Дек 21, 2023
Проведение монтажных работ требует осуществления финишных обязательных контрольных операций по разъемным соединениям линейной арматуры с трубопроводом [1, 2, 3].
Контроль фланцевых соединений предусматривает проведение контрольных операций аналогичных монтажным [3]:
— контроль качества сборки, включающий контроль исходного состояния фланцев, прокладок, крепежа;
— контроль качества затяжки крепежа принятым способом;
— контроль качества затяжки беспрокладочных фланцевых соединений.
Контроль качества сборки фланцевых соединений. Контроль качества уплотнительных поверхностей фланцев и прокладок предшествует сборке фланцевых соединений арматуры и трубопроводов.
К сборке фланцевого соединения допускаются детали, соответствующие установленным техническим требованиям. При сборке и после сборки фланцевых соединений осуществляется дополнительно контроль:
— параллельность фланцев в процессе затяжки и после завершающего обхода;
— величины и равномерности затяга шпилек фланцевого соединения;
— герметичности фланцевого соединения.
Контроль фланцев осуществляется при затяге гаек при последовательном обходе гаек. Параллельность фланцев определяется путем замеров зазоров между фланцами по их периметру с помощью щупа. При этом обеспечение параллельности между фланцами не допускается путем неравномерного затяга гаек, а также использования клиновых прокладок или шайб.
Должны соблюдаться допуски на отклонение: строительной длины (табл. 1), от параллельности уплотнительных поверхностей магистральных фланцев арматуры, а также от перпендикулярности уплотнения фланца к оси трубы (табл. 2).
Таблица 1
|
Строительная длина, мм
|
Предельные отклонения для фланцевой арматуры, мм
|
|
До 350
|
± 2
|
|
Св. 350 до 600
|
± 3
|
|
Св. 600 до 800
|
± 4
|
|
Св. 800 до 1000
|
± 5
|
|
Св. 1000 до 1600
|
± 6
|
|
Св. 1600 до 2250
|
± 8
|
|
Св. 2250
|
± 10
|
Таблица 2
|
Диаметр трубы (детали), мм
|
Отклонение от перпендикулярности, мм
|
|
25...60
|
0,15
|
|
60...160
|
0,25
|
|
160...400
|
0,35
|
|
400...750
|
0,5
|
|
Свыше 750
|
0,6
|
Контроль качества затяжки фланцевого соединения. Значение предварительной нагрузки крепежных элементов разъемных герметичных соединений устанавливают вне зависимости от способа нагружения, метода контроля за ее значением и конструкции нагружающего устройства.
Сложность создания на практике заданной силы затяжки крепежных деталей заключается в том, что ее, как правило, нельзя измерить непосредственно при сборке. Силу затяжки определяют косвенно, расчетом по какой-либо измеренной величине: приложенному крутящему моменту, углу поворота гайки, удлинению стержня болта, сжатию стягиваемых деталей, давлению при температуре в энергосистеме нагружающего устройства и др.
Как показывают результаты специальных исследований, затяжка вручную ключом без добавления рычага позволяет затянуть болты М16...М18. Наиболее оптимальный размер — М12. Если размер болта больше М18, то наблюдается недогрузка, если меньше М12 — то перегрузка. И даже для оптимального размера М12 при ручной неконтролируемой затяжке разброс значений в отдельных крепежных элементах соединения достигает 200 %.
При осевой затяжке деталей с помощью специальных гидро- устройств осевую нагрузку определяют по давлению рабочей жидкости в гидросистеме.
Потери усилия, создаваемого в гидроцилиндре устройства, на трение составляют в среднем 10% при разбросе этих значений ± 3%.
Контроль величины и равномерности затяга шпилек осуществляется, как правило, с помощью микрометра. На каждые 10 мм длины шпильки допускается удлинение от 0,03 до 0,15 мм. Окончательная затяжка гаек всех фланцевых соединений, включая соединения арматуры, кроме соединений с металлическими прокладками, производится при прогреве трубопровода перед пуском в эксплуатацию при давлении в нем не выше 0,4...0,5 МПа.
Контроль по крутящему моменту на ключе. Этот метод контроля наиболее широко используется на практике при затяжке резьбовых крепежных элементов приложением крутящего момента к гайке.
Точность оценки силы затяжки не превышает 25 %. Она зависит от точности оценки коэффициентов трения и точности определения приложенного крутящего момента.
Существенной для оценки осевой силы, создаваемой моментом, является стадия затяжки, т.е. подтягивание или затяжка гайки, ввиду различия значений коэффициентов трения покоя и движения. Для подтягивания необходим момент на 10...15 % превышающий момент для затяжки. Это обстоятельство вызывает погрешность при проверке фиксированным моментом заранее затянутой гайки группового соединения.
Контроль по углу поворота гайки. При контроле по углу поворота гайки оценивается не только удлинение стержня болта, но и величина сжатия стягиваемых деталей, в том числе и деформация микронеровностей и исключение возможных зазоров между стягиваемыми деталями. По этой причине применяют «нулевую» затяжку, т.е. нагружение определенным моментом до полного прилегания гайки, головки болта и стягиваемых деталей, и только после этого начинают отсчет угла поворота.
Контроль силы затяжки по углу поворота гайки достаточно прост. Однако этот метод применим только при затяжке одиночных резьбовых соединений или соединений, у которых жесткость стягиваемых деталей значительно больше жесткости болтов. В противном случае при затяжке очередной гайки в результате дальнейшей деформации стягиваемых деталей сила затяжки ранее нагруженных гаек уменьшится. Это уменьшение зависит от отношения жесткостей крепежных и стягиваемых деталей соединения.
Контроль по удлинению стержня болта (шпильки). Этот метод контроля силы затяжки считается наиболее точным, позволяющим оценить осевую силу, действующую на болт, не только после завершения процесса затяжки, но и во время самой затяжки, что дает представление о неравномерности нагружения крепежных деталей всего соединения.
Метод контроля по удлинению стержня болта широко применяют при затяжке особо ответственных соединений. Длину болта до затяжки и после нее измеряют специальными скобами, снабженными микрометрической головкой.
Контроль силы затяжки с применением специальных шайб. Для контроля силы затяжки крепежных деталей применяют также специальные шайбы, размещаемые между гайкой и стягиваемой деталью. Силу затяжки определяют, например, по изменению зазора или по моменту заклинивания кольца между кольцевыми пластинами. Кольцо (при одноразовом его использовании) изготавливают из материала, предел текучести которого ниже, чем предел текучести материала кольцевых пластин. Это позволяет повысить точность измерений за счет увеличения исходного зазора.
Следует отметить, что увеличение податливости системы разъемного герметичного соединения введением таких специальных шайб, не всегда целесообразно, так как это приводит к изменению значений степени самоуплотнений и коэффициента основной нагрузки.
Другие виды испытаний, которые используются для оценки качества ремонта и замены трубопроводной арматуры, подробно изложены в специальной литературе [1, 2, 3, 4].
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гошко А.И., Асцатуров А.С. Трубопроводы целевого назначения. В 2-х кн. М.: МЕЛГО, 2006. 570 с.
2. Гошко А.И. Арматура трубопроводная целевого назначения. В 3-х кн. М.: Машиностроение. 2003. 992 с.
3. Гошко А.И., Асцатуров А.С. Монтаж арматуры целевого назначения. Справочник: Правила. Технологии. Оборудование. М.: МЕЛГО, 2007. 203 с.