Детали трубопроводов ГОСТ

Детали трубопроводов ГОСТ

При реализации проекта трубопровода неизбежно возникает необходимость надежного герметичного соединения труб в одной плоскости и в различных пространственных положениях. Для этого применяются соединительные части – детали трубопроводов ГОСТ или фитинги для поворота, разветвления магистралей, изменения внутреннего сечения труб и решения прочих технологических задач.

Классификация трубопроводов

Трубопроводы необходимы для перемещения газов, сыпучих материалов и продуктов, жидкостей с различным процентным содержанием примесей. Для создания проектной конфигурации и фиксации элементов в заданном пространственном положении используются детали трубопроводов ГОСТ в ассортименте. Изначально трубопроводы классифицируются по нескольким признакам:

• вид прокладки и опирания на грунт – надземный, наземный, подземный, подводный и плавающий;
• тип рабочей среды – теплосети, этиленпроводы, массопроводы, конденсатопроводы, паропроводы, нефтепроводы и магистрали для нефтепродуктов, газопроводы, воздухопроводы коммуникации ХВС и аммиакопроводы;
• назначение – магистральные, внутрицеховые (технологические), межцеховые и спецназначения (например, для прокладки кабеля);
• характеристики среды – горячие с температурой более 50°С и нормальные, безнапорные, вакуумные (давление меньше 0,1 МПа), низкого, среднего и высокого давления до 1,6 МПа, до 10 МПа и свыше 10 МПа, соответственно.

В категорию трубопроводов так же входят водовыпуски для сброса отработанных технических жидкостей, водостоки и канализация, пневмопочта предприятий. Конструкционным материалом труб, фитингов и трубопроводной арматуры является преимущественно сталь различных марок. Поэтому рабочие среды условно подразделяются на агрессивные, то есть разрушающие структуру металла, и неагрессивные, не вызывающие коррозии.

В свою очередь, надземные трубопроводы бывают балочного, висячего и арочного типа. Подземные инженерные системы укладываются внутри дюкеров, тоннелей, штолен, насыпей, траншей и с засыпкой землей. Трубы и арматура плавающих транспортных систем поддерживается на поверхности полимерными поплавками.

В стандартах ГОСТ элементы и детали трубопроводов регламентируются по материальному, конструкционному и климатическому исполнению, целевому назначению, присоединительным размерам и конфигурации. Это облегчает проектирование трубопроводов, позволяя заложить в них стандартные изделия, а затем экономично реализовать его на объекте.

Область использования трубопроводных деталей

Основной сферой применения деталей трубопроводов ГОСТ является изготовление и реализация проектов магистральных путепроводов и линий технологической оснастки предприятий, систем энергетической отрасли и ЖКХ.

Однако некоторые фитинги используются исключительно для ремонта и модернизации существующих трубопроводов. Например, хомутовый отвод, более известный под названием «седелка», позволяет безопасно врезаться в линию под давлением, не останавливая технологический процесс транспортировки рабочей среды на этом участке.

Трубопроводными деталями выполняют следующие задачи:

• защита элементов путепровода от негативных факторов – механические повреждения, коррозия химического и электрохимического типа;
• изменение направления потока, разветвление или объединение нескольких труб в одну линию;
• корректировка подачи, давления и температуры рабочей среды;
• установка контрольно-измерительных приборов;
• прочистка и внутренний контроль состояния поверхностей труб и рабочей среды;
• присоединение арматуры, средств автоматизации и дистанционного управления процессами;
• выполнение ремонтных работ и обслуживание оборудования.

Таким образом, для разных эксплуатационных условий и решения конкретных целевых задач требуются фитинги разной конфигурации, размеров, климатического, материального и прочего исполнения.

Разновидности деталей трубопроводов

Изготавливаются детали трубопроводов ГОСТ из разных конструкционных материалов по индивидуальным технологиям, применяются для решения не одинаковых задач. Поэтому стандарты ГОСТ разработаны, как для отдельных групп фасонных изделий, так и для отдельных модификаций фитингов.

Кроме вышестоящих стандартов ГОСТ имеются нижестоящие по отношению к ним стандарты отраслей и предприятий, технические условия отдельных заводов РФ и центрального бюро трубопроводного арматуростроения РФ – СТ ЦКБА.

Отводы

В рейтинге деталей трубопроводов ГОСТ отводы занимают почетное первое место. Фитингами изменяют направление потока на угол от 1 до 180 градусов. Классифицируются отводы по нескольким признакам:

• угол изгиба – стандартный 30°, 45°, 60°, 90° и 180°, произвольный по требованию заказчика;
• радиус изгиба – у крутоизогнутых отводов составляет 1 – 1,5 DN, у гнутых от 1,7 DN;
• технология изготовления – гибка (гнутье), ковка, штамповка, штампосварной метод, протяжка по рогообразному сердечнику, сварка из нескольких коротких отводов.

Для изготовления отводов могут использоваться заготовки из бесшовной и сварной трубы, штампованные элементы.

Гнутые ГО и ОГ

Эти детали трубопроводов могут изготавливаться по ГОСТ, отраслевым стандартам и документации, разработанной КБ отдельных заводов. Основными характеристиками гнутого отвода являются:

• радиус изгиба больше номинального диаметра трубчатой заготовки в 1,7 и более раз;
• чаще всего используются гибочные станки и холодные методы деформации;
• для равномерного распределения усилий и отсутствия складок внутренняя полость предварительно заполняется сыпучим материалом, а в торцы забиваются заглушки.

Маркировка гнутых отводов в разных стандартах отличается – либо ОГ, либо ГО. Например, отводы по ГОСТ 22793 диаметром 6 – 200 мм под высокое давление маркируются ГО, имеют угол изгиба 15 – 90 градусов. А по регламенту документации ОТТ 23.040 00 КТН гнутые отводы маркируются ОГ, имеют диаметр 10 – 1220 мм, угол изгиба 66 градусов максимум.

Маркировка ОГ присваивается фитингам, изготовленным горячими способами деформирования, а обозначение ГО указывает на холодный способ деформации конструкционного материала.

Крутоизогнутые

К категории крутоизогнутых отводов относятся детали трубопроводов ГОСТ с радиусом изгиба от 1 до 1,5 условных диаметров трубчатой заготовки. В ГОСТ регламентируется, не только угол и радиус изгиба, но и технология производства фитингов.

Например, в ГОСТ 17375 указаны технологии протяжки по рогу и штамповки для выпуска крутоизогнутых отводов с радиусом и углами изгиба R = 1,5 DN и 45 – 180 градусов, соответственно. Аналогичные требования содержатся в ГОСТ 30753, только радиус изгиба здесь еще круче – 1DN. В стандартах ГОСТ 30753 крутоизогнутые отводы получили наименование «2D», а в ГОСТ 17375 обозначаются, как «3D».

В отличие от гнутых отводов крутоизогнутые фитинги не имеют прямых участков возле зон изгиба. Они позволяют строить трубопроводы в замкнутых пространствах и экономить бюджет реализации ваших проектов.

Колено

Из всех отводов с фиксированными углами изгиба от 15 до 180 градусов лишь у одного из них имеется еще одно собственное наименование. Фасонные детали трубопроводов ГОСТ с углом изгиба 90° называются в технической документации коленом.

В ГОСТ 22818 колено стандартно комплектуется угловой приварной опорой из листовых элементов. В отличие от типовых отводов разделка кромок производится только по телу трубы, торцы не имеют фасок.

Хомутовый отвод

Для врезки в трубу без изменения геометрии трубопровода и нарушения его целостности используются хомутовые отводы следующей конструкции:

• внутренняя поверхность патрубка под приварку, с резьбой или фланцем копирует наружную поверхность трубы;
• патрубок монтируется через эластичную прокладку, прижимается к трубе хомутом ленточного или пластинчатого типа.

При необходимости «седелка» может быть сначала установлена на трубу, а отверстие в ней прорезается по месту. Более того, для врезки под давлением к патрубку крепится запорная полнопроходная арматура, отверстие пробивается сквозь открытый затвор задвижки.

Характеристики чугунных хомутовых отводов ограничены диаметром DN 80 – 1600 мм, давлением PN 16 МПа максимум. Самыми надежными считаются седелки в виде разрезанного вдоль тройника с напыленным на внутреннюю поверхность эластомером.

Сварные секционные

Маркировка фитингов изначально отличается от обозначений крутоизогнутых и гнутых отводов. Сварной секционный отвод изготавливается из нескольких заготовок:

• вырезанные из труб секторы;
• развальцованная листовая сталь.

Производство ОСС отводов регламентируется отраслевыми стандартами ОСТ 34-10-752 и ОСТ 36-21-77 и ТУ конкретных заводов производителей. В зависимости от характеристик среды используются стали марок 17Г1С, 09Г2С, 20 и 3.

Переходы

Для стыковки труб не одинакового диаметра или присоединения к трубопроводу редукционной арматуры используются детали трубопроводов ГОСТ – переходы. Кроме классификации по типоразмеру, переходы условно подразделяются по технологии изготовления:

• точеные – проточка толстостенной трубы на токарном станке;
• сварные – заготовка свернута из стального листа на специальном вальцовочном станке;
• штампованные – изготавливаются из трубчатых бесшовных заготовок методом горячего деформирования.

Дополнительно существует классификация переходов по форме:

• в концентрических фасонных изделиях оси отверстий совмещены;
• в эксцентрических отводах оси отверстий смещены параллельно друг другу.

В горизонтальных линиях обычно применяются переходы с эксцентриком. На вертикальных участках чаще монтируются концентрические переходы наружного диаметра.

Тройники

При необходимости смешивания рабочих сред или разъединения потока в две линии используются детали трубопроводов ГОСТ – тройники с соответствующим количеством патрубков. Классифицируются эти фасонные детали по признакам:

• совпадение диаметров патрубков – равнопроходные и переходные;
• конструкционный материал – чугун, сталь легированная, углеродистая и нержавеющая;
• способ присоединения – резьбовые (штуцер, муфта), фланцевые, под приварку;
• конструкция – общепромышленные и усиленные.

Усиливаются обычно переходные тройники. Для этого используются накладки и толстостенные патрубки. Для производства тройников используют несколько технологий:

• деформация горячим методом;
• штамповка с предварительным разогревом трубчатой заготовки;
• гидроштамповка на специальном оборудовании;
• ковка цельнометаллических тройников;
• сварка из двух трубчатых элементов;
• протачивание на станке из одной заготовки.

Для напорных магистралей и технологических линий внутри цеха применяются тройники штампованные и кованные. Сварные стальные тройники пригодны для 3 – 4 категории трубопроводов по регламенту МТУ Ростехнадзора.

Штампосварные модификации фитингов допускается закладывать в проекты промысловых и магистральных путепроводов DN 219 – 1420 мм под давление PN в пределах 10 МПа нефтегазовой промышленности.

Днища

Для котлов, аппаратов и сосудов востребованы детали трубопроводов ГОСТ 6533 – днища стальные эллиптической формы с отбортовкой по кромке. По регламенту этого стандарта диаметр днища составляет 133 – 4500 мм, толщина стенки 4 – 120 мм. Выполняются детали из двухслойных, легированных и углеродистых сталей для глушения цилиндрической части сосудов и котлов.

Фланцы

Фланцами соединяют между собой детали трубопроводов ГОСТ и присоединяют в разрыв трубопроводов арматуру. Этим обеспечивается высокая ремонтопригодность путепроводов и комплектующих. После соединения под приварку фланцы являются самым популярным типом стыков в ЖКХ, нефтегазодобыче, энергетической промышленности.

Производство фланцев регламентируется двумя стандартами – ГОСТ 12815 (исполнение 1 – 9) и ГОСТ 33259 (исполнение A – K). Классифицируются эти фитинги по следующим параметрам:

• конструкция – свободные, воротниковые и плоские;
• материальное исполнение – стальные, чугунные, из сплавов;
• технология производства – центробежное литье горячая штамповка, вырезка из листового материала плазменным методом или газорезкой, ковка.

Литые фланцы массивные и менее надежные, зато наряду с ковкой и колец раскатных эту технологию применяют для получения фасонных изделий большого диаметра. Штамповка считается самым экономичным методом для диаметров 15 – 700 мм под давление 2,5 МПа максимум.

Максимально снизить себестоимость производства фланцев до DN 2200 мм позволяет метод раскатка полос из листовой стали с последующим формированием фланца на гибочном станке. Под иностранную арматуру используются фланцы переходного типа – «воротник» выполнен по отечественным стандартам ГОСТ, а присоединительная поверхность с отверстиями под крепеж соответствует европейским, американским или азиатским стандартам.

В ГОСТ 12820 приведены типоразмеры плоских фланцев – толщина 8 – 25 мм, наружный и номинальный диаметр 75– 1175 мм и 10 – 1000 мм, соответственно, вес изделий 0,25 – 52,6 кг.

В отдельную категорию вынесены конусно-фланцевые соединения оригинальной конструкции:

• фланцы не имеют отверстий под шпильки и болты;
• обладают небольшой толщиной;
• ответные поверхности плоские, полированные;
• наружные поверхности фланцев конусные;
• выемки внутри хомутов имеют конусность, на 1,5 – 2° меньше, чем фланцы.

При затяжке шпилек/болтов на хомутах усилие увеличивается пропорционально за счет не одинаковой конусности элементов соединения. Что позволяет использовать эту технологию в линиях высокого давления. Основным достоинством является время соединения фланцев – два болта закручиваются вдвое быстрее, чем стандартный фланец с 4 шпильками.

Угольники

В официальной документации угольниками называются детали трубопроводов ГОСТ сразу двух типов принципиально разной конструкции:

• ГОСТ 8946 – угольник проходной изготовлен из ковкого чугуна, имеет внутреннюю/наружную резьбу с обеих сторон, DN 8 – 50 мм (65 – 100 мм), угол изгиба 45° и 90°;
• ГОСТ 22820 – угольник стальной для давления 10 – 100 МПа для предприятий, производящих удобрения и нефтегазопромыслового комплекса DN 6 – 200 мм в трубопровода с температурой среды -50°С … +510°С.

В первом случае фасонное изделие получают изгибанием трубчатой заготовки с последующим нарезанием трубной резьбы. Стальной угольник высокого давления вытачивается на токарном станке из цельной отливки.

Заглушки

Основным назначением детали трубопроводов ГОСТ – заглушки, является перекрытие потока внутри цилиндрической трубы. Они монтируются на окончание трубопровода на фланцах, резьбе или электродуговой сваркой.

Существуют межфланцевые заглушки, которыми перекрывают потоки рабочей среды на время ремонта или обслуживания отдельных участков трубопровода. Поэтому принята классификация заглушек:

• поворотные;
• межфланцевые;
• быстросъемные;
• эллиптические;
• сферические;
• плоские под приварку;
• фланцевые.

Заглушки вырезают из листовых материалов или штампуют холодным способом. Поворотные заглушки являются разновидностью задвижек.

Опоры

Для фиксации в заданном проектном пространственном положении труб, арматуры и прочих элементов используются специальные детали трубопроводов ГОСТ опоры вертикального и горизонтального типа. По классификации ГОСТ опоры подразделяются на категории:

• по материальному исполнению – из стали и армированного бетона;
• по назначению – вертикальные, горизонтальные, с сопровождением;
• по присоединению – плоская скоба, бугель, хомут и приварка;
• по регулировке – не регулируемые и регулируемые;
• по степеням свободы – не подвижные и подвижные;
• по наличию корпуса – бескорпусные и корпусные;
• по способу поддержки – подвеска и опора;
• по сортаменту металлопроката – трубчатые, из швеллера, уголковые, из тавра.

Большинство опор могут использоваться и в качестве не подвижных, и в качестве подвижных. Стандарты ГОСТ предусмотрены только для двух типов опор – подвески по ГОСТ 16127 и подвижные по ГОСТ 14911. Производство остальных модификаций опор регламентируется отраслевыми стандартами и ТУ конкретных заводов.

Кроме того, некоторые фитинги по умолчанию комплектуются опорами, представляют собой стандартные сборочные единицы.

Цокольные фитинги

В узлах выхода/входа магистрали из грунта применяются цокольные детали трубопроводов ГОСТ. Соединения неразъемные, выполнены в стальном футляре, защищают конструкционный материал трубопровода от коррозии и механических повреждений от сил морозного вспучивания. Условно цокольные фитинги делятся на категории:

• Г-образные в стеклопластиковой изоляции;
• прямые вводы для полимерной и стальной трубы;
• вводы со свободным изгибом (только для ПЭ труб);
• Г-образные стальные изолированные.

Например, Г-образные фитинги ЦВПС обычно монтируются на выходе газопровода возле жилого дома или промышленного здания.

Компенсаторы

В процессе эксплуатации трубопровод неизбежно испытывает осевые и боковые нагрузки, вызванные линейным расширением конструкционных материалов и воздействиями окружающей среды. Для ликвидации последствий создана категория трубопроводных деталей ГОСТ – компенсаторы.

Они выполнены или имеют вставки из эластичного материала, демпфирующего негативные воздействия на трубы и арматуру.

Изолирующие соединения

Изолирующие детали трубопроводов ГОСТ отсекают отдельные участки магистрали от блуждающих и наведенных токов в почве. Это позволяет избавиться от электрохимической коррозии внутри труб без соответствующей защиты или разграничить участки с разными схемами этой защиты (анодная/катодная).

Бобышки

В процессе строительства трубопроводов используются закладные детали ГОСТ 8733 и 8734 – бобышки. Присоединительная часть прямая или скошена под 45°, наружная часть оснащена внутренней/наружной резьбой для установки манометров и прочих измерительных приборов, датчиков.

Быстроразъемные соединения

В нефтяной промышленности часто используются быстроразъемные БРС соединения. Конструкция имеет вид муфты и ниппеля с уплотнительным кольцом из эластичного износостойкого материала. В отличие от стандартных муфт резьба здесь крупная с большим шагом, что обеспечивает снижение времени скручивания и разъединения стыка.

Дополнительно БРС могут комплектоваться стопорной втулкой с шариками, утапливаемыми в специальную канавку при необходимости откручивания муфты. Материальное исполнение элементов БРС зависит от факторов:

• эксплуатационные условия (влажность, наличие пыли);
• температурный диапазон среды;
• номинальное давление внутри трубопровода;
• тип рабочей среды.

При необходимости внутри муфты и ниппеля или любой из этих деталей могут устанавливаться обратные клапаны и адаптеры.

Таким образом, детали трубопроводов, выполненные в соответствии со стандартами ГОСТ, позволяют снизить время изготовления проекта и бюджет его реализации на вашем объекте. На нашем сервисе информационную поддержку клиентам оказывают эксперты с профильным образованием и опытом проектирования совершенно бесплатно.