книги из ГПНТБ / Алексеев Н.И. Трубопроводчик судовой учеб. пособие

Конструкция такой трубы показана на рис. 60. Для труб систем, проводящих агрессивные среды (забортную воду и др.), угол скоса сектора р принимается равным 11° 15', для труб, проводящих не­ агрессивные среды, — 15°.

Угол скоса сектора в некоторых случаях может указываться в чертежах систем. Как видно из рисунка, на концах прямых участ­ ков труб, примыкающих к колену, сваренному из секторов, также предусматриваются скосы, что позволяет сократить количество секторов и упростить пригонку.

б)

Рис. 60. Труба, сваренная из сек­ торов: а — общий вид трубы; б — сектор.

Резку секторов выполняют на установках, станках или вручную. Для машинной резки применяют газорезательные установки, станки типа Буг-1 и расточные станки, снабженные специальными при­ способлениями для зажима труб. Как правило, на этом оборудова­ нии производится также снятие фасок с кромок секторов. Углы скоса секторов при резке определяются соответствующей настрой­ кой оборудования.

Ручную резку выполняют по предварительной разметке с по­ мощью ацетилено-кислородных и плазменных резаков. Разметку секторов осуществляют по плоским шаблонам — разверткам, изго­ товляемым из жести или тонколистовой стали для каждого диаметра трубы и угла скоса сектора. При разметке шаблона за диаметр трубы принимается ее средний диаметр (при толщине стенки больше 3 мм).

Базой при сборке секторов служит внутренний диаметр трубы. Сборка колен и труб из секторов производится по проволочному шаблону или по эскизу. Для возможности подварки и зачистки внутренних швов сначала осуществляют предварительную сборку; положение секторов фиксируют прихватками или разметкой. Затем трубу или колено разбирают и последовательно приваривают каждый сектор двусторонним швом и зачищают внутренний шов. При одно­ сторонней сварке предварительная сборка не делается.

120

Для получения более плавной линии погиба и сокращения затрат на изготовление сварных труб и колен из секторов допускается вырезать последние из предварительно изогнутых труб, радиус погиба которых принимается в два раза больше требуемого радиуса колена. При этом для труб забортной воды суммарный угол скоса сектора 2(3 не должен превышать 22°'30'.

§ 17. Пригонна труб

Операция пригонки выполняется с целью определения и фикси­ рования положения фланцев или колец и мест расположения от­ ростков и деталей соединений на трубах, а для забойных труб, кроме того, с целью уточнения (прирезки) их длины. Таким образом, в про­ цессе пригонки осуществляется и сборка труб с отростками и де­ талями соединений. При пригонке производится проверка правиль­ ности конфигурации труб и положения путевых соединений, увязка (согласование) с предметами насыщения и смежными трубопроводами.

Пригонка забойных труб выполняется только после окончатель­

конфигурации, размера и материала труб и вида соединений. Перед пригонкой трубы должны пройти гибку и все необходимые

операции обработки (например, раздачу или обжатие, зиговку, зачистку под сварку или пайку и др.).

Пригонка труб по месту (промежуточная пригонка на судне).

Этот метод применяется в основном для труб, масса которых не превышает 20 кг, имеющих приварные фланцы или свободные фланцы на приварных кольцах, а в отдельных случаях — для стальных труб со штуцерными соединениями.

Перед пригонкой производятся (если требуется) расточка вну­ треннего диаметра приварных фланцев и колец по фактическому наружному диаметру трубы и комплектация деталей соединений, очищенных от консервирующей смазки.

Трубы доставляют в помещение судна и с надетыми на них флан­ цами (кольцами) устанавливают на временных подвесках или опорах в соответствии со сборочно-монтажным чертежом и местными усло­ виями. В случае необходимости изготовляют леса или подмости. Временное крепление труб диаметром до 32 мм можно выполнять металлической проволокой.

В первую очередь пригоняют трубы магистрального участка системы, во вторую — трубы ответвительных участков. ,

В зависимости от насыщенности помещения судна, а также от диаметра, материала и длины пригоняемых труб число подлежащих одновременной пригонке труб на участке трубопровода составляет от 3 до 10. Остальная партия труб этого участка может пригоняться только после полного изготовления в цехе и предварительной уста­ новки по месту предыдущих труб.

121

Фланцевые соединения незабойных труб собирают на двух­ трех временных болтах. При этом между фланцами (кольцами) устанавливают временные прокладки, которые по толщине соответ- ' ствуют штатным. Положение фланцев и колец относительно трубы фиксируют прихватками или причерчиванием (с помощью чертилки), которое выполняют вдоль кромки фланца (кольца) сплошной ли­ нией по наружной поверхности трубы. Для приварных фланцев дополнительно наносят общую риску на трубе и фланце, фиксиру­ ющую положение отверстий под болты на последних. Количество прихваток, выполняемых электросваркой на наружной стороне трубы, составляет 3—4 и зависит от ее диаметра.

После проверки конфигурации труб и правильности расположе­ ния их путевых соединений по отношению к предметам насыщения определяют и фиксируют места присоединения отростков и ответви­ тельных деталей соединений. Допускаемые величины несоосности соединяемых концов труб и непараллельности уплотнительных поверхностей приварных соединений приведены в табл. 23. По отношению к оси трубы уплотнительные поверхности фланцев (колец) должны располагаться под углом 90°; отклонение не должно превышать 1,0 мм (на величину диаметра уплотнительной поверх­ ности фланца или кольца), а для труб диаметром 400 мм и более при рабочем давлении среды до 0,6 МПа (6 кгс/см2) включительно — до 2,0 мм. Однако допускается перекос уплотнительных поверхностей фланцев (колец), устанавливаемых внахлестку, на всю величину зазора между их внутренним диаметром и трубой для прямых труб с давлением среды не более 0,6 МПа (6 кгс/см2), присоединяемых к приварышам и стаканам и проходящим вблизи палуб и переборок, имеющих седловатость или погиб.

Отверстия под отростки рекомендуется размечать очерчиванием

наложенного на трубу заранее изготовленного отростка с учетом толщины его стенки.

Допускается прихватка отростков электросваркой к трубе в тех случаях, когда обеспечивается возможность вырезки отверстия через отросток и обработки его кромок.

Как упоминалось, пригонку забойных труб производят после установки нафалыииво полностью изготовленных остальных труб для ^каждой линии трубопровода. Кроме изложенных операций, забойные трубы прирезают по месту. Разметку забойных труб под обрезку выполняют с помощью чертилки и шаблона, изготовленного из полосы гибкого материала (жести, картона и т. п.). Обрезку при­ пусков на стальных трубах осуществляют газовым резаком, медных или медно-.никелевых — отрезным наждачным кругом, укрепленным на пневматической машинке, а на трубах небольших диаметров — вручную, слесарной ножовкой.

Для зачистки кромок после газовой резки используют пневмо­ машинку с абразивным камнем. Рез должен быть перпендикулярен

к оси трубы, а заусенцы и грат на кромках необходимо зачи­ стить.

122

Места расположения на трубе деталей соединений перед их

установкой под прихватку зачищают металлической щеткой или наждачной бумагой.

При транспортировке в цех труб, пригнанных по месту, следует принимать меры, предотвращающие их деформацию и смещение прихваченных деталей соединений. С этой целью трубы рекомендуется доставлять в специальных контейнерах.

Пригонка труб по макетам. Под макетом понимается приспособле­ ние, состоящее из штатных или фальшивых фланцев и скрепляющих их прямых или изогнутых связей (каркасных или осевых), с помощью

которого определяется и фиксируется положение концевых фланцев и фланцев отростков. Макеты собирают и устанавливают по месту взамен пригоняемой трубы. Они применяются, как правило, для забойных труб диаметром более 40 мм с приварными фланцами и диа­ метром свыше 100 мм со свободными фланцами, а также для линий трубопроводов, размещенных в помещениях с высокой степенью насыщения, для которых требуется повышенная точность изготовле­ ния. При пригонке по макетам устанавливают временные прокладки, равные по толщине штатным.

щенную и облегченную конструкцию, трубы. Его основными частями являются стержень 2, раскрепленный для жесткости приварной распоркой 3, фальшфланцы / и диски 4. В качестве стержня приме­ няют стальные трубы (реже, круглая сталь) диаметром 14—25 мм, а при длине более 5—6 м или сложной конфигурации— трубы диа­ метром 32—50 мм с целью обеспечения необходимой жесткости.

Фальшфланец представляет собой диск, размеры которого (на­ ружный диаметр, расположение и диаметр отверстий под болты) соответствуют штатному фланцу трубы.

Диски выполняют в виде шайб, диаметр которых равен наруж­ ному диаметру пригоняемой трубы. Диски можно перемещать вдоль стержня; их крепление производится с помощью стопорного винта втулки, скрепленной с диском.

Шаблон-макет пригоняют и собирают по месту. В отличие от проволочного (контурного) шаблона стержень шаблон-макета изги-

123

бается по геометрической оси трубы, а не по ее образующей. Гибку стержня из круглой стали осуществляют по месту, стержня из трубы — по месту на переносном приспособлении, а также вручную с нагревом ацетилено-кислородной горелкой, или в цехе по про­ волочному гибочному шаблону, снятому с места, на трубогибочных станках.

По осевым шаблон-макетам изготовляют проволочные шаб­ лоны 1 для гибки труб, выполненные по их образующим (рис. 62); длину шаблона уточняют по шаблон-макету 2, установленному на

изготовленных отростков. Для вырезки отверстий трубу снимают со стенда, а затем снова, укладывают на нем в прежнее положение для прихватки (причерчивания) отростка и его фланца.

Пригонка трубы может производиться также с помощью контр­ фланцев, устанавливаемых в позиционеры стенда или приспособле­ ния, что особенно рационально при наличии фланцев типа «выступ— впадина». В этом случае штатные фланцы, надеваемые на трубу, крепят с контрфланцами болтами.

Использование контрфланцев позволяет снимать шаблон-макет или пригнанную трубу без перемещения позиционеров. Для этой же цели трубу с фланцами типа «выступ—впадина» присоединяют к контрфланцам по принципу выступ в выступ или впадина во впа­ дину. С помощью шаблон-макетов можно пригонять одновременно весь участок трубопровода.

Каркасные макеты (рис. 63) бывают двух видов: с прямыми и изогнутыми связями. Макеты изготовляют с двумя-тремя связями. Для прямых связей применяют угловую и круглую сталь, для изо­ гнутых — стальные трубы диаметром 22—50 мм и круглую сталь диаметром 16—20 мм.

Каркасные макеты собирают и пригоняют по месту. При этом на присоединительные места забойной трубы (фланцы механизмов, устройств, арматуры, соседних труб и т. п.) устанавливают и кре­ пят временными болтами ее штатные фланцы, к которым пригоняют

124

гонку. Этот конец отростка обрабатывают под сопряжение с трубой с таким расчетом, чтобы при его установке на трубу между плоско­ стями кольца и свободного фланца образовался зазор около 1,5 мм, компенсирующий усадочные деформации при приварке отростка к трубе. Зазор обеспечивается с помощью специальной шарнирной вилки толщиной 1,5 мм, устанавливаемой между кольцом и фланцем, или временными прокладками.

Цветным карандашом вычерчивают внешний контур линии со­ пряжения отростка с трубой. После снятия отростка на трубе вы­ черчивают внутренний контур сопряжения, параллельный внешнему и отстоящий от него на величину, равную толщине стенки трубы отростка плюс припуск на обработку кромок. Затем вырезают полу­

ченное таким образом отверстие и зачи­ щают его кромки. Для стальных труб при­ меняют ацетилено-кислородную резку, для медных и медно-никелевых — плаз­ менную. Кромки зачищают укрепленными на пневмомашинах абразивным камнем и проволочной щеткой, а также напильни­ ком.

Далее производят прихватку колец и отростка к трубе. Прихватки, скрепляющие каркасные связи с фланцами, срубают, зачищают места сварки (прихватки) на фланцах, и пригнанную трубу отправ­ ляют на сварку и последующие операции.

На рис. 65 показан способ крепления связей каркасного макета к фланцам тру­ бы, изготовленным из цветных сплавов (АМг, латуни). Стальной

угольник 4, приваренный к стальной связи 5, крепится к фланцу 1

посредством болта 2, высота головки которого равна толщине s прокладки, и гайки 3.

При изготовлении макетов, как осевых, так и каркасных, сле­ дует в случае необходимости устанавливать на них в наиболее стес­

ненных местах, проходящих вблизи предметов насыщения поме­ щения, ограничители.

Пригонка труб по гибочным (контурным) шаблонам. Этот метод используется для труб систем, расположенных в малонасыщенных

помещениях судна и для которых не требуется значительная точность изготовления.

Как правило, метод применяется для труб со штуцерными, резьбовыми, дюритовыми и сварными соединениями, а также для незабойных труб диаметром до 100 мм со свободными фланцами на

приварном кольце или отбортованной трубе. Метод исключает пригонку труб по месту.

После гибки трубы размечают по гибочным шаблонам с учетом необходимых припусков и отрезают в размер. Во избежание дефор­ мации гибочные шаблоны, имеющие сложную конфигурацию или

126

значительную длину, должны раскрепляться приварными распор­ ками (связями).

Пригонка (сборка) труб по рабочим чертежам и эскизам. Если имеются рабочие чертежи или эскизы, содержащие данные по конфи­ гурации трубы и местоположению деталей соединений, сборку труб с деталями выполняют в цехе на специальном стенде.

Подгибка труб на судне. При выполнении операций пригонки по месту или предварительной установке устранение некоторых, погрешностей, допущенных в процессе изготовления труб, можно производить путем их подгибки. Способы выполнения подгибки зависят от материала и диаметра труб.

Стальные и биметаллические трубы подгибают с помощью мест­ ного нагрева ацетилено-кислородными горелками или в переносной электропечи в интервалах температур: 1050—700° С — для сталь­ ных труб, 850—580° С — для биметаллических. Нагрев производят при непрерывном перемещении горелки; при этом зона белого пла­ мени не должна приближаться к поверхности трубы на расстояние менее 10 мм.

Медные, медно-никелевые трубы и трубы из алюминиевых спла­ вов подгибают в холодном состоянии. Подгибка труб диаметром до 50—60 мм выполняется на судне с помощью приспособлений; под­ гибка труб больших диаметров — в цехе на трубогибочных станках или прессах.

При подгибке стальных труб температура нагрева должна кон­ тролироваться оптическим пирометром ОППИР-09. Нагрев биме­ таллических труб более 850° С запрещается.

§ 18. Сварка труб

Сварка, являющаяся одним из высокопроизводительных техноло­ гических процессов, применяется для получения неразъемных со­ единений труб между собой, а также с деталями соединений и от­ ростками. Использование сварки позволяет существенно снизить трудоемкость работ и получить значительную экономию металла.

Сварку можно подразделить на две основные группы: с приме­ нением давления и плавлением.

Из всех разновидностей сварки с применением давления для^

с помощью рентгеноили гаммаграфирования.

Применительно к трубам наиболее распространенными являются

127

и электроду между ними образуется электрическая дуга, расплавля­

ющая конец электрода (или присадочной проволоки) и свариваемый металл.

Дуговая сварка по способу Н. Г. Славянова предусматривает применение плавящегося металлического электрода, укрепленного в электрододержателе. Расплавленный металл электрода заполняет зазор между свариваемыми деталями, образуя сварной шов. Электрод имеет специальное покрытие, при расплавлении которого образуются шлаки, предохраняющие жидкий металл от вредного действия кисло­ рода и азота окружающего воздуха и одновременно удаляющие окислы из металла шва.

Дуговая сварка по способу Н. Н. Бенардоса выполняется с по­ мощью неплавящегося (угольного, графитового) электрода, соеди­ ненного с электрододержателем, и металлической присадочной про­ волоки, которая при расплавлении образует сварной шов.

Последний способ сварки отличается низкими механическими

Дуговая сварка может быть также автоматической или полу­

зуется также между плавящимся электродом, роль которого выпол­ няет сварочная поволока, и свариваемыми деталями.

Слой флюса, под которым происходит горение дуги и плавление металла, позволяет снизить потери тепла в окружающую среду, защитить расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха, удалить из жидкого металла шва окислы путем их взаимо­ действия с расплавленным флюсом.

При автоматической сварке под флюсом подача проволоки и флюса производится сварочной головкой, перемещающейся вдоль шва автоматически. Этот способ позволяет получать высокую про­ изводительность сварки и хорошее качество шва. При полуавтома­ тической сварке под флюсом сварочная проволока механически подается к электрододержателю, скрепленному с воронкой для флюса, куда периодически насыпаются порции флюса. Перемещение электрододержателя вдоль шва выполняется сварщиком. Полуавтома­ тическая сварка под флюсом применяется для сварки стали тол­

ствия с окружающим воздухом вместо флюса используют защитные газы. Эти газы подразделяют на две основные группы: инертные (аргон, гелий) и активные (углекислый газ, азот, водород, кислород).

Дуговая сварка в защитных газах, являющаяся сейчас одним из наиболее прогрессивных способов, может осуществляться с пла­ вящимся и неплавящимся электродами. Сварка с плавящимся электродом выполняется с помощью автоматов и полуавтоматов, как правило, в среде инертных газов. Сварка неплавящимся элек-

128

тродом производится вручную или (реже) автоматами с использо­ ванием как активных, так и инертных газов.

Сварка в защитных газах, которой могут подвергаться все ме­ таллы и сплавы (стали углеродистые и легированные, медь, сплавы медные, никелевые, алюминиевые и т. п.), обеспечивает получение

кромок свариваемых изделий и конца присадочной проволоки полу­ чают сжиганием смеси кислорода с горючим газом (обычно ацети­

леном), пламенем которой также защищается от воздействия окру­ жающего воздуха сварочная ванна.

Несмотря на то, что основным более экономичным и произво­ дительным способом получения неразъемных соединений труб яв­ ляется электрическая сварка, вытесняющая газовую, последняя еще широко применяется при сварке тонкостенных труб небольшого диаметра. Преимуществами газовой сварки являются несложное

выполнении неразъемных соединений труб с фланцами, кольцами, ниппелями и штуцерами, изготовленными из цветных сплавов! трудно поддающихся электросварке, например, из латуни марок ЛМц58-2 (ниппели и штуцера) и ЛК80-ЗЛ (фланцы и кольца). Такая пайка выполняется для судовых систем, не транспортирующих

забортную воду, с помощью присадочного материала марки ЛОК59-1 -0,3.

В отдельных случаях для труб забортной воды пайка осуществ­ ляется серебряным припоем ПСр45 или латунным ЛКФ85-4-0.3.

Газовая пайка производится на таком же оборудовании, что и газо­ вая сварка.

Основные виды сварных соединений приведены в табл. 15.

Для труб из^углеродистых (10 и 20) и низколегированных (15ХМ и 12МХ) сталей применяются следующие способы сварки:

ручная дуговая (трубы с трубами, концевыми и ответвительными деталями соединений, отростками);

автоматическая и полуавтоматическая плавящимся электродом под флюсом (трубы с фланцами);

полуавтоматическая плавящимся электродом в углекислом газе (все виды соединений при наружном диаметре труб не менее 22—25 мм и толщине стенки от 2 мм и выше);

контактная стыковая электрическая оплавлением (трубы с кон­ цевыми деталями соединений);

газовая (трубы с трубами и фланцами при наружном диаметре трубы менее 57 мм, а также штуцерными концевыми и ответвитель­ ными деталями соединений и отростками при наружном диаметре трубы менее 22 мм или толщине ее стенки не более 2 мм).

При ручной дуговой сварке труб из сталей 10 и 20 используются электроды марок УОНИ 13/45, УОНИ 13/45А (тип Э42А), из сталей 15ХМ и 12МХ — электроды марки УОНИ 13/45МХ. Автоматическая и полуавтоматическая сварка труб из сталей 10 и 20 производится