Глава 5.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРУБОПРОВОДЫ И АРМАТУРА

5.1. Классификация трубопроводов

Технологические трубопроводы различают по роду транс-

портируемой среды, рабочим условиям, территориально-

производственному признаку (цеховые, межцеховые, общезавод-

ские), конструкции и материалу.

В соответствии со строительными нормами и правилами

технологические трубопроводы разделяют в зависимости от ха-

рактера среды на пять групп (А, Б, В, Г, Д); от величины рабочего

давления и температуры среды на пять категории (I–V).

Строительные нормы и правила регламентируют требования

к проектированию, изготовлению и монтажу технологиических

трубопроводов.

101

В группу А включены трубопроводы для токсичных и горю-

чих газов. Трубопроводы для взрывоопасных газов, а также лег-

ковоспламеняющихся и горючих жидкостей, в том числе нефти

относят к группе Б. Трубопроводы для пара составляют группу В,

для горячей воды и водяного пара – группу Г. Каждая из этих

групп имеет четыре категории (I–IV).

Группу Д составляют трубопроводы для негорючих жид-

костей и паров. Отнесение трубопровода к той или иной катего-

рии и группе налагает определенные требования к выполнению

работ по их изготовлению, контролю, испытаниям, эксплуатации,

а также к свойствам исходного материала.

Фитингами называют детали, служащие для соединения

труб. Соединения труб могут быть разъемными (резьбовые и

фланцевые) и неразъемными на сварке.

Для присоединения к аппаратам манометров, пробных кра-

ном, регуляторов уровня, трубок для термометров, а также уста-

новки пробок служат муфты. Муфты различают по условному

диаметру, который соответствует размеру трубной резьбы. При

работе с коррозионно-активными средами применяют фланце-

вые штуцера малого диаметра, в которые вварены резьбовые

муфты.

Для компенсации температурных деформаций на техноло-

гических трубопроводах применяют П-образные, линзовые и

волнистые компенсаторы. П-образные компенсаторы могут быть

изготовлены изгибом трубы и сваркой с применением крутоизог-

нутых фитингов. Эти компенсаторы обладают сравнительно

большой компенсирующей способностью (до 700 мм); их можно

применять при любых давлениях. Однако П-образные компенса-

торы громоздки и требуют установки специальных опор. Обычно

их располагают горизонтально и снабжают дренажными устрой-

ствами.

Линзовые компенсаторы состоят из ряда последовательно

соединенных линз (чаще всего компенсатор имеет три линзы).

Эти компенсаторы применяют на условное давление до 1,0 МПа.

Толщина стенки линз 2,5 мм. Более совершенны по конструкции

волнистые компенсаторы.

102

5.2. Назначение и основные виды трубопроводной арматуры

Арматурой называют устройства, которые устанавливают на

трубопроводах и ёмкостях для управления потоком (движением)

рабочих сред. По области применения арматуру подразделяют на

пароводяную, энергетическую, нефтяную и т. п. По материалу

корпусных деталей арматура делится пи чугунную, стальную, из

коррозионностойкой стали, цветных металлов и сплавов, а также

из неметаллических материалов. Выделяют арматуру с защитным

покрытием пластмассой или эмалью и арматуру с эластичным

деформируемым затвором.

Управление потоком среды в арматуре осуществляется с по-

мощью запорного или регулирующего органа, состоящего из за-

твора и седла. Затвор представляет собой деталь (или группу де-

талей), перемещающуюся или поворачивающуюся с помощью

шпинделя или штока относительно седла корпуса.

По способу перекрытия потока среды арматура подразделя-

ется на следующие типы:

1) задвижка – затвор перемещается возвратно-поступательно

перпендикулярно оси потока среды;

2) клапан – затвор перемещается возвратно-поступательно па-

раллельно оси потока среды; клапан, в котором затвор переме-

щается с помощью винтовой пары, называется вентилем;

3) кран – затвор, имеющий форму тела вращения (или части

его), поворачивается вокруг своей оси, расположенной перпенди-

кулярно оси потока среды;

4) заслонка – затвор, имеющий форму диска, поворачивается

вокруг оси, расположенной в плоскости затвора или параллельно

ей;

5) шланговый затвор – перекрытие потока осуществляется путем

пережима эластичного шланга, внутри которого проходит

среда.

По конструктивному исполнению типы арматуры могут

иметь следующие разновидности:

1) задвижка клиновая (с цельным, составным двухдисковым

или упругим клином) – уплотнительные поверхности затвора

расположены под углом друг к другу;

103

2) задвижка параллельная (шиберная однодисковая или двух-

дисковая) – уплотнительные поверхности затвора расположены

параллельно друг к другу);

3) задвижка с выдвижным шпинделем или штоком – шпиндель

или шток совершает возвратно-поступательное движение вместе

с затвором;

4) задвижка с невыдвижным шпинделем – шпиндель совершает

вращательное движение при возвратно-поступательном дви-

жении затвора;

5) запорный клапан (вентиль, задвижка) – предназначен для пол-

ного перекрытия потока среды;

6) регулирующий клапан – предназначен для регулирования рас-

хода среды и управляется от постороннего источника энергии;

7) регулятор давления – предназначен для поддержания по-

стоянного давления среды путем изменения её расхода и управ-

ляется непосредственно рабочей средой;

8) регулятор давления «после себя² – обеспечивает поддержание

постоянного давления в системе после себя;

9) регулятор давления «до себя² – обеспечивает поддержание по-

стоянного давления в системе до себя;

10) односедельный регулирующий клапан – поток среды дви-

жется через одно седло;

11) двухседельный регулирующий клапан – поток среды дви-

жется через два седла;

12) смесительный клапан – регулирующий клапан, предназна-

ченный для смешения двух и более различных по параметрам

сред;

13) распределительный клапан – предназначен для распределения

потока среды по определённым направлениям;

14) предохранительный клапан – предназначен для выпуска из-

бытка среды с целью предотвращения аварийного повышения

давления;

15) импульсное предохранительное устройство – состоит из глав-

ного предохранительного клапана, снабженного поршневым при-

водом, и импульсного предохранительного клапана, управ-

ляющего открытием главного;

16) обратный клапан – предназначен для предотвращения об-

ратного потока среды;

104

17) невозвратно-запорный клапан – предназначен для предот-

вращения обратного потока среды и имеет устройство для при-

нудительного закрытия;

18) невозвратно-управляющий клапан – предназначен для пре-

дотвращения обратного потока среды и имеет устройство для

принудительного открытия и закрытия;

19) конденсатоотводчик – предназначен для отвода конденсата

водяного пара (поплавковый конденсатоотводчик имеет за-

порный орган, управляемый с помощью поплавка, термостатиче-

ский – управляемый с помощью термостата, термодинамический

– управляемый с использованием аэродинамического эффекта и

термодинамических свойств среды;

20) кольцевой клапан – имеет цилиндрический затвор и коль-

цевую проточную часть седла;

21) цилиндрический кран – имеет затвор в виде цилиндра, ко-

нусный – в виде конуса, шаровой – в виде шара;

22) распределительный кран (трехходовой), распределительный

клапан (трехходовой) и распределитель (многоходовой) – отли-

чаются от запорной арматуры наличием нескольких подводящих

или отводящих среду каналов.

По способу управления различают арматуру с ручным

управлением (без редуктора или с редуктором), с электрическим

и с электромагнитным приводом, с пневмо- или гидроприводом

и арматуру под дистанционное управление.

В зависимости от способа присоединения к трубопроводу

арматура подразделяется на фланцевую, муфтовую, царговую,

штуцерную и арматуру под приварку к трубопроводу.

По способу герметизации относительно внешней среды под-

вижного соединения шпинделя с крышкой различают сальнико-

вую, сильфонную, мембранную и шланговую арматуру.

Арматура с приводом, снабженным силовой пружиной, под-

разделяется на нормально открытую (НО) и нормально закрытую

(НЗ). В нормально открытой арматуре при прекращении подвода

энергии, создающей перестановочное усилие, обеспечивается от-

крытие для движения потока среды, в нормально закрытой – за-

крытие и прекращение потока.

По конструкции корпуса арматура разделяется на проходную

и угловую. В проходной арматуре среда не изменяет направление

105

своего движения на выходе по сравнению с направлением на входе,

в угловой направление изменяется (обычно на 90É).

По функциональному назначению арматура делится на ос-

новные классы (или виды), к которым относятся следующие.

Запорная арматура предназначена для перекрытия потока

среды. По количеству применяемых единиц она составляет около

80 % всей арматуры. К запорной относят и пробно-спускную, или

контрольно-спускную, арматуру, используемую для проверки

уровня жидкой среды в емкостях, отбора проб, выпуска воздуха

из верхних полостей, дренажа и т. п. Пробно-спускная арматура

изготовляется и применяется в больших количествах. Характер-

ным для нее является малая величина условного диаметра прохо-

да (Dу).

Регулирующая арматура предназначена для регули-ргжлния

параметров среды посредством изменения ее расхода. В состав

регулирующей арматуры входят клапаны-регуляторы давления,

клапаны-регуляторы уровня, регулирующие клапаны. К регули-

рующей арматуре относится и дросселирующая арматура, пред-

назначенная для работы при больших перепадах давления.

Распределительная арматура используется для распределе-

ния потока среды по определенным направлениям. К ней отно-

сятся распределительные краны, распределительные клапаны и

распределители.

Предохранительная арматура служит для автоматической

защиты оборудования от аварийных изменений параметров или

направления потока рабочей среды. К предохранительной арма-

туре относятся предохранительные клапаны, предохранительные

импульсные устройства и предохранительные разрывные мем-

браны. Одним из видов предохранительной арматуры можно счи-

тать иицитную арматуру, которая также предназначена для защи-

ты оборудования от аварийных изменений параметров. Различие

между собственно предохранительной и защитной арматурой за-

ключается в том, что при возникновении аварийного состояния

параметра среды предохранительная арматура открывается, а за-

щитная закрывается, отсекая защищаемый участок от остальной

части трубопровода. В качестве защитной арматуры обычно ис-

пользуются конструкции запорной арматуры, снабженные быст-

родействующими приводами.

106

Фазоразделительная арматура предназначена для автомати-

ческого разделения рабочих сред в зависимости от их фазы и со-

стояния. К ней относят конденсатоотводчики, воздухоотводчики,

маслоотделители и т. п.

Ряд конструкций общепромышленной арматуры изготовля-

ется по техническим условиям, установленным стандартами.