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.
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.
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.
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.
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 суднаСпециализированные суда для перевозки сухих грузов 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 узловИзготовление 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.
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 термодиффузионнойУпрочнение структуры термодиффузионной обработкой деталей 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 ожоговОказание первой помощи при электротравмах, ожогах и утоплении 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:
- Обволакивающую, выполняемую из асбестовой ткани или асбопухшнура;
- 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;
- 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