Фланцевые и другие соединения

Фланцы по ГОСТ Р 54432. Фланцы типа 01 по ГОСТ Р 54432 (плоские) применяются для трубопроводов, работающих при номинальном давлении не более PN 25 (2,5 МПа) или температуре среды не выше 300°С. Не допускается применять плоские фланцы в трубопроводах в условиях циклических нагрузок с числом циклов свыше 2·103 за весь срок службы, а также в средах, вызывающих коррозионное растрескивание.

Крепежные детали и прокладки принимаются в соответствии с ГОСТ Р 54432 [7], ГОСТ Р 52376 [2], ГОСТ 20700. Для трубопроводов с группой сред А и Б и PN=10(1 МПа) следует приме- нять фланцы на PN 16 (1,6 МПа).

Для трубопроводов, работающих при номинальном давлении свыше PN 25 (2,5 МПа), независимо от температуры, а также для трубопроводов с рабо- чей температурой выше 300°С независимо от давления, применяются фланцы приварные встык типа 11 по ГОСТ Р 54432.

Выбор типа уплотнительной поверхности фланцев трубопроводов для мягких прокладок в зависимости от группы сред приведен в приложении Р. Кре- пежные детали и прокладки принимаются в соответствии с ГОСТ Р 54432 [7], ГОСТ Р 52376.

Для трубопроводов, транспортирующих вещества групп А и Б техноло- гических объектов I категории взрывопожароопасности, а также высокоорганический теплоноситель (ВОТ), не допускается применение фланцев типа 01 с соединительным выступом, за исключением случаев применения спирально-навитых прокладок (СНП) с ограничительными кольцами.

Гладкую уплотнительную поверхность фланцев под спирально- навитую прокладку рекомендуется обработать в виде концентрических или спи- ральных канавок с шероховатостью Ra=3,2÷6,3 мкм скругленным резцом с после- дующей подшлифовкой поверхности от заусенцев и острых кромок (радиус инструмента не менее 1,5 мм, количество пазов 1,8-2,2 на 1 мм) согласно ASME B 16.5.

Для прокладок, требующих замкнутого объема, следует применять фланцы с уплотнительной поверхностью исполнения по ГОСТ 54432 исполнения L, M "шип-паз" (например, прокладки из PТFE).

При сборке фланцевых соединений сборочных единиц уплотнитель- ные поверхности приварных фланцев должны быть перпендикулярны к осям труб и деталей и соосны с ними. Допускаемые отклонения от параллельности уплотнительных поверхностей фланцев не должны превышать 10 % толщины прокладки. Отклонение уплотнительной поверхности фланца от плоскостности должно быть не более 1 мм на 100 мм наружного диаметра фланца.

При установке штуцеров и люков (угловое соединение): - отклонение по высоте (вылету) штуцеров не должно быть более ±5 мм; - позиционное отклонение осей штуцеров не должно быть более ±10 мм.

 

При сборке фланцевых соединений должно обеспечиваться симметричное расположение отверстий под болты и шпильки относительно вертикальной и горизонтальной осей фланцев и не совпадать с ней. Несовпадение отверстий соединяемых фланцев не должно превышать половины разности номинальных диаметров отверстия и устанавливаемого болта (шпильки). При сборке труб и деталей трубопроводов с плоскими фланцами расстояние от поверхности фланцев до торца трубы (детали) должно быть не менее высоты катета плюс 1 мм.

При сборке фланцевых соединений должны быть выполнены следующие требования:

- гайки болтов должны быть расположены с одной стороны фланцевого соединения;

- длина шпилек (болтов) должна обеспечивать превышение резьбовой части над гайкой не менее чем на 1 шага резьбы, не считая фаски;

- гайки соединений с мягкими прокладками затягивают равномерно по способу крестообразного обхода, сначала затягивают одну пару противоположно расположенных болтов, затем вторую, находящуюся под углом 90° к первой, и после этого таким же способом затягивают все болты;

- гайки соединений с металлическими прокладками затягивают по способу кругового обхода (при 3х- или 4х- кратном круговом обходе равномерно затягивают все гайки);

- крепежные детали во фланцевых соединениях должны быть одной партии. Порядок сборки фланцевых соединений, контроль усилия затяжки крепежных деталей должны быть приведены в производственных инструкциях предприятия- изготовителя с соблюдением требований ГОСТ 20700;

- болты и шпильки соединений трубопроводов, работающих при темпера- туре свыше 300 °С, предварительно должны быть покрыты графитовой смазкой, предохраняющей их от заедания и пригорания;

- фланцы на замыкающих концах сборочных единиц приваривают только в случаях, когда расположение отверстий в них не ограничено. Фланцы, связанные с аппаратами, арматурой или фланцами на других узлах, после их уточнения положения по месту следует приваривать на монтаже.

Кроме фланцевых соединений, могут применяться другие виды разъемных соединений.

Ответвления (врезки)

Ответвление от трубопровода выполняется одним из способов. Не допускается усиление ответвлений с помощью ребер жесткости.

– Ответвления на технологических трубопроводах

Присоединение ответвлений по способу "а" применяется в тех случаях, когда ослабление основного трубопровода компенсируется имеющимися запасами прочности соединения. Допускаются также врезки в трубопровод по касательной к окружности по- перечного сечения трубы для исключения накопления продуктов в нижней части трубопровода.

Сваренные из труб тройники, штампосварные отводы, тройники и отводы из литых по электрошлаковой технологии заготовок допускается применять на давление до 35 МПа (350 кгс/см2). При этом все сварные швы и металл литых заготовок подлежат контролю УЗД в объеме 100 %.

Сварные крестовины и крестовые врезки допускается применять на трубопроводах из углеродистых сталей при рабочей температуре не выше 250 °С. Крестовины и крестовые врезки из электросварных труб допускается при- менять при номинальном давлении не более PN 16 (1,6 МПа). При этом крестовины должны быть изготовлены из труб с номинальным давлением не менее PN 25 (2,5 МПа). Крестовины и крестовые врезки из бесшовных труб допускается применять при номинальном давлении не более PN 24 (при условии изготовления крестовин из труб с номинальным давлением не менее PN 40. Врезку штуцеров в сварные швы трубопроводов следует производить с учетом пункта 11.2.7.

Отводы

Для трубопроводов применяются, как правило, крутоизогнутые отводы, изготовленные из бесшовных и сварных прямошовных труб методом горячей штамповки или протяжки, а также гнутые и штампосварные. При диаметре больше DN 6.4.2 400 выполняют подварку корня шва, сварные швы подвергают 100 % ультразвуковому или радиографическому контролю.

Гнутые отводы, изготовляемые из бесшовных труб, применяются в тех случаях, когда требуется максимально снизить гидравлическое сопротивление трубопровода, например, на трубопроводах с пульсирующим потоком среды (с целью снижения вибрации), а также на трубопроводах при номинальном диаметре до DN 25. Необходимость термообработки определяют по 12.2.11.

Пределы применения гнутых отводов из труб действующего сортамен- та должны соответствовать пределам применения труб, из которых они изготов- лены. Длина прямого участка от конца трубы до начала гнутого участка должна быть не менее 100 мм.

В трубопроводах допускается применять сварные секторные отводы номинальным диаметром DN 500 и менее при номинальном давлении не более PN 40 (4 МПа) и номинальным диаметром более DN 500 при номинальном давлении до PN 25 (2,5 МПа). При изготовлении секторных отводов угол между поперечными сечениями сектора не должен превышать 22,5°. Расстояние между соседними сварными швами по внутренней стороне отвода должно обеспечивать доступность контроля этих швов по всей длине шва. Для изготовления секторных отводов не допускается применение спиральношовных труб, при диаметре более 400 мм применяют подварку корня шва, сварные швы подвергают 100 % ультразвуковому или радиографическому контролю. Сварные секторные отводы не следует применять в случаях: - больших циклических нагрузок, например от давления, более 2000 циклов; - необеспеченности самокомпенсации за счет других трубных элементов.

 

Переходы

В трубопроводах следует применять, как правило, переходы штампованные, вальцованные из листа с одним сварным швом, штампосварные из поло- вин с двумя сварными швами. Пределы применений стальных переходов должны соответствовать пределам применения присоединяемых труб аналогичных марок сталей и аналогичных рабочих (расчетных) параметров.

Допускается применение лепестковых переходов для трубопроводов с номинальным давлением не более PN16 (1,6 МПа) и номинальным диаметром DN 500 и менее. Не допускается устанавливать лепестковые переходы на трубопроводах, предназначенных для транспортирования сжиженных газов и веществ группы А и Б.

Лепестковые переходы следует сваривать с последующим 100 %-ным контролем сварных швов ультразвуковым или радиографическим методом. После изготовления лепестковые переходы следует подвергать термообра- ботке.

Заглушки

Приварные плоские и ребристые заглушки из листовой стали рекомендуется применять для трубопроводов при номинальном давлении до PN 25 (2,5 МПа).

Заглушки, устанавливаемые между фланцами, не следует применять для разделения двух трубопроводов с различными средами, смешение которых недопустимо.

Пределы применения заглушек и их характеристики по материалу, давлению, температуре, коррозии и т.д. должны соответствовать пределам применения фланцев.

Требования к трубопроводной арматуре.

При проектировании и изготовлении трубопроводной арматуры необходимо выполнять требования технических регламентов, стандартов и требования заказчиков в соответствии с требованиями безопасности по ГОСТ Р 53672.

В ТУ на конкретные виды и типы трубопроводной арматуры должны быть приведены:

- перечень нормативных документов, на основании которых производят проектирование, изготовление и эксплуатацию арматуры;

- основные технические данные и характеристики арматуры;

- показатели надежности и (или) показатели безопасности (для арматуры, у которой возможны критические отказы);

- требования к изготовлению;

- требования безопасности; - комплект поставки;

- правила приемки;

- методы испытаний;

- перечень возможных отказов и критерии предельных состояний;

- указания по эксплуатации;

- основные габаритные и присоединительные размеры, в том числе наружный и внутренний диаметры патрубков, разделки кромок патрубков под при- варку и др.

Основные показатели назначения арматуры (всех видов и типов), устанавливаемые в конструкторской и эксплуатационной документации:

- номинальное давление PN (рабочее или расчетное давление Р);

- номинальный диаметр DN;

- рабочая среда;

- расчетная температура (максимальная температура рабочей среды);

- допустимый перепад давлений;

- герметичность затвора (класс герметичности или величина утечки);

- строительная длина;

- климатическое исполнение (с параметрами окружающей среды);

- стойкость к внешним воздействиям (сейсмические, вибрационные и др.);

- масса.

Дополнительные показатели назначения для конкретных видов арматуры:

- коэффициент сопротивления (ζ) для запорной и обратной арматуры;

- зависимость коэффициента сопротивления от скоростного давления – для обратной арматуры;

- коэффициент расхода (по жидкости и по газу), площадь седла, давление настройки, давление полного открытия, давление закрытия, противодавление, диапазон давлений настройки - для предохранительной арматуры;

- условная пропускная способность (Кvy), вид пропускной характеристики, кавитационные характеристики – для регулирующей арматуры;

- условная пропускная способность, величина регулируемого давления, диапазон регулируемых давлений, точность поддержания давления (зона нечувствительности и зона неравномерности), минимальный перепад давления, при ко- тором обеспечивается работоспособность – для регуляторов давления;

- параметры приводов и исполнительных механизмов;

- а) для электропривода – напряжение, частота тока, мощность, режим ра- боты, передаточное число, КПД, максимальный крутящий момент, параметры ок- ружающей среды;

- б) для гидро – и пневмопривода – управляющая среда, давление управ- ляющей среды – для регуляторов давления;

- время открытия (закрытия) – по требованию заказчика арматуры.

Арматура должна быть испытана в соответствии с ГОСТ Р 53402 и ТУ, при этом обязательный объем испытаний должен включать:

- на прочность и плотность основных деталей и сварных соединений, работающих под давлением;

- на герметичность затвора, нормы герметичности затвора – по ГОСТ Р 54808 (для арматуры рабочих средств групп А, Б(а) и Б(б) при испытании на герметичность затворов не должно быть видимых утечек – класс А ГОСТ Р 54808);

- на герметичность относительно внешней среды;

- на функционирование (работоспособность). Результаты испытаний должны быть отражены в паспорте арматуры.

Применение запорной арматуры в качестве регулирующей (дроссели- рующей) не допускается.

При установке привода на арматуру маховики для ручного управления должны открывать арматуру движением против часовой стрелки, а закрывать – по часовой стрелке. Направление осей штока привода должно определяться в проектной документации.

Запорная арматура должна иметь указатели положения запирающего элемента ("открыто", "закрыто).

Материал арматуры для трубопроводов следует выбирать в зависимости от условий эксплуатации, параметров и физико-химических свойств транспортируемой среды и требований НД. Арматуру из цветных металлов и их сплавов допускается применять в тех случаях, когда стальная и чугунная арматура не может быть использована по обоснованным причинам. Арматуру из углеродистых и легированных сталей допускается применять для сред со скоростью коррозии не более 0,5 мм/год.

Арматуру из ковкого чугуна марки не ниже КЧ 30-6 и из серого чугуна марки не ниже СЧ 18-36 следует применять для трубопроводов, транспортирующих среды группы.

Для сред групп А(б), Б(а), кроме сжиженных газов; Б(б), кроме ЛВЖ с температурой кипения ниже 45°С; Б(в) – арматуру из ковкого чугуна допускается использовать, если пределы рабочих температур среды не ниже минус 30 °С и не выше 150 °С при давлении среды не более 1,6 МПа (160 кгс/см2). При этом для номинальных рабочих давлений среды до 1 МПа применяется арматура, рассчитанная на давление не менее PN 16 (1,6 МПа), а для номинальных давлений более PN 10 (1 МПа) - арматура, рассчитанная на давление не менее PN 25 (2,5 МПа). 8.13 Не допускается применять арматуру из ковкого чугуна на трубопроводах, транспортирующих среды группы А(а), сжиженных газов группы Б(а);

ЛВЖ с температурой кипения ниже 45 °С группы Б(б). Не допускается применять арматуру из серого чугуна на трубопроводах, транспортирующих вещества групп А и Б, а также на паропроводах и трубопроводах горячей воды, используемых в качестве спутников.

Арматуру из серого и ковкого чугуна не допускается применять независимо от среды, рабочего давления и температуры в следующих случаях: - на трубопроводах, подверженных вибрации;

- на трубопроводах, работающих при резкопеременном температурном режиме среды;

- при возможности значительного охлаждения арматуры в результате дроссельэффекта;

- на трубопроводах, транспортирующих вещества групп А и Б, содержа- щих воду или другие замерзающие жидкости, при температуре стенки трубопровода ниже 0 °С независимо от давления;

- в обвязке насосных агрегатов при установке насосов на открытых площадках;

- в обвязке резервуаров и емкостей для хранения взрывопожароопасных и токсичных веществ.

На трубопроводах, работающих при температуре среды ниже 40 °С, следует применять арматуру из соответствующих легированных сталей, специальных сплавов или цветных металлов, имеющих при наименьшей возможной температуре корпуса ударную вязкость металла (KCV) не ниже 20 Дж/см2. Для жидкого и газообразного аммиака допускается применение специальной арматуры из ковкого чугуна в пределах параметров и условий.

гидроприводе арматуры следует применять негорючие и незамерзающие жидкости, соответствующие условиям эксплуатации.

С целью исключения возможности выпадения в пневмоприводах конденсата в зимнее время газ осушают до точки росы при отрицательной расчетной температуре трубопровода.

Для трубопроводов с номинальным давлением свыше 35 МПа (350 кгс/см2) применение литой арматуры не допускается.

Арматуру с уплотнением фланцев "выступ-впадина" в случае применения специальных прокладок допускается применять при номинальном давлении до 35 МПа (350 кгс/см2)

Для обеспечения безопасной работы в системах автоматического регулирования при выборе регулирующей арматуры должны быть соблюдены условия:

- потери давления (перепад давления) на регулирующей арматуре при максимальном расходе рабочей среды должны быть не менее 40 % потерь давления во всей системе;

- при течении жидкости перепад давления на регулирующей арматуре во всем диапазоне регулирования не должен превышать величины кавитационного перепада.

На корпусе арматуры на видном месте изготовитель наносит маркировку в следующем объеме:

- наименование или товарный знак изготовителя;

- заводской номер; - год изготовления;

- номинальное (рабочее) давление РN (Рр); - номинальный диаметр DN;

- температура рабочей среды (при маркировке рабочего давления Рр – обязательно);

- стрелка-указатель направления потока среды (при односторонней подаче среды); - обозначение изделия;

- марка стали и номер плавки (для корпусов, выполненных из отливок); - дополнительные знаки маркировки в соответствии с требованиями заказчиков, национальных стандартов.

В комплект поставки трубопроводной арматуры должна входить эксплуатационная документация в объеме:

- паспорт (ПС);

- руководство по эксплуатации (РЭ);

- эксплуатационная документация на комплектующие изделия (приводы, исполнительные механизмы, позиционеры, конечные выключатели и др.). Форма паспорта приведена в приложении Н (справочное). В руководстве по эксплуатации должны быть приведены: - описание конструкции и принцип действия арматуры;

- порядок сборки и разборки; - повторение и пояснение информации, включенной в маркировку арматуры;

- перечень материалов основных деталей арматуры;

- информация о видах опасных воздействий, если арматура может представлять опасность для жизни и здоровья людей или окружающей среды, и мерах по их предупреждению и предотвращению;

- показатели надежности и (или) показатели безопасности;

- объем входного контроля арматуры перед монтажом;

- методика проведения контрольных испытаний (проверок) арматуры и ее основных узлов, порядок технического обслуживания, ремонта и диагностирования.

Перед монтажом арматуру необходимо подвергнуть входному контролю и испытаниям в объеме, предусмотренном руководством по эксплуатации. Монтаж арматуры следует проводить с учетом требований безопасности в соответствии с руководством по эксплуатации.

Безопасность арматуры при эксплуатации обеспечивается выполнением следующих требований:

- арматуру и приводные устройства необходимо применять в соответствии с их показателями назначения в части рабочих параметров, сред, условий эксплуатации;

- арматуру следует эксплуатировать в соответствии с руководством по эксплуатации (включая проектные нештатные ситуации) и технологическими регламентами;

- запорная арматура должна быть полностью открыта или закрыта. Использовать запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается;

- арматуру необходимо применять в соответствии с ее функциональным назначением;

- производственный контроль промышленной безопасности арматуры должен предусматривать систему мер по устранению возможных предельных со- стояний и предупреждению критических отказов арматуры.

Не допускается:

- эксплуатировать арматуру при отсутствии маркировки и эксплуатационной документации;

- проводить работы по устранению дефектов корпусных деталей и подтяжку резьбовых соединений, находящихся под давлением;

- использовать арматуру в качестве опоры для трубопровода;

- применять для управления арматурой рычаги, удлиняющие плечо рукоятки или маховика, не предусмотренные инструкцией по эксплуатации;

- применять удлинители к ключам для крепежных деталей.