Тема 2. Монтаж, наладка  й ремонт трубопроводів та трубопровідної  арматури.

План

1.    Загальні  положення.

2.    Монтаж трубопроводів.

3.    Ремонт трубопроводів. 

1.              Загальні положення. Усі трубопроводи споруджують у повній відповідності до затверджених проектів і робочх креслень. Технологічні трубопроводи залежно від перекачуваного поділяються на три групи (А, В, Б), а щодо робочого тиску та температури – на п’ять категорій (І –V).

За внутрішнім тиском ділять на вакуумні, що працюють при абсолютному тиску нижче 0,1МПа; низького тиску – від 0,1 до 10МПа; високого тиску – більше 10МПа. За температурою перекачуваного середовища ділять – на холодні (до 45 ⁰С) і гарячі (більше 45 ⁰С). За агресивністю транспортованого середовища трубопроводи ділять: на неагресивні (швидкість корозії труб менше 0,1 мм на рік), середньоагресивні ( швидкість корозії труб від 0,1 до 0,5 мм на рік) і високоагресивні (швидкість корозії труб більше 0,5 мм на рік). Група і категорія трубопроводів зазначаються у технічній документації. Технологічні трубопроводи, що вимагають постійного обслуговування, частих ремонтів у непередбачуваних умовах, прокладають, як правило, на опорах.

Щоб забезпечити можливість огляду й виробництва ремонтних робіт при прокладанні пучка трубопроводів, необхідно дотримуватися відстані між осями трубопроводів, а також відстані від крайніх трубопроводів до найближчих конструкцій (елементів опор, стін будинків, постаментів, апаратів і т.д.).

Відстань між осями сусідніх ізольованих трубопроводів із фланцями, розташованими в одній площині, можна визначити за формулою

L=(D₁+D₂)/2+а,

де D₁ і D₂ - зовнішні діаметри фланців сусідніх труб;

а - відстань між цими фланцями (для труб діаметром до 200 мм а=80— 100 мм; для труб діаметром 250—700 мм а=105—150 мм).

Відстань від осі крайнього трубопроводу до сусіднього конструктивного елемента визначають за формулою з = D/2+а (де D — зовнішній діаметр фланця трубопроводу).

Більшість працюючих трубопроводів піддається впливу статичної електрики, тому їх необхідно заземлювати відповідно до діючих правил.

Трубопроводи, що прокладаються, не повинні загороджувати необхідні для нормального обслуговування цеху (установки) проходи й проїзди, у тому числі для вантажопідйомних пристроїв. Естакади або нижня труба наземного трубопроводу повинні бути підняті над землею на висоту не менше 5,5 м над залізничними коліями; 4,5 м над автодорогами; 2,2 м над пішохідними проходами, причому над переліченими ділянками прокладають трубопроводи тільки зі зварених труб, тобто без фланців, арматури, компенсаторів та інших пристроїв. Під трубопроводами для високотоксичних продуктів на ділянці дороги встановлюють піддон із ухилом у бік безпечного зливу.

Трубопроводи (особливо підземні) повинні бути захищені від дії поперечних сил, здатних їх зім'яти, тому під дорогами й переїздами їх укладають у тунелях або поміщають у гільзи, що являють собою труби трохи більшого діаметра й більшої товщини, ніж та, яку захищають. Гільзи встановлюють також на ділянках, де труба перетинає стіни й перекриття. Це дозволяє трубам сприймати температурні деформації незалежно від будівельних конструкцій. Гільзи зашпаровують наглухо. При компонуванні деталей трубопроводу необхідно уникати потрапляння зварного шва на ділянки, укладені в гільзи.

Не можна прокладати трубопроводи під будинками, фундаментами приладів та інших споруд. Підземні трубопроводи необхідно надійно захищати від руйнування корозією. Технологічні трубопроводи повинні мати деякий ухил, щоб при відключенні їх можна було спорожнити.

1.    Монтаж трубопроводів. При монтажі виконуються такі операції:

 розмітка й різання труб, гнуття труб, зварювання труб, приварювання фланців, термообробка стиків, збирання трубних пучків, монтаж, гідровипробування, теплоізоляція.

Розмітка труб здійснюється з використанням шаблонів, що вирізуються із паперу, толі.

Різання труб здійснюється установкою для газополум’яного і плазмового різання, що виконується прямим, косим і фасонним нарізанням, і маятниковою пилкою з абразивними армованими колами діаметром 300 і 400 мм. Для різання труб малого діаметра (32-159 мм) використовується установка з обертовою трироликовою голівкою.

Гнуті деталі трубопроводів виготовляються на заводах монтажних заготовок. За необхідності гнуття труб у процесі монтажу труби діаметром 200 мм гнуться на трубозгинальних верстатах у холодному стані, а труби діаметром більше 200 мм — у гарячому стані. Для збереження форми в місці згину труби діаметром >100 мм набиваються сухим річковим піском з установкою дерев'яних пробок на кінцях труби. При засипанні піску труби простукують для збільшення щільності засипання.

При вигині труб малого діаметра (<32 мм) може застосовуватися пристрій, що дозволяє здійснювати згинання в холодному стані. Сектор, що є основною деталлю пристрою, виготовляється з півкруглою канавкою для напрямку труби при згинанні. Радіус сектора відповідає радіусу згину труби. Пристрій встановлюється на трубі за допомогою захоплювача й за допомогою рукоятки обкатується по трубі.

Для обертання труб при автоматичному зварюванні використовуються обертачі, що складаються з рами й двох опор з ковзанками.

При складанні трубних елементів, що складаються із прямої ділянки труби й трубної заготовки, найбільш частою операцією є з'єднання фланця із трубою.

При великій кількості фланців для скорочення втрат часу на їхню розмітку використовуються різні пристрої і шаблони.

Приварювання фланців до труб прискорюється при використанні поворотного стола. Повертаючи стіл, зварник з одного положення приварює фланець до труби.

При великій кількості відводів зачищення зварених швів після приварювання фланців може здійснюватися на токарському верстаті із застосуванням спеціального пристрою.

Для центрування труб великого діаметра при зварюванні застосовуються механічний або пневматичний ланцюговий центратор. Основним елементом центратора є пластинчастий ланцюг, у кожному шарнірі якого встановлений ролик. При обтисненні стику ланцюгом ролики притискаються до стику й здійснюють центрування його країв. Зварювання проводиться при обертанні труб, і ролики, що мають можливість обертатися, не перешкоджають прихоплюванню й зварюванню стику.

Центратор для центрування труб виконується у вигляді ланцюгового пояса, що складається з рухомих ланок із роликовими опорами й натяжним гвинтом (або гідравлічного натяжного пристрою). Застосовуються також кліщові центратори.

Для навантаження й укладання батогів трубопроводів використовуються траверси й пристрої, зібрані зі швелерів, куточків і болтів. Швелери й куточки утворюють кілька настилів, на які укладаються труби. Положення батогів трубопроводів фіксується дошками. Настили укладаються один на один і з'єднуються стягувальними болтами. Пристрій підвішується до траверси у декількох точках.

З окремих батогів збираються плоский або просторовий вузли.

Монтаж трубопроводів на підвісках здійснюється окремими батогами довжиною приблизно 20 м за допомогою монтажного крана, при цьому центрування й зварювання стиків батогів проводиться на висоті зі спеціальних риштувань. При монтажі трубопроводів укрупненими блоками труби й батоги укладаються уздовж траси трубопроводу й зварюються на землі. Монтаж укрупнених блоків ведеться двома кранами із використанням підвісок.

Для зняття напруг у товстостінних стиках й одержання однорідної мікроструктури наплавленого й основного металу необхідна термообробка. При термообробці ширина зони рівномірного нагріву в кожний бік від стику повинна бути не менше подвійної ширини шва. Температура нагрівання при термообробці залежно від марки матеріалу змінюється від 600 до 1100 °С. Тривалість витримки при нагріванні становить 1—5 год. Нагрівання може здійснюватися індукційним методом, рознімними муфельними печами, газовими пальниками.

2.                  Ремонт трубопроводів. У процесі експлуатації трубопроводи зношуються від механічного (в основному ерозійного), теплового й корозійного впливу.У період ремонту виконуються такі основні роботи: 1) заміна деталей, що зносилися, і вузлів або виправлення їх до відповідних норм, допусків і розмірів; 2) перевірка трубопроводів, а якщо буде потрібно припасування опор і підвісок; 3) модернізація або реконструкція трубопроводів з можливою уніфікацією змінних частин; 4) ізоляція трубопроводів; 5) випробування на міцність і щільність; 6) фарбування трубопроводів.

За 2-3 години до розбирання фланцевих з'єднань трубопроводів нарізну частину кріпильних деталей необхідно змочити гасом. Відкручування гайок проводиться у два прийоми: спочатку всі гайки послабляються поворотом на 1/8 оберту, потім відкручуються повністю в будь-якій послідовності. При розбиранні трубопроводів з метою заміни прокладок виникає досить трудомістке розсунення фланців. Гвинтовий пристрій для розсунення фланців показаний на рис. 6.11. Для розсунення фланців на трубопроводах високого тиску використовуються пристрої з гідроциліндром. При ремонті технологічних трубопроводів зношені ділянки заміняються на нове, дефектні ділянки вирізаються, а замість них вварюються котушки. Перед вирізуванням ділянки трубопроводу необхідно закріпити розділювані ділянки так, щоб попередити їхній зсув. Ділянка, що підлягає видаленню, кріпиться у двох місцях.

Після демонтажу ділянки трубопроводу вільні кінці труб, що залишилися, необхідно закрити пробками або заглушками. При установці нової ділянки її спочатку закріплюють на опорах, а потім зварюють.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок6.11 — Гвинтовий пристрій для розсунення фланців:

1-захват ; 2-поперечник ; 3- клин; 4- ключ

  На вертикальних апаратах замінні вузли й деталі трубопроводів закріплюються стропами у двох місцях для їхнього підвішування. При приєднанні до інших вузлів перестропування виключається. Піднятий вузол або деталь за допомогою оправлення підганяється до приєднувального фланця, потім установлюється прокладка й закріплюються всі шпильки й болти. Після проведення цих операцій стропи знімаються. Якщо новий вузол трубопроводу приєднується за допомогою зварювання, то стропи знімаються після приварювання його першим швом.

При ремонті фланцевих з'єднань дзеркало фланця, що перебував в експлуатації, очищається від старої прокладки, слідів корозії, графіту і т.п.

При ремонті міжцехових трубопроводів заміна зношених ділянок надземних трубопроводів може здійснюватися потрубно. Можливе також складання ділянок із секцій, які збирають і зварюють із окремих труб та їхніх елементів поблизу траси або в трубозаготівельній майстерні.

В умовах естакад, насичених більшою кількістю трубопроводів, ремонт трохи ускладнюється. У цьому випадку заміна зношених ділянок або прокладка додаткових ліній можлива лише окремими трубами невеликої довжини. Труби піднімаються краном або лебідкою і через верх або бік естакади заводяться на місце. Складання проводиться в напрямку, протилежному ухилу трубопроводу. При укладанні трубопроводів на естакадах, у каналах або лотках остаточне закріплення починають із нерухомих опор.

При ремонті трубопроводів, покладених у ґрунт, виконуються такі основні роботи: розкриття засипаних траншей; від'єднання ділянок трубопроводів; підняття цих ділянок на поверхню; очищення зовнішньої поверхні від слідів корозії й залишків старої антикорозійної ізоляції; заміна зношених ділянок трубопроводів на нові; накладення нової ізоляції; укладання трубопроводу в траншею. За наявності дрібних ушкоджень (тріщини, раковини, потіння й т.д.) трубопровід з роботи не виключається. При нетоксичних продуктах ремонт здійснюється наварюванням латок. Розриви стиків і великих тріщин тимчасово ізолюються накладенням хомутів. Після звільнення трубопроводу від продукту ушкоджені місця вирізають, і вварюються котушки.

Трубопроводи діаметром до 300 мм, прокладені на глибині не більше 1,2 м, ремонтуються з підйомом і укладанням їх над траншеєю на лежаки. При діаметрі більше 300 мм ремонт виконується безпосередньо в траншеї із підняттям трубопроводів на висоту 60-70 см від дна траншеї із укладанням їх на лежаки.

При підйомі й опусканні трубопроводу в траншею найбільш напружені зварені стики підсилюють муфтами або планками. При посиленні планками використовуються кутовий або смуговий профіль.

Після закінчення капітального ремонту трубопроводів проводяться перевірка якості робіт, промивання або продувка, а потім випробування на міцність і щільність. Технологічна апаратура перед випробуванням відключається, кінці трубопроводу закриваються заглушками. Заглушаються всі урізання для контрольно-вимірювальних приладів. У найнижчих точках вварюються штуцери з арматурою для спуску води при гідравлічному випробуванні, а у найвищих — для випускання повітря. У початкових і кінцевих точках трубопроводу, а також на насосах і компресорах установлюються манометри із класом точності не нижче 1,5.

Гідравлічне випробування на міцність і щільність, як правило, проводиться до покриття тепловою й антикорозійною ізоляцією Величина іспитового тиску повинна дорівнювати 1,25 максимального робочого тиску, але не менше 0,2 МПа для сталевих, чавунних, вініпластових і поліетиленових трубопроводів. Тиск при випробуваннях витримується 5 хв, після чого він знижується до робочого значення. При цьому трубопровід ретельно оглядається. Зварені шви обстукуються легенько молотком. Після проведення випробування відкриваються крани, й трубопровід повністю звільняється від води.

Пневматичне випробування здійснюється повітрям або інертним газом. При цьому витримується тиск, що дорівнює 1,25 максимального робочого тиску, але не менше 0,2 МПа для сталевих трубопроводів.

Випробування на міцність чавунних і пластмасових надземних трубопроводів не проводиться.

Пневматичне випробування трубопроводів на міцність не проводиться також у діючих цехах, на естакадах, у каналах, тобто там, де знаходяться діючі трубопроводи. Газопроводи при тиску до 0,1 МПа випробовують тиском, що встановлюється проектом.

За наявності чавунних арматур пневматичне випробування трубопроводів на міцність проводиться при тиску не вище 0,4 МПа.

Лекція 2. Ремонт трубопровідної арматури та арматури,

що працюють під тиском

План

1.    Загальні положення.

2.    Ремонті засувки.

3.    Розбирання клапана.

4.    Випробовування на міцність. 

1.            Загальні положення. Ремонт трубопровідної арматури може проводитися або на місці її установки без зняття корпусу, або в механічній майстерні.

При ремонті на місці установки з корпусу одночасно із кришкою виймається механізм затвора. Ремонт деталей цього механізму виконується в механічній майстерні. При ремонті корпусу арматура демонтується й доставляється в механічну майстерню. Перед зняттям арматури робляться позначки на корпусах і стикувальних фланцях.

Підготовлена до ремонту арматура встановлюється на стенди й тут розбирається і піддається дефектації.

Найпоширенішими причинами виходу арматури з ладу є порушення герметичності внаслідок корозії, вибивання, вм'ятин від сторонніх предметів на ущільнювальних поверхнях, а також унаслідок деформації корпусу засувок під дією зовнішніх навантажень і температурних напруг.

2.  При ремонті засувки проводяться такі операції: 1) відновлення зношених ущільнювальних поверхонь затвора; 2) відновлення шпинделя й деталей, що сполучаються із ним; 3) заміна чепцевого ущільнення; 4) відновлення ущільнювальних поверхонь фланцевих з'єднань; 5) відновлення корпусу; 6) гідравлічне випробування.

Розбирання засувки здійснюється в такій послідовності: 1) знімаються маховик зі шпинделя; 2) знімається кришка; 3) розбираються деталі затвора, вийняті із кришкою. Деталі промиваються в гасі й насухо витираються.

Внутрішня щільність корпусу оглядається для виявлення раковин, тріщин та інших дефектів. При цьому застосовується просвічування рентгенівськими променями й гамма-променями, що дозволяє виявити порожнечі, жужільні включення й дрібні тріщини, невидимі при зовнішньому огляді.

Міцність корпусу перевіряється гідравлічним випробуванням. Наскрізні дефектні місця в корпусі обробляються на всю глибину до чистого металу. Перед обробленням тріщин на їхніх кінцях свердляться отвори діаметром 8-10 мм. Крайки, що прилягають до місць вирубки, зачищаються напилком і металевою щіткою. Після протравляння 10 % розчином азотної кислоти тріщина заварюється електродуговим зварюванням і обробляється термічно.

При огляді деталей затвора повинна перевірятися щільність запресовування ущільнювального кільця (сідла) у корпусі й чистота його поверхні. На наявність вибоїн, задирів, подряпин та інших ушкоджень перевіряються клапан (диски, тарілки, золотники), шпиндель, втулка, порожнини чепцевої коробки, грундбукса й кріпильні деталі. Ушкоджені деталі відновлюються.

Різні раковини, каверни, задири й інші ушкодження ущільнювальних поверхонь усуваються шляхом обточування, шліфування й притирання на верстаті. На ущільнювальній поверхні дефекти глибиною більше 0,5 мм усуваються попереднім обробленням дефектного місця й наплавленням на нього металу з подальшою обробкою.Якщо глибина ушкоджень менше 0,5 мм, то проводяться шліфування абразивним колом і притирання. Нещільності між корпусом і сідлом усуваються залежно від типу кріплення.

Ущільнювальна поверхня шпинделя повинна бути дзеркально гладкою. Перед ремонтом шпиндель очищається від слідів старого чепцевого набивання, іржі, нагару, бруду й промивається в гасі або бензині.

Ум'ятини й риски глибиною не більше 0,08-0,15 мм усуваються притиранням пастою ГОІ або шліфувальними порошками, розведеними в маслі.

Після заміни прокладки й чепцевого набивання зібрану засувку направляють на обпресування.

Аналогічно ремонтуються вентилі. Спочатку на стенді вентиль розбирають за з'єднанням корпус-кришка. Потім здійснюється ремонт корпусу й усіх деталей методами, які використовуються для засувок.

Однією із трудомістких операцій при ремонті арматур є притирання ущільнювальних поверхонь. Притирання плоских деталей арматури (сідел і клинів) здійснюється по плиті. Конструкція притирань вибирається залежно від форми поверхонь, що притираються, і величини умовного проходу. Притирання може проводитися як вручну, так і механізованим способом.

Для механізованого протирання ущільнювальних поверхонь застосовуються притирочні верстати або пристрої до свердлильних верстатів. Притиральні верстати мають зворотно-обертальний рух притирання з випереджальним його обертанням в одному напрямку.

При експлуатації пружинних запобіжних клапанів можливі, наприклад, такі неполадки: забруднення або ушкодження ущільнювальних поверхонь, порушення співвісності деталей, деформація пружин і т.д. При цьому можливий витік продукту через затвор клапана при тиску, більш низькому, ніж робочий.

3.                  Розбирання клапана здійснюється в такому порядку: знімається ковпак, звільняється від натягу пружина, знімається кришка, виймаються пружина й золотник разом зі штоком, а після звільнення стопорних болтів регулювальних втулок витягується з корпусу втулка, а також регулювальна втулка сопла клапана.

Невеликі ушкодження ущільнювальних поверхонь усуваються притиранням. Більші ушкодження виправляються проточуванням поверхні на верстаті й наступним притиранням.

Пружини не повинні мати вм'ятин, тріщин, забиття і т.п. Опорні поверхні пружини повинні бути плоскими на довжині не менше 3/4 витка. Пружини із тріщинами відбраковуються. Випробування пружин полягає у трикратному стиску статичним навантаженням, що викликає максимальний прогин, з метою виявлення залишкової деформації й стиску статичним навантаженням, що дорівнює максимальному робочому навантаженню, з одночасним контролем величини стиску пружини. Для безпечного випробування пружин використовуються різні пристрої, у тому числі з гідравлічним приводом, які серійно випускаються промисловістю.

4.                  Випробовування на міцність.  Після ремонту арматури необхідно випробувати на міцність матеріал корпусу й кришки і на герметичність затвор, чепцеві набивання і з'єднання із прокладками. Для випробування арматур використовуються спеціальні стенди, у тому числі стенд, що випускається серійно, для перевірки запірних фланцевих арматур із Ду=50-250 мм.

Випробування на міцність і щільність здійснюється водою. Перевірка герметичності арматури може виконуватися гасом упродовж 5 хв; просочування гасу не допускається. Проводиться також перевірка герметичності у водяній ванні. Клапан через регулятор тиску приєднують до системи стисненого повітря й занурюють у ванну з водою. Відсутність спливаючих пухирців повітря свідчить про герметичність клапана.
Висновок

Усі види ремонту типових деталей та вузлів технологічного обладнання виконуються згідно із планом-графіком ремонтів і на основі технічної ремонтної документації. Після проведення ремонту деталі та вузли повинні пройти випробування.

Питання для самоперевірки

1.     Особливості монтажу і ремонту трубопроводів та трубопровідної арматури.

2.    Які операції проводяться  при ремонті засувки?

3.    Порядок розбирання клапана.