На трубопроводах, работающих при температуре среды ниже 40 °С, следует применять арматуру из соответствующих легированных сталей, специальных сплавов или цветных металлов, имеющих при наименьшей возможной температуре корпуса величину KCV не ниже 20 Дж/см2.
Для жидкого и газообразного аммиака допускается применение специальной арматуры из ковкого чугуна в пределах параметров и условий, изложенных в 8.12.
В гидроприводе арматуры следует применять негорючие и незамерзающие жидкости, соответствующие условиям эксплуатации.
С целью исключения возможности выпадения в пневмоприводах конденсата в зимнее время газ осушают до точки росы при отрицательной расчетной температуре трубопровода.
Для трубопроводов с номинальным давлением свыше 35 МПа (350 кгс/см2) применение литой арматуры не допускается.
Арматуру с уплотнением фланцев «выступ-впадина» в случае применения специальных прокладок допускается применять при номинальном давлении до 35 МПа (350 кгс/см2).
Для обеспечения безопасной работы в системах автоматического регулирования при выборе регулирующей арматуры должны быть соблюдены следующие условия:
потери (перепад) давления на регулирующей арматуре при максимальном расходе рабочей среды должны быть не менее 40 % потерь давления во всей системе;
при течении жидкости перепад давления на регулирующей арматуре во всем диапазоне регулирования не должен превышать величину кавитационного перепада.
На корпусе арматуры на видном месте изготовитель наносит маркировку в следующем объеме:
наименование или товарный знак изготовителя;
заводской номер;
год изготовления;
номинальное (рабочее) давление PN (Рр);
номинальный диаметр DN;
температура рабочей среды (при маркировке рабочего давления Рр- обязательно);
стрелка-указатель направления потока среды (при односторонней подаче среды);
обозначение изделия;
марка стали и номер плавки (для корпусов, выполненных из отливок);
дополнительные знаки маркировки в соответствии с требованиями заказчиков и национальных стандартов.
В комплект поставки трубопроводной арматуры должна входить эксплуатационная документация в объеме:
паспорт (ПС);
руководство по эксплуатации (РЭ);
эксплуатационная документация на комплектующие изделия (приводы, исполнительные механизмы, позиционеры, конечные выключатели и др.).
Форма ПС дана в приложении Н (справочное).
В РЭ должны быть приведены:
описание конструкции и принцип действия арматуры;
порядок сборки и разборки;
повторение и пояснение информации, включенной в маркировку арматуры;
перечень материалов основных деталей арматуры;
информация о видах опасных воздействий, если арматура может представлять опасность для жизни и здоровья людей или окружающей среды, и о мерах по их предупреждению и предотвращению;
показатели надежности и/или показатели безопасности;
объем входного контроля арматуры перед монтажом;
методика проведения контрольных испытаний (проверок) арматуры и ее основных узлов, порядок технического обслуживания, ремонта и диагностирования.
Перед монтажом арматуру необходимо подвергнуть входному контролю и испытаниям в объеме, предусмотренном РЭ. Монтаж арматуры следует проводить с учетом требований безопасности в соответствии с РЭ.
Безопасность арматуры при эксплуатации обеспечивается выполнением следующих требований:
арматуру и приводные устройства необходимо применять в соответствии с их показателями назначения в части рабочих параметров, сред, условий эксплуатации;
арматуру следует эксплуатировать в соответствии с руководством по эксплуатации (включая проектные нештатные ситуации) и технологическими регламентами;
запорная арматура должна быть полностью открыта или закрыта. Использовать запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается;
арматуру необходимо применять в соответствии с ее функциональным назначением;
производственный контроль промышленной безопасности арматуры должен предусматривать систему мер по устранению возможных предельных состояний и предупреждению критических отказов арматуры.
Не допускается:
эксплуатировать арматуру при отсутствии маркировки и эксплуатационной документации;
проводить работы по устранению дефектов корпусных деталей и подтяжку резьбовых соединений, находящихся под давлением;
использовать арматуру в качестве опоры для трубопровода;
применять для управления арматурой рычаги, удлиняющие плечо рукоятки или маховика, не предусмотренные РЭ;
применять удлинители к ключам для крепежных деталей.
Основы расчета технологических трубопроводов на прочность и вибрацию
Сопротивление материала трубопровода разрушению определяют по критериям максимального касательного напряжения (третья теория прочности) или по предельной величине накопленной энергии формоизменения (четвертая теория прочности).
В качестве основной нагрузки, по которой определяют толщину стенки, принимают давление рабочей среды (внутреннее или наружное), величина которого указана в технологическом регламенте. Дополнительные внешние нагрузки (осевые усилия, изгибающие или крутящие моменты), действующие постоянно, длительное время или кратковременно, регламентируются соответствующими предельными значениями. Эти предельные значения устанавливают исходя из некоторого снижения общего запаса прочности трубы или детали по сравнению с запасом, принятым при расчете по основной нагрузке - давлению среды.
Нагрузки от температурных напряжений учитывают в расчете трубопроводов, в которых регламентированы предельные значения дополнительных напряжений от компенсации температурных расширений. Для трубопроводов, работающих при высокой температуре, вызывающей ползучесть металла, используют формулы несущей способности, в которых предел текучести металла при одноосном растяжении заменен соответствующими характеристиками ползучести и длительной прочности.
Принимают следующие запасы прочности:
- по пределу текучести и длительной прочности;
- по временному сопротивлению для углеродистой и низколегированной сталей;
- по временному сопротивлению для аустенитной хромоникелевой стали.
Значения указанных характеристик прочности следует принимать по стандартам и ТУ для металла данной марки.
Основным критерием вибропрочности трубопровода является условие отстройки собственных частот колебаний трубопровода /, от дискретных частот детерминированного возбуждения fip.
Условие отстройки собственных частот для первых трех форм колебаний трубопровода в каждой плоскости записывают в виде:
4//;<0,75 и4/4>1,3 (у = 1,2,3). (2)
Для более высоких форм колебаний при наличии высокочастотных возбудителей вибрации условие отстройки имеет вид:
4//,<0,9 и 4//,>1,1 (7 = 4,5,...). (3)
В случае невозможности выполнения требований (2) и (3) необходимо показать, что уровни вибраций элементов конструкции находятся в допустимых пределах.
Для типовых трубопроводов в качестве критерия вибропрочности могут быть использованы допустимые амплитуды перемещений в характерных сечениях трубопровода (см. приложение В).
Подробно вопросы расчета прочности, вибрации и сейсмических воздействий рассмотрены в ГОСТ 32388.
10 Требования к устройству трубопроводов
Размещение трубопроводов
Прокладка трубопроводов должна осуществляться по проекту, разработанному в соответствии с нормативно-технической документацией по промышленной безопасности.
Прокладка трубопроводов должна обеспечивать:
возможность использования предусмотренных проектом на технологические трубопроводы подъемно-транспортных средств и непосредственного контроля за техническим состоянием трубопроводов;
разделение на технологические узлы и блоки с учетом производства монтажных и ремонтных работ с применением средств механизации;
возможность выполнения всех видов работ по контролю, термической обработке сварных швов, испытанию, диагностированию;
изоляцию и защиту трубопроводов от коррозии, атмосферного и статического электричества;
предотвращение образования ледяных и других пробок в трубопроводе;
наименьшую протяженность трубопроводов;
исключение провисания и образования застойных зон;
возможность самокомпенсации температурных деформаций трубопроводов и защиту от повреждений;
возможность беспрепятственного перемещения подъемных механизмов, оборудования и средств пожаротушения.
При выборе трассы трубопровода необходимо предусматривать возможность самокомпенсации температурных деформаций в местах поворотов трассы.
Трасса трубопроводов должна располагаться, как правило, со стороны, противоположной размещению тротуаров и пешеходных дорожек.
Трубопроводы необходимо проектировать, как правило, с уклонами, обеспечивающими их опорожнение при остановке.
Уклоны трубопроводов следует принимать не менее:
0,002 - для легкоподвижных жидких веществ;
0,002 - для газообразных веществ по ходу среды;
0,003 - для газообразных веществ против хода среды;
0,005 - для кислот и щелочей.
Для трубопроводов с высоковязкими и застывающими жидкостями величины уклонов принимают исходя из конкретных их свойств и особенностей, протяженности трубопроводов и условий их прокладки (в пределах до 0,02).
В обоснованных случаях допускается прокладка трубопроводов с меньшим уклоном или без уклона, но при этом должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие их опорожнение.
Для трубопроводов групп А, Б прокладка должна быть надземной на несгораемых конструкциях, эстакадах, этажерках, стойках, опорах.
Допускается прокладка таких трубопроводов на участках присоединения к насосам и компрессорам в непроходных каналах.
В непроходных каналах допускается прокладка трубопроводов, транспортирующих вязкие, легкозастывающие и горючие жидкости группы Б (в) (мазут, масла и т.п.), а также в обоснованных случаях - прокладка дренажных трубопроводов групп А и Б в случае периодического опорожнения оборудования.
Для трубопроводов группы В допускается, помимо надземной прокладки, также прокладка в каналах (закрытых или с засыпкой песком), тоннелях или в грунте с учетом [13]. При прокладке в грунте рабочая температура трубопровода не должна превышать 150 °С. Применение низких опорных конструкций допускается в тех случаях, когда это не препятствует движению транспорта и средств пожаротушения.
Каналы для трубопроводов групп А и Б следует выполнять из сборных несгораемых конструкций, перекрывать железобетонными несгораемыми конструкциями (железобетонными плитами), засыпать песком и при необходимости - предусматривать защиту от проникновения в них грунтовых вод.
Прокладка трубопроводов в полупроходных каналах допускается только на отдельных участках трассы протяженностью не более 100 м, в основном - при пересечении трубопроводами групп Б(в) и В внутризаводских железнодорожных путей и автомобильных дорог с усовершенствованным покрытием.
При этом в полупроходных каналах следует предусматривать проход шириной не менее 0,6 м и высотой не менее 1,5 м до выступающих конструкций. На концах канала предусматриваются выходы и люки.
В местах ввода (вывода) трубопроводов групп А, Б в цех (из цеха) по каналам или тоннелям следует предусматривать средства по предотвращению попадания вредных и горючих веществ из цеха в канал и обратно (установка диафрагм из несгораемых материалов или устройство водо- и газонепроницаемых перемычек в каждом конкретном случае определяется проектом).
Расстояние между осями смежных трубопроводов и от трубопроводов до строительных конструкций (рисунок 10.1) как по горизонтали, так и по вертикали следует принимать с учетом возможности сборки, ремонта, осмотра, нанесения изоляции, а также величины смещения трубопровода при температурных деформациях. В приложении Е указаны расстояния между осями смежных трубопроводов и от стенок каналов и стен зданий.
Рисунок 10.1 - Расположение трубопроводов
При наличии на трубопроводах арматуры для обогревающих спутников принятые по приложению Е расстояния А и Б (см. рисунок 10.1) следует проверять исходя из условий необходимости обеспечения расстояния в свету не менее:
для неизолированных трубопроводов при DN < 600 - 50 мм;
для неизолированных трубопроводов при D/V>600 и всех трубопроводов с тепловой изоляцией - 100 мм.
Расстояние между нижней образующей или теплоизоляционной конструкцией и полом или дном канала принимают не менее 100 мм.
Расстояние Б (между осями трубопроводов) определяют суммированием табличных размеров bi, где b-f= bi, b2, ... be (Приложение E).
