Соединение трубопроводов

Соединение трубопроводов

Соединения трубопроводов бывают неразъемные и разъемные. К неразъемным относятся соединения, получаемые путем сварки, пайки или склеивания, к разъемным – резьбовые, фланцевые, раструбные и др. В котельных установках трубопроводы соединяют на резьбовых муфтах, фланцах и сварке. Резьбовое соединение трубопроводов применяют во внутренних системах водопровода и газоснабжения котельной для трубопроводов с Dy до 100 мм и Py до 1 МПа. Трубы соединяют резьбовыми муфтами на короткой и длинной резьбе. Короткая резьба (рис.4, а) труб должна иметь сбег на участке двух последних ниток резьбы и короче половины длины муфты на одну нитку резьбы. Благодаря сбегу одна резьба заклинивается в другой и плотность соединения повышается. Соединение стальных труб на муфтеРис.4. Соединение стальных труб на муфте

• а – с короткой резьбой,
• б – с длинной резьбой.

В тех случаях, когда необходимо создать разъемное соединение, применяют соединение на длинной резьбе (рис.4, б), для чего на одной из труб делают длинную резьбу, а на другой – короткую. Такое соединение принято называть сгоном. Длинную резьбу выполняют такой величины, чтобы на нее можно было полностью навернуть (согнать) контргайку и муфту и сверх этого осталось бы еще не менее двух свободных ниток резьбы.

Для уплотнения стыков резьбовых соединений применяют льняную прядь с суриком, затертым на натуральной олифе, или со свинцовыми белилами. Прядь наматывают тонким ровным слоем на нарезку. Контргайка со стороны муфты имеет фаску для уплотнительного материала.

Фланцевые соединения – это наиболее распространенный вид разъёмных соединений трубопроводов, что объясняется простотой конструкции, легкостью сборки и разборки, а также тем, что в котельных чаще всего используют фланцевую арматуру. Недостатки фланцевых соединений – большая трудоемкость и высокая стоимость изготовления, а также меньшая по сравнению со сварными соединениями надежность в эксплуатации, так как при изменении температуры и давления транспортируемой среды возможно ослабление соединения и возникновение утечки.

Фланцевые соединения состоят из двух фланцев, крепежных деталей (болтов или шпилек и гаек), прокладки или уплотнительного кольца.

Фланцы (ГОСТ 12815-80) по способу присоединения к трубам бывают плоские (рис.5, а), которые привариваются угловым швом, и приварные встык (рис.5, б) – воротниковые.

Приварные фланцы

• а – плоские,
• б – воротниковые.

Соединения трубопроводов с применением воротниковых фланцев удобны и экономичны.

Трудоемкость сборки такого соединения в среднем на 20% меньше, чем сборка с использованием плоских фланцев. Кроме того, использование воротниковых фланцев сокращает объем сварочных работ в два раза.

Уплотнительные поверхности фланцев при рабочем давлении Pраб до 2,5 МПа выполняют гладкими, а при Pраб выше 2,5 МПа на уплотнительных поверхностях протачивают риски (рис.6, а), размеры и количество которых зависят от диаметра трубопровода и давления в нем. Уплотнительные поверхности для фланцев с впадиной и выступом приведены на рис.6, б.

Уплотнительные поверхности фланцев

• а – гладкая с рисками,
• б – выступ-впадина.

По форме фланцы бывают круглые и овальные. Наиболее распространены круглые фланцы; овальные чаще всего применяют в местах подсоединения трубопроводов к аппаратам и механизмам.

Крепежные детали – стандартные болты, шпильки и гайки – служат для сборки фланцевых соединений. Крепежные детали выбирают в зависимости от рабочих параметров среды и указывают в проекте. Длину болтов и шпилек выбирают с таким расчетом, чтобы после затяжки гаек выступали концы не менее 5 мм.

Материал для изготовления крепежных деталей выбирают в зависимости от давления и температуры транспортируемого продукта: при Py до 2,5 МПа и температуре до 300 °С применяют малоуглеродистую сталь обыкновенного качества Ст3, Ст4; при Py от 4 до 10 МПа и температуре до 450 °С – качественную углеродистую сталь 25, 35 и 40. При более высоких температурах и давлениях используют легированные стали.

Прокладочные материалы, предназначенные для уплотнения фланцевых соединений, должны быть пластичны, прочны, а также устойчивы к температурным условиям и коррозионному действию среды. В качестве прокладок для трубопроводов, работающих при давлении до 6,4 МПа, применяют листовой паронит (ГОСТ 481-80), асбестовый картон (ГОСТ 2850-95), прокладочный картон (ГОСТ 9347-74), листовую техническую резину и другие материалы.

Паронит – это основной прокладочный материал для трубопроводов, транспортирующих воду и пар температурой до 450 °С. Его хранят в темном помещении при температуре не выше 30 °С. Плоские неразъемные соединения типа “гладких”, “шип-паз”, “выступ-впадина” уплотняют паронитом общего назначения ПОН.

Размеры прокладок соответствуют размерам уплотнительных поверхностей фланцев, при этом внутренний диаметр прокладки должен быть на 1…2 мм больше внутреннего диаметра фланцев.

Сварные соединения более надежны, чем фланцевые и резьбовые, что особенно важно при высоких давлении и температуре рабочей среды. Применение сварки дает также значительную экономию металла. Поэтому в большинстве случаев трубы соединяют между собой с помощью сварки. Основные виды сварных соединений и швов трубопроводов изображены на рис.7. Чаще всего используют сварное стыковое соединение, которое выполняют после тщательной обработки кромок и калибровки труб.

Основные виды сварных соединений

• а – соединение встык однослойное,
• б – соединение встык двухслойное,
• в – соединение встык многослойное,
• г – угловой шов,
• д – торцовый шов,
• е – шов контактной сварки.

Разделку концов труб и деталей трубопроводов из углеродистой стали на Py до 10 МПа и сборку стыков с зазорами под сварку выполняют в соответствии с табл. 2.

Таблица 2. Конструкции стыковых соединений труб для ручной дуговой сварки

Собранный стык	Конструкционные размеры, мм	Dн, мм
а	b	α, град
Рис.8-1, а	2…3	1+0,5	—
Рис.8-1, б	3…25	1,5±0,5	Независимо
Рис.8-1, в	3…25	3±0,5	30±3	>100

Заглушками, которые по конструкции подразделяются на плоские (приварные и фланцевые) и сферические, закрывают концы трубопроводов.

Плоские приварные заглушки (рис.8, а) используют в трубопроводах, условное давление в которых до 1,5 МПа. Изготовляют их с условным проходом от 40 до 600 мм.

Заглушки

• а – плоская приварная,
• б – фланцевая,
• в – эллиптическая.

Фланцевые заглушки (рис.8, б) по форме, конструкции уплотнительных поверхностей, присоединительным размерам и точности обработки должны полностью соответствовать требованиям, предъявляемым к фланцам.

Эллиптические заглушки (рис.8, в) в соответствии с ГОСТ 17379-2001 изготовляют с условным проходом от 40 до 500 мм.

Источник http://www.xn--90acg2babefdpm.xn--p1ai/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/%D0%B2%D1%81%D0%B5/2013/7/3/%D1%81%D0%BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B2/