Для соединения различных элементов систем контроля и автоматического регулирования (приборов и регуляторов, щитков питания с пускорегулирующей аппаратурой и электроприводами) применяют соединительные линии (гидравлические, пневматические, электрические), которые по своему назначению разделяются на следующие группы: импульсные, передающие импульсы измерений на расстояние; командные, передающие воздействие командных устройств на исполнительные механизмы; линии питания, подводящие энергию (жидкость, сжатый воздух, электрический ток) к потребителям;дренажные, через которые удаляется отработанная или излишняя жидкость, газ, воздух и др.
Все соединительные линии разделяются на трубные и электрические. Прокладку соединительных линий производят на основании рабочих чертежей проекта. Этими чертежами определяется направление линий (трассы проводок). В плане и в разрезах даются примерные координаты проводок, указываются диаметры труб, сечение кабелей, маркировка внешних соединений.
Способы монтажа, места крепления труб и кабелей, уклоны и т. п. частично приводятся в проектах на типовых нормалях, а в большинстве случаев монтажники выполняют на месте в технических условиях. К монтажу соединительных линий для обеспечения длительной и надежной работы предъявляются повышенные требования. Импульсные линии должны обеспечить свободное и быстрое (с наименьшим запаздыванием) прохождение импульса и должны иметь сопротивление в допустимых пределах.
В трубных импульсных линиях запаздывание может возрастать вследствие внутреннего загрязнения, воздушных мешков, водяных пробок, резких перегибов труб и др. Передача импульса давления в таких линиях замедляется или прекращается совершенно. В электрических соединительных линиях сопротивление может возрастать при нагревании проводов. В этом случае величина передаваемого электрического импульса уменьшается.
Необходимо обеспечить хорошую плотность соединения трубных линий для предупреждения искажения передаваемого импульса. Так, например, при передаче импульса давления неплотность линий приводит к заниженным, а при измерении разрежения — к завышенным показаниям прибора. В электрических линиях нужна хорошая изоляция проводов во избежание утечки электроэнергии и для получения за счет этого заниженных показаний.
Сортамент труб для соединительных линий выбирают в зависимости от давления, температуры и свойств среды, заполняющей трубы, а диаметр труб — в зависимости от длины линий. Для импульсных и командных соединительных линий, заполненных неагрессивной средой, применяют: трубы стальные водогазопроводные (газовые) — как обыкновенные, так и усиленные; трубы стальные бесшовные из углеродистых и легированных сталей; трубы красно-медные и латунные. Применение труб со стенками толщиной менее 1 мм запрещается. Красно-медные и латунные трубы применяют только в тех случаях, когда для заполняющей среды нельзя применять стальные трубы, а также при соединении приборов и регуляторов длиной не более 1,5 м.
Трубные проводки соединяют различными способами в зависимости от условий их работы. Во всех случаях обеспечивают достаточную герметичность и прочность соединений, чистоту внутреннего отверстия, а также легкую сборку и разборку соединений, если они не сварные.
Наибольшее распространение имеют соединения с помощью сварки и пайки, фитингов, фланцев и различных ниппелей. На прямом участке трубы сваривают встык или соединяют с помощью гладкой муфты, надеваемой на стык и привариваемой с обеих сторон к трубам газосваркой. Стыки труб, идущих пучком, располагают на расстоянии не менее 50 мм один от другого.
Трубные проводки прокладывают одной трубой или пучком, если их направления совпадают. Прокладывать трубы рекомендуется с наименьшим числом поворотов, без резких изгибов и при меньшей протяженности линий.
Трубы в зависимости от местных условий прокладывают по стенам, перекрытиям, металлическим и другим опорным конструкциям с защитой от механических повреждений, удобством обслуживания и ремонта при температуре окружающей среды от 5 до 60 °С, так как при температуре ниже нуля вода, находящаяся в трубах или выпадающая из газов (воздуха), замерзнет, а при высокой температуре будут искажаться показания приборов.
Трубные соединительные проводки не разрешается прокладывать рядом или близко к электрическим линиям. Расстояние между ними как при параллельном расположении, так и при пересечении должно быть не менее 200 мм. В каждом пучке трубы можно располагать в один или два ряда с расстоянием между рядами труб в пучке не менее 200 мм. Число труб в пучке зависит от условий прокладки их и обслуживания. Ширина пучка при двухрядном горизонтальном расположении труб не должна превышать 1200 мм, если обеспечен доступ к трубам с двух сторон; при отсутствии доступа с двух сторон — не более 600 мм для обслуживания с одной стороны. Все трубные проводки маркируют с помощью маркировочных поясков с номерами или другими обозначениями.
Трубные проводки от отдельных отборных устройств при монтаже необходимо сводить в пучки и блоки. При большом количестве и протяженности прокладка трубных проводок блоками дает большую экономию времени и затрат труда. Блочный способ трубных проводок дает возможность максимальной индустриализации трудоемких и значительных по объему монтажных работ. Трубные блоки, изготовленные в мастерских производственной базы, можно в короткие сроки собирать, закреплять и опробовать на месте монтажа. Расстояние между отдельными трубами выбирают с учетом облегчения монтажа и эксплуатации каждой трубной проводки.
Блоки трубных проводок с небольшим количеством труб, идущих из разных направлений, следует объединять в один блок, особенно трубы, проходящие через стены зданий и перекрытий из одного помещения в другое (рис. 9.5). В этих случаях необходимо делать плавные, большого радиуса изгибы каждой трубы, причем радиус изгиба всех труб, входящих в блок, должен быть одинаковым.
Рис. 9.5. Объединение двух трубных блоков в один при проходе через стену здания
Работа измерительных приборов зависит в основном от того, насколько правильно смонтированы соединительные импульсные проводки. Трубам необходимо придавать такой уклон, чтобы предупредить образование в них воздушных или газовых мешков и водяных пробок.
Импульсные трубы, заполняемые жидкостью, следует монтировать так, чтобы выделяющиеся пузырьки воздуха поступали обратно в резервуар или трубопровод. Если это выполнить невозможно, то в высшей точке трубной линии следует установить воздухосборник с вентилем для периодического удаления воздуха. В импульсных трубных проводках, заполняемых воздухом, выпадает влага, которая собирается в низких местах линии. Для периодического удаления конденсата в низшей точке линии устанавливают водосборники с кранами или вентилями.
При измерении расхода жидкостей для соединительных проводок применяют обычно стальные трубки диаметром 10—12 мм. При расположении дифманометра ниже сужающего органа (диафрагмы) соединительные линии монтируют так, как показано на рис. 9.6. Отбор перепада давления от сужающего устройства 4 производится по горизонтальной оси сечения трубопровода для предотвращения попадания в импульсные трубки 3 воздуха или твердых осадков. Импульсные линии отключают от сужающего устройства или прибора с помощью запорных вентилей 6.
В нижних точках соединительных линий устанавливают отстойные сосуды 2, в которых осаждаются твердые частицы, удаляемые с помощью вентилей 1. В вертикальных участках линий, идущих к прибору, возможно выделение пузырьков воздуха или газа. Поэтому в верхних точках этих участков устанавливают отводы с вентилями 7 для периодического выпуска воздуха. Соединительные линии прокладывают вертикально или с уклоном 1:10, обеспечивающим выход пузырьков воздуха в сторону от прибора (см. рис. 9.6).
При измерении расхода жидкости следует измерительный прибор устанавливать ниже сужающего устройства. При необходимости установки прибора выше сужающего органа соединительные линии ведут в соответствии с рис. 9.7. Перепад давления отбирают по горизонтальной оси трубопровода с направлением линий отбора вертикально вниз. В низших точках линий устанавливают отстойные сосуды 2 с вентилями /, а в самых верхних точках — воздухосборники 9 с вентилями 10 для выпуска воздуха. Уклоном линий обеспечивают удаление пузырьков газа или воздуха из системы в сторону от прибора 7.
При измерении расхода воды с температурой более 70 °С рекомендуется устанавливать сосуды для ее охлаждения, так как попадание горячей воды в соединительные линии повлияет на точность измерений. В соединительной линии при измерении расхода агрессивных жидкостей, разрушающих внутренние части приборов, или вязких жидкостей устанавливают разделительные сосуды.
По окончании монтажа все трубные проводки, работающие под давлением или разрежением, испытывают на прочность
Рис. 9.6. Схема соединительных линий при измерении расхода неагрессивных жидкостей. Дифманометр расположен ниже
сужающего устройства:
1 — продувочные вентили; 2 — отстойные сосуды; 3 — импульсные соединительные линии; 4 — сужающее устройство; 5 — трубопровод; 6 — запорные вентили; 7 — вентили для выпуска воздуха;
8 — уравнительный вентиль; 9 — дифманометр
Рис. 9.7. Схема соединительных линий при измерении расхода неагрессивных жидкостей. Дифманометррасположен выше сужающего
устройства:
1, 10 — продувочные вентили; 2 — отстойные сосуды; 3 — запорные вентили; 4 — трубопровод; 5 — сужающее устройство; 6 — импульсные соединительные линии; 7 — дифманометр; 8 — уравнительный вентиль;
9 — воздухосборники
и плотность. До испытаний трубы надежно закрепляют. Перед испытанием трубопроводы отключают от приборов и различной аппаратуры, через открытые запорные вентили, пробки трубопроводы продувают сжатым воздухом и легко обстукивают, особенно в местах сварки и изгибов.
Трубопроводы, работающие под давлением более 0, 7 кгс/см2, испытывают на прочность. Вначале выбирают пробное давление, которое создают с помощью воды, и его выдерживают в течение 30 с. При неудовлетворительных результатах устраняют обнаруженные дефекты и трубопроводы испытывают снова.
Трубные линии на плотность испытывают пробным давлением, определяемым в соответствии с ГОСТами. Трубные линии, работающие при давлении до 0,7 кгс/см2 и температуре не более 100 °С, испытывают опрессовкой сжатым воздухом. Остальные трубные линии испытывают гидравлической опрессовкой в течение 10 мин. Спад давления при испытании допускается не более 3% от пробного давления в течение 10 мин. Результаты испытаний трубных линий на прочность и плотность оформляются двухсторонними актами.
Электрические проводки по назначению разделяются на измерительные, командные и линии питания. К измерительным проводкам относятся: импульсные цепи, соединяющие первичные устройства с вторичными приборами; проводки постоянного тока; проводки индукционной системы, работающие на переменном электрическом токе 127 В.
Командные проводки соединяют командные приборы и устройства с исполнительными механизмами и сигнальными устройствами. Линии питания соединяют щитки питания или питающие устройства с источниками питания: электродвигателями приборов, трансформаторами и т. п.
При прокладке электрических проводок повышенные требования предъявляются к измерительным линиям, так как несоблюдение технических условий приводит к понижению точности показаний, а часто и к нарушению работы измерительной схемы в целом. Электрические проводки надо прокладывать меньшей протяженностью и с наименьшим числом изгибов. Следует избегать взаимных пересечений электрических поводок, обеспечивать надежную защиту их от механических повреждений, а также от вредного влияния повышенной температуры, влаги, агрессивных газов и пыли. Максимальная температура окружающей среды для проводов с резиновой изоляцией допускается +65 °С, с бумажной изоляцией +80 °С и с асбестовой изоляцией +125 °С. Провода с полихлорвиниловои изоляцией применяют при температуре окружающей среды от —40 до +50 °С. Прокладывать эти провода следует при температуре не ниже —15 °С.
Электрические проводки прокладывают двумя способами: открытым (по металлическим конструкциям, под перекрытиями по стенам и т. п.) и закрытым (провода и кабели прокладывают в защитных трубах, которые укладывают в бетонные перекрытия или заделывают в стены).
Провода пирометрических цепей нельзя прокладывать вместе с другими электрическими линиями. Провода измерительных цепей с напряжением от 2 до 24 В прокладывают также отдельно от командных и питающих линий с напряжением более 24 В. Провода измерительных потенциометрических цепей всегда прокладывают отдельно от других проводов, не допускается их прокладка параллельно сильноточным проводам.
Для измерительных цепей сечение жил проводов определяют из расчета максимально допустимого сопротивления линии. При прокладке этих проводов в стальных защитных трубах сечение жил проводов и кабелей допускается не менее 1, 5 мм2. Сечение жил для командных цепей и линий питания определяют из расчета величины длительно допустимых нагрузок.
Соединительные линии следует прокладывать с учетом взаимного расположения дифманометра и сужающего устройства, расстояния между ними, свойств измеряемой жидкости.
Недопустимо наличие участков, в которых могли бы скапливаться воздух, газы или конденсат. В связи с этим соединительные линии должны быть проложены по кратчайшему расстоянию вертикально или с уклоном к горизонтали не менее 1:10 с тем, чтобы пузырьки газа могли подняться к газосборникам, а конденсат и твердые отложения отводились в ловушки или отстойники.
Внутренний диаметр соединительных линий должен быть не менее 8 мм, их выполняют герметичными, а их изгибы — плавными.
Обе трубки надо располагать близко друг к другу во избежание их неодинакового нагрева или охлаждения, так как это может привести к дополнительной погрешности измерения. Если имеется вероятность нагрева или охлаждения трубок, их следует совместно изолировать. Если есть опасность замерзания воды в соединительных трубках, необходимо обеспечить их равномерный обогрев, при этом должна быть предотвращена возможность испарения воды в трубках.
С обоих концов каждой соединительной трубки должны находиться запорные элементы. Рекомендуется устанавливать прямоточные вентили с условным проходом, равным внутреннему диаметру соединительных линий.
Установка вентилей в трубках, соединяющих уравнительные сосуды с сужающим устройством, не допускается.
5.9. Схема установки для измерения расходов пара: дифманометррасположен ниже диафрагмы (а) и выше диафрагмы (б)
При измерении расхода пара дифманометр следует располагать ниже сужающего устройства и уравнительных конденсационных сосудов для удаления воздуха из соединительных линий (рис. 5.9, а).
Допускается дифманохметр вмонтировать выше сужающего устройства (рис. 5.9, б), но в верхней точке соединительных линий в этом случае необходимо устанавливать газосборники.
5.10. Схема установки для измерения расхода жидкости
При измерении расхода воды и неагрессивных жидкостей дифманометр рекомендуется располагать ниже сужающего устройства. Если дифманометр нужно установить выше сужающего устройства, то в верхних точках системы помещают газосборники, которые необходимы также в тех случаях, когда неосуществим односторонний уклон линий.
Для горизонтальных и наклонных трубопроводов соединительные линии подключают к нижней половине сужающего устройства.
Перед дифманометром рекомендуется устанавливать отстойные сосуды (рис. 5. 10). Установка сосудов обязательна, если из измеряемой жидкости выпадает осадок.
При измерении расхода газа дифманометр рекомендуется устанавливать выше сужающего устройства.
Если односторонний уклон линий неосуществим или дифманометр установлен ниже сужающего устройства, то в низших точках линий должны быть помещены отстойные сосуды для сбора и удаления конденсата.
Для горизонтальных и наклонных трубопроводов соединительные линии должны подключаться к верхней половине сужающего устройства.
Вспомогательные и соединительные устройства расходомеров переменного перепада давления:
· Уравнительные конденсационные сосуды
· Уравнительные сосуды
· Разделительные сосуды
· Соединительные линии