Соединительные детали трубопровода
Соединительные детали трубопровода - это необходимые соединительные элементы для трубопровода, которые служат для плавного перехода направления труб в процессе монтажа при помощи сварки однотипных труб.
Соединительные детали трубопроводов расположены в местах разветвлений и поворотов, а также в местах перехода трубы на иной диаметр.
Такие элементы обеспечивают надежность эксплуатации и герметичность труб, а также их долговечность.
Без отводов, тройников, переходов невозможно выполнить ни одну конструкцию технологической системы.
Отводы - соединительные детали трубопроводов (элементы конструкции трубы), которые используются для изменения направления рабочего потока и траектории трубы.
Отводы - одни из самых часто используемых соединительных деталей в трубопроводах. Отвод визуально можно представить как отрезок трубы, изогнутый под определенным углом. Отвод необходим для изменения направления во время монтажа любого типа труб (водопроводных, котельных и нефтегазохимических).
Отводы различаются по способу изготовления и бывают:
Штампованные
Изготовленные методом протяжки (гнутые цельнотянутые)
Штампосварные (ОКШ)
Сварные секционные (ОСС)
Гнутые (ОГ)
Наиболее распространены крутоизогнутые отводы, т.е. имеющие небольшой радиус гиба и характеризующиеся углами поворота в 45°, 60°, 90° и 180°.
Они могут быть стальными или коваными, преимущественно изготавливаются методом штамповки или протяжки.
Другой распространенный тип - гнутые. Для них характерны углы от 3° до 90° с градацией 1°. Изготавливаются методом сгибания при воздействии высокой температуры или же холодногнутым способом.
Менее распространены Штампосварные и Сварные секционные отводы. Штампосварные изготавливаются методом сварки штампованных заготовок, Сварные секционные обычно компануются из обрезков труб или вальцованных стальных листов.
Методы производства отводов:
- гибка в специальных штампах;
- штамповка из листовых и трубных заготовок (с последующей сваркой);
- горячая протяжка по сердечнику.
В целом Стальные отводы распространены в большей степени, нежели Кованые.
Среди стальных отводов активно используются нержавеющие отводы, изготавливаемые из хромосодержащих сталей.
Нержавеющие отводы устойчивы к коррозии и агрессивным средам.
Тройники используют для разветвления трубопроводов.
В зависимости от отношения диаметров корпуса и горловины различают переходные и равнопроходные тройники.
Переходными называют тройники, имеющие разные диаметры проходных отверстий корпуса и горловины.
Такие тройники используют ответвления трубопровода меньшего диаметра к продольной оси основной магистрали.
Равнопроходные тройники в отличие от переходных имеют одинаковые диаметры отверстий корпуса и горловины.
Установленные на трубопроводах тройники и переходы подвергаются значительным динамическим нагрузкам и действию относительно высоких температур и давлений.
Поэтому к ним предъявляют повышенные требования по прочности и надежности.
Для работы в малоагрессивных и среднеагресивных средах тройники и переходы изотавливают из углеродистых сталей (10; 20; СтЗ), для работы в высокоагрессивных средах - из легированных и высоколегированных сталей 15ХМ 15Х5М 12Х18Н10Т и др.)
На отечественных и зарубежных заводах применяют различные способы изготовления тройников: литьем в формы; газовой вырезкой деталей из трубы с последующей их сваркой; штамповкой цельной поковки с последующим сверлением отверстий; штамповкой из листа с последующей сваркой; штамповкой из трубных заготовок.
Переходы - это детали для трубопроводов, с помощью которых можно постепенно изменять диаметр трубы. В настоящее время на рынке представлено различные варианты переходов и переходников, они подразделяются на сварные, штампованные, точеные. Основные характеристики разнообразных форм переходов - начальный и конечный диаметр и длина самого перехода.
При использовании переходов в агрессивных средах, выбирают изделия из нержавеющих материалов.
Нержавеющие переходы используются в пищевых, химических и энергетических и др. сферах промышленности.
Ситуации, в которых порой требуется использование переходов, могут быть самыми разными.
Так, сужение трубы с применением сварного перехода, позволяет значительно увеличить давление внутри неё, тем самым увеличив напор.
С другой стороны, расширение трубы производит обратный эффект.
Таким образом, сварные переходы - одни из ценнейших деталей для планирования нагрузок на трубопровод и распределения давления
Концентрические и эксцентрические переходы используют при необходимости изменения диаметра трубопровода. Концентрические переходы устанавливают преимущественно в вертикальных трубопроводах, эксцентрические - в горизонтальных.
Установленные на трубопроводах тройники и переходы подвергаются значительным динамическим нагрузкам и действию относительно высоких температур и давлений. Поэтому к ним предъявляют повышенные требования по прочности и надежности.
Для работы в малоагрессивных и среднеагрессивных средах тройники и переходы изотавливают из углеродистых сталей (10; 20; СтЗ), для работы в высокоагрессивных средах - из легированных и высоколегированных сталей 15ХМ, 15Х5М, 12Х18Н10Т и др.)
В настоящее время применяют различные способы изготовления концентрических и эксцентрических переходов:
- штамповка конических или ковка кольцеобразных поковок с последующей механической обработкой;
- штамповка из листовых заготовок двух половинок (лепестков) с последующей их
сборкой и сваркой;
- штамповка из трубных заготовок методом раздачи или обжима;
вальцовка из листовых заготовок с последующей сваркой.
При крупносерийном производстве концентрических и эксцентрических переходов диаметром до 500 мм в соответствии с ГОСТ 17378-2001 и ГОСТ 17380-2001 перспективным является получение их штамповкой из трубных заготовок методом обжима.
Преимущество этого метода в отличие от метода раздачи состоит в том, что напряженное состояние деформируемого металла во всех точках очага деформации характеризуется схемой всестороннего сжатия.
Поэтому возможно получать значительные обжатия а одну операцию, а также осуществлять штамповку переходов из малопластичных сталей и сплавов.
В целом технологический процесс отличается высокой производительностью и незначительным расходом металла на одну тонну готовых переходов.
Заглушки (днища)
Днища - это полые детали, которые являются неотъемлемой частью почти любого сосуда и аппарата.
В зависимости от назначения аппарата и условий его работы применяют днища, различные по форме: выпуклые, конические и плоские.
Выпуклые днища изготовляют эллиптическими в соответствии с ГОСТ 6533-78, эллиптическими отбортованным отверстием в центре сферы, сферические, полушаровыми.
Эллиптические днища диаметром от 133 до 4500 мм, толщиной стенки от 4 до 100 мм используются для наиболее многочисленной группы аппаратов и сосудов.
Особенность таких днищ состоит в том, что в меридианальном сечении криволинейная часть представляет собой половину эллипса.
Сферические днища по форме и размерам приближаются к эллиптическим, но для упрощения криволинейная часть в меридианальном сечении составлена из сопрягающихся дуг окружностей двух радиусов R и r Таким образом, меридианальное сечение сферического днища включает в себя центральную выпуклую часть, описанную большим радиусом R, переходную часть, описанную малым радиусом г, и цилиндрическую часть высотой hi.
Полушаровые днища в меридианальном сечении имеют форму полукруга радиусом R.
Применяют их для аппаратов больших диаметров.
Чаще всего полушаровые днища изготовляют путем штамповки из листа сферического сегмента и боковых секторов (лепестков) с последующей их сваркой.
При этом, сварные швы должны располагаться только по круговому и меридианальному сечениям.
При наличии кольцевых поясов их меридианальные сварные швы должны быть смещены один относительно другого на расстояние (между осями) более трехкратной толщины днища, но не менее 100 мм.
Допуск по диаметру D полушарового днища определяется из условий допускаемых смещений кромок днища с кромками корпуса; допуск на овальность составляет 1% от диаметра, но не более 20 мм.
Допуски на остальные размеры такие же, как для днищ эллиптических.
Конические днища. Для большинства сосудов и аппаратов применяют конические отбортованные днища с углом при вершине конуса 2а = 90° и 60 Конические днища диаметром более 1200 мм в большинстве случаев изготовленных элементов -отбортованной кольцевой и конической частей. Для днищ больших размеров отбортованную часть изготовляют сваркой из отдельных штампованных лепестков-заготовок. Возможно также изготовлять кольцевую часть, включающую борт и участок выпуклой поверхности эллиптического днища по ГОСТ 6533-78. При этом необходимо, чтобы образующая конуса являлась касательной в точке сопряжения кольцевой части и выпуклой части эллиптического днища. Высоту цилиндрической части конического днища принимают такой же, как для эллиптического днища по ГОСТ 6533-78.
Плоские днища применяют при сравнительно небольших диаметрах аппаратов до 1200 мм) работающих при относительно низких давлениях.
В большинстве случаев днища аппаратов и сосудов в процессе работы находятся под действием внутреннего избыточного давления. В этом случае в металле днищ возникают растягивающие напряжения, величина которых будет зависеть от внутреннего давления и относительной толщины стенки днища.
На отечественных и зарубежных заводах при изготовлении днищ из листовых заготовок наибольшее распространение получили следующие способы: штамповка на гидравлических или кривошипных прессах, обкатка на специальных обкатных машинах и штамповка взрывом. Целесообразность использования того или иного способа зависит от целого ряда факторов: серийности производства, размеров и формы днищ, технических требований, предъявляемых к днищам, и др.
При крупносерийном производстве наиболее распространенным способом изготовления днищ является штамповка их на гидравлических прессах. Этот способ обеспечивает получение детали относительно высокой точности и требуемого качества.
Фланец - соединительная деталь конструкции трубопровода, представляющая собой кольцо, диск или квадратную рамку с выемками для болтов.
Фланцы используются для герметичного и прочного соединения арматуры к трубам, для совмещения трубопроводов и их элементов между собой, присоединения их к различным инструментам, другому оборудованию, сосудам и т.д.
