Изготовление узлов и монтаж систем на судне

Сборка узлов труб состоит в предварительном соединении на прихватках труб-деталей с отростками, фланцами, деталями штуцерных соединений или другими элементами для последующего скрепления сваркой.

Существует сборка:

  • По монтажным схемам с последующей пригонкой по месту на судне и по эталонным трубам;
  • По шаблонам-макетам или на макетировочном станке.
Сборка узлов трубопроводов в позиционере
Рис. 1 Сборка узлов трубопроводов в позиционере
1 — собираемая труба;
2 — насаживаемый на трубу фланец;
3 — позиционер;
4 — регулируемая подставка

Сборку по монтажным схемам применяют для узлов головного судна. Изогнутую по шаблону трубу-деталь в этом случае передают на суд­но где на нее по месту устанавливают фланцы. Их подгоняют по смежным трубам и закрепляют электроприхватками. Собранный узел возвращают в цех, где фланцы приваривают. Отростки также подгоняют по месту что является весьма сложной операцией, к тому же выполняемой на судне. Таким образом, заранее изготовить трубы-узлы оказывается невозможным.

При использовании способа сборки по эталонным трубам или по шаблонам-макетам, проверенным по месту на головном судне, трубы устанавливают в специальные приспособления — позиционеры. Позиционер, показанный на рис. 1 имеет поворотные планшайбы на которые фланцами закрепляют эталонные трубы или макеты. Для серийного судна тот же узел собирают с фланцами и отростками по фиксированному положению позиционера, что гарантирует взаимюзаменяемость изготовляемых труб серийного и головного судов. Сборка узлов труб на макетировочном станке аналогична сборке на позиционере, с тем отличием, что макетировочный станок механизирован и его можно быстрее переналаживать под новую трубу.

Наиболее распространенным способом соединения узлов и деталей трубопровода является сварка. Для соединения узлов между собой применяют фланцевые, штуцерные и дюритовые механические соединения.

Фланцевые соединения — показаны на рис. 2. Они используются на трубах с условным проходом более 32 мм, могут быть приварными (неповоротными) и свободно сидящими (поворотными). Последние удерживаются на трубе с помощью приварного кольца или отбортовки. Поворотные фланцы более технологичны, так как позволяют свободно совмещать отверстия под болты при соединении труб. Часто на одном конце трубы фланец трубы делают приварным, а на другом — поворотным.

Фланцевые соединения
Рис. 2 Фланцевые соединения
а — с плоским приварным фланцем;
б — с приварным фланцем на медной трубе;
в — со свободным фланцем на приварном кольце;
г — со специальным фланцем, свариваемом с трубой встык (для труб с высоким давлением);
1 — труба;
2 — плоский фланец;
3 — приварной фланец;
4 — отбортовка трубы;
5 — свободный фланец;
6 — приварное кольцо;
7 — фланец для сис­тем высокого давления;
8 — сварной шов

Для труб с условным проходом от 3 до 32 мм применяют штуцерное соединение, показанное на рис. 3.

В тех случаях, когда трубы располагаются в районах с повышенной вибрацией, используют дюритовые соединения, представляющие со­бой отрезок резинового или резинотканевого шланга, плотно надеваемого на концы соединяемых труб.

Следует заметить, что муфтовые соединения, т. е. выполненные на резьбе с помощью муфт, колен или тройников, считаются менее проч­ными, чем фиксированные сваркой, и на судах не применяются.

Сварку узлов трубопроводов обычно выполняют электродуговым способом плавящимся или неплавящимся электродом, а иногда кон­тактным способом. Для присоединения труб малых диаметров (менее 26 мм) иногда применяют газовую сварку.

Предпочтение во всех случаях отдается автоматической сварке, а в случае сложности ее применения — полуавтоматической в среде защит­ных газов.

Наиболее распространенный вид сварных соединений труб — сты­ковой. Фланцы могут также соединяться с трубами встык (рис. 2, г), внакрой (рис. 2, а). При­варка отростков показана на рис. 4. Она производится угловым швом — односторонним или двусторонним.

Качество выполнения сварных соединений трубо­проводов контролируют:

  • Вне­шним осмотром;
  • Измерением размеров шва;
  • Прогонкой шарика внутри трубы (для проверки отсутствия выступающего грата);
  • Гидравлическим или воздушным ис­пытанием на плотность;
  • В особо от­ветственных случаях с помощью ге­лиевых и галоидных течеискателей.

Используется также контроль внут­реннего строения шва проникаю­щим излучением.

Штуцерное соединение
Рис. 3 Штуцерное соединение
1 — наконечник;
2 — прокладка;
3 — накидная гай­ка;
4 — штуцер

Гидравлические испытания уз­лов труб в цехе производят с целью проверки прочности и плотности сварных соединений, а также материала трубы в районе погибов. Для проведения гидравлических испытаний оборудуют испытательные стенды с оснасткой, позволяющей быстро подсоединять узлы труб, подавать в них воду и создавать ее давление (превышающее рабочее в 1,5-2 раза). Один конец узла трубы присоединяют к стенду, а другие закрывают быстросъемными заглушками с резиновыми прокладками. Давление, создаваемое насосом, контролируют по манометру. Если тру­ба имеет течь, то давление снижается, а обнаруженные дефекты выру­баются пневматическим зубилом. Обработанное место заваривают и трубу испытывают повторно.

В зависимости от наличия погиба трубы, ее диаметра, материала, вида соединения и других признаков узлы трубопроводов при разра­ботке технологии их изготовления принято объединять в типовые технологические группы, применяя принципы групповой технологии. Каждой группе присваивается свой шифр.

По виду материала и типу соединения трубы разделяют на 14 групп (01-14). Первые шесть групп — стальные трубы, с 7-й по 10-ю — мед­ные и с 11-й по 14-ю — медно-никелевые. Трубы из других металлов и пластмасс классифицируют отдельно.

Сварное соединение трубы с отростком
Рис. 4 Сварное соединение трубы с отростком

По диаметрам все виды труб разбивают на шесть подгрупп (от 1 до 6):

  • До 14 мм;
  • 15—32;
  • 33—75;
  • 76—150;
  • 151—219;
  • 220 и более мм.

В каждой подгруппе трубы подразделяют на прямые и гнутые (П и Г). Например, прямой узел стального трубопровода диаметром до 14 мм со штуцерным соединением имеет шифр 011П.

Всего установлено 168 типовых групп. На конкретных судах таких групп, естественно, меньше. Например, на сухогрузном судне с массой корпуса 6200 т встречается 59 групп труб.

Изготовление труб-деталей, а также сборку, сварку и испытания узлов выполняют в трубозаготовительных цехах.

Для возможности механизации изготовления труб и специализации отдельных участков цеха используют разделение на типовые техноло­гические группы, для которых составляют типовые маршруты изготов­ления. Например, один из маршрутов — изготовление узлов металли­ческих труб малых диаметров, другой — диаметром 15-32 мм, может быть маршрут — изготовление стальных труб диаметром более 200 мм и т. д. В частности, для указанного выше сухогрузного судна составле­но восемь типовых технологических маршрутов. Часть труб при обра­ботке подвергается всем операциям, включенным в данный маршрут, остальные — лишь некоторым. При этом в цехах, как правило, создают два технологических потока, действующих параллельно, изготовление узлов труб наружным диаметром до 75 и более 75 мм.

В процессе изготовления трубы перемещают по технологическому маршруту цеховыми кранами или специальными подвесными конвей­ерами с автоматическим адресованием и последовательно проходят через специализированные участки цеха, где подвергаются необходимым операциям обработки. На каждом участке обработку ведет специ­ализированная бригада.

В крупных трубозаготовительных цехах суще­ствуют следующие специализированные участки:

  • Заготовительный;
  • Гибки;
  • Предварительной механической обработки;
  • Сборки;
  • Сварки;
  • Окон­чательной механической обработки;
  • Гидравлических испытаний;
  • Мар­кирования;
  • Химической обработки и покрытия узлов труб;
  • Изоляции;
  • Комплектации и консервации;
  • Слесарно-медницкий.

Реализованы попытки автоматизировать весь процесс изготовления узлов в цехе. На рис. 5 представлена принципиальная схема автома­тизированной поточной линии. Прибывшие с металлургического за­вода трубы загружают в стеллажи, откуда трубу по рольгангу подают к станку, где из нее вырезают заготовку нужной длины. Затем на станке к трубе прихватывают и на станке приваривают фланцы. Фланцы и рай­он приварки обтачивают на автоматическом фланцепроточном станке. Труба с фланцами подается на автоматический трубогибочный станок, где сгибается по заданной форме. Готовый узел трубопровода подают на испытания.

Схема поточной автоматизированной линии изготовления труб
Рис. 5 Схема поточной автоматизированной линии изготовления труб
1 — механизированный стеллаж для труб;
2 — рольганг;
3 — станок для резки заготовок труб;
4 — станок для прихватки фланцев;
5 — станок для приварки фланцев;
6 — станок для обработки поверхностей фланцев;
7 — станок для гибки труб с фланцами

Таким образом, все основные операции оказываются комплексно­механизированными.

Защиту труб от коррозии выполняют цинкованием, эмалировани­ем, футеровкой, покрытием полимерными пленками, а алюминиевых труб также гидратированием (паровым оксидированием). Одним из наиболее распространенных способов защиты стальных труб является цинкование. Цинковое покрытие наносится за счет диффузии цинка в виде порошкобразной смеси окунанием в ванну с расплавленным цин­ком и последующей термо или термодиффузионной обработкой. Сред­няя толщина покрытия 100-300 мкм.

Во избежание повреждений получаемой защитной пленки цинко­ванию подвергают только полностью изготовленные, подогнанные по месту, испытанные и принятые ОТК узлы трубопроводов.

Тепловую изоляцию наносят на узлы труб, температура сред кото­рых значительно отличается от комнатной. Горячие поверхности с тем­пературой теплоносителя 60 °С и выше изолируют для уменьшения теп­ловых потерь, предотвращения ожогов и с противопожарной целью. Толщину изоляции определяют расчетом из условия, чтобы темпера­тура на ее наружной поверхности превышала температуру окружающего воздуха не более чем на 20 °С.

Холодные поверхности с температурой теплоносителя 10 °С и ниже изолируют для уменьшения потерь холода и предотвращения выделе­ния росы на поверхности трубы.

Различают три типа изоляции горячих поверхностей:

  1. Обволакива­ющую, выполняемую из асбестовой ткани или асбопухшнура;
  2. Фор­мованными изделиями в виде скорлуп или сегментов, изготовленных заранее из совелита (смесь солей магния и кальция с асбестом), асбес — товермикулита (смесь гидратизированной слюды, асбеста и бентони­товой глины) или перлита(стекловидной породы) с глинистой связ­кой;
  3. Мастичную, наносимую на трубу в виде пасты или мастики, изготовленной из асбеста, ньювеля, совелита или асбозурита.

Изолированные трубы снаружи обертывают тканью и окрашивают.

Холодные поверхности могут быть изолированы органическими ма­териалами, стекловойлоком или пенопластами. Изоляцию крепят к тру­бе на клею, а снаружи обшивают тканью или пластмассовой пленкой.

Работы по изоляции судовых трубопроводов производят в цехе и заканчивают на судне.

В цехе выполняют все подготовительные ра­боты:

  • Раскрой теплоизоляционных материалов;
  • Изготовление матра­цев изоляции;
  • Заготовку деталей изоляции из плиточных материалов;
  • Скорлуп;
  • Сегментов;
  • Приготовление мастик и клеев;
  • Изоляцию отдельных труб.

Изоляцию оставшихся участков трубопроводов проводят на судне после гидравлических испытаний системы в со­бранном виде.

Монтаж систем на судне из собранных узлов стремятся начинать на ранней стадии постройки. Иногда узлами труб насыщают готовые сек­ции и блоки корпуса. Общую сборку всей системы на судне производят после окончания основных корпусных работ в соответствии с тех­нологическим графиком постройки.

Изготовленные в цехе узлы трубопроводов доставляют на судно и сначала собирают согласно монтажным чертежам на временных бол­тах с установкой временных прокладок. Далее в местах присоединения трубопроводов к механизмам или к донной и забортной арматуре оп­ределяют форму и размеры забойных узлов труб. Забойный узел слу­жит замыкающим звеном, компенсирующим погрешности установки оборудования, а также изготовления остальных труб в данном поме­щении. Для повышения точности изготовления забойного узла трубо­провода предварительно выполняют его шаблон-макет с фланцами, по которому его затем изготавливают в цехе.

Собранный на временных болтах и проверенный трубопровод раз­бирают и снова собирают, устанавливая штатные прокладки и болты в соединениях, а также крепления к корпусным конструкциям — подвес­ки. Одновременно собирают и все прочие элементы системы — приво­ды, измерительные приборы, отличительные планки и пр.

Гидравлические испытания системы в собранном виде на судне про­водят для проверки герметичности всех соединений трубопроводов. Испытание проводят в течение времени, необходимого для осмотра всех соединений, но не менее 10 мин. Для подготовки к испытанию трубо­проводы отключают от механизмов перекрытием соответствующей арматуры, наполняют водой и соединяют с насосом, подающим под давлением воду. Величина пробного гидравлического давления указы­вается в монтажном чертеже. Как правило, оно на 25% больше рабоче­го давления в данной системе.

При поднятом давлении трубопровод тщательно осматривают и мес­та обнаруженных утечек воды фиксируют. После окончания испытания воду удаляют, а трубопровод продувают воздухом. Испытанные трубо­проводы окрашивают специальным присвоенным им цветом, а фланце­вые соединения, оставшиеся не покрытыми теплоизоляцией в цехе, изо­лируют на судне матами или полосами изоляционного материала.

Рекомендуется к прочтению:
Изготовление труб-деталей
Изготовление трубопроводов и монтаж систем на судне

Февраль, 27, 2018 431 0
Читайте также