Безопасность жизнедеятельности : Контрольная работа: Трубопроводы и арматура
Контрольная работа: Трубопроводы и арматура
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Борисовский государственный политехнический колледж
Контрольная работа
по дисциплине
Трубопроводы и арматура
Проверил:
2009 г.
Содержание
Понятие "труба". Классификация и область
применения электросварных труб
Понятие "труба". Классификация и область
применения асбестоцементных труб
Назначение и основные
характеристики теплоизоляции трубопроводов
Прокладка трубопроводов в каналах. Основные требования
Классификация, достоинства и недостатки, область применения
фланцевых соединений трубопроводов и арматуры
Общая классификация трубопроводной арматуры по
технологическому назначению
Задвижка. Общее устройство,
достоинства и недостатки, область применения, материалы
Практическое задание
Литература
Под термином труба в гидравлике понимают полое
цилиндрическое тело, у которого поперечное сечение целиком заполнено движущейся
жидкостью или газом, причем стенки трубы испытывают, вполне определенное
внутреннее давление, на которое их и рассчитывают.
В зависимости от материала, из которого они изготовлены,
трубы разделяют на металлические (стальные, чугунные и др.) и неметаллические (керамические,
асбестоцементные, пластмассовые и др.).
Основной характеристикой размера труб является их внутренний
диаметр. Номинальная величина внутреннего диаметра или его округленное значение
называется диаметром условного прохода. Величина условного прохода Dy
выражается в мм и регламентируется ГОСТ 355-67 "Проходы условные
трубопроводной арматуры, соединительных частей к трубопроводов". По
диаметру условного прохода подбирают трубы и другие элементы трубопроводов. Для
санитарно-технических устройств применяют следующий стандартизированный ряд Dy
в мм: 6, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350,
400,..., 4000.
Трубопроводы санитарно-технических систем могут работать как
под давлением, так и без давления. В зависимости от этого различают трубы для
напорных трубопроводов - напорные трубы и трубы для безнапорных трубопроводов -
безнапорные.
При изготовлении сварных труб применяют электрическую и
печную сварку, используют контактную электросварку сопротивлением, индукционную
сварку и сварку токами высокой частоты, а также электродуговую сварку под слоем
флюса или в среде защитных газов. Одной из основных операций всех
технологических процессов производства сварных труб является формование трубной
заготовки - сворачивание плоской заготовки (листа, ленты, штрипка) в
цилиндрическую трубную. Процесс формования заготовки требует по сравнению с
прошивкой (основной операцией в производстве бесшовных труб) значительно
меньших затрат энергии и вследствие этого предопределяет экономичность
производства сварных - труб. Формование трубной заготовки может осуществляться
при обычных температурах металла и с предварительным нагревом. В соответствии с
этим различают холодное и горячее формование. Холодное применяется во всех процессах
электросварки труб, горячее - при печной сварке труб. Холодное формование
заготовки может производиться с образованием щели между свариваемыми кромками
по образующей (обычное формование) или по спирали (спиральное формование). В
зависимости от размеров и назначения заготовки и труб, применяемого метода
сварки для обычного холодного формования (с продольной щелью между кромками) может
применяться различное оборудование: гибочные вальцы, прессы и непрерывные
валковые станы. На рис.1 показана схема получения трубной заготовки из стальной
ленты на валковом стане непрерывного действия. На таком стане, кроме формования
заготовки в трубу, лента сваривается в непрерывную полосу, у нее обрезаются
кромки, а после получения заготовки трубы она сваривается и из стана выходит
готовая труба бесконечной длины, которая разрезается на отрезки любой заданной
длины.
Рис.1 Схема формирования трубной заготовки на непрерывных
валковых станах: а, в - валковые калибры; б - роликовый калибр
На рис.2 приведена схема контактной электросварки труб
сопротивлением. Электрический ток подводится к кромкам заготовки с помощью
сварочного устройства, состоящего из электродных колец 1, разделенных между
собой изолятором 2, которые - являются вторичной обмоткой вращающегося
сварочного трансформатора. Стык кромок сформованной трубной заготовки, который
попадает в зазор между электродными кольцами, нагревается. Под давлением
сжимающих сварочных валков и сварочных электродов кромки трубы свариваются.
Рис.2 Контактная сварка труб методом сопротивления: 1
- электродные кольца; 2 - изолятор; 3 - сжимающие валки; 4 - формовочные валки;
5 - направляющая шайба; 6 - сваренная труба; 7-сформованная заготовка
Для сварки труб, существует также сварка электродом в среде
защитных газов и автоматическая сварка электродом под слоем флюса рис.3.
Рис.3 Электродуговая сварка: а - дуговая сварка труб в
защитном газе: 1 - трубная заготовка; 2 - сжимающие валки; 3 - сварочная горелка;
б - автоматическая сварка под слоем флюса: 1 - труба; 2 - сварной шов; 3
- шлак; 4 - медный башмак, 5 - подача флюса; 6 - сварочная головка; 7 - отсос
избыточного флюса
Кроме дуговой электросварки, также применяют для сварки
спирального шва токи высокой (радиотехнической) частоты.
Спирально-шовные сварные трубы изготовляют на специальных
станах рис.4.
Рис.4 Схема стана спирально-шовных труб: 1 - разматыватель;
2 - правильная машина; 3 - ножницы для обрезки концов полосы; 4 - автомат для
сварки стыков полосы; 5 - петлевое устройство; 6 - дисковые ножницы для обрезки
кромок; 7 - подающая машина; 8 - формовочное устройство; 9 - автомат для
внутренней сварки; 10 - автомат для наружной сварки; 11-отводящий рольганг
Электросварные трубы с продольным швом применяются для
тепловых сетей с рабочим давлением горячей воды до 1,6 МПа и температурой до
300° С, для магистральных трубопроводов, внутренних сетей газоснабжения и не
питьевых водопроводов.
Также электросварные трубы со спиральным швом применяются
для тепловых сетей с рабочим давлением пара до 1,3 МПа и воды до 1,6 МПа.
Асбестоцементная промышленность выпускает следующие виды
труб:
1. Напорные трубы марок ВТ-3, ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12,
предназначенные для устройства водопроводов.
Первые две буквы в обозначении марки указывают, что эта
труба предназначена для устройства водопроводов; цифры же показывают наибольшее
рабочее давление в водопроводе, при котором можно применять трубы этой марки. В
зависимости от давления, а значит от марки, различна толщина стенок в трубах
одного диаметра: чем выше марка трубы, тем больше толщина ее стенки.
2. Безнапорные трубы, предназначенные для устройства
канализационных трубопроводов, для прокладки телефонных кабелей, вентиляционных
сетей и т.п.
3. Трубы газа - и паропроводные на давление газа не выше 0,5
МПа.
4. Трубы для обсадки водозаборных скважин.
У водопроводных и газопроводных (напорных) труб на станках
обрезают и обтачивают концы. Эти операции необходимы, так как при формовании на
трубоформовочной машине концы труб на длине около 50 мм имеют несколько меньшую
плотность, чем все тело трубы. Кроме того, для правильного соединения их в
трубопроводе торец трубы должен быть перпендикулярен к оси трубы.
Необходимость обтачивания концов труб на определенную длину
обусловлена также тем, что при сборке водопроводов концы труб соединяют
асбестоцементными или чугунными муфтами, а между наружной поверхностью трубы и
внутренней поверхностью муфты/устанавливают резиновые кольца. Чтобы резиновое
кольцо давлением воды или газа не вытеснялось из муфты, его надо равномерно и в
достаточной степени сжать по всей окружности. Это можно достигнуть только в том
случае, если концы труб будут иметь заданный наружный диаметр и правильную
цилиндрическую форму.
Безнапорные трубы при сборке трубопроводов соединяют без
резиновых колец. Поэтому у этих труб концы только обрезают, но не обтачивают.
Водопроводные трубы марки ВТ-9 соединяются как
асбестоцементными, так и чугунными муфтами; трубы марки ВТ-12, а также
газопроводные трубы соединяются только чугунными муфтами.
Водопроводные трубы марок ВТ-3 и ВТ-6, а также безнапорные
трубы соединяются асбестоцементными муфтами, которые изготовляют на заводах
асбестоцементных изделий.
Асбестоцементные трубы обладают высокой хрупкостью, поэтому
при их транспортировании, разгрузке и погрузке следует обращать особое внимание
на предохранение от ударов.
Каждая асбестоцементная труба должна иметь маркировку,
наносимую несмываемой краской, в которой указывается: наименование
предприятия-изготовителя, дата изготовления (месяц, год), марка. На каждой
трубе, должна быть надпись: "Не бросать!" На наружной поверхности
муфт указывается марка. При приемке труб их подвергают внешнему осмотру,
сверяют с сопроводительным - документом (сертификатом) проверяют на выборку
длину и диаметр.
Асбестоцементные трубы и муфты должны храниться на ровных
площадках в штабелях, раздельно по размерам и маркам. Трубы укладываются
горизонтальными, а муфты вертикальными рядами. Нижний ряд труб должен быть
закреплен.
Экономическая эффективность систем централизованного
теплоснабжения при современных масштабах теплового потребления в значительной
мере зависит от тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. Тепловая
изоляция служит для уменьшения тепловых потерь и обеспечение допустимой
температуры изолируемой поверхности. Тепловая изоляция оздоровляет условие
труда эксплуатационного персонала и позволяет сохранить высокие параметры
теплоносителя на большом удалении от источника тепла.
Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования тепловых
сетей применяется при всех способах прокладки независимо от температуры
теплоносителя. Теплоизоляционные материалы непосредственно контактируют с
внешней средой, для которой свойственны непрерывные колебания температуры,
влажности и давления.
В крайне неблагоприятных условиях находится теплоизоляция
подземных и особенно бесканальных теплопроводов. Виду этого теплоизоляционные
материалы и конструкции должны удовлетворять ряду требований. Соображения
экономичности и долговечности требуют, чтобы выбор теплоизоляционных материалов
и конструкций производился с учетом способов прокладки и условий эксплуатации,
определяемых внешней нагрузкой на теплоизоляцию, уровнем грунтовых вод,
температурой теплоносителя, гидравлическим режимом работы тепловой сети и др.
Материалы, используемые в качестве теплоизолятора, должны
обладать высокими теплозащитными свойствами и низким водопоглащением в течение
длительного срока эксплуатации. Водопоглащение гидрофобность (свойство
поверхностного водоотталкивания) имеют важное значение для сохранения начальных
теплофизических свойств теплоизоляционного материала и для экономии
теплоснабжения. Коэффициент теплопроводности большинства сухих изоляционных
материалов изменяется в пределах 0,05 Вт/м·єС, с увеличением теплопроводности
увеличивается иногда в 3 - 4 раза.
Теплоизоляционные свойства одних и тех же материалов
существенно ухудшаются и с увеличением объемной плотности. Тяжелая
теплоизоляция разрушающе действует на удерживающую сетку и проволоку, провисшая
теплоизоляция обрывается с трубопровода оборудования и не выполняет своего
прямого назначения. В связи с этим изоляционные материалы и бандажное крепление
(сетка, проволока) должны обладать высокой механической и коррозийной
стойкостью, способно противостоять воздействию внешней нагрузки и влажности.
Высокое требование предъявляются к химической чистоте
изоляторов. Изоляционные материалы, содержащие химические соединения, коррозийно
- агрессивные по отношению к металлу, не допускаются к применению, так как при
увлажнении эти соединения легко вымываются из теплоизоляции, попадая на
металлические поверхности, вызывают их коррозию. Наиболее агрессивными
элементами являются серные и сернистые окислы (SO3,
SO2), содержащиеся в большом количестве в
различных шлаках и минеральных ватах. Шлаки и ваты относятся к числу
качественных изоляторов, но содержание окислов серы более 3% делает их
непригодными для применения во влажных условиях. Некоторые заполнители, как
асбузурит, древесные опилки, камышит и другие, в основном органические
материалы при увлажнении изменяют структуру, растрескиваются и загнивают,
вследствие чего они также не рекомендуются для теплоизоляции.
Область применения тепловой изоляции определяется
температурной стойкостью вещества, способностью сохранять первоначальные
тепловые и механические свойства при высоких температурных теплоносителей.
Состояние тепловой изоляции и ее долговечность зависят так
же от режимов работы теплопровода. Практика эксплуатации показала, что
теплопроводы, периодически отключаемые на сезонные ремонты, коррозируют быстрее
непрерывно действующих.
В непрерывно действующих теплопроводах потоки тепла,
проходящие через слой изоляции, поддерживают ее в постоянно сухом состоянии. При
отключении сетей уменьшающиеся потоки тепла от остывающего теплоносителя не в
состоянии противостоять диффузии влаги с поверхности слоя изоляции к
поверхности труб.
Миграция влаги с поверхности слоя изоляции сопровождается вымыванием
водорастворимых химических элементов, которые при длительном отключении сетей
вызывают коррозию труб.
Теплоизоляционные материалы применяются в виде зернистых,
волокнистых и пастообразных масс, не обладающих необходимой строительной
прочностью, а также в виде штучных формовых изделий. Для закрепления материалов
на изолируемой поверхности труб и изделий и защиты их от коррозии необходимо
соответствующее конструктивное оформление теплоизоляции. В конструкцию
теплоизоляции входят: антикоррозийное покрытие металлических поверхностей,
основной изоляционный слой, армирующие и крепежные изделия, наружная отделка
изоляции. Операция по нанесению тепловой изоляции выполняются в определенной
технологической последовательности, разделяющейся на этапы:
1) подготовка труб или оборудования;
2) антикоррозийная защита;
3) нанесение основного слоя теплоизоляции;
4) наружная отделка конструкции.
Для городских и населенных пунктов по архитектурным
соображениям рекомендуется применять подземную прокладку теплопроводов. Независимо
от качества грунта, загруженности подземных коммуникаций и стесненности
проездов. Для промышленных площадок подземная прокладка используется при
высокой насыщенности подземных коммуникаций с целью упорядочения технологических
прокладок в одном коллекторе с теплопроводами.
Канальные прокладки предназначены для защиты трубопроводов
от механического воздействия грунтов и коррозийного влияния почвы. Стены
каналов облегчают работу трубопроводов, поэтому канальные прокладки допускаются
для теплоносителей с давлением до 2,2 МПа и температурой до 350єС.
Канальные прокладки делятся на проходные, полупроходные,
непроходные каналы.
Проходные каналы применяются при прокладке в одном
направлении не менее пяти труб большого диаметра. Совместная прокладка
городских сетей и теплопроводов удачно разрешает сложную проблему организации
подземного хозяйства крупных городов и вместе с тем обеспечивает долговечную их
службу и плановое строительство новых линий связи, проходные каналы используют
часто для прокладки теплопроводов под многоколенными железными дорогами и автострадами
с интенсивным движением транспорта, не допускающим вскрытия каналов и нарушения
работы узлов на период ремонта сетей.
Рис. 5. Проходной канал из железобетонных блоков.
Каналы сооружают из кирпича, монолита или
сборного железобетона. Общие коллекторы оборудуют монтажными
проемами, вентиляцией, освещением, телефонной связью и средствами водоотлива.
Полупроходные каналы применяют в стесненных условиях
местности, когда невозможно возведение проходных каналов. Их используют в
основном для прокладки сетей на коротких участках под крупными инженерными
узлами, не допускающими вскрытия каналов для ремонта трубопроводов. Материалы
для изготовления полупроходных каналов и принцип размещения в них коммуникаций
аналогичны проходным каналам.
Непроходные каналы имеют наибольшее распространение
среди других видов каналов. Каждый вид канала применяется в зависимости от
местных условий изготовления, свойств грунта, места прокладки. В непроходные
каналы укладывают трубопроводы тепловых сетей, не требующие постоянного надзора.
Сборные каналы со стенками из неармированного бетона, усиленной кирпичной
кладкой, прокладываются в слабых грунтах высокой влажностью. Оклеенная гидроизоляция
служит защитой от проникновения в канал грунтовой воды, воды атмосферных
осадков.
Каналы с прочными армированными конструкциями перекрытий и
стенок пригодны для повседневной прокладки, в том числе и под улицами,
площадями и под автодорогами местного значения. Подготовка основания из
фильтрующих материалов пол каналами предупреждает затопление тепловых сетей в
период максимального паводкового подъема уровня грунтовых вод. Каналы с
дренажной обсыпкой стенок и дренажной трубой предназначены для прокладок в зоне
грунтовых вод.
Отсутствие воздушного зазора между стенками каналов и
тепловой изоляцией в конструкциях, ухудшает вентиляцию воздуха и подсушку
изоляции, вследствие чего тепловая изоляция постоянно находится во влажном
состоянии.
Вода, попавшая в каналы, частично испаряется и в виде
конденсата выпадает на холодных стенках. Конденсат, падая с перекрытия на
трубопроводы, увлажняет тепловую изоляцию, поэтому необходимо проектировать
такие формы стенок каналов, чтобы капель не попадала на тепловую изоляцию. Сводчатая
форма перекрытия наиболее удобна для организованного стока такой влаги на дно
канала.
Глубина заложения каналов принимается исходя из минимального
объема земляных работ и надежного укрытия от раздавливания транспортом. Наибольшее
заглубление от поверхности земли до верха перекрытия каналов в любом случае
принимается не менее 0,5 м.
Фланцы применяются для присоединения на различной фланцевой
арматуры. Подбираются фланцы по условным проходам и давлениям, на которые
рассчитаны трубы. В водяных тепловых сетях и паропроводах с Ру<2,5
МПа наибольшее распространение получили плоские приварные фланцы, которые
устанавливаются с недоводом трубы до уплотнительного торца на величину Н. Недовод
трубы устраняет попадание натеков сварочного грата на уплотнительные плоскости,
при которых ухудшается герметичность фланцевого соединения. Фланцевые
соединения по плотности и прочности уступают, сварным соединениям их применение
облегчает смену арматуры при ремонтных операциях.
Рис. 6. Фланцы:
а) плоский приварной; б) приварной встык; в) свободный на
приварном кольце
Фланцы трубопроводов по конструкции и способу присоединения
к трубам в соответствии с ГОСТ 12815-80* подразделяются на плоские приварные,
которые привариваются к трубам двумя швами; приварные встык; свободные на приварном
кольце. В трубопроводах из легированных сталей применяют свободные фланцы,
опирающиеся на отбортованный конец трубы. Фланцы, соединяемые с трубой на
резьбе, используют преимущественно для трубопроводов высокого давления.
Для взаимозаменяемости фланцев трубопроводах различного
назначения их размеры - наружный диаметр, диаметр болтовой окружности, число и
диаметр болтовых отверстий - стандартизированы. Типы присоединительных литых
фланцев арматуры и технологического оборудования приведены в ГОСТ 12819-80 - из
серого чугуна, в ГОСТ 12818 - 80 - из ковкого чугуна, в ГОС | 
