книги из ГПНТБ / Андреев, Г. С. Запорная арматура

УДК 621.646.1.004 : 621.532.3

Андреев Г. С. Запорная арматура. Изд. 2-е, перераб. п доп. Л., «Недра», 1974. 144 с. (Библиотека эксплуатационника магистрального газопровода).

Книга содержит основные сведения по классификации, устройству, эксплу­ атации и ремонту запорной арматуры, применяемой ыа магистральных газопро­ водах. Рассмотрены новые типы запорных устройств, приспособлении для дистан­ ционного управления запорными устройствами н автоматов закрытиякранов. Второе издание дополнено сведениями о кранах больших диаметров отечественного и зарубежного производства.

Книга рассчитана на широкий круг инженерно-технических работников, занятых строительством и эксплуатацией газопроводов, и может служить прак­ тическим руководством для начальников, мастеров и работников ремонтно­ восстановительной службы газопроводов. Она может быть использована также при курсовом и индивидуальном обучении ремонтного и эксплуатационного персонала магистральных газопроводов.

Таблиц 47, иллюстраций 73, список литературы — 13 назв.

М. А. II е ч а е в, Е. II. Т и х о м и р о в

© Издательство «Недра», 1974

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

С каждым годом в Советском Союзе увеличивается добыча при­ родного газа, строятся и вводятся в эксплуатацию тысячи кило­ метров магистральных газопроводов, постоянно растет армия работ­ ников, обслуживающих их.

В связи с нехваткой книг для кадров массовых профессий Ленин­ градское отделение издательства «Недра» совместно с Ленинградским управлением магистральных газопроводов в 1963 г. предприняло издание серии «Библиотека эксплуатационника магистрального газопровода», посвященной эксплуатации и ремонту магистральных газопроводов.

Книги, входящие в «Библиотеку», освещают вопросы организации эксплуатации магистральных газопроводов, их продувки и испыта­ ния, обслуживания линейной части, ведения огневых и газоопасных работ, эксплуатации и ремонта газомоторпых, электропрпводных, газотурбинных компрессорных станций, газораспределительных стан­ ций, а также вопросы связи на магистральных газопроводах, электро­ защиты, телемеханики. В отдельных книгах описываются хими­ ческий контроль на магистральных газопроводах и компрессорных станциях, экономика дальнего транспорта газа, техника безопас­ ности и охрана труда и т. д.

Книги «Библиотеки» в основном предназначены для подготовки и повышения квалификации кадров массовых профессий — мастеров, операторов, слесарей и других категорий эксплуатационного и ремонтного персонала. Отдельные выпуски рассчитаны на инже­ нерно-технических работников магистральных газопроводов.

В течение 1963—1973 гг. выпущена в свет 31 книга. Учитывая, что спрос на «Библиотеку» растет, издательство с 1965 г. начало переиздание отдельных выпусков. Наряду с этим продолжается издание новых книг.

ГЛАВА I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЕ

Трубопроводная арматура представляет собой приспособления, которые монтируются на трубопроводах, котлах, резервуарах и других. устройствах, находящихся под давлением, для включения и отключения отдельных участков трубопровода, регулирования расхода и давления среды, указания и регулирования уровня жидко­ стей, изменения направления движения транспортируемой по трубо­ проводам среды и т. д. Наиболее распространенным видом арматуры является запорная.

К запорной трубопроводной арматуре относятся устройства, предназначенные для отключения одной части трубопровода от дру­ гой, для включения и отключения технологических установок, аппаратов и сосудов.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ

КЗАПОРНОЙ АРМАТУРЕ

Кособенностям работы запорной арматуры на магистральных газопроводах относятся высокое давление транспортируемого газа, высокая температура газа на выходе из компрессорной станции, наличие в составе газа компонентов, вызывающих коррозию металла, наличие влаги и механических примесей.

Всвязи с этим к запорной арматуре магистральных газопроводов

предъявляются следующие требования.

1.Надежность отключения. Арматура должна обеспечивать гер­ метичное отключение дефектного участка газопровода, сосуда или аппарата от технологических трубопроводов во избежание поступле­ ния к месту ремонтных работ газа, который может загореться, взорваться или вызвать отравление персонала.

2.Сохранение герметичности. Магистральные газопроводы рас­ считаны на длительную эксплуатацию, поэтому и запорная арматура должна долго сохранять герметичность.

3.Обеспечение минимального гидравлического сопротивления. Большое количество запорной арматуры на магистральном газо­

5

4. Надежность в эксплуатации. Конструкция арматуры должна обеспечивать удобство ее обслуживания и ремонта, быстрое открытие и закрытие. При ручном управлении запорной арматурой усилия не должны превышать допустимых норм.

5. Равнопроходиость с газопроводом. Для обеспечения прохода очистных шаров или продувочных ершей в период эксплуатации газопровода диаметр запорного устройства должен соответствовать диаметру трубы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ

Применяемая на магистральных газопроводах запорная арматура различается по конструктивным особенностям, условному давлению, условному проходу, типу привода и ряду других признаков.

Каждый вид запорной арматуры состоит из двух основных эле­ ментов: исполнительного устройства и привода.

Исполнительное устройство представляет собой закрытый корпус, внутри которого перемещается затвор. Корпус обычно имеет два (иногда более) присоединительных конца, при помощи которых он плотно закрепляется в трубопроводе. Исполнительное устройство, предназначенное для герметичного разобщения частей трубопровода, называется запорным. В запорных устройствах поверхности затвора и седла, соприкасающиеся во время герметичного разобщения частей трубопровода, называются уплотнительными н являются запорной парой.

Привод представляет собой механизм, перемещающий затвор внутри исполнительного устройства относительно седла кор­ пуса.

Конструктивные особенности исполнительных устройств опре­ деляются направлением перемещения затвора относительно седла. В связи с этим различают следующие типы исполнительных устройств запорной арматуры.

Вентильный (рис. 1, а), при котором затвор перемещается посту­ пательно вдоль оси прохода седла. Запорный узел с таким типом исполнительного устройства носит название вентиля. Вентили отличаются незначительным коэффициентом трения и требуют при­ водов небольшой мощности, однако изменение направления потока создает в них повышенное гидравлическое сопротивление.

Задвижечный (рис. 1, б), при котором затвор перемещается в пло­ скости, перпендикулярной к оси прохода седла, скользит по нему. Запорные устройства, работающие по этой схеме, применяются в таком широко распространенном виде арматуры, как задвижки различных моделей. Задвижки характеризуются небольшим гидра­ влическим сопротивлением и незначительным коэффициентом' трепня, который может быть еще более снижен с помощью различных смазок. Смазка ие только уменьшает коэффициент трения, а следовательно, и требуемые усилия для открытия (закрытия) арматуры, но и герме­ тизирует соединение затвора с седлом.

6

Крановый (рис. 1, в), при котором затвор, представляющий собой пробку, вращается в седле вокруг своей оси. Характерной особенностью запорного устройства этого вида (типичный пример — пробковый кран) является постоянный контакт затвора с седлом. Это обусловливает относительно высокий коэффициент трения, который можно значительно снизить с помощью различного рода уплотнительных смазок.

Рис. 1. Типы исполнительных (запорных) устройств: а — вентильный; б — задвнжечпый; в — крановый;

г— заслоночный.

Кэтой арматуре относятся и шаровые краны, в которых затвор, имеющий форму шара, находится в постоянном контакте с двумя седлами О-образной формы.

Заслоночный (рис. 1, г), при котором затвор, представляющий собой диск, вращается вокруг оси, расположенной в проходе седла. Такой вид запорного устройства применяется в обратных клапанах.

Условный проход также является одной из основных характери­ стик запорной арматуры (ГОСТ 355—67). Под условным проходом арматуры, фитингов и трубопроводов понимают минимальный вну­ тренний диаметр указанных деталей, а в запорной арматуре — мини­ мальный внутренний диаметр присоединительных концов.

Втабл. 1 приведены величины условных проходов для стальных

ичугунных труб, арматуры, фитингов, а также деталей машин, приборов и аппаратов, соединяемых с трубами и арматурой. В стан­ дарте указаны размеры резьбы для труб и арматуры применительно

кусловным проходам до 300 мм включительно. Условный проход

7

Таблица l

Условные проходы арматуры, фитингов н трубопроводов (ГОСТ 355—67)

обозначается Dy. Например, условный проход 100 мм мы выразим как Dу = 100. Внутренние размеры проходов в запорной арматуре определяются конструктивными соображениями и необходимостью обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление. Характер транспортируемого продукта и условия эксплуатации трубопровода определяют особые требования к проходному сечению арматуры.

Проходной канал арматуры имеет большое значение, если трубо­ провод, на котором она смонтировала, подвергается внутренней очистке скребками. По форме и сечению проходного канала запорную арматуру можно разделить па две группы: с полностью п частично открывающимся каналом. Арматура с полностью открывающимся проходным каналом может быть полнопроходной и полиооткрьтвающейся.

Полпопроходная арматура имеет цилиндрический проходной канал, соответствующий внутреннему диаметру трубопровода. Такая арматура характеризуется очень незначительным перепадом давле­ ний и обусловливает минимальную турбулентность потока. Полнопроходиая арматура меньше загрязняется твердыми включениями, содержащимися в газе, и обеспечивает беспрепятственное прохож­ дение скребков, шаров и других очистных устройств. Полиопроходпымн выпускаются клиновые и параллельные задвижки, большин­ ство шаровых и некоторые модели пробковых кранов.

По сравнению с полнопроходиой полпооткрывающаяся арматура имеет канал, отличающийся по конфигурации или площади попереч­ ного сечения от канала трубопровода. Сюда относится большинство пробковых кранов, вентилей, некоторые модели шаровых кранов

8

и задвижек, а также арматура с проходным каналом в виде трубки Вентури. Применение арматуры этого вида целесообразно в том случае, если повышенный перепад давления, связанный с уменьше­ нием сечения проходного канала по сравнению с сечением присоеди­ нительных концов, не влияет па эксплуатационный режим газо­ провода.

Примером частично открывающейся арматуры является трех­ ходовой обратный клапан.

Условное давление устанавливается по ГОСТ 356—68 в зависи­ мости от рабочего давления, па которое рассчитано исполнительное устройство, температуры среды и свойств материала запорной арма­ туры. Запорная арматура и соединительные части трубопроводов должны изготавливаться на следующие условные давления, кгс/см2 (избыточные): 1; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 64; 100; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 640; 800 и 1000.

За условное давление принимается наибольшее допустимое рабочее давление среды при температурах (°С): для стали — до 200, для чугуна, бронзы и латуни — до 120.

гидравлическому испытанию на прочность и плотность материала водой при температуре ниже 100° С. Величина пробного давления рпр устанавливается в зависимости от условного давления рпр «=* 1,5ру. В особых случаях эксплуатации, когда арматура может испытывать динамические нагрузки (гидравлические удары, сотрясения, пуль­ сирующие давления), а также при движении по трубопроводу среды, которая в силу своих специфических свойств (ядовитость, коррозион­ ная активность и др.) требует особых мер предосторожности, вели­ чина рабочего давления устанавливается органами технического надзора по специальным техническим условиям с поправочными коэффициентами.

Методы испытаний арматуры на прочность и герметичность, их продолжительность, возможиость замены воды другими средами, а также величина испытательного давления на герметичность уста­ навливаются стандартами па изделия п л и техническими условиями.

Примеры обозначения условного и пробного давлений по стан­ дарту:

В табл. 2 приведены давления условпые, рабочйе и пробные для арматуры и соединительных частей трубопроводов в зависимости от свойств металла и температуры среды по ГОСТ 356—68.

Соединение труб с аппаратом, сосудом или запорной арматурой может быть разъемным и неразъемным. К разъемным соединениям

9