книги из ГПНТБ / Адабашьян А.К. Монтаж систем контроля и автоматики учебник для техникумов

дать плотностью соединений и присоединений, трехкратным (или большим) запасом прочности; обеспечивать работу в условиях агрессивных воздействий со стороны протекающих и окружаю­ щих сред, при воздействии пульсации среды, заполняющей труб­ ные проводки, при воздействии вибрации технологического обо­ рудования и опорных конструкций, по которым они проклады­ ваются, и при воздействии на них изменений атмосферных и кли­ матических условий.

Кроме того, трубные проводки должны обеспечивать возмож­ ность проверки, продувки, промывки и испытаний приборов, средств автоматизации и самих трубных проводок во время их монтажа, наладки и эксплуатации без остановки технологическо­ го оборудования; заполнения трубных проводок (импульсных линий связи) разделительными жидкостями; удаления газов, конденсатов жидкостей из приборов, средств автоматизации и самих трубных проводок, заполняемых газами и жидкостями.

Материалы труб должны быть стойкими по отношению к аг­ рессивным воздействиям со стороны как протекающих, так и окружающих сред. Проходные сечения труб импульсных и ко­ мандных линий связи должны обеспечивать передачу сигналов информации на заданные расстояния; при этом время запазды­ вания не должно превышать максимально допустимое для кон­ кретных условий.

Для монтажа трубных проводок СКиА должны применяться трубы в строгом соответствии с проектом автоматизации.

Для монтажа трубных проводок используются следующие трубы: стальные водогазопроводные, обыкновенные и легкие, не­ оцинкованные и оцинкованные (ГОСТ 3262—62) с условным про­ ходом 8, 15, 20, 25, 40 и 50 мм\ бесшовные из углеродистых и ле­ гированных сталей (ГОСТ 8734—58) с наружным диаметром 8, 10, 14 и 22 мм и толщиной стенки не менее 1 мм\ бесшовные из нержавеющей стали (ГОСТ 9941—72) с наружным диаметром 6, 8, 10, 14, 22 мм и толщиной стенки не менее 1 мм (при соеди­ нении бесшовных труб сваркой толщина их должна быть не менее 1,5 мм). Для трубных проводок высокого давления могут приме­ няться трубы наружным диаметром 15, 25 и 35 мм; медные (ГОСТ 617—72) с наружным диаметром 6, 8, 10, 12, 14 мм и тол­ щиной стенки не менее 1 мм; из алюминия и алюминиевых спла­ вов (ГОСТ 1947—56) с наружным диаметром 8, 10, 12 мм и тол­ щиной стенки не менее 1 мм\ полиэтиленовые из полиэтилена низкой плотности (МРТУ 6-05-918-67 и ТУ Рижского завода по­ лиэтиленовых изделий СТУ 104.644-65) размером 6Х 1, 8Х 1,6, 10x1,6 и 10X2 и из полиэтилена высокой плотности размером 10X2; полихлорвиниловые трубы (МРТУ 6-05-919-67) с внутрен­ ним диаметром не менее 4 мм и толщиной стенки 1,4 мм\ рези­ новые (ГОСТ 5496—67) с внутренним диаметром 8 мм и толщи­ ной стенки 1,25 мм\ трубный пневмокабель (ТУ заводов-изгото- вителей).

37

Стальные трубы, применяемые для монтажа трубных прово­ док к приборам и средствам автоматизации, должны иметь дли­ ну не менее 6 м, медные, алюминиевые, полиэтиленовые и поли­ хлорвиниловые в бухтах — 25 м и более; резиновые трубы дол­ жны иметь массу до 10 кг. Трубный кабель из труб диаметром 6 мм должен иметь длину не менее 150 м, а из труб диаметром

8 мм — 250 м.

При монтаже труб, поставляемых в бухтах (полиэтиленовых, полихлорвиниловых, медных и алюминиевых), и трубных кабелей следует сводить к минимуму число мест их соединений, макси­ мально используя их строительную длину. В целях сокращения номенклатуры соединительных изделий и арматуры, а также трудозатрат на монтаж рекомендуется применять трубы наруж­ ными диаметрами 6, 8, 10, 14 и 22 мм. Однако на практике для выполнения различных поделок (воздушных коллекторов, слив­ ных и обогревных труб, закладных изделий и др.) часто прихо­ дится применять трубы больших диаметров.

В настоящее время при монтаже командных трубных прово­ док широко применяются пневмокабели, которые по сравнению с металлическими трубами обладают существенными преимуще­ ствами: большой строительной длиной (свыше 150 м), стойко­ стью по отношению к агрессивным средам и вибрациям, невысо­ кой стоимостью. Кроме того, использование пневмокабелей упро­ щает выполнение монтажных работ и значительно повышает производительность труда.

В отдельных случаях могут применяться одиночные пластмас­ совые трубы, заключенные в защитную бронированную оболочку.

Пневмокабель применяется для фиксированного монтажа трубных проводок при температурах от —50 до +60° С; он пред­ назначается для транспортирования воздуха и веществ, по отно­ шению к которым устойчив материал труб, при давлении до б кгс/см2.

§11. Выбор оптимальных диаметров труб для проводок различного назначения

Впневматических системах автоматического регулирования (САР) большую роль играют трубные проводки — пневматиче­

ские линии связи (ПЛС), инерционность которых отрицательно влияет на работу регуляторов и в результате ухудшает качество автоматического регулирования. Поэтому выбор оптимальных диаметров труб для ПЛС имеет очень большое значение.

В отечественной промышленности широко используются пнев­ матические регуляторы 04М, УСЭППА, «Старт», для работы ко­ торых монтируется большое количество трубопроводов, выпол­ няющих функции ПЛС, с внутренним диаметром от 4 до 8 мм. С помощью ПЛС передаются пневматические сигналы от датчи­ ков к вторичным измерительным приборам, регулирующим и вы­

38

числительным устройствам, а также от регулирующих устройств к исполнительным механизмам.

ПЛС представляет собой сложное динамическое звено с рас­ пределенной по длине емкостью, обладающее свойством инер­ ционности. Инерционность ПЛС характеризуется временем чи­ стого запаздывания т и постоянной времени Г.

Инерционность определяется гидравлическим сопротивле­ нием и емкостью линии связи и зависит от длины и внутреннего диаметра трубопровода, а также от внутреннего сопротивления (мощности, пропускной способности усилителя на выходе дат­ чика, задатчика, регулирующего устройства).

Увеличение длины ПЛС приводит к увеличению ее сопротив­ ления и емкости, а следовательно, и инерционности. Увеличение диаметра трубопровода приводит к уменьшению его сопротив­ ления и, следовательно, к уменьшению инерционности ПЛС. Вместе с тем увеличение диаметра трубопровода вызывает уве­ личение его емкости, что при ограниченной пропускной способ­ ности усилителя мощности приводит к увеличению инерционно­ сти ПЛС.

Таким образом, для каждого типа регулятора (усилителя мощности) существует оптимальный (с точки зрения динамиче­ ских свойств) размер внутреннего диаметра трубопровода, ис­ пользуемого в качестве ПЛС.

Внутренний диаметр трубопровода, используемого в качест­ ве пневматической линии связи (ПЛС) для регуляторов 04М, «Старт», равен 4,8—5 мм при любых длинах ПЛС, встречающих­ ся в практике автоматизации производственных процессов (рис. 8). Для ранее применявшихся регуляторов 04 ПЛС дли­ ной до 150—200 м могут выполняться трубами с внутренним диа­ метром 4 мм наравне с трубами с внутренним диаметром 4,8—

Числовые значения параметров, определяющих инерцион­ ность (динамические свойства) ПЛС (тл — время чистого запаз­ дывания, Гл — постоянная времени и Гъээ — время, в течение ко­ торого давление на выходе ПЛС достигает 99% давления на входе), в зависимости от внутреннего диаметра d и длины z ПЛС

что и для ПЛС с внутренним диаметром трубопровода 4,8 мм. Для ПЛС, соединяющих регулирующие устройства с испол­ нительными механизмами, приведенные в табл. 3 числовые зна­ чения тл, Гл и Г),99 справедливы только при том условии, если исполнительные механизмы не оборудованы позиционерами. Если же они оборудованы позиционерами, то при прочих рав­ ных условиях тл увеличивается в 2—4 раза, а Гл — в 3—10 раз.

39

•с»

о

1,8

3.2

4,8

в,о

0,0

1,6

3.2

0,8

6А

0,0

1,В

3.2

0,8

6,0

Рис. 8- Зависимость инерционности ПЛС от их диаметра и длины

Га — постоянная времени; т а— время запаздывания

Здесь степень увеличения тл и Тп проявляется тем больше, чем больше объем рабочей полости исполнительного механизма.

Рекомендуемые сортамент, материал и диаметр труб и пнев­ мокабелей для наиболее распространенных трубных проводок с учетом их длин, а также характеристик транспортных сред (газ, пар, жидкость) и их параметров (давление, температура) приведены в табл. 4. Табл. 4 составлена применительно к не­ агрессивным транспортируемым и окружающим средам на осно­ вании опытных данных, полученных в различных отраслях про­ мышленности.

Приведенные в табл. 4 рекомендации по выбору труб могут быть использованы также и при измерении агрессивных, вязких, кристаллизирующих, коагулирующих и запыленных газов, па­ ров и жидкостей, если используются отборные устройства спе­ циальных конструкций с разделительными мембранами, разде­ лительные или защитные нейтральные газы и жидкости, пыле- и влагоотделяющие приспособления и т. п. Указанные в табл. 4 пределы температур относятся к трубным проводкам, в которых возможен длительный проток измеряемой среды, например для' продувки. Для трубных проводок, в которых проток измеряе­ мой среды отсутствует, пределы температур не устанавливаются.

Рекомендованные в табл. 4 диаметры труб для импульсных линий связи могут быть приняты при условии установки у мест

41

А. Импульсные линии связи

1. Измерение давления и разрежения

42

43

3. Передача пробы на анализ (при наличии байпаса возле прибора)

44

45

отборов импульсов полнопроходных запорных органов, т. е. та­ ких, у которых проходные отверстия приблизительно равны про­ ходам труб.

При выборе труб и арматуры для трубных проводок рабочее давление на условное и условное на рабочее следует пересчи­ тывать по пересчетной таблице, приведенной в ГОСТ 356—68. При выборе давлений условных, пробных и рабочих для армату­ ры и соединительных частей трубопроводов, а также для команд­ ных линий связи при работе их в пневматических системах авто­ матизации, кроме рекомендаций, указанных в табл. 4, следует учитывать уменьшение инерционности линий связи и обеспече­ ние их пожаробезопасности.

§ 12. Монтажные схемы трубных проводок

Пневматические приборы, регуляторы, аппаратура управле­ ния и другие средства автоматизации, устанавливаемые вне щитов и пультов, соединяются между собой, а также с прибора­ ми, аппаратурой управления и средствами автоматизации, раз­ мещенными на щитах и пультах, трубными соединительными ли­ ниями и отдельными трубами. Внешние трубные связи между перечисленными устройствами изображаются на схемах внеш­ них трубных соединений.

Схемы внешних электрических и трубных проводок выпол­ няются в виде сводных схем с электрическими проводками, на которых изображаются щиты, пульты, местные пункты управле­ ния и контроля, внещитовые приборы и средства автоматиза­ ции, соединительные и протяжные коробки, электрические и трубные проводки автоматизируемой установки. Такое комплек­ сное изображение применяется в тех случаях, когда отдельные комплекты аппаратуры, щиты, местные пункты контроля и управ­ ления связаны между собой.

При отсутствии таких взаимосвязей схемы внешних соедине­ ний могут выполняться в виде элементных схем в пределах от­ дельных комплектов приборов и средств автоматизации (рис. 9).

На схемах указываются типы, номера и длина импульсных, командных и других трубопроводов, а также типы запорной арматуры; отображаются все виды питания, дренажные и про­ дувочные линии, необходимые для работы и нормальной эксплуа­ тации оборудования.

При выполнении монтажных схем трубных проводок необхо­ димо координировать размеры по всей трассе. Кроме того, мон­ тажные схемы должны дополняться подробными узловыми чер­ тежами с выполнением детальной обвязки всех приборов. На каждом рабочем чертеже необходимо указывать последователь­ ность монтажных операций, подробные спецификации на мон­ тажные узлы и изделия, необходимые для прокладки и крепле­ ния потоков трубных проводок.

46