Назначение и классификация трубопроводов.

Трубопроводами называются устройства, по которым транспортируются жидкие, газообразные и сыпучие вещества.

По трубопроводам котельных установок транспортируются топливо (газ, мазут и т.д.), вода для питания котлов отопления, реагенты для химической очистки воды, вода для отопления под давлением и нагретая выше 100 °С, пар под различным давлением и различной температуры для технологических нужд. Трубопроводы котельных установок малой и средней мощности работают под различным избыточным давлением при температуре транспортируемого продукта до 450 °С. Часть трубопроводов работает под разрежением.

В зависимости от условий работы и назначения трубопроводы классифицируют по давлению:

безнапорные, работающие без избыточного давления; низкого давления, работающие под давлением от 0,1 до 1,6 МПа; среднего давления, работающие под давлением от 1,6 до 10 МПа; высокого давления, работающие под давлением более 10 МПа; вакуумные, работающие под давлением ниже 0,1 МПа;

по температуре транспортируемого вещества:

нормальные, температура продукта от 1 до 50 °С; горячие, температура продукта выше 50 °С;

по роду транспортируемого вещества:

газопроводы, водопроводы, паропроводы, кислотопроводы, щелочепроводы, маслопроводы, нефтепроводы и т.д.;

по месторасположению: межцеховые, соединяющие отдельные технологические установки; внутрицеховые, оединяющие отдельные аппараты и машины в пределах одной установки или цеха.

Транспортируемые по трубопроводу вещества по степени агрессивности разделяются на неагрессивные и агрессивные, вызывающие коррозию металла. Для трубопроводов, транспортирующих агрессивные продукты, применяют трубы из легированных (нержавеющих) сталей, неметаллических материалов и углеродистых сталей, защищенных изнутри коррозионно-стойкими покрытиями.

Трубопроводы, транспортирующие водяной пар рабочим давлением более 0,07 МПа, горячую воду температурой свыше 115 °С, в соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды”, разделяют на четыре категории (табл.1). Эти правила определяют требования к устройству, изготовлению, монтажу, эксплуатации и освидетельствованию трубопроводов.

Правила Госгортехнадзора не распространяются на трубопроводы 1-й категории с наружным диаметром менее 51 мм и трубопроводы прочих категорий с наружным диаметром менее 76 мм, на трубопроводы в пределах парового котла – до задвижки на котле, а также на временные трубопроводы со сроком службы до одного года.

Качество и характеристики материалов, из которых изготовлены трубопроводы, должны быть подтверждены заводом-поставщиком соответствующими сертификатами или паспортами.

Установленные в котельной трубопроводы окрашивают по всей длине в зависимости от транспортируемого продукта в соответствующий цвет, который определен правилами Госгортехнадзора. Например, трубопроводы, транспортирующие пар, окрашивают в красный цвет, питательную воду – в зеленый, техническую воду – в черный, газ – в желтый.

Основные геометрические характеристики трубопровода: наружный диаметр Dн и толщина стенки S труб, из которых он изготовлен. Между наружным и внутренним диаметрами труб существует следующая зависимость:

Dвн=Dн-2S

Для объединения труб, арматуры и соединительных деталей с различными геометрическими характеристиками в одну линию трубопровода вводят понятие условного прохода Pу. Под условным проходом труб, арматуры, соединительных частей понимают номинальный внутренний диаметр. Установлен следующий унифицированный ряд условных проходов: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 мм и т.д.

Механические свойства металла труб, соединительных частей и арматуры с повышением температуры изменяются. Для увязки температуры и давления среды, протекающей по трубопроводу, вводится понятие условного давления.

Условным называется давление Ру, на которое рассчитаны трубы, арматура или соединительные детали трубопровода при температуре транспортируемого продукта от 0 до 120 °С, условно принятое за основное при определении допускаемых наибольших рабочих давлений. ГОСТ 356-80 устанавливает следующий унифицированный ряд условных давлений в МПа (кгс/см кв): 0,1 (1,0); 0,16 (1,6); 0,25 (2,5); 0,4 (4,0); 0,63 (6,3); 1,0 (10); 1,6 (16); 2,5 (25); 4,0 (40); 6,3 (63); 10 (100); 12,5 (125); 16 (160); 20 (200) и т.д.

Рабочим давлением Рраб называется наибольшее (фактическое) давление транспортируемого вещества в трубопроводе при его эксплуатации. Для труб, арматуры и соединительных деталей из углеродистой стали при температуре продукта от 0 до 120 °С условное давление равно рабочему (Ру=Рраб). При более высоких температурах рабочее давление принимают меньше условного (Ру<Рраб). Пробным Рпр называется избыточное давление, которым трубы, арматуру и соединительные детали трубопроводов испытывают на прочность и плотность. Гидравлические испытания пробным давлением необходимы для проверки надежности работы трубопровода. Пробное давление всегда выше рабочего в 1,25…1,5 раза.