Технология монтажа трубопроводов.
Общие сведения о трубопроводах.
Трубопроводами называются устройства, которые служат для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих веществ. Трубопроводы состоят из плотно соединённых между собой прямых участков труб, деталей, запорно-регулирующей арматуры, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики, опор и подвесок, крепежа, прокладок и уплотнений, а также материалов, применяемых для тепловой и антикоррозионной изоляции.
К технологическим трубопроводам относятся все трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируются: сырьё, полуфабрикаты и готовые продукты; пар, вода, топливо, реагенты; отходы производства и др.
Технологические трубопроводы работают в сложных условиях. В процессе работы отдельные части трубопровода находятся под давлением транспортируемого продукта, которое может быть от 0,01 до 2500кгс/см2 и выше, под воздействием температур в пределах от –170 до +700оС и более, под постоянной нагрузкой от массы труб и деталей, нагрузок теплового удлинения, вибрационных, ветровых и давления грунта.
Кроме того, в элементах трубопровода могут возникать периодические нагрузки от неравномерного нагрева, защемления подвижных опор и чрезмерного трения в них.
Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов определяется:
· характером и степенью агрессивности транспортируемых продуктов (вода, нефть, пар, газ, спирты, кислоты, щелочи и др.);
· конфигурацией обвязки аппаратов и оборудования, большим количеством разъёмных и неразъёмных соединений, трубопроводов, компенсаторов, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики и опорных конструкций;
· расположением трубопроводов в траншеях, каналах, лотках, на стойках, эстакадах, этажерках, на технологическом оборудовании, а также на разных высотах и часто в условиях, неудобных для производства работ.
По территориальному признаку технологические трубопроводы разделяют на внутрицеховые, соединяющие отдельные аппараты и машины в пределах одной технологической установки или цеха и размещённые внутри здания или на открытой площадке, межцеховые, соединяющие отдельные технологические установки и цехи.
Успешное и качественное выполнение монтажных работ зависит от своевременной подготовки производства. При монтаже трубопроводов необходимо строго соблюдать технические условия и правила производства работ, тщательно контролировать качество поступающих на монтаж труб, деталей и узлов трубопроводов, арматуры и других материалов.
Технология монтажа внутрицеховых трубопроводов.
Внутрицеховые трубопроводы имеют сложную конфигурацию с большим количеством деталей, арматуры и сварных соединений. На каждые 100м длины таких трубопроводов приходится выполнять до 80 – 120 сварных стыков.
Монтаж технологических трубопроводов необходимо выполнять индустриальным методом.
Такой метод предопределяет, что на монтажную площадку элементы, узлы и отдельные законченные линии трубопроводов, а также опорные конструкции, опоры, подвески и другие средства крепления поступают от заводов или трубозаготовительных мастерских с максимальной степенью заводской готовности.
Способ монтажа внутрицеховых трубопроводов выбирают в зависимости от конкретных условий и наличия грузоподъёмных и такелажных средств.
Линии и участки трубопроводов сложной конфигурации, с условным проходом более 50мм, как правило, монтируют из узлов, заранее изготовленных в трубозаготовительных цехах. Прямолинейные участки трубопроводов с условным проходом более 50мм монтируют как из заранее собранных и сваренных секций длиной 24–36м, так и из отдельных труб. Трубопроводы диаметром менее 50мм в основном собирают на месте монтажа.
Трубопроводы условным диаметром 50мм и более монтируют по месту из отдельных труб и деталей только в исключительных случаях.
Технологическая последовательность монтажа внутрицеховых трубопроводов следующая:
· собирают и устанавливают леса и подмости;
· подвозят и разгружают на площадке для укрупнительной сборки узлы и детали трубопроводов, трубы, принимают их и комплектуют линии трубопроводов, размечают места прокладки трубопроводов, устанавливают проектные опорные конструкции и подвески, производят расконсервацию деталей и присоединительных концов труб и узлов;
· производят укрупнительную сборку узлов, труб и деталей трубопроводов в монтажные блоки, поднимают и устанавливают в проектное положение арматуру, измерительные диафрагмы и сопла, которые не вошли в состав узлов и блоков, выверяют и закрепляют их;
· собирают фланцевые соединения, подготовляют у сварке монтажные стыки и сваривают их;
· в зависимости от марки стали труб производят по заданному режиму термическую обработку монтажных сварных стыков;
· проверяют надёжность закрепления трубопровода в неподвижных опорах, правильность установки опор и подвесок, отсутствие защемлений труб в местах прохода их через междуэтажные перекрытия и стены, а также в опорах и опорных конструкциях;
· монтируют дренажи, продувки и воздушники на трубопроводах;
· производят гидравлическое или пневматическое испытание трубопроводов;
· при необходимости производят все исправления.
В процессе пуско-наладочных работ промывают и продувают трубопроводы.
Широко применяют метод крупноблочного монтажа конструкций, оборудования и трубопроводов. В цехах и заводах монтажных организаций собирают обвязочные трубопроводы вместе с оборудованием в транспортабельные комплексные блоки, которые доставляются на месте монтажа. В отдельных случаях такие блоки собирают на площадках для укрупнительной сборки.
Значительное сокращение сроков монтажа объектов и повышение производительности труда на монтажной площадке достигается при переходе на сооружение промышленных объектов из монтажных блоков заводского изготовления.
Монтажный блок (в отличие от технологических блоков или блоков, собираемых при укрупнительной сборке узлов) представляет собой часть технологической установки, собранную на жестком постоянном основании (раме) или аппарате, которая служит, состоит из одной или нескольких единиц оборудования, обвязочных трубопроводов с арматурой, коммуникаций, приборов контроля, автоматики и управления, испытанных на месте изготовления и поступающих на монтажную площадку в готовом виде, не требующем разборки перед вводом в эксплуатацию.
Допускаемые габариты таких блоков зависят от условий их транспортирования железнодорожным, водным или автомобильным транспортом. Масса блоков определяется возможностью их разгрузки и установки наиболее распространёнными кранами и достигает 30–35т.
Применение монтажных блоков, смонтированных на жестких рамах, позволяет во многих случаях устанавливать их без фундаментов непосредственно на бетонное основание, с креплением сомоанкерующимися болтами.
Изготовляют и поставляют монтажные блоки только в тех случаях, когда это предусмотрено технологическим проектом установки объекта. При этом следует применять новые проектно-компоновочные решения установок.
1.3. Технология монтажа межцеховых трубопроводов.
Межцеховые трубопроводы характеризуются довольно прямыми участками (длиной до нескольких сот метров) со сравнительно небольшим количеством деталей, арматуры и сварных соединений.
Межцеховые трубопроводы прокладывают надземным или подземным способами. Способ прокладки определяется проектной организацией.
В пределах границы промышленного предприятия прокладку межцеховых трубопроводов и паропроводов проектируют преимущественно над землей.
Надземным способом межцеховые трубопроводы прокладывают, как правило, на эстакадах: отдельно стоящих стойках (рис.1,а); балочных одноярусных эстакадах, в которых трубопроводы прокладывают по поперечным траверсам, опирающимся на балки (рис.1,б); балочных двухъярусных эстакадах, в которых трубопроводы прокладывают по поперечным траверсам, опирающимся на балки или стойки эстакады (рис.1,в); многоярусных эстакадах с пролетными строениями ферменного типа (рис.1,г), а также на низких опорах, шпалах и др.
Для обеспечения свободного проезда внутризаводского транспорта и беспрепятственного прохода людей минимальная высота до низа трубопроводов или пролетных строений высоких эстакад на территории предприятия должна быть: над внутризаводскими железнодорожными путями (от головки рельсов) – 5,5м и над пешеходными проходами – 2,2м.
Высоту от уровня земли до низа труб (или поверхности их изоляции), прокладываемых на низких опорах, принимают с учетом возможности производства ремонтных работ, но не менее: при ширине группы труб до 1,5м–0,35м, при ширине 1,5м и более -0,5м. при пересечении с внутризаводскими дорогами такие трубопроводы должны быть подняты и уложены на эстакады или опоры или проложены под дорогами в патронах или лотках с устройством дренажа в низших точках. Трубопроводы на низких опорах прокладывают в один ряд по вертикали. В местах прохода обслуживающего персонала через трубопроводы предусматривают переходные площадки или мостики.
В целях использования несущей способности трубопроводов, прокладываемых на стройках, к ним крепят трубопроводы меньших диаметров (с обязательной проверкой расчетом труб большого диаметра на допускаемый прогиб). Такой способ закрепления не допускается на трубопроводах: транспортирующих высокоагрессивные, ядовитые, токсичные вещества и сжиженные газы; работающих под давлением от 64 кгс/см2 и более, транспортирующих продукты с температурой выше 300оС.
При многоярусном расположении трубопроводов на верхнем ярусе эстакад или опор размещают трубопроводы больших диаметров, транспортирующие горючие и инертные газы, а также пар.
Трубопроводы, транспортирующие кислоты и другие высокоагрессивные жидкости, располагают обычно ниже всех остальных трубопроводов.
Межцеховые трубопроводы прокладывают также в открытых лотках.
Открытые лотки имеют ширину 5–6м и глубину до 0,5м. трубопроводы в них укладывают на железобетонных шпалах по дну в один ряд.
Чтобы можно было выполнять монтажные и ремонтные работы, лотки прокладывают вдоль внутризаводской дороги с одной или двух сторон. Основание дороги приподнимают на 0,7–0,8м над уровнем земли, что позволяет при пересечении лотков с другими дорогами и проходами устраивать переезды и переходные площадки.
Такой способ прокладки снижает стоимость монтажных и ремонтных работ, а также улучшает условия эксплуатации трубопроводов.
Трубопроводы в открытых траншеях (незасыпаемая траншея) обычно прокладывают в районах с расчётной зимней температурой –10оС и выше при наличии свободной территории и благоприятного рельефа местности, а также минимального количества пересечений с каналами, подземными инженерными коммуникациями (канализацией, водопроводом) и дорогами.
При подземном способе трубопроводы прокладывают в проходных, полупроходных и непроходных подземных каналах, непосредственно в грунте (бесканальная прокладка).
Подземную прокладку технологических трубопроводов на территории промышленных предприятий, особенно в непроходных подземных каналах допускаю в тех случаях, когда сооружение надземных эстакад экономически нецелесообразно или практически неосуществимо. Подземная бесканальная прокладка газопроводов для горючих и сжиженных газов, а также прокладка их в подземных непроходных каналах не разрешается.
Проходные каналы (рис.2,а) выполняют из сборных железобетонных конструкций, защищённых от грунтовых вод. Ширина прохода в канале должна быть не менее 0,8м (считая от наружной поверхности термоизоляции труб), а высота – не менее 2м. Ширина канала не должны затруднять обслуживание устанавливаемой арматуры. Для входа и выхода из проходного канала устраивают люки. Расстояние между люками принимается не более 300м.
Внутри канала оборудуют освещение с пониженным напряжением сети, вентиляцию и телефонную связь; у каждого люка устанавливают лестницу.
Полупроходные каналы (ширина 2500м, высота до 1600мм) применяют для прокладки тепловых сетей, а также трубопроводов под многоколейными железнодорожными путями или шоссейными дорогами.
Непроходные подземные каналы (рис.2,б) (ширина 900–2000мм, высота 400–1100мм) можно использовать для прокладки паропроводов (за исключением паропроводов I категории), теплопроводов, конденсатопроводов, трубопроводов для вязких, застывающих, замерзающих и других невзрывоопасных продуктов. В низших непроходных каналах предусматривают дренажные камеры.
Арматуру на узлах трубопроводов устанавливаемых в непроходных каналах, размещают группами в колодцах, которые отделяют глухими стенами от каналов с трубами.
Бесканальную прокладку трубопроводов в траншеях обычно выполняют в сухих грунтах при наличии плотного основания под трубы, укладываемые на глубине не менее 0,8м от их верха.
Трубопроводы с замерзающими продуктами прокладывают на 0,1м ниже глубины промерзания грунта (до верха трубы).
В пределах границы промышленных предприятий бесканальная прокладка разрешена для трубопроводов, транспортирующих негорючие газы, жидкость и пар.
Бесканальная прокладка трубопроводов в агрессивных и просадочных грунтах не разрешается.
При пересечениях с внутризаводскими железнодорожными путями, автомобильными дорогами и проездами подземные трубопроводы устанавливают в защитных патронах (футлярах) из стальных труб большого диаметра. При таких пересечениях глубина заложения подземных трубопроводов от подошвы шпалы или поверхности дорожного покрытия до верха защитного патрона трубопровода должны быть не менее 1м.
Для значительного ускорения монтажа, повышения его качества и снижения стоимости независимо от применяемого способа прокладки межцеховые трубопроводы, как правило, монтируют из готовых прямолинейных секций длиной от 24 до 40м, централизованно изготовленных на специальных установках. Соединяют трубы в секции автоматической и полуавтоматической сваркой. Длина секции зависит от диаметра трубопровода, наличия подъёмно-транспортных механизмов, условий транспортирования и местных условий производства работ.
Межцеховые трубопроводы обычно собирают на сварных соединениях. Фланцевые или муфтовые соединения применяют только для присоединения с арматурой и для трубопроводов специального назначения. Длина прямых участков межцеховых трубопроводов определяется расстоянием между компенсаторами; при надземной прокладке она колеблется в пределах от 50 до 100м.