Трубопроводами называются устройства, служащие для транспортировки пара, газа, воздуха, воды и других веществ. Наиболее ответственными являются паропроводы, отводящие пар от котла к турбине, и питательные трубопроводы, по которым к котлу подается вода под давлением. При эксплуатации трубопроводов возникает опасность ожога паром или горячей водой. Разрыв трубопровода может вызвать большие разрушения и травмы.
Требования безопасности к трубопроводам установлены «Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», утвержденными Госгортехнадзором.
В зависимости от давления трубопроводы разделены на 4 категории, для каждой из которых определены качество материала трубопровода, условия изготовления, прокладки и обслуживания..
Трубопроводы для пара и горячей воды, вентили и задвижки к ним изготовляют из легированной стали, если они предназначены для работы при температуре выше +450°С, и из качественной углеродистой стали — при температуре ниже +450°С. Сварные швы сваривают встык и проверяют их путем просвечивания рентгеновскими или гамма-лучами с помощью дефектоскопа и другими способами.
Трубопроводы имеют протяженность несколько десятков и даже сотен метров. При нагревании они удлиняются, а при охлаждении укорачиваются. Если трубопровод закрепить неподвижно во всех опорах, то при нагреве, например, из холодного состояния, в нем возникнет продольная сила порядка сотен тонн, которая может сдвинуть опоры, изогнуть или разрушить трубопровод. Чтобы обеспечить свободное удлинение трубопровода, часть его опор делают подвижными. На прямолинейных участках монтируют компенсаторы удлинений, представляющие П-образный или в виде лиры участок трубы.
В паропроводах возможны гидравлические удары. В местах с недостаточной тепловой изоляцией, при нагреве паропровода пар довольно быстро конденсируется, образуется вода, которая при движении в трубах вызывает гидравлический удар большой силы. Чтобы не допустить гидравлических ударов, воду удаляют через дренажные устройства: водоотделители, конденсационные горшки, дренажные вентили.
Гидравлическому удару может способствовать воздух, скапливающийся в верхних точках трубопровода для жидкости. Для удаления воздуха на трубопроводе устанавливают вентили — воздушные или автоматические клапаны.
Чтобы быстро определить назначение, трубопроводы окрашивают в опознавательные цвета (табл. 11).
Таблица 11
Окраска трубопроводов
На основной цвет иногда наносят поперечные полосы — кольца для того, чтобы указать параметры, назначение, состав наполнителя. Например, красные полосы означают высокое давление, концентрацию или повышенную теплотворную способность; белые — признак высокой температуры, химической нейтральности; зеленые — неполная очистка; черные — загрязненность.
На видных местах трубопроводов делают четкие надписи для того, чтобы персонал хорошо ориентировался. Указываются условные буквенные обозначения среды. Например, перегретый пар высокого давления обозначается П.П./в.д.; отборный пар — П.О.; конденсат — В.К.
На магистралях ставят номер магистрали (римской цифрой), буквенное обозначение агрегата (котел — К, турбина — Т, насос — Н, пароперегреватель — П.П. и т. д.).
Номер агрегата надписывается арабской цифрой. Стрелка указывает направление движения теплоносителя. Например, 1ВХ означает магистраль № 1 химически очищенной воды (рис. 48).
Чтобы персонал не ошибся при переключениях, задвижки и вентили имеют номер, надпись и указатели направления вращения штурвала, степень открытия запорного органа. При дистанционном управлении надписывают пусковое устройство электропривода и собственно арматуру.
Вновь смонтированные трубопроводы включают в работу после технического освидетельствования и регистрации в инспекции
Рис. 48. Схема компоновки задвижки с колонковым приводом:
1 — задвижка на трубопроводе химически очищенной воды ВХ, 2 — привод задвижки, 3 — тяги дистанционного управления задвижкой; стрелкой указано направление движения воды в трубопроводе
Госгортехнадзора. Трубопроводу присваивается регистрационный номер и заполняется шнуровая книга с приложением схемы трубопровода, данных о материале, сварке, описания трубопровода.
В процессе эксплуатации инспектор Госгортехнадзора следит за состоянием трубопроводов пара и горячей воды: один раз в три года он осматривает трубопроводы без снятия изоляции в рабочих условиях. Перед первым пуском в работу, после сварки стыков, после двухлетней консервации под руководством инспектора испытывают трубопроводы водой при повышенном против рабочего давлении (согласно нормам). Внутренний осмотр трубопроводов делается не реже одного раза в 3 года силами электростанции.
Во время эксплуатации на трубопроводах возможны повреждения, которые могут вызвать ожоги людей. При повреждениях может возникать утечка воды и пара через фланцевые соединения, раздутие и разрывы трубопроводов, работающих при температуре выше +450°С.
Для предотвращения этих неполадок и повреждений прокладки во фланцевых соединениях делают из материалов, достаточно упругих и стойких к воздействию пара и воды, высокой температуры (например, из высококачественного паронита, металлические). Паропровод включают в работу особо тщательно: его прогревают постепенно, продувают, удаляют полностью конденсат. Вентили, задвижки, обратные клапаны, дренажные устройства содержат в исправном состоянии и постоянно их контролируют. Следят за исправным состоянием опор трубопроводов, компенсаторов, тепловой изоляции.
Особое внимание уделяется контролю сварных соединений. Все без исключения сварные соединения осматривают и измеряют с целью выявления наружных дефектов и проверки, соответствует ли шов чертежу. Для этого шов и прилегающий к нему участок шириной по 2 см с каждой стороны очищают до блеска от шлака и грязи. Чтобы выявить внутренние дефекты, трещины, непровары, швы проверяют ультразвуком или просвечивают гамма-лучами.
Рентгеновские и гамма-лучи, проходя через просвечиваемое тело, частично поглощаются. Если в сварном шве имеются раковины или трещины, то сквозь них пройдет больше лучей, чем сквозь соседние плотные участки шва. В этих местах на фотопленке, находящейся за объектом, появится почернение в виде пятен и полос, характеризующее дефекты в натуральную величину.
Для просвечивания, например, кольцевого шва с внутренней стороны стенки трубы размещается источник излучения — препарат с изотопом, а с внешней — кассета с фотопленкой. Эта работа связана с опасностью облучения. Определенную трудность представляют операции внесения препарата с изотопом внутрь паропровода. Работа выполняется с особой предосторожностью (см. §2).
В соответствии с требованиями Правил Госгортехнадзора сварные соединения ответственных паропроводов, барабанов, коллекторов должны проверяться ультразвуком или просвечиваться гамма-лучами (табл. 12).
Таблица 12
Число стыков, подлежащих проверке ультразвуком или просвечиванием гамма-лучами на каждом паровом котле
В случаях когда изделие выполнено из стали аустенитного класса, то проверке подлежат сварные соединения барабанов, камер и трубопроводов. На трубах поверхностей нагрева проверяют 10% стыков (но не менее 10 штук) по всей длине шва или 50% его периметра в случае недоступности части стыка.
Механические свойства сварных стыков и их структуру проверяют на образцах путем механических испытаний на растяжение, загиб и методом металлографии. Образцы вырезают из контрольных стыков. В Правилах Госгортехнадзора указаны нормы оценки качества сварных соединений. Сварной стык считается неудовлетворительным, если в нем обнаружены внешние или внутренние дефекты: например, трещины, поры, непровары, кратеры, свищи, прожоги, смещение кромок.
При ремонте трубопроводов ремонтируемый участок трубопровода отключают, снимают давление, полностью выпускают из него пар или воду в дренаж. Соответствующие задвижки и вентили запирают на замок, снимают напряжение с электропривода, удаляют предохранители. При ремонте продолжительностью в сутки и более ремонтируемый участок отделяют заглушками. Их ставят с хорошо видимыми хвостовиками. Эту работу выполняют по отдельному наряду и допуску.
На отключенных вентилях и задвижках вывешивают плакат «Не включать, работают люди!», а на месте работы «Работать здесь!».
Паропроводы и трубопроводы горячей воды ремонтирует бригада рабочих по наряду под руководством бригадира, хорошо знающего тепловую схему и правила ремонта и обслуживания теплосилового оборудования. Ответственный руководитель и производитель работы (бригадир) перед началом работы в присутствии начальника смены цеха убеждаются в том, что в ремонтируемый участок не могут попасть пар или горячая вода и только после этого начальник смены допускает бригаду к работе.
На отключенном участке трубопровода снижают давление воды или пара. Их спускают в дренаж постепенно, как правило, через спускную арматуру. Эту операцию осуществлять путем ослабления фланцевых соединений можно только в исключительных случаях, когда нельзя опорожнить трубопровод через дренаж. При разболчивании фланцевых соединений необходимо соблюдать осторожность, чтобы оставшийся внутри трубопровода пар и вода не могли обжечь рабочего. Дренаж должен быть открыт полностью непосредственно в атмосферу.
