Трубопроводные совокупности. номенклатура и Классификация. Конструктивный расчет. Черта отдельных элементов трубопроводных совокупностей.
Трубопроводная совокупность являются наиболее значимым элементом любого производства, которая в значительной мере определяет его надежность, производительность, снабжая транспортировку исходных реагентов, промежуточных и конечных продуктов, энергетических потоков, устойчивость поддержания заданного технологического режима.
Неслучайно, в химической индустрии часть затрат на трубопроводные совокупности образовывает от 15 до 40% суммарных затрат на оборудование.
По собственному назначению трубопроводы подразделяются следующим образом:
– материалопроводы – для транспортировки исходных, промежуточных и конечных веществ;
– паропроводы;
– конденсатопроводы;
– водопроводы;
– трубопроводы сжатого воздуха;
– вакуумные совокупности;
– промканализация.
К главным частям трубопроводных совокупностей относятся:
- трубы;
- соединительные подробности (фланцы, муфты);
- фасонные части (отводы, тройники перехода);
- арматура (краны, вентили, задвижки, клапаны и т. д.);
- компенсаторы;
- опоры
Коротко охарактеризуем отдельные части трубопроводных совокупностей.
Трубы и фасонные части трубопроводов
Материал труб выбирают с учетом коррозионной активности среды, температуры и давления.
Толщину стенок труб принимают по ГОСТам на сортимент труб, в котором указывается предельно допустимое давление [Р], или по известному уравнению расчета S для обечаек, трудящихся под давлением.
Протяженность труб, число поворотов, количество арматуры зависят от компоновки оборудования и выбирается конструктивно на основании имеющихся компоновочных чертежей (замыслов, разрезов).
Внутренний диаметр труб рассчитывают по формуле
,
где w – расход жидкости (газа), м3/с; v – линейная скорость жидкости (газа) в трубопроводе.
Из анализа формулы видно, что с повышением скорости жидкости либо газа значительно уменьшается расход материала и диаметр трубы, но возрастает расход энергии и гидравлическое сопротивление. Рекомендуемые скорости:
– для газовых совокупностей, трудящихся под давлением, родным к атмосферному (создается вентиляторами, дымососами), – 12–15 м/с;
– в нагнетательных трубопроводах по окончании компрессоров и газодувок – 15–25 м/с;
– в вакуумных линиях – 40–90 м/с;
– при перемещении жидкости самотеком – 0,1–0,5 м/с;
– во всасывающих трубопроводах – 0,8–2 м/с;
– в нагнетательных трубопроводах – 1,5–10 м/с.
По расчетному диаметру подбирается ближайший обычный.
Базисным диаметром для труб есть диаметр наружный, а внутренний зависит от толщины стены.
Фасонные части трубопроводов помогают для трансформации направления, диаметра труб, разветвления трубопровода. Их изготавливают по соответствующим нормалям либо ГОСТам.
Соединения трубопроводов
Соединения трубопроводов смогут быть разъемными и неразъемными.
Разъемные соединения труб осуществляются посредством фланцев, резьбы, раструбов и т. д.;
Неразъемные – соединяются способами сварки, пайки, склеивания и т. д.
Выбор типа соединения определяется технологическими требованиями и материалом труб. К примеру, керамические, антегмитовые, стеклянные трубы возможно соединять лишь посредством неразъемных соединений; для железных труб вероятны оба типа соединений, но в этом случае учитываются технологические требования. Так, в случаях, в то время, когда требуется высокая герметичность, для транспортировки кристаллизующихся растворов, коррозионноактивных веществ употребляются цельносварные трубопроводы; в случае, если нужна очистка трубопроводов и частая промывка рациональней применение разъемных соединений.
Подробнее типы фланцевых соединений разглядим позднее.
Компенсаторы
Компенсаторы помогают для компенсации трансформации длины труб при нагреве либо охлаждении без утраты герметичности. К примеру, изменение длины трубопровода длиной 300 м из углеродистой стали при нагреве от 20 до 200°С образовывает 756 мм !!, следовательно, вероятна деформация либо разрушение труб.
По принципу работы компенсаторы делятся на:
– эластичные;
– скользящие (сальникового типа).
Скользящие используются редко в связи со меньшей герметичностью и сложной конструкцией.
Эластичные компенсаторы делятся на: радиальные (П-образные) и осевого типа (S-образные).
Преимущества П-образных компенсаторов – эксплуатации и простота изготовления, большая компенсирующая свойство (?l = 600–700 мм), возможность применения при давлениях и высоких температурах.
Компенсаторы осевого типа – линзовые осевые компенсаторы –употребляются на трубопроводах диаметром 100–1600 мм, трудящихся под давлением до 1,6 МПа. Число линз компенсатора в большинстве случаев меньше или равняется четырем; компенсирующая свойство одной линзы образовывает 7,5–50 мм. Для понижения гидравлического сопротивления в пропускается манжета.
Волнистые компенсаторы используются для трубопроводов с давлением до 4 Па и температурой до 450°С. Напоминают линзовые элементы, но эластичные элементы волнистых компенсаторов изготавливаются из стали Х18Н10Т, а сам трубопровод – из углеродистой стали.
Опоры трубопроводов
Различают: подвижные (скользящие, катковые, направляющие подвесные, пружинные)
и неподвижные (мертвые) опоры.
Неподвижные опоры предназначены для твёрдого крепления трубопровода. Они принимают вертикальную нагрузку от реагентов и массы трубопровода, и горизонтальную нагрузку от вибрации, гидроударов, температурных расширений труб. Подобные опоры изготавливаются для труб с диаметром 57–1620 мм и употребляются при температуре среды не выше 300°С.
Подвижные опоры принимают вертикальную нагрузку, но не мешают осевому перемещению. Употребляются для труб с диаметром 45–1620 мм при температуре продукта от –30 до 300°С.
Арматура трубопроводов: назначение, классификация, конструкция области применения