книги из ГПНТБ / Ряполов А.Ф. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов высокого давления

ПР Е Д И С Л О В И Е

Вотечественной химической промышленности, раз­ вивающейся на основе внедрения передовой технологии, все больше применяют процессы, протекающие под высо­ ким давлением, которое является чрезвычайно мощным средством ускорения химических реакций. В связи с этим технологические установки ряда химических производств проектируют на высокие рабочие параметры технологи­

Высокие рабочие параметры технологических устано­ вок, большое разнообразие применяемых марок сталей, большой диапазон типоразмеров труб и фасонных дета­ лей, а также широкое внедрение сварки при сооруже­ нии трубопроводов — все это определяет специфику про­ изводства работ по монтажу этих трубопроводов.

Отличительной особенностью изготовления и мон­ тажа трубопроводов является выполнение их индустри­ альными методами с механизацией всех основных про­ цессов обработки заготовок и производства монтажных операций, позволяющих значительно сократить их тру­ доемкость и ускорить их выполнение.

Исключительно важное значение в повышении тех­ нического уровня производства работ приобретает под­ готовленность инженерно-технических работников. Толь­ ко при наличии серьезных знаний у ИТР и рабочих можно добиться высокой производительности и хороше­ го качества работ.

Отсутствие литературы по вопросам монтажа трубо­ проводов высокого давления создает серьезные затрудне­ ния при подготовке и повышении квалификации инженер­ но-технических работников, поэтому в настоящей книге автор обобщает многолетний производственный опыт в этой области, с учетом всего нового и передового, что появилось в практике изготовления и монтажа трубо­ проводов высокого давления в последние годы.

Г л а в а I

НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ТРУБОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

В настоящее время в ряде химических производств применяют технологические процессы, протекающие под высоким давлением, например синтезы аммиака, мета­ нола, мочевины, гидрогенизации угля и тяжелых угле­ водородов, получение полиэтилена, а также абсорбци­ онные процессы, связанные с поглощением газов жид­ костями, и процессы разделения газов с одновременным применением холода.

Современные химические предприятия представляют собой технологические установки, оснащенные разнооб­ разным и сложным оборудованием: реакционными ко­ лоннами, скрубберами, регенераторами, компрессорами, рекуперационными машинами, циркуляционными и сырь­

трубопроводов, протяженность которых нередко дости­

применения стандартных изделий, а также изделий из­ готовляемых по специальным ТУ.

1. Классификация трубопроводов высокого давления

Технологические трубопроводы высокого давления различают по следующим основным признакам:

свойствам транспортируемых сред: группы А, Б, В, Г, Д — в соответствии с классификацией трубопроводов, установленной СНиП Ш-Г. 9-62;

давлению транспортируемых сред: Ру 100, 200, 250, 320, 400, 500, 640, 800 и 1000 кгс/см2. В последнее время получили также распространение технологические про­ цессы, протекающие под давлением 1500, 2500 кгс/см2; температуре транспортируемых сред и материалам

трубопроврда, согласно табл. 1.

4

Технологические трубопроводы, работающие под вы­ соким давлением и в пределах температур —50— +510° С, относятся к 1-й категории по классификаций СНиП Ш-Г.9-62 (табл. 2).

ДНегорючие жидкости и па­

Схемы различных трубопроводов высокого давле­ ния. Одним из важнейших факторов, обеспечивающих надежную и бесперебойную работу трубопроводов, яв­ ляется правильно выбранная схема, соответствующая принятому режиму работы данного трубопровода.

5

Ответственность за выбор схемы трубопровода, пра­ вильность и целесообразность его конструкции, правиль­ ность расчета на прочность, гидравлического расчета, расчета на компенсацию тепловых деформаций трубо-

Рис. 1. Принципиальная схема трубопроводов высокого давления установки синтеза аммиака

/ — м а с л о ф и л ь т р ы ; 2 — ц и р к у л я ц и о н н ы е н а с о с ы ; 3 — к о н д е н с а ц и о н н а я к о л о н н а ; 4 — и с п а р и т е л ь ; 5 — к о л о н н а с и н т е з а ; 5 — в о д я н о й к о н д е н с а т о р ; 7 — с е п а р а т о р ; В — сборник ж и д к о г о а м м и а к а

[Постоянная ' продувка

Свежий газ

1-1

tl

Рис. 2. Принципиальная схема трубопроводов агрегата синтеза метанола

/ — у г о л ь н ы й ф и л ь т р ; 2 — м а с л о о т д е л и т е л ь ; 3 — к о л о н н а с и н т е з а м е т а н о л а ; 4 — в о д я н о й к о н д е н с а т о р ; 5 — с е п а р а т о р ; б — ц и р к у л я ц и о н н ы й н а с о с

6

провода, за выбор материалов, способов прокладки, а также за проект в целом, за соответствие его правилам и нормам несет организация, разрабатывающая проект.

Монтажная же организация отвечает за изготовле­ ние, монтаж и испытание трубопроводов в соответствии с проектом, а также за соответствие требованиям проек­ тов, правил и СНиП, применяемых при сооружении тру­ бопровода труб, деталей, арматуры и других изделий, подтвержденных соответствующими документами (пас­ портами, сертификатами).

Несмотря на разнообразие условий работы устано­ вок высокого давления, на практике для них наметились схемы трубопроводов в однолинейном исполнении.

Наибольшее распространение получили установки высокого давления по производству аммиака (рис. 1) и метанола (рис. 2).

Приведенные схемы являются конструктивно про­ стыми и надежными в эксплуатации.

2.Размещение трубопроводов

итрубопроводной арматуры

Трубопроводы высокого давления, прокладываемые в пределах сооружаемого объекта, делятся на наружные, предназначенные для осуществления межцеховых тех­ нологических связей отдельных производственных уста­ новок, корпусов заводов, и внутренние — монтируемые внутри цехов и открытых установок при обвязке техно­ логического оборудования.

Наружные или межцеховые трубопроводы распола­ гают на мачтах, эстакадах и в каналах, внутренние или внутрицеховые трубопроводы — вдоль стен и колонн на кронштейнах и подвесках в пределах отдельного агре­ гата.

Все трубопроводы (в которых возможно выделение жидкости) прокладывают с уклонами, обеспечивающими возможно полное стекание жидкости и конденсата в це­ ховые емкости или аппараты. Минимальные уклоны в за­

Целесообразно размещение трубопроводов, позволя­ ющее осуществлять монтажные работы с применением

7

средств механизации п обеспечивать возможность непо­

пускается. В порядке исключения газопроводы прокла­ дывают в надежно вентилируемых проходных туннелях шириной не менее 0,8 м и высотой не менее 2 м, с уст­

сивными средами и ядовитыми веществами. Прокладка трубопроводов совместно с паропроводами допускается только при соблюдении требований правил Госгортехнадзора.

При прокладке трубопроводов в зависимости от их месторасположения необходимо соблюдать следующие условия.

Для наружных трубопроводов. При монтаже трубо­ проводов на мачтах количество фланцевых соединений должно быть сведено к минимуму. Промежуточные сое­ динения труб выполняют, как правило, сваркой встык. При прокладке трубопроводов через проезжие дороги высота расположения трубопровода от земли до поверх­ ности трубы или изоляции должна быть не менее 4,5 м и через железнодорожные пути—6,4 м (от головки рель­ са) ; во всех остальных случаях — не менее 2,2 м.

Опорные конструкции под трубопроводы, располо-' женные в одном направлении, выполняют в виде эстака­ ды. Они представляют собой отдельно стоящие опоры, перекрытые жесткими пролетными конструкциями (фер­ мами) с настилом.

Прокладку трубопроводов на застроенной террито­ рии предприятия осуществляют на кронштейнах снару­ жи здания. На участках, где трубопроводы прокладыва­ ют от одного здания к другому, сооружают стойки, эс­ такады или подвесные шпренгельные опоры.

Трубопроводы высокого давления в каналах прокла-

8

дывают главным об.разом для транспортировки инерт­ ных сред и для коммуникаций второстепенного значения, работающих периодически (выхлопные, дренажные и др.).

Для внутрицеховых трубопроводов. Эти трубопрово­ ды связывают в определенной технологической последо­ вательности отдельные аппараты и машины. Прокладку трубопроводов, работающих под высоким давлением в производственных цехах, осуществляют только откры­ тым способом, который облегчает наблюдение, текущее обслуживание и ремонт трубопроводов.

Наиболее сложным является монтаж обвязочных трубопроводов внутри технологических установок, так как на них располагается наибольшее количество флан­ цевых соединений, фасонных деталей и арматуры.

На рис. 3 приведен общий вид трубопроводов высо­ кого давления, размещенных вдоль стены. Такое распо­ ложение внутрицеховых коммуникаций, связывающих аппараты, целесообразно, так как при этом большая часть трубопроводов находится под наблюдением, что делает их работу более надежной.

В компрессорных установках межступенчатая комму­ никация высокого давления состоит из газопроводов, со­ единяющих компрессоры с коллекторами, обвязочных трубопроводов межступенчатого оборудования (масло­ отделители, холодильники и др.), байпасных, продувоч­ ных и манометровых линий.

Газовые коллекторы компрессорных установок реко­ мендуется располагать вне машинных зданий.

Трубопроводы, предназначенные для отвода проду­ вочных газов из сепараторов, маслоотделителей и других аппаратов высокого давления, в которых газы дроссе­ лируются с высокого давления, выполняются как трубо­ проводы высокого давления.

Трубопроводы, проходящие через стены или перекры­ тия зданий, заключают в стальнйе футляры, причем в этих местах не допускается размещение сварных стыков. Зазоры между трубой и футляром заполняют волокнис­ тыми, несгораемыми материалами.

При прокладке внутрицеховых трубопроводов долж­ ны быть соблюдены следующие основные требования:

9