Регуляторы давления непрямого действия.

В регуляторах непрямого действия регулирующий орган перемещается за счет вспомогательных устройств:

¾ пневматических, работающих на сжатом воздухе или газе-;

¾ гидравлических, работающих на жидкости (масло или вода) под давлением;

¾ электрических, в которых привод исполнительного механизма осуществляется электродвигателем или соленоидным клапаном;

¾ электрогидравлических, у которых перестановка регулирующего органа осуществляется гидравлическим способом, а управление приводом — электрическим.

Автоматический регулятор непрямого действия состоит из следующих основных частей:

¾ задающего устройства, при помощи которого регулятор настраивают на заданное значение регулируемой величины;

¾ воспринимающего элемента, непосредственно воспринимающего регулируемую величину и преобразующего ее;

¾ измерительного устройства, замеряющего сигнал, полученный от воспринимающего устройства и сравнивающего его с заданной величиной;

¾ усилительного устройства, который усиливает сигнал за счет вспомогательного источника энергии;

¾ исполнительного механизма, непосредственно перемещающего регулирующий орган;

¾ регулирующего органа (клапана, дроссельной заслонки и т. д.), изменяющего размер потока вещества.

Из автоматических регуляторов давления непрямого действия в практике газоснабжения наибольшее распространение получили пневматические регуляторы. Они широко применяются на газораспределительных и газгольдерных станциях, а также на крупных городских и промышленных установках, на которых не могут быть применены регуляторы давления непосредственного действия.

Простота конструкции, надежность, легкость обслуживания, а также взрыво- и пожаробезопасность являются основными достоинствами пневматических регуляторов.

ТРУБЫ И МАТЕРИАЛЫ

СТАЛЬНЫЕ ТРУБЫ

Для строительства систем газоснабжения применяются стальные трубы, изготовленные различными способами из разных марок стали в зависимости от назначения газопровода, параметров (давления, температуры) и физико-химических свойств транспортируемого газа.

По способу изготовления трубы разделяют на бесшовные (горячедеформированные и холоднодеформированные) и сварные (прямошовные и со спиральным швом). Изготавливают трубы для газопроводов из низкоуглеродистой стали обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380—88* и качественной конструкционной стали по ГОСТ 1050—88*.

Содержание углерода в стали не должно превышать 0,25 %, серы — 0,056 и фосфора — 0,046.

Толщина стенок труб определяется расчетом, при этом для подземных газопроводов номинальная толщина стенки принимается не менее 3 мм, для надземных и наземных — не менее 2.

Трубы характеризуются диаметром условного прохода, наружным и внутренним диаметрами и толщиной стенки.

Диаметр условного прохода Ду — это номинальный внутренний диаметр, наружный диаметр.

Дн — величина постоянная для данного Ду;

внутренний диаметр Дв — величина переменная, зависящая от толщины стенки трубы.

Для строительства наружных и внутренних газопроводов всех давлений предусматривают стальные трубы групп В и Г, изготовленные из спокойной низкоуглеродистой стали группы В по ГОСТ 380—88* не ниже второй категории (для газопроводов с Дт более 530 мм при толщине стенки труб более 5 мм, как правило, не ниже третьей категории) марок Ст2, СтЗ, а также стали марок 08, 10, 15, 20 по ГОСТ 1050—88*.

Применение низколегированных сталей марок 09Г2С, 17ГС, 17Г1С по ГОСТ 19281—73* не ниже шестой категории и стали 10Г2 по ГОСТ 4543—71* для газопроводов давлением до 1,2 МП а во всех случаях обосновывается проектной организацией.

Стальные трубы групп В и Г из полуспокойной и кипяшей сталей допускается применять:

¾ для подземных газопроводов давлением до 1,2 МПа, сооружаемых в районах с расчетной температурой наружного воздуха до —30°С;

¾ для надземных газопроводов давлением до 1,2 МПа, сооружаемых в районах с расчетной температурой наружного возду4 ха до —10°С,— трубы из полуспокойной и кипящей стали, с расчетной температурой до —20°С—трубы из полуспокойной стали;

¾ для внутренних газопроводов давлением не более 0,3 МПа наружным диаметром не более 159 мм и толщиной стенки до-5 мм включительно, если температура стенок труб в процессе эксплуатации не будет понижаться ниже 0 °С.

При использовании для наружных газопроводов труб из полуспокойной и кипящей стали в перечисленных случаях должны выполняться следующие условия: диаметр не должен превышать 820 мм для труб из полуспокойной стали и 530 мм для труб из кипящей стали; толщина стенки труб должна быть не более 8 мм.

Для изготовления методом холодного гнутья отводов, соединительных и компенсирующих устройств для газопроводов высокого и среднего давления применяются трубы только из спокойной стали.

Для наружных и внутренних газопроводов низкого давления, в том числе для 'их гнутых отводов и соединительных частей, допускается применение труб групп А, Б, В, изготовленных из спокойной, полуспокойной и кипящей сталей

Для участков газопроводов всех давлений, испытывающих вибрационные нагрузки и соединенных непосредственно с источником вибрации в ГРП (ГРУ), применяются стальные трубы. групп В и Г из спокойной стали с содержанием углерода не более 0,24 %.

Сварное соединение сварных труб должно быть равнопрочно основному металлу труб.

Все трубы для газопроводов должны иметь сертификаты, в которых указываются: завод-изготовитель труб; стандарт, по которому они изготовлены с указанием группы трубы; марка стали с указанием группы стали и категории; сведения о механических и гидравлических испытаниях стали и труб; номер партии и плавки; отметки ОТК о соответствии труб и стали стандартам или техническим условиям.

Трубы для систем газоснабжения должны быть испытаны гидравлически на заводе-изготовителе или иметь запись в сертификате о гарантии того, что трубы выдержат нормативное гидравлическое давление.

До монтажа трубы проверяют на отсутствие дефектов. Если дефекты не могут быть исправлены, трубы бракуются.

Трубы стальные водогазопроводные, выпускаемые по ГОСТ 3262—75*, применяются в системах газоснабжения давлением до 1,6 МПа. Они используются для строительства наружных и внутренних газопроводов низкого давления с диаметром условного прохода до 80 мм включительно. Поставляются немерной (4...12 м) или мерной (4...8 и 8...12 м) длины.

Изготавливают их без резьбы и муфт или без резьбы, но в комплекте с муфтами. По заказу потребителя трубы с диаметром условного прохода более 10 мм изготавливают с цилиндрической длинной или короткой резьбой на обоих концах с муфтами той же резьбы из расчета — одна муфта на одну трубу.

Трубы по ГОСТ 8731—87, изготовленные из слитка, не разрешается применять без проведения 100 %-го контроля металла труб неразрушающими методами. При заказе труб согласно ГОСТ 8731—87 необходимо обязательно указывать, чтобы трубы, изготавливаемые из слитка, не поставлялись без 100 %-го контроля.

Бесшовные холодно- и горячедеформированные трубы выпускают по ГОСТ 8734—75* и ГОСТ 8732—78* и используют для газопроводов сжиженных углеводородных газов давлением до 10 МПа.

Электросварные прямошовные трубы наиболее широко применяют при строительстве газопроводов различного давления. Онн выпускаются по ГОСТ 10704—76* и поставляются немерной длины (при диаметре до 30 мм — не менее 2 м, свыше 30 до 70 мм — не менее 3, свыше 70 до 152 мм — не менее 4, свыше 152 мм — не менее 5 м) и мерной длины (при диаметре до 70 мм — 5...Э м, свыше 70 до 219 мм — 5.„9, свыше 219 до 426 мм — 10...12 м).

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЧАСТИ И ДЕТАЛИ ГАЗОПРОВОДОВ

 

В качестве соединительных частей и деталей используются фланцы, переходы, отводы, компенсаторы, сгоны, муфты, ниппели, крепежные детали, заглушки.

Соединительные части и детали изготавливаются из ковкого чугуна или из спокойной стали (литые, кованые, штампованные, гнутые или сварные), а также из стальных труб или листового» проката. Допускается применять соединительные части и детали, изготовленные по чертежам, выполненным проектными организациями с учетом требований стандартов на соответствующие детали.

Соединительные части и детали должны быть заводского изготовления. Допускается применение деталей, изготовленных на базах строительно-монтажных управлений при условии контроля всех сварных соединений неразрушающими методами.

С помощью фланцев обычно соединяют газопроводы диаметром более 50 мм. Необходимость таких соединений вызывается установкой на газопроводах фланцевых задвижек, кранов, регуляторов давления, диафрагм и другой фланцевой арматуры.

Фланцы.

Применяются фланцы двух основных типов: стальные приварные плоские и стальные приватные встык. Размеры их выбираются по диаметру газопровода и условному давлению

Плотность фланцевых соединений достигается установкой между ними эластичных прокладок и затяжкой фланцев болтами.

При изготовлении и монтаже фланцев следует учитывать, что плотность фланцевых соединений во многом зависит от подготовки уплотнительных поверхностей и их строгой параллельности. Недопустимо применять фланцы без уплотнительных канавок.

Переходы.

При монтажных работах используются концентрические и эксцентрические переходы. Они применяются для перехода с одного диаметра газопровода на другой — больший или меньший. Переходы бывают штампованные, кэваные, литые, точеные, сварные.

Наиболее часто переходы изготавливают в условиях монтажных управлений из стальной листовой заготовки с толщиной стенки, равноценной или близкой к толщине стенки труб. После свертывания заготовки и сварки продольного шва получается усеченный конус с диаметрами оснований требуемых размеров.

Отводы.

Применяются для плавного изменения направлений газопровода. В зависимости от размера газопровода, метода изготовления, конструктивных и монтажных возможностей используются отводы, выполненные методом гладкого гнутья, и сварные, состоящие из секторов.

Наиболее качественные отводы получаются из бесшовных труб. Гиутье отводов выполняется с минимальным радиусом изгиба, равным четырем диаметрам условного прохода. Число секторов в сварных отводах принимается равным трем для поворотов газопроводов под углом 30, 45 и 60° и четырем — для поворотов под углом 90°.

Компенсаторы. Для компенсации изменений длины газопроводов в связи с температурными воздействиями или деформациями, а также для удобства монтажа запорной арматуры в колодцах используются различные типы компенсаторов (линзовые, П-образные, лирообразные, резинотканевые).

Линзовые компенсаторы имеют волнистую поверхность, которая меняет свою длину в зависимости от температуры газопровода, предохраняя его от разрушения. Их изготавливают из штампованных полулинз, сваренных электросваркой. Компенсирующая способность одной линзы составляет примерно 10...16 мм (17). При монтаже компенсаторов в зимнее время их необходимо растянуть, в летнее — сжать стяжными тягами. После монтажа тяги отпускают. Целесообразно на линзовых компенсаторах установить мерные линейки для контроля компенсационной способности. При установке линзовых компенсаторов на горизонтальных газопроводах с влажными газами для каждой линзы должен предусматриваться дренаж конденсата.

Лиро- и П-образные (гнутые) компенсаторы устанавливают в малогабаритных колодцах, нишах и на надземных газопроводах. Эти компенсаторы применяются для газопроводов всех категорий. Изготавливают их гнутыми из цельных труб, а также с применением гнутых, крутоизогнутых или сварных отводов (наружный диаметр и марку стали отводов принимают такими же, как у основного газопровода).

Для П-образных компенсаторов гнутые отводы применяют только из бесшовных, а сварные — из бесшовных и сварных труб. Водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262—75* для изготовления П-образных компенсаторов применять не разрешается.

Большим достоинством обладают резинотканевые компенсаторы, так как они способны воспринимать деформации не только в продольном, но и в поперечном направлении. Это позволяет использовать их при прокладке газопроводов на территориях горных выработок и в сейсмичных районах.

Величина сжатия и растягивания компенсатора перед установкой зависит от его конструкции, количества компенсаторов, длины прямого участка газопровода и перепада температур.

 

Пример. Рассмотрим влияние температуры на возникающие дополнительные усилия в газопроводе.

Газопровод длиной 1 км при нагревании на 1 °С удлиняется в среднем на 12 мм. Если газопровод не может свободно изменять свою длину, то в его стенках возникнут дополнительные напряжения, МПа, определяемые по формуле

где %, — относительное удлинение трубы на 1 °С, равное 12-Ю-6; Е — модуль упругости, равный 0,21 • 1С8 МПа; t — изменение температуры газопровода, °С.

После подстановки в формулу цифровых величин получим дополнительные усилия, действующие на сварные соединения газопроводов, МПа. т= (12-10-8) (0,21 -106) 1=2,5.

В процессе эксплуатации надземных газопроводов температура изменяется на несколько десятков градусов. Следовательно, при этом могут возникать опасные напряжения, способные разрушить газопровод.

Заглушки.

Используются заглушки для полного отключения отдельных участков газопровода. Выбирают их в зависимости; от давления и диаметра газопровода. Заглушки бывают фланцевые, приварные плоские, приварные отбортованные. Качество материалов заглушек должно подтверждаться сертификатом, который хранится вместе с журналом установки и снятия заглушек.

На каждой съемной заглушке (на хвостовике, а при его отсутствии — на торце) должны быть четко выбиты номер партии, марка стали, условное давление и условный диаметр.

Установка и снятие заглушек осуществляется по указанию лица, ответственного за эксплуатацию газового хозяйства, с отметкой в специальном журнале.