Зварні з'єднання труб паропроводів діаметром 130 мм і більше з товщиною стінок 15-60 мм виконують найчастіше на підкладних кільцях (мал. 19), хоча останнім часом використовують спосіб зварювання без підкладних колії з проплавленням кореня шва.

Мал. 19. Схема контролю зварного з'єднання паропроводу.

В даний час ультразвукову дефектоскопію застосовують як обов'язковий спосіб перевірки якості цих сполук, а просвічування проникаючими випромінюваннями як додатковий спосіб. Для контролю застосовують дефектоскопи з робочою частотою 1,8 МГц та призматичні шукачі з кутом β=40°. При вугіллі β=40° можна контролювати чутливість відбиття від підкладного кільця і ​​за становищем на екрані дефектоскопа легко відрізняти ці відбиття від сигналів, пов'язаних з дефектами.

Верхню частину зварного шва з товщиною стінки до 40 мм контролюють одноразово відбитим променем (рис. 19, положення Б), а нижню частину - дворазово відбитим променем (положення В). Контроль проводиться в один прийом, тобто верхня та нижня частина шва перевіряються за один рух шукача. Зварні шви завтовшки більше 40 мм контролюють у два прийоми: спочатку перевіряють кореневу частину шва прямим променем (положення А), а потім - верхню частину одноразово відбитим променем.

Налаштування чутливості проводиться за кутовим відбивачем площею 5 мм 2 у тест-зразку. Якщо перевірка ведеться за один прохід шукача, відбивач виконується тільки на внутрішній стороні тест-зразка, а якщо за два проходи - то на внутрішній та зовнішній поверхнях. При пошуку дефектів чутливість збільшується в 1,5 – 2 рази, а для дослідження дефектів чутливість відновлюється.

Зварні з'єднання, в яких не виявлені дефекти з амплітудою ехо-сигналу більше, ніж від відбивача площею 5 мм 2 вважають придатними і оцінюють балом 3. Надалі враховують дефекти тільки з сигналами більшої амплітуди.

Зварні з'єднання бракують (оцінюють балом 1) у таких випадках:

· Виявлено хоча б один дефект на відстані більше 5 мм від поверхні зварного з'єднання Такі дефекти виявляються важче дефектів, розташованих біля поверхні;

· Виявлено дефект у корені шва, від якого амплітуда імпульсу або пробіг його по екрану більше, ніж від відбивача площею 7 мм 2;

· У корені шва виявлено одиночний дефект, умовна довжина якого перевищує 10%, або ряд дефектів, сумарна умовна довжина яких перевищує 20% від периметра шва.

Зварні з'єднання з дефектами в корені шва, амплітуда еxo-сигналу від яких більш ніж від відбивача площею 5 мм 2 але допустимі з точки зору викладених вище вимог, оцінюються балом 2 і допускаються до експлуатації, якщо характер відображення від них її має типових ознак відображень від тріщин.

Аналогічно перевіряють кільцеві зварні з'єднання денця з камерами колекторів парових котлів.

Багаторічна практика ультразвукового контролю зварних швів паропроводів та колекторів показала надійне виявлення небезпечних дефектів типу тріщин та непроварів, тому контроль ведуть без дублювання просвічуванням.

Ультразвуковий контроль без дублювання просвічуванням також застосовують при оцінці якості швів котлів паровозів під час їх ремонту. Прозвучуванню піддають всю довжину швів, що мають іноді довжину до 15 м. Внутрішню частину шва товщиною 18 мм прозвучують прямим променем, а зовнішню частину - одноразово відбитим шукачем, що випромінюється, з кутом призми β=50°. Ділянки швів, у яких за даними ультразвукового контролю виявлено дефекти з умовною довжиною 5 мм і більше, підлягають вирубці, подальшому заварюванню та контролю.

При будівництві заміського будинку важливо провести всі комунікації, до яких належать системи опалення, каналізації та водопостачання. При будівництві окремої системи особлива увага приділяється вибору труб. Досить часто для трубопроводів вибираються сталеві труби, що відрізняються високою стійкістю до механічних впливів та можливістю витримувати високі температури. Основними параметрами вибору є товщина сталевої труби та її діаметр.

Основні характеристики труб із сталі

Труби за способом виготовлення поділяються на такі види:

• безшовні;
• електрозварювальні.

Безшовні труби можуть бути:

• гарячедеформованими. Виготовлення таких труб провадиться з гарячих заготовок методом пресування;
• холоднодеформованими. Труби такого виду після проходження через прес охолоджуються, і саме у такому вигляді проводиться їхнє остаточне формування.

Гаряче деформовані труби відрізняються більшою товщиною стінки, що надає виробам додаткової міцності.

Електрозварні труби також поділяються на два основні види:

• спіралешовні;
• прямошовні.

Труби із прямим швом за своїми технічними показниками практично не відрізняються від безшовних.

Перед виготовленням спіралешовних труб листи металу закручуються. Такий спосіб виробництва дозволяє досягти підвищеної міцності труб на розрив. Спіралешовні труби використовують перевагу для прокладання газопроводів і нафтопроводів у зонах з підвищеною сейсмічною активністю.

Основними характеристиками труб є такі параметри:

• діаметр, який буває внутрішнім, зовнішнім, умовним;
• товщина стінки.

Усі труби виготовляються відповідно до вимог ГОСТ і можуть мати такі типові розміри:

• електрозварні труби (основний ГОСТ 10707-80) можуть мати діаметр до 110 мм та товщину стінки до 5 мм. Основні розміри труб та відповідна товщина представлені в таблиці;

Діаметр, мм	Стінки товщина, мм
5 – 7	0,5 – 1,0
8, 9	0,5 – 1,2
10	0,5 – 1,5
11, 12	0,5 – 2,5
13 – 16	0,7 – 2,5
17 – 21	1,0 – 2,5
22 — 32	0,9 – 5,0
34 — 50	1,0 – 5,0
51 – 67	1,4 – 5
77 – 89	2,5 – 5
89 – 110	4 – 5

• безшовні труби різних видів (основний ГОСТ 9567-75). Типові розміри, що виготовляються, представлені в таблиці;

Гаряче деформовані труби		Холоднодеформовані труби
Діаметр, мм	Стінки, мм	Діаметр, мм	Стінки, мм
25 – 50	2,5 – 8,0	4	0,2 – 1,2
54 — 76	3 – 8,0	5	0,2 – 1,5
83 – 102	3,5 – 8,0	6 – 9	0,2 – 2,5
108 – 133	4,0 – 8	10 — 12	0,2 – 3,5
140 – 159	4,5 – 8,0	12 – 40	0,2 – 5
168 – 194	5 – 8	42 – 60	0,3 – 9
203 – 219	6 – 8	63 – 70	0,5 – 12
245 – 273	6,5 – 8	73 – 100	0,8 – 12
299 – 325	7,5 – 8	102 – 240	1 – 4,5
		250 – 500	1,5 – 4,5
		530 – 600	2 – 4,5

Діаметри сталевих труб найчастіше позначаються міліметрами, але практично можна зустріти труби, характеристики яких представлені в дюймах.

Перевести дюймовий діаметр у міліметровий (або назад) можна за допомогою .

Докладніше розібратися з відповідністю дюймів та міліметрів для різних видів труб допоможе відео.

Вибір труб для комунікацій

Сталеві труби переважно використовуються для проведення систем опалення та водопостачання. Щоб самостійно визначити найбільш підходящий діаметр того чи іншого трубопроводу, необхідно знати технічні характеристики трубопроводу та формулу для розрахунку.

Підбір параметрів труб для водопостачання

Діаметр труб для водопроводу або каналізації визначається з урахуванням таких параметрів:

1. довжини трубопроводу;
2. пропускну здатність;
3. наявності поворотів у системі.

Визначальним фактором є пропускна здатність, яку можна розрахувати за наступною математичною формулою:

Визначивши пропускну спроможність, діаметр можна розрахувати за формулою або підібрати за таблицею нижче.

Щоб уникнути складності математичних розрахунків, можна скористатися рекомендаціями фахівців:

1. монтаж стояка системи повинен облаштовуватись трубами з діаметром не менше 25 мм;
2. розведення водопровідних труб можна проводити трубами діаметром 15 мм.

Додатково при визначенні діаметра трубопроводу можна орієнтуватися на залежність між довжиною трубопроводу та діаметром труб, яка виражається такими характеристиками:

• якщо загальна довжина менше 10 м, підходять труби діаметром 20 мм;
• якщо довжина трубопроводу знаходиться в межах 10 – 30 м, то доцільніше застосовувати труби діаметром 25 мм;
• при загальній довжині понад 30 м рекомендується використовувати труби, що мають діаметр 32 мм.

Підбір параметрів труб для опалення

При підборі труб для опалення необхідно заздалегідь визначити такі параметри:

• різницю температур при вході в систему та виході (позначається Δtº);
• швидкість руху теплоносія за системою (V);
• кількість тепла, необхідного для обігріву приміщення певної площі (Q).

Знаючи ці параметри, зробити розрахунок можна за математичною формулою:

Щоб не проводити складні розрахунки самостійно, можна скористатися готовою таблицею для підбору діаметра труби системи опалення (з інструкцією з її використання можна ознайомитися).

При виборі діаметра важливо враховувати, що підібраний за допомогою розрахунків або таблиць показник не може бути меншим за діаметр вихідного отвору опалювального обладнання.

Після визначення оптимального діаметра трубопроводу товщина стінки труби визначається відповідно до вищевказаних таблиць. Для системи опалення достатньо товщини сталевої труби 0, 5 мм, а для системи водопостачання 0,5 – 1, 5 мм, залежно від умов проходження трубопроводу.

завантажити

Реферат на тему:

Паропровід

Паропровід- трубопровід для транспортування пари. Застосовується на підприємствах, які використовують пару як технологічний продукт або енергоносій, наприклад, на теплових або атомних електростанціях, на заводах залізобетонних виробів, у харчовій промисловості, в системах парового опалення та багато інших. ін Паропроводи служать для передачі пари від місця отримання або розподілу до місця споживання пари (наприклад, від парових котлів до турбін, від відборів турбіни до технологічних споживачів, в опалювальну систему і т. д.) Паропровід від парового котла до турбіни на електростанціях називають "Головним" паропроводом, або паропроводом "гострої" пари.

Основними елементами паропроводу є сталеві труби, сполучні елементи (фланці, відводи, коліна, трійники), запірна та запірно-регулююча арматура (засувки, клапани), дренажні пристрої, компенсатори теплового подовження, опори, підвіски та кріплення, теплова ізоляція.

Трасування проводиться з урахуванням мінімізації втрат енергії через аеродинамічний опір парового тракту. З'єднання елементів паропроводів здійснюється зварюванням. Фланці допускаються лише для з'єднання паропроводів з арматурою та обладнанням.

Щоб уникнути втрат енергії на паропроводах, встановлюють мінімум запірно-регулюючої арматури. На головних паропроводах електростанцій встановлюють стопорні та регулюючі клапани, які є основними засобами включення та регулювання потужності турбіни.

Товщина стінки паропроводу за умовою міцності має бути не меншою: де

P- розрахунковий тиск пари, D- Зовнішній діаметр паропроводу, φ - розрахунковий коефіцієнт міцності з урахуванням зварних швів та ослаблення перерізу, σ - Допустима напруга в металі паропроводу при розрахунковій температурі пари.

Опори та підвіски паропроводів влаштовують рухомими та нерухомими. Між сусідніми нерухомими опорами на прямому ділянці встановлюють ліроподібні або П-подібні компенсатори], які знижують наслідки деформації паропроводу під впливом нагріву (1 м паропроводу подовжується в середньому на 1,2 мм при нагріванні на 100 °) [ джерело не вказано 458 днів] .

Для зменшення попадання крапель конденсату в парові двигуни (особливо турбіни) паропроводи встановлюють з ухилом і постачають т.зв. "конденсаційними горщиками", які вловлюють конденсат, що утворюється в трубах, а також встановлюють різні пристрої сепарації в паровому тракті.

Горизонтальні ділянки трубопроводу повинні мати ухил не менше ніж 0,004 [ джерело не вказано 458 днів] .

Усі елементи трубопроводів із температурою зовнішньої поверхні стінки вище 55 °C [ джерело не вказано 458 днів] , розташовані у доступних для обслуговуючого персоналу місцях, мають бути покриті тепловою ізоляцією. Теплова ізоляція скорочує втрати тепла в атмосферу. Оскільки за високої температури у сталі проявляється повзучість (крип) [ джерело не вказано 458 днів] для контролю за деформаціями паропроводів до поверхні приварюються бобишки. Ці місця повинні мати знімну ізоляцію. Ізоляцію паропроводів покривають, як правило, бляшаними або алюмінієвими кожухами.

Паропроводи є небезпечним виробничим об'єктом і повинні бути зареєстровані у спеціалізованих реєструючих та наглядових органах (у Росії – територіальному управлінні Ростехнагляду). Дозвіл на експлуатацію новозмонтованих паропроводів видається після їх реєстрації та технічного огляду. Під час експлуатації періодично проводиться технічний огляд та гідравлічні випробування паропроводів.

Література

• ПБ 10-573-03 Правила влаштування та безпеки експлуатації трубопроводів пари та гарячої води. Затверджено постановою Держгіртехнагляду РФ від 11.06.2003 № 90.
• НП-045-03 Правила влаштування та безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої води для об'єктів використання атомної енергії. Затверджено постановами Держатомнагляду №3, Держгіртехнагляду №100 від 19.06.2003.
• Допомога з розрахунку на міцність сталевих технологічних трубопроводів на P у до 10 МПа. М.: ЦІТП, 1989.

МЕТОДИКА

розрахунку міцності стінки магістрального трубопроводу по СНіП 2.05.06-85*

(упорядник Івлєв Д.В.)

Розрахунок міцності (товщини) стінки магістрального трубопроводу нескладний, але при його виконанні вперше виникає низка питань, звідки та які беруться значення у формулах. Даний розрахунок міцності проводиться за умови впливу на стінку трубопроводу тільки одного навантаження - внутрішнього тиску продукту, що транспортується. При врахуванні впливу інших навантажень повинен проводитися перевірочний розрахунок на стійкість, який у цій методиці не розглядається.

Номінальна товщина стінки трубопроводу визначається за формулою (12) СНіП 2.05.06-85*:

n - коефіцієнт надійності за навантаженням - внутрішньому робочому тиску в трубопроводі, що приймається за табл.13* СНиП 2.05.06-85*:

Характер навантаження та впливу	Спосіб прокладання трубопроводу	Коефіцієнт надійності за навантаженням
		підземний, наземний (у насипі)	надземний
Тимчасові тривалі	Внутрішній тиск для газопроводів	+	+	1,10
	Внутрішній тиск для нафтопроводів та нафтопродуктопроводів діаметром 700-1200 мм з проміжними НУО без підключення ємностей	+	+	1,15
	Внутрішній тиск для нафтопроводів діаметром 700-1200 мм без проміжних або з проміжними НПС, що працюють постійно лише з підключеною ємністю, а також для нафтопроводів та нафтопродуктопроводів діаметром менше 700 мм	+	+	1,10

р - робочий тиск у трубопроводі, в МПа;

D н - Зовнішній діаметр трубопроводу, в міліметрах;

R 1 - розрахунковий опір розтягуванню, Н/мм 2 . Визначається за формулою (4) СНіП 2.05.06-85*:

Тимчасовий опір розриву на поперечних зразках, чисельно дорівнює межі міцності σ металу трубопроводу, в Н/мм 2 . Це значення визначається нормативними документами на сталь. Найчастіше у вихідних даних вказується лише клас міцності металу. Це приблизно дорівнює межі міцності сталі, переведене в мегапаскалі (приклад: 412/9,81=42). Клас міцності конкретної марки сталі визначається аналізом у заводських умовах тільки для конкретної плавки (ковша) та вказується у сертифікаті на сталь. Клас міцності може у невеликих межах від партії до партії (наприклад, для сталі 09Г2С – К52 чи К54). Для довідок можна скористатися наступною таблицею:

m - коефіцієнт умов роботи трубопроводу залежно від категорії ділянки трубопроводу, що приймається за таблицею 1 СНіП 2.05.06-85*:

Категорія ділянки магістрального трубопроводу визначається при проектуванні згідно з таблицею 3* СНиП 2.05.06-85*. При розрахунку труб, що застосовуються в умовах інтенсивних вібрацій, коефіцієнт m може бути прийнятий 0,5.

k 1 - коефіцієнт надійності за матеріалом, що приймається за табл.9 СНиП 2.05.06-85*:

Характеристика труб	Значення коефіцієнта надійності за матеріалом до 1
1. Зварні з малоперлітної та бейнітної сталі контрольованої прокатки і термічно зміцнені труби, виготовлені двостороннім електродуговим зварюванням під флюсом по суцільному технологічному шву, з мінусовим допуском по товщині стінки не більше 5% і пройшли 100%-ний контроль на суцільність. неруйнівними методами	1,34
2. Зварні з нормалізованої, термічно зміцненої сталі та сталі контрольованої прокатки, виготовлені двостороннім електродуговим зварюванням під флюсом по суцільному технологічному шву і пройшли 100% контроль зварних з'єднань неруйнівними методами. Безшовні з катаної або кованої заготовки, що пройшли 100%-ний контроль неруйнівними методами	1,40
3. Зварні з нормалізованої та гарячекатаної низьколегованої сталі, виготовлені двостороннім електродуговим зварюванням та пройшли 100%-ний контроль зварних з'єднань неруйнівними методами.	1,47
4. Зварені з гарячекатаної низьколегованої або вуглецевої сталі, виготовлені двостороннім електродуговим зварюванням або струмами високої частоти. Інші безшовні труби	1,55
Примітка. Допускається застосовувати коефіцієнти 1,34 замість 1,40; 1,4 замість 1,47 і 1,47 замість 1,55 для труб, виготовлених двошаровим зварюванням під флюсом або електрозварюванням струмами високої частоти зі стінками товщиною не хворіючи 12 мм при використанні спеціальної технології виробництва, що дозволяє отримати якість труб, що відповідає даному коефіцієнту до 1

Орієнтовно можна приймати коефіцієнт сталі К42 – 1,55, а сталі К60 – 1,34.

k н - коефіцієнт надійності за призначенням трубопроводу, що приймається за табл.11 СНиП 2.05.06-85 *:

До одержуваного за формулою (12) СНиП 2.05.06-85 * значення товщини стінки буває необхідно додати припуск на корозійне ураження стінки під час експлуатації трубопроводу.

Розрахунковий термін експлуатації магістрального трубопроводу вказується у проекті та зазвичай становить 25-30 років.

Для обліку зовнішнього корозійного ураження трасою магістрального трубопроводу проводиться інженерно-геологічне обстеження грунтів. Для обліку внутрішнього корозійного ураження проводиться аналіз середовища, що перекачується, наявності в ньому агресивних компонентів.

Наприклад, природний газ, підготовлений до перекачування, відноситься до слабоагресивного середовища. Але наявність у ньому сірководню та (або) вуглекислого газу в присутності парів води може збільшити ступінь впливу до середньоагресивного або сильноагресивного.

До одержуваного за формулою (12) СНиП 2.05.06-85* значення товщини стінки додаємо припуск на корозійне ураження і отримуємо розрахункове значення товщини стінки, яке необхідно округлити до найближчого більшого стандартного(Дивитись, наприклад, у ГОСТ 8732-78 * "Труби сталеві безшовні гарячедеформовані. Сортамент", в ГОСТ 10704-91 "Труби сталеві електрозварні прямошовні. Сортамент", або в технічних умовах трубопрокатних підприємств).

2. Перевірка обраної товщини стінки за випробувальним тиском

Після будівництва магістрального трубопроводу проводиться випробування як самого трубопроводу, і окремих його ділянок. Параметри випробувань (випробувальний тиск та час випробування) вказані в таблиці 17 СНиП III-42-80* «Магістральні трубопроводи». Проектувальнику необхідно стежити, щоб обрані ним труби забезпечували необхідну міцність при проведенні випробувань.

Наприклад: проводиться гідравлічне випробування водою трубопроводу Д1020х16,0 сталь К56. Заводський випробувальний тиск труб 11,4 МПа. Робочий тиск у трубопроводі 7,5 МПа. Геометричний перепад висот трасою 35 метрів.

Нормативний випробувальний тиск:

Тиск від геометричного перепаду висот:

Отже, тиск у нижній точці трубопроводу становитиме, що більше заводського випробувального тиску і цілісність стінки не гарантується.

Розрахунок випробувального тиску труби провадиться за формулою (66) СНиП 2.05.06 – 85*, ідентичною формулою вказаною в ГОСТ 3845-75* «Труби металеві. Метод випробування гідравлічним тиском. Розрахункова формула:

δ хв – мінімальна товщина стінки труби, що дорівнює різниці номінальної товщини δ і мінусового допуску δ ДМ, мм. Мінусовий допуск – дозволене виробнику труб зменшення номінальної товщини стінки труби, яке не зменшує загальну міцність. Розмір мінусового допуску регламентується нормативними документами. Для прикладу:

ГОСТ 10704-91 «Труби сталеві електрозварювальні. Сортамент». 6. Граничні відхилення по товщині стінки повинні відповідати: ±10%- при діаметрі труб до 152 мм; По ГОСТ 19903 - при діаметрі труб понад 152 мм максимальної ширини листа нормальної точності. Пункт 1.2.4 «Мінусовий допуск не повинен перевищувати: - 5% від номінальної товщини стінки труб із товщиною стінки менше 16 мм; - 0,8 мм для труб із товщиною стінки від 16 до 26 мм; - 1,0 мм для труб із товщиною стінки понад 26 мм.»

Визначаємо мінусовий допуск товщини стінки труби за формулою

,

Визначаємо мінімальну товщину стінки трубопроводу:

.

R – напруга розриву, що допускається, МПа. Порядок визначення цієї величини регламентується нормативними документами. Для прикладу:

Нормативний документ	Порядок визначення напруги, що допускається
ДЕРЖСТАНДАРТ 8731-74 «Труби сталеві безшовні гарячедеформовані. Технічні умови"	Пункт 1.9. Труби всіх видів, що працюють під тиском (умови роботи труб обумовлюються в замовленні), повинні витримувати випробувальний гідравлічний тиск, що обчислюється за формулою, наведеною в ГОСТ 3845, де R - напруга, що допускається, рівне 40% тимчасового опору розриву (нормативної межі міцності)для цієї марки стали.
ГОСТ 10705-80 «Труби сталеві електрозварювальні. Технічні умови."	Пункт 2.11. Труби повинні витримувати випробувальний гідравлічний тиск. Залежно від величини випробувального тиску труби поділяють на два види: I - труби діаметром до 102 мм - випробувальний тиск 6,0 МПа (60 кгс/см 2) та труби діаметром 102 мм і більше - випробувальний тиск 3,0 МПа (30 кгс /см 2); II - труби групи А і В, що поставляються на вимогу споживача з випробувальним гідравлічним тиском, розрахованим за ГОСТ 3845, при напругі, що допускається, рівному 90% від нормативної межі плинностідля труб з цієї марки сталі, але не більше 20 МПа (200 кгс/см 2).
ТУ 1381-012-05757848-2005 на труби DN500-DN1400 ВАТ «Виксунський металургійний завод»	З випробувальним гідравлічним тиском, розрахованим за ГОСТ 3845, при допустимій напрузі, що дорівнює 95% від нормативної межі плинності(згідно з п. 8.2 СНіП 2.05.06-85*)

D Р – розрахунковий діаметр труби, мм. Для труб діаметром менше 530 мм, розрахунковий діаметр дорівнює середньому діаметру труби, тобто. різниці номінального діаметра D та мінімальної товщини стінки δ хв:

Для труб діаметром 530 мм більш, розрахунковий діаметр дорівнює внутрішньому діаметру труби, тобто. різниці номінального діаметра D і подвоєної мінімальної товщини стінки δ хв: