Детали и узлы трубопроводов
В любом населенном пункте, где функционирует система газоснабжения или водопровода, имеется разветвленная сеть трубопроводов.
Детали и узлы различного сечения и конфигурации в виде дисковых затворов, клапанов, задвижек, вентилей и кранов осуществляют снижение интенсивности или герметичное отсечение потока жидкости или газов. Путем изменения размера проходного отверстия они регулируют расход, закрывают, открывают либо меняют вектор движения рабочего потока. Установка их в системе происходит посредством присоединительных патрубков или путем сваривания.
Затвор и корпус являются основными элементами конструкции запорной арматуры. Затвор может иметь различную форму, она определяет траекторию его движения внутри корпуса.
Детали и узлы трубопроводов делятся на:
— общетехнические агрегаты, которые применяются в процессе перемещения газов и жидкостей неагрессивного свойства;
— устройства специального назначения, используемые для токсичных, агрессивных сред.
Агрегаты специального назначения производятся из легированной стали, содержащей добавления хрома и никеля. Они применяются для устройства газо- и нефтепроводов, а также при строительстве трубопроводов для вредных химических потоков.
Также детали и узлы трубопроводов различаются в зависимости от расчетной нагрузки давления агрегаты для участков с высоким, со средним и с низким давлением.
Они используются в функционировании магистральных трубопроводов, передающих добываемые ресурсы на значительные расстояния.
Важно! Как правило, данные сооружения имеют разное давление на различных участках, что требует использования агрегатов с разными эксплуатационными свойствами.
Виды составляющих трубопровода и их применение
Затвор.
Затвор прост по конструкции и эффективен в эксплуатации. Он позволяет полностью перекрывать поток рабочей среды с гарантией стопроцентной герметичности или снизить его интенсивность до необходимых величин. Изготавливается из сплавов, имеет компактные размеры.
Вентиль.
Данное устройство относится уже к редукционной и запорно-регулирующей арматуре. Назначение вентиля – соединение потоков в заданных пропорциях, а также обеспечение необходимого уровня давления внутри трубы. Кроме того, с помощью вентиля трубы перекрывают или уменьшают их сечение проходимости.
Современные вентили оснащены электрическими приводами, что делает возможным управление потоками рабочих сред удаленно из единого диспетчерского пункта.
Задвижка.
Задвижка – это самое простое и самое популярное устройство среди всех других узловых частей трубопровода. На штоке с резьбой закреплена задвижка плоской формы, которую приводят в движение посредством вращения колеса, при этом запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно направлению движения потока. Таким образом, задвижка механически перекрывает поток среды, транспортируемой по трубопроводу.
В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие задвижки:
— параллельные,
— клиновые,
— с выдвижным или статичным штоком.
По принципу действия затвора:
— с принудительным уплотнением с одной стороны,
— с принудительным уплотнением с обеих сторон,
— самоуплотняющиеся.
По виду конструкции затвора:
— клиновые,
— параллельные.
Клиновые задвижки надёжны в эксплуатации, ремонтопригодны, но имеют недостатки: ухудшение герметичности в процессе использования и заклинивание при перепадах температуры. Параллельные задвижки бывают нескольких видов: самоуплотняющиеся, задвижки с распорными клиньями и диски со смазкой, которые управляются механическим способом
Надежное крепление задвижкам обеспечивают фланцы, соединенные болтами в количестве десяти штук. Материалом изготовления служит сталь, другие сплавы, а также чугун.
В настоящее время разработаны задвижки, которые по своему действию похожи на шаровой кран, — «Баттерфляй». Внутри задвижки «Баттерфляй» находится пластина круглой формы, ее положение определяет интенсивность потока в трубе, на которую поставлено данное устройство.
Задвижки устанавливают на магистральных трубопроводах с большим диаметром, которые перекачивают рабочие потоки под высоким давлением.
Кран.
Арматура, в которой регулировка или перекрытие потока производится элементом в форме шара, способным вращаться вокруг собственной оси, называют краном. Краны бывают:
— полнопроходными,
— неполнопроходными.
В полнопроходных модификациях диаметр трубы соответствует диаметру внутреннего отверстия в кране, а в неполнопроходных диаметр трубы превышает размер внутреннего отверстия устройства.
По конструкции бывают шаровые, конические и цилиндрические краны. Производят данные изделия из сплава, металла, а также пластических материалов.
Принцип работы шарового крана заключается в том, что внутри крана находится шар, имеющий отверстие заданного диаметра. Изменение положение шара с отверстием то открывает ток жидкости, а то перекрывает его. Шаровые краны делят на краны для горячей воды с маркировкой PN25, и краны PN20 – это для холодной воды. В связи с конструктивными особенностями шаровой кран по размерам проходного отверстия не превышает 0,5 см, поэтому не используется в трубопроводах большого диаметра.
Клапан.
Клапан выполняет функцию защиты, его предназначение — автоматически предотвратить возникновение обратного движения рабочих сред в трубопроводе, а также он должен срабатывать в случае повышения избыточного давления в трубопроводе. Конструктивно данные защитные устройства делят на:
— одностворчатые,
— двухстворчатые,
— муфтовые,
— шаровые,
— обратные,
— балансировочные,
— перепускные,
— фланцевые.
6. Дисковый затвор.
Дисковым затвором называют такую конструкцию арматуры, где запор имеет форму диска, который вращается по перпендикулярной к потоку оси. Ось вращения также может располагаться под углом относительно движения потока.
Особенно эффективны дисковые затворы при эксплуатации трубопроводов большого диаметра, когда давление, создаваемое рабочим потоком, сохраняется небольшое.
Данные агрегаты применяют в перерабатывающей промышленности при работе с абразивными материалами, в добывающей отрасли, системах тушения пожаров.
Заслонка.
Данный вид запорной арматуры применяется нечасто, поскольку заслонки не могут обеспечить достаточную герметичность транспортировки ресурса. Простая конструкция заслонки небольшого размера отличается невысокой металлоемкостью. Управление осуществляется посредством механического, гидравлического, электропривода, а также при помощи рычага. Заслонки эксплуатируются на газо-, нефтепроводах.
Технические характеристики запорной арматуры
Технические характеристики определяют возможность применения данного конкретного агрегата в заданных условиях эксплуатации.
Монтаж деталей и узлов трубопровода
Монтаж составляющих трубопровода производят только после удаления посторонних включений и загрязнений, которые неизбежно накапливаются в ходе его строительства, поскольку они могут негативно повлиять на герметичность системы. Непосредственно монтаж агрегатов включает в себя последовательность технологических приемов, которые различаются в зависимости от вида устанавливаемого оборудования.
Важно! В ходе монтажного процесса следует всеми мерами избегать ударов и повреждений запорной арматуры, поскольку небрежное обращение с оборудованием ведет к утрате герметичности трубопровода.
В ходе проведения монтажных работ рекомендуется:
— при устройстве трубопроводов большого диаметра ставить дополнительные железобетонные опоры;
— не допускать изгибов системы и соблюдать уклон, указанный в проекте, во избежание разгерметизации трубопровода;
— в ходе проведения сварки устанавливаемая арматура должна быть в позиции «открыто»;
— подъем и спуск арматуры осуществляется посредством зацепления за монтажную обвязку, ни в коем случае не за комплектующие части;
— принять меры во избежание возникновения гидравлического удара и последующего повышения давления в трубопроводе;
— устанавливать элементы агрегатов в строгом соответствии направлению движения потока рабочей среды;
— не затягивать клапаны с прокладками, изготовленными из резины, слишком сильно во избежание преждевременного их износа.
Качественный монтаж запорной арматуры является залогом ее эффективной эксплуатации на протяжении всего срока службы, заявленного производителем.