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

судовых трубопроводов принят следующий ряд условных давлений:

и ограничительных нормалей, в которых также указаны материал элементов, их размеры и область применения.

§ в. Материалы для изготовления труб

Для трубопроводов судовых систем и систем судовых энергети­ ческих установок применяются трубы стальные, медные, медноникелевые, латунные, биметаллические, из алюминиево-магние­ вых сплавов, пластмассовые. Трубы большого диаметра системы охлаждения забортной водой изготовляют из медных листов, кото­ рые вальцуют и сваривают. Для труб систем вентиляции, имеющих прямоугольное сечение, используют тонколистовой материал из стали или алюминиевого сплава.

На судостроительный завод поступают прямые трубы-заготовки, которые в процессе обработки подвергаются гибке, отрезке, приварке соединительных деталей, пригонке. Качество труб и область их при­

менения определяются способом изготовления труб на металлурги­ ческих заводах.

Стальные трубы различают сварные и бесшовные. Сварные трубы по способу получения сварного шва делятся на сваренные внахлестку

на прокатном стане (водогазопроводные трубы) и электросварные.

Бесшовные трубы подразделяют на горячекатаные и холодно­ тянутые. Первые изготовляются путем раскатки цилиндрической заготовки в трубную заготовку с последующей прокаткой ее на тру­ бопрокатных станах. Горячекатаные трубы имеют несколько шеро­ ховатую наружную поверхность с мелкой вдавленной окалиной. Холоднотянутые трубы представляют собой горячекатаные трубы, прошедшие дополнительный процесс волочения в волочильных ста­ нах, отжиг и травление; поверхность этих труб гладкая и чистая.

Медные трубы выполняют бесшовными, холоднотянутыми или прессованными. Трубы из биметалла (сталь—медь) изготовляют ме­ тодом ^совместной прокатки стальной заготовки с вставленной в нее

медной гильзой. Плакировочный слой меди имеет толщину 0,6— 0,8 мм.

Трубы для трубопроводов систем проектировщики выбирают в зависимости от проводимой среды, ее давления и температуры. Выбор материала арматуры для трубопроводов систем зависит от температуры рабочей среды.

20

§ 7. Сортамент труб

Для судовых систем и трубопроводов применяются следующие

бесшовные горячекатаные (ГОСТ 8731—66 и ГОСТ 8732—70), холоднотянутые и холоднокатаные из углеродистой стали обычной и повышенной точности изготовления (ГОСТ 8733—66, ГОСТ

8734 58, ГОСТ 5654 51, ГОСТ 1060—53) при температуре рабочих сред не выше 425° С;

бесшовные из легированных и нержавеющих сталей горячека­ таные (ГОСТ 9940—62), холоднотянутые и холоднокатаные (ГОСТ 9941—62) при температуре рабочей среды более 425° С или при дру­ гих условиях, когда нельзя применять трубы из углеродистой стали; электросварные из углеродистых сталей (ГОСТ 10704—63, ГОСТ 10705 63, ГОСТ 10706—63) при температуре рабочей среды не выше

425 С и условных давлениях не более 1,6 МПа (16 кгс/см2); водогазопроводные (газовые) из углеродистых сталей обыкновен­

ные^ усиленные (ГОСТ 3262—62) при температуре рабочей среды до 425° С и условных давлениях, не превышающих 1,6 МПа (16 кгс/см2);

медные (ГОСТ 617—64) при температуре рабочей среды не более

250 С;

медно-никелевые по ГОСТ 17217—71 при температуре рабочей среды не выше 350° С;

бесшовные биметаллические (сталь—медь) при температуре ра­ бочей среды не более 350° С;

из алюминиевых сплавов (ГОСТ 1947—56, ГОСТ 4773—65) при температуре рабочей среды не выше 150° С;

латунные марок Л62, Л68, Л96 (ГОСТ 494—69); из полиэтилена по действующим техническим условиям при тем­

пературе рабочей среды 50° С и давлении до 1 МПа (10 кгс/см2); стальные, футерованные полиэтиленом, при температуре рабочей

среды до 75° С и давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см2).

Размеры труб обозначаются величиной наружного диаметра и толщиной стенки в миллиметрах. Например, размер трубы с на­

ружным диаметром 32 мм и толщиной стенки 2 мм обозначается32X2.

В судостроении существуют ограничительные нормали, в значи­ тельной степени сокращающие количество типоразмеров труб, предусмотренных ГОСТ и ТУ. Это позволяет уменьшить количество

типоразмеров арматуры и технологической оснастки, упростить заказ и хранение труб.

Кроме труб в трубопроводах систем используют рукава, гибкие и дюритовые шланги.

§ 8. Изделия общ его назначения

Для соединения труб между собой и присоединения их к арма­ туре, механизмам, переборкам, разветвлениям трубопроводов пре­ дусмотрены соединения различных типов (фланцевые, резьбовые,

21

рукавные, дюритовые, муфтовые) и фасонные части. К изделиям общего назначения относят также компенсаторы, крепления труб

ипрочие изделия.

Взависимости от материала трубы, условного прохода, особен­ ностей монтажа трубопровода на судне конструктор-проектант пре­ дусматривает тот или иной вид соединений. Все виды соединений

регламентированы соответствующими ГОСТ, нормалями и техни­ ческими условиями.

Фланцевые соединения. Наиболее распространенным видом соеди­ нений труб являются фланцевые (рис. 1), применяющиеся для тру­ бопроводов с условным проходом более £>у20. Фланцы используются для соединения труб между собой и присоединения труб, арматуры и фасонных частей к емкостям, аппаратам и другим элементам систем. Выбор типа фланцевых соединений зависит от давления рабочей среды, диаметра трубопровода и условий монтажа. Фланцы разли­

чают свободные и приварные. Ниже указаны основные типы фланце­ вых соединений.

Фланцы стальные свободные на отбортованной трубе (ГОСТ

4441—48, ГОСТ 10424—63, ГОСТ 10425—63) и на отбортованной медной трубе со стальным кольцом (ГОСТ 10426—63) находят огра­ ниченное применение для неответственных трубопроводов.

Фланцы стальные свободные на приварном латунном или сталь­ ном кольце (ГОСТ 4440—48, ГОСТ 4439—48) предусмотрены для

22

медных, медно-никелевых и стальных труб при условном давлении до 1,6—2,5 МПа (16—25 кгс/см2).

Фланцы стальные свободные на приварном встык стальном бурте (ГОСТ 4438—48) или наконечнике используют для стальных труб при условном давлении 6,4 МПа (64 кгс/см2).

Фланцы латунные или стальные приварные (ГОСТ 1538—63, ГОСТ 1537—63) применяют для медных, медно-никелевых и стальных труб при условном давлении до 2,5—4,0 МПа (25—40 кгс/см2).

Фланцы стальные приварные встык с кольцевым выступом или впадиной (ГОСТ 4437—48) рассчитаны для стальных труб при услов­

Рис. 2. Штуцерно-торцовые накидные соединения, привариваемые к трубам внахлестку (а) и встык (б).

Обычно на концах труб предусматривают одинаковые путевые соединения. Однако для подсоединения к механизмам, переборочным стаканам, палубным наварышам, ответвлениям других трубопро­

наиболее часто используются для труб с условным проходом до D y32. Приварные штуцерно-торцовые (ГОСТ 5890—68) соединения подразделяются на четыре типа: промежуточные, ввертные, ответ­ вительные и накидные. Для трубопроводов сжатого воздуха высокого давления применяются штуцерные соединения с нажимными шай­

бами.

Промежуточное соединение используют как путевое для труб; ввертное — для присоединения труб к резьбовым отверстиям меха­ низмов и устройств или к бобышкам, установленным на трубах; ответвительное, в состав которого входит ответвительный штуцер, привариваемый к трубе, — для присоединения ответвительной трубы; накидное — для присоединения трубы к штуцеру трубопровода,

механизма, цистерны.

Штуцерно-торцовое соединение (рис. 2) состоит из приварного наконечника (ниппеля) 4, приварного штуцера 1 и накидной гайки 3. Для уплотнения соединения служит прокладка 2 (нажимная шайба). Соединения изготовляют из стали, бронзы, латуни и алюминиевых сплавов. Соединения этого типа могут быть приварными встык и вна­ хлестку.

23

Для всех четырех типов соединения накидные гайки одинаковы по конструкции и размерам и отличаются лишь материалом (сталь, бронза, алюминиевый сплав и др.). Прокладки изготовляют из листо­ вого паронита толщиной 1,5 мм. Промежуточные, ввертные и ответ­ вительные штуцера имеют различную конструкцию. Штуцера изго­ товляют из стали, латуни (ответвительный штуцер для медных труб),

порения муфты. Муфтовые соединения применяются в трубопро­ водах с условным проходом до Dy80 (3") при условных давлениях до ру ^ 1 МПа (10 кгс/см2).

Резьбовые соединения пригодны также и для пластмассовых (винипластовых) труб.

Рис. 4. Фасонные части: а — угольник; б — тройник; в — крест.

Фасонные части. Изделия, предназначенные для разветвления линий трубопроводов, изменения направления движения перемещае­ мой среды и обеспечения непроницаемости корпусных конструкций и емкостей при пересечении их линиями трубопроводов, называются фасонными частями.

Для соединения двух линий трубопроводов, расположенных под углом, служат отводы (колена) и угольники, для соединения трех линий — тройники, а четырех — четверники и кресты (рис. 4). Плавный переход от одного проходного сечения трубы или арматуры к другому осуществляется с помощью переходных патрубков. Фа­ сонная часть, используемая для распределения перемещаемой среды по присоединяемым к ней линиям трубопровода, называется рас­ пределительным патрубком,

24

Для прохода трубопровода через переборки и палубные настилы применяют стаканы (рис. 5) и полустаканы, обеспечивающие непро­ ницаемость судовых перекрытий. Стаканы выполняют литыми и сварными. В средней части стакана 1 предусмотрен переборочный фланец, который приваривается к переборке 2 или крепится шпиль­ ками (болтами) к установленному на вырезе переборки наварышу 3.

Концевые соединения стаканов выполняют фланцевыми, штуцер­ ными, муфтовыми или дюритовыми.

Для присоединения труб, арматуры и фасонных частей к корпус­ ным конструкциям или к стенкам емкостей (цистерн) предназначены наклепыши, приварыши, вварыши. Наклепыши и приварыши

(рис. 6) служат для присоединения концевых участков трубопровода,

нения рукавов друг с другом, с арматурой, аппаратами и другими элементами системы посредством фланцев, штуцеров, дюритов и быстросмыкающихся гаек. Соединение осуществляется с помощью коротких патрубков, один конец которых устанавливается в рукав. На другом конце в зависимости от вида соединения имеется фланец, быстросмыкающаяся гайка, ниппель с накидной гайкой или зиги (для дюритов).

Дюритовые соединения. Этот вид соединений труб и арматуры осуществляется с помощью дюритовых муфт из эластичной резины с тканевой прослойкой и обжимных хомутиков из стальной ленты (рис. 7). Дюритовые соединения применяют для трубопроводов некоторых систем условным проходом до Dy80 мм, с температурой до 35° С и давлением не более 1 МПа (10 кгс/смг).

25

Вследствие эластичности соединений их используют для присо­ единения труб к механизмам. Для обеспечения плотного прилегания на концах труб делают кольцевые выступы высотой 1,5—2 мм.

Рис. 6. Наклепыши (а) и приварыши (б) с несквозными и сквоз­ ными отверстиями под шпильки.

Дюритовые соединения упрощают изготовление и монтаж тру­ бопроводов. Однако они не всегда обеспечивают необходимую плот­ ность соединения и имеют сравнительно короткий срок службы.

Рис. 7. Дюритовое соединение.

1 — хомутик; 2 — дюритовая муфта; 3 — труба.

Компенсаторы. Компенсаторы, устанавливаемые на прямых уча­ стках трубопровода, закрепленных между двумя неподвижными точками, предназначены для восприятия тепловых удлинений тру­ бопровода и амортизации динамических и вибрационных нагрузок. Компенсаторы подразделяют на трубчатые, линзовые, сильфон­

26

Прочие изделия. К этой группе относятся различные изделия, используемые в трубопроводах систем. Это грязевые коробки для грубой очистки воды, масла и топлива от механических примесей, решетки для защиты приемных трубопроводов, колонки указатель­ ные для емкостей, гуськи воздушных труб, втулки наливные и из­ мерительные, воронки, различные ключи, планки отличительные, дроссельные шайбы, протекторы, пробки, оправы для термометров, гидравлические затворы и т. п.

§9. Арматура

Втрубопроводах систем используют большое количество различ­ ной запорной и регулирующей арматуры, предназначенной для управ­ ления движением, распределения и регулирования расхода и дру­ гих параметров рабочей среды путем полного или частичного закры­ тия и открытия проходного отверстия изделия. Арматуру класси­

с самоуплотнением, бессальниковая с герметизацией, сильфонная; по типу привода — с ручным приводом, с гидро- и пневмоприво­ дом, с приводом от электродвигателя, с электромагнитным и паровым

приводом; по типу запирающего элемента — клапанная арматура, краны,

задвижки, захлопки, заслонки и золотниковая арматура. Рассмотрим типы арматуры, классифицированные по типу за­

пирающего элемента.

Клапанная арматура. Арматура этого вида отличается тем, что закрытие и открытие проходного отверстия в ней производится посту­ пательным перемещением клапанной тарелки в направлении, парал­ лельном движению потока среды в проходном отверстии. Клапаны получили наибольшее распространение для трубопроводов с услов­ ными проходами до Dy350 на различные условные давления. Клапаны различаются по конструкции, материалам и способу изготовления.

По способу изготовления клапаны подразделяются на литые, сварные и штампованные. Корпуса клапанов изготовляют из чугуна, стали, бронзы, латуни, легких сплавов, пластмасс. Рабочим органом клапана является тарелка, расположенная в его корпусе.

Существуют две основные группы клапанов, отличающихся принципом перемещения тарелок. К первой группе относятся запор­ ные, невозвратно-запорные, невозратно-управляемые и дроссель­ ные клапаны. Для перемещения их тарелки служит шпиндель (шток), управляемый вручную. В клапанах второй группы — невоз­ вратных, предохранительных и редукционных — перемещение та­ релки производится автоматически, за счет разности давлений рабо­ чей среды в соединяемых трубопроводах.

Кроме отдельных клапанов существуют запорные и невозвратно­ запорные коробки, в корпусе которых установлено несколько за­ пирающих элементов соответствующих клапанов. Изделие, на кор­ пусе которого установлено несколько запирающих элементов, невоз­

вратно-запорных или невозвратно-управляемых клапанов, назы­ вается клапанной колонкой.

Запорные клапаны (рис. 10) могут пропускать рабочую среду в обоих направлениях или прекращать поток среды при закрытии проход-

ного отверстия. Они имеют тарелку, перемещаемую шпинделем (што­ ком) вручную с помощью маховика. Клапаны выполняют с сальни­ ковыми или сильфонными уплотнениями места прохода штока через крышку, а также бессальниковой конструкции. В клапанах малых условных проходов функции тарелки выполняет шпиндель (шток). Контроль за положением тарелки осуществляется по нанесенным на крышке клапана рискам, соответствующим его закрытию или открытию.

Кзапорным относятся запорные концевые клапаны, пожарные рожки, самозапорные, быстрозапорные, быстроотпорные, бортовые, перепускные палубные, водоразборные, воздуховыпускные, блоки­ рованные, а также клапаны для манометров, вентиляции цистерн, вентиляционные перепускные.

Кособой группе запорных клапанов следует отнести кингстоны, устанавливаемые в подводной части судна на забортных отверстиях корпуса для приема и удаления воды. Кингстоны монтируют на дон­

29