. Одно из типичных применений – размешивание золы и воды для удаления пыли.

Стандартные конструкции имеют простую или оцинкованную стальную спираль и жёлоб. Для абразивных и корозийных материалов, таких как мокрый шлак, как спираль так и жёлоб, может использоваться чугун. Для простых абразивных веществ, внешний край спирали может быть отделан стеллитом (кобальтохромовольфрамовым сплавом) или подобным жёстким материалом.

НЕСУЩИЕ КОНВЕЙЕРЫ

Секционный конвейер

Секционные конвейеры, как показано на рис. 22-7, предназначены для гранулированных и комковатых материалов. Так как груз несётся, а не тащится, то требуется меньше энергии по сравнению со шнековыми или скребковыми конвейерами. Секционные конвейеры могут иметь стационарную кромку или боковые пластины, чтобы позволить увеличевшемуся количеству материала на секцию. Размер комков ограничен шириной лотка и способностью конвейера выдерживать удар при нагрузке. Возможна только конечная разгрузка. Секционный конвейер состоит из 2ух роликовых цепей, разделённых расположенными внахлёст пластинами, которые формируют несущую поверхность со сторонами высотой от 2ух до 6 дюймов. Цепи приводятся в движение с одной стороны зубчатым колесом, забирается с другой. Конвейеры всегда будут тянуть материал в сторону приводного конца. При лёгком рабочем режиме используются бесфланцевые

Page 258: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

ролики на плоских направляющих. Для тяжёлых грузов используются одиночные фланцевые ролики и Т-направляющая.

Ковшовые конвейеры и подъёмные устройства.

Открытые многоковшовые элеваторы имеют много общего с секционными конвейерами, кроме того, что вместо плоских и рифлёных секционных пластин у них приёмные резервуары в форме тарелки или ковша. Вагонетки работают на более крутых уклонах, чем секционные ( до 70 градусов), пока ковш позволяет материалу не соскальзывать. При этом не нужны ни боковые кромки ковша, ни боковые оградительные планки.

V-образные ковши используются для поднятия и перевозки неабразивных материалов, в основном угля, когда он должен быть поднят и перевезён одним участком аппарата. Длина и высота поднимаемого груза ограничиваются силой цепи и редко превышают 75 футов. Перевозчик состоит из 2ух роликовых цепей, разделённых V- образными стальными ковшами. Материал получается из нижнего горизонтального движения, поднимается, и открывается через открытия внизу жёлоба на верхнем горизонтальном движении. Материал

протаскивается вдоль горизонтального жёлоба конвейера как у скребкового конвейера.

Ковшовый конвейер, показанный на рис. 22-8, используется первоначально там, где путь идёт по кругу на вертикальной плоскости. Их главное применение для двойной доставки угля и золы в котельную. Они требуют меньше мощности, чем V-образные конвейеры, материал несётся, а не тащится по горизонтальной поверхности. Длина редко превышает 500 футов и высота редко поднимается выше 100 футов. Они могут управляться на любом уклоне и могут разгружаться на любой точке горизонтальной поверхности.

Перевозчик состоит из 2ух роликовых цепей с фланцевыми роликами, между которыми находятся ковши, обычно из ковкого чугуна. Материал подаётся к ковшам подающим устройтсвом в любом месте вдоль нижнего горизонтального пути поднимается и выгружается на верхний горизонтальный путь. Разгрузочная тележка монтируется на колёса, так чтобы она могла двигаться в сторону разгрузки, зацеплять выступы на ковшах и наклоняет их до тех пор, пока материал не выпадет. Ковши всегда остаются вертикальными до тех пор, пока наклонены. Цепочки бегут на Тобразных цепях на горизонтальных секциях и между направляющими на вертикальном ходу.

Ковшовые элеваторы бывают 2-ух типов:

• Цепные и ковшовые (где один ковш крепится к одной или двум цепям.)

FIGURE 22-1 - APRON CONVEYOR

POSITIVE DISCHARGE CENTRIFUGAL

DISCHARGE

FIGURE 22-2 - BUCKET CONVEYORS AND ELEVATORS

Page 259: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

• Ремень и ковш, в которых ковши присоеденены к брезентовым или резиновым ремням

Любой тип может быть вертикальным или наклоненым и может иметь много последовательных ковшей или отдельные ковши. Ковшовые подъёмные устройства используются для поднятия любого материала, который не будет прилипать к ковшу. Ленточный и ковшовой элеваторы очень хорошо подходят для транспортировки абразивных материалов, которая могла бы повлечь чрезмерный износ цепи. Цепной и ковшовый элеваторы часто используются вместе с перфорированными ковшами во время транспортировки влажного материала, для слива избыточной воды. Длина элеватора ограничена крепостью цепей и ремней. Они могут достигать 100 футов в длину.

Многоковшовый элеватор обычно работает при скорости 100фт/мин или меньше и на одиночном или двойном канате. Содержимое каждого ковша разгружается сзади предыдущего ковша.

Ленточный конвейер

Ленточный конвейер – это конвейер для перевозки тяжёлых грузов большого тоннажа по пути, превышает по мощности любой другой тип конвейера. Производительность может достигать нескольких тысяч тонн в час, а расстояние – нескольких миль. Может быть горизонтальным или наклоненным вверх или вниз, или комбинация обоих. Есть специальные ремни особой формы, чтобы предотвратить материал от скатывания по склону. Они могут перевозить поршкообразные, гранулированные или комковатые материалы. Секционный тип типичного ремневого конвейера показан на рисунке 22-9.

Рис. 22-9- секционный ленточный конвейер – вид в разобранном виде В простейшем виде конвейер состоит из главного или приводного шкива, заборного шкива, бесконечного ремня, несущих и возвратных направляющих звёздочек. Промежуток

Page 260: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

между несущими роликами варьируется в зависимости от ширины и загрузки ремня и составляет обычно 5 футов или меньше. Возвратные промежуточные ролики расположены на 10 футах от центра или немного меньше. Уплотнённые антфрикционные роликовые подшипники используются почти исключительно со смазочными роликами.

Ширина ремня определяется желаемой мощностью конвейера и максимальным размером комков. Стандартная конструкция резинового ремня состоит из нескольких слоёв квадратной деревянной хлопковой технической ткани или синтетической ткани такой как вискоза, нейлон или полиэстер, смешанные вместе с резиновыми составляющими и покрыта и сверху и снизу резиной, чтобы противостоять абразии и сохранять вдали от влаги. Толщина верхнего покрытия зависит от серьёзности работы и варьируется от 1/16 до ¾ дюйма. Толщина нижнего покрытия составляет 1/16 дюйма. Поместив слой шерстяной ткани, называемой брекерный пояс шины, между покрытием и внешней стороной ткани, часто можно удвоить прочность покрытия каркаса. Ремень оценивается в соответствии с напряжением, к которому он может безопасно подвергнуться, что является длиной и подъёмом конвейера.

На ленточных конвейерах используются высокопрочные очень длинные ремни, большая прочность на дюйм ширины ремня применяется через использование улучшенной техники , которая обеспечивает синтетическую ткань для поддержания эластичности. Число слоёв уменьшается до 2ух вместо 8 для получения дополнительной эластичности. Применяется ширина до 60 дюймов.

Возвратный направляющий ролик ленты переносит ремень и защищает его края от повреждения, которое может произойти из-за несовпадения с осью. Также может иметь резиновый стальной валок для раскатки обода. Позитивный тип для ремней, двигающихся в одном направлении. Приводимый в действие колодкой тип используется для реверсивного ленточного конвейера. Для быстрого, более чувствительного выравнивания ремня применяется также конструкция из 2ух валов.

Возвратный Ремневой ролик несёт пустой ремень на возвратном ходу. Имеющиеся в наличии опции включают ролик или уретановую траковую ленту

Возвратная резиновая дорожка направляющего колеса используется, когда сырые или липкие материалы прилипают к ремню, там где требуется коррозийная стойкость, или где есть химическое средство, действующее на железо или сталь.

Продольный возвратный резиновый направляющий ролик несёт действующий ремень в одном направлении когда транспортируемые материалы имеют тенденцию приклеиваться к несущей поверхности ремня. Также исключает образование наростов на частях рамы. Имеется в наличии со стальными или резиновыми валками для раскатки обода

Возвратные прерывистые роликовые опоры удаляют избыточные количества вязких материалов, которые приклеиваются к ремню.

Рис. 22-10 – Возвратные натяжные ролики Эти ремни используются для длинных одиночных конвейеров и для поднятия на высоту очень тяжёлых грузов, таких как, например вытаскивание руды из глубоких открытых карьеров, таким образом обеспечивая альтернативу спиральной железной дороге или машинам.

Page 261: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Натяжные ролики – лотковые роликоопоры обычно бывают 3ёх типов при этом лотковые роликоопоры находятся под углом 20°. Ролики под углами 35 и 45 ° также часто встречаются, это увеличивает вместимость ремня. Подшипники, роликовые или шариковые, защищены войлоком или смазочными уплотнениями, защищающими от проникновения абразивной пыли. Ремень, идущий от линии может выравниваться лёгким перемещением вперёд одного конца или другого несколькими натяжными роликами. Возвратные натяжные ролики изображены на рис. 22-10, лотковые и плоские натяжные ролики показаны на рисунке 22-11.

Смещение ведущего ремня на ведущий ролик разрушительно. Когда ремень чистый и сухой, то нет особой разницы в смещении с голого ролика или с ролика с резиновой обкладкой. Влажный ремень прилипнет к ролику с резиновой обкладкой, особенно если обкладка с канавками. Конвейеры, перевозящие тяжёлые грузы и на которых возможно увлажнение ремня обычно приводятся в движение натяжным роликом с резиновой обкладкой в ½ дюйма и с ¼ на ¼ дюйма канавками, расположенными на расстоянии 112 дюймов друг от друга, диагонально как шевронное колесо.

Приводные двигатели конвейера обычно имеют высокий вращающий момент в момент пуска, умеренный пусковой толчок и хорошие характеристик при работе под полной нагрузкой. Обычно используются двойные двигатели с «беличьей клеткой».

Для приводов ленточных конвейеров, предназначенных для перевозки тяжёлых грузов, очень важно, чтобы вращающий момент привода был медленным, иначе может произойти повреждение ремня. По этой причине, приводы - это типичные динамические муфты. Этот имеет намагниченный ротор на увеличенном вале двигателя, вращающемся внутри железного кольца, прикреплённого к редуктору конвейера. Ток возбуждения автоматически постепенно увеличивается в течение периода, длящегося до 2ух минут, и увеличивающаяся магнитная тяга на кольцо постепенно увеличивает скорость движения ремня.

Page 262: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Лотковый натяжитель ремня для общей несущей функции применяется с наклоном ролика 20° и 35°

Переменные натяжные лотковые ролики, размещённые между конечной роликоопорой и ведущим шкивом, поддерживают ремень во время его движения из впадины на плоский контур. Конечные ролики могут быть установлены вертикально, чтобы подходить к меняющемуся контуру ремня во время этого критического периода перемещения.

Лотковые резиновые амортизирующие ролики защищиают ремень, поглощая удары при загрузке и выгрузке. Дизайн включает снимаемые концевые кронштейны

Плоские роликовые опоры для транспортировки материалов насыпью, когда нужно высыпать материал в одном или более пункте вдоль конвейера

Лотковый направляющий ролик ленты автоматически направляет ремни и защищает края ремней от повреждения, вызванного смещением. Позитивный тип для ремней, двигающихся в одном направлении. Приводимый в действие колодкой тип используется для реверсивного ленточного конвейера (в двух направлениях)

Плоские резиновые амортизирующие ролики защищают ремень, абсорбируя удары в пунктах загрузки/выгрузки. Зафиксированный вал - для работ средней тяжести. Двигающийся вал – для работ с тяжёлым грузом.

Лотковый породоотборный и подающий ролик несет груз широким и тонким слоем, когда требуется отбор и сортировка, чтобы уменьшить измельчение. Стандартный дизайн резинового амортизирующего центрального ролика и стальных концевых роликов.

Плоские направляющие ролики двигают ремень и защищают края ремня от повреждения, вызванного смещением. Применяются в позитивном действии для ремней, двигающихся в одном направлении.

Также может применяться со всеми стальными или всеми резиновыми амортизирующими роликами.

Рис. 22-11 – Плоские и лотковые натяжные ролики Для натяжных станций конвейера для коротких конвейеров обычно используется винтовая натяжная станция. Для длинных конвейеров используется натяжная станция с противовесом, чтобы позволить случайное срезание и заклеивание ремня.

Конвейер с разгрузочной тележкой и конвейер с возвратно-поступательным движением (реверсивный)

Груз может быть убран с ремня диагональным или V-образным грузоснимателем, но обычно разгрузочная тележка, опрокидывающаяся сзади ремня – это стандартное оборудование. Разгрузочные тележки могут быть:

• Стационарные

• Управляемые вручную рукояткой

• Управляемые энергией, от одного из шкивов или отдельным двигателем

Page 263: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Разгрузочная тележка может выгружаться по любую сторону или сзади ремня при помощи отклоняющей пластины.

Магнитные барабаны часто используются как ведущие шкивы на ленточных конвейерах, чтобы:

• Устранить посторонние металлические предметы, такие как гайки и болты, перед дроблением

• Сконцентрировать магнитную породу, отделив её от немагнитного материала

• Восстановить железо из остатков литья

Жёлоб или вагонетка автоматически получают извлечённый материал, когда он вытягивается вниз через другой немагнитный материал, вытягивается на конечный ролик ремня, и в конце освобождается, когда ремень уходит с ролика.

Зафиксированные или съёмные виды разгрузочных тележек используются для выгрузки материала между концами ленточного конвейера. Самовращающаяся разгрузочная тележка состоит из 2ух роликов, над которыми проходит ремень. Материал выгружается в жёлоб, когда ремень наклоняется вдоль верхнего ролика. Ролики монтируются на конструкцию, которую несут 4 колеса и приводимую в движение энергией. Беря электроэнергию от конвейера, разгрузочная тележка приводится в действие рычагом на конструкции и останавливается рядом с рельсами и даёт возможность разгрузочной тележке двигаться автоматически между остановками и распределять материал.

Транспортёры челночного типа часто используются вместо разгрузочных тележек для распределения материала. Они состоят из возвратного ленточного конвейера, монтированного на съёмную раму и разгружающуюся с другого конца.

Подающий механизм

Когда материал вытягивается из загрузочного ковша или кармана на конвейер, обычно используется автоматический подающий механизм. Качающийся подающий механизм, состоящий из пластины, установленной на 4ёх колесах, формирует низ жёлоба. Когда пластина двигается вперёд, она несёт материал с собой. Когда движется назад, пластина вытягивается из под материала и позволяет ему упасть в жёлоб. Пластина двигается, через соединение тяги от колена. Вибрирующий подающий механизм состоит из пластины, слегка наклоненной вниз, которая вибрирует из-за:

• Высокоскоростного несбалансированного ролика

• Электромагнитной вибрации от одного или больше соленоидов

• Медленная пульсация, производимая за счёт крепления пластины на расположенных сзади пластинчатых пружинах.

Пневматические конвейеры

Пневматические конвейеры транспортируют сухие, свободно передвигающиеся, гранулярные материалы в подвешенном состоянии внутри трубы или жёлоба посредством высокоскоростного воздушного потока или энергией увеличенного сжатого воздуха внутри сравнительно густой колонны текучего или аэрированного материала. В основном, используется в следующих случаях:

• Сбор пыли

Page 264: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

• Транспортировка мягких материалов, таких как химикаты (кальцинированная сода, известь, кристаллический сульфат натрия)

• Транспортировка твёрдых материалов, таких как летучая зола, цемент, металлический кремний, фосфаты)

Для транспортировки мягких материалов, вентилятор используется, чтобы создать тягу. Взвешенный материал собирается на терминале верхним потоком воздуха от вентилятора. Материал перемещается с одного места на другое или разгружается с выступа (балки) или с рельсовой тележки. Если абразия не является проблемой, то вполне подходят стальные трубы или оцинкованные металлические жёлобы.

Рис. 22-12 – Типичная пневматическая конвейерная система Для транспортировки твёрдых материалов, струя воды или пара используется на всасывающих системах, или позитивная поршневая воздуходувка на системах давления. Принудительная вентиляция также может использоваться на всасывающих системах, если есть фильтр с приёмником для пыли или воздушная прокладка впереди дымососа.

Пневматический конвейер требует намного больше энергии, чем механический такой же мощности, но труба, по которой будет двигаться материал, может быть проложена практически по любому пути. Действие пылесоса обеспечивает эксплуатацию без пыли, иногда важно, когда порошковый материал разгружается с вагонеток с глухим кузовом через гибкий шланг и сопло.

Page 265: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

ОБЩЕЕ

В процессе обработки минералов, руд, пород и других подобных материалов, необходимо измельчать большие куски материала на куски меньшего размера. Это не может быть сделано за раз, для этого требуется два или три действия, в зависимости от физических свойств материала и требуемого размера частиц. Неровное, первичное или вторичное раскалывание больших кусков на малые называется дроблением. Это может быть сделано с помощью ударных действий, включающих в себя сокрушение, скалывание, оказание давления или в сочетании всех четырех.

• При ударном дроблении один предмет резко ударяется о другой.

• Абразивное дробление представляет собой размельчение или затирку материала между двумя поверхностями.

• Режущее дробление осуществляется с помощью режущих или распиливающих действий.

• Напорное дробление выполняется, когда большие куски дробятся между двумя поверхностями под прямым давлением.

Для дробления в промышленности используются различного рода механизмы и оборудование. Ниже будет дано описание губочных, конусных и валковых типов дробилок.

Измельчение или мелкое дробление обычно относятся к тем видам работ, где размер материала является небольшим. Мелкость дробления продукта зависит от типа материала, размер может варьироваться от 1 дюйма до одного микрона и менее. В некоторых случаях, измельчение может покрывать размер продукта и вне данных цифр. Так как размер продукта может составлять один дюйм, сырье может быть размером в 5 дюймов. Оборудование по измельчению будет рассматриваться в трех различных категориях:

• Ударные машины

• Валковые дробилки

• Дисковые дробилки

ДРОБИЛКИ ГУБОЧНОГО ТИПА

Дробилки губочного типа работают по принципу компрессии, при котором материал сжимается с очень большой силой между фиксированной и подвижной поверхностью. Фиксированная поверхность обычно называется упорной поверхностью. Две щеки образуют v-образную камеру, расширяющуюся к верху и сужающуюся к низу, между которыми и происходит сам процесс дробления. Две другие стенки камеры образованы из каркаса. Оба захвата обычно плоские, за исключением некоторых моделей, которые могут иметь мелкую вертикальную ребристость. В некоторых моделях поверхность захватов может быть дугообразной для уменьшения степени забивания.

Поверхность подвижной щеки образует угол чуть меньше 30 градусов с вертикальным опорным захватом. В некоторых моделях, обе щеки отклоняются назад с вертикального положения для образования одинакового размера. Подвижная щека фиксируется в одной

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 23-1

Page 266: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

23-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

точке и приводится в действие распределительным валом на незакрепленном конце которого она движется. Дробилки губочного типа обычно изготавливаются и монтируются для тяжелого режима работы, поэтому большое значение здесь имеет модель подшипника и смазка.

При эксплуатации, продукт подается с верху. Во время работы подвижной щеки, продукт соскальзывает. Когда щека делает движение во внутрь, пространство уменьшается, материал сжимается в результате чего проиходит дробление. При движение щеки наружу, раздробленный материал проскальзывает в более узкое пространство, где повторяется данный цикл. Процесс включает в себя 8-10 подобных переходов, для того, чтобы большая часть материала достигла нижней части, откуда он в последствие выгружается. Ширина выхода может регулироваться, он контролирует размер конечного продукта. В конце рабочего хода, подвижная щека возвращается в свое исходное положение с помощью пружины, которая проходит через натяжной стержень. Данные захваты могут работать в диапазоне от 200 до 3000 раскрытий в минуту. Дробилки губочного типа идут обычно с ременным приводом и снабжены тяжелым маховиком.

Одними из старых типов губочных дробилок яляются дробилки Блейка и щековая дробилка Доджа.

Дробилки Блейка

В дробилке Блейка или дробилке с одной качающейся щекой, показанной на Рис 23-1, подвижная щека удерживается сверху. Максимальное движение приходится на его нижнюю часть. Кулак оказывает воздействие на шатун, который в свою очередь приводит в действие шпунтовое соединение. Одна из шпунтовых пластинок опирается на каркас, пока другая передает движение на подвижное соединение. Максимальная сила проявляется тогда, когда щека достигает экстремального показателя в процессе рабочего хода, т.е. в тот момент, когда и требуется такая сила. Открытие выхода может регулироваться. Подвижная щека направляет материал вверх, что приводит в движение процесс трения об обе щеки. Такое трение в результате приводит к быстрому износу поверхности захватов, увеличивает количество мелких частиц и уменьшает эффективную мощность дробилки. Во многих моделях, фиксированная щека бывает вертикальной и плоской, тогда как подвижная щека может быть как плоской так и изогнутой и может находиться под углом от вертикали.

Page 267: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Дробилки и измельчители Раздел 23

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 23-3

Так как значительное движение между захватами достигается в конечной точке, продукт выходящий из дробилки Блейка может быть разного размера. Поверхности захватов обычно изготавливаются из специального твердого сплава вследствие износа в процессе эксплуатации и удобства замены. Так как в дробилке Блейка максимальное движение достигается лишь в конечной точке, у него имеется минимальная возможность закупорки, поэтому она может использоваться для материалов, которые имеют тенденцию запекания.

РИСУНОК 23-1 - ДРОБИЛКИ БЛЕЙКА ИЛИ ДРОБИЛКИ С

ОДНОЙ КАЧАЮЩЕЙСЯ ЩЕКОЙ

Разновидностями дробилок Блейка являются дробилки типа Денвер и Дэлтон, вращение которых также идет сверху. Данные модели, которые иногда называются дробилками с одной качающейся щекой имеют верхний эксцентрик, который приводит в движение подвижную щеку по направлению вверх/вниз.

Щековая дробилка Доджа

В щековой дробилке Доджа показанной на Рис 23-2, подвижная щека вращается снизу. Разгрузочное отверстие практически не движется и максимальное движение приходится на верхнюю часть. Так как установленный размер для дробилки Доджа меньше чем в дробилке Блейка, окончательный продукт в результате получается одного размера. Однако при закупорке дробилка Доджа не очищается самостоятельно, в результате чего подаваемый продукт ограничивается легкопроходимыми материалами. К тому же, дробилка Доджа не может принимать сырье крупного размера как дробилка Блейка. По этим причинам, дробилка Доджа используется реже нежели чем дробилка Блейка и в основном применяется в следующих случаях:

• Требования тоннажа меньше

• Материал сухой и легкопроходимый

• Желательны мелкие куски

Page 268: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

23-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

1. РАМА 11. ОТКИДНОЙ БОЛТ ШАТУНА 22 ЛЕВАЯ БОКОВАЯ ВСТАВКА 2. КРЫШКА ОСНОВНОГО

ПОДШИПНИКА 12. КРЫШКА ПРУЖИНЫ ЩЕКИ

ШАТУНА 23 ПРАВАЯ БОКОВАЯ ВСТАВКА

3. КРЫШКА МАСЛОСБОРНИКА

13. КРЫШКА ПОДВИЖНОЙ ЩЕКИ И КОРПУСА ШАТУНА

24 РОВНАЯ СТАЦИОНАРНАЯ ЩЕКА ДРОБИЛКИ

4. ПРУЖИНА КРЫШКИ МАСЛОСБОРНИКА

14. КРЫШКА ПОДВИЖНОЙ ЩЕКИ

25 РОВНАЯ ПОДВИЖНАЯ ЩЕКА ДРОБИЛКИ

15. ПОДВИЖНАЯ ЩЕКА 26 ЗАГРУЗОЧНЫЙ ЛЮК 5. КОРПУС ВАЛА ПОДВИЖНОЙ ЩЕКИ

6. ДРОБЯЩАЯ ПЛИТА 16. МАХОВИК 29 БОЛТ СТАЦИОНАРНОЙ ЩЕКИ ДРОБИЛКИ

7. ШАЙБА 17. ЭКСЦЕНТРИЧНЫЙ ВАЛ 30 БОЛТ ПОДВИЖНОЙ ЩЕКИ ДРОБИЛКИ

8. ШАТУН 18. ХОЛОСТОЙ ШКИВ 31 БОЛТ 9. КРЫШКА ШАТУНА 19. РАБОЧИЙ ШКИВ 32 НАРУЖНЫЙ ПОДШИПНИК 10. ПАЛЕЦ ШАТУНА 20. ВАЛ ПОДВИЖНОЙ ЩЕКИ 33 КРЫШКА НАРУЖНЕГО

ПОДШИПНИКА

РИСУНОК 23-2 - ДРОБИЛКА ДОДЖА

КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА

Конусная дробилка, показанная на Рис 23-3, имеет центральный вертикальный, конуснообразный вращающийся элемент, работающий в конусной камере, которая открыта сверху. Головка дробилки в форме усеченного конуса устанавливается на вертикальном валу, который в свою очередь приводится в движение эксцентрическим путем. Это приводит конус дробилки в вращательное движение. Пространство между конусом и стенкой камеры постепенно уменьшается, самая узкая часть приходится на конечную часть площади дробления. На данном уровне, материал падает из дробилки через спускной желоб.

Page 269: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Дробилки и измельчители Раздел 23

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 23-5

1. ЗАГРУЗОЧНОЕ

ОТВЕРСТИЕ 7. КОНИЧЕСКАЯ ШЕСТЕРНЯ 13. КЛИНОВИДНЫЙ РЕМЕНЬ

2. КОЖУХ 8. РОЛИКОВЫЕ ПОДШИПНИКИ

14. ПЫЛЕЗАЩИТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

3. ДВУХРЫЧАЖНАЯ КРЕСТОВИНА

9. ВАЛ 15. ДВОЙНОЕ ПОКРЫТИЕ

4. СИЛОВОЙ ПРИВОД 10. РЫЧАГИ И СКОБЫ КРЕСТОВИНЫ

16. БРОНЗОВЫЕ ПОДШИПНИКИ

5. КОЖУХ МАШИНЫ 11. РАЗГРУЗОЧНОЕ ОТВЕРСТИЕ

17. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА

6. ВНУТРЕННЯЯ СТОРОНА ВПАДИНЫ

12. КОНТРГАЙКА 18. ТОЧКА ПОДАЧИ

РИСУНОК 23-3 - КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА

Материал для измельчения загружается сверху. При вращении конуса, он приближается к стенке камеры с одной стороны и двигается в обратном направлении с другой стороны. Материал подается тогда, когда стенки камеры максимально раздвинуты. В следующей половине конуса пространство сужается, что ставит материал под компрессию, в результате чего происходит дробление. Размер окончательного продукта может регулироваться поднимая или опуская центральный вал, таким образом изменяя пространство между конусом дробилки и стеной камеры. В больших конусах, вал расширяется за пределы усеченного конуса дробилки и поддерживается подшипником в крестовине через открытый верх. Конусные дробилки постоянны в своей работе. Конусные дробилки могут

Page 270: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

23-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

предназначаться для первоначального измельчения больших кусков материала или меньших, т.е. утонченной работы.

ВАЛКОВЫЕ ДРОБИЛКИ

Одновалковые зубчатые дробилки, показанные на Рисунке 23-4, работают методом компрессии, соударения и срезания. Материал устанавливается между валками дробилки и стационарной опорой. Они в особенности незаменимы для крошащихся материалов, даже когда они мокрые и липкие. Изготовленные в размере с производительностью в 800 тонн в час и больше, такие дробилки производят незначительное количество мелких частиц.

РИСУНОК 23-4 - ОДНОВАЛКОВАЯ ДРОБИЛКА

Двойные валковые дробилки состоят из двух идентичных стальных обрамленных валков, установленных осью в горизонтальном положении, на соответствующих подшипниках и каркасе, вращающиеся по направлению друг к другу на одинаковой скорости. Каждый валок приводится в действие своим собственным шкивом. Материал для дробления подается сверху и разгружается под валками. Обычно один из валок подвижен, чтобы случайные примеси железа или другие не поддающиеся дроблению материалы прошли не повреждая оборудование. Это достигается с помощью установки подшипников одного из валка на ползунке и удерживания валка пружинами и натяжным стержнем. Диаметр валка обычно превышает ширину поверхности и может работать в два или три раза больше. Расстояние между валками называемое шириной зазора может регулироваться. Они контролирует как размер конечного размера, так и производительность.

Дробящие валки обычно используются для вторичного или промежуточного дробления. Их производительность очень высока. Валки могут быть гладкими, иметь зазубрины или иметь рельеф как у ножа.

МАШИНЫ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Исходя из имени, легко предположить, что первичная сила помимо функции дробления в данных установках подразумевает соударение. Это может быть соударение самих частиц, но зачастую это соударение частиц и соответствующих частей фрезера. Другие функции включают в себя трение, сжатие и в меньшей степени срез.

Молотковые дробилки

Молотковая дробилка является установкой с ударниками, установленными на горизонтальном валу или прикрепленными к дискам на валу. Продукт подается сверху, сторон и концов установки, однако разгрузочное отверстие всегда расположено снизу. Молотковая дробилка является одной из многосторонних маятниковых или измельчающих машин. Она может использоваться для различных материалов и продуктов разных

Page 271: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Дробилки и измельчители Раздел 23

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 23-7

размеров. Одна из причин, это количество компоновок, которое может быть использовано в данной машине.

Ударник может быть стационарным, поворотным или с вращающимся кольцом. Как показано на Рис 23-5, ударники могут быть разных размеров, форм и количеств, которые подходят желаемому уменьшению материала или размера.

РИСУНОК 23-5 - ТИПЫ МОЛОТКОВЫХ ДРОБИЛОК

Молотковые дробилки с направлением вверх

Как показано на Рис 23-6, молотковая дробилка с направлением вверх разбивает подаваемый продукт ударниками, пока он подвешен в воздухе и откидывает его на ударную пластину, где происходит дальнейшее дробление. Ударная пластина сделана таким образом, чтобы материал отскакивал на путь ударников для дальнейшего дробления. Это обычно происходит тогда, когда на нижней стороне не используются ни решетки или экраны, потому что дробление должно быть осуществлено на участке между ударной пластиной и ударниками. Материал, превышающий размер, который не может пройти через решетчатое отверстие, подвергается дальнейшему процессу ударников.

Page 272: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

23-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

ПОВОРОТНАЯ МОЛОТКОВАЯ ДРОБИЛКА НЕПОВОРОТНАЯ МОЛОТКОВАЯ

ДРОБИЛКА С НАПРАВЛЕНИЕМ ВВЕРХ С НАПРАВЛЕНИЕМ ВНИЗ

РИСУНОК 23-6 - МОЛОТКОВЫЕ ДРОБИЛКИ

Молотковые дробилки с направлением вниз

Как показано на Рис. 23-6, молотковая дробилка с направлением вниз подвергает материал воздействию ударников, пока он расположен впритык к ударной пластине. Данный тип молотковой дробилки используется для крошащихся материалов т.к. установка обеспечивает измельчение за более короткий период, чем установка с направлением вверх. Некоторые материалы имеют тенденцию закупоривать данный тип дробилок, поэтому такие

установки изготавливаются с подвижной ударной пластиной.

Молотковые дробилки с вращающимся кольцом

Как показано на Рис 23-7, молотковая дробилка с вращающимся кольцом включает в себя ударные действия, но большая часть измельчения приходится на действия сжатия сообщающие движения материалу, который удерживается между вращающимся кольцом и измельчающей пластиной или экраном. Однако, основной механизм является ударной дробилкой.

РИСУНОК 23-7 - МОЛОТКОВАЯ ДРОБИЛКА С

ВРАЩАЮЩИМСЯ КОЛЬЦОМ

Вертикальные молотковые дробилки

Page 273: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Дробилки и измельчители Раздел 23

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 23-9

Существует большое количество вертикальных молотковых дробилок, но у всех у них имеется одно общее сходство – стационарные ударники на вертикальном валу. Дробление происходит в результате удара ударников и соударения частиц об стенки установки.

Один из самых популярных типов вертикальных молотковых дробилок использует воздушную сепарацию для удаления материала из зоны измельчения и дополнительный воздух, механическую сепарацию в отдельной камере с возвращением больших кусков материала на повторное измельчение. При поступлении продукт подвергается действию ударников. Тяжелые, большие куски выбрасываются наружу центробежной силой и таким образом подвергаются действию ударников, которые двигаются с высокой линейной скоростью. Воздух, идущий со дна перемещает материал в классифицирующую камеру, где он делится на готовый продукт и материалы, превышиющие номинальный размер. Воздух может быть рециркулирован после отгрузки продукта или он может быть выпущен с или без сепарации измельченных частиц.

Горизонтальные ударные дробилки

Как показано на Рис 23-8, материал подается на горизонтальную ударную дробилку на вращающийся диск. Так как подаваемый продукт идет на ротор, он начинает набирать периферическую скорость и центробежная сила будет направлять ее по направлению к контуру ротора, где он войдет в контакт с ударными пальцами ротора. В результате чего происходит измельчение, но дополнительное дробление происходит тогда, когда материал ударяется о стационарные пальцы в корпусе.

ВАЛКОВЫЕ ДРОБИЛКИ

Первоначальное дробление или измельчение в валковых дробилках является результатом механизма компрессии. Ударные силы редко используются в данной установке, важным здесь

является трение особенно когда дело касается мелких частиц. Все валковые дробилки работают путем сжатия материала между поверхностями одна из которой должна быть вращающейся.

РИСУНОК 23-8 - ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ УДАРНИК

Одновалковая дробилка

Действие одновалковой дробилки зависит от дизайна зубца, присутствующего на единственном валке. Вариации колеблются от нескольких выступов, расположенных по всей длине и диаметру валка до множества зазубренных сегментов аналогичных лезвию пилы. При поступлении материала в дробилку, он подвергается воздействию зубцов или корпуса, плюс усилию среза т.к. зубцы пытаются провести материал через установку. Иногда, зубцы

Page 274: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

23-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

могут пройти через каналы давая эффект гребенки и выход продукта может осуществиться через мембрану.

Валки дробилки

Валки дробилки состоят из комплекта валок, вращающихся по направлению друг к другу с одинаковой или разной скоростью. Коэффициент трения между материалом и валками используется для направления материала в зазор между валками, где он подвергается компрессии и измельчению. Иногда применяются гладкие валки, но эффективность трения может быть значительно улучшена при рифленых валок или валок с зубцами. Рифленость может отличаться глубиной, остротой, дизайном, количеством зазубрин на один дюйм и типом спирали. Тип рифлености и относительная скорость двух валков приведут в действие дробление с помощью сжатия, которое должно быть дополнено фрезерованием, трением и разрыванием.

Валковые дробилки

В дополнение к общей категории дробильных валков, валковые дробилки являются особенным видом валка, который работает с валками, вращающимися против стационарного кольца. Дробление в валковой дробилке происходит тогда, когда валки вращаются против измельчающих или опорных колец, и материал подается между валками и кольцо с помощью гребенки двигается впереди валков. Сами валки присоединяются к свободно вращающемуся вертикальному валу, который прикрепляется к крестовине на основном вертикальном валу. Питание не подается к валкам. Их вращение это результат трения между валками и материалом подвергающемуся дроблению. Сила дробления достигается центробежной силой передающейся валкам при вращении центрального вала. Промышленные установки могут иметь 5 или 6 валков.

Валковая дробилка с конической чашей

Валковые дробилки с конической чашей аналогичны валковым, они берут свое имя от чаши, кольца которой используются в качестве поверхности для измельчения. В отличие от валковых дробилок, чаша в данной установке вращается тогда как шейки валка остаются неподвижными. Центробежная сила, накопленная в чаше становится причиной притягивания материала к кольцу, где он измельчается между валками и кольцом. Нажимные пружины прижимают валки к материалу. Можно регулировать шейки валков с помощью установки необходимого угла к кольцу и компенсировать износ. Из-за воздействия центробежной силы на материал, всегда присутствует измельчающий валок, во избажание прямого контакта между валками кольца. Действие в дробилке заставляет материал двигаться наверх и за пределы зоны измельчения, где измельчающиеся частицы убираются потоком воздуха для сепарации и возврата кусков, превышающих номинальный размер в линию подачи для дальнейшего измельчения.

Роликовые дробилки

Роликовые дробилки аналогичны валковым дробилкам с конической чашей, за исключением того, что измельчающий валок вращается в вертикальной плоскости вместо горизонтальной. Также как и в случае с дробилками с чашей, колесо вращается, тогда как шейки валка остаются неподвижными. Нажимные пружины на валках развивают силу до 60 000 фунтов. Центробежная сила держит материал на кольце и предотвращает контакт металл с

Page 275: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Дробилки и измельчители Раздел 23

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 23-11

металлом. В то время как материал уменьшается, он падает с двух сторон кольца и проходит на дно дробилки, откуда он забирается для отдельной классификации.

ДРОБИЛКИ, РАЗМАЛЫВАЮЩИЕ ИСТИРАНИЕМ

Измельчение с помощью трения обычно применимо для небольшого по размеру продукта. Трение может происходить либо между материалом и поверхностью фрезера или между частицами. Износ фрезерных частей очень высок в той части, где происходит трение между фрезером и материалом, поэтому предпочтительным в данном случае является самотрение.

Дисковые дробилки

Это один из наиболее часто используемых типов дробилок и термин «дисковая дробилка» очень часто используется в качестве синонима «дробилкам, размалывающим истиранием». Существует большое количество дисковых дробилок, некоторые из которых работают в горизонтальной плоскости, а другие в вертикальной. В некоторых случаях, измельчение происходит на сравнительно широкой поверхности диска, а в других случаях в качестве измельчающей поверхности используется небольшое кольцо. В обоих случаях имеется установленный размер продукта, который регулируется зазором между стыковочными частями, измельчение происходит между материалом и измельчающимися частями, поэтому степень износа измельчающей пластины может быть достаточно высокой.

В однодисковой дробилке, диск вращается, пока другой остается неподвижным. В двухдисковой дробилке вращаются оба диска, обычно в противоположном направлении, но в одном направлении могут использоваться дифференциальные скорости. Измельчающие пластины обычно сделаны из легированной стали и различные образцы используются на поверхности для различных целей измельчения. Расстояние между пластинами обычно регулируется, с помощью пружинной нагрузки, с увеличением в 0.001 дюйм, во время эксплуатации установки.

Материал подается в центр дисков со специальным толкателем, который обычно используется для передачи радиального потока в зазор измельчения между дисками. Центробежная сила выводит материал наружу.

Лопастные дисковые дробилки

Данный тип установки представляет собой сочетание струйной и дисковой дробилки. Подаваемый продукт входит в центр дробилки и направляется во внутреннюю периферию с помощью лопастей. Внутренняя часть установки имеет рифленую или каменную структуру, при обработке материала, происходит измельчение пока продукт не будет достаточно мелким, чтобы пройти через отверстие зазора. В некоторых установках, внутренняя часть состоит из рифленых отбойных пластин конической формы, одна из которых вращается. Однако, в некоторых установках вращается только лишь лопасть. Зазор между двумя отбойными пластинами может регулироваться для того, чтобы продукт обрел необходимый размер. Большая часть измельчения приходится на струйное трение, но в процессе также присутствует ударная и срезающая процедура.

Струйные дробилки

Page 276: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 23 Дробилки и измельчители

23-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Исходя из названия, в данной установке для измельчения продукта используется сила флюида. Обычно флюид представляет собой воздух при 45-115 psi или пар при 100-250 psi. Флюид поступает через форсунки направленные к контуру установки и направляет материал вокруг установки до тех пор, пока он не будет уменьшен до размера, который сможет попасть в выходящий поток жидкости. Измельчение с помощью соударения или трения между частицами и в какой-то степени внутренней частью установки. Центробежная сила, воздействующая на большие частицы, держит их в машине.

Вибро энергетическая дробилка

Вибро энергетическая дробилка производит измельчение посредством энергии, которая подвергает материал трению, удару и срезыванию. Установка состоит из угловой камеры, которая вибрирует посредством электродвигателя и эксцентричного веса. Вертикальное вращение накладывается на горизонтальное вращение, каждый при 1150 циклов в минуту в результате чего появляется трехмерная, высокочастотная вибрация установки.

Page 277: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Подшипник предназначен для поддержания соответствующей соосности вала или ротора с неподвижными деталями под воздействием радиальной и поперечной нагрузки. Подшипники, поддерживающие радиальное положение ротора, известны как линейные подшипники, а подшипники аксиально поддерживающие ротор называются осевыми подшипниками. В большинстве случаев, осевые подшипники используются в качестве как осевых, так и радиально-упорных подшипников. Подшипники могут быть устойчивыми и самоцентрующимися. Самоцентрующиеся подшипники автоматически изменятся при наклонном положении вала.

Материал используемый для изготовления подшипников должен выдерживать изменяющееся давление и при этом позволять поверхности двигаться с минимальным износом и трением. Кроме этого, они должны быть расположены с небольшим допуском в целях свободного движения и бесшумной работы. В целях соответствия данным требованиям, хороший материал подшипников должен обладать нижепреведенными техническими характеристиками:

• Прочность на сжатие сплава подшипника при максимально рабочей температуре должна выдержать высокую нагрузку без возникновения трещин или деформации.

• Подшипниковый сплав должен иметь высокую стойкость к повышеным показателям усталостной прочности для предотвращения образования трещин и шелушения при различных условий эксплуатации.

• Подшипниковый сплав должен иметь высокую теплопроводимсть для предотвращения образования мест перегрева вызывающие усталость и заедания.

• Материалы используемые в подшипниковых сплавах должны сохранять соответствующий слой смазки.

• Данные сплавы должны иметь антикоррозийные свойства.

Подшипники обычно подразделяются на:

• Подшипники скольжения

• Роликовые подшипники

Подшипники скольжения или подшипники трения

Подшипники скольжения в широком смысле можно определить как подшипники, которые имеют скользящий контакт между их поверхностями. В случае отсутствия смазки любой из поверхностей, возникает трение скольжения по мере скольжения или движения одного корпуса по поверхности другого.

К подшипникам скольжения можно отнести:

• Опорный подшипник

© 1996 Bechtel Corp. Справочник по механике/трубной обвязке 24-1

Page 278: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-2 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

• Направляющий подшипник

• Упорный подшипник

Опорные подшипники

Опорные подшипники широко применяются в промышленности и могут быть разделены на различные виды и типы. Наиболее распространные типы опорных подшипников – неразъемные подшипники, разъемные подшипники с сегментным вкладышем, подшипники состоящие из двух частей и разборные подшипники. Обычным приложением неразъемного опорного подшипника служит втулка поршневого пальца или шарнирный упорный подшипник в тронковом поршне двигателя. Данные подшипники обычно относятся к вкладышам.

Опорный подшипник разборного типа широко применяется в судовых гребных валах и также в автомеханической промышленности. Они не так дороги как цельный подшипник любого типа, к тому же нагрузка оказывается только в одном направлении. Разъемный подшипник используется наиболее часто чем другие типы подшипников скольжения и может быть настроен на компенсирование износа. Зазоры могут быть с легкостью выполнены для обеспечения соответствующего пространства для слоя смазки между шейкой и корпусом подшипника.

Направляющие подшипники

Направляющие или поперечные подшипники действуют в качестве устойчивых точек для управления продольным движением вала или другой деталью. Данные подшипники используются в поршневых установках оборудования таких как воздушные компрессоры, и используются для преобразования вращательного движения коленвала в возвратно-поступательное движение поршня.

Упорный подшипник

Упорные подшипники используются для ограничения движения вала в продольном направлении во время вражения. Упорные подшипники иногда функционально объединяются с опорными подшипниками.

РИСУНОК 24- 1 - ТИПЫ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Подшипники антифрикционного типа или подшипники качения

Page 279: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-3

Подшипники качения наиболее известны как роликовые подшипники или шариковые подшипники, и характеризуются как подшипники, которые имеют контакт качения между их поверхностями. Данные подшипники имеют больше преимуществ, так как они затрачивают меньше энергии при преодалении трения качения, чем при трении скольжения. В данных типах подшипников, ролики и шары обычно заключены между двух колец, или дорожек качения, в то время как поверхности данных колец очерчивают контур шаров и роликов. Основное различие между роликовыми и шаровыми подшипниками заключается в том, что повехность нагрузки роликовых подшипников состоит из двух прямых точек контакта, в то время как поверхность нагрузки шаровых подшипников состоит из двух маленьких точек. Данные площадки соприкосновения прямо противоположны друг другу на обоих типах. Теоретически, площадь точки или линии соприкосновения, чрезввычайно малы. На рисунке 24-1 представлены различные типы роликовых подшипников.

Количество соприкосновений различается в зависимости от деформации материала подшипника под создаваемой нагрузкой. Тем не менее, подшипниковые материалы должны изготавливаться из закаленной стали для выдерживания деформации под нагрузкой. Деформация создаст нежелательное трение которое препятствует цели использования подшипников.

Подшипники с малыми площадями соприкосновения и подверженные условиям высокой нагрузки должны быть тщательно смазаны в том случае, если они обладают антифрикционными свойствами для обеспечения которых они спроектированы. Плохая смазка приведет к образованию трещин раковин и вызовет повышение температуры, достаточной для отпуска стали, и возможной спайки компонентов подшипников вместе. В случае допущения данных условий, подшипник полностью будет поврежден.

Как скользящие подшипники так и подшипники качения можно также классифицировать согласно их функции. Существуют радиальные, опорные и радиально упорные подшипники. Радиальные подшипники спроектированы для выдерживания нагрузки в перпендикулярном направлении к оси вращения и ограничить движение в радиальном направлении.

Опорные подшипники несут только осевые нагрузки, нагрузка, паралельная оси вращения, способствует движению вала в продольном направлении.

Page 280: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-4 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

РИСУНОК 24- 2 - УСТАНОВКА АНТИФРИКЦИОННЫХ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ

Радиально-упорные подшипники обычно состоят из радиального и упорного подшипников и могут выдержать как радиальную так и осевую нагрузки. Они редко используются автономно, тем не менее, в случае их автономного использования, они должны быть установлены согласно принципу установки однорядных конических роликовых подшипников. Обычно, радиально-упорные шарикоподшипники используются парами с поверхностями, отшлефованными на заводе для установки сторона к стороне.

Некоторые шаровые, роликовые, и цилиндрические подшипники качения также изготавливаются с коническими отверстиями. Данный тип подшипника может быть установлен непосредственно на вал.

Наиболее простые типы радиальных подшипников – подшипники встроенного типа и вставного типа. Встроенный подшипник формируется путем наплавки поверхности части корпуса оборудования подшипниковым материалом. Необходимо восстановить поверхность подшипника при достижении максимально допустимого зазора вследствие невозможности компенсирования зазора от износа.

Вставной подшипник – это простая резьбовая втулка, вставленная и зафиксированная в корпусе оборудования. Они могут быть изготовлены в виде сплошной втулки или разъемной втулки из подшипникового материала как отдельная часть, или могут быть помещены в кожух или корпус.

Page 281: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-5

Вставной подшипник сплошной втулки, как и подшипник встроенного типа, не имеет средств для корректировки вследствия износа и должен быть заменен при достижении максимального зазора.

Установка различных типов роликовых подшипников показана на странице 24-2.

Радиальный подшипник с вращающимися колодками

Подшипники с вращающимися колодками являются наиболее усложненым дизайном радиального подшипника. Данный тип состоит из корпуса содержащего несколько вращающихся колодок, покрытых подшипниковым материалом.

Обычный тип опорного подшипника с опорным диском или однодисковый состоит из наконечника шейки заключенной в чашкообразный корпус, низ которого держит однодисковый подшипниковый материал. Многодисковый упорный подшипник идентичен простому поворотному подшипнику за исключением того, что несколько дисков установлено между наконечником шейки и корпуса. В качестве запасных дисков используются бронзовые и стальные диски. Нижний диск закремлен на корупсе подшипника, а верхний на шейке, в то время как промежуточные диски свободно расположены.

Упорный подшипник с одним упорным гребнем состоит из шейки с упорными кольцами встроенными или закрепленными на вале. Данный тип гребня устанавливается в канавки корпуса подшипника покрытые подшипниковым сплавом. Тип данного подшипника часто используется на горизонтальных валах поддерживающих небольшие осевые нагрузки.

Сегментный упорный подшипник

Упорный подшипник с вращающимися колодками идентичен радиальному подшипнику с вращающимися колодками за исключением того, что на валу данного подшипника закреплено упорное кольцо, которое вращается противоположно вращающимся колодкам. Данный тип подшипника обычно подходит для двух направлений вращения и обычно расположен на внутреннем конце многоступенчатого центробежного насоса. Данный тип подшипника широко применяется для главных двигателей кораблей для передачи осевой нагрузки с рабочего колеса на корпус судна. Без данного подшипника, корабль не может двигаться.

Данный тип подшипника включает вращающиеся сегментные упорные подушки и обычно устанавливается на многоступенчатых насосах. Он состоит из вращающихся сегментов или колодок (обычно шесть), противоположно которым вращается упорное кольцо и работает по принципу того, что конусообразный слой смазки образуется и поддерживается быстрей чем плоский слой. Тем не менее он может выдерживать тяжелую нагрузку для любого предоставленного размера. Конусообразный слой смазки будет описан в разделе смазки.

В сегментных упорных подшипниках с вращающимися колодками, пластины верхнего уровня, напротив которых расположены колодки, и пластины нижнего уровня выравнивают осевую нагрузку между колодками. Подкладное кольцо, поддерживающее пластины нижнего уровня, поддерживают пластины в положении и распределяют осевую нагрузку на основание или корпус установки. Опоры колодок расположены между колодками и пластинами верхнего уровня, позволяя звену колодки допускать угол, необходимый для вращения колодок рядом с пластинами верхнего уровня.

Page 282: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-6 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

Шейки и стопоры держат пластины верхнего и нижнего уровня в положении, создающем зазор между подкладным кольцом и пластинами для обеспечения свободного движения пластин. Насеченная конструкция фиксирующего кольца не позволяет кольцу поворачиваться и удерживает кольцо в корпусе.

При работе подшипника, поверхности подшинпника разделены масляной пленкой для того, чтобы не было металического контакта. Маслянная пленка образуется автоматически , как только подшипник начинает крутиться и поддерживается движением подшипника. В связи с тем, что поверхности подшипников расположены в наклонном положении, масляная пленка между колодками и кольцами имеет клинообразную форму, тонкий наконечник указывает направление вращения.

В вертикальном положении подшипник обычно устанавливается в масленке или маслянной бане. Циркуляция масла поддерживается вращением кольца и ролика, таким образом удаляя тепло с клинообразной пленки. Данное тепло затем рассеивается с наружной поверхности контейнера или удаляется через охлаждающие змеевики. Когда установка не работает, маслянная пленка отсутствует и пусковое сопротивление трения высоко. Во время запуска и останова, между металами существует трение, но, так как колодки всей своей площадью упираются на кольцо или ролик, можно запустить подшипник без подогрева.

У большинства горизонтально упорных подшипников, таких которые используются в паровых турбинах, давление в системе смазочного масла поднимается автономным насосом. Вертикально упорные подшипники, трение металических частей длится приблизительно ¼ оборота вала, и по мере увеличения скорости увеличивается и масляная пленка. Данное трение можно отчетливо слышать в некоторых вертикальных установках и оно обычно сопровождается заметной вибрацией. При продолжительном существовании данного симптома, необходимо остановить установку и выяснить причину.

Необходимо тщательно соблюдать параметры, установленные производителем оборудования. К данным параметрам относятся изменение температуры, давления, и скорости вращения, и им необходимо следовать в целях безопасности оборудования.

Подшипники с защитной шайбой или уплотненные подшипники

Подшипники с защитной шайбой или уплотненные подшипники относятся к той же группе, что и антифрикционные или подшипники качения. Данный тип подшипников очень популярен в связи с уникальными особенностями конструкции, которые способствуют высокой сопротивляемости загрязнению из воздушной среды, и иногда считается подшипником “уплотненым для продолжительного срока действия” так как его не надо смазывать. Шариковые подшипники обычно являются частью подшипника и устанавливаются на наружную беговую дорожку подшипника.

Существует разница в конструкции подшипников с защитной шайбой. Некоторые используют шайбу и уплотнения для защиты подшипника, в то время как у других имеются встроенные уплотнения. Шайбы или уплотнения могут быть расположены в самом подшипнике.

Уплотненные подшипники имеют уплотнительную ленту, которая трется о внутреннее кольцо и закрывает сторону подшипника, тем самым удерживая смазку внутри, а грязь снаружи. При использовании двух уплотнений, они будут удерживать смазку внутри для более продолжительной работы подшипника и должны предотвратить проникновение загрязнений. В используемых подшипниках с защитной шайбой лента отсутствует, но имеется узкий зазор, позволяющий поступать маслу и маленьким частицам грязи.

Page 283: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-7

Необходимо учитывать скорость, тип вала, смазку и атмосферные условия, при которых будет работать подшипник, прежде чем сделать выбор относительно того или иного типа подшипника.

Если подшипник устанавливается в корпус, заполненый смазкой, при работе подшипник будет стараться удалить избыток смазки проходящий через шайбы или принять смазку с корпуса, когда количество смазки в самом подшипнике уменьшится.

Уплотнения из кожи, резины, войлока, пластика, или коры пробкового дерева могут быть использованы, но они должны плотно прилегать к вращающемуся звену. Необходимо избегать сильного давления и необходимо поступление смазки на площадь поверхности контакта. В противном случае, уплотнение можно прожечь, что приведет к образованию заклинивания с последующим задиранием поверхности вращающегося звена.

Выбор шариковых и роликовых подшипников

Нижепредставлены некоторые из преимуществ шариковых и роликовых подшипников:

• Низкое пусковое трение.

• Маленькое осевое расстояние

• Поддержание соответствующей центровки вала.

• Легко заменяемы.

• Необходима обычная смазка.

• Как радиальная так и осевая нагрузки могут быть выдержаны определеными типами.

Для специальных механизмов, при выборе шарикового или роликового подшипника необходимо обратить внимание на нижеперечисленные пять признаков:

• Серия подшипника

• Тип подшипника

• Размер подшипника

• Метод смазки

• Тип установки

К выбору той или иной характеристики необходимо подходить более гибко, принимая во внимание ожидаемый срок службы, стоимость и принципы техобслуживания. Ответив на нижепредставленные вопросы, вы сможете определить данные и расчетные функции подшипника в установленном механизме:

• Можно ли демонтировать и повторно устанавливать подшипник для дальнейшего использования?

• Можно ли использовать подшипник в ситуации непроведения техобслуживания во время ожидемого срока годности подшипника?

• Возможно ли эксплуатировать подшипник с нарушением установленых режимов во время эксплуатационного срока службы?

• Необходимо ли регулировать подшипник для компенсации износа?

Page 284: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-8 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

• Допускается ли износ корпуса или вала во время периода работы до проведения капитального ремонта?

Список с данными качествами может предотвратить много проблем при установке соответствующего типа подшипника для работы в начале любого проекта. Также необходимо учитывать такие факторы как окружающая среда, нагрузка, тип вала, и допустимые пределы. Рекомендации поставщика и завода-изготовителя подшипников являются непосредственым источником информации по выбору типа необходимого подшипника для конкретного оборудования.

Общие меры предосторожности при обращении с подшипником

Возникает много проблем при несоответствующем использовании роликовых элементов подшипников. Для того чтобы убедиться, что подшипник соответствует периоду расчетной долговечности и то, что он работает без неприемлемого шума, температуры, или колебаний согласно нормальной проектной эксплуатации, рекомендуются нижеперечисленные меры предосторожности:

• Используйте наиболее подходящий тип подшипника для установки. Стоимость может быть высока, но она меньше, чем стоимость замены нового вращающегося элемента.

• Хранить новый подшипник для замены в соответствующем защитном покрытии , предоставленном производителем, как можно дольше до установки.

• Не используйте латунный или бронзовый стержень для подгонки подшипника на вал или корпус. Данный материал легко расщепляется и осколки могут зафиксироваться на подшипнике, что приводит к разрушительным результатам. В случае отсутствия гидропресса, наиболее лучшой заменой является стержень из мягкой стали. Мягкая сталь мягче, чем твердая сталь подшипника.

• Следуйте инструкциям завода-изготовителя по обращению и сборке подшипников.

• Всегда используйте чистые инструменты, выполняйте работу чистыми руками и на чистой рабочей площадке.

• Никогда не мойте и вытирайте подшипники до установки, если это не предусмотрено другими процедурами и инструкциями.

• Не вращайте загрязненые подшипники, не вращайте подшипники при помощи пистолета сжатого воздуха.

• Избегайте царапин или зазубрин на поверхности подшипника.

• Никогда не подвергайте фланцы дорожки ударам или давлению.

• Прежде чем установить подшипник, необходимо проверить площадь установки на валу или корпусе для обеспечения соответствующей установки.

• В случае необходимости очистки подшипников, используйте ветошь, не оставляющую ворс.

• Обеспечьте защиту разобраных подшипников от грязи и влаги.

• Следуйте инструкциям завода-изготовителя при нагреве подшипников для установки на валы.

Page 285: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-9

• Во время установки подшипника в корпус или на вал, убедитесь в том, что кольца равномерны, таким образом чтобы они не сместились.

• Обращайтесь с использованными подшипниками, которые можно использовать повторно, таким образом как будто они новые.

• Любая грязь является разрушительной. Важно чтобы все корпусы, валы и крышки были хорошо очищены до демонтажа и установки подшипников.

• Используйте чистый отфильтрованный растворитель или промывочное масло для очистки подшипников.

Большинство из вышеуказаных мер предосторожностей являются общими, но на них часто не обращают внимание при установке и техобслуживании подшипников. Факт поломки подшипника не исключается, но когда подшипник ломается раньше времени эксплуатационного режима, сам подшипник не является причиной этого. Не сваливайте вину на подшипник за поломку, в случае возникновения каких-либо из нижеприведеных ситуаций:

• Нагрузка и скорость были увеличены.

• При использовании или хранении подшипник заржавел или загрязнился.

• Неследование графику проведения смазочных работ или несоответствующее смазывание.

• Использование несоответствующего смазочного вещества. Обычно персонал отдела техобслуживания и отдела эксплуатации считают что любое смазочное вещество подойдет для любого типа подшипника. Данное убеждение можно считать основной причиной ранней поломки подшипника. Смазочные вещества обладают определенными характеристиками, позволяющим им противостоять неблагоприятным эксплуатационным условиям, которым может быть подвержен подшипник.

Это наиболее встречающиеся случаи неблагоприятного воздействия на подшипники.

Основное техобслуживание подшипников

Техобслуживание подшипников не включает замену изношеных подшипников, но периодическую проверку, смазку и защиту. При техобслуживании требуется проведение соответсвующих наблюдений, проверка температуры подшипников, проверка смазочного вещества, и проверка того, что оборудование не в работает при условиях перегруза на протяжении длительного времени. Дополнительное время, уделяемое на регулярную процедуру техобслуживания или капитального ремонта, может исключить возможность непредвиденной поломки или проведения сверхурочных работ в позднее время.

Снижающаяся нагрузка распределяется между различными шариковыми подшипниками, каждая направляет нагрузку на наружное кольцо. Существуют ситуации, когда при вращении внутреннего кольца с валом, внешнее кольцо неподвижно. В противоположном случае, при вращении внешнего кольца, внутренее кольцо неподвижно, и нагрузка распределяется поверх верхнего третьего внутреннего кольца. В случае использования шарикового подшипника в качестве опоры вала с упорной или осевой нагрузками, нагрузка распределяется через противоположные стороны внутренних и внешних колец. Когда тяговая нагрузка становится чрезмерной, следы износа будут распологаться вблизи границы канавки, что может вызвать повреждение.

Page 286: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-10 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

При слишко тесной установке подшипников в их корпус или на вал, возникает условие известное как “предварительный натяг”, тем самым ролики сжимаются между двумя кольцами и поверхности кольца перегружаются. Как показано на рисунке 24-3, условие предварительного натяга происходит когда зазор точки А отличается от зазора точки В. Это приводит к смещению шариков в кольцах и вызывает давление на подшипник.

Очевидно что соответствующая установка является очень важной для соответствующего срока действия подшипника. Необходимо соблюдать особую осторожность при установке подшипников. Неправильная установка может быть определена когда подшипник демонтирован. Как только подшипник

демонтирован и проведена проверка подшипника, необходимо проверить вал и установку на предмет наличия повреждений.

РИСУНОК 24- 3 - ИЗОБРАЖЕНИЕ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯГА ШАРИКОВОГО ПОДШИПНИКА

Во время проведения плановых осмотров, необходимо проверять подшипник и корпус на наличие коррозии, трещин, сломаных роликов или колец, сламаных или треснувших сепараторов, и перегрев. При возникновении любых из перечисленых условий, необходимо заменить подшипник.

Среди многих причин поломок подшипника, таких как несоответствующая нагрузка, смещение, неправильная установка и другие, неправильное смазывание остается наиболее общей причиной. Кроме того, многие из подшипников подвержены воздействию влаги и коррозийно-активным жидкостям которые вступают в реакцию с поверхностью подшипника, вызывая химическое разрушение металла.

СМАЗКА

Одной из основных причин для использования смазки является облегчение скольжения или вращения движущихся частей. Тем не менее другие факторы также должны учитываться. Смазочное вещество также должно:

• Контролировать трение понижением износа и коррозии.

• Амортизатор

• Ограничивать температуру

• Оказывать помощь по формированию уплотнения

Большинство смазочных веществ на сегодняшний день обладают всеми вышеперечисленными характеристиками применяемыми в нормальных ежедневных условиях.

При технологическом прогрессе достигнутом в современных способах механических обработок, поверхности подшипника и шейки можно легко отполировать подобно зеркалу. Даже такие окончательно обработанные поверхности, тем не менее, имеют зоны которые образуются из маленьких множественных точек, легко рассматриваемые под микроскопом. При контактировании поверхностей и отсутствием смазочного вещества, данные точки выравниваются и схватываются, когда установка не работает.

Page 287: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-11

При сухой обработке поверхности, основная сила трения расщепляет данные сварные точки. Это способствует образованию накала и также попадание частиц на площадь соприкосновения, которые необходимо устранить. Это одна из функций смазочных веществ. Вещество должно способствовать рассеиванию образующегося тепла и промыванию нежелательных элементов.

Для того чтобы понять механизм воздействия смазки, необходимо понять основные характеристики трения. Трение – это сила препятствующая скольжению. Термин “коэффициент трения” означает сила трения, при номинальной нагрузке воздействующая на поверхность. Другими словами, сила трения, деленная на приложенную нагрузку.

Независимо от размера площадки соприкосновения, в случае изготовления деталей из того же материала и поддержания того же веса, они будут иметь одинаковую силу трения, так как сила трения не зависит от площади соприкосновения. При попытке переместить одну поверхность, это будет означать сдвиг холодносварных точек соприкосновения, сила трения зависит от сопротивлению сдвигу метала в этот момент. Сила необходимая для преодоления статического сопротивления трения, составляет большую часть трения сухой обработанной поверхности. Простым языком, это означает что сила трения должна быть преодолена перед скольжением или вращением движущейся детали, и сила трения больше необходимой для движения корпуса. Использование смазочного вещества для снижения коэффициента трения приведет к быстрому эффекту, что позволит движущимся частям скользить с меньшим затратом усилий.

Когда смазочная пленка разделяет поверхности, трение создается в смазочном веществе по мере распределения жидкости по слоям для обеспечения движения. Верхний слой закреплен на верхней поверхности, в то время как нижний слой закреплен на нижней поверхности. Каждый последовательный слой движется при низкой скорости,тем самым сдвигая слои двух сторон.

Скользящий слой смазочного вещества имеет такой же принцип действия как и колода перфокарт, когда верхняя карта нажимается, нижняя карта остается в позиции. Данное движение разделяет колоду на слои. Это именно тот сдвиг слоя в слое который способствует внутреннему трению жидкости. При работе с густым маслом (масло с большей вязкостью), слои масла намного труднее сдвигаются друг другом. Масло низкой вязкости образует меньше трения. Образование слоев в смазочном веществе превращает масло в гидродинамическую маслянную пленку и содержит показатели которые необходимо учитывать, включая:

• Зазор

• Смазочная канавка

• Точка применение масла

• Скорость

• Нагрузка

• Вязкость смазочного вещества

В процессе образования жидкостной пленки, механизмы просты. Как только шейка начинает вращаться, она начинает вращаться вверх в подшипнике. Это движение приводит к небольшому смещению шейки от центра, образуя зазор серповидной формы, и клинообразный наконечник серповидной детали входит в зону нагрузки. При увеличении скорости вращения, масло подается с серповидной детали, образуя тонкую пленку в зоне

Page 288: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-12 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

нагрузки подшипника. Вследствие конвергенции вала с подшипником, масло покинет зону повешенной нагрузки с скоростью выше средней величины, которую оно имело при входе. Тем не менее, существует тенденция возврата жидкости в конусообразную зону нагрузки. Так как масло не может сжиматься в меньший объем, давление его растет и поддерживает нагрузку на шейку.

Вязкость

Принимая во внимание нагрузку поддерживающую характеристики масла, вязкость становится важным фактором как только скорость шейки и нагрузка подшипника установлена проектировщиком. Вязкость – обычно средство измерения внутренней сопротивляемости жидкости движению. Например, если сопоставить характеристики потока сиропа и керосина, то можно заметить, что поток керосина намного быстрее сиропа. Это связанно с тем, что сироп имеет большую вязкость чем керосин.

Увеличивая вязкость, больше нагрузки можно поддержать, избегая возможности образования перегрева. Предел вязкости также необходимо учитывать в связи с повышенной температурой подшипников, вызванной обычным увеличением трения жидкости. Важным моментом является определение рабочей температуры подшипников и точная вязкость смазочного вещества при данной температуре, так как по мере увеличения температуры вязкость масла понижается.

Вязкость - это характерная особенность помогающая маслу противостоять сжатию по мере применения нагрузки. Одна из причин использования масел низкой вязкости при работе с тяжелой нагрузкой заключается в том, что вязкость увеличивается незначительно по мере того, как нагрузка давит на жидкую смазку. Наилучшее правило использовать маловязкое масло для высоких скоростей и пониженной нагрузке. Вязкие масла используются для малых скоростей и болиших нагрузок.

Не следует наливать масло поверх подшипника в том случае, если подшипник подвержен верхней нагрузке. Понимание принципа образования маслянного клина является наиболее важным принципом гидродинамической смазки. Когда масло поступает с левой стороны подшипника скольжения и выходит с правой стороны, схождение двух поверхностей является причиной вытеснения масла с зоны клина со скоростью, превышающей среднюю величину скорости поступления в зону. В результате данного схождения, обратное давление образуется в зоне клина. Поскольку масло нельзя сжать до меньшего объема, образуется давление. Данное образование давления существует даже, когда обе поверхности криволинейны, как в серийном подшипнике скольжения.

В том случае если клин поднимает шейку над поверхностью подшипника и поверхность подшипника и шейки отделены во время работы, давление масла неожиданно падает, когда оно покидает зону клина и входит в зону, где поверхности шейки и подшипника расходятся. При данных обстоятельствах, давление может упасть ниже атмосферного давления. В связи с тем что жидкость не может выдержать давление, масляная пленка разрушается, и в зоне расхождения образуются воздушные и масляные пузыри.

Когда нагрузка подшипника увеличивается или изменяется направление, положение вала будет смещаться до тех пор, пока все силы не стабилизируются. Некоторое количество масла в зоне подшипника сожмется и растечется по валу. Вследствие вязкости, масло при данном условии оттолкнет данное смещение в положение вала. Данное сопротивление добавляется к характеристике масляной пленки по выдержке нагрузки, обеспечивая вращение вала. Данная ситуация не может длиться постоянно при постоянном увеличении

Page 289: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-13

нагрузки. Тем не менее, наиболее эффективно, чтобы нагрузка с обратнозависимой характеристикой оказывалась на поршневой палец или на нижний конец соединительного штока.

Присадки

В настоящее время смазочные вещества имеют много характеристик и могут выдерживать большие нагрузки. Для соответствия данным требованим, различные химикаты или добавки часто смешиваются с выбранными типами минерьльных масел для придания смазочному маслу лучших характеристик. Ниже представлены примеры обычных добавок:

Антиоксиданты

Существуют две основные группы:

• Противоокислительная присадка, предотвращающая вступление кислорода в реакцию с маслом

• Катализаторный яд, или дезактиватор маталла, способствующие нейтрализации каталитического воздействия элементов, таких как железо и медь.

Окисление обычно наблюдается в минеральных маслах, находящихся в контакте с воздухом, особенно при повышенной температуре. Как только образуется окисление, можно ожидать изменений в свойствах масла. При этих условиях:

• Масло становится коррозийным по отношению к некоторым металлам.

• Увеличиваются значения вязкости и нейтрализации

• Изменяется цвет

• Образуются нерастворимые примеси и осадок позже в процессе

При каждом увеличении 18 oF, уровень окисления удваивается сам по себе. Железо, медь и свинец ускоряют окисление при изменяющихся градусах. Противоокислительные присадки являются экстренной помощью так как они улучшают стабильность масла и увеличивают срок годности. При использовании масла на протяжении долгого времени, данные присадки могут утратить свою продуктивность.

Моющие присадки

Моющие присадки служат для поддержания чистоты в двигателе внутреннего сгорания. Моющая присадка действует по физическому принципу в картере для поддержания его в чистоте. В зоне расположения поршневого кольца, присадка защищает канавки поршневого кольца от забивание грязью или лакообразных отложений.

Коэффициент вязкости

Присадка коэффициента вязкости – это коллоидальное вещество, улучшающее вязкость минерального масла, увеличивая вязкость масла, так как присадка распределяется по маслу. Полная вязкость также менее эффективна вследствие изменения температуры до

Page 290: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-14 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

тех пор, пока температура не достигнит точки, когда коллоидный раствор войдет в молекулярный раствор.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии можно подразделить на две категории. Первый тип ингибитора используется в системах циркуляции масла турбины и обычно является материалом полярного типа, поверхностная активность которого образует адсорбционную пленку на металических деталях. Данная пленка защищает поверхности метала от влаги. Жирные кислоты один из примеров таких смесей.

Второй тип используется в моторных маслах, если мотор работает в условиях повышенной влажности и соляных туманов или при наличии соли бромистоводородной кислоты в этилированном топливе. В результате химических действий образуется слой на поверхности металической детали, требующей защиты.

Депрессорная присадка

Когда масло содержащее растворимый воск замерзает, воск кристализуется. Это может предотвратить поток масла. Депрессорная присадка понижает температуру, при которой происходит данная кристализация. Температура текучести масла – это температура, при которой прекращается поток при определенных условиях охлаждения.

Смеси, улучшающие смазочные свойства и смеси свервысокого давления

Присадки, улучшающие смазочные свойства и смазывающую способность, понижают коэффициент трения на области тонкой пленки. Смеси сверхвысокого давления обычно содержат хлор, серу или то и другое, образуя хлористо серную соль на поверхности металла. Это помогает снизить эффект износа при соприкосновении металла с металлом. Для того, чтобы охватить все возможные условия, относящиеся к высокому и низкому крутящим моментам, часто необходимо использовать присадки, улучшающие смазочные свойства, такие как жировые продукты, плюс соединения серы и хлора. Это помогает предотвратить сваривание и схватывание соприкосающихся поверхностей в случае разрушения масляной ленты.

Типы масел

Несмотря на множество различных присадок, которые могут быть использованы для удовлетворения требований отдельных приложений и улучшения рабочих характеристик жидкостей, проектировщик также должен знать о широком выборе масел, как натуральных так и синтетических, которые имеются на рынке. Каждое масло обладает свойствами, характерными только для него, благодаря которым оно может быть использовано для определеных функций и которые ограничивает его взаимодействие с другими маслами.

Консистентные смазки

Консистентные смазки используются вместо жидких смазок, так как временами возникают проблемы с жидкими смазками, связанные с удерживанием, заменой смазки и сбиванием масла. Консистентные смазки изготавливаются из масел, основаных на бензине, загустевших с помощью рассеивания мыльного вещества, но также могут состоять из синтетических масел с добавлением мыльного вещества или неорганических загустителей,

Page 291: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-15

или масел с содержанием кремния. Во всех случаях, загуститель должен быть аккуратно приготовлен и смешан с жидкостью. Данная присадка служит для связывания масла и функций как- будто бы в хранилище, откуда затем уже масло постепенно убывает. Загуститель имеет характеристики смазки, но выделение масла с корпуса смазки действует в качестве основной смазки.

Доказано что, при понижении содержания масла в смазке на 50 %, на смазочные свойства материала более полагаться нельзя. В некотором оборудовании при использовании смоченных или мягких смазок, данный уровень ненадежности может превышать 60 %.

Успешное использование смазки зависит от небольшого количества подвижного смазочного вещества (масло выделяется из корпуса) для пополнения количества смазочного вещества, содержащегося в смазывающемся подшипнике. Существует вероятность наличия пространства между поверхностью подшипника и корпуса смазки во время работы. В случае увеличения данного пространства, возникает критический период задержки, прежде чем смазочное вещество в подшипнике пополнится. Поскольку большинство смазочных веществ подвержены изнашиванию вследствие термической деструкции, испарения, сдвига или окислению в зоне подшипника, данная задержка может быть разрушительной для работы подшипника. Для предотвращения разрушения, обычно используется смазка таким образом, чтобы материал в полости подшипника контактировал с нижними секциями подшипника. Это способствует избытку, скапливающемуся в подшипнике, смешиваться с материалом, заполняющим в резервуар.

Хорошей практикой считается выбор смазки, которая имеет низкий фактор резкого падения, и резервуар для смазки, специально сконструированный для предотвращения сбивания масла. Первоначальным действием подшипника при запуске является удаление излишней смазки и образование пути движения потока для подачи выделяющегося масла в подшипник.

При установке программы смазывания консистентной смазкой, необходимо уделить особое внимание на применение смазки, так как каждый тип смазки обладает различными характеристиками. В некоторых случаях целесообразней пригласить консультанта нефтяной компании и разработчика подшипника для определения правильного типа смазки для работы. Завод-изготовитель оборудования обычно учитывает данный фактор на стадии проектирования оборудования.

Тип смазки выбирается согласно нижепредставленым требованиям:

• Твердость

• Стойкость к окислению

• Влагонепроницаемость

Твердость смазки выражается системой чисел, от 0 до 6. Чем выше число, тем тверже смазка. Чем мягче смазка, тем легче ее применить и больше масла такая смазка содержит.

Стойкость смазки является тем самым свойством, которое помогает смазке сохранить изначальную плотность во время использования. В случае изменения плотности смазки по мере старения, считается, что она не стабильна и это является признаком выбора неправильного типа смазки.

Page 292: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-16 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

Влагонепроницаемость – это способность смазки противостоять смешиванию водой. Для смазки подшипников в условиях, когда влага и дождь могут скапливаться, возможно придется использовать присадки для усиления влагонепроницаемых свойств.

Виды смазок

В состав производимых смазок входят различные мыльные загустители. Самыми распространенными загустителями являются литиевая, или натриевая мыльная консистентная смазка, а также модифицированные материалы, загущенные глиной. Смазки на литиевой основе могут выдерживать влияние крайних значений температуры, в то время, как было обнаружено, что многие натриевые мыльные смазки хорошо применимы при температуре вплоть до 285 градусов по Фаренгейту.

Смазки также различаются по таким показателям, как испаряемость и вязкость, в зависимости от используемой масляной основы. Испаряемость оказывает влияние на эксплуатационный срок службы смазки, применяемой на подшипнике, а вязкость влияет на нагрузочную способность смазки. При выборе смазки следует принимать во внимание эти факторы.

При использовании в редукторах и малообротных опорных подшипниках, многие смазки загущаются углеродом, графитом, дисульфидом молибдена, свинцом или оксидом цинка. Для предотвращения коррозийного истирания или изнашивания в скользящих или вибрирующих механизмах, применяются данные присадки к смазкам, которые обеспечивают лучшую защиту движущихся частей. Ниже приведены некоторые из существующих смазочных веществ и способы их применения:

Многофункциональная смазка

Данный вид смазки объединяет в себе свойства двух или более специализированных смазочных веществ для функционирования при более широком диапазоне имеющихся условий и применений. В состав некоторых из наиболее распространенных смазок входят литиевые, бариевые или комлексные кальциевые мыльные загустители.

Литиевый загуститель способен выдерживать крайние значения температур, обладает высокой водостойкостью, и его закачка не требует особых усилий. Некоторые из смазок на литиевой основе обладают высокой механической стабильностью.

Бариевый загуститель стоит дешевле и обеспечивает высокую водоустойчивость. Он может применяться бесперерывно при температуре до 275 градусов по Фаренгейту и подходит для большинства видов подшипников. Однако, высокое содержание загустителя делает его очень ограничивающим, и, в результате, смазочные вещества на бариевой основе не имеют широкого применения. Смазка с комплексным кальциевым загустителем обладает прекрасными водоотталкивающими свойствами, при этом температура ее плавления составляет более 400 градусов по Фаренгейту. Она также не поддается расслоению и размягчению.

Специализированные смазки

Данному виду смазок не присуще то широкое применение, которое характеризует многофункциональные смазки. К специализированным смазкам относятся смазочные вещества, имеющие в своем составе кальциевый или натриевый мыльные загустители, либо

Page 293: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-17

же их комбинацию. К таким смазкам зачастую добавляют алюминий или свинец. Под эту же категорию подпадают и синтетические смазочные вещества. Смазки на мыльной основе могут содержать в своем составе до 3 процентов воды, тем не менее, они имеют отличные водостойкие качества.

Смазка с кальциевым мыльным загустителем обладает достаточной водостойкостью в общем применении на установках при уровне температуры до 160 градусов по Фаренгейту. При более высоком уровне температуры данный вид смазки теряет входящую в его состав воду, которая необходима для поддержания ее стабильности, а затем расщепляется, в результате чего образуются исходные ее компоненты – масло и твердое мыло. Также существуют смазки с высокой температурой плавления, они способны выдерживать до 250 градусов по Фаренгейту.

Натриевая смазка представляет собой распространенную подшипниковую смазку, она подходит для умеренно высоких температур до 250 градусов по Фаренгейту, при этом данный уровень температуры является максимально допустимой непрерывной нагрузкой для этого вида смазки. Она также обладает хорошими адгезионными и вяжущими свойствами.

Смазка с алюминиевым загустителем обладает достаточно хорошей водостойкостью, ее можно применять при температуре до 180 градусов по Фаренгейту.

Свинцовый загуститель объединяет в себе противозадирные свойства и хорошую водостойкость. Такая смазка подходит для применения на крупном промышленном оборудовании при температуре до 175 градусов по Фаренгейту или выше.

Синтетические смазки содержат в своем составе синтетическую жидкость и стандартный загуститель. Они могут выдерживать крайние значения температур, а также являются водостойкими. Несмотря на то, что они являются более дорогими по цене, им присущи отличные свойства, превосходящие нефтяные смазочные материалы, в том числе и по коэффициенту вязкости. Также они оказывают незначительное влияние на природный или синтетический каучук. Синтетические смазки, которые готовятся специально для использования при высоких температурах, не оставляют остаточные отложения, которые зачастую обнаруживаются после употребления традиционных видов смазок.

Силиконовые смазки являются полностью синтетическими, обычно их группируют в соответствии с уровнями температур, при которых они будут использоваться. Например, один подкласс нормально подходит для применения на шариковом подшипнике при температуре от -100 до 300 градусов. Ко второму подклассу относятся смазки для использования при -20 до 450 градусов по Фаренгейту. При рассмотрении подклассов смазок по уровням температур, следует помнить, что сам подшипник должен выдерживать влияние этих ожидаемых температур.

Твердые смазочные материалы

Твердая смазка представляет собой твердый материал, помещаемый между двумя движущимися поверхностями для предотвращения их непосредственного контакта, таким образом, он уменьшает трение и износ. Твердые смазочные материалы помещаются в пограничное пространство и полужидкостную среду. В гидродинамической среде износ не происходит, имеет место только жидкостное трение. Вероятность того, что масляная пленка может разорваться, в особенности во время пуска или останова, исключается при помощи использования твердых смазочных материалов. Минералами, формирующими данные

Page 294: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-18 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

твердые смазочные вещества, являются природный графит, коллоидный графит и дисульфид молибдена.

Природный графит – это черный глянцевитый минерал, который используется в качестве смазочного вещества в сухом виде или в комбинации с маслом или смазкой. Его применение в сочетании с маслом не рекомендуется в большинстве смазочных систем по той причине, что он является тяжелым минералом и становится причиной закупоривания фильтров и проходных отверстий. Его широко применяют в производстве самосмазывающихся подшипников.

Коллоидальный графит производится из антрацита и нефтяного кокса в электропечи. Он почти химически чист и имеет предрасположенность выступать в роли мягкого смазочного вещества. С целью продажи его смешивают с дистиллированной водой, минеральным смазочным маслом, или с глицерином или масляным лаком. В некоторых случаях, в особенности при высоких температурах, жидкость, смешиваемая с графитом, используется только для транспортировки смазочного материала до места его применения. Выбор транспортного средства зависит от уровня температур, которым этот смазочный материал будет подвергаться.

Данные графитовые пленки являются прочными и устойчивыми к истиранию. Пленка толщиной всего в 0.003 дюйма проявляет хорошую несущую способность и хорошие антиизносные свойства. Пленку можно наносить путем либо погружения, либо распыления. Она не подвержена влиянию погодных условий, горючих материалов, смазочных веществ, воды или разбавленных кислот.

Дисульфид молибдена внешне весьма схож с графитом, но он в два раза более плотный. Он представляет собой химическое соединение молибдена и серы, он обладает уникальной молекулярной структурой, которая образует основу для его отличных смазочных свойств. Каждый тонкий прослоек этого соединения состоит из слоя атомов молибдена, которые расположены по бокам с обеих сторон наряду с атомами серы. Благодаря прочному взаимодействию серы с металлом, один из слоев серы прицепляется к металлическим поверхностям, в то время, как другая сторона молекулы плавно скользит по поверхности прилегающих молекул по той причине, что связь молекул серы друг с другом является слабой.

Низкий коэффициент истирания при высоких температурах позволяет эффективному подслою продукта оставаться без изменений. При температуре 750 градусов по Фаренгейту медленно начинается окисление, оно ускоряется при достижении температуры 1050 градусов по Фаренгейту. Данное смазочное вещество широко применяется при использовании высоких скоростей, например, в станкостроении.

Применение смазочных веществ

Вероятно самым старым и наипростейшим методом применения смазочного вещества на подшипнике является использование ручной масленки. Этот метод адекватно подходит для применения на низкооборотных частях оборудования, которые могут работать только прерывистым образом.

На быстродвижущихся механизмах с большой нагрузкой необходимо использовать автоматическое смазывающее устройство для каждого подшипника. Кольцо располагается на вале, и его нижний край погружен в маслянный резервуар, являющийся неотъемлемой частью корпуса подшипника. По мере того, как вал начинает вращаться, смазочное кольцо

Page 295: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-19

начинает проворачиваться благодаря тому, что оно взаимосвязано с валом. По мере того, как оно проворачивается, кольцо начинает подттягивать масло из маслянного резервуара наверх, где скребковое устройство счищает его с поверхности кольца и распределяет масло по поверхности подшипника. После завершения такого цикла, масло возвращается обратно в маслянный резервуар подшипника.

Другим способом является расположение маслянного резервуара в верхней части подшипника, или же на прилегающей к ней части, таким образом, чтобы масляные фитили поглащали масло из маслянного резервуара и направляли его в необходимое место смазки. За исключением кольцевых смазочников, данные «одноразовые» методы не подходят для использования на больших, высокоскоростных механизмах. Для обеспечения непрерывной циркуляции масла требуется применение технологии смазки, заключающейся в принудительной циркуляции. Преимуществами циркуляционной системы являются следующие факторы:

• Она обеспечивает достаточную подачу масла и для охлаждения, и для смазки

• Потребление масла снижается посредством рецеркуляции

• Грязь удаляется при помощи промывки маслом

Внешний насос прогоняет масло по всем подшипникам установки, а также предусмотрены сбор и рециркуляция масла.

В турбинах и дизельных силовых установках смазывающее масло может быть использовано для управления, охлаждения и обеспечения гидравлической силы в дополнение к своим смазочным свойствам в пределах установки. Данный вид системы применяет централизованную систему смазки. Циркуляционный насос забирает масло из резервуара, прогоняет его через охладитель, а затем в систему коллектора. Тупиковая система трубопроводов отходит от коллектора и подходит к отдельным подшипникам. В дизельных двигателях масло продолжает охлаждать головки поршней после того, как оно смазало поверхности всех подшипников, после этого оно возвращается в маслосборник или маслянный резервуар. Фильтры в резервуаре удаляют частицы грязи до того, как масло начинает новый цикл своего передвижения. Обычно в такой системе предусматривается кондиционер масла, при попощи которого осуществляется попытка продлить эксплуатационный срок масла, а также попытка уменьшить износ подшипника.

Централизованные маслянные системы имеют много преимуществ. Старый метод ручной смазки не обеспечивает равномерное распределение масла, он также не гарантирует попадание масла в необходимое время в нужное место. Также он является причиной появления угрозы безопасности потому, что большое количество подшипников требует личного внимания и потребность в осмотре, которые могут повлечь за собой применение лестниц во то время, как оборудование находится в движении. Централизованная система исключает данный фактор при помощи автоматизации работы. Также она намного более экономична.

Хранение и транспортировка

Хранение смазочных веществ должно осуществляться таким образом, который обеспечит полную защиту от загрязнителей – таких, как пыль, грязь, влага или другие примеси. Если от поставщика требуется обеспечение первозданной чистоты, данный стандарт должен сохраняться эталонным во время хранения и применения. Ненадлежащее хранение может

Page 296: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 24 Подшипники и смазка

24-20 Справочник по механике/трубной обвязке 1996:Rev.2

создать множество проблем. Следующий список правил следует использовать в качестве инструкций по обеспечению этой защиты.

• По возможности, все смазывающие вещества должны храниться в чистом, сухом помещении, обогрев которого возможен при холодной погоде.

• Масло, а особенно бочки со смазкой, не следует хранить в непосредственной близи от паропроводящих труб или любой другой нагретой поверхности, так как перегрев может изменить физические свойства масла.

• Если помещение не подходит для хранения всех смазочных веществ, следует выбрать более низкопробные смазочные материалы для хранения снаружи.

• Турбинные, дизельные, трасформаторные или автомобильные масла не должны храниться на открытом воздухе. Низкая температура может стать причиной выделения нелетучих масел из состава сложносоставных масел.

• При хранении бочек с маслом на открытом воздухе, их следует складывать боком на бруски во избежание скопления влаги в их верхних частях.

• По возможности, масло, хранящееся на открытом воздухе, должно быть прикрыто и защищено от попадания солнечных лучей и осадков.

• Все воспламеняющиеся материалы следует хранить за пределами складского участка, на территории их хранения в доступных и удобных местах должны располагаться огнетушители.

• Следует избегать хранения масла в емкостях, изготовленных из оцинкованных металлов. Цинк, содержащийся в гальваническом покрытии металла, может вступить в реакции с маслами, особенно со сложносоставными маслами.

• Из практических соображений для извлечения масла из бочек и емкостей следует применять герметичные дозирующие насосы с фильтрами и индикаторными приборами. Данная мера обеспечивает должную регистрацию потребления масла.

• Транспортировку следует сводить к минимуму для того, чтобы масла и смазки не загрязнялись, а также во избежание разливов, устранение которых несет значительные затраты.

• Чистые масла не следует хранить в местах складирования загрязненных масел во избежание путаницы.

• Все емкости для хранения масла следует четко идентифицировать посредством указания названия в виде имени существительного, а также числового обозначения класса масла, содержащегося в них.

• При ручном нанесении масел и смазок, места смазывания следует начисто вытереть при помощи неволокнистой ткани во избежание попадания возможных загрязнителей, а также для обеспечения защиты места смазывания следует снабдить пластмассовыми колпачками.

Основные правила хранения и транспортировки масел и смазок:

• Избегайте попадания воды и грязи в смазочные материалы

Page 297: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Подшипники и смазка Раздел 24

1996:Rev.2 Справочник по механике/трубной обвязке 24-21

• Хранить смазочные материалы вдали от воздействия на них высоких и низких температур

• Для конкретного вида продукта следует использовать одно и то же спускно-подъемное оборудование

• При применении всех смазочных веществ следует поддерживать чистоту.

Оператору следует ознакомиться с ингридиентами, физическими и химическими свойствами и правильными способами применения всех смазочных веществ, находящихся в его распоряжении. Для достижения успеха в осуществлении правильного смазывания, следует также разработать хорошо продуманный график его проведения.

Page 298: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

Настоящий раздел содержит определение общих терминов, связанных с проведением трубопроводных и механических работ:

Alkaline Cleaning (Щелочная очистка) – Удаление органических микрочастиц путем превращения их в эмульсию.

Alloy Steel (Легированная сталь) – Все стали содержат в себе углерод, а также небольшое количество кремния, серы, марганца и фосфора. Стали с содержанием примесей других элементов, либо же содержанием кремния > 0,60%, или марганца > 1,65% и/или меди > 0,60%, относятся к легированным сталям.

Anchor (Анкер) – Крепление трубопровода, противодействующее всем его силам и перемещениям.

Angular Alignment (Угловая юстировка) – Режим юстировки, в котором лицевые поверхности фланцевых соединений остаются параллельными при вращении в соединенном блоке. Угловое отклонение возникает в случае, когда оси валов концентричны на соединении, но не параллельны друг другу.

Annealing (Отжиг) – Смягчающая термообработка (См. Термообработка).

Ash Handling (Утилизация золы) – Сбор и утилизация золы из печных воронок, сброс золы в атмосферу из экономайзера и воронок для сбора золы.

Austenitic Stainless Steel (Аустенитная нержавеющая сталь) - Низкоуглеродистые, железо-хром-никельные нержавеющие легированные стали с содержанием никеля, достаточным для обеспечения аустенистой (ГЦК) структуры при нормальных температурах. Прочность таких сталей обычно нельзя повысить с помощью термообработки, но для этой цели можно использовать холодную обработку. Обычно они немагнитные, но иногда становятся слабомагнитными при холодной обработке. Данные стали имеют обозначения 2xx или 3xx. Существует несколько классов дисперсионного твердения.

Austenite (Аустенит) – Гранецентрированная кубическая структура (ГЦК) стали, также известная как структура гамма-фазы.

Average Wall (Средняя стенка) – См. Размеры.

Bevel (Фаска) – Угловой срез на внутренней или внешней стороне свариваемого края трубы, фитинга или фланца.

Billet (Заготовка) – Используется в производстве фланцев; круглый или квадратный с закругленными краями брусок с размерами и другими характеристиками, подходящими для изготовления фланцев методом ковки.

Bloom (Блюм) – Полуобработанный кусок стали после прокатки или ковки чушки. Блюм имеет квадратную форму, с шириной, не превышающей толщину более чем в два раза, обычно площадью не менее 225 кв.см. поперечном сечении.

Bright Anneal (Светлый отжиг) – Окончательный отжиг в управляемой среде для сохранения холоднокатаного глянца (См. Термообработка).

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 25-1

Page 299: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Brinell Hardness (Твердость по Бринеллю) – Общее испытание на твердость (ASTM E10). Прочность на разрыв стали (ksi) приблизительно составляет половину от твердости по Бринеллю.

Cable Tray (Кабельный лоток) – Участок системы кабельных каналов, который используется для крепления электрического кабеля.

Camber (Изгиб) – Величина искривления или отклонения от идеальной прямой на определенном участке трубы.

Carbide (Карбид) – Соединение, в состав которого входит углерод и другие элементы; наиболее распространенными карбидами в сталях являются карбиды железа и хрома.

Carbide Precipitation (Выделение карбидов) – Процесс получения карбидов из твердого раствора, происходящий в нержавеющей стали при нагреве в диапазоне температур 427-871oC (Выделение карбидов хрома).

Carbon Steel (Углеродистая сталь) – Сталь, имеющая в своем составе преимущественно железо, углерод, марганец и кремний.

Carburizing (Обогащение углеродом) – Добавление углерода в поверхность сплавов на железной основе путем нагрева металла до температуры ниже точки плавления при контакте с углеродистыми твердыми веществами, жидкостями или газами. Необходимая твердость и вязкость достигаются в высокоуглеродистом поверхностном слое с помощью процесса закалки и отпуска металла.

Cementite (Цементит) – Карбид железа, составной компонент стали.

Charpy Impact Test (Испытание на удар по Шарпи) – Испытание на вязкость, включающий в себя испытание на удар надрезанного образца (ASTM E23).

Check Analysis (Контрольный анализ) – Анализ метала после его прокатки и ковки в полуобработанные или обработанные формы. Это не является анализом ковшовой пробы, но проверкой на соответствие требуемому химическому составу.

Chloride Stress Cracking (Растрескивание под напряжением с хлоридами) – Растрескивание под постоянным давлением в хлоридсодержащей среде. Аустенитные нержавеющие стали могут быть чувствительны к такому воздействию.

Cladding (Плакировка) – Тонкий слой металлического покрытия, скрепляемый с металлической основой. Примером может служить нержавеющее покрытие, наносимое на резервуар из углеродистой стали.

Cleanness (Чистота) – Условие удаления грязи и иных посторонних примесей до необходимого уровня.

Clinkers (Шлаки) – Окаменевшее расплавленное вещество, негорючий шлам или пепел, побочный продукт сгорания угля.

Coefficient of Thermal Expansion (Коэффициент температурного расширения) – Значение физического свойства, показывающее изменение в длине на единицу длины, изменение в площади на единицу площади или изменение в объеме на единицу объема при увеличении температуры на один градус.

Page 300: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-3

Cold Alignment (Холодная юстировка) – Юстировка, проведенная на оборудовании, имеющем температуру окружающей среды.

Cold Drawing (Холодное волочение) – Процесс, при котором труба протягивается через форму или поверх оправки при комнатной температуре для достижения окончательного размера. Это обеспечивает лучшее качество поверхности, меньшие допуски и диаметры, более тонкие стенки, или же другое сочетание механических свойств по сравнению с горячей обработкой или двусторонней точечной сваркой.

Cold Working (Холодная обработка) – Постоянная пластическая деформация и механическое закаливание металла ниже температуры его перекристаллизации.

Combination Support (Комбинированная опора) – Деталь, несущая статическую и тепловую нагрузки, и ограничивающая движение трубопровода в боковом направлении.

Conduit (Кабелепровод) – Труба или трубка для защиты электрических проводов или кабелей.

Condensate (Конденсат) – Пар, который взят из систем низкого давления или турбины и направлен в конденсатор, образующий конденсат (воду). Конденсат собирается и повторно используется в качестве питательной воды для котлов.

Conditioning (Доработка) – Удаление дефектов с поверхности стали (швы, складки, раковины и т.д.). Доработка обычно проводится, когда сталь находится в полуобработанном состоянии (блюм, заготовка, плита). После проведения технического контроля доработка может проводиться путем зачистки, шлифовки или машинной обработки.

Corrosion (Коррозия) – Химическое или электрохимическое старение металла или сплава.

Corrosion Resistance (Коррозийная устойчивость) – Свойство сопротивляться действию коррозии.

Coupling Gap (Соединительный зазор) – Расстояние между фланцами соединений, которое допускает продольное движение валов. Ширина данного зазора определяется заводом-изготовителем. Оборудование, которое испытывает значительное повышение температуры во время своей работы, будет иметь удлинение обоих валов, что приведет к уменьшению соединительного зазора.

Creep Strength (Ползучепрочность) – Постоянное номинальное напряжение, которое вызывает ползучесть металла в определенный период времени при постоянной температуре. Ползучепрочность определяет способность продукта сопротивляться длительному напряжению или нагрузке без значительной непрерывной деформации.

Critical Temperature (Критическая температура) – Температура, которую необходимо превысить для преобразования структуры стали в аустенит. Это важно, когда металлы используются при температурах свыше половины абсолютной температуры их плавления (свыше около 600oC для сталей).

Deaerator (Деаэратор) – Устройство, предназначенное для выделения воздуха и газов из котловой питательной воды.

Deadweight Analyzed Piping (Трубы с расчетом собственного веса) – Трубы с температурой ниже 93 oС, в которых опоры рассчитываются только с учетом веса труб,

Page 301: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-4 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

жидкости, теплоизоляции, клапанов, задвижек, трубных деталей и соответствующей арматуры.

Decarburization (Декарбонизация) – Потеря углерода с поверхности сплава на основе железа в результате нагрева в среде, удаляющей углерод. В атмосфере или высокоуглеродистых сталях декарбонизация приводит к явному снижению уровня выносливости.

Density (Плотность) – Масса вещества на единицу его объема, в сталелитейной промышленности плотность обычно выражается в фунтах на кубический дюйм.

Dimensions (Размеры) - • O.D. – Наружный диаметр. Указывается в дюймах и дробных частях дюйма, или дюймах

и десятичных долях дюйма, либо же в метрических единицах. • I.D. – Внутренний диаметр. Указывается в таких же единицах, как и O.D. • Стенка – Толщина стенки или клетки. Указывается в дробных или десятичных долях

дюйма, или же с помощью номера «проволочного калибра», и/или номера «каталога». • Номинал – Заявленное значение O.D., I.D. или размер стенки, согласно используемому в

пояснении и таблицах. Оно не должно быть теоретическим (фактическим) размером. Стандартная 1,5” труба имеет наружный диаметр в 1,61 дюйма.

• Максимум и Минимум – Указанные допустимые границы размеров. • Базовый размер – Точный теоретический размер. • Минимальная стенка – В общих словах, самая тонкая допустимая стенка в указанных

пределах. «Минимальная стенка, труба или фитинг» является таковой, если толщине стенки не допускается быть меньше указанного номинального параметра.

• Средняя стенка – Труба или фитинг, стенке которого допускается отклоняться (в плюс или минус) от указанного номинального параметра в определенных пределах.

Demineralized Water (Деминерализованная вода) (Grade A/Класс A) – Вода, которая соответствует требованиям по высокой степени очистки. Если не указано иначе, вода с нижеперечисленными характеристиками соответствует критериям деминерализованной воды: • pH при 25 oC от 6,0 до 8,0 • Содержание хлоридов < 0,15 ppm (частей на миллион) • Содержание фторидов < 0.10 ppm (частей на миллион) • Удельная электропроводность при 25 oC < 2.0 ммо/см

Ductility (Пластичность) – Способность трубы к пластичной деформации. Для измерения данного свойства часто используется коэффициент удлинения при проведении испытаний на растяжение.

Duplex Steel (Дуплексная сталь) – Это определение используется для ряда хромистых/ никелевых/ молибденовых сталей, которые демонстрируют микроструктуры, состоящие из ферритовых зон в аустеничной матрице при обычной температуре. Дуплексные стали сохраняют большую пластичность сталей аустенитного класса, но могут иметь в два раза больший предел текучести, а также сопротивление растрескиванию под напряжению с хлоридами ферритного класса.

Page 302: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-5

Dye Penetrant Inspection (Проверка проникающей краской) – Простой чувствительный неразрушающий метод испытаний с применением краски или флуоресцирующего химреагента, а иногда и черного излучения, для обнаружения дефектов поверхности.

Eccentricity (Нецентральность) – Смещение внутреннего диаметра трубы по отношению к ее внешнему диаметру. Нецентральность приводит к изменению толщины стенки перпендикулярно к бесшовной трубе.

Eddy Current (Токи Фуко) – Неразрушающий метод испытаний с использованием токов Фуко (вихревых токов) для обнаружения дефектов поверхностного слоя в испытуемом образце.

Elastic Limit (Предел упругости) – Величина максимального напряжения, которое можно применить к изделию без оставления постоянной деформации или натяжения после снятия напряжения.

Electric Furnace Process (Обработка в электропечи) – Один из общих методов, используемых для плавления и переплавки ряда легированных сталей. Метод использует электроэнергию в качестве единственного источника нагрева, тем самым исключается загрязнение стали примесями топлива, как это происходит при других технологиях плавки.

Electric Resistance Welded Tubing (Труба, сваренная методом сопротивления) – Труба, сделанная из полосы с помощью нагрева методом сопротивления и давления, с включением полосы в электрическую цепь. Электрический ток, подаваемый на полосу через электроды или с помощью индукции, вырабатывает сварочный жар вследствие электрического сопротивления полосы.

Elongation (Удлинение) – Количество постоянного растяжения, обычно определяется замером образца после его разрушения при испытании на растяжение (ASTM E8). Выражается в процентах от изначальной расчетной длины.

Endurance Limit (Предел выносливости) – Максимальное напряжение, ниже которого материал должен выдерживать бесконечное количество нагрузочных циклов. Применим к углеродистым или низколегированным сталям. В противном случае указывается конкретное количество циклов, обычно 107.

Equalizing or Reinforcing Rings (Уравнительные или усиливающие трубки) – Устройства, усиливающие компенсатор от воздействия внутреннего давления. Уравнительные кольца имеют в поперечном сечении форму буквы «Т», а усиливающие кольца имеют круглое сечение.

Etch Test (Проба травлением) – Воздействие кислотой на образец с целью обнаружить присутствие инородных веществ, дефектов, расслоений или следов течения.

Expansion Joint (Компенсатор) – Устройство, содержащее в себе один или несколько сильфонов или скользящих стыков для восприятия изменений размеров, вызванных температурным расширением или сжатием трубопровода или емкости.

Expediting Reports (Экспедиционные отчеты) – Особый вид отчетов, составляемых отделом материального снабжения на основе посещений экспедиторами завода-изготовителя.

External Cover (Внешняя крышка) – Устройство для защиты внешней поверхности сильфонов компенсатора от механических повреждений.

Page 303: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-6 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Extrusion (Выдавливание) – Производственный процесс, при котором сталь подвергается прессованию через форму для получения твердого материала (круглой или особой формы), или через форму и поверх оправки для получения трубчатой формы. В качестве примера можно привести выдавливание зубной пасты из тюбика.

Face Runout (Осевое биение) – Перпендикулярное соотношение лицевой стороны соединения с осью вала.

Fatigue Limit (Предел усталости) – (аналогично Пределу выносливости)

Ferrite (Феррит) – Структура железа и стали при нормальной комнатной температуре, BCC (объёмно-центрированная кубическая решетка); также называемая как альфа-фаза.

Ferritic Stainless Steels (Ферритные нержавеющие стали) – Определение, используемое для прямых хромистых сталей, которые обладают микроструктурами, состоящими в основном из ферритовой структуры (BCC) при нормальных температурах. Ферритовые нержавеющие стали разделяются на два класса: закаливаемые и незакаливаемые. Стали закаливаемого класса проявляют мартенситную микроструктуру при резком охлаждении. Данные стали имеют обозначение 4хх.

Ferritic Steel (Ферритовая сталь) – Магнитная сталь. Обычные классы: углеродистая сталь A-53 и A-106, хромомолибденовая сталь A-335, и чугун.

Feedwater (Питательная вода) – Конденсат, подаваемый на систему котлов.

Ferrous (Черный металл) – Любой материал, содержащий железо, например углеродистая сталь, нержавеющая сталь, хромомолибденовая сталь, сварочное железо, ковкое железо, чугун.

Filtered Air (Отфильтрованный воздух) – Сжатый воздух, пропущенный через фильтрующий материал с тонкостью 10 микрон.

Finish (Доводка) – В сталелитейной промышленности имеется в виду желаемое или текущее состояние поверхности обрабатываемого продукта.

Finish Machine Size (Класс механической обработки) – Применительно к трубам обычно указывается на основе максимального обработанного наружного диаметра и минимального обработанного внутреннего диаметра. Класс обработки показывает размер детали после ее окончательной механической обработки. На основе этого размера ковочная машина может рассчитать ковочные размеры, которые будут доведены до требуемых после механической обработки.

Flexible Coupling (Гибкое соединение) – Механическое устройство, используемое для соединения вала двигателя с валом исполнительного оборудования. Данное соединение является гибким и допускает небольшое перемещение во всех направлениях, что поглощает вибрацию и компенсирует продольный люфт вала, а также движения, вызванные перепадом температур.

Flushing (Промывка) – Прокачка воды или других жидкостей через деталь или систему с надлежащей скоростью для выноса из нее инородных частиц.

Fly-Ash (Унос) – Мелкая твердая частица из негорючей золы, выносимая тягой воздуха из слоя твердого горючего.

Page 304: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-7

Foreign Material (Инородный материал) – Любой нежелательный материал на поверхности изделия, в атмосфере, в технологических жидкостях или газах, который может считаться вредным для работы элементов системы.

Forging (Ковка) – Общий термин, используемый для описания процесса формирования металла с помощью ударного воздействия или уплотнения, обычно в форму, при высоких рабочих температура.

Fracture Strength (Сопротивление разрыву) – Обычно относящееся к испытанию на растяжение, сопротивление разрыву или прочность на разрыв, определяется нагрузкой, приложенной к образцу в момент его разрыва.

Fracture Toughness (Вязкость при разрушении) - (Kc) Измеряемое в лаборатории свойство материала, которое взаимосвязано с напряжением, необходимое для разлома высокопрочного материала, с указанием размера любых имеющихся в нем трещин.

Full Anneal (Полный отжиг) – Перевод в полностью мягкое состояние (См. Термообработка).

Gages, Gauges (Сортамент) – Сортамент(ы) толщин. Существуют различные сортаменты толщин, например Американская стандартный сортамент толщин (USS), Сортамент толщин оцинкованного листа (GSG), Бирмингемский сортамент проводов (BWG).

Galvanic Corrosion (Электрохимическая коррозия) – Коррозия, связанная с наличием двух разнородных металлов в растворе (электролите). Это аналогично покрытию металлом в электролитической ванне в том смысле, что поверхность анода теряет металл (корродирует).

Grain Size (Размер зерна) – Размер отдельных металлических зерен, обычно выражаемый средней величиной (ASTM E112). Кажущийся размер ферритового зерна является средним размером ферритовых зерен, наблюдаемых под микроскопом в нормальном или отожженном состоянии. Размер зерна аустенита стали, обычно определяемый по методу МкаКвейда-Эна, показывает размер зерна аустенита стали при определенной температуре выше верхней критической, зачастую 927°C. Для аустенитных нержавеющих сталей размер зерна не изменяется при охлаждении, это можно наблюдать под микроскопом при комнатной температуре.

Gantry Crane (Козловой кран) – Движущийся кран на платформе, поддерживаемой опорами или боковыми рамами с верхним перемещением.

Guide (Направляющая) – Двунаправленный ограничитель.

Hanger/Support (Подвес/Опора) – Элемент, спроектированный для восприятия веса конструкции, динамических нагрузок жидкостных потоков, сейсмических и/или температурных нагрузок.

Hardenability (Закаливаемость) – Легкость закаливания стали (получая мартенсит) при охлаждении из аустенита.

Hardness (Твердость) – Степень устойчивости материала вдавливанию. Твердость обычно определяется измерением сопротивления проникновению в образец с помощью испытаний по Бринеллю (ASTM E10), Роквеллу (ASTM E18) и Викерсу (ASTM E92).

Page 305: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-8 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Heat Treatment (Термообработка) – Сочетание операций по нагреву и охлаждению металла или сплава в его твердом состоянии для получения желаемых условий или свойств. Нагревание для горячей обработки исключается из значения данного определения. Ниже приводятся различные виды термообработки: • Age Hardening (Твердение при старении) – Дисперсионное твердение, зависящее от

времени, из перенасыщенного твердого раствора после резкого охлаждения или холодной обработки. Естественное старение относится к комнатной температуре. Искусственное старение связано с повышенными температурами. Старение происходит быстрее при более высоких температурах (аналогично дисперсионному старению). Избыточное старение приводит к смягчению.

• Air Hardening (Воздушное твердение) – Когда закаливаемость достаточна высока, чтобы при воздушном охлаждении аустенита получить мартенситную структуру.

• Annealing (Отжиг) – Отжиг является процессом термообработки, который обычно включает в себя сравнительно медленное охлаждение после выдерживания материала при температурах отжига в течение некоторого времени. Обработка отжигом может быть предназначена для следующего: (a) смягчение (b) снятие внутренних напряжений (c) оптимизация размера зерен (d) изменение физических и/или механических свойств (e) получение четкой микроструктуры (f) улучшение обрабатываемости материала

• Bright Anneal (Светлый отжиг) – Проводится в контролируемых режимах работах печи с целью снижения окисления поверхности до минимума, поверхность изделия остается относительно блестящей.

• Drawing (Протяжка) – Аналогично ОТПУСКУ, который является предпочтительней. • Full Anneal (Полный отжиг) – Нагрев до температуры выше критической и

последующее медленное охлаждение. • Isothermal Anneal (Изотермический отжиг) – Аустенизация термообрабатываемого

сплава, его охлаждение и удержание при температуре, когда аустенит преобразуется в относительно мягкое феррито-карбидовое соединение.

• Normalize (Нормализация) – Нормализация является процессом, включающем в себя нагрев до температуры приблизительно на 38°F выше верхней критической температуры и охлаждение в спокойной атмосфере.

• Quenching (Закаливание) – Процесс резкого охлаждения с повышенной температуры путем соприкосновения с жидкостью или газом.

• Soft Anneal (Мягкий отжиг) – Отжиг для снятия напряжений при высокой температуре обычно проводится в диапазоне 677°F - 732°F. Данный вид отжига снижает жесткость и твердость холоднообработанной стали для достижения мягкости, близкой к максимальной.

• Solution Anneal (Термическая обработка на твёрдый раствор) – Нагрев стали в температурном диапазоне, при котором происходит растворение определенных элементов или соединений, с последующим охлаждением со скоростью, достаточной для поддержания этих элементов в растворе при комнатной температуре. Данное выражение в основном применимо к нержавеющим и другим специальным сталям.

• Stabilizing Anneal (Стабилизирующий отжиг) – Обработка, используемая для аустенитных сталей, в которых принудительно выделены различные карбиды. При

Page 306: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-9

повышенной температуре обеспечивается дополнительное время для рассеивания хрома в областях, граничащих с карбидами (обычно границы зерен). Данная обработка служит для уменьшения возможности межзерновой коррозии.

• Stress Relieving (Снятие напряжений) – Термообработка, которая уменьшает внутренние остаточные напряжения, образовавшиеся в металле после литься, закалки, сварки, холодной обработки и т.д. Метал выдерживается при надлежащей температуре в течение периода времени, достаточного для перестройки напряжений. Температура снятия напряжений всегда ниже области температур превращения. Окончательный отжиг, промежуточный отжиг и мягкий отжиг (под-критичный) характеризуют конкретные виды отжига для снятия напряжений.

• Tempering (Отпуск) – Повторный нагрев закаленной или нормализованной стали до температуры ниже области температур превращения (нижняя критическая) с последующим охлаждением с требуемой скоростью.

Hot Alignment (Горячая юстировка) – Юстировка, проведенная на вращающемся оборудовании с температурой в пределах 10% от его рабочей температуры. Обычно горячая юстировка является функцией владельца оборудования после его передачи. Если показатели вибрации вращающегося оборудования соответствуют установленным нормам, горячая юстировка обычно не требуется.

Hot Finished Seamless Tubing (Горячеобработанные бесшовные трубы) – Трубы, полученные на прошивном стане выдавливанием на прессе или иным методом горячей обработки без последующей холодной обработки.

Hot Rolled ERW Tubing (Горячекатаные трубы с контактной сваркой) – Трубы, сделанные методом контактной сваркой, производятся из горячекатаной полосы или листа металла.

Hot Working (Горячая обработка) – Механическая обработка металла, нагретым выше температуры перекристаллизации. Металл не упрочняется.

Huey Test (Испытание по Хьюи) – Испытание на коррозию для нержавеющих сталей. Через каждые пять 48-часовых циклов кипячения в 65% растворе азотной кислоты измеряется потеря веса на единицу площади. На основе результатов испытаний вычисляется средняя скорость коррозии в течение пяти циклов в дюйм/мес. Данное испытание проводится для определения возможности использования материала с азотной кислотой. Поскольку большая часть веса теряется из-за межзерновой коррозии, испытание по Хьюи в основном используется для определения сопротивляемости нержавеющей стали межзерновой коррозии.

Hydrostatic Test (Гидростатическое испытание) – Испытание под давлением для определения структурной целостности и герметичности системы или элемента с использованием воды в качестве среды испытания, либо жидкости, совместимой с системой или элементом.

Impact Testing (Испытания на удар) – Существуют несколько методов определения прочности стали, однако широкое распространение получили испытания по Изоду и по Шарпи (ASTM E23). В этих двух испытаниях образцы с надрезом охлаждаются или нагреваются до требуемой температуры, затем по ним производится удар маятником, который разрушает образец. Энергия, необходимая для разрушения образца, сила удара, измеряется в фут-фунтах.

Page 307: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-10 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Inaccessible Area (Недоступный участок) – Участки или проемы в элементе, к которым невозможно получить доступ для их очистки или осмотра во время или после сборки, а также места возможного попадания грязи, жидкости и других инородных материалов в процессе сборки.

Inclusions (Включения) – Частицы неметаллических примесей, обычно оксиды, сульфиды, силикаты, которые механически попадают в металлы или сплавы в процессе их твердения.

Induction Heating (Индукционный нагрев) – Процесс нагрева с помощью электрической индукции.

Ingot (Чушка) – Отлитая металлическая форма, подходящая для последующей прокатки или ковки.

Intergranular Corrosion (Межзерновая коррозия) – Вид электрохимической коррозии, которая развивается преимущественно вдоль границ зерен сплава, обычно из-за того, что области границ зерен содержат материал, проявляющий анодные свойства к центральным областям зерна.

Internal Sleeve (Внутренняя втулка) – Устройство, которое сводит до минимума контакт между внутренней поверхностью сильфонов компенсатора и протекающей через него жидкостью.

Internal Soundness (Внутренняя бездефектность) – Относится к состоянию внутреннего материала, отсутствию дефектов, сегрегации околоусадочной раковины и неоднородностью состава.

Isophase Bus (Изофазная шина) – Соединяет генератор с трансформаторами, изготавливается из алюминиевых проводников.

Isothermal Anneal (Изотермический отжиг) – См. Термообработка.

Izod Impact Test (Испытания на удар по Изоду) – См. Испытания на ударопрочность

Jominy Test (Испытания по методу Джомини) – Тест на закаливаемость, обычно проводимый на легированных сталях для определения глубины и степени прочности, получившейся в результате стандартной торцевой закалки холодной водой (ASTM A255).

Killed Steel (Успокоенная сталь) – Сталь, раскисленная кремнием или алюминием, используемые для реакции (успокоении) с газами, выходящими в процессе твердения. Все стали непрерывной разливки и другие виды стали, за исключением низкоуглеродистых, являются успокоенными.

Ladle (Ковш) – Большая емкость, в которую принимают и перемещают расплавленную сталь или расплавленный шлак.

Ladle Analysis (Анализ ковшовой пробы) – Химический анализ пробы, взятой при разливке стали.

Laminations (Расслоения) – Дефекты, появляющиеся в результате наличия раковин, швов или инородных включений, сориентированных параллельно обрабатываемой поверхности металла.

Page 308: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-11

Lap (Закат) – Дефект поверхности, вызванный образованием складок на поверхности болванки, блюма или чушки в процессе горячей прокатки и последующей закатки или поковки складок в поверхность.

Lateral Expansion (Поперечное расширение) – Степень пластичности стали в результате проведения испытаний на ударную вязкость. Выражается в поперечном размере образца после ударного разрушения по отношению к первоначальному размеру.

Limit Stops and Rods (Ограничительные упоры и стяжки) – Устройства, ограничивающие перемещение компенсатора.

Loops (Контуры) – Замкнутая электрическая цепь, по которой обычно передается информация с удаленного или полевого устройства в операторную или центральную станцию сбора информации.

Machinability (Обрабатываемость) – Степень относительной легкости, с которой можно провести механическую обработку стали. Специальные классы легкообрабатываемой стали добавили серу для получения хрупких стружек.

Machining (Механическая обработка) – Принудительное удаление металла с помощью одно или нескольких технологических процессов.

Macroetch (Макротравление) – Процедура проведения испытаний, по определению пористости, отдулин, трещин, неплотности, включений, сегрегаций, цементации, линий сдвига после горячей обработки и т.д. Поверхность испытуемой детали должна быть достаточно гладкой или гладко отполированной. После нанесения травильного раствора, структуру, получаемую от воздействия химического реагента, можно наблюдать без микроскопа.

Magnetic Center (Магнитный центр) – Точка, на которой вал электродвигателя будет уравновешивать свой продольный ход во время работы. Данную точку завод-изготовитель обычно отмечает на удлинителе вала. При пуске якорь электродвигателя будет двигаться в продольном направлении внутри корпуса до тех пор, пока не найдет магнитный центр катушки. Чем больше двигатель, тем больше перемещения и времени требуется для нахождения магнитного центра.

Magnuflux Test (Магнитно-порошковая дефектоскопия) – Данное испытание проводится с помощью намагничивания изделия из черного металла и нанесения приготовленного влажного или сухого магнитного порошка (или жидкости), который прилипает к нему вдоль линий рассеивания магнитного потока. Таким образом, обнаруживают существование неоднородностей поверхностного слоя.

Malleability (Эластичность) – Свойство материала, определяющее его способность к деформированию при его прокатке или ковке. Из более эластичных металлов при прокатке или ковке можно получить более тонкие листы.

Mandrel (Оправка) - (1) Устройство, используемое для сохранения полости в металлических изделиях при их обработке. - (2) Металлический брус, вокруг которого можно изогнуть другой металл или придать ему необходимую форму.

Maraging (Мартенситное старение) – Процесс повышения механической прочности специальных высоконикелевых сталей. Название объединяет два процесса по упрочнению металла: мартенсит и старение. Механизм повышения прочности мартенситным старением

Page 309: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-12 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

основан на возрастном упрочнении (дисперсионное твердение) мартенситов с чрезвычайно низким содержанием углерода.

Martensite (Мартенсит) – Фаза закаленной стали, полученная без диффузии и только при резком охлаждении ниже температуры начала мартенсита (Ms). Мартенсит является самым твердым из продуктов превращения аустенита. Углерод принудительно удерживается в растворе. Чем больше содержание углерода, тем тверже мартенсит и выше хрупкость стали.

Material Test Report (Отчет об испытаниях материала) – Определение документа, выдаваемого заводом-изготовителем, который содержит в себе результаты испытаний поставляемой продукции согласно определенного заказа на покупку.

McQuaid-Ehn Test (Испытание по МакКвейду-Ену) – Специальное испытание по определению размера аустенитных зерен ферритовых сталей, при котором сталь нагревается до температуры 927°F и затем обогащается углеродом. Существует 8 стандартных размеров зерна по МакКвейду-Ену – размеры с 5 по 8 соответствуют мелким зернам, ниже 5 – крупным.

Mechanical Cleaning (Механическая очистка) – Удаление постороннего материала механическим путем: затирка, абразивная и щеточная очистка, шлифовка, зачистка шкуркой, срезание, водоструйная и очистка и продувка воздухом.

Mechanical Properties (Механические свойства) – Свойства материала, которые показывают его упругое и неупругое сопротивление приложенной к нему силе, или же это включает в себя связь между напряжением и деформацией; например, модуль эластичности, твердости, прочности на разрыв и предел усталости. Данные свойств часто считаются «физическими свойствами», но термин «механические свойства» более верный..

Mechanical Tubing (Трубы массового потребления) – Используются в разнообразных механических и строительных областях, в отличие от напорных труб, которые применяются для содержания или перекачки жидкостей или газов под давлением. Трубы массового потребления могут быть изготовлены методом горячей обработки или холодной протяжки. Обычно такие трубы изготавливаются по спецификациям заказчика, включающие в себя механических свойства и химический состав.

Metallography (Металлография) – Наука, занимающаяся химическим составом и структурой металлов и сплавов, определяемых невооруженным глазом либо с помощью таких средств как низкомощного намагничивания, оптических и электронных микроскопов, дифракции или рентгеновского излучения.

Metric System of Measurements (Метрическая систем измерений) – В метрической системе измерений основной единицей длины является метр, единицей объема – литр, единицей веса – грамм. Для образования кратных или дольных значений используются нижеследующие приставки:

микро = 1 /1000000; милли = 1 /1000; санти = 1 /100; деци = 1 /10; дека = 10; гекта = 100; кило = 1000; мега = 1000000.

Page 310: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-13

В сокращениях дольные приставки часто пишутся с прописной буквы, а кратные приставки – с заглавной, однако этому правилу следуют не всегда. Все кратные и дольные приставки не используются в коммерческих областях. Они обычно используются с длиной (километр, сантиметр, миллиметр), площадью (квадратный метр, квадратный сантиметр, квадратный миллиметр), объемом (кубический метр, кубический дециметр – литр, кубический миллиметр). Для измерения веса наиболее часто используются килограммы и граммы. Метрическая система была принята в Соединенных Штатах Законом Конгресса в 1966 году.

Microcleanliness (Микрочистота) – Относится к количеству или качеству неметаллических включений, наблюдаемых под микроскопом.

Micro-Etch (Микротравление) – Микротравление используется для проверки образца под микроскопом. Травильные растворы предназначены для обнаружения структурных деталей вследствие избирательного химического воздействия на полированную поверхность.

Minimum Wall (Минимальная стенка) – Любая стенка с допусками в плюсовую сторону.

Modulus of Elasticity (Модуль эластичности) – Отношение напряжения, применяемого к материалу, и получаемой деформации, происходящей при напряжениях ниже предела эластичности.

MCC (ЩСУ) – Щиты силового управления обеспечивают укрытие или панельный корпус для автоматов-разъединителей и приборов. Силовой щит управления также подпитывает освещение, обогрев и небольшие электродвигатели.

Non-Destructive Testing (Неразрушающее испытание) – Методы обнаружения дефектов без разрушения или постоянного изменения испытуемого материала. Включают в себя испытания ультразвуком, вихревыми токами, магнитными частицами, проникающей жидкостью, рентгеновскими лучами, испытания на твердость, а также все виды систем идентификации материала с положительным результатом.

Non-Ferrous (Цветной металл) – Любой не содержащий железа сплав: медь, латунь, бронза, алюминий, пластмасса.

Notch Brittleness (Хрупкость при надрезе) – Восприимчивость материала к хрупкому разрушению в точках концентрации напряжения.

Notch Sensitivity (Чувствительность к надрезу) – Степень уменьшения прочности металла, обусловленное наличием концентрации напряжений.

Offset Length (Компенсационная длина) – Длина трубы, перпендикулярной к раздвижной или движущейся части трубы (например, между пересекающей трубой и первым ограничителем), которая поглощает движение своим изгибом.

Oil-Free Air (Воздух без примеси масла) – Воздух без содержания примесей масла на выкиде безсмазочного компрессора, или воздух, который прошел фильтровальную установку с масляным абсорбером, понижающую содержание масляных паров до концентрации не более 1 ppm (частей на миллион).

Orifice (Диафрагма) – Небольшое отверстие, используемое для контроля расхода технологической жидкости.

Page 311: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-14 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Ovality (Овальность) – Разница между максимальным и минимальным наружным диаметром любого поперечного сечения трубы или фитинга. Является мерой отклонения от округлости.

Oxidation (Окисление) – В самом простом понимании окисление означает соединение вещества с кислородом. Нагар, полученный во время термообработки, является формой окисления.

Oxide (Оксид) – Соединение, содержащее в себе кислород и один или более металлических элементов.

Parallel (Offset) Alignment (Параллельная юстировка) – Состояние центровки, при котором оси вращения двигателя и приводимой им в движение установкой расположены в одинаковых вертикальных и горизонтальных плоскостях. Параллельная разъюстировка происходит, когда оси валов параллельны, но не концентричны.

Particulate Matter (Твердые частицы) – Маленькие частицы инородного материала, например пыль, шлам, нагар или сварочные брызги, которые можно увидеть либо определить как отдельные частицы без намагничивания.

Passivate (Пассивация) – Изменение химической активной поверхности металла на гораздо менее активное состояние с помощью надлежащей химической обработки или естественного окисления воздухом. Примером химической пассивации нержавеющей стали может служить погружение нержавейки в горячий раствор азотной кислоты с концентрацией около 10-20%. Еще одним примером является анодирование алюминия.

Pearlite (Перлит) – Смесь феррита и цементита в сталях.

Pitting Corrosion (Точечная коррозия) – Неравномерная коррозия, обычно с образованием небольших раковин на поверхности металла.

Photomicrograph (Микрофотография) – Фотографическое отображение объекта, увеличенного более чем в десять раз, используется для демонстрации характеристик микроструктуры стали.

Physical Properties (Физические свойства) – Свойства, не относящиеся к реагированию на внешние силы. Сюда входят плотность, электрическое сопротивление, коэффициент термической проводимости и температура плавления.

Pickling (Травление) – Использование растворов, обычно кислот, удаления оксидов с поверхности стальных изделий, может также использоваться для получения требуемого качества обработки поверхности.

Piercing (Пробивка) – Метод бесшовного получения труб, при котором горячую болванку зажимают и вращают катками или конусами и направляют на пробойник, который удерживается на торце оправочного стержня.

Pit (Раковина) – Маленькое углубление с острыми краями на поверхности металла.

Pitting (Точечная коррозия) – Локальная коррозия металла, приводящая к дефектам поверхности.

Plane Strain Fracture Toughness (Вязкость разрушения при плоской деформации) – Минимальная вязкость разрушения материала.

Page 312: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-15

Plenum (Напорная камера) – Устройство, используемой для уравновешивания потока на несколько камер или направлений.

Pneumatic Test (Пневматическое испытание) – Испытание под давлением для определения герметичности системы или элементы с использованием испытательной среды из негорючего газа, совместимого с системой или элементом.

Porosity (Пористость) – Дефект литых металлов, вызванный наличием газовых пузырей и усадочных раковин, или сварного шва, вызванный газами, которые не улетучились из сварочного металла.

Positive Material Identification (Идентификация материала с положительным результатом) – Определение, используемое всех видов неразрушающего химического анализа, с помощью которого можно определить класс стали с положительным результатом.

Post Weld Heat (Послесварочная термообработка) – Обеспечивает снятие напряжений в сварном соединении после завершения сварочных работ. Прежде всего это необходимо для толстой углеродистой стали, углеродистых сплавов или в технологических целях (например системы амина).

Pressure Tubing (Напорные трубы) – Производятся для содержания или перекачки жидкостей или газов под давлением.

Profilometer (Профилометр) – Прибор, используемый для контроля чистоты поверхности. Вертикальные перемещения измерительного наконечника во время его движения по поверхности пропускаются через электромагнитный усилитель и записываются (или отображаются) как неровность поверхности.

Purge Connections (Продувочные соединения) – Соединения, используемые для закачки жидкости или газа между сильфонами компенсатора и внутренней втулкой для защиты от проникновения коррозийной среды.

Pyrometer (Пирометр) – Прибор для измерения температуры, выпускается нескольких видов.

Quenching (Закалка) – См. Термообработку.

Random Length (Произвольная длина) – Трубы, выпускаемые с допустимым отклонением размеров длины.

Recrystallization (Перекристаллизация) – Восстановление деформированной структуры холоднообработанной стали в новую мягкую, недеформированную структуру в процессе отжига. Обычно необходимая температура должна составлять половину температуры плавления, за исключением случаев, когда материал подвергся очень сильной холодной обработке.

Reduction of Area (Уменьшение площади) – Степень пластичности, определяемая в испытании на разрыв. Является относительным изменением поперечного сечения после обработки, выраженным в процентах.

Relay (Реле) – Электромагнитное устройство для дистанционного или автоматического управления, которое срабатывает при изменении состояния электрических цепей и, в свою очередь, воздействует на другие электротехнические устройства.

Page 313: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-16 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Restraint (Ограничитель) – Элемент, регулирующий или ограничивающий перемещение трубопровода. Ограничители бывают одно- или двусторонними, в зависимости от количества плоскостей, в которых они ограничивают перемещение.

Rimmed Steel (Кипящая сталь) – Неуспокоенная сталь, из которой ушли газы, выделяющиеся в процессе твердения. Сталь вспенивается.

Rim Runout (Биение обода) – Концентричность окружности соединительного фланца относительно оси вала.

Rockwell Hardness (Твердость по Роквеллу) – испытания на твердость (ASTM E18).

Rust (Ржавчина) – Продукты коррозии, в основном состоящие из оксидов железа. Такие оксиды могут иметь различные цвета, от красного до черного, и образовывать слабосвязанное покрытие на крепкосвязанном тонком слое.

Scale (Нагар) – Оксид железа, который образуется на поверхности горячей стали.

Seam (Стык) - Жесткий, но несварной дефект на поверхности изделия из сварочной стали.

Segregation (Расслоение) - Неоднородное распределение элементов сплава, примеси или микрофазы.

Semi-Killed Steel (Полууспокоенная сталь) – Сталь, не прошедшая полное раскисление, чтобы дать возможность выделиться оксиду углерода, тем самым компенсировав усадку при отвердевании.

Sensitization (Сенсибилизация) – Для нержавеющей стали определяется как чувствительность к выборочному воздействию на границах зерен. Материал, подвергаемый выделению карбидами на границах зерен, может или не может быть сенсибилизирован.

Service Water (Техническая вода) – Охлаждающая вода для турбины и теплопоглотитель для технологических процессов или системного оборудования.

Shear Value (Величина срезывающего усилия) – Определение вида излома образца при испытании на ударопрочность. Обычно регистрируется как процент общей площади разрушенного образца при срезе, в отличие от раскалывания. Данная величина показывает свойства испытуемой стали, связанные с распространением разрушения. Чем выше процент среза, тем ниже чувствительность к распространению разрушений.

Soft Anneal (Мягкий отжиг) – См. Термообработка.

Specification (Спецификация) – Документ, определяющий методы измерений, испытаний и другие требования, которым должен соответствовать материал – обычно относящиеся к химическому составу, механическим свойствам, допускам, качеству обработки, составлению отчетов, обозначению и упаковке.

Stabilizing Elements (Стабилизирующие элементы) – Химические элементы, принудительно добавленные в нержавеющую сталь, чтобы защитить ее от процесса сенсибилизации благодаря выделению карбида хрома. Такие элементы (титан, ниобий тантал) обладают функцией избирательного образования карбидовых соединений, чем защищают от образования карбидов хрома. Типовые классы стабилизированной нержавеющей стали: 321, 347 и 348.

Page 314: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Словарь терминов Раздел 25

1996:Rev.2 Piping/Mechanical Handbook 25-17

Stress Corrosion Cracking (Коррозионное растрескивание под напряжением) – Растрескивание металлов под совместным воздействием коррозии и напряжения. Напряжение может быть приложенным или остаточным. Аустенитные нержавеющие стали особенно чувствительны к растрескиванию в хлоридсодержащих средах.

Strip (Полоса) - A flat-rolled steel product which serves as the raw material for welded tubing.

Structural (Строительная сталь) – Сталь для всех наземных и подземных стальных конструкций.

Sump (Отстойник) – Яма или резервуара, собирающий стоки с дренажных систем.

Swaged (Обжим) – Механическое уменьшение поперечного сечения металла, проводимое с помощью ковки, прессования, расплющивания при высокой и низкой температуре.

Tap Water (Питьевая вода) – Вода, удовлетворяющая санитарно-гигиеническим нормам по питьевой воде.

Tempering (Смягчение) – См. Термообработка.

Tensile Strength (Прочность на разрыв) – Максимальная нагрузка на квадратный дюйм первоначальной площади поперечного сечения, выдержанная во время испытания на разрыв до разрушения образца. Данный термин предпочтительней официально используемого «предельная прочность». Испытание на разрыв описывается в ASTM E6 и E8.

Terminal Point (Конечная точка) – Конец трубы, соединенный с трубой большего диаметра или оборудованием. Данная точка рассматривается в качестве подвижного якоря при анализе подвесов.

Thermal Analyzed Piping (Трубы с температурным расчетом) – Трубы с температурой выше 93 oF, в которой в результате расширения системы требуется проведение термоанализа, в дополнение к действию собственного веса.

Thermal Conductivity (Удельная теплопроводность) – Критерий легкости, с которой тепло распространяется в материале.

Thermal/Deadweight Analyzed Piping (Трубы с расчетом температуры/собственного веса) - Трубы с температурой ниже 93 oF, которые необходимо проанализировать на тепловое расширение в результате увеличения размеров деталей больше чем на 0,1" в любом направлении.

Thermal Expansion (Тепловое расширение) – Изменение длины трубы в результате температурных отклонений от базовой величины. Температурные изменения могут произойти в результате воздействия температуры жидкости, газа, или окружающего воздуха.

Thermocouples (Термопары) – Устройство, используемое для измерения температуры технологических жидкостей или в процессе послесварочной обработки.

Tie Rods (Стяжки) – Стержни или бруски, ограничивающие компенсатор от воздействия реактивной силы в результате внутреннего давления.

Tolerance (Допуск) – Допустимое отклонение.

Page 315: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 25 Словарь терминов

25-18 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Torsion (Кручение) – Вращательное движение, приводящее к срезывающему напряжению и угловой деформации.

Toughness (Пластичность) – Мера способности поглощать энергию и пластично деформироваться перед разрушением.

Transformation Temperature (Температура превращения) – Температура, при которой происходит изменение фазы стали. Этот термин иногда используется для обозначения ограничивающей температуры интервала превращения.

Transverse Tension Test (Испытание на поперечный разрыв) – Испытание на разрыв для оценки механических свойств материала в поперечном направлении прокатки.

Traveling Racks (Передвижные рамы) – Элементы, используемые на заборных устройствах для системы заводской воды Screens/Trash для удаления из воды инородных частиц.

Ultimate Strength (Предельная прочность) – См. Прочность на разрыв.

Ultrasonic Testing (Ультразвуковая проверка) – Метод обнаружения дефектов в трубах или сварных швах, при котором через материал пропускают звуковые волны высокой частоты, с последующим отслеживанием и анализом отраженных сигналов.

Upsetting (Подсадка) – Металлообрабатывающая операция аналогичная ковке, обычно используется для утолщения торцов труб перед нарезанием резьбы.

Vacuum Breakers (Устройства для снятие вакуума) – Устройства, используемые для защиты сосудов или трубопроводов от сплющивания.

Vickers Hardness Test (Испытание по Виккерсу) – Общее испытание на твердость (ASTM E92).

Water Box (Водяная камера) – Камера для хранения воды, используемой в качестве переходной зоны между конденсатором и циркулирующим водопроводом.

Work Hardening (Механическое упрочнение) – Упрочнение металла в результате его холодной обработки (См. Холодная обработка).

Yield Point (Точка текучести) – Напряжение материала, при котором начинается пластическая деформация.

Yield Strength (Предел текучести) – Напряжение, при котором материал превышает определенное отклонение от пропорциональности напряжения с деформацией. Наиболее часто используют сдвиг в размере 0,2%.

Page 316: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 26 Справочная литература

Справочные документы по проведению трубопроводных и механических работ:

Руководство по возведению стальных конструкций АИСК, издатель Американский институт стальных конструкций, 400 North Michigan Avenue, Chicago, Illinois 60611

Отдел заказов ASTM, 1916 Race Street, Philadelphia, PA 19103, телефон: 215-299-5585, факс: 215-977-9679

Информационный справочник Камерон Гидравлик, издатель Ingersoll-Rand Corporation, Woodcliff Lake, NJ

Журнал «Химическое машиностроение», издатель McGraw-Hill, Inc., 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020, телефон: 212-512-2000

Журнал «Свет и электроэнергия»

Новости инжиниринга, издатель McGraw-Hill, Inc., 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020, телефон: 212-512-3549, FAX: 212-512-3150

Федеральные и военные нормативы, Standardization Document Order Desk, Bldg. 4, Section D, 700 Robbins Avenue, Philadelphia, PA 19111-5094, телефон: 215-697-2179, FAX: 215-697-2978

Справочник по расходам технических жидкостей, издатель Crane

Справочник по проектированию систем кондиционирования воздуха, подготовлено компанией Carrier Air Conditioning, McGraw-Hill Book Company, 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020

Корпорация HILTI Corporation, производитель отвердителей бетона, P.O. Box 21148, Tulsa, OK 74121, телефон: 800-879-7000, FAX: 800-879-7000

Каталог трубных опор компании TT Grinnell

Корпорация Lokring, производитель механических трубных соединений, 396 Hatch Drive, Foster City, CA 94404, телефон: 415-578-9999, FAX: 415-578-0216

Каталог МакМастер-Карр

Журнал «Технология машиностроения», издатель Американское общество инженеров-механиков, Объединенный инженерно-технический центр, 345 East 47th Street, New York, NY 10017, телефон: 212-705-7722, факс: 212-705-7674

Справочник по механическим расчетам, Джон Гладстоун, McGraw-Hill Book Company, 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020

Национальная ассоциация подрядчиков, выполняющих изоляционные и очистные работы, 99 Canal Center Plaza, Suite 222, Alexandria, VA 22314, телефон: 703-683-6422, факс: 703-549-4838

© 1996 Bechtel Corp. Piping/Mechanical Handbook 26-1

Паспортный каталог труб Navco, издатель Национальная компания по производству клапанов и задвижек (NAVCO), c/o Basic Engineers, P.O. Box 15238, Pittsburgh, PA 15238, телефон: 412-826-1900

Page 317: BECHTEL - Справочник по механике и трубной обвязке (1997)

Раздел 26 Справочная литература

26-2 Piping/Mechanical Handbook 1996:Rev.2

Phillips Driscopipe, Inc., производитель труб из полиэтилена высокой плотности, P.O. Box 83-3866, 2929 North Central Expressway, Suite 300, Richardson, Texas 75083, телефон 800-527-0662, факс: 214-783-2689

Руководство для трубомонтажников, издатель Tube Turns, подразделение Chemetron Corporation, P.O. Box 32160, Louisville, KY 40232

Руководство для трубомонтажников, издатель Grinnell Supply Sales Co., Marketing/Design Services, Providence, RI 02903

Справочник по трубопроводам, Книги 1 и 2, издатель Syentek Book, P.O. Box 277, Cotati, California 94928

Руководство по трубным работам под редакцией Рено С. Кинга, McGraw-Hill Book Company, 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020

Журнал «Промышленная технология»

Журнал «Энергетика», издатель Pennwell Publications, 1250 South Grove Avenue, Suite 302, Barrington, Illinois, 60010-5066, телефон: 708-382-2450, факс: 708-382-2977

Журнал «Энергия», издатель McGraw-Hill, Inc., 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020, телефон: 609-426-5667, факс: 609-426-7635

Краткий справочник по математическим функциям

Типовое руководство для инженеров-механиков (раньше «Руководство для инженеров-механиков» Маркса) под редакцией Теодора Баймайстера, McGraw-Hill Book Company, 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020

Steam Book издатель Crane

Руководство по окраске стальных конструкций, Книги 1 и 2, издатель Совет по окраске стальных конструкций, 4400 Fifth Avenue, Pittsburgh, PA 15213

Задвижки и фитинги Stockham, Box 10326, Birmingham, Alabama 35202 телефон: 205-592-6361

Трубные фитинги Swagelok, произведенные компанией Crawford Fitting, 29500 Solon Road, Solon, Ohio, 44139

Руководство по поиску и устранению неисправностей в механических системах, Роберт Хендерсон Эмерик, P.E., McGraw-Hill Book Company, 1221 Avenue of The Americas, New York, N.Y. 10020

Корпорация Victaulic, производитель механических трубных соединений, P.O. Box 31, Easton, PA 18044-0031, телефон: 215-559-3300, факс: 215-250-8817

Компания Henry Vogt Machine, производитель теплоутилизационных паровых установок (ТУПГ), P.O. Box 1918, Louisville, Kentucky 40201-1918, телефон: 502-634-1500, факс: 502-634-0549,

Руководство по фитингам сварных труб издатель Ladish

Руководство по улавливанию промышленного пара Yarway