Эксплуатация и ремонт пробкового крана (стр. 2 из 3)
Краны со смазкой, а также шаровые краны с неметаллическими уплотнительными кольцами обеспечивают полную и достаточно надежную герметичность. Шаровые краны с пластмассовыми уплотнениями, эксплуатируемые в средах высокого давления, содержащих взвешенные частицы, могут иметь недостаточную долговечность вследствие низкой твердости и стойкости пластмасс к абразивному износу. Наиболее надежны в таких условиях шаровые краны с металлическим уплотнением и смазкой.
Дисковые затворы — наиболее простой вид арматуры. Их габаритные размеры и масса минимальны по сравнению со всеми другими типами арматуры. Их преимущества особенно значительны при больших проходах и низких давлениях. Для управления дисковым затвором необходимо повернуть вал на четверть оборота (как у кранов). Вместе с тем крутящий момент привода, необходимый для управления дисковым затвором, довольно большой.
Наиболее серьезным недостатком дисковых затворов является сложность обеспечения герметичности уплотнения. В затворах больших условных проходов на максимально возможные для таких затворов давления (порядка 10 кгс/см2) конструкция уплотнения обычно сложна и не всегда обеспечивает надежную работу.
запорная арматура трубопровод кран
2. ВЫБОР ЗАПОРНОГО УСТРОЙСТВА
Для выбора запорной арматуры необходимо иметь полные данные о системе, где собираются применять арматуру, о назначении арматуры и условиях ее работы.
На выбор арматуры значительно влияют химическая активность рабочей среды и ее коррозионные свойства. Они определяют марку материала корпусных деталей арматуры и уплотнения.
При выборе арматуры необходимо учитывать ее долговечность и ремонтопригодность. Эти характеристики связаны с расчетным сроком службы самой установки, где применяют арматуру, а также с проектируемой в дальнейшем модернизацией или автоматизацией системы.
В системах, где затруднено обслуживание и где выход арматуры из строя может повлечь серьезные последствия, основной характеристикой для выбора запорной арматуры может стать надежность ее работы.
Наконец, один из решающих факторов при выборе арматуры — ее экономичность. Экономичность следует рассматривать комплексно, для всего народного хозяйства в целом. При этом учитывают цену арматуры, стоимость обслуживания ее, а также ее влияние на экономические показатели всего производства.
При выборе арматуры следует учитывать также ее габаритные размеры и массу с учетом места для ее установки
Запорную арматуру выбирают в зависимости от конкретных условий и особенностей технологического процесса, а также от вида и физических свойств перекачиваемой рабочей среды.
2.1 Классификация кранов
Они используются на магистральных трубопроводах, транспортирующих природный газ и нефть, а также в системах городского газоснабжения, на резервуарах и котлах для определения уровня жидкости, дренажа систем, взятия проб. Классификация запорных кранов приведена на рисунке ниже:
Достоинства крана, как запорного устройства, заключается в следующем: простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление, небольшая высота (без учета размеров привода), возможность безколодезной установки и установки в любом рабочем положении на трубопроводе, простая форма проточной части корпуса, отсутствие застойных зон, полнопроходность в шаровых кранах, допускающая возможность механизированной очистки трубопровода, простое управление (поворот пробки на 90°), малое время, затрачиваемое на поворот, хорошая защита и возможность смазки уплотнительных поверхностей деталей рабочего органа, применимость для вязких или загрязненных сред, суспензий, пульп и шламов, возможность использования в качестве запорного или регулирующего устройства. Вместе с тем, краны имеют следующие недостатки: для управления кранами с большим условным диаметром прохода требуется большие крутящие моменты, необходимы тщательное обслуживание и смазка уплотнительных поверхностей конической пробки и корпуса во избежание "прикипания" пробки к корпусу, усложнена притирка конической пробки и корпуса, неравномерный по высоте износ конусных пробок, что в процессе их эксплуатации приводит к снижению герметичности запорного органа. Поэтому для ответственных объектов все большее применение получают шаровые краны, которые используются для трубопроводов с условным диаметром прохода Dу < 1400 мм и более при давлениях ру < 16 МПа. На линейной части магистральных газопроводов шаровые краны являются основным запорным устройством. Они получили широкое применение и на других объектах газопроводов.
Для того, чтобы снизить крутящий момент, необходимый для управления конусными кранами, и износ уплотнительных поверхностей, применяются краны со смазкой. На конусных соприкасающихся поверхностях этих кранов пробка и корпус имеют каналы, заполняемые специальной смазкой. Смазка периодически вручную или автоматически подается по каналам шпинделя, корпуса и пробки.
Принцип работы кранов с подъемом пробки заключается в том, что при открывании и закрывании прохода предварительно производится подъем пробки на некоторую высоту, необходимую для того, чтобы уплотнительные поверхности пробки и корпуса разошлись, что уменьшает во время поворота пробки трение и износ уплотнительных поверхностей. Это осуществляется путем поворота шпинделя или ходовой гайки. После поворота пробки на 90° она снова "садится" на свое место. В кранах с ручным управлением эти действия выполняются последовательно вручную - с помощью шпинделя и бокового рычага, в кранах с поршневым гидроприводом или электроприводом - специальным механизмом.
Шаровые краны с пробкой в виде шара со сквозным отверстием для прохода среды получают все более широкое применение для различных условий работы. По принципу герметизации запорного органа их можно разделить на две основные разновидности: с плавающим шаром и с шаром на опорах. Применяются иногда и конструкции с плавающими уплотнительными кольцами. Сферические пробка и корпус обладают большой прочностью и жесткостью.
Для кранов с малым диаметром прохода наибольшее применение получили конструкции с плавающей пробкой, в которых пробка не связана жестко со шпинделем, а может смещаться от оси шпинделя. Под действием давления среды пробка прижимается к уплотнительному кольцу корпуса, обеспечивая герметичное перекрытие запорного органа.
При больших условных диаметрах прохода и давлениях плавающая пробка создает чрезмерно большие нагрузки на уплотнительное кольцо, что затрудняет работу крана, поэтому для таких условий рекомендуются конструкции с фиксированной пробкой. Фиксирующая цапфа пробки может иметь подшипники качения или самосмазывающиеся подшипники скольжения, которые в настоящее время широко используются в шаровых кранах. Для вязких и застывающих (кристаллизующихся) сред (парафинистых мазутов, фенолов, смол) применяются краны с паровым обогревом корпуса. Используются краны как с конусной или шаровой, так и с цилиндрической пробкой.
Краны изготовляются из латуни, бронзы, серого чугуна, стали. Краны из латуни (Dу < 80 мм) применяются для сред с ру < 2,5 МПа при tp < 225°С. Чугунные краны (Dу < 150 мм) используются для воды, нефти, смазочных масел, топливного газа, нейтральных газов, фенолов при ру < 1,6 МПа и tp < 150°С. Стальные краны (Dу < 1400 мм) применяются для топливных газов, сжиженных газов, нефтепродуктов, каменноугольной смолы, пека при ру < 16 МПа и tp < 500°С. Латунные краны изготовляются как пробно-спускные и как запорные. Пробно-спускные краны (с условным диаметром Dу, равным 6, 10, 15 и 20 мм) при ру = 1 МПа и tp = 225° С предназначены для установки на котлы и резервуары. Они имеют один присоединительный патрубок с наружной трубной дюймовой резьбой и один спускной патрубок для выпуска рабочей среды, который используются для взятия проб и дренажа.
На рисунке слева представлены чугунные пробковый и шаровой краны и их монтажные размеры (в скобках приведены их обозначения по классификациям СЕИР и ООН).
2.2 Пробковый кран
Пробковый кран (рис. 4.11) состоит из корпуса 1, конической пробки 2, крышки 3, через которую проходит регулировочный винт 4, позволяющий регулировать рабочий зазор между уплотнительными поверхностями корпуса пробки.
Рис. 4.11. Пробковый кран: 1- корпус; 2 — конус; 3 — крышка; 4 — регулирующий винт; 5 — манжеты; 6 — кулачковая муфта для проворота конуса шпинделем; 7 — шпиндель; 8 — рукоятка; 9 — нажимной болт для подачи смазки; 10 — обратный клапан; 11 и 12 — ограничитель и пружина клапана
Уплотнение регулировочного винта осуществляется манжетами 5, поджатие которых производится грундбуксой. Управление краном осуществляется путем поворота пробки 2 (через шпиндель 7 и кулачковую муфту 6) рукояткой 8 до ее упора (рукоятки) в выступы горловины корпуса.
Для поворота пробки крана рукоятку при необходимости наращивают рукояткой 406 - ЗИП - 4, поставляемой с арматурой. Шпиндель уплотняется манжетами, которые поджимаются грундбуксой.
Смазка выполняет следующие функции: обеспечивает герметичность затвора крана; облегчает поворот пробки, создавая постоянную прослойку между уплотнительными поверхностями корпуса и пробки; предохраняет уплотнительные поверхности от коррозии и износа; предохраняет кран от заедания и заклинивания. С целью повышения коррозийной стойкости пробка крана подвергается сульфацианированию.
3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СМАЗКА
После установки кранового запорного устройства необходимо дополнительно набить уплотнительную смазку и проверить их на плавность работы затвора. Смазка подается масленкой, которая ввинчивается в резьбовое отверстие шпинделя вместо нажимного болта. Кран в момент набивки смазки должен быть или полностью открыт или полностью закрыт. Допускается производить набивку смазки при помощи нажимного болта. Однако, это менее удобно и требует большего времени.