Монтажные работы технологических трубопроводов

1. Монтаж стальных внутрицеховых труб

1.1. Технология монтажа внутрицеховых трубопроводов

Монтаж технологических трубопроводов должен выполняться промышленным методом. Технологическая последовательность монтажа каждой линии трубопровода зависит от их размеров, конструкции и веса, места установки линии, технических возможностей грузоподъемного механизма и должна быть указана система монтажа принятого оборудования. Трубу с условным проходом не менее 50 мм собирают на месте монтажа. Сложность их изготовления и монтажа 10 от общей сложности работы трубопровода … Составляет 12%.

Существенное сокращение сроков монтажа и повышение производительности труда на монтажной площадке может быть достигнуто при сборке промышленных объектов из сборных блоков оборудования и трубопроводов.

Агрегат представляет собой технологическую установку, состоящую из одного или нескольких единиц оборудования, состоящую из испытанной на месте изготовления (на заводе или в мастерской) трубопроводной арматуры, приборов контроля, автоматики и управления, приходящую на монтажную площадку в готовом виде, не требующую разрешения перед пуском в эксплуатацию.

Сборный блок, закрепленный на жестких рамах, в большинстве случаев может устанавливаться на фундамент без камня непосредственно на бетонное основание, закрепив его анкерными болтами. Такие блоки изготавливаются и поставляются только в том случае, если это предусмотрено технологическим проектом данного объекта.

1.2. Распределение трассы трубопровода

При отводе трассы к месту прокладки переносят опорную конструкцию и обозначают места крепления компенсатора и арматуры по монтажной схеме.

При монтаже трубопроводов в качестве нольной высотной отметки принимают знак уровня строительного пола. Состояние оси и высотных отметок здания или сооружения фиксируют знаком. Высотными отметками называют репер, а контрольными-знаки, определяющие состояние ростков, плашки.

Репер часто крепят к цепочке на 1 м выше нольной отметки.

С помощью нивелира и гидравлического уровня, стальной измерительной ленты, линейки, уголка, шаблона.

Например: репер ставится на отметку 1200 мм, а труба должна быть уложена по схеме на расстояние 7500 мм от уровня пола. При этом рост трубы должен располагаться на расстоянии 7500– 1200= 6300 мм от репера.

На оси трубы, перенесенной на цепь, устанавливают слесарный угол и проводят горизонтальную линию яркой краской. Полученный знак Н (рис. 1) перемещают гидравлическим уровнем в следующую цепь. Если труба проложена с уклоном, то знак переносится с учетом направления и величины уклона. Например: на монтажном чертеже показан наклон, равный 0,001 (1000 мм с уклоном, равным 1 мм). При этом при расстоянии между цепями 12 мм знак роста трубы должен быть на второй цепи выше или ниже знака первой цепи (в зависимости от направления наклона) 12000 х 0,001= 12 мм.

После этого в каждой цепи расстояние һ от знака до опорной подошвы на оси трубы, поэтому снимаем с чертежа размер опорного кронштейна до верхней (Точка Б). Геометрическое нивелирование с помощью горизонтального луча лазера позволяет определить подъем (или опускание) одной точки относительно другой, для чего нивелир располагают на линии посередине между измеренными точками, соединяющими эти точки. Точка, определяемая относительно восходящего (или нисходящего), называется последней, а вторая–предыдущей.

На монтажных чертежах указывается направление наклона и величина. Чаще всего все технологические трубопроводы прокладывают наклонно в сторону, которая может полностью освободиться от жидкого остатка.

Рисунок 1. Разметка положения опорных кронштейнов трубопровода на колоннах здания

Уклон трубопровода должен быть не менее: для газопроводов и паропроводов по направлению потока–0,002, против течения–0,003; для легковоспламеняющихся жидкостей и сжиженных газов–0,002; для любых жидкостей нормальной вязкости– 0,003; а для высокопроизводительных и твердеющих жидкостей–002. в некоторых случаях трубопровод прокладывается без уклона, что указывается на чертеже.

При разделении прямолинейного сечения между конечными точками с помощью веса на временном кронштейне диаметром 0,2 … Стальная щетинная проволока 0,5 мм или капроновая нить натягиваются. Один конец провода неподвижно проходит к кронштейну, а другой-через блок.

Трубы внутри здания обычно прокладывают по стенам и цепям на опорах, потолочных подвесках и перекрытиях с учетом свободного движения подъемно–транспортных механизмов.

Расстояние по шву от пола до основания трубы или поверхности теплоизоляции не должно быть менее 2,2 м. Расстояние между концевыми трубами или их теплоизоляционными и оболочковыми поверхностями должно быть не менее 100 мм для обеспечения свободного теплового расширения по горизонтали, возможности контроля и ремонта трубопроводов и арматуры.

Разметку производят по трубопроводам. Сначала обозначают главный ствол, а за ним-ветви аппаратов, машин и арматуры. По этим признакам устанавливают места установки компенсаторов, арматуры, подвижных опор, подвесок, кронштейнов. Полученные обозначения вносят в структуру здания в виде цифровых величин.

В отдельных случаях для соединения оборудования с штуцером и установки точного размера трубы лучше проводить из натуры вещества. Обычно измерения начинают по росту главной магистрали, затем по ветвям оборудования, арматуре. Разделение трассы трубопровода документируется актом, к которому прикрепляется привязка к оси и перечень поворотных знаков, установленных на стойке или нанесенных на стену несмываемой краской.

1.3. Монтаж опорной конструкции, опор и подвесок

После определения расположения и места крепления фасонных механизмов и арматуры, из которых отделяются и состоят оси трубопроводов, приступают к установке опорных конструкций, опор и подвесок.

Монтажную трубу изготавливают для крепежных деталей, с указанием посадочных отверстий в строительной конструкции, в части строительного проекта и для выполнения строительных работ. Для стыковки закладных деталей в отверстие их опорные поверхности аккуратно помещаются в строительную конструкцию. Время, необходимое для его затвердевания после заливки деталей, вводимых Гвоздевым раствором (7 … 14 дней), а также проведение других работ, несущих нагрузку на встроенные механизмы.

Опорные конструкции внутри цеха-кронштейны. Кронштейн 1 (рис. 2) приваривают к закладным механизмам и закрепляют на железобетонных элементах здания (цепях 4); через отверстия в цепи и кронштейне шпилками или тягачами; захватывают всю цепь. Если строительный каркас из металла, то опорную конструкцию приваривают к каркасу.

При креплении опорной конструкции их следует устанавливать строго горизонтально, проверяя уровнемерами. Вертикальную часть конструкции проверяют уровнемером. Достаточное отклонение опорной конструкции не должно превышать: в плане ±10 мм; по уклону +0,001(по известному–10 мм).

Рисунок 2. Установка кронштейна, опоры и подвески на колоннах здания: 1-кронштейн; 2-опора; 3-труба; 4-схема; 5-коллегия.

Опоры и подвески при их правильном монтаже значительно обеспечивают нормальную работу трубопровода. Опоры следует располагать на проектном месте в соответствии с трубопроводными узлами и блоками. В отдельных случаях узел и блоки монтируются после подъема на проектную отметку.

Достаточное отклонение опор и подвесок от проектного состояния не должно превышать: ±5 мм в плане для трубопроводов внутри здания и ±10 мм–для наружных трубопроводов, по наклону–не более+0,001 (по отметкам– 10 мм).

Для нивелирования высотных отметок и уклонов труб под опорную подошву устанавливают стальной уплотнитель, привариваемый к закладным деталям или опорной конструкции.

Неподвижные опоры надежно фиксируются зажимами, установленными на трубе контргайкой, и привариваются к опорной конструкции.

При установке подвижных опор следует исключать возможность плотного прилегания трущихся поверхностей друг к другу и соскальзывания их подвижных частей с опорных поверхностей. Смещение скользящих опор подвижной части должно быть легким и плавающим, без заклинивания.

При установке опоры и подвески необходимо учитывать смещение трубы вследствие теплового расширения. Для этого при сборке от оси опоры в сторону,противоположную ее растяжению (рис. 3 а, б), сдвигают их на величину Дӏ/2. Тепловое смещение трубных тягачей отсутствует, устанавливается строго вертикально, а происходящие температурные сдвиги, — с уклоном, равны Дӏ/2 (рис. 3 в).

Рисунок 3. Установка подвижных опор и подвесок с учетом теплового расширений: а-скользящий; б-ролик; в-коллегиальный; Δӏ-смещение трубы вследствие теплового расширения.

При монтаже пружинных подвесок и опор вертикальных трубопроводов пружины опорных конструкций, а также верхние пластины должны быть перпендикулярны оси пружины.

Труба, к которой крепятся временные опоры и подвески, должна выдерживать нагрузки.

После стыковки всех узлов трубопровода и приварки монтажных стыков монтируют постоянные опоры и подвески, вытягивают пружину по размеру, снимают временную опору и подвески.

Установка на трубопроводы легированной стальной опоры и углеродистой стальной подвески, окрашивание стойкой краской для предотвращения электрохимического ржавления на их связанных поверхностях или установка тонкой пластины из легированной стали или алюминия между опорой и трубой.

1.4. Установка узлов в проектное положение

На монтажной площадке производится расширенная сборка готовых узлов трубных блоков. Сборка узла трубопроводов в блоки сокращает сроки монтажа, так как эти работы можно проводить параллельно со строительными работами, а по состоянию конструктивной готовности произвести монтаж трубопровода невозможно. Ведь расширенный сбор производится на специально оборудованной сборочной площадке, то есть возможна механизация выполнения всех операций, повышается производительность труда и качество и безопасность работ. В процессе сборки блок комплектуется необходимыми изделиями.

Расширенная сборка блоков выполняется в соответствии с проектом производства работ, а при его отсутствии принимается решение в зависимости от конкретного условия монтажа.

Размеры и вес блоков должны обеспечивать удобство транспортировки их к месту монтажа и установки в проектном состоянии.

При подъеме и посадке блока необходимо соблюдать необходимую жесткость и плотность. В отдельных случаях устанавливается временная связь, обеспечивающая необходимую жесткость.

В состав блока входят все механизмы, предусмотренные рабочей схемой трубопровода (арматура, штуцер и бобышки контрольно– измерительных приборов и автоматики, штуцер для дренажа).

Количество сварных и разъемных соединений, выполняемых выше, должно быть минимальным, при этом монтажные соединения следует располагать в удобных для сборки и сварки местах.

Для уборочных работ применяются специальные стенды и приспособления–кондукторы и фитинги, обеспечивающие правильность положения механизма, узла, трубопровода и арматуры при сварке.

Если позволяют условия монтажа, трубные блоки собирают вместе с оборудованием и устанавливают на общую раму.

При сборке стыковых соединений на монтажной площадке под сварку, их сварке, а также при сборке фланцевых и резьбовых соединений необходимо соблюдать те же требования, что и при изготовлении трубных узлов в цехе трубоподготовки.

На готовом блоке должны быть закончены все слесарные и сварочные работы, проведена термическая (если требуется) обработка стыков и проверка качества сварки.

При расширенной сборке тепловая изоляция блоков выполняется на горелке. При транспортировке изолированных блоков трубопровода принимаются меры, предупреждающие нарушение изоляции.

Трубопроводный блок передается от монтажной площадки к месту монтажа в порядке очередности их монтажа.

1.5. Монтаж арматуры, контрольно-измерительных приборов и автоматики

Трубопроводы для IV и V категорий, не имеющие документов, могут быть приняты к монтажу после их испытания и повторного осмотра. Трубопроводная арматура I категории испытывается на прочность и плотность независимо от наличия документов и сроков их хранения, а также перед сдачей в монтаж труб, имеющих документы II категории, но с истекшим гарантийным сроком.

При повторном осмотре арматуры очищают от смазочных материалов и промывают детали, осматривают и выявляют дефекты, затем вновь собирают сальник с уплотнителями и всеми прокладками.

Неисправная арматура должна быть отремонтирована или заменена без допуска к монтажу.

Испытания арматурной коробки, принимаемые в зависимости от условного давления, испытываются на прочность на давление, выдерживают его 10 мин, после чего снижают до рабочего давления. Испытание напорных устройств арматуры на прочность производится под рабочим давлением. Испытания арматуры на прочность и плотность проводятся на одном мерке. Арматура считается гидравлически испытанной на прочность, если в результате испытаний в течение 5 мин не было обнаружено пропусков воды.

Для определения правильной установки арматуры, устанавливаемой на трубу, необходимо руководствоваться инструкциями по каталогу, техническими условиями и рабочими чертежами арматуры. Правильное направление перемещения транспортируемого вещества определяют по стрелке–указателю, отформованному на арматурном коробе.

Арматура поставляется из трубопроводного цеха в собранном виде с трубопроводными узлами.

Перед установкой арматуры необходимо тщательно осмотреть, чтобы снять пробки и довести внутреннее пространство до полного отсутствия посторонних и грязных предметов.

При установке фланцевой арматуры проверяют соответствие фланца проекту, крепежные детали, уплотнительные материалы.

При монтаже сварной арматуры без фланцев контролируют правильность подготовки и сборки стыков, а также соблюдают технологию сварки.

Арматура, установленная на трубопроводе, не должна испытываться на дополнительные нагрузки при тепловом расширении трубопровода.

Чугун защищает арматуру от изгибающих напряжений путем установки соответствующих неподвижных и направляющих опор при монтаже.

Механизмы присоединения контрольно–измерительных приборов и автоматики к трубам устанавливаются слесарями по монтажу технологического трубопровода и монтируются самими слесарями по монтажу контрольно–измерительных приборов с присоединением к ним импульсных трубопроводов.

Для монтажа термометров и термоэлектрических термометров бобушку и гильзу устанавливают на трубу при изготовлении узлов. Во время транспортировки бобушку и гильзу закрывают пробкой.

Точность показаний регистрируемых аспартов зависит от правильности установки измерительного устройства и тщательности монтажа импульсного трубопровода, диафрагмы и сопла. Для всех соединений измерительной диафрагмы и сопла подготавливаются четыре пары отборных отверстий. Если требуется подбор меньшего числа, то излишки заделывают пробкой и тщательно припаивают трубу перед гидравлическим испытанием и продувкой.

При монтаже между камерами диафрагмы ставят монтажную шайбу (рис. 4).

Рисунок 4. Установка монтажной шайбы вместо измерительной диафрагмы: 1– патрубок; 2– болт с гайкой 3–фланец; 4– монтажная шайба

Измерительную диафрагму камеры устанавливают так, чтобы вход рабочего вещества находился на выступе (плюс) камеры, а выходную сторону–на ПАЗ камеры (минус). Диск диафрагмы и сопло устанавливают на расширенный конусный шов дроссельного отверстия по ходу рабочего вещества.

Измерительная диафрагма должна быть смонтирована на восходящих трубах. 1мм–D_у=200, при условии перехода отрастания не более 0,6 мм до 200 мм… При 500мм, 2мм-D_у=500… При 1000мм и 3мм если условие перехода больше 1000мм. Если внутренний диаметр трубы больше внутреннего диаметра свариваемого патрубка, то соединительный конец патрубка затачивают конусом 1: 10.

При установке измерительной диафрагмы необходимо проверить чистоту кольцевых канавок и отверстий фланцев, в которых соединяются импульсные трубы, а также состояние рабочих отверстий диафрагмы. Измерительную диафрагму устанавливают на вертикальные участки самой длинной трубы, указанной в проекте.

2. Монтаж межцеховых трубопроводов

2.1. Способы прокладки межцеховых трубопроводов

Межцеховые трубы прокладывают наземным и подземным способами.

Способ укладки определяется проектными организациями.

В границах производственного предприятия межцеховые трубы и паропроводы проектируются в основном над землей.

Надземный способ, межцеховые трубы укладывают на эстакаду,состоящую из раздельных стояков (рис. 5, а), балку, укладываемую поверх горизонтальной траверсы,на которой трубы опираются на балки (рис. 5,б), балку на двухъярусную эстакаду (рис. 5, в);многоярусную ферменного типа (рис. 5, г), а также на невысокую опору, шпалы.

Рисунок 5. Типы эстакад межцеховых трубопроводов: а — отдельно стоящий жилой дом; б — балка одноярусная; в-балка двухъярусная; г-многоярусный

Для обеспечения свободного проезда автотранспорта внутри завода и беспрепятственного прохода людей минимальная высота пролетного строения внутри предприятия до основания высокого трубопровода должна быть м: 5,5–над внутрипольничной железной дорогой; 4,5–над автомобильной дорогой и путями и 2,5–над пешеходными дорожками.

Дно труб, укладываемых на невысокие опоры, принимают не менее, с учетом проведения производственных ремонтных работ до уровня грунта: ширина группы труб до 1,5 м-0,35 м; ширина 1,5 и выше -0,5 м.

Для применения несущей способности труб, прокладываемых в стойках, к ним крепят трубы меньшего диаметра. Такой способ крепления запрещен в трубопроводах, транспортирующих агрессивные, вредные, ядовитые вещества и сжиженные газы; работающих под давлением 6,3 МПа и выше, с температурой транспортируемого вещества выше 3000С.

При многоярусной установке трубопроводов на верхней эстакаде или опоре устанавливаются трубы большого диаметра, транспортирующие горячий и инертный газ, а также пар. Трубы, транспортирующие кислоту и другие агрессивные жидкости верхнего уровня, обычно устанавливают ниже всех трубопроводов.

Ширина межцеховых труб 5…6 м и глубиной 0,5 м укладывают также в открытый грунт. В открытом грунте трубы укладывают на дно одним рядом шпал. В целях проведения монтажных и ремонтных работ открытую землю укладывают с одной или обеих сторон вдоль дорог Заводского завода. Основные дороги 0,7 от уровня земли…0,8 м, что позволяет организовать переходные и переходные зоны при пересечении открытой местности на других путях и переходах. Такой способ укладки снижает стоимость монтажных и ремонтных работ, а также улучшает условия эксплуатации труб.

При подземном способе прокладки трубы прокладывают в проходных (рис. 6,а), полупроходных и непроходных (рис. 6,б) подземных каналах, непосредственно в грунте.

Способ подземной прокладки технологических трубопроводов на территории предприятия применяют особенно тогда, когда подземные каналы непроходимы, а создание надземной эстакады экономически или практически невозможно. Подземный бесканальный способ прокладки не допускается на трубопроводах, предназначенных для горячих и сжиженных газов. Бесканальный способ прокладки применяют в основном для одной трубы с температурой транспортируемого вещества не более 150 0С.

Рисунок 6. Подземная прокладка трубопроводов в каналах: а-проходной; б-непроходимый; 1-источник подаваемого тепла; 2- обратный источник тепла; 3-труба горячего водоснабжения; 4-электрокабель; 5-водопровод; 6-сборная железобетонная конструкция

Подземные трубы прокладывают непосредственно в грунте на глубину не менее 0,6 м, несколько превышающую глубину промерзания грунта.

При пересечении внутризаводской железной дороги, автомобильной дороги и проезжей части подземные трубы прокладываются в футляре защиты из стальной трубы большого диаметра.

В целях значительного ускорения монтажных работ, повышения качества и снижения стоимости вне зависимости от существующих способов прокладки на межцеховых трубопроводах монтируют из готовых прямолинейных секций длиной от 24 до 40м, изготовленных на специальных установках с проходкой.

2.2. Монтаж надземных трубопроводов

Надземные трубы монтируют увеличенными блоками или секциями. Монтаж межцеховых труб из отдельных труб допускается только в стесненных условиях, при отсутствии возможности прокладки секцией.

Увеличенные блоки могут быть конструкционными, трубными и комбинированными в зависимости от типа.

Строительные конструкционные блоки применяют при устройстве железобетонных и металлических эстакад. В состав блока железобетонных эстакадных строительных конструкций входят балки, траверсы, переходные мосты и их защита, а в состав металлического блока ферменной конструкции– фермы, верхние и нижние балки, элементы связи, переходные мосты и их защита.

В состав трубного блока входят вертикальные части трубы, состоящие из одной или нескольких секций; П–образные, линзовые или сальниковые компенсаторы, теплоизоляция.

Комбинированный блок-комплект до подъема, закрепленный трубными блоками и установленный на промежуточной эстакаде.

Выбор типа блока и степени его увеличения определяется конструктивным решением эстакады, количеством и расположением труб, их диаметром, наличием грузоподъемного механизма и транспортных средств, а также местными условиями проведения работ. Обычно монтажные работы выполняют трубными и комбинированными блоками.

Сборка укрупненных блоков производится на сборочных площадках- вытесненных и закрепленных, их устанавливают в зоне действия крана.

Схема расположения для сборки трубных блоков длиной 60м, уложенных на металлическую ферменную эстакаду, приведена на рис. 7. Трубопроводные блоки собирают в следующей последовательности: грузят, транспортируют и нагружают арматуру, механизмы, узлы и секции; устанавливают стеллажи или стенды; подготавливают кромки секций к сварке; соединяют, приподнимают секции и устанавливают их над стеллажом; собирают и сваривают стыковые детали; контролируют качество сварных соединений; устанавливают место установки стойки и закрепляют механизмы; контролирует качество, устанавливает и принимает блок.

Рисунок 7. Схема перемещаемой площадки для сборки трубопроводных блоков: 1-трубные блоки; 2-эстакада; 3-кран; 4-секции труб; Размер шпал 5 — 300х150 мм

При разделении длины труб, проложенных по раздельным стойкам, а также вне поперечного сечения эстакады на блоки, условный проход принимают не менее 150мм и не более 400мм 36М, от 200 до 400мм–не более 60м.

Опоры устанавливают по проекту при сборке блоков к месту установки. При теплоизоляции блоков в местах соединения труб часть длины не менее 500мм оставляют без изоляции, а на концах блока–не менее 250мм.

Схема площадки для укладки комбинированных блоков, уложенных на металлическую ферменную эстакаду, приведена на рис. 8. Монтаж комбинированных блоков производится при: загрузке, транспортировке и загрузке укрупненных элементов строительных конструкций и секций труб; сборке трубных блоков; укладке и закреплении нижних балок; установке ферм; установке верхнего стойла и креплении елки; укладке и временном закрытии трубных блоков, расположенных внутри поперечного сечения варианта блока; установке верхних балок, полукалок и верхнего ременного соединения; установке отвердителей; метит и принимает блок.

Рисунок 8. Схема стационарной площадки для сборки комбинированных блоков металлических ферменных эстакад: 1-трубовоз; 2,4-краны; 3-склад для элементов строительных конструкций и трубных секций; 5-увеличенный блок; 6-шпалы

Для временного крепления труб в смешанных блоках места опирания труб на строительные конструкции удерживают керамикой не менее двух точек каждого блока.

При монтаже конструкций промежуточных эстакад и трубопроводов необходимо обеспечить изменчивость и устойчивость смонтированной части эстакады.

Монтажные работы по прокладке надземных межцеховых трубопроводов на раздельных опорах или эстакадах производятся после получения от строительной организации акта полного соответствия несущей конструкции проекту и техническому договору, а также проверки фактического выполнения этой работы представителями монтажной организации. Составляет акт распределения трассы для межцеховых трубопроводов. К акту прилагается ведомость с указанием ОК и знаков обращения несмываемыми красками на стойке или стене.

Необходимо проверить готовность стойки эстакады и пролетных строительных конструкций к монтажным работам.

В комплекс работ по монтажу блоков входят:

• установка колонн;
• разбивка труб;
• привязка;
• подъем и установка блоков в проектное положение;
• временное крепление блоков;
• отцепка связи;
• сборка монтажных швов;
• сварка стыков;
• испытание и приемка труб;
• теплоизоляция швов.

Монтажные работы в пределах каждого температурного блока начинают после сварки всех соединений промежуточного неподвижного (анкерного) стояка.

Комбинированные блоки (рис. 9,а, II– IV этап) монтируют на двухъярусной железобетонной эстакаде после сварки всех вставок (I этап) и вставок с опорными стойками. Траверсу и связь по верхнему ярусу (рис. 9, б; V– х этап) монтируют после установки комбинированного блока в нижний ярус и прокладки в нем трубопроводов.

Рисунок 9. Схема монтажа комбинированных блоков на двухъярусной железобетонной эстакаде: а-монтаж нижнего яруса; б-монтаж верхнего яруса; 1- комбинированный блок; 2-кран; 3-эстакада; 4–i-X-этапы монтажа.

Комбинированные блоки (рис. 10; II–IV) монтируют на металлической ферменной эстакаде одним краном, за исключением компенсаторного блока, монтируемого двумя кранами. Комбинированный блок I производится путем выравнивания крепежных отверстий в проектном положении. Чтобы избежать удара, блок толкает монтажный кран с очень небольшим движением, а также путем вытягивания бревна вручную.

Монтаж межцеховых трубопроводов блоками и секциями подготовительные, сборно–сварочные, изоляционные и монтажные работы 80…Позволяет механизировать 85% и значительно повышает производительность и качество труда.

Подъем труб краном и трактором и буксировка крановых блоков внутри эстакады.

Рисунок 10. Комбинированные блоки на металлической ферментированной эстакаде монтажная схема: 1-комбинированный блок; 2-кран; 3-эстакада; 4-камень обманщик; I–IV-этапы монтажа

2.3. Монтаж подземных трубопроводов

Бесканальная прокладку трубопроводов в траншею выполняется увеличенными секциями и пучками. При бесканальном способе перед укладкой их в траншею лучше провести предварительную гидроизоляцию.

Длина 24 … Готовые и изолированные секции 40 м перед монтажом отводят по трассе, укладывают вдоль бровки, собирают в неповоротном состоянии длиной пучка от 100 до 1000м в зависимости от условий монтажной площадки и приваривают стыки секции.

Изолированные секции и обвязки устанавливают на деревянную обивку. Расстояние между прокладками 30 для предотвращения прогиба трубы…Должно быть 35м. Перед спуском трубопровода в траншею проверяют размеры траншеи и соответствие проектных отметок, правильность устройства уклона, состояние креплений, соблюдение герметичности и качество днища траншеи. Перед укладкой трубы дно траншеи расчищают до проектной отметки, а также сборку и сварку расслаиваемых соединений.

Почвенный мусор размещают с одной стороны траншеи на расстоянии не менее 0,5 м от бровки. Другая сторона траншеи свободна для проведения монтажных работ.

Дно вырытой траншеи должно быть спроектировано таким образом, чтобы по всему трубопроводу располагался заданный проектный уклон, откос.

В процессе подъема из бровки и спуска в траншею при несоблюдении технологии, принятой в стенке трубы и сварочном шве, могут возникать большие напряжения, вызывающие деформацию трубы, неисправность и другие серьезные повреждения трубопровода.

При прокладке трубопроводов с антикоррозийным покрытием должны приниматься меры, учитывающие нарушение целостности изоляционного покрытия. Секции и пучки труб диаметром до 529 мм прокладываются не менее чем двумя трубопроводами или кранами, а диаметром 529…Секция и связка 720мм-не менее чем тремя кранами или КРАНАМИ. С их помощью секцию и связку удерживают при подъеме, сдвиге, укладке и наращивании, либо в радикальном сборе.

В летний период работы по заделке и сварке монтажных стыков, а также прокладке и засыпке стыков труб грунтом должны проводиться в холодное время (время), так как в жаркое время труба сжимается в натянутом грунте. В дальнейшем при охлаждении металла трубы, особенно в зимний период, в сварных швах возникают значительные затяжные напряжения.

В зимний период траншею после очистки прокладывают трубопровод и над трубой 30…Засыпается грунтом на глубину 50см.

Во избежание попадания посторонних предметов внутрь трубы, уложенной в траншею при перерывах в работе, концы труб закрывают деревянными пробками.

При нагревании солнечными лучами необходимо не совпадать друг с другом при сварке из–за расширения труб. Если при подгонке между собой образовалась большая полость, то в ней необходимо установить катушку длиной не менее 0,5 мм. Пучок и секцию трубы опускают на дно траншеи плавно, без рывков, без ударов о стенки и дно траншеи или крепления. Трубопровод после укладки в траншею должен всюду сопровождаться уплотненным грунтом. Сначала насыпают грунт около трубы, затем частично в траншею 0,25…0,35 мм сливают над трубой, оставляя сварочные стыки пустыми. Затем составляется акт гидратической пробы трубопровода. После испытания траншею засыпают фундаментным грунтом.

Укладка труб в канал выполняется на бетонных прокладках с применением сварных металлических или зажимных опор. Свободное расстояние от дна канала или тепловой изоляции до дна трубы должно быть не менее 100 мм независимо от диаметра трубы.

Обычно трубы монтируют в открытый канал. Опоры на дне канала закрепляют таким образом, чтобы они не препятствовали свободному потоку воды.

Секции труб, прокладываемых в канале, перед прокладкой к месту проектирования изолируют, оставляя только сварные швы пустыми, которые после испытаний изолируют. Опоры секций закрепляют до монтажа и изоляции со снятой фактической схемой установки опор. Такой подход снижает трудоемкость монтажа и теплоизоляционных работ, повышает их качество.

После окончания всех работ и сдачи трубопровода заказчику трубопровод перекрывает проложенные каналы.

Если монтажные работы невозможно производить при открытом канале, то в закрытом канале монтируют отдельные трубы или секции с буксировкой роликовыми опорными лебедками и специальными поворотными блоками сбоку. Запираемые части приваривают в местах расположения колодца или Люка. Монтаж труб в канал производят также крупными блочными способами. При этом на заводах изготавливается блок длиной 24М, состоящий из внешнего корапа, внутри которого смонтирован комплекс тепло-или гидроизоляционного трубопровода. Такие блоки привозят к месту монтажа, собирают их, приваривают стыковые блоки друг к другу и укладывают на проектное место.

Составляется акт прокладки трубопроводов в канал и их испытания.

Работы по прокладке трубопроводов в футляре выполняются в местах пересечения внутрипоселковых железных, автомобильных и пешеходных дорог. Подземные трубы прокладывают в стальных трубчатых футлярах большого диаметра с выступами каждой стороны по 2м от автомобильной дорожной части или крайнего железнодорожного рельса. Концы футляра затянуты витой нитью и залиты битумом.

Внутренний диаметр футляра, 100 от наружного диаметра трубы, прокладываемой к ним…200мм будет больше. Футляр принимает давление подвижных нагрузок работы грунта и транспорта. При создании промышленных объектов такие футляры укладывают двумя способами: не нарушающими нормальную работу транспорта (без траншеи или закрытого) и прекращающими движение транспорта (открытого). Применение какого-либо из способов укладки зависит от дороги и дорожного движения.

Прокладка без выработки (рис. 11) — при способе проведения на конец футляра надевают конусообразный сварочный наконечник, который при движении патрона смещает грунт. Диаметр 250…500мм футляр гидродомкрат 1 или трактор, а диаметр 100…200мм-укладывают винт с помощью домкрата.

Прокладка выработкой-метод вождения, футляр прижимается открытым концом к грунту, который осваивается механическим или ручным способом и извлекается грузовым транспортом, скребками, лопатами, винтовыми конвейерами.

Рисунок 11. Схема установки для продавливания футляра без выемки грунта: 1-гидродомкрат; 2-шомпол; 3-сменные ролики; 4-стержень; 5-фланец; 6-футляр; 7-брошенное дерево; 8-наконечник.

Для введения футляра диаметром до 1220мм с механизированным удалением грунта применяют специальную установку (рис. 12). Его помещают в яму, расположенную в исходном отсеке. Футляр с головкой вводится в результате усилия, создаваемого двумя гидродомкратами 5 и подаваемого к нему через приложение 4. Головка футляра на 1 конце имеет кольцевые режущие кромки. Грунт извлекается из футляра через лебедку с помощью переносов, приходящихся на встречное движение.

Рисунок 12. Схема установки для прокладки трубопровода без траншеи: 1- начало; 2-футляр; 3-направляющая футляра; 4-приложение; 5- гидродомкрат; 6-башмак; 7-лебедка; 8-гидравлический привод; 9-перенос

Горизонтальное бурение–наиболее распространенный вид способов ведения дорожного движения при одновременной прокладке нескольких трубопроводов. При бурении земляного полотна осваивается механическая резка или промывка напорной струей воды, а затем удаление воды, выполнявшей работу с винтовыми и скребковыми конвейерами–лопатами или грузовиками.

При всех способах прокладки труб без траншей количество стыковой сварки в секциях трубопроводов, устанавливаемых внутри футляра, должно быть минимальным, их контролируют физическим методом. Все части трубопровода, включенные в предохранительный футляр, проходят испытания, после чего их изолируют.

Перед вводом трубных секций в футляр 8 футляр 4 (рис. 13) опускают в траншею, устанавливают в нее опоры и укладывают на направляющую рельсового пути 1. Внутри футляра 4 секции перетаскивают автокраном 5 или трубоукладчиком, один конец каната 6 закрепляют на стороне прокладываемой трубы, а второй конец–на крюке крана. Постукивающий блок запекают в футляре или фиксируют канатом.

Рисунок 13. Схема перетаскивания трубных секций внутрь футляра: 1-направляющий рельсовый путь; 2-шпала; 3- блок касания; 4-футляр; 5-автокран; 6-канат; 7-опорно-ползунковый; 8-секция; 9-крючок.

При укладке секций без специальной опоры ее поверхность покрывают защитным кожухом с деревянными граблями.

2.4. Монтаж компенсаторов

Перед установкой компенсатора на проектное место их наблюдают снаружи. Все компенсаторы перед присоединением их к трубе должны быть натянуты и сжаты на величину, указанную в проекте, и установлены вместе со съемным прижимным устройством после кардинального закрепления трубопровода на неподвижной опоре. Тяга используется в горячей трубопроводной сети, а тяга–для холодной.

Величина предварительного натяжения (сжатия) компенсатора указывается в проекте. При этом при монтаже компенсатора необходимо учитывать поправку к температурному условию. Если монтажные работы выполняются при температуре воздуха, принятой при расчете компенсатора, то его натяжение (сжатие) осуществляется приблизительно, равной половинному температурному изменению длины участка трубопровода, т.е. Δ/2.

В большинстве случаев температура окружающей среды при монтаже выше расчетного значения, поэтому в величину предварительного натяжения (сжатия) вносят поправку ДТ, м, значение которой определяют по следующей формуле,

Δ = [ α · L( t_монт — t_min )]/100     (1)

где: α–линейный экспансоэффициент, ⁰С– 1, принимается равным 1,2 °С^–1 для углеводородных и азлегированных сталей, 1,6 ⁰С^–1 для высокогегированных сталей, L-длина участка трубопровода между неподвижными опорами, м; tмонт-температура воздуха при монтаже, °С; tmin-средняя температура воздуха в самой холодной пятидневке места монтажа, ⁰С.

Величина предварительного натяжения (сжатия) компенсатора

Δ_тар= Δ/2 + Δ_түзет.  (2)

Тяга компенсатора независимо от способа их выполнения составляется акт с указанием длины сооружения до тяги.

При монтаже труб широко применяются П–образные, линзовые, сильфонные и сальниковые компенсаторы.

П-образные компенсаторы-чаще всего устанавливаются горизонтально, реже в вертикальном или наклонном положении. При вертикальной или наклонной установке таких компенсаторов с обеих сторон нижней точки компенсатора устанавливают дренажные штуцеры для отвода конденсата, а с верхней–воздушную линию.

П-образные тяговые компенсаторы (рис. 14) монтируются следующим образом. Для параллельного натяжения стенки 11 на компенсатор 7 устанавливается устройство, состоящее из двух зажимов, между которыми установлены винт и тяговая гайка. В свободном положении перед тягой измеряют длину компенсатора, а затем закручивают гайку на величину, предварительно натягиваемую.

К компенсатору с одной стороны приваривают кусок трубы. Затем поднимает компенсатор. При подъеме соединяет компенсатор в трех точках, исключая связь для устройства.

Для обеспечения нормальной работы компенсатор устанавливают на опорах не менее трех ходов. Две опоры, соединяемые с компенсатором, укладывают на вертикальные части 4, 9 трубы (опоры должны стоять не менее 500 мм от сварных стыков), третью опору-под стенку компенсатора.

После сборки и удержания швов и закрепления части трубы на неподвижной опоре компенсатор отключают от грузоподъемного инструмента. Затем трубу 1 втягивают в шов и после сварки закрепляют ее на неподвижной опоре 2, после чего снимают приспособление, предназначенное для натяжения компенсатора.

В отдельных случаях П–образный тяговый компенсатор регулирует другой порядок. Сначала устанавливают, приваривают, закрепляют части труб на неподвижных опорах 1, 4, 9, затем соединяют их с предварительно натянутым компенсатором или проводят после подъема тяги компенсатора.

Рисунок 14. Схема монтажа П-образного компенсатора с растяжкой: 1, 4, 9–части трубы; 2, 10-неподвижные опоры; 3, 6, 8-сварные стыки труб; 5-подвижные опоры; 7-устройство для вытяжки; 11-компенсатор

Сварные стыки, на которых производится натяжение компенсатора 3, указываются в проекте (рис. 15). Если такой инструкции нет, то необходимо оставить зазор в следующем шве для натяжения. Перед протяжкой необходимо убедиться в свариваемости всех сварных швов в заданной части трубопровода и проведении термообработки (если это требуется по техническим условиям), а также в том, что неподвижные опоры надежно закреплены.

При установке компенсатора без предварительного натяжения, для удобства их монтажа, на шов трубы накладывают временное кольцо 4 длиной, равной величине натяжения. Кольцо удерживается с обеих сторон кромок трубы путем электродугирования.

После установки компенсатора в проектное положение, приваривания всех швов (кроме одного) и закрепления на всех неподвижных опорах, устраняют временные уплотнительные кольца на обеих сторонах компенсатора и затягивают швы для сварки путем затягивания удлиненной Шпилевой гайки. При фланцевом соединении перед резким натяжением устанавливают уплотнение. После затяжки фланцевых соединений вынимают удлиненную шпилку и вместо нее устанавливают болт или шпилку, как указано в проекте.

Рисунок 15. Монтаж компенсатора П– образного без растяжки: 1-неподвижная опора; 2-подвижная опора; 3-компенсатор; 4-временное кольцо; I–V-схема монтажных операций

Перед установкой сильфонных компенсаторов проверяют на соответствие проверку, переохранение и компенсацию проектной достаточности температурных изменений части трубопровода. Для угловых компенсаторов проверяют величину изгиба.

Гибкие элементы компенсатора необходимо предохранять от механических нагрузок, торсионных нагрузок и попадания сварочных искр.

Порядок монтажа сильфонных компенсаторов зависит от того, имеют ли они устройство предварительного натяжения конструкции. Если такое устройство имеется, компенсатор с одной стороны (на фланец или путем сварки) соединяется с Трубной частью, затем устанавливается на направляющую или подвижную опору и закрепляется на принципиально неподвижной опоре.

Угловые компенсаторы, устанавливаемые по шарнирному чертежу (рис. 16), монтируют при выявлении. Части труб устанавливают на направляющие опоры 2 и закрепляют на неподвижных опорах 1. Затем оптическим прибором проверяют расстояние между осями 4 шарнира компенсатора 3, т. е. расположение оси шарнира в одной плоскости и их параллельность. В угловых компенсаторах шарнирный пролет должен быть перпендикулярен плоскости изгиба трубы. Угловые компенсаторы фиксируются Трубной частью в нулевом положении, т. е. перпендикулярно входу и выходу трубной части.

Рисунок 16. Монтаж осевого компенсатора на трубопроводе: а-схема двух шарниров в Z-образной системе; б-двух шарнирная схема в угловой системе; в-схема трех шарнирная П-образной системе; 1, 2– неподвижные и направляющие опоры соответственно; 3-шарниры; 4- компенсатор; I-V последовательность монтажных операций

Линзовые компенсаторы рекомендуется устанавливать на трубопроводах, узлах или блоках до подъема их в проектное положение. Узел или блок в сборе с линзовым компенсатором следует предохранять от деформации и повреждений при транспортировке. Для этого используется дополнительная жесткость. Устраняет временную жесткость после установки и крепления узлов к опорам.

При монтаже линзовых компенсаторов после сварки или кардинального соединения труб с фланцем, а также установки всех трубных опор и подвес и крепления трубопровода к неподвижной опоре их подтягивают к частичной компенсационной способности.

Отжим компенсаторов осуществляется после его полного соединения с трубой, но до фиксации на неподвижных опорах. Для сжатия и натяжения линзовых компенсаторов используется устройство, состоящее из двух зажимов, которые крепятся с обеих сторон трубы.

Сальник при монтаже компенсаторов устанавливают с выравниванием по трубопроводу строго без искажений во избежание выветривания подвижных механизмов и повреждения обмотки.

Сальник не подлежит растяжению после установки компенсаторов, так как при сварке компенсатора в трубе его толкают на величину, указанную в проекте. В случае выхода из строя неподвижной опоры при монтаже следует предусмотреть, чтобы подвижная часть трубы не выходила из коробки компенсатора.

В большинстве случаев для этого в конце раздвижной части трубы приваривается заслонка так, чтобы компенсатор не мешал работе.

2.5. Защита подземных трубопроводов от коррозии

При подземной прокладке стальные трубы подвергаются грунтовой коррозии. Всегда в почве есть соли, кислоты, щелочи и органические вещества, которые губительно действуют на стенку стальной трубы. В некоторых случаях такая коррозия вызывает быстрое образование отверстий в металле трубы и тем самым выводит трубу из строя. Такие нарушения чаще всего встречаются на трубах с недостаточной антикоррозионной защитой.

Защита подземных трубопроводов от грунтовой коррозии подразделяется на действующие и бездействующие. К средствам защиты подземных трубопроводов от внешней коррозии относятся электоральные методы, катодная и протекторная защита. При бездействующей защите труба покрывается снаружи покрытием и изоляцией, а при действии–устраняется причина, вызывающая коррозию.

Катодная защита заключается в беге внешнего электрического поля, создающего катодный потенциал на поверхности трубы специальными установками вдоль трубопровода. При такой защите коррозионному разрушению подвергается анодное заземление 3 из электропроводящих материалов, присоединенное к защищаемому трубопроводу 1 электриком.

При протекторной защите к защищаемой трубе 1 присоединяется металлический протектор 5 (анодный электрод), электрический потенциал которого очень низок по сравнению с потенциалом металлической трубы. С помощью протекторной защиты труба принимает полярность катода, а протектор–анод.

Средство защиты выбирают на основании сведений о коррозионном действии грунта (коррозионное действие грунта на стальной трубе), а также технико– экономических основ. Коррозионная активность почв в зависимости от их состава может быть нижней, средней и верхней. Песчаные почвы, если отсутствуют какие–либо химические загрязнители, относятся к почвам низшего коррозионного действия, глинистые почвы с известняковыми примесями–среднего, а торфяные и черноземные-верхнего коррозионного действия.

Наиболее распространенным из способов защиты от грунтовой коррозии является покрытие изоляционных покрытий на трубопроводах. Чаще всего сажу используют с помощью стабилизированных полиэтиленовых лент и нефтебитумов с поливинилхлористым клеевым наполнителем.

По степени коррозионного действия грунта применяют нормальные и усиленные изоляционные покрытия (табл. 1).

Таблица 1 — Виды и структура изоляционных покрытий

Виды покрытий	Структура покрытия	Толщина беззащитного безмоточного покрытия, мм, не менее	Применение изоляции
Нормальный: битумный из полимерной ленты	Плотный грунт, один слой клейкой полимерной ленты, защитная упаковка Битумный грунт, слой битумно-резиновой мастики 3 мм, однослойное стекловолокно, защитная упаковка	0,35 4	Для труб, прокладываемых в грунте низкого и среднего коррозионного действия
Армированный: битумный из полимерной ленты А также	Плотный грунт, два слоя клейкой полимерной ленты, защитная упаковка Битумный грунт, 2…Слой битумно-резиновой мастики 3 мм, однослойное стекловолокно, защитная упаковка Битумный грунт, 5…Слой битумно-резиновой мастики 6 мм, однослойное стекловолокно, защитная упаковка	0,65 5,5	Для труб, прокладываемых в грунте с повышенным коррозионным действием; Участков, пересекаемых железнодорожными и шоссейными дорогами; На переправах через реку, каналы, болото и др.

Допускается перекачивание других изоляционных покрытий (эпоксидных, угольных, кремнийорганических и силикатных эмалей) с требуемой непрерывностью, адгезией и механической прочностью. Отклонение битумных покрытий до 4 мм не должно превышать 0,3 мм, свыше 4 мм-0,5 мм.

Для прочного закрепления защиты битумного покрытия на поверхности трубы его перед нанесением изоляционного покрытия очищают от механически очищаемой ржавчины, грунта, пыли, влаги и сажи. С целью улучшения адгезии изоляционного покрытия на очищенную поверхность трубы наносят специальный клей, растворенный в бензине по объему 1:1 или 1:3 соответственно. В летний период используют битум БН-90/10, в зимний- БН-70/30.

После нанесения покрытия на трубу наносится битумно-резиновый мастик. Мастику готовят в битумоварочном котле, оснащенном смесительными устройствами. 165…Нагретый до температуры 1700С мастик сливают или распыляют в трубу. Затем для защиты битумного изоляционного покрытия и клейкой полмерной ленты поверхность трубы покрывают однослойным волокном, а затем оборачивают защитной пленкой. Перекрытие витков 20…Рулон 25мм нагружает рулонный материал на трубу.

Все работы по очистке и изоляции трубных секций выполняются механическим способом. Установка для очистки и изоляции трубных и трубных секций (рис. 17) работает в следующем порядке.

Рисунок 17. Установка для очистки и изоляции труб и секций трубопроводов: 1-роликовый конвейер; 2-сушильная печь; 3-меанизм передачи; 4- очистительная машина; 5-клеевая установка; 6-сушильная камера; 7- установка для ведения битумной мастики.

Качество изоляционной работы должно оперативно контролироваться в процессе очистки, нанесения клея и изоляции. При контроле качества битумно–реклинговой мастики проверяют правильность дозирования, режим нагретого мастика и правильность введения в него наполнителя, физико– механические свойства мастики. Клей следит за качеством нанесения наружно: проверяет отсутствие вмятин, отсеков и пузырьков, а битумное покрытие–отсутствие дефектов, однородность, преемственность и липкость покрытия.

2.6. Тепловая изоляция трубопроводов

Тепловую изоляцию применяют в технологических трубопроводах для предохранения горячих или холодных поверхностей от потерь тепла и холода; сохранения температуры транспортируемого вещества; предотвращения его замерзания и конденсации; предотвращения ожогов при температуре поверхности трубопровода выше 60°С.

Тепловую изоляцию применяют в зданиях и трубопроводных туннелях, если температура транспортируемого вещества 45°С и выше.

Для тепловой изоляции трубопроводов используются типовые механизмы, сборные и комплексные конструкции заводского изготовления, способные выполнять монтажные работы индустриальным способом. Изготавливают механизмы и конструкции из различных теплоизоляционных материалов (минеральная вата, диатомит, перлит, асбест, стеклоцемент, стеклянная платика, сотовые материалы).

Рисунок 18. Полносборные теплоизоляционные материалы: 1-минераловатный цилиндр; 2-полуцилиндр асбестоцементный; 3- минераловатные цилиндрические и асбестоцементные полуцилиндровые сборные конструкции; 4-металлическое покрытие; 5-полуцилиндровая сборная конструкция, покрытая оболочкой, натянутой стальной бандажой; 6- жесткие полуцилиндры; 7-минераловатные цилиндрические и кровельные сборные конструкции с саморезами

Для изоляции труб выпускалось множество комплексных и сборных изделий (рис. 18): цилиндры, полуцилиндры из различных теплоизоляционных материалов (минеральная вата, диатомит, перлит). В качестве изоляционного покрытия используют металл,асбестоцемент, стеклоцемент и стеклопластиковую оболочку.

Широкое распространение получили изделия из минеральной ваты с температурной стабильностью не менее 600°С. Минеральная вата с синтетическим связующим диаметром 24…219мм, длина 500…Температура изолируемой поверхности 1500мм-30…Применяют для тепловой изоляции труб при +300°С.

При изоляции трубопроводов, транспортирующих продукты с отрицательной температурой, швы проводят предварительно изолирующим слоем, нанося битумную или полиэтиленовую ленту, которая склеивает скотчем или клеем.

Наружным покрытием могут служить утеплители, защищающие от атмосферных шумов и механических повреждений, асбестоцементные полуцилиндры, которые фиксируются планкой обычным замковым стальным бандажом, толщиной 0,8, который крепится саморезами. Лист оцинкованный или алюминиевый 1,0 мм.

Для изоляции труб диаметром до 273мм, рассчитанных на температуру 6000С, используют перлит, вермикулит, совелит, полуцилиндры из известково– кремнистого материала.

Для труб диаметром свыше 273мм используются синтетические связующие минераловатные плиты.

Тепловая изоляция фасонных механизмов трубопроводов выполняется путем установки специальной фасонной конструкции. В некоторых случаях фасонные механизмы выполняют отдельно в местах монтажа теплоизоляции. Останавливает тепловую изоляцию в фланцевых соединениях. Изоляционные отверстия делают со стороны гайки, болта или шпильки, болт (шпилька) равен выступающей части +30 мм, а со стороны головки болта– + 20 мм к длине болта. Фланцевые соединения изолируют отдельными металлическими сетками и сверху покрывают асбестоцементную защиту минеральной ватой.

Компенсаторы изолируют при эксплуатации с учетом их тепловой деформации за счет изменения их формата. Места установки часто ремонтируемой или проверяемой арматуры выполняют съемной изоляцией и покрывают слоем повышенной прочности или металлической защитной пленкой.