Лекция 5. Материалы, применяемые для изготовления труб и стандартизация трубопроводов

Тема 2. Трубопроводы и трубопроводная арматура экологически безопасных производств

ВЕРОЯТНОСТЬ ВОПЛОЩЕНИЯ ВЫСКАЗАННЫХ ВСЛУХ МЫСЛЕЙ

• 1) Болтовня – 50%

• 2) Просьба = нейтральное высказывание – 55%

• 3) Предположение – 60%

• 4) Пожелание – 65%

• 5) Опасение (говорят «каркать») – 70%

• 6) Утверждение = провозглашение – 75%

• 7) Молитва – 80%

• 8) Моление – 90%

• 9) Пророчество = откровение – 100%

Визитная карточка (визитка) — традиционный носитель контактной информации о человеке или организации.

Литература

• Дмитрий Лазарев. Презентация: Лучше один раз увидеть! — М.: «Альпина Паблишер», 2011. — С. 142. — ISBN 978-5-9614-1445-5

• Малкольм Кушнер. Презентации для "чайников" = Presentations For Dummies. — М.: «Диалектика», 2007. — С. 544. — ISBN 978-5-8459-1178-0

• Мухин И. А. Отображающие устройства: Что выбрать для презентации? «Интеллектуальное здание. Высокие технологии в строительстве. Intelligent building», № 2, 2005, часть 2, «Презентационное оборудование», с.16-19

Цель занятия. Сформировать знания о материалах, используемых для изготовления труб, областях их примененияи показателях стандартизации трубопроводов.

Раздел. 1. Материалы для изготовления и области применения труб.

Различные аппараты и машины в единую работоспособную технологическую цепочку объединяют трубопроводы. Трубопроводы - кровеносные жилы любого химического или фармацевтического предприятия, а также многих предприятий пищевой промышленности. Трубопроводы работают в очень широком диапазоне условий: при давлениях от 0 до 250 МПа, температурах от
-170 до 700 °С, по ним перекачивают загустевающие и кристаллизующиеся жидкости, шламы, газы, пары и суспензии и даже твердые вещества (пневмо и гидротранспорт), трубопроводы подвергаются действию коррозии и эрозии.

К частям трубопроводных систем относятся фитинги (фасонные части, детали для соединения и крепления трубопроводов, компенсаторы температурных удлинений), трубопроводная арматура. Но основная часть трубопровода - трубы. Рассмотрим материалы и области применения труб.

По технологии изготовления стальные трубы подразделяют на сварные и бесшовные. Сварные - имеют продольный или спиральный сварной шов. К ним, в частности относятся водо-газопроводные трубы. В химической промышленности такие трубы применяют в неответственных случаях вследствие невысокой ненадежности. Исключение составляют трубы большого диаметра, которые изготавливают исключительно с использование электросварки.

Сварные трубы изготовленные из углеродистой стали и применяют для воды, сжатого воздуха, пара низкого давления, других нейтральных (не коррозионных) сред при температурах от -15 до +200°С и давлениях менее 1 МПа для обыкновенных и 1,6 МПа для усиленных труб.

Бесшовные трубы надежнее и используются для транспортировки ядовитых, взрывоопасных, коррозионно активных веществ при температурах от –180 до 800 °С и давлениях до 200 МПа. Из этих труб делают части аппаратов (штуцеры, трубные пучки). Бесшовные трубы изготавливают из сталей марок: 10, 20 или легированных 12МХ, 15ХМ, Х5М, кислотостойких Х18Н10Т, жаропрочных Х17Н13М2Т и др.

Базовый размер у труб - наружный, т.к. внутренний зависит от толщины стенки. Существует много типоразмеров труб, однако на практике используют всего несколько десятков.

Чугунные трубы отличаются от стальных существенно более высокой коррозионной стойкостью, в частности, по отношению к кислородной коррозии и к растворам морского типа. По назначению их подразделяют на трубы для химической промышленности, водопроводные и для безнапорных течений (канализационные). Последние не рассчитаны на давление больше атмосферного и по ним можно пускать жидкость только самотеком. Базовый размер чугунных труб – внутренний диаметр.

Чугунные водопроводные трубы выпускают двух типов: на давление до 1,0 и до 1,6 МПа и диметром от 50 до 1000 мм. Эти трубы применяются для укладки в земле магистральных трубопроводов.

Водопроводные и канализационные трубы выпускают в виде отрезков различной длины, с одного конца которых имеется раструб для соединения с другими частями трубопровода. Чугунные трубы нельзя соединять сваркой. Поэтому при проектировании таких трубопроводов нужно все фасонные части (колена, отводы, тройники, переходы) заказывать на заводе изготовителе.

Чугунные трубы для химической промышленности изготавливают из кремнистых чугунов (фероселид и антихлор) Их диаметр от 32 до 300 мм. Применяются такие трубы для перекачивания жидкостей при давлении до 0,25 МПа. Соединения выполняются на фланцах. Поэтому куски труб изготавливаются с фланцами с обеих сторон, чем они отличаются от канализационных и водопроводных. Вследствие специфической формы чугунных труб для химической промышленности производственники называют их катушками.

Медные и латунные трубы выпускают диаметром до 360 мм. Применяют их в технологии глубокого холода, органического синтеза и пищевой промышленности. Латунные трубы в химической промышленности используются редко.

Алюминиевые трубы нашли применение для транспортировки кислот, в особенности, азотной, уксусной, муравьиной и некоторых других продуктов, имеющих слабокислую реакцию, при температуре до 160° С. Продукты со щелочной реакцией и даже вода приводят к быстрой коррозии алюминиевых труб.

Свинцовые трубы раньше практически не имели альтернативы для транспортировки серной кислоты. Теперь заменены на пластик.

Титановые трубы благодаря своей высокой стойкости нашли применение для работы при повышенной температуре в щелочных, и хуже, в кислых средах, в растворах хлоридов. Главный их недостаток – высокая стоимость.

Биметаллические трубы. Биметаллическими называются трубы, состоящие из двух слоев металла: внутреннего слоя меди, нержавеющей стали или титана толщиной 0,6-0,8 мм и наружного – стального. Сталь воспринимает силовую нагрузку от внутреннего давления. Внутренний слой является защитным. Он защищает стальную оболочку от коррозии. Биметаллические трубы сочетают относительно низкую стоимость с высокой коррозионной стойкостью. Их недостаток – сложность выполнения соединений.

Неметаллические трубы. Из неметаллических труб в первую очередь следует отметить трубы изготавливаемые из различных пластмасс. В настоящее время выпускается широкий ассортимент таких труб изготавливаемых из фаолита, текстолита, винипласта, полиэтилена и ряда других пластиков. Эти трубы используют для транспортирования агрессивных сред, при температуре близкой к комнатной. Благодаря высокой коррозионной стойкости полимерные трубы находят все большее применение для прокладки подземных коммуникаций, в частности, магистральных и распределительных сетей газоснабжения низкого и среднего давления.

Керамические канализационные трубы выпускаются диаметром от 125 до 300 мм и используются для безнапорных течений. Как и чугунные трубы, соединяются в раструб.

Керамические кислотоупорные трубы рассчитаны на давление до 0,25 МПа и температуру до 130°С и имеют диаметр от 25 до 300 мм. Их соединяют накидными фланцами.

Стеклянные трубы выпускаются с внутренним диаметром от 13 до 170 мм и рассчитанными на давление до 0,4 или 0,8 МПа. Они допускают резкий нагрев (термический удар) на 30°С и охлаждение на 40°С. Стекло обладает исключительной химической стойкостью, низкой адгезией (прилипанием) загрязнений, легко моется. Чистота контролируется простейшим способом (визуально). Благодаря этим свойствам в последнее время очень широко применяются в пищевой, фармацевтической промышленности, в производстве химических реактивов.

Интерес представляют также трубы с внутренним покрытием. Изготавливают трубы с покрытием из резины (гуммированные) эмали, различных пластиков (эпоксидных, фторопласта и др.).

Раздел 2. Стандартизация деталей трубопроводов:

Для того, чтобы при изготовлении трубопроводов их части: трубы, фитинги (колена, отводы, тройники и другие детали трубопровода), арматура,– подходили друг к другу они изготавливаются на основе стандартов. Основными параметрами стандартизации являются следующие:

· давления условные, пробные, рабочие и расчетные для труб арматуры и соединительных частей трубопроводов.

· проходы условные арматуры, фитингов и трубопроводов.

Условное давление (синоним – номинальное давление), измеряется вкгс/см² (технических атмосферах) и представляет собой наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) трубопровода и его деталей, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах. В настоящее время для обозначения условного (номинального) давления стандартизировано обозначение PN. Ранее использовалось (его можно встретить и сейчас) обозначение Ру.

Рабочее давление (обозначение p_p). Наибольшее избыточное давление, при котором возможна неограниченно длительная работа трубопровода при выбранных материалах и нормальном протекании рабочего процесса. Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температура), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа.

По величине рабочего давления трубопроводы принято классифицировать следующим образом: до 0,6 МПа – низкого давления; 0,6 – 2,5 МПа – умеренного давления; 2,5 – 5,0 МПа – повышенного давления; 5,0 – 10 МПа – высокого давления.

Расчетное давление. Максимальное избыточное давление в оборудовании или трубопроводах, используемое при расчете на прочность при выборе основных размеров, при котором предприятием-изготовителем допускается работа данного оборудования или трубопровода при расчетной температуре при нормальных условиях эксплуатации. Расчетное давление принимают, как правило, равным рабочему давлению или несколько выше.

Пробное давление (обозначение p_пр; p_h). Избыточное давление, при котором следует проводить гидравлическое испытание изготовленного трубопровода на прочность и плотность водой при температуре не менее 278 К (5 °С) и не более 343 К (70 °С), если в документации не указана другая температура.

Условный проход (синонимы: диаметр условного прохода, номинальный размер, условный диаметр, номинальный проход; стандартизованное обозначение DN, ранее использовалось – Dy) – параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей арматуры. Условный проход приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке. Этот ряд можно найти в справочной литературе. Хотя в современных стандартах условный проход указывают в метрической системе (в миллиметрах), например, 5, 20 или 400 мм, для стальных сварных водо- газопроводных труб до сих пор распространено указание этого параметра и в дюймах. Например, 15 мм (1/2”), 25 мм (1”). В скобках указано соответствующее значение диаметра в дюймах.

Дата добавления: 2014-01-03