Компенсация температурных деформаций трубопроводов

 

12.1. Одно из условий сохранения прочности и надежной работы трубопроводов - полная компенсация температурных деформаций.

Температурные деформации компенсируют за счет поворотов и изгибов трассы трубопроводов. При невозможности ограничиться самокомпенсацией (например, на совершенно прямых участках значительной протяженности) на трубопроводах устанавливают П-образные, линзовые или волнистые компенсаторы.

12.2. Не допускается применять сальниковые компенсаторы на технологических трубопроводах, транспортирующих среды групп А и Б.

12.3. При расчете самокомпенсации трубопроводов и конструктивных размеров специальных компенсирующих устройств можно рекомендовать следующую литературу:

Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1965. 396 с.

Справочник по проектированию электрических станций и сетей. Раздел IX. Механические расчеты трубопроводов. М.: Теплоэлектропроект, 1972. 56 с.

Компенсаторы волнистые, их расчет и применение. М.: ВНИИОЭНГ, 1965. 32 с.

Руководящие указания по проектированию стационарных трубопроводов. Вып. II. Расчеты трубопроводов на прочность, с учетом напряжений компенсации, № 27477 - Т. Всесоюзный государственный проектный институт "Теплопроект", Ленинградское отделение, 1965. 116 с.

12.4. Тепловое удлинение участка трубопровода определяют по формуле:

D l = a l (t_м - t_н) / 100,

где D l - тепловое удлинение участка трубопровода, мм; a - средний коэффициент линейного расширения, принимаемый по табл.18 в зависимости от температуры; l - длина участка трубопровода, м; t_м - максимальная температура среды, °С; t_н - расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, °С; (для трубопроводов с отрицательной температурой среды t_н - максимальная температура окружающего воздуха, °С; t_м - минимальная температура среды, °С).

12.5. П-образные компенсаторы можно применять для технологических трубопроводов всех категорий. Их изготовляют либо гнутыми из цельных труб, либо с использованием гнутых, крутоизогнутых или сварных отводов; наружный диаметр, марку стали труб и отводов принимают такими же, как и для прямых участков трубопровода.

12.6. Для П-образных компенсаторов гнутые отводы следует применять только из бесшовных, а сварные - из бесшовных и сварных труб. Сварные отводы для изготовления П-образных компенсаторов допускаются в соответствии с указаниями п.10.12.

12.7. Применять водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262-75 для изготовления П-образных компенсаторов не разрешается, а электросварные со спиральным швом, указанные в табл.5, рекомендуются только для прямых участков компенсаторов.

12.8. П-образные компенсаторы должны быть установлены горизонтально с соблюдением необходимого общего уклона. В виде исключения (при ограниченной площади) их можно размещать вертикально петлей вверх или вниз с соответствующим дренажным устройством в низшей точке и воздушниками.

12.9. П-образные компенсаторы перед монтажом должны быть установлены на трубопроводах вместе с распорными приспособлениями, которые удаляют после закрепления трубопроводов на неподвижных опорах.

12.10. Линзовые компенсаторы, осевые, изготовляемые по ОСТ 34-42-309-76 - ОСТ 34-42-312-76 и ОСТ 34-42-325-77 - ОСТ 34-42-328-77, а также линзовые компенсаторы шарнирные, изготовляемые по ОСТ 34-42-313-76 - ОСТ 34-42-316-76 и ОСТ 34-42-329-77 - ОСТ 34-42-332-77 применяют для технологических трубопроводов, транспортирующих неагрессивные и малоагрессивные среды при давлении Р_у до 1,6 МПа (16 кгс/см²), температуре до 350 °С и гарантированном числе повторяющихся циклов не более 3000. Компенсирующая способность линзовых компенсаторов приведена в табл.19.

12.11. При установке линзовых компенсаторов на горизонтальных газопроводах с конденсирующимися газами для каждой линзы должен быть предусмотрен дренаж конденсата. Патрубок для дренажной трубы изготовляют из бесшовной трубы по ГОСТ 8732-78 или ГОСТ 8734-75. При установке линзовых компенсаторов с внутренним стаканом на горизонтальных трубопроводах с каждой стороны компенсатора должны быть предусмотрены направляющие опоры.

12.12. Для увеличения компенсирующей способности компенсаторов допускается их предварительная растяжка (сжатие). Значение предварительной растяжки указывают в проекте, а при отсутствии данных ее можно принимать равной не более 50%-ной компенсирующей способности компенсаторов.

12.13. Поскольку температура окружающего воздуха в период монтажа чаще всего превышает наименьшую температуру трубопровода, предварительную растяжку компенсаторов необходимо уменьшить на D _попр, мм, которую определяют по формуле:

D _попр = a _попр = a L ₀ (t_монт - t _min) / 100,

где a - коэффициент линейного расширения трубопровода, принимаемый по табл.18; L ₀ - длина участка трубопровода, м; t_монт - температура при монтаже, °С; t _min - минимальная температура при эксплуатации трубопровода, °С.

12.14. Пределы применения линзовых компенсаторов по рабочему давлению в зависимости от температуры транспортируемой среды устанавливают по ГОСТ 356-80; пределы применения их по цикличности приведены ниже:

 

Общее число циклов работы компенсатора за период эксплуатации	Компенсирующая способность линзы при толщине стенки, мм
	2,5	3,0	4,0
300	5,0	4,0	3,0
500	4,0	3,5	2,5
1000	4,0	3,5	2,5
2000	2,8	2,5	2,0
3000	2,8	2,2	1,6

 

12.15. При установке шарнирных компенсаторов ось шарниров должна быть перпендикулярна плоскости изгиба трубопровода.

При сварке узлов шарнирного компенсатора предельные отклонения от соосности не должны превышать для условного прохода: до 500 мм - 2 мм; от 500 до 1400 мм - 3 мм; от 1400 до 2200 мм - 4 мм.

Несимметричность осей шарниров относительно вертикальной плоскости симметрии (вдоль оси трубопровода) должна быть для условного прохода не более: до 500 мм - 2 мм; от 500 до 1400 мм - 3 мм; от 1400 до 2200 мм - 5 мм.

12.16. Качество линзовых компенсаторов, подлежащих установке на технологических трубопроводах, должно подтверждаться паспортами или сертификатами.

12.17. Сильфонные осевые компенсаторы КО, угловые КУ, сдвиговые КС и универсальные КМ в соответствии с ОСТ 26-02-2079-83 применяют для технологических трубопроводов с условным проходом D_y от 150 до 400 мм при давлении от остаточного 0,00067 МПа (5 мм рт.ст.) до условного Р_у 6,3 МПа (63 кгс/см²), при рабочей температуре от -70 до +700 °С.

12.18. Выбор типа сильфонного компенсатора, схема его установки и условия его применения должны быть согласованы с автором проекта или с ВНИИнефтемашем.

Варианты материального исполнения сильфонных компенсаторов приведены в табл.20, а их техническая характеристика - в табл.21-30.

12.19. Сильфонные компенсаторы необходимо монтировать в соответствии с инструкцией по монтажу и эксплуатации, входящей в комплект поставки компенсаторов.

12.20. В соответствии с ОСТ 26-02-2079-83 средний срок службы сильфонных компенсаторов до списания - 10 лет, средний ресурс до списания - 1000 циклов для компенсаторов КО-2 и КС-2 и 2000 - для компенсаторов остальных типов.

Средний ресурс до списания компенсаторов КС-1 при вибрации с амплитудой колебаний 0,2 мм и частоте, не превышающей 50 Гц, - 10000 ч.

Примечание. Под циклом работы компенсатора понимают "пуск - остановку" трубопровода для ремонта, освидетельствования, реконструкции и т.п., а также каждое колебание температурного режима работы трубопровода, превышающее 30 °С.

12.21. При ремонтных работах на участках трубопроводов с компенсаторами необходимо исключить: нагрузки, приводящие к скручиванию компенсаторов, попадание искр и брызг на сильфоны компенсаторов при сварочных работах, механические повреждения сильфонов.

12.22. При наработке 500 циклов для компенсаторов КО-2 и КС-2 и 1000 циклов для сильфонных компенсаторов остальных типов необходимо:

при эксплуатации на пожаровзрывоопасных и токсичных средах заменить их новыми;

при эксплуатации на других средах техническому надзору предприятия принять решение о возможности их дальнейшей эксплуатации.

12.23. При установке компенсатора в паспорт трубопровода вносят следующие данные:

техническую характеристику, завод-изготовитель и год изготовления компенсатора;

расстояние между неподвижными опорами, необходимую компенсацию, предварительное растяжение;

температуру окружающего воздуха при монтаже компенсатора и дату.

 

НАДЗОР И ОБСЛУЖИВАНИЕ

 

13.1. Надежная безаварийная работа трубопровода и безопасность его эксплуатации должны обеспечиваться постоянным наблюдением за состоянием трубопровода и его деталей, своевременным ремонтом в объеме, определенном при осмотре и ревизии, и обновлением всех элементов трубопровода по мере износа и структурного изменения металла.

13.2. Приказом по предприятию в каждом цехе (на каждой установке, объекте) должно быть назначено лицо, ответственное за безопасную эксплуатацию трубопроводов из числа инженерно-технических работников, обслуживающих эти трубопроводы.

13.3. На технологические трубопроводы категорий I, II и III, а также на трубопроводы всех категорий, транспортирующих вещества при скорости коррозии более 0,5 мм/год, администрация предприятия должна составить паспорт установленного образца (см. приложение 1).

Перечень документов, прилагаемых к паспорту, указан в п.19.1.

Примечание. Для трубопроводов, на которые не распространяются требования п.13.3, на каждой установке необходимо завести эксплуатационный журнал, в котором должны регистрироваться даты проведенных ревизий и данные о ремонтах этих трубопроводов.

 

13.4. По каждой установке (цеху, производству) лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию трубопроводов, должен быть составлен перечень ответственных технологических трубопроводов, выполненный в двух экземплярах: один хранится у лица, ответственного за безопасную эксплуатацию трубопроводов, другой - в отделе технического надзора.

13.5. Технологические трубопроводы, работающие в водородосодержащих средах, необходимо периодически исследовать (металл труб) в соответствии с "Техническими указаниями - регламентом по эксплуатации оборудования установок каталитического риформинга и гидроочистки, работающего в водородосодержащих средах", разработанными НПО "Леннефтехим" и ВНИИнефтемашем (утверждены в 1983 г.).

13.6. Обслуживание технологических трубопроводов может быть поручено лицам, достигшим 18-летнего возраста, обученным по программе технического минимума, знающим их схему, и прошедшим проверку знаний по правилам техники безопасности.