Судовые ядерные энергетические установки. Трубопроводы и соединения для гидравлических систем

кДж/кг.град

S1

6,624

МПа

P2t

1,484

кДж/кг

по i-S диаграмме

2876,9

35

Параметры пара в точке А2

i2

кДж/кг

2883,384

P2

МПа

P2t

1,484

S2

кДж/кг.град

по i-S диаграмме

6,637

t2

С

по i-S диаграмме

256,17

2

м3/кг

по i-S диаграмме

0,147

36

Степень впуска на рабочей решетке

2

--

0,414

37

Потеря энергии с выходной скоростью

q2

кДж/кг

3,175

38

Окружные потери

qu

кДж/кг

qc+qл+q2

21,431

39

Окружной теплоперепад

hu

кДж/кг

Hизqu

97,558

40

Окружная работа

lu

кДж/кг

U1(С1u-C2u)

97,558

41

Погрешность расчета

--

0,0000

42

Окружной К.П.Д.

u

--

0,82

43

Показатель изоэнтропы (адиабаты) для перегретого пара

k

--

принимается, [5]

1,29

44

Скорость звука за сопловой решеткой

а1

м/c

533,419

45

Скорость звука за рабочей решеткой

а2

м/c

530,482

46

Числа Маха:

за сопловой решеткой

за рабочей решеткой

МС1

MW2

--

--

0,793

0,504

47

Подбор решеток профилей:

Сопловая

Рабочая

принимаем, [2]

принимаем, [2]

С-9012А

Р-2614А

Эскиз I ступени

Рисунок - 1.2.4

1.6.4 Расчет числа ступеней и габаритов турбины

Таблица 1.6.4

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Располагаемый теплоперепад в турбине	Нат	кДж/кг	из таблицы 1.6.1	997,2
2	Располагаемый теплоперепад в 1-й ступени	Низ1	кДж/кг	из таблицы 1.6.3	118,99
3	Располагаемый теплоперепад в последней ступени	Низz	кДж/кг	из таблицы 1.6.2	115,668
4	Средний теплоперепад на ступень	Низср	кДж/кг		117,329
5	Внутренний К.П.Д. турбоагрегата	i	--	из таблицы 1.6.1	0,8
6	Ориентировочное число ступеней		--		8,499
7	Коэффициент возвращенного тепла	R	--		1,063
8	Число ступеней в однокорпусном турбоагрегате	z	--		10
9	Среднерасчетный теплоперепад на ступень	Hиз ср.р	кДж/кг		106,002
10	Разность теплоперепадов	ДHиз	кДж/кг	Hиз ср - Hиз ср.р	11,327
11	Расчетный теплоперепад на 1-ю ступень	Hиз1р	кДж/кг	Hиз1 - ДHиз	107,663
12	Расчетный теплоперепад на последнюю ступень	Hизzр	кДж/кг	Hизz - ДHиз	104,341
13	Средняя ширина ступени	Вср	м	0,03+(0,150,2)lлz	0,106
14	Длина проточной части турбины двухпроточной	lтпх	м	2Всрz+	2,274
15	Длина турбоагрегата	l	м	3,5lтпх	7,163
16	Длина корпуса турбины	lк	м	2,2lтпх	5,003
17	Расстояние между центрами опор	lо	м	1,65lтпх	3,684
18	Масса корпуса турбоагрегата	Gm	кг	lD2cpz(8,050,26 lD2cpz) 103	49847,3

1.6.5 Уточненный расчет 1 ступени

Таблица 1.6.5

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Формула или источник	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Коэффициенты потерь в сопловой решетке: профильных потерь концевых потерь	с спр ск		ск спр [2] [2]	0,114 0,024 0,090
2	Коэффициенты потерь в рабочей решетке профильных потерь концевых потерь	л лпр лк		лк лпр [2] [2]	0,163 0,046 0,117
3	К.П.Д. сопловой решетки	с		1с	0,886
4	К.П.Д. рабочей решетки	л		1л	0,837
5	Коэффициент скорости сопловой решетки				0,941
6	Коэффициент скорости рабочей решетки				0,915
7	Располагаемый теплоперепад	Низ1р	кДж/кг	из таблицы 1.6.4	107,663
8	Степень реактивности			из таблицы 1.6.3	0,15
9	Теплоперепад, срабатываемый в сопловом аппарате	hc	кДж/кг	Низ1р (1)	91,513
10	Теплоперепад, срабатываемый в рабочей решетке	hЛ	кДж/кг	. Низ1р	16,149
11	Параметры пара за сопловой решеткой в изоэнтропном процессе (в точке A1t)	i1t	кДж/кг	i hc	2893,387
		S1t	кДж/кг.град		6,6
		P1t	МПа	по i-S диаграмме	1,68
12	Потери энергии в сопловом аппарате	qc	кДж/кг	(12) hc	10,433
13	Параметры пара в действительном процессе (в точке А1)	P1	МПа	P1t	1,68
		i1	кДж/кг	i1t qc	2903,819
		1	м3/кг	по i-S диаграмме	0,133
		t1	град.	по i-S диаграмме	244,0
		S1	кДж/кг.град	по i-S диаграмме	6,62
14	Окружная скорость	Uср	м/с	из табл. 1.2.4.	208,175
15	Угол выхода потока из соплового аппарата	1	град.	из табл. 1.2.4.	10
16	Угол выхода потока в относительном движении	2	град.	из табл. 1.4.	13
17	Абсолютная скорость выхода из соплового аппарата Скорость звука Число Маха	С1 а1 МС1	м/с м/с		402,693 536,878 0,75
18	Окружная составляющая С1	С1U	м/с	С1 cos1	396,575
19	Осевая составляющая С1	С1Z	м/с	С1 sin1	69,927
20	Окружная составляющая W1	W1U	м/с	С1U Uср	188,4
21	Относительная скорость на входе в рабочую решетку	W1	м/с		200,959
22	Угол натекания потока на рабочую решетку	1	град.		20,363
23	Степень впуска в сопловой решетке	1			0,376
24	Параметры пара в точке А2t		кДж/кг		2877,237
			кДж/кг.град		6,6
			МПа	по i-S диаграмме	1,56
25	Параметры пара в точке		МПа		1,56
			кДж/кг.град	S1	6,62
			кДж/кг	по i-S диаграмме	2885,7
26	Потери энергии в рабочей решетке	qл	кДж/кг		5,924
27	Параметры пара в точке А2		кДж/кг		2891,624
			МПа		1,56
			кДж/кг.град	по i-S диаграмме	6,631
			С	по i-S диаграмме	237,5
		2	м3/кг	по i-S диаграмме	0,141
28	Относительная скорость на выходе из рабочей решетки Скорость звука Число Маха	W2 а2 МW2	м/с м/с		246,649 532,68 0,463
29	Окружная составляющая скорости W2	W2U	м/с	W2cos2	240,328
30	Осевая составляющая скорости W2	W2Z	м/с	W2sin2	55,484
31	Окружная составляющая скорости C2	C2U	м/с	W2U Uср	32,153
32	Осевая составляющая скорости C2	С2Z	м/с	W2Z	55,484
33	Абсолютная скорость выхода потока из рабочей решетки	С2	м/с		64,127
34	Угол выхода потока из рабочей решетки в абсолютном движении	2	град.		59,908
35	Степень впуска в рабочей решетке	2			0,43
36	Потери энергии с выходной скоростью потока	q2	кДж/кг		2,056
37	Окружные потери	qu	кДж/кг	qc+qл+q2	18,412
38	Окружной теплоперепад	hu	кДж/кг	Hиз1рqu	89,250
39	Окружная работа	lu	кДж/кг	U(C1uC2u) 10-3	89,250
40	Погрешность расчета				0,000
41	Окружной К.П.Д.	u			0,829
42	Скорость потока теоретическая	Cф	м/с		464,032
43	Скоростная характеристика				0,449
44	Коэффициент потерь на трение диска и бандажа	тр			0,043
45	Потери энергии на трение диска и бандажа	q тр	кДж/кг	тр Hиз1р	4,657
46	Коэффициент вентиляционных потерь	в			0,03426
47	Потери энергии на вентиляцию	qв	кДж/кг	вHиз1р	3,689
48	Диаметр концевого уплотнения Коэффициент расхода уплотнения диафрагмы	м	мм	принимаем, [5] принимаем, [5]	0,35 0,67
49	Зазор в концевом лабиринтовом уплотнении Давление в камере укупорки Число ножей в концевом уплотнении до камеры укупорки	Pук z	мм Мпа	принимаем, [5] (1,02 ч 1,03)·Pатм принимаем, [5]	0,0002 0,1038 23
50	Диаметр радиального уплотнения		мм		1,127
51	Радиальный зазор в уплотнении		мм	принимаем, [5]	0,0011
52	Утечка пара через концевые уплотнения	Gуд	кг/c		0,106
53	Утечка пара через радиальные уплотнения проточной части	Gr	кг/c		1,239
54	Потери энергии от утечек	qут	кДж/кг		9,822
55	Неучтенные потери	qнеучт.	кДж/кг	принимаем, [5]	0,0
56	Потери энергии от влажности пара	qх	кДж/кг	2(1x1)(U/Cф)Низ1р	0,0
57	Собственно внутренние потери	qi	кДж/кг	qтр+qв+qут+qнеучт.+qх	18,167
58	Внутренний теплоперепад	hi	кДж/кг	huqi	71,084
59	Внутренний К.П.Д.	i			0,66
60	Внутренняя мощность	Ni	МВт		0,869

1.6.6 Уточненный расчет последней ступени

Таблица 1.6.6

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Формула или источник	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Геометрические размеры ступени	Dcpz	м	из таблицы 1.6.2	1,524
		lлz	м	из таблицы 1.6.2	0,508
		lc	м	0,9 lлz	0,457
2	Изоэнтропийный теплоперепад в ступени	Hизzp	кДж/кг	из таблицы 1.6.4	104,341
3	Срабатываемый теплоперепад в ступени	Наz	кДж/кг		93,091
4	Степень реактивности на среднем диаметре			из табл. 1.6.2	0,5
5	Теплоперепад, срабатываемый в рабочей решетке	hл	кДж/кг	Hаz	46,546
6	Теплоперепад, срабатываемый в сопловом аппарате	hc	кДж/кг	Hаz(1)	46,546
7	Теплоперепад заторможенного потока в сопловом аппарате		кДж/кг		57,796
8	Угол выхода потока из соплового аппарата	1	град.	из таблицы 1.6.2	27,35
9	Профиль сопловой лопатки			[2]	С-9022А
10	Коэффициенты потерь профильных концевых в сопловой решетке	cпр		[2]	0,019
		cконц		[2]	0,02
		c		cпр+cконц	0,039
11	К.П.Д. сопловой решетки	c		1 c	0,961
12	Осредненный коэффициент скорости сопловой решетки				0,98
13	Скорость выхода потока из сопловой решетки	C1	м/с		333,292
14	Окружная скорость	U	м/с	табл. 1.6.2	290
15	Составляющие скорости окружная осевая	C1u	м/с	C1cos1	296,036
		C1z	м/с	C1sin1	153,122
16	Окружная составляющая скорости W1	W1u	м/с	C1uU	6,036
17	Осевая составляющая скорости W1	W1z	м/с	C1z	153,122
18	Скорость и угол натекания потока на рабочую решетку	W1	м/с		153,241
		1	град.		87,743
19	Угол выхода потока из рабочей решетки	2	град.	из таблицы 1.6.2	27,35
20	Профиль рабочей лопатки			[2]	Р-9022А
21	Коэффициенты потерь концевых профильных в рабочей решетке	л конц		[2]	0,02
		л пр		[2]	0,019
		л		л конц+л пр	0,039
22	К.П.Д. рабочей решетки	л		1л	0,961
23	Осредненный коэффициент скорости рабочей решетки				0,98
24	Потери в рабочей решетке	q л	кДж/кг		2,273
25	Параметры пара за последней ступенью (точка А2z)	P2z	МПа	из таблицы 1.6.2	4,0
		i2z	кДж/кг	из таблицы 1.6.2	2208,568
		S2z	кДж/(кгК)	из таблицы 1.6.2	7,33
26	Параметры пара за последней ступенью в теоретическом процессе (точка )		МПа	P2z	4,0
			кДж/кг	i2z-qл	2206,295
			кДж/(кгК)	по i-S диаграмме	7,324
27	Параметры пара за сопловым аппаратом в реальном процессе (точка А1)	i1	кДж/кг		2252,84
		S1	кДж/(кгК)		7,324
		Р1	МПа	по i-S диаграмме	5,82
		1	м3/кг	по i-S диаграмме	21,255
		x1		по i-S диаграмме	0,87
28	Энтальпия в точке A*1		кДж/кг		2264,582
29	Потери в сопловой решетке	qc	кДж/кг	(12 hc	2,254
30	Параметры пара за сопловым аппаратом в изоэнтропийном процессе (точка А1t)	i1t	кДж/кг	i1-qc	2250,586
		P1t	МПа	P1	5,82
		S1t	кДж/(кгК)	по i-S диаграмме	7,317
31	Параметры пара перед сопловым аппаратом (точка А0)	i0	кДж/кг	i1t+hc	2297,132
		S0	кДж/(кгК)	S1t	7,317
		Р0	МПа	по i-S диаграмме	8,37
		0	м3/кг	по i-S диаграмме	15,306
		x0		по i-S диаграмме	0,882
32	Параметры пара перед сопловым аппаратом (точка A*0)	i*0	кДж/кг		2308,382
		S*0	кДж/(кгК)	S0	7,317
		P*0	МПа	по i-S диаграмме	9,13
		*0	м3/кг	по i-S диаграмме	14,16
33	Длина сопловой лопатки	lС	м		0,354
34	Скорость звука за сопловым аппаратом	a1	м/с		372,553
35	Число Маха	MC1			0,895
36	Скорость выхода потока из рабочей решетки	W2	м/с		334,706
37	Составляющие скорости W2 осевая окружная	W2z	м/с	W2 sin2	153,771
		W2u	м/с	W2cos2	297,291
38	Окружная составляющая скорости С2	C2u	м/с	W2uU	7,291
39	Осевая составляющая скорости С2	C2z	м/с	W2z	153,771
40	Скорость выхода потока из ступени	C2	м/с		153,944
41	Угол выхода потока из ступени	2	град.		87,285
42	Потери с выходной скоростью	q2	кДж/кг		11,849
43	Окружные потери	qu	кДж/кг	qл+qс+q2	16,377
44	Окружной теплоперепад	hu	кДж/кг	Hизzpqu	87,965
45	Окружная работа	lu	кДж/кг	U(C1uC2u)10-3	87,965
46	Погрешность расчета		%		0,000
47	Окружной К.П.Д.	u			0,843
48	Скорость физическая	Cф	м/с		456,818
49	Скоростная характеристика				0,635
50	Потери на трение	qтр	кДж/кг		0,105
51	Коэффициент утечек Потери от утечек	ут qут	кДж/кг	принимаем, [5] Hизzрут	0,004 0,417
52	Потери от влажности	qx	кДж/кг	Hизzр2(1х1)(U/Cф)	17,222
53	Конструктивный коэффициент Конструктивные потери	констр qконстр	кДж/кг	принимаем, [5] Hизzрконстр	0,0037 0,386
54	Собственно внутренние потери	qi	кДж/кг	qтр+qут+qx+qконстр	18,130
55	Внутренний теплоперепад	hi	кДж/кг	huqi	69,835
56	Внутренний К.П.Д.	i			0,669
57	Внутренняя мощность ступени	Ni	МВт		0,854

2. Специальная часть

Система гидравлики ПЛ состоит из общесудовой системы гидравлики (ОСГ) и рулевой системы гидравлики (РСГ). ОСГ предназначена для обеспечения гидроэнергией следующих потребителей:

1) гидроцилиндров и гидроаппаратуры СТР;

2) гидродвигателей ПМУ;

3) гидродвигателей комплекса МТВ;

4) гидродвигателей систем орошения запасных торпед;

5) гидродвигателей арматуры общекорабельных систем (вентиляция, погружения, вытяжной вентиляция, аварийного осушения, охлаждения вспомогательных механизмов);

6) гидродвигателей арматуры систем ДГ (топливной, подача воздуха, газоотвода и охлаждения);

7) УЦС. ДУК 2 ВИПС;

8) гидроцилиндров и гидроаппаратуры ВР и КГР через приборы аварийного управления П-13.

При выходе из строя НАУ РСГ. РСГ предназначена для обеспечения гидроэнергией:

1) гидроцилиндров и гидроаппаратуры ВР и КГР;

2) потребителей ОСГ при выходе из строя НАУ ОСГ.

Система гидравлики состоит из:

2) двух НАУ: НАУ ОСГ, расположенной в трюме 2 отсека, и НАУ РСГ, расположенной в 6 отсеке;

3) резервного гидробака, расположенного в 3 отсеке;

4) трубопровода погрузки-выгрузки рабочей жидкости, проходящего от лючка погрузки расположенного на палубе ПЛ в районе 72-73 шпангоутов через надстройку, бортовой клапан, 5 и 6 отсеки;

5) блоков фильтров, ГЭМ и МР с трубопроводами, соединяющими эти блока с напорными и сливной магистралями, а также с потребителями ОСГ;

6) электрических приборов управления системой.

В состав каждой НАУ входят:

1) электронасосный агрегат трехвинтовой - 2 шт.;

2) поршневой пневмогидроаккумулятор емкостью 63 л. с перепускными золотниками;

3) поршневой пневмогидроаккумулятор емкостью 40 л без перепускного золотника;

4) воздушные баллоны общей емкостью 600 л. - 2 шт.;

5) расходный гидробак - I шт.;

6) охладитель - I шт.;

7) сливной фильтр - I шт.;

8) ручной насос - I шт.;

9) местный пост управления;

10) трубопроводы с арматурой;

11) автомат ограничения расхода - 3 шт.

Основные технические данные:

а) рабочее давление в системе находится в диапазоне 7,5-10 Мпа (75-100 кгс/смІ) при температуре +20єС, в зависимости от степени разрядки ПГА. Давление в напорной магистрали при полностью заряженных ПГА - 10 МПа (100 кгс/смІ), при полностью разряженных ПГА - 7,5 МПа (75 кгс/смІ). Давление в дренажном трубопроводе не более 0,1МПа(1кгс/смІ) обеспечивается конструктивно.

б) чистота фильтрации рабочей жидкости напорными фильтрами 12-16 мкм, сливными фильтрами - 63 мкм.

в) рабочий диапазон температур жидкости в системе +15 - +35°С.

г) общее количество рабочей жидкости в системе около 2,6 тонны, из них в ОСГ - 1.9 тонны, в РСГ - 0.7 тонны.

В нормальном режиме каждая НАУ работает автономно. НАУ ОСГ обеспечивает гидроэнергией потребители ОСГ, НАУ РСГ - потребители РСГ.

При резервировании в случае выхода из строя одной из НАУ другая НАУ обеспечивает гидроэнергией:

1) работу СГР, двух гидроцилиндров КГР и одного гидроцилиндра ВР;

2) поочередную работу всех ПМУ;

3) работа остальных потребителей ОСГ не ограничивается.

Устройство и работа отдельных изделий:

I Устройство и работа НАУ

В компоновке НАУ ОСГ и РСГ есть некоторое различие. В НАУ ОСГ электронасосные агрегаты и ПГА с арматурой расположены в блоке, установленном на амортизаторах в трюме 2 отсека. В НАУ РСГ электронасосные агрегаты с арматурой скомпонованы в блок, установленный на амортизаторах на 1 настиле 6 помещения, и ПГА также с арматурой также скомпонованы в блоке, установленном в трюме 6 отсека.

Подвод труб к амортизированному оборудованию осуществляется посредством шлангов или компенсаторов выполненных на трубах.

Арматура, предусмотренная в НАУ, предназначена для отключения вышедшего из строя оборудования при ремонтах.

Электродвигатели электронасосных агрегатов и конечные выключатели, расположенные на ПГА, заземлены.

Электронасосные агрегаты каждой НАУ получают двойное раздельное питание от сети постоянного тока напряжением 175-320В с автоматическим переключением с основной сети на резервную и обратно. Электрооборудование электронасосных агрегатов обеспечивает не более 10 пусков в час.

Для обеспечения чистоты фильтрации рабочей жидкости, поступающей к потребителям, установлены блока фильтров подсоединенные к напорным магистралям правого и левого бортов. В I, 2, 6 отсеках установлены блоки фильтров, состоящие из двух фильтров и четырех запорных клапанов. От них гидроэнергия поступает на потребители ОСГ и РСГ, находящиеся в I и 6 отсеках. Во 2-5 отсеках установлены блока фильтров, состоящие из фильтра и двух невозвратно-запорных клапанов. От них через блока ГЭМ и МР гидроэнергия поступает к потребителям ОСГ.

ГЭМ и МР предназначены для управления потребителями ОСГ и скомпонованы в блоки, за исключением одиночных ГЭМ и МР в 1.2,3 отсеках.

Жидкость ПГВ представляет собой водный раствор глицерина и гликоля с антикоррозионными и антифрикционными и антипенными присадками. Жидкость ПГВ является пожаробезопасной.

Жидкость ПГВ и ее пары нетоксичны, безопасны для личного состава, нейтральны к применяемым в системе материалам.

2.1 Технология изготовления и монтажа трубопроводов системы гидравлики

2.1.1 Изготовление трубопроводов гидравлики

При изготовлении труб должна соблюдаться, следующая последовательность:

а) снятие шаблонов;

б) изготовление труб с прихваткой арматуры;

в) погрузка на заказ, проверка предварительного монтажа без сдачи ОКК;

г) выгрузка с заказа, химочистка, обезжиривание;

д) приварка арматуры, испытание на прочность, химическая очистка со сдачей ОКК;

е) изоляция труб резиной;

ж) промывка в цехе;

з) погрузка на заказ, предварительный монтаж со сдачей ОКК, окончательный монтаж (для трубопроводов с разъемными соединениями);

и) погрузка на заказ, сборка под сварку со сдачей ОКК, сварка (для трубопроводов с неразъемными соединениями).

Перед изготовлением труб, требующих снятия шаблонов по месту, устанавливается все монтажное насыщение в данном районе, или макеты. Трассировка труб, изготовленных взамен забракованных, оставляется старой, которая имелась на заказе до ремонта, если переоборудование и модернизация не нарушили ее.

При трассировке учитываются следующие факторы:

а) величины зазоров между трубопроводами, а также между трубопроводами и элементами конструкций определяются по ОСТ 5.95057-90, допускается касание изолированных труб с корпусным насыщением;

б) сварные стыковые соединения располагаются только на прямолинейных участках труб, длина прямого участке не менее 50 мм. Монтажные сварные соединения располагаются на расстоянии не менее 20 мм. от погиба;

в) монтажные сварные соединения располагаются исходя из удобства сварки и контроля с учетом последовательности монтажа в данном районе;

г) фланцевые и штуцерные соединения труб запрещается располагать над электрооборудованием.

Снятие шаблонов, изготовление, гибка труб и подготовка их к сварке выполняется по ОСТ 5.95057-90.

Шаблоны изготавливаются из очищенной от ржавчины и окалины проволоки. К каждому шаблону прикрепляется бирка, на которой указывается номер заказа монтажный чертеж и позиция трубы. Очистку стальной проволоки для изготовления трубопровода гидравлики производить в соответствии с требованиями инструкции 000.291.25.00.22.

При снятии шаблонов, подгонке труб у гидрооборудования и ранее выставленных очищенных труб снимаются только наружные заглушки с последующей установкой их обратно и пломбированием. Гибка труб выполняется холодным способом на трубогибочных станках модели СТГ-1, СТГ-2, СТГ-3. Гибка труб с набивкой песком категорически запрещается. Наименьший допустимый радиус погиба труб должен быть равен двум наружным диаметрам трубы [10].

После резки перед приваркой ниппелей и штуцеров выборочно контролируется перпендикулярность торцов труб и образующей.

Допустимый зазор не должен превышать 0,5мм. Проверка выполняется угольником ГОСТ З749-77 (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1

После резки, торцовки, снятия фасок и зачистки внутренней и наружной поверхностей под сварку, трубы продуваются сжатым воздухом с целью удаления из внутренней полости загрязнений зачистка труб под сварку выполняется на станке И 799161-1 [12].

Перед прихваткой деталей соединения к трубам проверяется состояние стыкуемых кромок труб, ниппелей, штуцеров, отсутствие заусенцев и повреждений на уплотнительных поверхностях и резьбах.

Трубы из нержавеющей стали после подгонки на заказе, перед окончательной сваркой обезжирить, промыть горячей и холодной водой, просушить.

ШТС, устанавливаемые вне ПК, контролируются на параллельность уплотнительных плоскостей следующим образом:

а) собрать штуцерное соединение со свинцовой прокладкой (толщина 2-3 мм., ширина на два мм. меньше чем ширина уплотнительных поверхностей) и слегка обжать;

б) разобрать соединение и обмерить прокладки микрометром по ГОСТ 6502-78 в четырех диаметрально противоположных точках. Разница между размерами не должна превышать 0,08мм.

в) если соединение удовлетворяет вышеуказанным требованиям, то парность гайки, ниппеля и штуцера маркируется краской;

г) проверенные штуцерно-торцовые соединения привариваются таким образом, чтобы парность их соблюдалась при монтаже.

При приварке ниппели и штуцеры насаживаются на концы труб до упора. Кольцевые канавки (зазоры) между торцами труб и буртами ниппелей и штуцеров не допускаются.

Приварка деталей соединений выполняется:

а) к трубам из нержавеющей стали по ТО-42.50-291-007;

б) к трубам из меди по РД 5.9171-83;

в) к трубам из спецсплава по ОСТ В5.9210-85.

После приварки соединений к трубам допускается удалять усилие корня сварного шва у стыковых соединений коррозионностойких труб механической обработкой (рассверливанием) внутренней поверхности стыка.

После приварки соединений к трубам сварной шов и заусенцы зачищаются. Для зачистки и закругления острых кромок применяется устройство по чертежу 71.78-575.00. После зачистки трубы продуваются воздухом для удаления из них стружки.

Допускается выполнять сборку в цехе отдельных узлов труб под сварку. При этом соблюдаются следующие условия:

а) отклонение плоскости среза трубы от перпендикуляра к ее образующей не должно превышать величин, указанных в таблице 2.1.

Контроль производится с помощью шаблона и щупа.

Таблица 2.1 - Допустимые отклонения плоскости среза трубы

Диаметр трубы, мм.	Отклонение плоскости среза трубы от перпендикуляра к образующей, мм.
до 20	до 0,25
20-36	до 0,30
37-80	до 0,50

б) несоосность свариваемых труб не должна превышать 10% толщины стенок, но не более 0,5мм.

Смещение, проверяется с помощью шаблона по чертежу 7010-1228 и щупа по ТУ 2-034-225-87 не менее чем в трех местах (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - проверка смещения стыкуемых кромок.

в) максимальный излом между осями труб ре должен превышать на 200 мм. длины:

0,5 мм. - для труб с наружным диаметром до 15 мм;

1,0 мм. - для труб наружным диаметром от 15 до 100 мм.

Величина излома осей труб проверяется с помощью шаблона и щупа (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - проверка излома осей стыкуемых кромок.

Допускается при изготовлении изменить количество разъемных соединений трубопроводов по отношению к указанному в чертежах в сторону уменьшения - без ограничения; в сторону увеличения:

а) для труб Ду от 40мм. на 5%;

б) для труб Ду до 32 мм. на 10%.

Допускается перекос ответвительных штуцеров с одной трубы на другую того же диаметра с соблюдением принципиальной схемы трубопровода.

У изготовленных труб проверяется документация, подтверждающая:

а) окончательную приемку труб в цехе;

б) марку материала, номер плавки и партии;

в) наличие клейма ОТК на входящих деталях, поступивших от цехов-поставщиков.

Для труб, устанавливаемых вне ПК, кроме перечисленного контролируются штуцерные соединения.

После окончательного изготовления все трубы испытываются на прочность гидравлическим давлением, указанным в чертежах.

Трубы, свариваемые при монтаже, испытываются на прочность гидравлическим давлением на заказе.

Прошедшие гидравлические испытания трубы подлежат химической обработке, химическая очистка труб, свариваемых на заказе, выполняется до гидравлических испытаний на прочность.

Трубы из спецсплавов необходимо защищать от механических повреждений, прижогов, брызг электросварки, повреждений при транспортировке - технологической изоляцией. Технологическая изоляция наносится на трубы, после гибки. В качестве защитного материала применяется поливинилхлорильная пленка марки В по ГОСТ 16272-79.

При нанесении технологической изоляции концы труб предназначенные под сварку изолируются отдельно на расстоянии 70-80 мм. для удобства снятия изоляции при сварке. Трубы обматываются поливинилхлорилиной лентой внахлест на ширину равной половине ширины полосы.

Технологическая изоляция закрепляется намоткой колен из трех-четырех слоев изоляционной ленты ГОСТ 16214-86 расположенных друг от друга на расстоянии 0,5 м на прямых участках труб и 0,2-0,3 м на изгибах труб.

Качество установки защитной технологической изоляции проверяется визуально производственным мастером.

Трубы, прошедшие химочистку глушатся внутренними и наружными заглушками и пломбируются.

Трубы, предназначенные для сварки на заказе, глушатся резинометаллическими заглушками и пломбируются.

Трубы водяного трубопровода системы гидравлики изолируются пробковыми скорлупами. Нормы расхода материалов указаны в "Альбоме типовых конструкций теплоизоляции труб и арматуры трубопроводов охлаждающей воды", изоляция наносится на очищенную поверхность [10].

Трубы рулевой системы гидравлики и трубы, расположенные вне ПК системы гидравлики, кроме штуцерных соединений и сварных швов, обклеиваются резиновой лентой по спирали встык. Оклеивание производится в следующей последовательности:

а) зачистить трубы и резину шлифовальной шкуркой, протереть ветошью смоченной бензином растворителем ТУ 38.401-67-108-92;

б) на трубы и резину наносится сплошным тонким слоем (=4 мм.) клей "НРП-1074" и выдерживается при температуре 18-20С до полного высыхания;

в) наносится второй слой клея "НРП-1074" на трубы и резину, выдерживается 5-7 минут;

ж) общая толщина покрытия на трубах гидравлики - 2,5 мм. (1 слой - резина S=2мм марки "2-МБ-С" по ГОСТ 7338-77, 2 слой - резина S=0,5мм. марки "8190" по ТУ 38-105376-82).

Резина наносится с некоторым натягом (рисунок 2.4);

Рисунок 2.4 -нанесение резины.

1 - труба; 2 - лента резиновая S=2мм. марки 2-МБ-С; 3 - лента резиновая S=0,5мм. марки 8190; 4 - клей марки 88-Н.

Примечания:

1. Перед облицовкой труб проверяется целостность пломб, заглушек, полиэтиленовой пленки.

2. Категорически запрещается снимать заглушки и срывать пломбы на трубах перед изоляцией резиной.

После нанесения на трубы всех требуемых слоев покрытия кромки его по границам штуцерных соединений и сварных швов обрезаются и герметизируются (герметик марки "У-30М" по ГОСТ 13489-79).

Кромки покрытия должны отстоять:

а) от штуцерного соединения не более чем на 50мм.;

б) от сварного шва, выполненного после облицовки на 80-100 мм.;

в) от сварного шва, выполненного до облицовки на 30-40 мм.

Внутренние поверхности труб, которые не промываются на заказе, должны промываться в цехе путем циркуляции рабочей среды, нагретой до температуры 40-70°С. Трубы, свариваемые на заказе, в цехе не промываются.

Трубы промываются жидкостью ПГВ стендом 71.Д4-100.00 и маслом МВП стендом 064-ОР.495 в следующей последовательности:

а) промывка через фильтры грубой и тонкой очистки в течение 10 минут со сдачей ОКК;

б) промывка через контрольный фильтр в течение 10 минут со сдачей ОКК. После контрольной промывки в отстойнике фильтров должно быть не более 30 мелких пылевидных частиц загрязнений. Чистота фильтров контролируется визуально. При этом осматривается фильтрующий элемент и внутренняя полость фильтра.

2.1.2 Монтаж трубопроводов гидравлики

Перед погрузкой оборудования на заказ необходимо проверить:

а) наличие документов, удостоверяющих приемку оборудования после ремонта или изготовления;

б) сохранность глушения отверстий и наличие пломб;

в) комплектность состояния оборудования визуальным осмотром;

г) расконсервацию наружных поверхностей гидрооборудования;

д) срок консервации, внутренние полости гидрооборудования переконсервировать, если срок консервации истекает раньше намеченного срока заполнения системы рабочей средой.

Для электронасосов проверить совпадение консервирующей среды с рабочей,, при различии - заменить на рабочую среду;

е) срок годности резинотехнических изделий. Испытание амортизаторов насосной установки под статической нагрузкой;

ж) маркировку;

з) готовность фундаментов.

Примечания:

1) При замене консервирующего масла на рабочую среду, слив масла производить до тех пор, пока оно не перестанет сливаться струёй, после чего залить рабочую жидкость.

2) В электронасосах разрешается замену сред производить в период заполнения системы рабочей жидкостью.

3) Если консервирующей средой фильтров была среда отличная от масел АУ, АУП, выполнить их очистку по инструкции "Демонтаж механизмов, оборудования и арматуры. Очистка перед дефектацией и перед сборкой" 000.291.25.00.01.

Для исключения слива консервирующей среды при изготовлении, подгонке труб к гидрооборудованию внутренние заглушки из соединений данного оборудования не снимать. В соединениях установить технологические прокладки.

Снимать внутренние заглушки при окончательном подсоединении труб к гидрооборудованию.

Монтаж оборудования и сборочных единиц выполнять по технологической инструкции "Демонтажу монтаж механизмов" НЯДИ 000.2500.001 соблюдая требования монтажных чертежей.

Транспортирование труб и арматуры для монтажа осуществлять в контейнерах.

Установку гидрооборудования выполнять на штатные подготовленные фундаменты.

В случае погрузки рамы насосной станции по частям руководствоваться технологическими указаниями "Рамы под насосы и насосно-аккумуляторную установку. Сборка и сварка" 920-71.711-117.

Сборочные монтажные единицы (блоки ГЭМ, блоки фильтров, узел монтажный АСГ) устанавливать на заказ в собранном заглушенном виде.

При необходимости допускается разборка монтажных узлов на части.

При монтаже насосной станции упорные амортизаторы устанавливать не ранее, чем через двое суток после перевода массы узла на опорные амортизаторы.

Монтаж оборудования предъявить ОТК и заказчику.

Гидрораспределители, ПГА, ЭНА после монтажа закрыть чехлами из негорючей ткани.

При подготовке арматуры к монтажу выполнить требования п. 2.1 -2.3.

Арматуру размещать при монтаже на старые места с учетом удобств ее обслуживания.

Перед погрузкой труб на заказ представитель ОТК должен проверить документы, удостоверяющие их приемку после ремонта или изготовления.

Трубы должны быть заглушены, пломбированы, иметь маркировочную бирку.

Трубы из спец. сплава поступают на заказ с нанесенной технологической изоляцией.

Внутреннюю поверхность шлангов промыть рабочей жидкостью согласно требованиям ОСТ 54.5599.

Медные прокладки перед монтажом отжечь в печи, не имеющей открытого пламени, при температуре 823-923 К(550-650°С) с последующим охлаждением в воде.

После отжига прокладки очистить по I группе по инструкции "Трубы судовых систем. Очистка и консервация. Типовая технологическая инструкция".000.291.25.00.022.

Прокладки не должны иметь деформаций, поперечных рисок, окалины.

Прокладки упаковать в полиэтиленовые мешки по 10 штук, пломбировать.

С момента отжига прокладок до их обжатия в соединениях срок не должен превышать 15 суток.

До начала монтажа труб необходимо:

1) установить гидрооборудование системы и исполнительные механизмы;

2) отремонтировать стаканы и вварыши.

Внутреннюю поверхность стаканов и вварышей, перед присоединением к ним труб, очистить от загрязнений протиркой батистовыми салфетками.

Контроль качества очистки стаканов и вварышей осуществлять визуально и по чистоте батистового тампона после протаскивания его через стакан или вварыш.

Тампон не должен иметь видимых частиц загрязнений. Сероватый натир от металла на тампоне не считается браковочными признаком.

Очищенные стаканы, вварыши консервировать рабочей жидкостью (кроме стаканов, подготовленных под сварку).

Глушить внутренними и наружными заглушками, пломбировать.

Трубы, поступающие на монтаж сварными узлами, должны иметь документацию о прохождении, контроля сварных швов.

Монтаж труб выполнять, соблюдая требования чертежей и инструкций ТО-42.50-291.008, 000.291.25.00.001, ОСТВ5.5515.

Перед сборкой участка трубопровода службе ОТК проверить наличие заглушек и пломб на трубах и гидрооборудовании к которому будут подсоединяться трубы.

Трубы без заглушек или с сорванными пломбами на монтаж не допускать, отправлять на повторную промывку в цех.

Запрещается оставлять не заглушенными отверстия труб, арматуры, гидрооборудования, при перерывах монтажных работ [12].

Сборку разъемных соединений трубопроводов выполнять в последовательности:

1) протереть салфетками заглушки и поверхности соединений, прилегающие к ним;

2) снять заглушки;

3) протереть чистой батистовой салфеткой 29298 уплотнительные и резьбовые поверхности деталей соединения;

4) проверить сохранность уплотнительных поверхностей и деталей соединения;

5) осмотреть прокладку, проверить сроки отжига, установить в соединение;

6) смазать наружную резьбу соединения рабочей жидкостью;

7) собрать соединение.

Свинчивание штуцерных соединений выполнять вручную. Ключом допускается выполнять затяжку гаек с целью уплотнения соединений.

При сборке соединений трубопровода с исполнительными механизмами, отключаемыми при промывке, внутренние заглушки не снимать. В соединения установить технологические прокладки.

Сборку труб под сварку выполнять в центраторах, соблюдая следующие требования:

1) отклонение от соосности свариваемых труб не более 0,5 мм;

2) зазор между торцами стыкуемых деталей не более 0,3 мм.

Забойные трубы подгонять и монтировать после окончательного монтажа (после сварки), труб основной трассы и закрепления их штатными подвесками.

При подготовке под сварку внутреннюю поверхность труб (не демонтированных с заказа) на длине не менее 250 мм от торца промыть от рабочей жидкости батистовыми салфетками и теплой водой.

При подгонке торцов свариваемых труб во внутрь труб установить внутренние заглушки или тампоны из батистовой салфетки.

Заглушки и тампоны удалять перед сборкой труб на прихватках.

Непосредственно перед стыковкой, внутреннюю и наружную поверхности свариваемых труб протереть батистовой салфеткой, смоченной этиловым спиртом марки "А" ГОСТ 17299 , на длину не менее 20 мм от торца.

После прихватки труб место стыка защитить.

Защиту выполнить сначала лентой из батиста, а затем двумя слоями полимерной пленки ГОСТ 16272. Узел обвязки закрепить.

Сварку трубопроводов выполнять без подкладных колец по технологическому процессу "Трубопроводы из коррозионностойких сталей. Аргонодуговая сварка" СТП 71-112, инструкции "Трубопроводы из сплавов ПТ-1М и ПТ-7М. Аргонодуговая сварка" ИЛУК25091.00002.

Контроль качества сварных швов осуществлять в соответствии с требованиями СТП 71-112.

Не реже одного раза в неделю служба ОТК должна контролировать состояние технологической изоляции на трубах из спецсплава с составлением контрольного акта проверки.

Перед началом сварочных работ на заказе проверить качество защиты этих труб.

Окончательный монтаж трубопроводов следует начинать с электроизолирующих разъемных соединений (ЭИРС) после предъявления службе технического контроля предварительного монтажа трубопровода в целом.

Окончательную сборку электроизолирующих штуцерных соединений, выполнять в следующей последовательности:

1) сдвинуть накидную гайку и кольцо в сторону приваренной трубы до полного освобождения ниппеля;

2) надеть электроизолирующие вкладыши и надвинуть на них кольцо;

3) установить уплотнительные резиновые прокладки в кольцевые выточки на торцах штуцера и ниппеля;

4) металлическое электроизолирующее кольцо вложить внутрь накидной гайки, сдвинув ее предварительно по трубе до упора в торец ниппеля;

5) нанести на резьбу штуцера и накидной гайки, расположенных вне ОК, анаэробный герметик по РД 5.9656;

6) навернуть накидную гайку на штуцер и затянуть гаечным ключом;

7) выполнить контроль электрического сопротивления электроизолирующих соединений согласно разделу 4 ОСТ В5.Р5515.

В процессе сборки и испытаний электроизолирующих соединений осуществлять операционный и приемочный контроль электроизоляции соединений.

Операционный Контроль должен осуществляться в процессе изготовления и монтажа ЭИРС, иметь целью выявлений и устранение причин отказов.

Поиск и устранение повреждений электроизоляции ЭИРС выполнять согласно разделу ОСТ В5Р.5515.

Приемочный контроль должен выполняться после окончания монтажа трубопровода в целом в сухом и влажном состоянии ЭИРС.

ЭИРС в сборе покрыть шпатлевкой ЭП-755, ЭП-43 с последующим нанесением герметика по РД 5.9656.

ЭИРС должны обладать герметичностью - отсутствием протечек и электрическим сопротивлением в сухом состоянии (до заполнения системы) - не менее 10 кОм, во влажном состоянии (после гидравлических испытаний) не менее 10 кОм.

В сухом состоянии выполнять контроль электрических параметров ЭИРС путем измерения сопротивления изоляции соединений приборами типа мегомметр М1102/1.

Измерительный прибор подключать к штуцеру, ниппелю и к корпусу проводниками сечением от 1 до 2,5 мм и длиной, соответственно, до 25 или до 70 м.

При подключении прибора обеспечить надежный контакт по металлу между измерительными проводниками и контролируемыми деталями, для чего зачистить участок размером 10 х 10 мм.

Во влажном состоянии (после гидравлических испытаний) выполнить контроль отсутствия контакта по металлу и выполнить качественную оценку узлов разъединения. Контроль выполнять методом амперметра-омметра-вольтметра прибором типа Ц4314.

Годность ЭИРС должна определяться по ОСТ В5Р.5515.

Защитную технологическую изоляцию снимать с труб из спецсплава после окончания всех монтажных, сборочных и сварочных работ в данном районе помещения с разрешения службы технического контроля.

При контроле качества сборки разъемных соединений забойных труб при окончательном монтаже выборочно проверить:

1) соосность труб - навертыванием накидной гайки штуцерного соединения вручную на всю длину резьбы штуцера;

2) зазор между уплотнительными поверхностями соединений. Зазор более толщины штатной прокладки, не устраняемый усилием рабочего, не допускается;

3) отклонение от параллельности уплотнительных поверхностей штуцерных соединений, которое определяется по обжатию штатной прокладки и не должно превышать: для труб Ду <10-0,2 мм, для труб Ду >15- 0.25 мм [10].

При контрольной разборке соединений принять меры предосторожности, исключающие загрязнение внутренней поверхности труб и, оборудования.

Монтаж трубопровода предъявить ОТК и заказчику.

Испытание сварных швов на прочность у труб, свариваемых на заказе, производить рабочей средой согласно техническим требованиям монтажных чертежей.

До начала испытаний производственному мастеру проверить наличие извещения ОТК участка сварки о прохождении контроля сварных швов.

Испытание сварных швов на прочность производить по отдельным участкам трубопровода по схеме НЯДИ.2365.490.

В разъемные соединения установить прочные заглушки. В случае невозможности установки заглушек в разъемные соединения с арматурой и другим оборудованием, последние демонтировать.

При прохождении магистральных труб через несколько помещений, испытание сварных швов на трубах производить в целом по всем помещениям.

При достижении давления 0,1 МПа (1 кгс/см) дальнейшее повышение давления выполнять ступенями 30, 75, 100% от пробного давления. На каждой ступени должна быть выдержка не менее 2 мин. на промежуточных ступенях и не менее 10 минут на последней.

Участок считается выдержавшим испытания, если на сварных швах отсутствуют протечки, каплеобразования, отпотевания. Герметичность проверяется осмотром и протиркой батистовой салфеткой. Падение давления по манометрам не допускается.

После испытаний жидкость из труб сливается в мягкие контейнеры по черт. 813-24,031 с последующим переливанием в бочки черт. 82Т.2531.171.

Участки сварных швов, на которых обнаруживаются дефекты, бракуются и подлежат исправлению.

Гидравлические испытания трубопроводов на прочность предъявляются ОКК.

2.2 Анализ применения различных технологий монтажа трубопроводов системы гидравлики

2.2.1 Изготовление трубопроводов по шаблонам без пригонки по месту

Изготовление трубопроводов без пригонки по месту актуально и в настоящее время, несмотря на то, что проектировщики в определенных объемах уже выпускают соответствующие образмеренные чертежи.

Наиболее распространенными продолжают оставаться методы изготовления труб по шаблонам и макетам. Метод сборки труб по макетам считается наиболее точным и используется, как правило, для изготовления без пригонки сложных по конфигурации труб, а также труб, расположенных в затесненных местах. Однако изготовление макетов -- операция трудоемкая, материалоемкая и малопроизводительная, требующая большого объема ручного труда. При этом она не исключает изготовления шаблонов для определения формы труб. Однако, как показали эксперименты с шаблонами, можно получать сложные трубы (в том числе с приварными фланцами) без пригонки по месту, исключив тем самым необходимость сборки макетов, доставки труб на судно, раскладки их по трассам и возврата в цех на дальнейшую обработку после выполнения пригонки [21].

Идея пригонки труб по шаблонам основана на видоизменении традиционного способа снятия шаблонов. Предлагается снимать их, взаимозависимо друг от друга, путем копирования шаблоном одной трубы погиба другой смежной трубы или дополнительным изготовлением совмещенного шаблона, копирующего смежные погибы двух труб (рисунок 2.5).

Это позволяет выставлять в цехе смежные шаблоны (а равно и трубы в положение, соответствующее штатному на судне).



Рисунок 2.5 - Схема снятия шаблонов.

1, 2 -шаблоны; 3, 4, 5 -совмещенные шаблоны (стрелкой показано направление снятия шаблонов).

Рисунок 2.6 - схема сборки трубопровода.

1, 3 - смежные трубы; 2 - совмещенный шаблон; 4 - плита; 5, 6 - стойки.

При снятии шаблонов мелом или другим способом наносятся метки мест совмещения, начала и конца шаблонов, установки отростков и арматуры, чтобы иметь возможность определить в цехе конфигурацию и размер трубы по длине взаимное положение смежных шаблонов и труб, положение и длину отростка. Затем по шаблонам, как обычно, производится заготовка труб (разметка, резка, гибка) [23].

Для сборки труб в цехе можно использовать монтажную, плиту, в которой последовательно фиксируются смежные трубы с ориентацией по совмещенному шаблону (рисунок 2.6). Соединительные элементы (например, фланцы) насаживают на концы труб, трубы сводятся в нужное положение с требующимся зазором (в зависимости от типа соединения).

Элементы соединений собираются временно, (фланцы могут быть "сболчены" парами до установки на трубы) и прихватываются к трубам. Затем эти трубы стыкуются с последующими смежными.

Сборка трубы с отростком производится по схеме, показанной на рисунке 2.6. Шаблон для определения положения отростка на трубе снимается, как показано на рисунке 2.5 (шаблон 5). Трубы устанавливаются в положения, соответствующие их размещению на судне. По метке на шаблоне (ставится при снятии шаблона) определяется длина отростка. Затем отрезается заготовка необходимого диаметра, в ней обрабатывается седловина, приваривается элемент соединения. По седловине отростка размечается отверстие в трубопроводе. После вырезки отверстия (например, газовой резкой) и зачистки кромок отросток прихватывается электросваркой.

Предлагаемая технология пригонки труб в цехе отличается простотой, но требует более точного снятия шаблонов. Увеличение длин или количества шаблонов по отношению к традиционным приемам несколько увеличит трудоемкость, однако, по сравнению с изготовлением макетов это менее материалоемкий способ, не требующий больших затрат ручного труда [21].

Наряду с индустриальными методами сборки и пригонки труб разработанный способ может найти применение и стать эффективным при небольших объемах пригонки, организации временных производств и т, п.

2.2.2 Используемые узлы соединений судовых трубопроводов

Надежность и долговечность трубопроводов во многом зависят от совершенства конструкции их основных элементов. Выделяющее значение имеют узлы соединения труб.

За последнее время очевидным стал тот факт, что фланцевые и штуцерные соединения, получаемые путем приварки к концам труб фланцев, являются не вполне надежными. Такая конструкция приводит к преждевременному ремонту трубопроводов из-за выхода из строя сварных швов. Причинами этого могут быть:

некачественная подготовка поверхностей фланцев и труб под сварку, сам сварной шов, в котором возможны различные дефекты (непровары, трещины и т.п.), повышенная жесткость фланцевой и штуцерной конструкции соединения, отрицательно сказывающаяся особенно при вибрации. Влияет также некачественный монтаж узлов, в частности, "забойных" труб, устанавливаемых между жесткими фиксированными элементами.

Все эти и другие причины побудили проектировщиков, устроителей и эксплуатационников искать новые, более совершенные соединения, которые исключали бы перечисленные недостатки и позволяли бы не только сократить затраты на изготовление и монтаж трубопроводов, но и повысили их эксплуатационные свойства, срок службы систем.

За рубежом стали появляться новые конструкции соединений трубопроводов, при разработке которых использовались характерные общие подходы. Во-первых, вновь разрабатываемые соединения исключали применение сварки. Во-вторых, все они в корне меняли принцип уплотнения соединений. В-третьих, в качестве уплотнителя использовались кольцевые прокладки из эластичных материалов (резина, каучук и др.). Герметичность соединения достигалась применением муфт, различных устройств, раздачи концов труб и другими путями, позволяющими легко и просто осуществить монтаж трубопровода.

Наиболее характерные типы соединений и конструктивные решения, в значительной степени определяют тенденции в разработке данных узлов [21].

Соединение английской фирмы "Викинг Джонсон" (рисунок 2.7) включает в себя муфту, устанавливаемую на концы соединяемых труб. Резиновые уплотнительные кольца обеспечивают герметичность соединения. Они имеют трапецеидальный профиль, клинообразная часть которого размещается в зазоре между втулкой и трубой. Поджим колец осуществляется фланцами; их поперечное сечение выполнено таким образом, что имеется возможность разместить с обеих сторон уплотнительные узлы. Уплотнение производится за счет стягивания фланцев болтами и гайками. Для центрирования соединения муфта в средней части имеет радиальный выступ, который, кроме того, обеспечивает ее устойчивое размещение между концами соединяемых труб. Количество болтов определяется величиной давления на прокладки. Уплотнительные кольца изготавливают из различных марок каучука в зависимости от вида транспортируемой среды -- нефти, масла, пресной или морской воды, газов и т.д. При помощи этого соединения можно собирать трубы из стали, чугуна, пластмасс, бетона диаметром свыше 12 мм. Муфты выполняют из стального и чугунного литья -- для труб небольшого диаметра и из профильного проката -- для труб диаметром более 500 мм. Фланцы и муфты имеют противокоррозионное покрытие. Поскольку соединение данной конструкции требует при разборке демонтажа труб, этой же фирмой разработана втулка, в которой вместо выступа применена съемная пробка, выворачиваемая на период демонтажа. Это позволяет не производить демонтаж труб при снятии или замене втулки.

Близким по конструкции соединению "Викинг Джонсон" является польское соединение "Сезамор" (рисунок 2.8), применяемое для труб диаметром от 10 до 400 мм. Оно позволяет компенсировать угловые смещения монтируемых труб относительно муфт до 4° и допускает осевые перемещения, вызываемые силами, возникающими от механических воздействий, температуры и т.п. Применяется в трубопроводах, транспортирующих среды при рабочем давлении до 1,6 МПа -- воду морскую и пресную, сжатый воздух и газы, нефть и масло.

Рисунок 2.7 - Соединение труб фирмы "Викинг Джонсон".

1 - труба; 2 - фланец; 3 - муфта; 4 - болт; 5 - кольцо уплотнительное (прокладка); 6 - гайка; 7 - труба; 8 - ограничитель.



Рисунок 2.8 - Соединение труб фирмы "Сезамор".

1 - труба; 2 - фланец; 3 - муфта; 4 - болт; 5 - кольцо уплотнительное (прокладка); 6 - гайка; 7 - труба; 9 - пробка.

Вероятность разгерметизации уплотнений простейших конструкций заставила разработчиков искать новые конструктивные решения. Так, английская фирма "Виктаулик" разработала самоуплотняющийся узел (Рисунок 2.9), в котором резиновое кольцо имеет профилированный паз. Кольцо удерживается на концах труб металлической оправой с выступающими кольцевыми элементами для захватывания буртиков на концах труб. Образуемый между трубами зазор позволяет компенсировать линейные и угловые перемещения труб, возникающие в результате вибрации, воздействия температуры и других причин. Внутреннее давление, действующее на выступы резинового кольца, обеспечивает уплотнение соединения и повышение его герметичности. Такой узел нашел применение в системах для транспортировки воздуха и воды [22].

Рисунок 2.9 - Соединение труб "Виктаулик".

1 - труба; 5 - кольцо уплотнительное; 7 - труба; 10 - металлическая оправа.

В соединениях английских фирм "Карлтон" (рисунок 2.10) и "Вильямс" (рисунок 2.11) используется принцип сжатия. Первое из них включает в себя два резиновых кольца, вставленных в кольцевые канавки чугунной литой втулки, которая устанавливается между розданными концами труб таким образом, чтобы сопрягаемые поверхности плотно касались друг друга. Сжатие резиновых колец происходит при помощи оправы, состоящей из нескольких частей, соединенных между собой болтами и гайками. Характерным для данного узла является то обстоятельство, что он применяется для соединения труб, имеющих предварительную несоооность. Менее эффективно его использование в трубопроводах, испытывающих линейные и угловые деформации.

В соединении фирмы "Вильямс" (рисунок 2.11), как и в предыдущем, концы труб розданы и плотно прилегают к втулке. Отличие заключается в том, что в данном случае отсутствует оправа, а фланцы имеют специальную коническую проточку, благодаря которой при оборке соединения они практически не перемещаются вдоль концов труб. Уплотнение осуществляется путем давления фланцев на концы труб, передаваемого на резиновые уплотнительные элементы, которые размещены в пазах втулки.

Рисунок 2.10 - Соединения фирмы "Карлтон".

1 - труба; 4 - болт; 5 - кольцо уплотнительное; 7 - труба; 10 - металлическая оправа; 11 - втулка.



Рисунок 2.11 - Соединения фирмы "Вильямс".

1 - труба; 2 - фланец; 4 - болт; 5 - кольцо уплотнительное; 6 - гайка; 7 - труба; 11 - втулка.

Соединение шотландской фирмы "Юникон" (рисунок 2.12) частично является самоуплотняющимся. В нем концы труб подвергают раздаче на конус, однако вместо металлической втулки используется резиновая; трубы стягиваются при помощи двух полуоправок болтами. В результате этого буртик резиновой втулки несколько сплющивается, а при воздействии на нее давления рабочей среды втулка своими расположенными внутри трубопровода частями плотно прилегает к коническим поверхностям концов труб. Оба эти фактора обеспечивают узлу требуемую герметичность. Как правило, этот тип соединения применяют для труб небольшого диаметра. К его недостаткам следует отнести возможность срезания резинового буртика в результате осевого и углового перемещения труб [22].

Рисунок 2.12 - Соединение фирмы "Юникон".

1 - труба; 5 - кольцо уплотнительное; 7 - труба; 10 - металлическая оправа.

С целью сокращения времени изготовления и монтажа трубопроводов финской фирмой "ГС-Хюдро" разработаны новые конструкции соединений труб (рисунок 2.13) диаметром от 15 до 165 мм и толщиной стенки до 5 мм. Широкое применение они нашли в системах гидравлики, транспортирующих рабочие среды при температуре от минус 30єС до плюс 120єС и давлении 1,6--42 МПа. Уплотнение осуществляется за счет особой конструкции соединения, предусматривающей использование специальных фланцев с запорным кольцом и отбортовку концов труб. Несмотря на определенную сложность узла, положительным здесь является исключение применения сварки в процессе изготовления и монтажа трубопровода. Трубы поступают на монтаж с заранее обработанными концами (расточенными для установки уплотнительных колец в прокладки) либо с отбортовкой на угол 37°.

Самоуплотнение осуществляется в результате воздействия рабочей среды на прокладку, которая прижимается к центрирующим вставкам; действие радиальных сил в итоге воспринимается фланцами. Особенностью таких соединений являются:

- идентичность конструкций фланцев;

- обеспечение герметичности соединения при повышенном давлении рабочей среды;

- хорошая ремонтопригодность узла;

- облегчение демонтажных операций благодаря простоте конструкции фланцев и уменьшенному количеству соединяющих деталей (болтов и гаек).

Соединение французской фирмы "Гибаулт" (рисунок 2.14) применяют при промышленном транспортировании газов. Оно состоит из муфты, скользящей по концам соединяемых труб, и уплотнительных колец из вулканизированного каучука, прижимаемых к торцам муфты при помощи фланцев, которые, соединяются болтами и гайками. В этом узле используется принцип сжатия. Фланцы и муфты изготавливают методом литья, уплотнительные кольца имеют круглое поперечное сечение. Муфта не снабжена ограничителем, поэтому сборка соединения требует высокой точности для обеспечения центровки. Болты и гайки чугунные. Точность сборки зависит от точности соблюдения предельных отклонений при изготовлении муфты. Эти два фактора взаимосвязаны, и в случае обеспечения необходимой точности предотвращается вдавливание резинового кольца в зазор между трубой и муфтой. При монтаже требуется жесткое закрепление труб для исключения разгерметизации соединения при осевом перемещении труб в противоположных направлениях. Как правило, этот тип соединения используется при стыковке асбестоцементных труб.