Учебник для вузов

Трубопроводная арматура

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

2.1. Условные, рабочие и пробные давления

Основные параметры арматуры можно разделить на эксплуатационные и конструкционно-монтажные. К эксплуатационным параметрам относятся энергетические параметры (давление, температура), пропускная способность, коррозионная стойкость, тип привода, необходимый крутящий момент для управления арматурой, время срабатывания и пр. К конструкционно-монтажным параметрам относятся: условный диаметр прохода, строительные длина и высота, масса, тип присоединения к трубопроводу, конструкция и размеры присоединительных фланцев, число, диаметр и расположение отверстий на фланцах, разделка под приварку к трубопроводу и т. п.

Одним из наиболее важных эксплуатационных параметров арматуры является давление рабочей среды. Для решения различных технических задач разделяют условное, рабочее и пробное давление.

Под условным давлением понимают наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20° С, при котором обеспечивается длительная н безопасная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов (тройников, коленьев, переходов, фланцев и др.). Размеры элементов арматуры и соединительных частей определяются и обосновываются расчетом на прочность с учетом условною давления при характеристиках прочности выбранных материалов, соответствующих температуре 20е С. Условные давления ру (МПа) образуют следующий ряд: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,4; (8,0); 10,0; (12,5); 16; 20; 25; 32; 40; 50; 64; 80 и 100. Арматуру и соединительные части, рассчитанные на условные давления, заключенные в скобки, не рекомендуется применять, а допускается только использовать для замены вышедшей из строя арматуры, установленной на эксплуатируемых линиях.

По условным давлениям арматуру можно разделить на шесть групп:

1)         для высокого и сверхвысокого вакуума — для абсолютных давлений ниже 0,1 Па;

2)         для низкого и среднего вакуума — для абсолютных давлений от 0,1 МПа до 0,1 МПа;

3)для малых давлений —до 1,6 МПа;

4)         для средних давлений — от 2,5 до 10 МПа;

5)         для высоких давлений — от 16 до 80 МПа;

6)         для сверхвысоких давлений — от 100 МПа и выше.

Под рабочим давлением понимают наибольшее избыточное давление, прн котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов при рабочей температуре проводимой среды.

Под пробным давлением понимают избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию водой на прочность и плотность материала при температуре jie БЫЦК. 1 J\J v^.

Условные Ру, рабочие рр и пробные рП{) давления для арматуры из стали, чугуна, бронзы и латуни приведены в табл. 2.1—2.4 (по ГОСТ 356—68). В эксплуатационных условиях допускается превышение фактического рабочего давления над указанным в стандарте до 5%. Если арматура эксплуатируется в условиях пульсирующих давлений, частых гидравлических ударов, переменных температур, особых свойств среды и при ограниченном сроке службы (не более 20 000 ч), то при определении допустимого рабочего давления может вводиться поправочный коэффициент к стандартным значениям, устанавливаемый органами технического надзора.

Рабочие давления равны условным для арматуры из углеродистой стали при температуре рабочей среды tp — 0-f- 200° С, для арматуры из чугуна, бронзы, или латуни при /р = 0-ь 120° С. При повышении температуры допускаемое рабочее давление снижается в зависимости от материала корпусных деталей. Для сталей ГОСТ 356—68 предусматривает 14 температурных ступеней, в пределах которых рабочее давление по мере повышения температуры снижается по следующему ряду: 1; 0,9; 0,8; 0,71; 0,64; 0,56; 0,5; 0,45; 0,4; 0,36; 0,32; 0,28; 0,25; 0,22.

По температурному режиму арматуру можно разделить на пять категорий.

1.         Арматура обычная, изготовляемая из углеродистой стали, ковкого или серого чугуна; арматура из углеродистой стали используется при температуре до 425° С, из ковкого чугуна — до 300° С, из серого чугуна — до 225 С; для деталей арматуры малого диаметра прохода и неответственных изделий допускается применение углеродистых сталей до 450° С, ковкого чугуна — до 400° С, серого чугуна — до 300 С. Для ответственных объектов, например газопроводов, работающих при температуре ниже —30° С, применяется стальная арматура из легированной стали, специальных сплавов или цветных металлов с ударной вязкостью при рабочей температуре не менее 20Н-м/см2.

2.         Арматура для высоких температур (450—600° С), изготовляемая из специальных сталей.

3.         Арматура жаропрочная (для температур свыше 600° С).

4.         Арматура холодильной техники (для температур до —153° С).

5.         Арматура криогенная (для глубокого холода), пригодная для эксплуатации при температурах ниже —153° С.

Система условных ру и соответствующих им рабочих рр давлений при различных температурах позволяет определять допустимые условия работы арматуры при этих температурах. Одну градацию рабочих давлений при различных температурах, когда данному условному давлению и рабочей температуре соответствует одно рабочее давление, для деталей, изготавливаемых из различных сталей, применять нецелесообразно, так как это приведет к недостаточно экономному использованию специальных сталей. Поэтому ГОСТ 356—68 предусматривает разделение сталей на одиннадцать характерных групп, каждая из которых имеет свою градацию температур в соответствии с изменениями механических свойств данных сталей при повышении температуры.

Для чугунной арматуры предусмотрено шесть температурных ступеней. Для арматуры из бронзы и латуни предусмотрены три температурные ступени, причем для давлений ру > 4 МПа допускается рабочая температура tp < 120° С.

Арматура и присоединительные части трубопроводов по соглашению сторон могут изготовляться также на конкретные давления и температуру, не предусмотренные ГОСТ 356—68.