Запорная арматура. 2

                                     Содержание

 

        Ведение

         1. Технико-технологический раздел……………………………………..4

       1.1  Предназначение запорных устройств…….....................................4

       1.2 НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ……...13 

1.3. Порядок установки………………………………………………….17

 1.4. Правила хранения…………………………………………………..18

1.5. Транспортировка…………………………………………………...18

1.6 Обслуживание и ревизия арматуры………………………………19

1.7  Техническое обслуживание и смазка……………………………...27

1.8  НЕИСПРАВНОСТИ И ИХ УСТРАНЕНИЯ……………………..28

        2.Расчетный  раздел………………………………………………………30

  2.1 Силовой расчет задвижки……………………………..…………….30

      Заключение

      Список используемой литература 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Промышленная  арматура имеет универсальное назначение и служит для работы в определенном интервале параметров, имеющих (относительно) широкое распространение. Наиболее часто используется запорная арматура; она предназначена для того, чтобы в нужные моменты времени перекрывать проход в трубопроводе, отделяя одну часть от другой. Это бывает необходимо или при выполнении программы технологического процесса, или для целей ремонта, замены оборудования, на случай аварии и т. д. Затворы чаще всего находятся в полностью открытом положении и перекрываются лишь на сравнительно короткие промежутки времени. Значительно реже они предназначаются для работы в постоянно закрытом положении (концевая арматура, пробноспусковые краны, резервные байпасные линии и т. д.).

В зависимости  от размеров и формы внутренних полостей арматура оказывает большее или меньшее гидравлическое сопротивление прохождению среды. Это выражается потерей напора, для компенсации которого необходимо затрачивать дополнительную энергию.

Качество  арматуры, характеризуемое ее гидравлическим сопротивлением, оценивается по величине коэффициента гидравлического сопротивления Ј, выраженного в относительных единицах. Он представляет собой коэффициент пропорциональности между перепадом давлений на арматуре (потеря напора) и скоростным напором. Во избежание больших потерь напора коэффициент гидравлического сопротивления полностью открытой запорной арматуры должен иметь возможно малую величину.

 

 

 

1. Технико-технологический раздел

1.1 Предназначение запорных  устройств

Запорная  арматура - предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе и пуска среды в зависимости от требований технологического процесса (цикл «открыто-закрыто»). Сюда относятся задвижки, краны, запорные клапаны, поворотные затворы. Основное назначение запорно-регулирующей арматуры – перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду, а также обеспечивать необходимую герметичность. Завод трубопроводной арматуры следит за качеством выпускаемой продукции. Устанавливается арматура на трубопроводах высокого и низкого давления, агрегатах и сосудах. Предназначена запорная арматура для управления: водяной, газообразной, парообразной, газожидкостной массой, путем изменения площади диаметра проходного сечения отверстия. Она должна обеспечивать надежное и полное перекрытие проходного сечения. Принципиально она должна обеспечивать всего два состояния - открыта или закрыта - и может быть не предназначена для эксплуатации в промежуточном положении рабочего органа.

По  функциональному назначению трубопроводная арматура подразделяется на следующие  основные классы:

• запорная - предназначена для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью;
• регулирующая - предназначена для регулирования расхода путем изменения количества протекающей по трубопроводу рабочей среды. Регулирующая арматура управляется от постороннего источника энергии;
• распределительная - предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков;
• предохранительная - предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды., защитная (отсечная) предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока.

- фазоразделительная - предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их фазы и состояния. Сюда относятся конденсатоотводчики, воздухоотводчики и маслоотделители.

Задвижка – одно из устройств запорной арматуры. Здесь, в отличие от кранов, запорный элемент совершает не вращательное движение, а возвратно-поступательное. Передвижение запорного элемента происходит перпендикулярно движению жидкости.

Хронологически  задвижки появились одними из первых из устройств перекрытия водного  потока. Это связано с их достаточной простотой и неприхотливостью в эксплуатации и ремонте. В настоящее же время в связи с бурным развитием техники и технологических процессов задвижки все чаще вытесняются при прокладке трубопроводов устройствами перекрытия воды с круговым движением исполнительного элемента. Задвижки, как и запорные краны, используются в основном в двух режимах: открыто и закрыто, т. е. когда запорный элемент находится в крайних положениях. При использовании задвижки в промежуточном положении происходит разрушение ее рабочей поверхности из-за вибрации, вызванной высокочастотным перемещением исполнительного органа вдоль и поперек протекания жидкости при ее движении по трубопроводу. Расшатываются также и элементы крепления исполнительного элемента. Как результат – выход задвижки из строя раньше установленного срока.

Задвижки  разделяют на несколько видов. Клиновые, параллельные, с выдвижным и не выдвижным штоком. Применяются при  давлениях от 2 до 200 атмосфер. Условный диаметр от 8 мм до 2 м.

Рисунок 1 Задвижка ЗМС-65-14 К1 ХЛ (Бакинская)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 Задвижка ЗМС-65-14 К1 ХЛ (Бакинская)

 

 

Таблица 1- Технические характеристики задвижки ЗМС-65-14 К1 ХЛ

Технические характеристики
1. Рабочее давление, МПа (кг/см2)	14 (140)
2.Условный проход, мм	65
3.Температура рабочей среды не  более К (С0)	393 (120)
4. Исполнение задвижки	К1
5. Задвижка	Корпус литой
6. Установленный срок службы ЗМС	Не менее 12-15 лет
7. Конструкция задвижки	Невыдвижной шпиндель
8. Замена манжет	Под давлением

 

Колонные  головки, как и обсадные трубы, являются неотъемлемой частью конструкции скважины как инженерного сооружения. Они предназначены для подвески очередной обсадной колонны, герметизации и контроля давления в кольцевом пространстве между соседними колоннами труб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2- Обвязка колонная головка ОКК1-35 К1 ХЛ

 

Конструкция колонной головки, фонтанной арматуры, схемы их обвязки должна обеспечивать оптимальные режимы работы скважины, герметизацию трубного, затрубного и межтрубного пространства, возможность технологических операций на скважине, глубинных исследований, отбора проб и контроля устьевого давления и температуры.

Условия работы колонной головки достаточно сложны: нагрузка от веса обсадных колонн может превышать в глубоких скважинах  несколько сот килоньютонов. Элементы колонной головки воспринимают также  давление среды, контактирующей с ними. Нарушение надежности колонной головки  неизбежно ведет к серьезным  авариям, нанесению ущерба окружающей среде, а в отдельных случаях  может быть причиной возникновения  пожаров, взрывов, несчастных случаев.

 

 

 

 

Рис. 3 - Затвор поворотный

Затвор – элемент трубопроводной запорной арматуры, где регулирующий (запорный) орган поворачивается вокруг оси, которая не является его собственной осью. Наиболее распространенной разновидностью этого типа трубопроводной арматуры является дисковый затвор, у которого регулирующий элемент сделан в виде диска.

По  виду обеспечения герметичности  перекрытия потока жидкости дисковые затворы могут быть с уплотнением  металл-металл, с мягким седловым уплотнением, с тефлоновым покрытием перекрывающих частей затвора. По типу присоединения его с системе водо- (трубо) провода затворы бывают с фланцами под сварку и под резьбовое соединение.

Управление  затвором, в зависимости от усилия, необходимого для приведения его движущейся части с рабочее положение, может быть при помощи просто рукоятки, через редуктор, посредством пневматического привода или электрического. Материал и конструкция затвора должны быть таковы, чтобы он мог положенный срок работать не только на открытие-закрытие проходящей через него субстанции, но и регулировать проходящий объем. Для этого рукоятка затвора чаще всего выполняется с фиксатором, который позволяет стопорить рукоятку в различных угловых положениях.

Такие эксплуатационные свойства затворов, как удобство и простота их монтажа  и замены уплотняющих элементов, достаточная долговечность (до 100 тысяч  открытий-закрытий), относительно низкая стоимость привели к их широкому применению в трубопроводной отрасли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4- Кран запорный

 

Кран  запорный - один из видов запорной аппаратуры. Может быть выполнен из различных материалов: сталь, латунь, какой-либо пластик и др. Но устройство у них у всех одно и то же – корпус и запорный элемент. Запорный элемент может быть выполнен в виде цилиндра (цилиндрический кран) или в виде шара (шаровой). Реже в быту можно встретить кран с коническим запорным устройством.

По  производительности краны запорные могут быть полнопроходным или полупроходными. Полупроходной кран – если перекрываемое отверстие по диаметру меньше диаметра подсоединяемых на вход и выход труб. И соответственно полнопроходной - когда оно такое же.

Основная  задача запорного крана – перекрывать  поток жидкости, проходящей через  него. Т. е. у него два рабочих положения  – открыто и закрыто. Понятно, что если ручку крана повернуть  не на 90 градусов, а, скажем, на 45, то поток  проходящей жидкости можно уменьшить  грубо говоря в 2 раза. Таким образом, плавно меняя угол поворота ручки, можно плавно менять проходящий поток. Однако этого делать не рекомендуется, т. к. в зависимости от давления и состава жидкости кран запорный может

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6 - Вентиль

 

 

 

повредиться, особо это касается острых кромок конструкции крана, которые могут  сточиться, результатом чего при  полном перекрытии жидкость может на выходе крана продолжать сочиться.

Запорные  краны применяются как в промышленности (для транспортировки воды, нефтепродуктов, газа), так и в быту, для перекрытия в случае необходимости различных  частей водопровода.

 

  Вентили. Это еще один класс устройств запорной арматуры. Здесь запорный элемент находится на шпинделе. Вращательное движения в ту или иную сторону шпинделя (с помощью простого маховика или каких-либо приспособлений) преобразуется в возвратно-поступательное движение запорного элемента, который регулирует поток проходящей через него жидкости. Вращение шпинделя осуществляется или вручную (если усилие невелико) или с помощью какого-либо электрического (гидравлического) двигателя.

Массовый  потребитель наиболее хорошо знаком именно с этим видом запорной арматуры в быту, т. к. различные модификации  вентилей можно встретить в любой квартире, на загородном участке, в различного рода общественных помещениях и т. п.

Наиболее  распространенный вид вентиля –  это проходной вентиль, который  устанавливается на прямолинейных  участках трубопровода. Основной недостаток – достаточно высокое гидросопротивление и как следствие – наличие зоны застоя жидкости в районе установки такого вентиля. Этого недостатка лишен прямоточный вентиль, используемый в тех местах трубопровода, где не допускается снижения потока жидкости на выходе вентиля.

Также к наиболее распространенным типам  вентилей относятся угловые (соединяет  две взаимно перпендикулярные части  трубопровода) и смесительные (смешивают  два потока жидкости с целью, например, поддержания заданной температуры).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7. - Клапан комбинированный многофункциональный типа ККМ

 

 

Клапан  комбинированный многофункциональный  ККМ-89х21 предназначен для установки  вместо обратного клапана в компоновке колонны НКТ при добыче нефти  электроцентробежными насосами (ЭЦН)

 

Таблица 2 - Технические характеристики ККМ

Технические характеристики	ККМ-89х21
Рабочая производительность ЭЦН для работы клапана, м3/сут	80…800
Наружный диаметр, мм	89
Длина, мм, не более	370
Скорость подъема колонны, не более, м/с	0,3
Условный диаметр проходного отверстия, мм	32
Присоединительная резьба по ГОСТ 633-80	гладкая НКТ 73
Масса, кг, не более	10
Рабочее давление, МПа	21

 

Клапаны выполняют в трубопроводной арматуре роль своего рода датчиков, совмещенных с исполнительным устройством.

Основным  типом являются предохранительные  клапаны, которые осуществляют автоматический выпуск (в атмосферу или в специальные  емкости) избытка жидкости или газа (пара) из трубопровода при образовании  в нем давления, превышающего допустимое техническими параметрами, тем самым  предотвращая аварию трубопровода. По типу исполнительного механизма  они могут быть пружинными и рычажно-грузовыми.

Применяются также регулирующие, перепускные, распределительные, смесительные, отключающие клапаны, назначение которых несложно определить из их названия.

Отключающие клапаны осуществляют прекращение подачи жидкости или газа в трубопровод, начиная с его какого-то участка, при ее недопустимом расходе (например, при разрыве трубы).

Перепускной клапан поддерживает заданное давление в определенном участке цепи трубопровода путем частичного открывания и перепуска избытка жидкости или газа в другую ветвь трубопровода.

Распределительные клапаны (трехходовые или многоходовые) распределяют потоки рабочей среды  в различные участки трубопровода, чаще с пульта управления, в связи  с чем они часто имеют электромагнитный привод.

Смесительные  клапаны используются, если необходимо смешивать различные среды, имеющие  как различную температуру, так  и различный состав. К таким  клапанам предъявляются требования поддержания постоянного состава  или температуры (или того и другого).

Регулирующие  клапаны. Их задача регулировать расход протекающей по трубопроводу среды (жидкость, газ). Управляются они  чаще всего от внешнего источника  энергии.

                 1.2 НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Задвижка предназначена для установки в качестве запорного устройства на трубопроводах по транспортировке воды, пара, масел, нефти, жидких неагрессивных нефтепродуктов, неагрессивных жидких и газообразных сред по отношению к которым материалы, применяемые в задвижках, коррозионностойкие.
• Присоединение к трубопроводу – фланцевое. Фланцы корпуса по ГОСТ 12819–80 на Ру 1,6 МПа (16 кгс/см²). Ответные фланцы по ГОСТ 12820–80 и ГОСТ 12821–80 на Ру 1,6 МПа (16 кгс/см²). Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815–80 исполнение 1 ряд 2.
• Установочное положение задвижки приводом (маховиком) вверх. Допускается отклонение от вертикали до 90° в любую сторону.
• Направление подачи рабочей среды – любое.
• Рабочее положение затвора полностью открыто или полностью закрыто. Использование задвижки в качестве дросселирующего устройства не допускается.
• Строительная длина задвижки – по ГОСТ 3706–83.
• Закрытие задвижки производится вращением маховика по часовой стрелке.
• Рабочая температура окружающего воздуха для задвижек климатического исполнения I – не ниже минус 40 °C.
• Пример записи задвижки климатического исполнения I при заказе и в документации другой продукции, в которой она может быть применена: «Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем стальная Ду 50 Ру 16 табличная фигура 30с41нж климатического исполнения I код ОКП 374100.
• Основные детали задвижки (корпус, крышка, клин) выполнены:

1) из углеродистой  стали 35Л ГОСТ 977–88 в климати

ческом исполнении I по ГОСТ 15150–69;

2) шпиндель из стали  20X13 ГОСТ 5632–72 климатического исполнения I.

• Задвижка относится к классу восстанавливаемых, ремонтируемых изделий с нерегламентированной дисциплиной восстановления и вынужденной продолжительностью эксплуатации.

Установленный средний срок службы – не менее 5 лет.

Установленный средний  ресурс – не менее 2000 циклов или 80000 ч.

Наработка на отказ –  не менее 500 циклов или 12000 ч.

 

 

Рис. 8 - Общий Вид Задвижки

 

Для обеспечения заданных показателей надежности, гарантийной  наработки необходимо руководствоваться  требованиями, изложенными в руководстве  по эксплуатации.

 

 

 

ИСТРУКЦИЯ ПО МОНТАЖУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ 

 Общие указания

• Задвижки должны использоваться строго по назначению в соответствии с указанными в данной ТО рабочими параметрами.
• В процессе эксплуатации, пуско-наладочных и ремонтных работ задвижки не допускается использовать в качестве регулирующего устройства.
• Для своевременного выявления и устранения неисправностей необходимо периодически подвергать задвижку осмотру и проверке. Осмотр производится в соответствии с правилами и нормами, принятыми на предприятии, эксплуатирующем задвижки.
• По мере необходимости рекомендуется:

– смазывать  резьбовую часть шпинделя смазкой  НГ-203 марки В по ГОСТ 12328-77

• производить подтяжку втулки сальника с помощью откидных болтов (при замене сальника без перекрытия трубопровода необходимо затвор поднять до верхнего упора и поджать маховиком)
• смазывать поверхность трения гайки шпинделя (подшипниковый узел) через маслёнку смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ9433-80
• восстанавливать нарушенное лакокрасочное защитное покрытие.
• Все детали задвижек взаимозаменяемые, за исключением клина. Переворачивать клин уплотнительными поверхностями не рекомендуется во избежание потери герметичности.
• Затвор задвижки при эксплуатации необходимо поднимать полностью до верхнего упора и плотно закрывать вручную, без применения добавочных рычагов.

 Указания мер безопасности

• К монтажу, эксплуатации и обслуживанию задвижек допускается персонал, прошедший соответствующее обучение по устройству задвижек, правилам техники безопасности, требованиям настоящего ТО, и имеющий навыки работы с запорной арматурой.
• Обслуживающий персонал, производящий регламентные работы, разборку, сборку и ремонт задвижки, должен пользоваться исправным инструментом, иметь индивидуальные средства защиты и соблюдать требования пожарной безопасности.
• Для обеспечения безопасной работы задвижки категорически запрещается:
• использовать задвижки на рабочие параметры, превышающие указанные в данном ТО
• эксплуатация задвижек при отсутствии эксплуатационной документации.
• производить опрессовку трубопровода давлением выше рабочего при закрытом затворе задвижки.
• разбирать задвижку, находящуюся под давлением.
• необходимо установить фильтр магнитно-механической очистки по направлению потока среды до задвижек.

 

 1.3. Порядок установки

• Перед монтажом необходимо:
• очистить (продуть) трубопроводы от грязи, песка, окалины;
• произвести расконсервацию, снять заглушки с проходных отверстий, удалить антикоррозионную смазку из магистральных проходов.
• Для удобства обслуживания и осмотра рекомендуется устанавливать задвижки в следующих рабочих положениях: вертикальном (при положении маховика вверху), горизонтальном (при положении маховика с отклонением от вертикали не более 90°).

 

 1.4. Правила хранения.

• До монтажа задвижки должны храниться в складских помещениях или под навесом, защищающих их от загрязнения и атмосферных осадков, обеспечивающих сохранность упаковки, исправность задвижки в течение гарантийного срока.
• Пи длительном хранении (более 6 месяцев с момента изготовления) задвижки необходимо периодически (не реже 2-х раз в год) осмотреть, удалить наружную грязь, ржавчину и заменить антикоррозионную смазку.
• Проходные отверстия задвижек должны быть закрыты надёжно закреплёнными заглушками, снимать которые необходимо перед монтажом.
• При хранении рекомендуется вертикальное положение задвижек (стойкой вверх) со снятым маховиком.

1.5. Транспортировка

• Условия транспортировки и хранения по группе Ж1 ГОСТ15150-69.
• Задвижки транспортируются по ГОСТ 5762.74 и раскрепляются от возможных перемещений. Допускается транспортировка без упаковки, при этом рекомендуется маховик снимать во избежание поломки.
• При подъёме, погрузке и разгрузке задвижка должна находиться в горизонтальном положении во избежание повреждений.

 

  Регламентные работы.

Периодически, не реже одного раза в месяц производить  контроль в рабочем состоянии:

• внешний осмотр;
• проверку герметичности мест соединения относительно внешней среды.

СВЕДЕНИЯ ОБ УТИЛИЗАЦИИ

По окончании срока  службы, выработки технического ресурса  задвижку разобрать, выбить сальниковую  набивку, рассортировать детали задвижки по маркам материала в соответствии с разделом 1 и рисунком руководства  по эксплуатации.

Сальниковую набивку складировать в специальные места для отходов.

Металлические части задвижек сдать по маркам материала в приемные пункты сбора и переработки металлов в установленном порядке.

1.6 Обслуживание и ревизия арматуры

• Запорная арматура промысловых трубопроводов является наиболее ответственным элементом коммуникаций. Поэтому в НГДУ и ЦДНГ должны быть приняты необходимые меры по организации постоянного и тщательного надзора за ее исправностью, а также своевременным и качественным проведением ее ревизий и ремонта.
• При применении запорной арматуры с сальниковым уплотнением шпинделя особое внимание обращается на состояние набивочного материала — на его качество, размеры, правильность укладки в сальниковую коробку.

Набивку для сальников выбирают в соответствии с ГОСТ 5152-77.

Асбестовая  набивка, пропитанная жировым составом и прографиченная, используется при рабочих температурах не выше плюс 200° С.

Для температур выше плюс 200° С и давлений до 10 МПа можно применять прографиченную асбестовую набивку. При этом каждое кольцо должно быть пересыпано слоем сухого чистого графита толщиной не менее 1 мм.

• Сальниковая набивка запорной арматуры должна быть изготовлена из плетеного шнура квадратного сечения со стороной, равной ширине сальниковой камеры. Из такого шнура должны быть нарезаны на оправке заготовки колец со скошенными под углом 45° концами.

Кольца  набивки следует укладывать в  сальниковую коробку вразбежку линий разреза с уплотнением каждого кольца. Высота сальниковой набивки должна быть такой, чтобы грундбукса в начальном положении входила в сальниковую камеру не более чем на 1/6-1/7 ее высоты, но не менее чем на 5 мм. Сальник следует подтягивать равномерно без перекосов грундбуксы. Для обеспечения плотности сальникового уплотнения необходимо следить за чистотой поверхности шпинделя.

• Прокладочный материал для уплотнения соединения крышки с корпусом запорной арматуры следует выбирать с учетом химического воздействия на него транспортируемой среды, а также в зависимости от давления и температуры (прил. 33).
• Запорную арматуру для создания плотности следует закрывать с нормальным усилием. Применение рычагов при открывании арматуры не допускается.

  Ревизию и ремонт трубопроводной арматуры, обратных клапанов, приводных устройств следует осуществлять во время ревизии трубопроводов, остановки агрегатов и установок на ремонт.

• Ревизию, ремонт, отбраковку, испытание арматуры следует проводить в специализированных мастерских в объеме и порядке, предусмотренных руководством по ремонту "Арматура запорная. Общее руководство по ремонту". По усмотрению технического надзора допускается ревизия арматуры на месте установки.
• Арматура, работающая в условиях высокоагрессивных сред (скорость коррозии более 0,5 мм/год) на трубопроводах любой категории, должна проходить ревизию в следующем объеме:
• Ревизия остальной арматуры проводится в том же объеме выборочно по усмотрению отдела технического надзора. В первую очередь проводится ревизия арматуры, работающей в наиболее тяжелых условиях, соблюдается принцип чередования.

Результаты ремонта и испытания  арматуры оформляют актом (прил. 5).

• Патрубки запорной и распределительной арматуры, детали трубопроводов, имеющие дефекты, могут быть подвергнуты ремонту только в случае, если это разрешено заводом-изготовителем.
• Арматуру необходимо ремонтировать в ремонтно-механических мастерских. Мелкий ремонт арматуры (смена прокладок, перенабивка сальников, замена шпилек, штурвалов и т. п.) можно проводить на месте ее установки.
• На чугунной арматуре не допускается исправление дефектов сваркой.
• На стальной литой арматуре допускается исправление дефектов электросваркой;