М. П. Возняк
Матеріали та трубопровідна арматура трубопроводів та сховищ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ та
індивідуальної РОБОТИ СТУДЕНТІВ
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
Кафедра транспорту і зберігання нафти і газу
М. П. Возняк
Матеріали та трубопровідна арматура трубопроводів та сховищ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ та
індивідуальної РОБОТИ СТУДЕНТІВ
Для студентів напряму підготовки
6.050304 «Нафтогазова справа»
(освітньо-кваліфікаційний рівень – бакалавр)
Рекомендовано Методичною радою
Івано-Франківськ
2010
УДК 621.643:622.692
ББК 39.7
В 64
Автор:
М.П.Возняк, кандидат технічних наук, доцент
Рекомендовано Методичною радою Івано-Франківського
національного технічного університету нафти і газу
(протокол № 4 від 18.02.10)
Возняк М.П.
В 64 Матеріали та трубопровідна арматура трубопроводів та сховищ: методичні вказівки для самостійної та індивідуальної роботи студентів. / М.П. Возняк - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010. - 45 с.: іл., табл.
Методичні вказівки розроблені відповідно до навчального плану підготовки за напрямом 6.050304 "Нафтогазова справа" освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр та робочої програми дисципліни "Матеріали та трубопровідна арматура трубопроводів та сховищ". Вказівки містять загальні відомості про перекривальну арматуру, дається їх класифікація і пояснення основних конструктивних елементів арматури, описуються конструкції кранів. Приводяться методики визначення основних геометричних розмірів і навантажень, які діють на окремі складові частини конічного і сферичного кранів.
Наведені вихідні дані для виконання студентами розрахункових робіт.
Можуть бути використані студентами всіх форм навчання спеціальності "Газонафтопроводи та газонафтосховища" при самостійній роботі у процесі виконання індивідуальних розрахункових робіт, передбачених робочою програмою зазначеної дисципліни, а також при написанні курсових проектів і робіт відповідної тематики.
УДК 621.643:622.692
ББК 39.7
Рецензент:
Грудз В.Я.- д-р техн. наук, професор, зав. кафедри спорудження та ремонту газонафтопроводів та газонафтосховищ ІФНТУНГ
© Возняк М.П., 2010
Зміст
|
Вступ ……………………………………………………… |
4 |
1 |
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО перекривальну АРМАТУРУ МАГІСТРАЛЬНИХ трубоПРОВОДІВ ……………………………………...... |
5 |
1.1 |
Призначення та вимоги до перекривальної арматури .. |
5 |
1.2 |
Класифікація перекривальної арматури ……..………. |
6 |
1.3 |
Основні конструктивні елементи арматури ……........ |
8 |
1.4 |
Причини порушення герметичності та втрати працездатності ……………………………………….......... |
13 |
2 |
Вибір основних конструктивних параметрів конічного крана ……………. |
15 |
2.1 |
Геометричний розрахунок конічного крана ……........ |
15 |
2.2 |
Силовий розрахунок конічного крана ………………. |
26 |
3 |
Вибір основних конструктивних параметрів сферичного крана …………. |
33 |
3.1 |
Геометричний розрахунок сферичного крана ….…... |
33 |
3.2 |
Силовий розрахунок сферичного крана ……….……. |
26 |
4 |
Вибір допустимих напружень при розрахунках кранів ………………………...... |
42 |
5 |
Завдання для самостійної роботи ….... |
44 |
|
Перелік використаних і рекомендованих джерел ..…. |
45 |
Вступ
Самостійна та індивідуальна робота студентів, як одна із форм навчання студентів, спрямована на закріплення і розширення теоретичних знань і практичних навиків, а також на вироблення у студентів самостійного мислення і досвіду прийняття правильних технічних рішень. Самостійна робота – це не тільки домашня робота, хоча вона і є важливою складовою роботи студента, але вся сукупність його навчання, а саме: уміння слухати лекцію і самостійно раціонально зафіксовувати її; робота над конспектом після лекції; робота з науковою книжкою, довідковим матеріалом, документальними матеріалами; самостійна робота з приладами, апаратурою, матеріалами тощо; написання наукових доповідей, рефератів тощо.
Метою виконання роботи є вивчення студентами методики розрахунку основних геометричних розмірів і навантажень, які діють на окремі складові частини конічного і сферичного кранів.
У результаті виконання завдання студент повинен знати та вміти:
- умови роботи та вимоги до крана, як перекривального органу;
- виконувати розрахунки геометричних розмірів крана та навантажень, які діють на його пробку;
- реалізувати методику розрахунку в оригінальному програмному забезпеченні;
- аналізувати вплив окремих факторів на параметри крана.
Розрахункова робота виконується студентом за індивідуальними даними, що приведені у 5 розділі відповідно до варіанта. Номер варіанта вказує викладач.
Оформлення розрахункової роботи повністю відповідає правилам оформлення курсових проектів і робіт.
Пояснювальна записку розрахункової роботи повинна включати:
- зміст;
- обчислювальний алгоритм;
- контрольний приклад розрахунку;
- характеристику індивідуальної комп’ютерної програми;
- результати розрахунків, зведені у таблицю;
- висновки;
- перелік посилань на джерела;
- додаток із текстом програми та роздруківками.
1 Загальні відомості про перекривальну арматуру магістральних трубоПроводів
Призначення та вимоги до перекривальної
арматури
Трубопровідна арматура - це різноманітні пристосування і пристрої, які монтуються на трубопроводах, котлах, резервуарах та іншому обладнанні, що знаходяться під тиском рідини, парів або газового середовища і призначені для включення і виключення окремих ділянок трубопроводу для регулювання витрат та тиску середовища, для відмітки і регулювання рівня рідини, здійснюють автоматичне видалення газів і рідин, для зміни напрямку руху середовища, яке транспортується по трубопроводах. Найбільш розповсюдженим видом арматури є перекривальна.
До перекривальної трубопровідної арматури відносяться пристрої, призначені для відключення однієї частини трубопроводу від іншої, для включення і відключення технологічних схем і установок, апаратів та посудин [1].
Робоче середовище - рідина, газ, пара, пульпа, їхня суміш тощо, потоками яких керує арматура.
До особливостей умов роботи перекривальної арматури на магістральних трубопроводах відносяться:
- високий тиск транспортування газу;
- висока температура газу на виході з компресорної станції;
- наявність у складі газу вологи та механічних домішок.
у зв'язку з тим до запірної арматури магістральних трубопроводів ставляться такі вимоги:
1) Надійність відключення технологічних схем і установок, посудин та апаратів і забезпечення герметичності відключення від магістрального трубопроводу та технологічних трубопроводів.
2) Зберігання герметичності протягом тривалого часу.
3) Забезпечення мінімального газового та гідравлічного опору.
4) Рівнопрохідність із трубопроводом для забезпечення проходу очисних пристроїв.
5) Зручність для обслуговування та ремонту.
6) Короткий проміжок часу на відкриття та закриття.
7) При ручному управлінні зусилля не повинні перевищувати допустимих норм по техніці безпеки та охороні праці.
1.2 Класифікація перекривальної арматури
Перекривальна арматура, яка використовується на трубопроводах, класифікується [2]:
1) За призначенням:
- для повного перекриття потоку середовища;
- запобіжна, яка забезпечує частковий випуск (перепуск) робочого середовища для підвищення тиску;
- регулююча, яка керує робочими параметрами потоку середовища шляхом змінювання прохідного перерізу;
- контрольна, яка визначає рівень робочого середовища.
2) За конструктивними особливостями запірних пристроїв:
- вентильна;
- засувна;
- кранова;
- зворотні затвори.
3) За умовами роботи, де враховуються тиск, температура, агресивний стан середовища, хімічна активність і токсичність транспортованого середовища.
4) За величиною умовного тиску арматуру поділяють на п'ять основних груп:
- вакуумна (PN менше 0,1 МПа);
- низького тиску (PN від 0 до 1,5 МПа);
- середнього тиску (PN від 1,5 до 10 МПа);
- високого тиску (PN від 10 до 80 МПа);
- надвисокого тиску (PN більше 80 МПа).
5) За діаметром умовного проходу DN згідно таблиці 1.1.
6) За способом приєднання до трубопроводу:
- фланцева;
- муфтова;
- цапкова;
- з кінцями під приварку.
7) За способом монтажу:
- надземний;
- підземний.
Таблиця 1.1 - Умовні проходи арматури
DN, мм |
Наявність різьби на торцях, '' |
DN, мм |
Наявність різьби на торцях, '' |
DN, мм |
Наявність різьби на торцях, '' |
6 |
- |
100 |
4 |
(450) |
- |
(8) |
1/4 |
125 |
5 |
500 |
- |
10 |
3/8 |
150 |
6 |
600 |
- |
(13) |
- |
(175) |
7 |
(700) |
- |
15 |
1/2 |
200 |
8 |
800 |
- |
20 |
3/4 |
(225) |
9 |
(900) |
- |
25 |
1 |
250 |
10 |
1000 |
- |
32 |
11/4 |
(275) |
11 |
(1100) |
- |
40 |
11/2 |
300 |
12 |
1200 |
- |
50 |
2 |
325 |
- |
1300 |
- |
(60) |
- |
350 |
- |
1400 |
- |
70 |
2 |
375 |
- |
1500 |
- |
80 |
3 |
400 |
- |
1600 |
- |
Примітка. Розміри проходів у дужках використовується менше.
8) За типом приводу запірного пристрою:
- ручний;
- механічний (із черв'ячною, циліндричною та конічною передачами);
- пневматичний;
- гідравлічний;
- електромагнітний;
- електричний.
За техніко-експлуатаційними показниками арматура повинна відповідати таким вимогам: міцність, герметичність, надійність роботи, вибухобезпечність і корозійна стійкість.