Трубопроводы

В зависимости от их назначения и использования среда в трубопроводах может находиться под атмосферным, избыточным давлением или вакуумом. Материал, из которого изготавливают трубопроводы, определяется физико-химическими свойствами транспортируемых сред: нейтральные, кислые, щелочные, а также температурой и давлением. Способы соединения отдельных элементов трубопроводов между собой выбираются, исходя из класса опасности сред: взрывоопасные, горючие, токсичные. Площадь проходного сечения трубопроводов в зависимости от расхода перемещаемых сред может составлять до 2 м² и определяется по зависимости

S = V/w,

где V – объемный расход жидкости или газа через трубопровод; w – скорость течения сред.

При расчете площади сечения трубопроводов принимают сле­дующие скорости течения, м/с:

для газов:

при естественной тяге ..................................................................................2...4

при небольших давлениях (газоходы вентиляторов) ............................4 ... 15

при значительных давлениях (трубопроводы компрессоров) ............15 ... 25

для жидкостей:

при движении самотеком ...................................................................... 0,1...0,5

в напорных трубопроводах .................................................................. 0,5 ...2,5

для водяного пара: ...................................................................................20 ...40

Для уменьшения агрессивного воздействия перекачиваемых веществ на внутреннюю поверхность металлических трубопроводов на нее могут наноситься защитные покрытия (лакокрасочные, полимерные и др.).

С целью снижения потерь теплоты через наружную поверхность трубопроводов на нее наносят внешнее изоляционное покрытие (асбест, войлок, стеклянную вату и др.).

В ряде случаев применяют трубы из неметаллических материалов (стекло, углеграфит, полимерные материалы).

Трубопроводы состоят из отдельных участков, соединенных между собой. В зависимости от конструкций различают разъемные и неразъемные соединения трубопроводов. Разъемные соединения могут быть фланцевыми, резьбовыми и раструбными; неразъемные могут быть выполнены с помощью сварки, пайки, склеивания.

Для обеспечения герметичности разъемных соединений в них используются прокладочные материалы (алюминий, медь, асбест, паронит, резины, полиэтилены, полиизобутилен, фторопласт и др.), выбор которых определяется агрессивностью перекачиваемых сред, их температурой, а также рабочим давлением в трубопроводе.

Для облегчения распознавания трубопроводов в производствен­ных условиях используют их различную окраску (табл. 2.1).

Для полного или частичного перекрытия трубопровода с целью регулирования количества протекающей среды они снабжены затворно-регулирующей арматурой, к которой относятся краны, вентили и задвижки.

Кран (рис. 2.1) состоит из корпуса 1, в котором вращается коническая пробка 2 со сквозным отверстием.

Краны имеют простое устройство, низкое гидравлическое сопротивление, однако большая поверхность трения может привести к их заеданию, потери герметичности. Их изготавливают из чугуна, керамики, бронзы, пластмасс, стекла, применяют для трубопроводов небольшого диаметра при температурах до 100°С и давлении до 0,1 МПа, когда не требуется точного регулирования, так как

небольшой поворот пробки вызывает значительное изменение площади проходного сечения крана.

Вентиль (рис. 2.2) используется практически для тех же условий, что и кран, и представляет собой корпус 1 с отверстием, над которым расположен клапан 2, совершающий возвратно-поступательное движение. При закрытии вентиля клапан плотно прилегает к отверстию, при открывании – отходит, образуя канал для прохода среды. Вентили имеют больший, чем краны, вес, более сложное устройство и более высокое гидравлическое сопротивление. В то же время они более надежны, и точность регулирования расхода у них выше.

Задвижка (рис. 2.3) включает корпус 1 и затвор 2, имеющий форму клина (или выполненный из двух распираемых клином дисков), движущийся перпендикулярно направлению движения жидкости в корпусе задвижки, изменяя сечение прохода. Задвижки обладают малым гидравлическим сопротивлением, просты в эксплуатации, устанавливаются на трубопроводы с диаметром до 1,5 м при давлениях до 10 МПа, однако громоздки и дороги.