А – короткая муфта; б – длинная муфта; в – компенсирующая муфта; г – тройник; д – крест;

Г – угольник.

3.9.1. Муфты

Соединительная муфта – это цилиндрическое изделие из металла, которое является разновидностью фитинга, предназначенного для стыковки и удлинения труб, арматуры и других магистральных элементов. Муфты изготавливаются из стальных легированных сплавов, чугуна и цветных металлов, которые сообщают этому устройству те или иные физико-механические свойства. Главная задача соединительной муфты – это обеспечение герметичности и надежности соединения. В соответствии с областью применения, этот вид трубопроводной арматуры должен обладать износостойкостью, сопротивляемостью коррозии и долговечностью.

По типу резьбы муфты подразделяются на соединительные фитинги с внутренней, внешней и смешанной резьбой. Муфты с внутренней резьбой, как правило, представляют собой цилиндр, внутри которого нарезана резьба с определенным шагом, с помощью которой осуществляется соединение. Аналогично муфты с внешней резьбой – это устройства на поверхности которых нарезана резьба, со смешанной резьбой – это когда с одной стороны имеется резьба внутренняя, а с другой внешняя. Соединение обычно осуществляется методом наворачивания муфты на два конца трубы с соответствующими резьбами с одновременным использованием различных уплотнителей – пакли, жгута фум, льна и других уплотняющих материалов. Для соединения труб различных размеров используют разносторонние муфты, входящие и выходящие отверстия которых отличаются по диаметру. В труднодоступных участках, на которых затруднено использования ключей, применятся специальные муфты, монтирующиеся путём наложения на внешнюю поверхность труб.

Основные технические параметры, которые определяют эксплуатационные свойства муфты:

- коррозийная стойкость;

- механическая прочность;

- способность выдерживать значительное давление;

- термостойкость;

- герметичность.

По виду поверхностей муфты подразделяются на цилиндрические гладкие, ребристые «под баллонный ключ» и шестигранные (удлинённые гайки). Наиболее распространенными фитингами в трубопроводных системах различного назначения являются ребристые муфты, так как они подходят как под разводной, так и под шестигранный ключ соответствующего размера.

Кроме соединительных муфт при строительстве трубопроводов используют ещё два вида фитингов – обжимные и регулировочные. Это более сложные высокотехнологичные изделия с подвижными элементами корпуса, которые обеспечивают регулировку диаметров обжима и устранение зазоров между трубами.

Поверхность стальных соединительных муфт, как правило, имеет антикоррозийное покрытие в виде защитного слоя из цветного металла – никель, хром, цинк. Муфты, выполненные из цветного сплава, например из бронзы или латуни, отличаются высокой сопротивляемостью к воздействию влаги, однако являются мягкими по своей структуре и не применяются для соединения стальных труб из-за высокой вероятности формирования окислительных процессов на стыках. Такие муфты с успехом применяются при монтаже автономных систем отопления в квартирах и домах с использованием биметаллических радиаторов, пластиковых или медных труб.

Самые качественные соединительные муфты выполнены методом ковки из нержавеющей низкотемпературной стали с последующей механической обработкой. Такие резьбовые муфты способны выдерживать значительное давление, что обуславливает широкое применение запорной арматуры этой категории на ответственных участках в нефтяных и газовых трубопроводах.

Стальные соединительные муфты в настоящее время являются самыми востребованными компонентами в системах трубопроводов широкого класса.

- муфта прямая короткая ГОСТ 8954-75

Рисунок 18

Таблица 13

Размеры в мм
Условный проход Dу	Резьба d	L	Число ребер	Масса без покрытия, кг, не более
				Вариант по ГОСТ 8944-75
				1	2
1	2	3	4	5	6
8	G ¼ - В	22	2	0,031	0,032
10	G 3/8 - B	24	2	0,040	0,042
15	G ½ - B	28	2	0,065	0,068
20	G ¾ - B	31	2	0,096	0,096
25	G 1 – B	35	4	0,155	0,153
32	G 1 ¼ - B	39	4	0,226	0,216
40	G 1 ½ - B	43	4	0,309	0,267
50	G 2 – B	47	6	0,480	0,430
(65)	G 2 ½ - B	53	6	0,652	0,580
(80)	G 3 – B	59	6	0,874	0,848
(100)	G 4 - B	84	6	1,930	1,750

 

 

- муфты прямые длинные ГОСТ 8955-75

   

Рисунок 19

Таблица 14

Размеры в мм
Условный проход Dу	Резьба d	L	Число ребер	Масса без покрытия, кг, не более
				Вариант по ГОСТ 8944-75
				1	2
1	2	3	4	5	6
8	G ¼ - В	27	2	0,034	0,036
10	G 3/8 - B	30	2	0,044	0,047
15	G ½ - B	36	2	0,074	0,079
20	G ¾ - B	39	2	0,108	0,111
25	G 1 – B	45	4	0,173	0,173
32	G 1 ¼ - B	50	4	0,245	0,245
40	G 1 ½ - B	55	4	0,342	0,296
50	G 2 – B	65	6	0,560	0,506
(65)	G 2 ½ - B	74	6	0,780	0,703
(80)	G 3 – B	80	6	1,000	1,010
(100)	G 4 - B	94	6	1,975	1,805

 

 

- компенсирующие муфты ГОСТ 8956-75

Рисунок 20

Таблица 15

Размеры в мм
Условный проход Dу	Резьба d	Число ребер	Масса без покрытия, кг, не более
15	G ½ - B	2	0,175
20	G ¾ - B	2	0,236
25	G 1 – B	4	0,342
32	G 1 ¼ - B	4	0,462
40	G 1 ½ - B	4	0,582
50	G 2 – B	6	0,832

3.9.2. Тройники

- тройники прямые ГОСТ 8948-75

Рисунок 21

Таблица 16

Размеры в мм
Условный проход Dу	Резьба d	L	Масса без покрытия, кг, не более
			Вариант по ГОСТ 8944-75
			1	2
1	2	3	4	5
8	G ¼ - В	21	0,064	0,063
10	G 3/8 - B	25	0,085	0,092
15	G ½ - B	28	0,133	0,143
20	G ¾ - B	33	0,206	0,210
25	G 1 – B	38	0,318	0,330
32	G 1 ¼ - B	45	0,490	0,475
40	G 1 ½ - B	50	0,673	0,594
50	G 2 – B	58	1,088	0,962
(65)	G 2 ½ - B	69	1,524	1,422
(80)	G 3 – B	78	2,013	1,850
(100)	G 4 - B	96	3,980	3,460

 

3.9.3. Кресты

- прямые кресты ГОСТ 8951-75

Рисунок 22

Таблица 17

Размеры в мм
Условный проход Dу	Резьба d	L	Масса без покрытия, кг, не более
			Вариант по ГОСТ 8944-75
			1	2
1	2	3	4	5
8	G ¼ - В	21	0,083	0,089
10	G 3/8 - B	25	0,105	0,113
15	G ½ - B	28	0,163	0,179
20	G ¾ - B	33	0,284	0,254
25	G 1 – B	38	0,383	0,392
32	G 1 ¼ - B	45	0,585	0,561
40	G 1 ½ - B	50	0,797	0,681
50	G 2 – B	58	1,251	1,117
(65)	G 2 ½ - B	69	1,769	1,587
(80)	G 3 – B	78	2,351	2,119
(100)	G 4 - B	96	4,585	3,921

3.9.4. Прямые угольники

- прямые угольники ГОСТ 8946-75

Рисунок 23

Таблица 18

Размеры в мм
Условный проход Dу	Резьба d	L	L1	Масса без покрытия, кг, не более
				Вариант по ГОСТ 8944-75
				1	2
8	G ¼ - В	21	28	0,042	0,045
10	G 3/8 - B	25	32	0,059	0,064
15	G ½ - B	28	37	0,094	0,103
20	G ¾ - B	33	43	0,146	0,152
25	G 1 – B	38	52	0,229	0,241
32	G 1 ¼ - B	45	60	0,352	0,351
40	G 1 ½ - B	50	65	0,494	0,438
50	G 2 – B	58	74	0,790	0,720
(65)	G 2 ½ - B	69	88	1,141	1,030
(80)	G 3 – B	78	98	1,521	1,409
(100)	G 4 - B	96	-	3,079	2,680

 

3.10. Термопара

Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь температуры) — термоэлемент, применяемый в измерительных и преобразовательных устройствах, а также в системах автоматизации.

Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) дает следующее определение термопары: Термопара — пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.

Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковых термопары, соединенных навстречу друг другу (см. рисунок). Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.

Принцип действия:

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Когда концы проводника находятся при разных температурах, между ними возникает разность потенциалов, пропорциональная разности температур. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т1, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2, которое будет пропорционально разности температур Т1 и Т2.

Способы подключения:

Наиболее распространены два способа подключения термопары к измерительным преобразователям: простой и дифференциальный. В первом случае измерительный преобразователь подключается напрямую к двум термоэлектродам. Во втором случае используютcя два проводника с разными коэффициентами термо-ЭДС, спаянные в двух концах, а измерительный преобразователь включается в разрыв одного из проводников.

 Для дистанционного подключения термопар используются удлинительные или компенсационные провода. Удлинительные провода изготавливаются из того же материала, что и термоэлектроды, но могут иметь другой диаметр. Компенсационные провода используются в основном с термопарами из благородных металлов и имеют состав, отличный от состава термоэлектродов. Требования к проводам для подключения термопар установлены в стандарте МЭК 60584-3.

 Следующие основные рекомендации позволяют повысить точность измерительной системы, включающей термопарный датчик:

— Миниатюрную термопару из очень тонкой проволоки следует подключать только с использованием удлинительных проводов большего диаметра;

 — Не допускать по возможности механических натяжений и вибраций термопарной проволоки;

 — При использовании длинных удлинительных проводов, во избежании наводок, следует соединить экран провода с экраном вольтметра и тщательно перекручивать провода;

 — По возможности избегать резких температурных градиентов по длине термопары;

 — Материал защитного чехла не должен загрязнять электроды термопары во всем рабочем диапазоне температур и должен обеспечить надежную защиту термопарной проволоки при работе во вредных условиях;

 — Использовать удлинительные провода в их рабочем диапазоне и при минимальных градиентах температур;

 — Для дополнительного контроля и диагностики измерений температуры применяют специальные термопары с четырьмя термоэлектродами, которые позволяют проводить дополнительные измерения сопротивления цепи для контроля целостности и надежности термопар.

Применение термопар:

Для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Термопары из вольфрам-рениевого сплава являются самыми высокотемпературными контактными датчиками температуры. Такие термопары незаменимы в металлургии для контроля температуры расплавленных металлов.

Преимущества термопар:

· Высокая точность измерения значений температуры (до ±0,01 °С)

· Большой температурный диапазон измерения: от −200 °C до 2500 °C

· Простота

· Дешевизна

· Надежность

Недостатки:

Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.

На показания влияет температура свободных концов, на которую необходимо вносить поправку. В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового сенсора и автоматическое введение поправки к измеренной ТЭДС.

Эффект Пельтье (в момент снятия показаний, необходимо исключить протекание тока через термопару, так как ток, протекающий через неё, охлаждает горячий спай и разогревает холодный).

Зависимость ТЭДС от температуры существенно нелинейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.

Возникновение термоэлектрической неоднородности в результате резких перепадов температур, механических напряжений, коррозии и химических процессов в проводниках приводит к изменению градуировочной характеристики и погрешностям до 5 К.

На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.

Типы термопар:

хромель-алюмелевые — ТХА — Тип K

хромель-копелевые — ТХК — Тип L

Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94. Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.

Сравнение термопар:

Таблица ниже описывает свойства нескольких различных типов термопары. В пределах колонок точности, T представляет температуру горячего спая, в градусах Цельсия. Например, термопара с точностью В±0.0025Г—T имела бы точность В±2.5 В°C в 1000 В°C.

Таблица 19

Тип термопары	Особенности применения
ТХА	Обладают: — наиболее близкой к прямой характеристикой. Предназначены для работы в окислительных и инертных средах
ТХК	Обладают: — наибольшей чувствительностью; — высокой термоэлектрической стабильностью при температурах до 600°С. Предназначены для работы в окислительных и инертных средах. Недостаток: высокая чувствительность к деформациям