Производство и монтаж
промышленного оборудования
+7 (8555) 498-859
+7 (8555) 498-860
Отборные устройства давления – виды, конструкция, монтаж
Для присоединения контрольно-измерительных приборов к газоходам, трубопроводам, инженерным коммуникациям и оборудованию используют отборные устройства. Они также служат для подключения импульсных линий, обеспечивающих подвод измеряемой среды к приборам, расположенным на расстоянии.
Назначение и варианты исполнения отборных устройств
Отборные устройства помогают выполнять отбор среды из трубопроводной системы и ее транспортировку к измерительной трубной арматуре. Они позволяют снимать показания температуры, рабочего давления и качества жидких и газообразных сред контрольно-измерительными приборами. По назначению различают следующие виды основных отборных устройств:
- Для измерения разряжения рабочей среды (вакуум).
- Для снятия показаний температуры. К ним относятся расширители, бобышки и другие закладные конструкции, которые маркируются ЗК4 и служат для присоединения термопреобразователей.
- Отборное устройство давления (узел или конструкция под манометр, который устанавливается на аппаратах и трубопроводах с агрессивной и неагрессивной средой). Обычно маркируется ЗК14, ОУ16, ОУ25 и обеспечивает отбор среды из трубопроводной системы для снятия показаний давления.
Применение отборных устройств упрощает проведение измерений, существенно снижает влияние измеряемой среды на результат и продлевает срок службы манометров, термометров и других КИП.
Виды и характеристики отборных устройств
Закладные конструкции отборных устройств давления выполнены виде металлических элементов, которые производятся из стали Ст20, 09Г2С, 12Х18Н10Т и других марок. При выборе материала учитывают показатели и состав рабочей среды.
Отборные устройства используют для отбора:
- неагрессивных газов и жидкостей;
- агрессивных жидкостей и газов;
- агрессивных кристаллизирующихся сред с взвешенными твердыми частицами.
Максимальное допустимое давление отборных устройств общепромышленного назначения составляет 40 МПа, температурный интервал — -60…+565 °C. В случае превышения этих показателей используют специальные модели.
Отборные устройства для установки манометров представлены несколькими модификациями — для измерения рабочей среды до +70 °C и свыше +70 °C.
Отборные устройства устанавливаются на трубопроводах и технологическом оборудовании, которые могут иметь конструкцию разной сложности. Чтобы обеспечить точность измерений и упростить монтаж, используют отборные узлы разной конфигурации. По форме они бывают:
- Прямые, которые устанавливаются при вертикальном расположении трубопровода.
- Угловые, предназначенные для трубопроводов с горизонтальным расположением.
- Петлевидные. Допускается использовать их для измерения давления при температуре среды более +90 °C, если технологический трубопровод изготовлен из углеродистой стали.
Эксплуатация отборных устройств осуществляется в разных климатических зонах. Устойчивость к воздействию влаги и определенным показателям температуры окружающего воздуха обеспечивают защитные и теплоизоляционные покрытия. Их наносят после установки отборных устройств вместе с коммуникациями и оборудованием по схеме защиты от коррозии или монтажа тепловой изоляции.
Особенности комплектации отборных устройств
Конструкция отборных устройств зависит от назначения и конфигурации трубопровода, параметров и состава измеряемой среды, характеристик и исполнения манометров. Поэтому отборные устройства могут иметь множество вариантов комплектации. К примеру, ЗК14-2-13-02 по сборнику чертежей закладных конструкций СЗК14-2-01, СЗК14-2-02 устанавливается на стенках аппарата или трубопроводе и дополняется шаровым краном.
Отборное устройство для импульса давления ЗК4-272.10-90, которое предназначено для трубопроводов с агрессивной жидкостью или газом при температуре -100…+150 °C, комплектуется запорной арматурой СА22014-006.02 или СА22014-010.02(14нж26п2).
Пример отборного устройства с клапаном для стравливания давления для горизонтального и вертикального трубопровода представлен на рисунке.
- а) для горизонтальных трубопроводов;
- б) для вертикальных трубопроводов
Для установки, защиты и правильной эксплуатации манометров, вакуумметров и других приборов контроля давления используют следующие виды монтажно-подводящей арматуры:
- Монтажная арматура (отборные узлы и закладные конструкции) — отводы угловые и прямые, бобышки, стальные и медные импульсные трубки.
- Запорная арматура для отборных устройств — нажимные и предохранительные клапаны, клапаны и краны манометровые.
- Переходники с наружной и внутренней резьбой — бочонки и муфты из углеродистой и коррозионно-стойкой стали или латуни.
- Уплотнения из меди, фторопласта, резины и других материалов, обеспечивающих герметичность монтажа отборных устройств.
- Комплекты присоединительных частей — к ним обычно относятся гайки, уплотнения, ниппели из нержавеющей и углеродистой стали, штуцера, фланцы и крепеж.
- Комплект деталей для монтажа — кронштейны, различные виды крепежа, передние и задние монтажные фланцы.
При монтаже отборных узлов используют и защитно-разделительные устройства. К ним относятся:
- Мембранные разделители, соединительные рукава, капиллярные линии, охладители и демпферы, обеспечивающие гашение пульсаций гидравлических ударов.
- Защитные кожухи, утепляющие шкафы и чехлы, предохраняющие от возгораний, воздействия влаги и переохлаждения.
Монтаж отборных устройств осуществляется с помощью закладных конструкций, которые встраиваются в технологическое оборудование и трубопроводы. Разнообразие способов установки и комплектации отборных устройств позволяет подобрать оптимальный вариант, который обеспечит проведение измерений в соответствии с регламентом и высокой точностью.
Технология монтажа отборных устройств
Закладные конструкции, которые используются при установке измерительных приборов и отборные устройства соответствуют альбомам ТМ 14-2-1-03 и ТМ14-2-9-03, СЗК14-2-01 и СЗК14-2-02, и ТУ.
Особенности монтажа и способы присоединения отборного устройства к трубопроводу и оборудованию зависят от следующих факторов:
- типа, исполнения и технологии установки контрольно-измерительного прибора;
- вида используемой запорной арматуры;
- сложности конструкции оборудования и трубопровода.
Установка отборного устройства может осуществляться на вертикальном или горизонтальном трубопроводе, на стенках аппаратов и тонкостенном вентиляционном воздуховоде. Монтаж также выполняется на стенках кирпичной кладки, а при собранной трубопроводной системе отборное устройство фиксируют на специальной пластине, закрепленной на трубопроводе винтами. Присоединение отборного устройства может осуществляться с помощью сварки, резьбы или фланцев.
Если требуется укрепление отверстий в стенке для установки отборных устройств из углеродистой стали, используют штуцер. Его конструкция предусматривает применение для тех показателей измеряемой газообразной, кристаллизирующейся или жидкой среды, для которой предусмотрены отборные устройства.
После монтажа отборного устройства устанавливают контрольно-измерительные приборы. При этом запрещается подтягивать фланцевые или резьбовые соединения на трубопроводе под напором.
Монтаж отборных устройств в приборах для измерения давления
Отборные устройства для измерения давления и разрежения монтируют на участках с прямолинейным потоком среды. На горизонтальных и наклонных трубопроводах отборные устройства устанавливают на газо-и воздухопроводах в верхней части, на трубопроводах, несущих жидкости и пар,—сбоку
Для измерения избыточного давления и вакуума в системах нптоматнзацнн используют унифицированные отборные устройства (рис. 7). Отборные устройства давления (рис. 7, а и б) состоят из кольцеобразной трубки 1, соединителя 2, запорного органа (вентиля или трехходового крана) 3 и футорки 4 с резьбой М20Х1 1/2″ для присоединения манометра или вакуумметра.
Кольцеобразная трубка необходима для защиты при измерении давления горячей жидкости (температура более 70° С) и пара. Ее назначение — не допустить проникновения в манометр горячей воды или пара. В кольце скапливается охлажденный конденсат и тем самым отделяет манометр от измеряемой среды. Кроме того, кольцеобразная трубка несколько сглаживает бросок давления в момент подключения прибора. Отборное устройство приваривают к закладной конструкции — штуцеру, установленному непосредственно на трубопроводе или аппарате.
Отборные устройства давления и разрежения газовой или воздушной среды (рис. 7, в г) устанавливают вертикально или под некоторым углом вверх. В этом случае образующийся в отборном устройстве и импульсном трубопроводе конденсат будет стекать обратно в трубопровод млн технологический аппарат.
Рис. 7. Отборные устройства давления и разрежения:
а — отборное устройство давления Ру=1,6 МПа, температура 225° С. б —отборное устройство давлении Ру=10 МПа, температура 200° С. в, г — отборнмс устройства давления и разрежения для запыленных сред и чистых газов; 1— кольцеобразная грубка. 2 — ниппельный соединитель. 3 — запорный орган. 4 — футорка. 5 — защитная труба. 6 —отвод.
7 — колпачок-заглушка. 8 — гайка. 9 — отбор
При отборе импульса давления (разрежения) дымовых газов отборное устройство устанавливают в таком месте, где возможна наименьшая концентрация твердых частиц. Варианты установки отборных устройств для измерения разрежения па вертикальных и горизонтальных участках кирпичного газохода и газохода с металлической обшивкой показаны на рис. 8.
Рис. 8. Установка отборных устройств для измерения разрежения:
а, б — на вертикальной и горнзонтальном газоходе с металлической обшивкой. в, г — на вертикальном и горизонтальном участках кирпичного газохода. 1 — отборное устройство разрежения. 2 — заглушка. 3 — обсадная труба. 4 — импульсныйтрубопровод
Для удобства обслуживания следует избегать установки отборного устройства вблизи заслонок, шиберов, изгибов трубопровода, фланцев. При монтаже необходимо уделять особое внимание качеству приварки штуцеров и бобышек, чтобы на их внутренней поверхности не было наплывов грата, образующегося при сварке
В противном случае сужение внутреннего сечения отборных устройств может привести к запаздыванию импульса давлении или разрежения. Кроме того, отборные устройства не должны иметь выступов внутрь технологического оборудования или трубопроводов во избежание искажения измеряемых параметров, так как возникающие при этом завихрения вносят погрешности в показания приборов.
В случае измерения давления или разрежения среды, имеющей высокую вязкость или агрессивно воздействующей па материал чувствительного элемента измерительного прибора, применяют разделительные сосуды. При этом измеряемая среда заполняет импульсную линию от технологического аппарата или трубопровода лишь до разделительного сосуда, далее вся линия заполняется разделительной жидкостью. При выборе разделительной жидкости учитывают следующие требования: жидкость не должна смешиваться и соединяться с измеряемой средой, она должна быть негорючей и не оказывать разрушающего воздействия на детали измерительного прибора.
Монтаж приборов измерения давления и разряжения
Монтаж средств контроля и автоматики
Чувствительные элементы измерительных преобразователей и приборов, сами измерительные преобразователи и приборы находятся в наиболее сложных условиях эксплуатации. Чувствительные элементы приборов подвергаются воздействиям давлений контролируемых сред, температуре, а в некоторых случаях и воздействиям вибрации. Монтаж каждого вида первичных преобразователей имеет свои особенности, которые учитывают условия эксплуатации. Место установки следует выбирать с учётом удобства эксплуатации, и с учётом достоверности показаний. Кроме индивидуальных особенностей каждого вида измерений существуют общие требования, предъявляемые к установке воспринимающих элементов. К общим требованиям относится:
1. Место установки должно быть доступно для эксплуатации в процессе работы. Если эти устройства установлены на высоте более двух метров, то должны быть предусмотрены лестницы с площадками для их обслуживания.
2. Если первичные преобразователи устанавливаются вблизи трубопроводов и аппаратов, излучающих тепло, то приборы должны быть заэкранированы.
3. Первичные преобразователи при установке группируют так, чтобы они стояли на общих металлических конструкциях, в местах удобных для эксплуатации.
4. Показывающие или самопишущие приборы, установленные в производственных помещениях должны быть хорошо освещены, температура окружающего воздуха должна быть не менее +5۫ С и не более +50۫ С.
5. Если в производственном помещении, в местах установки, возможна вибрация, то необходимо применять амортизирующие устройства.
6. Если в производственном помещении, в процессе нормальной работы оборудования, возможно образование агрессивных газовых смесей, то преобразователи и приборы устанавливают в шкафных щитах с поддувом воздуха от системы приточной вентиляции.
7. Если средства контроля устанавливают в не отапливаемых помещениях или на открытых площадках, то необходимо применять шкафные щиты с обогревом, в которых зимой должна поддерживаться температура +10 ÷ +25۫ С.
Приборы и преобразователи давления соединяются с трубопроводами или аппаратами через точки отбора при помощи импульсных линий. Точкой отбора давления является бобышка вместе с запорным вентилем. Конструкции и размеры бобышек определяются присоединительными размерами запорных вентилей, а материал бобышки – материалом трубопровода, с которым она соединяется при помощи сварки.
В качестве импульсных линий применяют стальные трубы. Как правило, импульсные линии выполняются бесшовными трубами с внутренним диаметром 4÷15 мм. Внутренний диаметр выбирают, учитывая рабочее давление и расстояние от точки отбора до прибора. При измерении высоких давлений (более 10 МПа) применяют специальные трубы высокого давления, с толщиной стенки 3÷5 мм, и внутренним диаметром 4÷6 мм. Длина импульсных линий должна быть не более 25÷30 метров. При измерении разряжения в качестве импульсных линий используют вакуумные резиновые трубки или трубки из полиэтилена с толщиной стенки 1÷1,6 мм.
Газ. При измерении давления газа, точку отбора давления желательно устанавливать в верхней полусфере трубопровода, т.к. в технологических газах может содержаться влага или механические частицы, которые могут забивать отверстие запорных вентилей.
При монтаже приборов и импульсных линий следует учитывать степень загрязнённости газов и их влагосодержание. Импульсные линии следует прокладывать по кратчайшему расстоянию. Если измерительное устройство давления устанавливают ниже точки отбора, то импульсную линию прокладывают с уклоном, примерно 1:10, в сторону технологического трубопровода, чтобы предотвратить вероятность попадания влаги или механических частиц в чувствительный элемент прибора. В самой нижней точки импульсной линии устанавливают отстойник с запорным вентилем для продувки линии.
Жидкость. При измерении давления жидкости, точку отбора давления желательно устанавливать в нижней полусфере трубопровода, т.к. в технологических жидкостях может содержаться газ, который при попадании в импульсную линию будет создавать газовые пробки, и тем самым вносить погрешность в показания прибора.
Пар. При измерении давления пара, перед манометром или перед преобразователем должно быть установлено конденсационное устройство для предохранения прибора от попадания пара в чувствительный элемент, чтобы не произошла его деформация под действием высокой температуры. На импульсной линии должны быть установлены два запорных вентиля, один — на точке отбора и второй – перед прибором. Для конденсации пара перед манометром, если он установлен выше точки отбора, устанавливают трубку в виде петли. Если прибор установлен ниже точки отбора, то импульсная линия выполняется в виде колена.