Трубопроводы и арматура

Трубопроводы. В аммиачных и крупных фреоновых установках применяют стальные бесшовные холоднотянутые трубы диаметром до 50 мм и горячекатаные трубы диаметром 57 мм и выше. В малых фреоновых машинах применяют медные трубы внутренним диаметром от 3 до 20 мм. Трубопроводы для воды и рассола выполняют из сварных газовых и бесшовных труб.

Площадь проходного сечения трубы F_Tp = пd²/4 (где d — внутренний диаметр трубы) определяется отношением расхода жидкости или пара V (в м³/c) к скорости движения w (в м/с): F_Tp = V/w.

Во всасывающих трубопроводах рекомендуемые скорости пара фреона — от 8 до 15 м/с, аммиака — от 10 до 20 м/с. В нагнетательных линиях скорость пара фреона 10—18 м/с, аммиака — 12—25 м/с, в жидкостных линиях скорость фреона и аммиака — от 0,5 до 1 м/с, в рассольных и водяных трубопроводах скорость движения среды — от 1 до 1,5 м/с.

Запорные и регулирующие вентили.

Вентили на аппаратах и трубопроводах служат для перекрытия прохода жидкости или газа, а также для регулирования их расхода. Запорные вентили имеют корпус, во внутренней перегородке которого имеется проходное отверстие. При вращении шпинделя клапан прижимается к седлу вокруг отверстия, перекрывая проход хладагента.

Клапан фланцевого аммиачного вентиля имеет кольцевой баббитовый поясок; седлом служит конусный кольцевой выступ на корпусе. Сальник выполнен из мягкой асбестовой или хлопчатобумажной набивки, пропитанной порошком графита со свинцом марки 15ЕС. Уплотнение достигается нажатием буксы.

Уплотнением фреоновых угловых вентилей служит мембрана. На малых фреоновых компрессорах всасывающий и нагнетательный вентили двухходовые. Пар из испарителя поступает в штуцер и через отверстие в корпусе направляется в компрессор. В рабочем положении шпиндель вывертывают влево (против часовой стрелки) до отказа, а затем делают один оборот по часовой стрелке. При этом основной проход (в компрессор) открыт полностью, а проход на тройник имеет маленькую кольцевую полоску между левым конусом клапана и корпусом. При необходимости установить манометр или подсоединить к тройнику реле давления шпиндель поворачивают до отказа. Колпачок с медной прокладкой дополнительно обеспечивает плотность после установки вентиля. Гайкой с медной заглушкой можно закрыть тройник после отсоединения манометра.

Регулирующие вентили отличаются от запорных плавным и медленным открытием проходного сечения. Клапан обычно имеет форму острого конуса.

Вентили-задвижки для воды и рассола применяют для больших проходных сечений (более 50 мм). Клапан у них состоит из двух плоских дисков (щек), которые клином раздаются в стороны и прижимаются своими бронзовыми кольцами к двум боковым седлам.

Предохранительные и обратные клапаны.

Предохранительные клапаныустанавливают на больших конденсаторах, ресиверах и других аппаратах для защиты от опасного давления. При предельно допустимом давлении они открываются, выпуская пары хладагента в аппарат с более низким давлением или в атмосферу. К штуцеру аппарата их присоединяют без запорного вентиля. На крупных аппаратах ставят по два предохранительных клапана с одним двухходовым вентилем. При ремонте одного из клапанов другой всегда остается под давлением.

В аппаратах, заполненных аммиаком, R22 и R12, предохранительные клапаны должны открываться при избыточном давлении 18-10⁵ Па на нагнетательной стороне и 12-10⁵ Па— на всасывающей. Регулирование клапана на заданное давление осуществляется натяжением пружины, гайкой. После регулирования клапаны пломбируют.

Обратные клапаны OK устанавливают на вертикальном участке нагнетательного трубопровода (между компрессором и конденсатором). На крупных аммиачных установках (где более 60 кг аммиака) он предназначен для предотвращения обратного потока аммиака из конденсатора в случае остановки или аварии компрессора. В отличие от предохранительных обратные клапаны должны открываться при минимальной разности давлений. Поэтому пружина клапана очень мягкая. Однако при этом пульсация давления может вызвать удары клапана о седло и ограничитель, что создает стук.

Во избежание этого предусмотрено демпфирующее устройство. При движении клапана вверх поршень демпфера перекрывает отверстия в нижней части цилиндра и сжимает оставшийся в цилиндре пар, который тормозит дальнейшее движение поршня вверх. При движении поршня вниз отверстие открывается, пар из цилиндра выходит, и посадка осуществляется только под действием сил упругости пружины и веса поршня.

Монтаж трубопроводов

В холодильных установках приходится иметь дело с трубопроводами для различных хладагентов, хладоносителей, масел и воды.

В малых фреоновых установках трубопроводы медные (марки МЗ). Чтобы трубы были пластичными, их отжигают, Кроме того, трубы осветляют, промывают от загрязнений и тщательно высушивают. Концы отрезков труб сплющивают или заглушают пробками, чтобы в них не конденсировалась влага.

Аммиачные трубопроводы диаметром до 20 мм — стальные бесшовные холоднотянутые или холоднокатаные. При больших диаметрах применяют бесшовные горячекатаные или электросварные трубы со спиральным швом.

Для рассола применяют газовые стальные трубы.

Для воды при прокладке в помещении используют стальные газовые трубы с диаметром до 50 мм и бесшовные — более 50 мм. При прокладке в земле применяют чугунные или стальные трубы с антикоррозионным покрытием.

Монтаж медных трубопроводов начинают с прокладки всасывающего трубопровода самого большого диаметра как более жесткого. Трубопроводы прокладывают по трассе, указанной в проекте с учетом заводской схемы холодильной машины. Конфигурация трубопроводов непосредственно влияет на работу различных узлов системы. Меньший диаметр, излишняя длина вызовут повышенное гидравлическое сопротивление, что снизит производительность холодильной машины. Неправильный уклон трубопроводов ухудшит циркуляцию и возврат масла в компрессор.

Разметка.

При разметке следует помнить: участки трубопроводов должны быть или вертикальными, или горизонтальными, с обеспечением проектных уклонов. Горизонтальные участки всасывающего фреонового трубопровода выполняют с уклоном 1 : 50 в сторону компрессора для облегчения возврата в него масла. Если при необходимости требуется расположить участок всасывающего трубопровода с движением хладагента вверх, то перед ним следует сделать маслоподъемную петлю-сифон. Накапливаясь в петле, масло закрывает большую часть прохода трубки и после этого проталкивается за счет разности давлений до и после образовавшейся масляной пробки на высоту до 3 м. При отсутствии петли пробки будут образовываться на протяженных горизонтальных участках трубопровода. Объемы пробок будут большими, попадание их а компрессор вызовет поломку клапанов из-за гидравлического удара.

Жидкостные трубопроводы прокладывают параллельно всасывающим. Всасывающие и жидкостные трубопроводы следует плотно прижимать друг к другу, в результате чего всасываемый пар перегревается, а жидкий хладагент переохлаждается.

Опоры.

После нанесения осей трубопроводов размечают места установки опор под трубопроводы. Медные трубопроводы крепят на пластмассовых колодках с шагом 1,3—1,5 м. Колодки не только обеспечивают плотный контакт всасывающего и нагнетательного трубопроводов, но и позволяют прокладывать всасывающий, холодный трубопровод, на котором осаждается влага, на некотором расстоянии от стены предохраняя ее от отсырения. По разметке отрезкам труб придают соответствующую конфигурацию, изгибая их под нужными углами и на определенных расстояниях.

Гнутье труб.

Трубы диаметром до 12 мм гнут вручную, а свыше 12 мм с помощью трубогибов или пружин из стальной проволоки диаметром 3—3,5 мм с шагом витков не более 4 мм. Если пружину надевают на трубу, то внутренний диаметр пружины на 1 мм больше наружного диаметра изгибаемой трубы. Минимальный радиус изгиба составляет три диаметра. С помощью трубогиба можно изогнуть трубу на угол до 240°. Конец трубы заводят через вырез крюка в свободное пространство между обоймой и вращающимся роликом. Обойма неподвижна. Поворачивая ручку скобы, перемещают ролик, который изгибает трубу, укладывая ее в канавку обоймы.

Резка труб.

Для резки медных труб используют труборез или обычную ножовку. Трубу укладывают на направляющие ролики трубореза и, вращая маховик, поджимают к ней режущий диск, вращающийся на оси. Когда режущий диск коснется трубы, маховик не должен быть повернут более чем на пол-оборота. Надо сделать полный оборот трубореза вокруг трубы, затем снова затянуть маховик не более чем на пол-оборота. При чрезмерной затяжке, диск сплющит трубу.

Соединение трубопроводов.

Подготовленные отрезки трубопроводов устанавливают на опорах и соединяют между собой. Соединения бывают неразъемные и разъемные,

Неразъемные соединения бывают обычно паяные или сварные. Спаивают медные трубы твердыми припоями ПМЦ-54 или медно-фосфористым МФ-3. При пайке припоем ПМЦ-54 конец одной из труб развальцовывают, то есть увеличивают в диаметре. Длина раструба 10—12 мм. Раструб делают с помощью конусной стальной оправки, забивая ее в трубку до получения необходимого размера, или методом разбортовки, применяя вместо бортовочного конуса специальные сменные пуансоны-расширители. Конец трубки без раструба зачищают снаружи стеклянной бумагой или наждачной шкуркой по длине 10—15 мм, смазывают бескислотным флюсом и вставляют в раструб второй трубки до упора. Место пайки нагревают пропановой лампой до светлой окраски с малиновым оттенком (около 800 °С), а затем в пламя горелки помещают припой.

Соединяют отрезки трубопроводов также посредством муфт. Медная муфта имеет длину, равную двум-трем диаметрам трубы, а внутренний диаметр на 0,4—0,5 мм больше наружного диаметра соединяемых труб. Для соединения труб под углом 90Q можно использовать стандартные угольники из медной трубы.

При пайке медных трубок медно-фосфористым припоем не требуется применять флюсы, так как припой является самофлюсирующимся. Однако при использовании медно-фосфористого припоя для пайки труб из медных сплавов применение флюса обязательно. Наиболее надежна пайка трубопроводов латунью ЛО-60-1, ЛО-62-1 или бессеребряными припоями П29-76, ПМРСб-0,15, ПМРОЦрб-4-0,03 с помощью газовой горелки.

Разъемные соединения разделяются на штуцерные с отбортованной трубкой и фланцевые. С вентилями на аппаратах холодильной машины трубы соединяют с помощью отбортовки. Если конец трубы заплющен, то его отрезают труборезом. Кромка трубы должна быть перпендикулярна ее оси. На трубку надевают накидную гайку, конец трубы разбортовывают с помощью бортовки. Труба вставляется в разбортовочный блок матриц так, чтобы кромка ее выступала на 1/8.

Борт трубы укладывается на конус штуцера и поджимается накидной гайкой. Уплотнение соединения происходит за счет пластической деформации медного борта от усилия нажима гайки. Чтобы избежать конденсации, замерзания влаги и разрыва накидных гаек, кольцевые полости между накидными гайками и трубопроводами на участках, где во время работы холодильной машины температура может быть ниже 0°С, заполняют смесью свинцовых белил с олифой; свинцового глета с глицерином или техническим вазелином.

При нагреве труб могут возникнуть предельные напряжения. Для компенсации деформации вследствие теплового удлинения труб предусматривают на трубах петли или дополнительные изгибы.

Монтаж стальных трубопроводов.

Заготовки, элементы, узлы и блоки трубопроводов поступают на монтажную площадку из заготовительных цехов монтажных предприятий, которые оснащены специальным оборудованием и приспособлениями для резки, гнутья, сварки отдельных трубопроводов и сборки их в укрупненные узлы и блоки. В узлах и блоках детали трубопроводов соединены, точна в соответствии с проектом благодаря применяемым приспособлениям и оборудованию. Блоки и узлы испытаны на прочность и плотность. Использование монтажными бригадами блоков и узлов позволяет повысить качество монтажа.

Разметка. В аммиачных установках в отличие от фреоновых всасывающий трубопровод от отделителя жидкости или циркуляционного ресивера идет к компрессору не с уклоном, а с подъемом, чтобы капельки жидкости не попадали в компрессор во избежание гидравлического удара. Подъем должен быть около 2 %.

Расстояние трубопроводов от стены и друг от друга должно быть примерно равно их диаметру, чтобы обеспечить удобство монтажа я их изоляцию. На стенах трубопроводы размещают выше оконных и дверных проемов. Трубы с высокой температурой располагают выше «холодных» и по возможности дальше от них.

Опоры и компенсаторы. Опоры для труб бывают подвесные и устанавливаемые на кронштейнах. Те и другие могут быть подвижные и неподвижные. Неподвижные опоры воспринимают помимо вертикальных еще и горизонтальные (осевые) нагрузки при тепловых деформациях трубопровода, а также нагрузки от вибраций. Подвижные опоры поддерживают трубопровод и обеспечивают свободное перемещение его под влиянием температурных деформаций.

Неподвижные опоры трубопроводов располагают вблизи присоединяемого оборудования, подвижные - монтируют у концов прямых длинных участков трубопроводов (вблизи компенсаторов и ответвлений) с учетом их теплового удлинения.

Чаще всего применяют компенсаторы в виде лира- или П-образной петли. Компенсирующая способность их тем выше, чем больше радиус изгиба и длина вылетной части.

Трубопроводы поднимают на опоры, закрепляя прямолинейные трубы стропами не менее чем в двух точках, Только затем их присоединяют к оборудованию или соединяют друг с другом. Положение трубопроводов регулируют с помощью металлических подкладок под опоры (нельзя размещать подкладки на опорах под трубами). В местах прохода труб через стены, перегородки и перекрытия устанавливаются гильзы из отрезков труб большего диаметра. Зазор между трубой и гильзой заделывается асбестовым шнуром.

Соединения. Неразъемные соединения труб обычно сварные. Для стальных труб применяют газовую сварку и электродуговую, ручную и полуавтоматическую.

Разъемные соединения разделяются на ниппельные — диаметром до 20 мм и на фланцевые (для диаметров трубопроводов свыше 20 мм). Применяют приварные фланцы и свободные на отбортованной труб. Уплотнительные прокладки фланцев изготовляют в основном из фибры и паронита. Прокладки, имеющие трещины, изломы, расслоения, бракуются. Ручная бортовка стальных труб производится с нагревом конца трубы до 700—800 ^QC. Отверстие второго конца трубы предварительно закрывают во избежание циркуляции воздуха по трубе и быстрого ее охлаждения. Нагретый конец трубы кладут на специальную подставку с радиусом закругления в месте отгибаемого борта трубы R_y равным толщине стенки трубы S. Затем ударами шаровой головки молотка быстро отбивают борт, проверяя при этом перпендикулярность плоскости борта к оси трубы и цельность борта. Ширина отгибаемых бортов должна быть равна четырем толщинам стенки трубы.

Фланцевые соединения являются наиболее слабым местом сборки трубопроводов, при испытании в них чаще всего обнаруживаются неплотности и утечка паров хладагента, поэтому при монтаже следует особое внимание уделять качеству их сборки.

После сборки всего трубопровода смонтированную систему выверяют на соответствие проекту, контролируя крепление трубопровода на опорах, вертикальность трубопровода, уклоны горизонтальных участков.