При расчете толщины стенок трубопроводов прибавку на компенсацию коррозионного износа к расчетной толщине стенки нужно выбирать, исходя из условия обеспечения необходимого расчетного срока службы трубопровода и скорости коррозии.
Расчетное давление
За расчетное давление в трубопроводе принимают:
наибольшее расчетное (разрешенное) давление для аппаратов, с которыми соединен трубопровод;
для напорных трубопроводов (после насосов, компрессоров, газодувок) - максимальное давление, развиваемое центробежной машиной при закрытой задвижке со стороны нагнетания; а для поршневых машин - давление срабатывания предохранительного клапана арматуры, установленного на источнике давления;
в системах трубопроводов, защищенных предохранительными клапанами, - максимально возможное рабочее давление, возникающее при отклонении от нормального технологического режима и определяемое технологической частью проекта, с учетом противодавления при сбросе. Допускается кратковременное превышение расчетного давления при работе клапана в пределах 10%.
другое возможное давление, которое в сочетании с соответствующей температурой может потребовать большую толщину стенки.
Расчетная температура
За расчетную температуру принимают, как правило, максимальную температуру среды (при отсутствии теплового расчета) в условиях одновременного воздействия давления согласно технологическому регламенту или согласно проекту на технологический трубопровод.
Для температуры ниже 20 °С за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений принимают температуру 20 °С.
Трубопроводы, которые подвергаются испытанию на прочность и плотность совместно с другим оборудованием (аппараты, компенсаторы и т.д.), испытывают по наименьшему давлению каждого из элементов испытываемой системы.
Должны быть предусмотрены меры по предотвращению повышения давления сверх расчетного и его сбросу с помощью предохранительного устройства.
Во избежание утечек, проливов и взаимопроникновения продуктов при движении их обратным ходом должна быть предусмотрена обратная арматура.
Классификация трубопроводов
Трубопроводы в зависимости от класса опасности транспортируемого вещества (взрыво-, пожароопасность и вредность) подразделяются на группы среды (А, Б, В) и в зависимости от расчетных параметров среды (давления и температуры) - на пять категорий (I, II, III, IV, V)-cm. таблицу 5.1.Таблица 5.1 - Классификация трубопроводов
|
Груп па сред ы |
Т ранспортируемоев ещество |
Категория трубопровода |
||||||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||||
|
Рраем-, МПа |
^расч., С |
Ррасч., МПа |
^расч., С |
Ррасч., МПа |
^расч., С |
Р расч-, МПа |
^расч-, °С |
Р расч., МПа |
^расч-, °С |
|||||
|
А |
Вещества с токсичным действием ГОСТ 12.1.007 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|||
|
а)чрезвычайно опасные вещества класса 1, высокоопасные вещества класса 2 |
Незави СИМО |
Независимо |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
||||
|
б) умеренно опасные вещества класса 3 |
Св. 2,5 |
Св. плюс 300 или ниже минус 40 |
От вакуума 0,08 до 2,5 |
От минус 40 до 300 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
||||
|
Вакуум ниже 0,08 |
Независимо |
|||||||||||||
|
Б |
Взрывопожароопа сные вещества ГОСТ 12.1.044 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|||
|
а) горючие газы (ГГ), в том числе сжиженные углеводородные газы (СУГ) |
Св. 2,5 |
Св. 300 или ниже минус 40 |
От вакуума 0,08 до 2,5 |
От минус 40 до 300 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
||||
|
Вакуум ниже 0,08 |
Независимо |
|||||||||||||
|
|
|
- |
- |
|||||||||||
Окончание таблицы 5.1
|
Груп па сред ы |
Т ранспортируемое вещество |
Категория трубопровода |
||||||||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||||||
|
Ррасч-, МПа |
^расч., °С |
Ррасч., МПа |
^расч., °С |
Ррасч., МПа |
^расч., °С |
Ррасч., МПа |
^расч-, °С |
Ррасч-, МПа |
^расч-, °С |
|||||||
|
Б |
б) легковоспламеняющ иеся жидкости (ЛВЖ) |
Св. 2,5 |
Св. плюс 300 или ниже минус 40 |
Св. 1,6 до 2,5 |
До 300 |
До 1.6 |
От минус 40 до 120 |
- |
- |
- |
- |
|||||
|
Вакуум ниже 0,08 |
Независимо |
Вакуум выше 0,08 |
От минус 40 до 300 |
- |
- |
- |
- |
|||||||||
|
в) горючие жидкости (DK) |
Св. 6,3 |
Св. плюс 350 или ниже минус 40 |
Св. 2,5 ДО 6,3 |
До 350 |
Св. 1,6 ДО 2,5 |
До 250 |
До 1,6 |
От мину с 40 до 120 |
- |
- |
||||||
|
Вакуум ниже 0,03 |
От вакуума 0,003 до вакуума 0,08 |
Вакуум выше 0,08 |
От минус 40 до 250 |
- |
- |
|||||||||||
|
В |
Трудногорючие (ТГ) и негорючие (НГ) вещества |
Вакуум ниже 0,03 |
Св. плюс 450 или ниже минус 60 |
От вакуума 0,003 до вакуума 0,08 или до 6,3 |
До 450 |
Св. 2,5 ДО 6,3 |
До 350 |
Св. 1,6 ДО 2,5 |
До 250 |
От вакуу ма 0,08 до 1,6 |
От мину с 40 до 120 |
|||||
|
Св. 6,3 |
От вакуума 0,08 до 1,6 |
Ниже минус 40 |
||||||||||||||
Категорию трубопровода следует устанавливать по параметру, требующему отнесения его к более ответственной категории.
Категория трубопроводов определяет совокупность технических требований, предъявляемых к конструкции, монтажу и объему контроля трубопроводов.
Обозначение группы определенной транспортируемой среды содержит обозначение группы среды (А, Б, В) и подгруппы (а, б, в), отражающей токсичность и взрывопожароопасность веществ, входящих в эту среду (см. таблицу 5.1).
Обозначение трубопровода в общем виде содержит обозначение группы транспортируемой среды и ее категории. Обозначение «трубопровод I группа А(б)» обозначает трубопровод, по которому транспортируется среда группы А (б) с параметрами категории I.
Группу среды трубопровода, транспортирующего среды, состоящие из различных компонентов, устанавливают по компоненту, требующему отнесения трубопровода к более ответственной группе. При этом если содержание одного из компонентов в смеси превышает среднюю смертельную концентрацию в воздухе согласно ГОСТ 12.1.007, то группу смеси следует определять по этому веществу. Если наиболее опасный по физико-химическим свойствам компонент входит в состав смеси в количестве ниже смертельной дозы, вопрос об отнесении трубопровода к менее ответственной группе или категории трубопровода решается проектной организацией (автором проекта).
Класс опасности веществ следует определять по ГОСТ 12.1.005 (раздел 4) и по ГОСТ 12.1.007 (раздел 5), значения показателей пожаровзрывоопасности веществ - по соответствующей НД или методикам, изложенным в ГОСТ 12.1.044 (раздел 6).
Для вакуумных трубопроводов следует учитывать абсолютное рабочее давление.
Трубопроводы, транспортирующие вещества с рабочей температурой, равной или большей температуры их самовоспламенения, а также негорючие, трудногорючие и горючие вещества, которые при взаимодействии с водой или кислородом воздуха могут быть пожаровзрывоопасными, следует относить к I категории.
По решению разработчика допускается в зависимости от условий эксплуатации принимать более ответственную (чем определяемая по расчетным параметрам среды) категорию трубопровода.
Сопоставительная таблица классификации трубопроводов по настоящему стандарту в сравнении с классификацией по [4] и [2] приведена в приложении ZA.
Требования к конструкции трубопроводов
Общее требование
Конструкция трубопровода должна предусматривать возможность выполнения всех видов контроля. Если конструкция трубопровода не позволяет проводить наружный и внутренний осмотры или гидравлическое испытание, автор проекта должен указать методику, периодичность и объем контроля, выполнение которых обеспечит своевременное выявление и устранение дефектов.
Фланцевые и другие соединения
Фланцы принимают по [5]. Фланцы типа 01 (плоские) применяют для трубопроводов, работающих при номинальном давлении PN < 25 или при температуре среды не выше 300 °С. Не допускается применять плоские фланцы в трубопроводах в условиях циклических нагрузок с числом циклов свыше 2-103 за весь срок службы, а также в средах, вызывающих коррозионное растрескивание.
Крепежные детали и прокладки принимают в соответствии с ГОСТ 20700, [5], [6] и НД.
Для трубопроводов с группой сред А и Б и PN 10 следует применять фланцы на РЛ/16.
Для трубопроводов, работающих при номинальном давлении PN > 25 независимо от температуры, а также для трубопроводов с рабочей температурой выше 300 °С независимо от давления применяют фланцы приварные встык типа 11 по [5].
Выбор типа уплотнительной поверхности фланцев трубопроводов для мягких прокладок в зависимости от группы сред, например для прокладок по ГОСТ 481, приведен в приложении Р.
Для трубопроводов, транспортирующих вещества групп А и Б технологических объектов I категории взрывопожароопасное™, а также высокоорганический теплоноситель (ВОТ), не допускается применение фланцев типа 01 с соединительным выступом, за исключением случаев применения СНП с ограничительными кольцами [6].
Гладкую уплотнительную поверхность фланцев под СНП рекомендуется обработать в виде концентрических или спиральных канавок с шероховатостью Ra от 3,2 до 6,3 мкм скругленным резцом с последующей подшлифовкой поверхности от заусенцев и острых кромок (радиус инструмента не менее 1,5 мм, количество пазов от 1,8 до 2,2 на 1 мм) согласно нормам [7].
Для прокладок, требующих замкнутого объема, следует применять фланцы с уплотнительной поверхностью по [5], исполнения L, М «шип-паз» (например, прокладки из политетрафторэтилена (PTFE).
При сборке фланцевых соединений сборочных единиц уплотнительные поверхности приварных фланцев должны быть перпендикулярны к осям труб и деталей и соосны с ними согласно 11.3.1.
Допускаемые отклонения от параллельности уплотнительных поверхностей фланцев не должны превышать 10 % от толщины прокладки.
Отклонение уплотнительной поверхности фланца от плоскостности должно быть не более 1 мм на 100 мм наружного диаметра фланца (рисунок 6.1).
Вид слева
Рисунок 6.1 - Измерительный шаблон для проверки отклонений
При установке штуцеров и люков (угловое соединение):
отклонение по высоте (вылету) штуцеров не должно быть более ±5 мм;
позиционное отклонение осей штуцеров не должно быть более ±10 мм.
При сборке фланцевых соединений должно обеспечиваться симметричное расположение отверстий под болты и шпильки относительно вертикальной и горизонтальной осей фланцев и не совпадать с ними. Несовпадение отверстий соединяемых фланцев не должно превышать половины разности номинальных диаметров отверстия и устанавливаемого болта (шпильки).
При сборке труб и деталей трубопроводов с плоскими фланцами расстояние от поверхности фланцев до торца трубы (детали) должно быть не менее высоты катета шва плюс 1 мм.
При сборке фланцевых соединений должны быть выполнены следующие требования:
гайки болтов должны быть расположены с одной стороны фланцевого соединения;
длина шпилек (болтов) должна обеспечивать превышение резьбовой части над гайкой не менее чем на 1 шаг резьбы, не считая фаски;
гайки соединений с мягкими прокладками затягивают равномерно по способу крестообразного обхода: сначала затягивают одну пару противоположно расположенных болтов, затем - вторую, находящуюся под углом 90° к первой, и после этого таким же способом затягивают все болты;
гайки соединений с металлическими прокладками затягивают по способу кругового обхода (при 3 - или 4 - кратном круговом обходе равномерно затягивают все гайки);
крепежные детали во фланцевых соединениях должны быть одной партии. Порядок сборки фланцевых соединений, контроль усилия затяжки крепежных деталей должны быть приведены в производственных инструкциях предприятия-изготовителя с соблюдением требований ГОСТ 20700;
болты и шпильки соединений трубопроводов, работающих при температуре свыше 300 °С, предварительно должны быть покрыты графитовой смазкой, предохраняющей их от заедания и пригорания;
фланцы на замыкающих концах сборочных единиц приваривают только в случаях, когда расположение отверстий в них не ограничено. Фланцы, связанные с аппаратами, арматурой или фланцами на других узлах, после уточнения их положения по месту следует приваривать на монтаже.
