КулЛиб электронная библиотека 

Чертежи КТД конструкций трубных деталей [Константин Владимирович Ефанов] (fb2) читать онлайн


Настройки текста:



Введение

К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы для перемещения веществ технологического процесса и для эксплуатации оборудования.

На современном уровне технологические установки нефтеперерабатывающих завдов проектируются в системах Plant Design Managemett System (PDMS). Эти системы описывают все разделы строительной части установки, к которым относятся проектирование металлоконструкций, трубопроводов, систем автоматизации управления и др.

Программы PDMS представляет данные в виде 3D-модели, аналогично, машиностроительным программам таким как Inventor, SolidWorks. Компас. Отметим существенные отличия в САПР.

Из системы PDMS можно получать плоские чертежи, в том числе чертежи марки ТХ и чертежи изометрических конструкций трубопроводов, чертежи металлоконструкций.

Стандартом по умолчанию можно назвать программу AVEBA PDMS. В этой программе содержится модуль Isodraft, используя который можно получить изометрические чертежи трубопроводов.


И изометрической проекции оси X и Y лежат в плоскость под 30°, ось Z направлена вверх.

Трассировку трубопровода выполняют располагаю катушки вдоль соответствующих осей X, Y, Z.

На катушки и другие трубные детали проставляют размеры с засечками между выносной и размерной линиями.

Позиции всех трубных деталей показывают на выносной линии цифрой, помещенной в круг. Номера стыковых соединений (сварочных швов) показывают цифрой на полке линии-выноски.

Длинную трубную линию в чертежах КТД делят на ряд участков, границы между которыми показывают флажками [1.с.3].

Для обеспечения собираемости на монтаже в полевых условиях, к катушкам вдоль каждой из осей X, Y, Z добавляют технологический припуск в виде катушки длиной не менее 100 мм.

В работе [1] отмечается, что трубопроводы занимают существенную долю в весе установки. Трассировка трубопроводов занимает достаточно много времени и требует принятия компоновочных решений, основанных на техническом обосновании и нормативно-технической документации, касающейся прокладки и безопасности трубопроводов.

Как правило, сложные разветвленные участки трубопроводов разбиваются при проектировании на более простые прямые участки. Из более простых участков выполняют трубные узлы, предназначенные для транспортировки на место возведения сооружения установки.


Выборка трубопроводной линии выполняется автоматически в программе PDMS. Перед началом работы с деталировочными чертежами необходимо ознакомиться со схемой PI&D (монтажно-соединительной) и чертежами марки ТХ. В случае отсутствия изометрической проекции трубопровода (например, при отсутствии программы PDMS), изометрическая проекция переносится на чертеж КТД вручную.

К каждому листу чертежа КТД составляется спецификация, которые затем суммируются в общую сводную спецификацию (см. ниже).

Правила оформления КТД

Декатировочные чертежи КТД выполняют как правило на листах формата А3 (по ЕСКД) с оформлением по правилам СПДС. Для информации может быть использованы ведомственные строительные правила ВСН 362 [1].

ГОСТ 32569-2013 [2] и в будущем заменяющий его документ является обязательным к исполнению при разработке чертежей КТД.

На трубопроводы высокого давления разработаны отдельные нормативные документы.

Возможность заимствования деталей из трубопроводов высокого давления (например) линз определяется проектировщиком трубопровода и аналогична проблеме установки деталей сосудов высокого давления до 130МПа на сосуды до 21 МПа.

Комплект декатировочных чертежей (КТД) состоит из [1]:

– ведомости документов по ГОСТ 21.102,

– пояснительной записки,

– сводной спецификации материалов и изделий.

В сводной спецификации элементы перечисляют в последовательности:

– трубы,

– детали трубопроводов,

– арматура,

– крепеж,

– прокладки,

– опоры.

На чертеже КТД, как указывалось выше, нумеруют трубные детали, трубные стыки (сварные швы). Кроме того, на концах трубных узлов проставляют координаты, приводят обозначение ответных участков трубопроводов или стыкуемых штуцеров оборудования. Над трубами прописывают диаметр, над переходами проставляют изменение диаметра в виде d1xd2.

Катушки труб располагают вдоль осей X, Y,Z, повороты участков трубопровода показываются в виде[1]:

– направление осей X, Y, Z:



– поворот в плоскости XY, XZ, YZ:



– при необходимости показания углов поворота в плоскости XY, XZ, YZ:



– повороты в плоскостях XY, XZ, YZ (показано сразу два поворота):



– произвольные изменения направления в пространстве:



Для ориентации штурвалов арматуры для шпинделя показывается направление в пространстве по приведенным правилам изображения.


Для анализа течения жидкости следует ознакомиться с работой Идельчика [3] и методическим пособием [4] по расчету сети. Гидравлический расччет сети на современном уровне выполняется после ее построения в программе «Гидросистема». Насос подбирается по дифференциальному напору также в специальной программе.

Прочностной расчет выполняется в программе «СТАРТ». В ручную по ГОСТ 32388-2013 [5] могут быть выполнены расчеты нестандартных деталей трубопроводов, например, отвода с отличающейся геометрией. По нормам для сосудов и аппаратов детали трубопроводов рассчитывать некорректно. По нормам на аппараты деталь трубопровода может быть рассчитана, если она входит в состав аппарата, например, штуцера. Расчет фитингов трубопроводов подробно рассмотрен в работе [6].

Общие вопросы монтажного проектирования подробно рассмотрены в работах [7], [8].


По таким правилам упрощенно могут быть выполнены чертежи элементов машиностроительных изделий, таких как обвязка нефтяного центробежного насоса, обвязка аппарата в блочном исполнении.


В технических требованиях или в специальной таблице, помещаемой на поле чертежа, на поле чертежа КТД формата А3 указываются:

– давления на прочность и герметичность,

– рабочие давление и температура.

На чертеже указывают количество сварных стыков и расчетную трудоемкость изготовления.


На конечных точках трубопровода координаты и обозначение сопрягаемого трубопровода или позицию штуцера аппарата, резервуара. Обозначения флажков и других элементов по таблице 1 ВСН 362-87.

Сопрягаемые линии показывают условно, но с привязкой их размеров:



Места соединения сварных стыков нумеруют отдельной сквозной нумерацией на полке-выноске. Трубные детали нумеруются отдельной сквозной нумерацией с помещением цифры в круг [1]. Трубные узлы нумеруются аналогично в кругах с большим диаметром и номером, в котором первая цифра показывает номеру узла, вторая показывает количество узлов на чертеже [1]. Сварные стыки нумеруются на полке-выноске. На линии трубопровода сварной стык обозначается точкой, большего диаметра, чем линия трубы.

Фланцы, устанавливаемые к аппарату могут быть приварены в полевых условиях для правильной выставки их положения. В этом случае перед фланцем показывается флажком граница узла.

На чертеже КТД показывают строительные оси и привязку к ним трубопроводной линии.

Условные обозначения на чертежах КТД

Конфигурация геометрии трубопроводной трассы показывается по [1,с.4]:




Условные обозначения элементов трубопровода показывают по с ЕСКД

– ГОСТ 2.784 «Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов»,

– ГОСТ 2.785 «Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная»).


Условные обозначения элементов трубопроводной линии приведем по [1]:
















Приведенные по ВСН обозначение охватывают большинство применяемых элементов трубопроводных линий. Обозначение недостающих элементов необходимо использовать в соответствии с ЕСКД.


По обозначениям ЕСКД разрабатывается технологическая схема и по ГОСТ 21.401 «Технология производства» [9].

В случае схемы PI&D оформление выполняется по нормам СПДС (в этом случае используется только название PI&D), или по стандарту на графическую часть схем PI&D.

Трубопроводные линии на технологической схеме показываются в отличии от чертежей КТД в одной плоскости. На чертеже марки ТХ трубопроводы показаны в ортогональных проекциях – на виде сверху (в плане) и по разрезам. Технологическая схема может использоваться для облегчения чтения чертежа ТХ.

Фрагмент технологической схемы по ГОСТ 21.401:



Фрагмент чертежа марки ТХ по ГОСТ 21.401:



В ГОСТ 21.401 [9] в пункте 7 указывается о выполнении чертежей специальных технологических трубопроводов на фронтальной диметрической проекции. Такой чертеж отличается от чертежа КТД.

Пример изометрической схемы трубопровода, вычерченной вручную [1,с.76]:




На поле чертежа размещают таблицу, содержание которой в целом соответствует таблице из [1]:



По данным ВСН [1] чертеж КТД, выполненный с применением компьютерных программ:





На современном этапе изометрические схем должны получаться из программы PDMS.


Сравнивая чертежи КТД выполненные вручную и полученные из компьютерной программы можно сделать вывод о том, что в чертежах, полученных из компьютера имеется вся необходимая информация.

Чертежи КТД, полученные из компьютера предоставляются проектным институтом, в котором проектировалась установка в PDMS.

Вручную чертежи выполняются в строительно-монтажной организации на основании чертежей марки ТХ в случае не предоставлении им проектным институтом изометрических проекций.


Выполнение изометрических проекций вручную требует существенно больших человек-часов, поэтому необходимо переходить на автоматизированное получение изометрий.

Уровни подготовки строительства установок НПЗ

Технология строительства технологических установок (и в том числе сооружения технологических трубопроводов) имеет три уровня сложности [7], [10].

Первым уровнем сложности является сборка трубопроводной линии из деталей, привезенных на место монтажа и расположенных на площадке.

Вторым уровнем сложности является сборка трубных узлов в цехах монтажной организации из трубных деталей.

Габариты трубных узлов устанавливаются по возможности перевозки транспортом и в отдельных случаях по возможностям цехового оборудования. На месте строительства установки, линия трубопровода собирается из укрупнённых узлов. При таком решении достигается минимизация сварки и сборки в полевых условиях и увеличивается быстрота возведения объекта.

В условиях цеха имеются кондукторы и все необходимое сварочное приспособление.

Третьим уровнем сложности является поставка оборудования в блочном исполнении для минимального количества сооружения трубопроводных линий на монтаже [10]. В этом случае оборудование обвязывается трубопроводами в цехах заводов нефтяного машиностроения, например, а затем в максимальной монтажной готовности поставляется на монтажную площадку.

В практике возведения промышленных сооружений применяются одинаково 2 и 3 уровни сложности.

Сравнивая 2 и 3 уровни сложности, можно сделать вывод:

– 3 уровень предпочтительнее,

– 3 уровень реализуем для аппаратов, которые можно изготавливать в блочном исполнении по массо-габаритным характеристикам и другим параметрам.

2 и 3 уровни сложности будут применяться совместно как имеющие одинаковую важность методы возведения сооружений технологических установок.

Технология монтажа технологических трубопроводов

Монтаж технологических трубопроводов выполняется на основании данных [1] после возведения металлоконструкций установки и окончания общестроительных работ.

На монтаж трубопроводов разрабатывается ППР проект производства работ. По плану ППР подготавливают площадки под временные склады трубных деталей, подготавливаются сборочные приспособления, сварочное оборудование, грузоподъемное оборудование.

Сооружение перед прокладкой технологических трубопроводов должно быть сдано и осмотрено (при последовательном выполнении работ). Осмотр производится на наличие отклонений конструкции сооружения, влияющих на маршрут трассы трубопровода.

Трассу трубопровода размечают с помощью лазера и других приспособлений. На объекте находится геодезист. Ранее вместо лазера использовались металлические струны.

При разбивке линий трубопроводов первой выполняют магистральную линию, затем ответвления.

После разбивки линии трубопровода размечает положение опор трубопроводов, арматуры.

На площадке может быть произведена сборка трубных узлов в укрупнённый блок.

Трубные узлы укладываются не менее чем на две опоры и фиксируются от перемещений.

При нестыковке труб выполняется обрезка или вставка. В чертеже КТД по каждой из осей может быть заложен припуск 100 мм на сборку.

После выставки трубных узлов выполняют сварку стыков.


План ППР представляет собой план площадки с размещением грузоподъемного оборудования, монтируемых изделий и др.

В ВСН [1] приведен план сборки трубных узлов с основными данными, приводимыми в ППР:



Заключение

1. В работе показано последовательность разработки линий трубопровода: 3D-модель PDMS, схема PI&D (технологическая), чертежи марки ТХ и чертеж КТД в виде изометрической проекции линии трубопровода.

2. Сделан вывод о необходимости разработки чертежей КТД автоматизированным способом, то есть получением из программы PDMS.

3. Сделан вывод о возможности применения чертежей в виде изометрических проекций в документации заводов нефтяного машиностроения для изделий, содержащий трубопроводы (аппараты в блочном исполнении, нефтяные насосные агрегаты).

4. Работа написана в дополнение к строительным нормам ВСН 362 и строго указанным нормам и другой нормативной документации.

Литература

1. ВСН 362-87 «изготовление, монтаж и испытание технологических трубопроводов на Ру до 10МПа». МИНСПЕЦМОНТАЖ СССР. 1987.

2. ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах».

3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – м.: Машиностроение, 1975. – 559 с.

4. Балашов В.А. Устройство и основы расчета технологического трубопровода: Метод. Указания. – Волгоград: ВолгГТУ, 2004. – 27 с.

5. ГОСТ 32388-2013 «Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность».

6. Камерштейн А.Г., Рождественский В.В., Ручимский М.Н. Расчет трубопроводов на прочность. Справочная книга. – М.: Гостоптехиздат, 1963. – 424 с.

7. Магалиф В.Я., Иткина Д.М., Корельштейн Л.Б. Монтажное проектирование химических, нефтехимических и нефтеперабатывающих производств. – Москва, 2010. – 346 с.

8. Магалиф В.Я. Теоретические основы конструирования трубопроводов (курс лекций. – Москва, 2011. – 35 с.

9. ГОСТ 21.401-88 «Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам».

10. Ефанов К.В. Блоки нефтяных аппаратов. – М.: Литрес, 2020. – 27 с.

11. Молоканов Ю.К., Харас З.Б. Монтаж аппаратов и оборудования для нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов. – 2-е изд. – М.: Недра, 1982. 391 с.


Оглавление

  • Введение
  • Правила оформления КТД
  • Условные обозначения на чертежах КТД
  • Уровни подготовки строительства установок НПЗ
  • Технология монтажа технологических трубопроводов
  • Заключение
  • Литература