Технология транспорта нефти и газа

Лекция № 4 Трубопроводная арматура

Машиностроительный факультет гр.НР-31

К.т.н.Воробьёв В.В

Оглавление

1.Основные понятия, термины и определения 2

2. Запорная арматура применяемая для МТ 3

2.1.Задвижки 3

2.2. Вентили   6

2.3. Краны 7

2.3. Концевые затворы 8

2.4. Дисковые поворотные затворы 9

3. Предохранительная арматура  9

4. Регулирующая арматура  10

Заключение 12

1.Основные понятия, термины и определения

Трубопроводная арматура - устройства, предназначенные для управления потоками рабочей среды, путем изменения площади проходного сечения (отключения, регулирования смешивания, фазоразделения и т.д.). Характеризуется двумя главными параметрами:

- условный проход (номинальный диаметр) DN - номинальный внутренний диаметр присоединяемого к арматуре трубопровода в мм.

- условное (номинальное) давление PN - избыточное наибольшее рабочее давление при температуре рабочей среды 20⁰С.

И DN и PN соответствуют числам принятого параметрического ряда, согласно сортамента трубопроводов.

Требования: прочность, герметичность, взрывобезопасность.

Классифицируется:

- по величине условного давления:

- низкого 1,0 МПа;

- среднего 1,6 до 6,4 МПа;

- высокого 10,0 до 100,0 МПа;

- по способу присоединения к МТ: разъемное (фланцевые, муфтовое и др.) и неразъемное ( сварное и паяное);

- по величине условно прохода: полнопроходные и с зауженным проходом;

- по размеру условно прохода: малого диаметра (до 50 мм), среднего (50-250 мм), большого (более 250 мм);

- Тип арматуры – классификационная единица, характеризующая взаимодействие подвижного элемента затвора (запирающего органа) с потоком рабочей среды и определяющая ее основные конструктивные особенности. Различают следующие типы ТА:

- запорная – полное перекрытие проходного сечения;

- предохранительная - предохранение от разрушения, путем частичного выпуска или перепуска рабочей среды при повышении давления среды сверх установленных параметров;

- регулирующая – изменение давления, скорости или расхода;

- контрольная – определения уровня рабочей среды;

- прочая – проведение конкретных операций.

На площадочных сооружениях возможно использование всевозможной арматуры в виду множества выполняемых функций. На линейной части ограничено некоторыми видами.

2. Запорная арматура применяемая для мт

2.1.Задвижки

– запорная арматура в которой проход перекрывается поступательным перемещением затвора, перпендикулярно движению потока в трубопроводах с DN от 50 до 2000 мм при PN 0,4 – 20,0 МПа.

В качестве запорной арматуры на МН используются стальные клиновые с выдвижным и не выдвижным шпинделем и стальные шиберные задвижки с электроприводом.

Преимущества: незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе; отсутствие поворотов потока рабочей среды; возможность применения для перекрытия потоков среды большой вязкости; простота обслуживания; относительно небольшая строительная длина; воз­можность подачи среды в любом направлении.

Недостатки, общие для всех конструкций задвижек, следующий: небольшой допустимый перепад давления на затворе (по сравнению с вентилями), невысокая скорость срабатывания затвора, возможность получения гидравлического удара в конце хода, большая высота, трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей затвора клиновых задвижек при эксплуатации, задвижки имеют большую массу, габаритные размеры и, следовательно, большую стоимость.

Не допускается применение задвижек для регулирования или дросселирования потока среды, т.е. изменения его расхода, давления и скорости.

Классификация:

- по конструкции затвора: клиновые и параллельные.

К клиновым задвижкам относятся задвижки, затвор которых имеет вид плоского клина

Достоинства: высокая гермитичность, малые усилия для перекрытия потока.

Недостатки: сложность выполнения.

Основные конструктивные элементы клиновых задвижек: 1- корпус; 2 – седло; 3 – направляющая движения клина; 4 – клин; 5 – шпиндель; 6 – верхняя крышка; 7 – шпилька; 8 – уплотнительная прокладка; 9 – направляющая втулка; 10 – сальник; 11 – нажимной фланец; 12 – бугель; 13 – гайка; 14 – маховик.

Параллельные задвижки: Однодисковые (шиберные) и двухдисковые.

Достоинства: надежность конструкции, ремонтопригодность

Недостатки: сложность достижения герметичности.

Основные конструктивные элементы шиберных задвижек: 1-корпус; 1.1–патрубок; 2-крышка; 3–шибер (плита); 4–шпиндель (шток); 5–пята штока; 6–штифт; 7– седло; 8–шпилька корпуса; 9–гайка; 10–стойка (станина); 10а–усиливающее ребро; 13–фланец сальника; 14– крышка кожуха; 17–трубка дренажа; 18–шаровый кран; 23, 24–пружинное кольцо; 25– направляющая втулка; 26, 28–шпилька; 31,33–гайка; 40–пружина, 42–О–образное резиновое уплотнение по разъему корпуса; 43–резиновая манжета уплотнения штока

Размещение запорной арматуры на линейной части проводится согласно расчетов, но не более чем через 30 км для отсечения участка МТ при авариях или ремонтных работах т.е. очень редко. Кроме этого в обязательном порядке установку запорной арматуры предусматривают на подводных переходах и ж\д дорогах с обоих сторон, у населенных пунктов, на отводах, перемычках. Управление запорной арматурой предусматривается местное и дистанционное. Для приведение в действие устанавливаются электрические или пневматические привода через редукторы.

При выборе конструктивного типа задвижек следует учитывать: рабочую среду (жидкость, газ, эмульсии и др.); ее химический состав (агрессивность, наличие абразивных включений и т. д.); давление и температуру рабочей среды; обоснованные требования к герметичности затвора; диа-

метр трубопровода.

Клиновые задвижки с цельным клином предназначены в основном для герметичного перекрытия трубопроводов с большим рабочим давлением неагрессивной среды как жидкой (в том числе нефть и нефтепродукты), так и газообразной. При повышенных требованиях к герметичности в условиях эксплуатации требуется постоянно наблюдать за состоянием уплотнительных поверхностей.

Клиновые задвижки с упругим клином применяют в основном для герметичного перекрывания трубопроводов с нефтяными и газовыми средами высокой температуры и большим рабочим давлением среды. Применять задвижки этого типа для работы в кристаллизующихся средах или в средах с механическими примесями не рекомендуется.

Задвижки с составным клином рекомендуют в основном для трубопроводов со средним рабочим давлением среды как жидкой, так и газообразной, без твердых и абразивных включений. Температура рабочей среды устанавливается в зависимости от материалов уплотнительных поверхностей затвора.

Параллельные задвижки предназначены для установки на трубопроводах в процессах, в которых не требуется достаточно герметичного перекрывания трубопровода при больших значениях рабочего давления. Среда может содержать небольшое количество механических примесей.

Однодисковые (шиберные) задвижки применяют, как правило, для трубопроводов с высокой температурой и средней величиной давления рабочей среды, в которых требуется пропустить среду при неполном перекрывании трубопровода. При повышенных требованиях к герметичности перекрытия прохода наиболее приемлемая среда – некристаллизующиеся жидкости с достаточно большой вязкостью, например нефть, мазуты и др.

Двухдисковые задвижки рекомендуют для герметичного перекрывания трубопроводов со средним давлением рабочей среды (как жидкой, так и газообразной), содержащей небольшое количество механических примесей. Температура среды зависит от материала уплотнительных поверхностей затвора.

Задвижки с эластичным уплотнением затвора предназначены в основном для герметичного перекрывания трубопровода с низкой температурой и средним давлением рабочей среды как жидкой, так и газообразной. Максимальная температура среды ограничивается стойкостью эластичных материалов уплотнения затвора.

Задвижки с гуммированным покрытием внутренней полости применяют для герметичного перекрывания трубопроводов с рабочими средами, имеющими повышенную агрессивность при невысоких рабочих температурах, а также содержащими абразивные включения.

Задвижки с обводом (байпасом) используют в основном для трубопроводов с высокими давлениями рабочей среды.