Монтажные работы при замене трубопроводов тепловых сетей

При ремонте тепловых сетей часто приходиться выполнять работы по их разборке и замене поврежденных трубопроводов. Способы разборки теп­ловых сетей и сооружений принимают в зависимости от их конструктивных решений, материалов, типораз­меров и т. д. При этом, как правило, производятся следующие работы: рытье тран­шеи (вскрышные работы); снятие плит перекрытий каналов краном и демонтаж трубопроводов. Для раз­борки каналов тепловых сетей и теплофикационных камер могут быть использованы самоходные стрело­вые краны. Если демонтируемые конструкции не ис­пользуются вновь, их погружают в транспортные сред­ства. Для перевозки материалов от разборки тепловых сетей используют автомобильный транспорт общего назначения, а при необходимости – специализирован­ные средства: трубовозы, трайлеры и т. д.

Замена иди удаление участка трубопровода. Перед удалением участка трубопровода выполняют следую­щие операции: разделяемые участки закрепляют за надежные конструкции трубопроводов так, чтобы пре­дупредить возможное их смещение в сторону работаю­щих и оборудования, участок, подлежащий удалению, закрепляют в двух местах к грузоподъемным устрой­ствам. Намечают место реза на трубопроводе. Резку труб можно производить как по целому участку, так и по старому сварному шву. При замене участков тру­бопроводов соблюдают определенные правила. Трубопроводы к оборудованию присоединяют без натяга. Перед установкой нового участка трубопровода про­веряют состояние опор и подвесок, очищают их от ржавчины и покрывают противокоррозионным покры­тием. Трубопроводы монтируют из заранее изготовлен­ных монтажных заготовок узлов и секций, при этом в состав узлов, как правило, входит трубопроводная арматура.

Смену прокладок, замену арматуры, приварку от­водов и другие работы, связанные с нарушением плот­ности трубопроводов, производят только после отклю­чения запорной арматуры с установкой заглушек на ремонтируемом участке. Работы по демонтажу теп­ловой изоляции разрешается выполнять при отключе­нии оборудования, трубопроводов, с полным освобож­дением их от теплоносителя, с установкой в необхо­димых случаях заглушек. К работе по демонтажу изоляции разрешается приступать при наличии справ­ки-разрешения о готовности трубопроводов и оборудо­вания для безопасного производства работ, выдавае­мой монтажной организации заказчиком или генпод­рядчиком.

Укладка стальных трубопроводов тепловых сетей.Выбор метода укладки трубопроводов тепловых сетей (теплопроводов) зависит от целого ряда усло­вий. Главными из них являются: конструкция тепло­проводов, вид прокладки (подземная, надземная), ма­териал труб, тип изоляции и способ ее нанесения (за­водской или на месте укладки) и др. Разнообразие условий не позволяет рассмотреть все возможные слу­чаи монтажа теплопроводов. Ниже будут приведены примеры прокладок с характерными условиями, влия­ющими на способ монтажа, а именно способы подзем­ной прокладки стальных теплопроводов: в каналах и коллекторах из труб с заводской изоляцией и с изо­ляцией на месте работ; бесканальная прокладка с за­водской изоляцией труб и надземная прокладка.

При монтаже теплопроводов, независимо от указанных выше способов прокладки, широкое распространение по­лучили самоходные стреловые краны на гусеничном и пневмоколесном ходу, а также тракторные краны (трубоукладчики). Самоходные стреловые краны обла­дают рядом преимуществ. К их достоинствам относятся: большая подвижность, возможность перемещения груза в любом направлении на относительно большие расстояния, мобильность (возможность легкой пере­броски кранов как внутри ремонтной площадки, так и с одной площадки на другую), возможность ис­пользования не только на монтажных, но и на других работах. Эти краны изготовляются в виде универсальных кранов-экскаваторов со сменным экскаваторным, крановым и другим оборудованием. Силовым оборудованием самоходных стреловых кранов являются обычно дизельные или карбюраторные двигатели,а также электродвигатели и дизельэлектрические системы. Краны используются как в городских условиях, так и в условиях бездорожья.

Стреловые самоходные краны на автомобильном (пневмоколесном) ходу имеют ходовую часть, пред­ставляющую собой стандартное шасси грузового ав­томобиля. Для устойчивости во время работ эти краны снабжены выносными опорами, называемыми аутри­герами. Достоинством этих кранов является их мобильность. Используются они для строительства и ремонта подземных тепловых сетей и сетевых сооруженийобычно в городских условиях, а также для погрузочно-разгрузочных работ.

Тракторные краны представляют собой трактора с укрепленными на них стрелами в виде навесного оборудования.Различают две основные разновидности такихкранов: навесные тракторные краны, у которых стрела является навесным оборудованием, и специаль­ные краны-трубоукладчики (не имеющие сменного обо­рудования). Краны–трубоукладчики – это специаль­ные стреловые краны, предназначенные для укладки стальных и других трубопроводов. Горизонтальное пе­ремещение груза производится трубоукладчиком за счет изменения вылета стрелы путем увеличения или уменьшения ее угла наклона. У трубоукладчика стрела размещена слева по ходу его движения.

Выбор монтажного крана. В зависимости от характера сооружения, величины его конструктивных элементов и принятого метода монтажа монтажный кран выбирают в два приема: вначале выбирают тип крана, а затем производят подбор по требующейся в данных условиях грузоподъемности. После этого про­веряют возможность монтажа по высоте подъема крю­ка крана. При реконструкции теплопроводов как ли­нейной части, так и сооружений на ней наиболее под­ходящим типом крана является самоходный стреловой кран и кран-экскаватор. В отдельных случаях может быть использован трубоукладчик. В зависимости от условий работ (асфальтированные дороги и бездо­рожье) подбирают ходовую часть: пневмоколесный или гусеничный ход. По грузоподъемности выбирают кран, определив максимальный груз наиболее удален­ного от крана элемента. Для этой цели обычно наме­чают схему работы крана, что позволяет установить необходимые вылеты стрелы и величины грузов на этих вылетах. Для самоходных стреловых кранов вы­лет стрел считается от вертикальной оси вращения крана, для трубоукладчиков – от края левой гусени­цы (у трубоукладчика, как указывалось выше, стрела всегда располагается слева по ходу движения) до мак­симального и наиболее удаленного груза.

Для монтажа трубопроводов одиночными трубами максимальным грузом будет масса трубы с изоляци­ей и масса траверсы, а вылет стрелы R – расстояние от оси вращения крана до наиболее удаленной трубы. Если трубы укладывают плетями, то используют два крана. В этом случае определяют массу всей плети и груз, приходящийся на один кран.

В строительстве теплопроводов встречаются случаи более сложные с точки зрения монтажа. Например, для монтажа двухсекционного коллектора кран вы­бирают по массе стенового элемента, наиболее удален­ного от крана, т. е. по параметрам Р₁ и R₁. Если же масса плиты перекрытия будет больше массы стенового элемента, т. е. Р₂>Р₁, то обязательно производят про­верку по параметрам Р₂ и R₂ и выбирают кран по боль­шим из параметров. Одновременно подсчитывают вы­соту H, слагающуюся из высоты стропов или траверс h₁,высоты монтируемого элемента h₂ и расстояния от низа монтируемого элемента до земли h₃ или превышения монтируемого элемента над местом его установки. Эта высота Н должна быть меньше макси­мальной высоты подъема крюка на соответствующем вылете для данного крана. Если при выборе крана оказывается, что предъявляемым требованиям удовлетворяют несколько кранов (по их грузоподъемности), то окончательное решение принимают после их экономи­ческого сравнения.

Грузозахватные приспособления. Применяемые для монтажных работ грузозахватные приспособления делятся натри основные группы: стропы, траверсы и захваты. Стропы бывают различных видов. Независимо от конструкции строп согласно требованиям техники безопасности применяют незакручивающиеся тросы, т. е. такие, которые имеют пеньковый сердечник. Простейшим является кольцевой (универсальный) строп, представляющий собой кольцо из отрезка стального каната (диаметром 19,5–30 мм) со сплетенными концами. Такой строп затягивают на монтируемом элементе петлейи зацепляют закрюк грузоподъемного механизма.

Облегченный строп представляет собой отрезок стальноготроса (диаметром 12–30 мм), в концы которого заделаны: коуш на одном конце, карабин или крюк надругом. Поднимаемая конструкция обхватывается тросом в виде петли, и крюк зацепляется за трос, а коуш другого конца – за грузовой крюк кра­на. Изоблегченныхстропов делают двух- и четырехветвевые стропы (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Стропы:

а – двухветвевой; б – четырехветвевой (паук);

1 – карабин; 2 – серьга; 3 – крюк

Двухветвевой строп состоит из серьги и надетых на нее двух облегченных стропов.Крюки или карабины служат для зацепления за монтажнуюпетлю поднимаемого элемента. Диаметр троса определяют расчетом. Строп серьгой подвешивают к грузовому крюку монтажного крана. Для монтажа плит, коробов и других крупных элементов используют четырехветвевыестропы («пауки»), которые представляют собой два двухветвевых стропа, подвешенных к серьге большего размера. Стропы применяют на монтаже сборных железобетонных конструкций и при погрузочно-разгрузочных работах. Для погрузочных работ с трубами на концах ветвей стропов вместо крюков укрепляют специальные торцевые захваты, конструкция которых зависит от материала труб.

Торцевые захваты для стальных труб (рис. 4.7) изготовляют из листовой стали.

Рис. 4.7. Торцевой захват:

1 – труба;2– скоба; 3 – захват; 4 – коуш; 5 – трос; 6 – серьга

В стальной планке делают прорезь шириной, несколько большей толщины стенки трубы. Для увеличения площади опоры трубы под щелью приваривают планку той кривизны, что и труба. По торцам щели приваривают упорные стальные планки. В захвате высверливают отверстие для коуша с тросом. Для удобства надевания на трубы за­хват снабжают скобой. Торцевые захваты применяют для погрузки и разгрузки труб. Ими оснащают двух- и четырехветвевые стропы для одновременного подъема соответ­ственно одной или двух труб.

Мягкие стропы (рис. 4.8) или, как их еще называют, полотенца делают из прорезиненной ленты, прикреп­ленной к тросам с помощью металлических подкладов на болтах. Из тросов в верхней части образуют петли, за которые подвешивают полотенце на грузовой крюк крана или карабин. Прорезиненная лента создает мяг­кую опору, в результате чего усилие подъема распре­деляется на большую площадь. Такие полотенца при­меняют для монтажа изолированных (с тепловой или противокоррозионной изоляцией) труб, не опасаясь порчи изоляционного покрытия или самих труб. Поло­тенца изготавливают на разные диаметры труб до 1400 мм. Трубы (с тепловой изоляцией) длиной 12 м и более монтируют двумя полотенцами, подвешенными к траверсе в виде балки или фермы в зависимости от массы поднимаемых труб.

Рис. 4.8. Мягкий строп («по­лотенце»)

Траверса – это балка или ферма, имеющая подвес­ки из тросов с крюками или карабинами на концах (рис 4.9).Траверсы используют в трубопроводном строительстве для монтажа плетей из труб, а также сборных элементов больших размеров: крупноразмер­ных плитперекрытий и настилов, балок, прогонов, ферм, стеновыхпанелей и т. п.

Рис. 4.9. Траверса:

1 – серьга, 2 – трос; 3 – подвеска; 4 – карабин; 5 – балочка

При бесканальной прокладке стальных труб с за­водской изоляцией до начала монтажных работ производятследующие подготовительные работы: траншеюочищаютот осыпавшегося грунта, основание выравнивают,насыпают песчаную подушку слоем не менее10 см (кроме мест под стыками) и тщательно уп­лотняют. Вдоль траншеи со стороны монтажной пло­щадки раскладывают лежки с вырезками для пары труб. В вырезках делают мягкие подкладки, чтобы не испортить изоляции при укладке в них труб. Трубы за­возятизолированными на заводе и укладывают парами належки вдоль траншей (рис. 4.10). После этого осматривают изоляцию и устраняют повреждения. Мон­тажный кран подбирают, как указывалось выше, по максимальной массе трубы на наибольшем удалении от оси вращения крана R_max. Поскольку кран и трубо­укладчик перемещают трубу в горизонтальном направ­лении, при выборе направления движения крана вдоль траншеи учитывают кроме R_max минимально возможное приближение крана к трубе R_min,находящейся на лежке. Таким образом, выбирают кран по максимальному и минимальному вылетам стрелы.

Рис. 4.10. Укладка стальных труб с тепловой изоля­цией:

1 – теплопроводы; 2 – песчаная подготовка; 3 – мягкая стропа; 4 – траверса; 5 – леж­ка; 6 – кран-экскаватор; Y – ось вращения; R – максимальный и минимальный вылеты крюка

Монтаж ведут одиночными трубами, так как их свар­ка в плети (с готовой монолитной заводской изоля­цией) у бровки перед укладкой не разрешается. В ка­честве грузозахватного приспособления используют два мягких стропа (см. рис. 4.8), подвешенных на травер­су (см. рис. 4.9). Зацепив за серьгу траверсы подго­товленную к подъему трубу (ближнюю к бровке), кран медленно, без рывков поднимает ее и перемещает в го­ризонтальном направлении до момента наведения ее на проектную ось трубопровода. Затем «стравливани­ем» грузоподъемного троса опускают трубу в проектное положение. Трубу укладывают так, чтобы на всем сво­ем протяжении она плотно прилегала к основанию.

Далее выверяют прямолинейностьи уклон трубы и подбивают песком. Монтажныеработы выполняют с помощью полотенец,подвешенных к траверсе. Захватные приспособления снимают после того, как труба окончательноуложена в проектное положение и предусмотренымеры по сохранению изоляции. Вторую трубуукладывают аналогичным образом. После этого монтажный кран перемещают вдоль траншеи на стоянкудля монтажа следующей пары труб.

Бесканальную прокладку стальных труб производят на участках междукомпенсаторами. П-образные компенсаторы стальных трубмонтируют в каналах. Канальнуючасть теплопроводов, неподвижные опоры и камерырекомендуется сооружать вначале, до прокладкибесканальной части. По окончании работ трубопроводы испытывают гидравлическим (реже пневматическим) методом. Если трубопровод выдержал испытания, приступают к изоляциистыков. Стыки тщательно очищают и наносятпротивокоррозионное покрытие. Изоляцию стыковпроизводят полуцилиндрами или сегментами при сборном варианте или путем нанесения монолитного слоя.Внутреннюю поверхность скорлуп и торцы смазываютрасплавленным битумом и в таком виде укладывают на стык. Скорлупы к трубе крепят вязальной проволокой. После этого зазоры между торцами заводской изоляции труб и скорлупами заделывают расплавленным битумом и наносят гидроизоляционный слой.Затем теплопроводы засыпают в порядке, указанном в п. 4.4.1.

Прокладка стальных теплопроводов с заводской и изоляцией в каналах. Как и в предыдущем случае, отвал грунта и монтаж осуществляют с разных сторон от оси траншеи. На монтажной площадке кроме изолирован­ных труб укладывают и сборные железобетонные эле­менты каналов. Подготовительные работы выполняют так же, как и в предыдущем случае. Сборные железо­бетонные элементы каналов раскладывают на монтаж­ной площадке за пределами зоны движения крана, дальше от траншеи. Железобетонные элементы укла­дывают на деревянные подкладки. Трубы с заводской изоляцией кладут на лежки с вырезами так же, как и в предыдущем случае. Далее по готовой бетонной (или щебеночной) подготовке, выровненной по уклону, мон­тажным краном укладывают плиты днища или нижний лоток. Стыки между плитами или лотками заделыва­ют цементным раствором. Затем раскладывают опорные плиты скользящих опор и в зависимости от длин труб устанавливают времен­ные (монтажные) опоры.

Трубы укладывают монтажным краном на времен­ные опоры. После этого в определенных проектом мес­тах снимают изоляцию, приваривают к трубам корпу­сы скользящих опор и исправляют изоляцию в этих местах. Края опор следует располагать не ближе 500 мм от сварного стыка. Корпусы скользящих опор можно приваривать до опускания труб. Это требует большой точности в их установке и приварке, поскольку смещение металлических эле­ментов и их перекос не допускаются.

При устройстве подвижных опор других конструк­ций следят за тем, чтобы катки и шары свободно вра­щались и не вываливались из своих гнезд. Передвиже­ние скользящих опор должно быть плавным, без зае­даний, для чего их смазывают консистентной смазкой с температурой размягчения, превышающей темпера­туру нагрева трубопровода. Подвижные детали опор (катки и шары) следует устанавливать на неподвижные части скользящих опор с учетом теплового расширения трубопровода, для чего предусматривают их смещение в сторону, противоположную расширению от центра опоры. После того как произведут проверку подготов­ки всех элементов скользящих опор, временные опоры удаляют и трубы опускают в проектное положение. Далее стыки центрируют и сваривают. Изолируют сты­ки после испытания теплопроводов.

Прокладка стальных трубопроводов с изоляцией минеральной ватой на месте работ. Изоляция этого типа хотя и очень трудоемка, но надежна в эксплуа­тации. Трубы на трассу завозят с противокоррозионной изоляцией. Если диаметры труб малы (до 300 мм), разрешается сваривать их в плети по 2–3 трубы. Монтаж начинают с раскладки труб на временные опоры, уложенные по плитам или лот­кам. Корпусы скользящих опор можно приваривать к трубам либо на временных опорах в траншее, либо на до укладки труб. Укладку труб ведут мон­тажными кранами: одним — одиночных труб и двумя – плетей. Грузозахватными приспособлениями являются траверса с двумя мягкими стропами (полотенцами). Изоляцию труб (без стыков) делают до их уклад­ки, но можно и после укладки. Последовательность положения слоев следующая. По противокоррозион­ной изоляции труб укладывают маты из минеральной ваты, которые подвешивают к трубе на проволочных петлях. Маты по длине труб сшивают между собой. Для штукатурки по окружности трубы (по матам) на­тягивают сетку, которую укрепляют проволочными кольцами. Штукатурку по сетке выполняют асбесто-цементным раствором. Изоляцию стыков (по оконча­нии всех работ) производят теми же материалами и в той же последовательности, что и самих труб.

Установка компенсаторов. Компенсаторы всех кон­струкций перед установкой их на место должны быть растянуты. Приспособления для растяжки компенсато­ров держат на компенсаторах до окончательной уста­новки в проектное положение и снимают только после закрепления теплопроводов неподвижными опорами. Величину растяжки определяют по формулам с учетом, температуры в момент монтажа компенсатора. П–образные компенсаторы устанавливают обычно на трех подвижных опорах: одну опору делают в вершине ком­пенсатора, а две другие у мест присоединения компен­сатора к трубопроводам (не ближе 0,5 м от сварного стыка).

Технология производства работ в этом случае сле­дующая. На сваренный компенсатор устанавливают приспособление для растяжки (рис. 4.11), состоящее из металлических стержней; на одном конце каждого из них имеется нарезка (левая или правая), а на дру­гом конце разъемные хомуты на соответствующие диаметры труб компенсатора.

При сборке приспособле­ния концы стержней ввинчивают в фаркопф. Враще­нием фаркопфа в ту или другую сторону приспособле­ние удлиняется или укорачивается. Приспособление с развинченными хомутами устанавливают, как пока­зано на рис. 4.11, завертывают хомуты и, замерив рас­стояние между трубами, вращают фаркопф до получе­ния необходимой величины деформации. Компенсаторы стропуют в трех точках. Если они имеют малые раз­меры, монтаж их производят одним краном, если боль­шие – двумя кранами.

Рис. 4.11. Схема растяжки П–образного компенсатора:

1 – стяжной хомут; 2 и 5 – стержни с правой и левой нарез­кой;

3 – фаркопф; 4 – компенсатор

Стропы не освобождают до тех пор, пока стыки будут сцентрированы и укреплены при­хватками. Распорное приспособление снимают после сварки всех стыков трубопровода и неподвижных опор. В целом ряде случаев растяжку П-образных ком­пенсаторов указанным способом выполнить не пред­ставляется возможным. В этих случаях поступают сле­дующим образом. Компенсатор собирают и сваривают обычным способом, однако один из его концов делают короче на величину растяжки. Поскольку растяжку нельзя производить на стыке компенсатора с трубо­проводом во избежание перекоса, ее производят на следующем стыке трубопровода. В этот стык вставля­ют патрубок (временное кольцо) длиной, равной ве­личине растяжки, и делают прихватки. На концах стыкуемых труб приваривают хомуты из уголков, че­рез отверстия в которых пропускают шпильки с гайка­ми на концах. После установки компенсатора в про­ектное положение и сварки стыков труб и неподвижных опор временное кольцо удаляют, концы труб стягива­ют завертыванием гаек на шпильках. При достиже­нии величины зазора, необходимого для сварки, произ­водят неповоротную сварку этого стыка. После окон­чания сварки снимают шпильки и удаляют хомуты.

Растяжку П–образных компенсаторов лучше про­изводить на фланцевом стыке. Во фланцы вставляют шпильки через одну и стягивают до установления за­зора, равного величине растяжки. После сварки сты­ков и приварки трубопровода к неподвижным опорам между фланцами ставят постоянные прокладки, шпиль­ки заменяют болтами, которые затягивают.

Линзовые компенсаторы устанавливают после ук­ладки трубопроводов в разрывах, оставленных для них. Растяжку линзовых компенсаторов делают с помощью двух стяжных хомутов, которые остаются до окончания монтажа. После закрепления трубопровода на непод­вижных опорах стяжные хомуты снимают. Сальнико­вые компенсаторы устанавливают предварительно рас­тянутыми на проектную величину, указанную рисками на корпусе компенсатора. При установке сальникового компенсатора особенно следят за тем, чтобы он точно располагался по оси трубопровода без перекосов.

Осевые сильфонные компенсаторы устанавливают в проектное положение в следующей последовательности: сильфонный компенсатор с помощью фланцев или свар­кой присоединяют к участку трубопровода, который укладывают на подвижные опоры и окончательно за­крепляют в неподвижной опоре. Далее с помощью шпи­лек и гаек компенсатор растягивают на про­ектную величину; затем к этому компенсатору подтягивают следующий участок трубопровода, свободно лежащий на подвижных опорах. Присоединив его к ком­пенсатору на фланце или сваркой, закрепляют этот участок трубопровода на неподвижной опоре. После закрепления шпильки заменяют болтами. Работы по монтажу осевых сильфонных компенсаторов ведут с большой осторожностью, не допуская динамических нагрузок и предохраняя от искр сварки. Стропуют компенсатор только за патрубки. Испытания трубопровода проводятся вместе с компенсаторами.

Одним из ответственных видов работ при монтаже теплопродовявляется установка арматуры. С заводов-изготовителей арматура поступает с сертификатами или паспортами, в которых указываются допустимые дав­ления и температуры и приводятся сведения о мате­риале основных деталей. Документы имеют дату вы­пуска.

Задвижки и клапаны с просроченными паспортами (сертификатами) подлежат полной ревизии и испыта­ниям, проводимым в мастерских или на базах. Испы­тывают арматуру на прочность и плотность. На ремонтную площадку задвижки поступают с ответными фланцами и полным комплектом крепежных элементов. Часто в заводских условиях к ответным фланцам приварива­ют патрубки с кромками, подготовленными под свар­ку. С целью индустриализации монтажа на заготови­тельных базах и в мастерских изготавливают узлы, в которые входят задвижки, отводы и патрубки. Полнос­тью готовый и испытанный узел отправляют на ремонтный объект, где производят только сварку патрубков узла с тру­бопроводом.

Когда производят монтаж отдель­ных задвижек, то стропуют их за корпус. Категориче­ски запрещается строповать за штурвал. Устанавлива­ют задвижки обычно с помощью монтажного стрело­вого крана, причем положение задвижки в процессе подъема и опускания должно соответствовать про­ектному. При установке задвижки в проектное поло­жение следят за тем, чтобы ось прохода задвижки строго совпадала с осью трубопровода. Не до­пускаются даже малейшие перекосы фланцев. За­зор между фланцем задвижки и ответным фланцем должен быть равномерным по всей длине окружности. Болты на фланцах затягивают попарно (на диамет­рально противоположных болтах). Каждую последую­щую пару выбирают так, чтобы она приходилась крес­тообразно по отношению к предыдущей.