§ 17. Соединение трубопроводов

Соединения трубопроводов бывают неразъемные и разъемные. К неразъемным относятся соединения, получаемые путем сварки пайки, склеивания или прессования, к разъемным—резьбовые,' фланцевые, раструбные и др. В котельных установках трубопроводы соединяют на резьбовых муфтах, фланцах и сварке.

Резьбовое соединение. Резьбовое соединение применяют во внутренних системах водопровода и газоснабжения котельной для трубопроводов с Dy до 100 мм и Ру до 1 МПа. Трубы соединяют резьбовыми муфтами на короткой и длинной резьбе.

Короткая резьба (рис. 46, а) труб должна иметь сбег на участ­ке двух последних ниток резьбы и быть короче половины длины муфты на одну нитку резьбы. Благодаря сбегу одна резьба закли­нивается в другой и плотность соединения повышается.

В тех случаях, когда необходимо создать разъемное соединение, применяют соединение на длинной резьбе (рис. 46, б), для чего на одной из труб делают длинную резьбу, а на другой—короткую. 1акое соединение принято называть сгоном. Длинную резьбу вы­полняют такой величины, чтобы на нее можно было полностью на­вернуть (согнать) контргайку и муфту и сверх этого осталось бы еще не менее двух свободных ниток резьбы.

Для уплотнения стыков резьбовых соединений применяют льня­ную прядь с суриком, тертым на натуральной олифе, или со свин­цовыми белилами. Прядь наматывают тонким ровным слоем на нарезку. Контргайка со стороны муфты имеет фаску для уплотнительного материала.

Фланцевые соединения. Наиболее распространенный вид разъ­емных соединений трубопроводов — фланцевые, что объясняется простотой конструкции, легкостью сборки и разборки, а также тем, что чаще всего используют фланцевую арматуру. Недостатки фланцевых соединений — большая трудоемкость и высокая стои­мость изготовления, а также меньшая по сравнению со сварными

Рис. 46. Соединение стальных труб на резьбовой муфте:

а — на короткой резьбе, б — на длинной резьбе

рис.47. Фланцы: а- плоские приварные, б- воротниковые приварные соединениями надежность в эксплуатации, так как при изменении температуры и давления транспортируемой среды возможно ослаб­ление соединения и возникновение утечки.

Фланцевые соединения состоят из двух фланцев, крепежных деталей (болтов или шпилек и гаек), прокладки или уплотнительного кольца.

Фланцы (ГОСТ 1233—67) различают по способу присое­динения к трубам, конструк­ции уплотнительных поверхно­стей и форме.

По способу присоединения к трубам фланцы бывают пло­ские (рис. 47, а), которые привариваются угловым швом, и при­варные встык (рис. 47, б) — воротниковые. Соединения с примене­нием воротниковых фланцев удобны и экономичны. Трудоемкость сборки такого соединения в среднем на 20% меньше, чем сборка с использованием плоских фланцев. Кроме того, использование во­ротниковых фланцев сокращает объем сварочных работ в два раза.

Уплотнительные поверхности фланцев при рабочем давлении Рраб до 2,5 МПа выполняют гладкими, а при Рраб выше 2,5 МПа— на уплотнительных поверхностях протачивают риски (рис. 48, а), размеры и количество которых зависят от диаметра трубопровода и давления в нем. Уплотнительные поверхности для фланцев с впадиной и выступом приведены на рис. 48, б.

По форме фланцы бывают: круглые, овальные, квадратные и треугольные. Наиболее распространены круглые фланцы; фланцы овальные и треугольные чаще всего применяют в местах подсоеди­нения трубопроводов к аппаратам и механизмам.

а) 6)

Рис. 48. Уплотнительные поверхности фланцев:

а — гладкая с рисками, б — выступ-впадина

Крепежные детали—стандартные болты, шпильки и гайки — служат для сборки фланцевых соединений. Крепежные изделия выбираются в зависимости от рабочих параметров среды и указываются в проекте.

Длину болтов и шпилек выбирают с таким расчетом, чтобы после затяжки из гаек выступали концы не более 5 мм.

Материал для изготовления крепежных деталей выбирают в за­висимости от давления и температуры транспортируемого продук­та: при условном давлении Ру до 2,5 МПа и температуре до 300° С применяют малоуглеродистую сталь обыкновенного качества СтЗ, Ст4; при Ру от 4 до 10 МПа и температуре до 450° С—качествен­ную углеродистую сталь 25, 35 и 40. При более высоких темпера­турах и давлениях используют легированные стали.

Прокладочные материалы, предназначенные для уп­лотнения фланцевых соединений, должны быть пластичны, прочны, а также устойчивы к температурным условиям и коррозионному действию среды. В качестве прокладок для трубопроводов, рабо­тающих при давлении до 6,4 МПа, применяют листовой паронит (ГОСТ 481—71), асбестовый картой (ГОСТ 2850—75), прокладоч­ный картон (ГОСТ 9347—74), листовую техническую резину и другие материалы.

Паронит—основной прокладочный материал для трубопрово­дов, транспортирующих воду и пар температурой до 450° С. Его хранят в темном помещении при температуре не выше 30° С. Пло­ские неразъемные соединения типа «гладких», «шип-паз», «выступ-впадина» уплотняют паронитом общего назначения ПОН.

Размеры прокладок соответствуют размерам уплотнительных поверхностей фланцев, при этом внутренний диаметр прокладки должен быть на 1—2 мм больше внутреннего диаметра фланцев.

Сварные соединения. В большинстве случаев трубы соединяют между собой с помощью сварки. Сварные соединения более на­дежны, что особенно важно при высоких давлении и температуре

Рис. 49. Основные виды сварных соединений и швов тру­бопроводов:

я — соединение встык однослойное, б — соединение встык двух-слойное, в — соединение встык многослойное, г — угловой шов, д — торцовой шов, е—соединение враструб (нахлесточное), ж—шов контактной сварки

рабочей среды. Применение сварки дает также значительную эко­номию металла. Основные виды сварных соединений и швов тру­бопроводов изображены на рис. 49. Чаще всего используют свар­ное стыковое соединение, которое выполняют после тщательной обработки кромок и калибровки труб.

Рис. 50. Заглушки:

а—плоская приварная, б—фланцевая, в—­сферическая

Разделку концов труб и деталей трубопроводов из углероди­стой стали на условное давление Ру до 10 МПа и сборку стыков с зазорами под сварку выполняют в соответствии с табл. 3.

Концы трубопроводов закрывают заглушками, которые по кон­струкции подразделяются на плоские (приварные и фланцевые) и сферические.

Плоские приварные заглушки (рис. 50, о) используют в трубо­проводах, условное давление в которых до 2,5 МПа. Изготовляют их с условным проходом от 40 до 600 мм

Фланцевые заглушки (рис. 50, 6} по форме, конструкции уплотнительных поверхностей, присоединительным размерам и точности обработки должны полностью соответствовать требованиям, предъ­являемым к фланцам.

Сферические заглушки (рис. 50, б) в соответствии с ГОСТ 17379—77 изготовляют с условным проходом от 40 до 500 м,м.