Технические требования к стали определяются совокупностью физико-механических свойств и технико-экономических показателей.
Основные требования к стали.
♦ химический состав,
♦ механические свойства,
♦ технологические свойства.
Дополнительные требования к стали:
♦ склонность к хрупкому разрушению,
♦ склонность к старению;
♦ способность подвергаться пластической деформации;
♦ характер внутреннего старения металла (оказывающего влияние на однородность показателей механических и технологических свойств) и качество его поверхности.
♦ долговечность материала при коррозионном воздействии атмосферной среды и рабочего продукта;
♦ стоимость и др
Сталь углеродистую обыкновенного качества поставляют в горячекатаном состоянии в виде листов, полос, а также фасонного и сортового проката, главным образом для строительных конструкций. Сталь марок ВСтЗспЗ, ВСтЗспб и ВСтЗпсб применяют для изготовления резервуаров, газгольдеров и других конструкций средних и малых размеров, газонефтепроводов малых диаметров, арматурной стали и т. д.
Сталь углеродистую качественную конструкционную поставляют главным образом для деталей машин в виде сортовой горячекатаной и кованой стали размером (диаметром или толщиной) до 250 мм, а также в виде листового и полосового проката. Сталь марок 10. 15. 20 и 25 применяют для бесшовных горячекатаных труб диаметром менее 500 мм, используемых на строительстве газонефтепроводов.
Низколегированную конструкционную стать изготовляют в виде листов, полос, рулонов, сортового и фасонного проката, Предназначается она главным образом для строительных конструкций (резервуаров, газгольдеров, газонефтепроводов и т. д.)
Вопросы для самоконтроля
1 Классификация стали
2. Основные требования к стали
3 Дополнительные требования к стали
4 Области применения углеродистой стали обыкновенного качества
5 Области применения углеродистой качественной конструкционной стали
6 Области применения низколегированной конструкционной стали
Тема 2.2 Материалы для запорной и регулирующей арматуры
Студент должен:
| знать: материалы, применяемые для изготовления запорной и регулирующей арматуры | уметь: давать сравнительную характеристику материалам для запорной и регулирующей арматуры, обосновывать выбор материала |
Стальные отливки.
Стальные поковки.
Сталь для арматуры.
Чугунное литье.
Тяжелые цветные металлы и сплавы
Неметаллические материалы.
Литература. [21], стр.240-261
Методические указания
На газонефтепроводах, резервуарах и других конструкциях устанавливают арматуру различного назначения: задвижки и вентили, служащие в качестве герметичного запорного устройства, краны, являющиеся герметичными затворами и переключающими органами, предохранительные клапаны для предотвращения аварийных условий в случае чрезмерного повышения давления, клапаны обратные поворотные для предотвращения обратного потока среды в трубопроводах, дыхательные клапаны для поддержания в резервуарах определенного давления и т.д. По конструкции, размерам и рабочим условиям эксплуатации эта арматура очень разнообразна
Наиболее важные параметры рабочих условий эксплуатации арматуры - давление, температура и коррозийная активность продуктов, хранимых в резервуарах, сред, транспортируемым по трубопроводам, и других конструкций, на которых ее устанавливают.
По условным давлениям Pу арматуру подразделяют на шесть групп
1 - высокого и сверхвысокого вакуума для абсолютных давлений ниже 0,1 Па,
2 - низкого и среднего вакуума для абсолютных давлений от 0,1 до 0,1 МПа,
3 - малых давлений до 1,6 МПа;
4 - средних давлений от 2,5 до 10 МПа;
5 - высоких давлений от 16 до 80 МПа,
6 - сверхвысоких давлений от 100 МПа и выше.
Под условным давлением Pу арматуры понимают наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20°С, при котором обеспечивается длительная и безопасная работа арматуры и соединительных деталей трубопроводов (тройников, переходов, фланцев и др.), резервуаров и других конструкций.
Под рабочим давлением Ррпонимают наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная и безопасная работа арматуры и соединительных деталей трубопроводов, резервуаров и других конструкций при рабочей температуре транспортируемой или хранимой среды. Причем рабочие давления равны условным для арматуры из углеродистой стали при температуре рабочей среды Тр=0 - 200оС, для арматуры из чугуна, бронзы или латуни при ТР=0 - 120°С
По температурному режиму арматуру подразделяют на пять категорий:
1 - обычная арматура из низкоуглеродистой стали для температур до 425°С, из ковкого чугуна - до 300°С, из серого чугуна - до 225°С, для деталей арматуры малого размера и неответственного назначения допускается применение углеродистых сталей для температуры до 450°С, ковкого чугуна - до 400°С, серого чугуна - до 300°С. Для ответственных объектов (магистральных газопроводов) для температур ниже -30°С применяют арматуру из легированной стали, специальных сплавов или латуни и бронзы с ударной вязкостью не менее 20 Дж/см2
2 - арматура для высоких температур 450 - 600°С из специальных сталей,
3 - жаропрочная арматура для температур свыше 600°С,
4 - арматура для холодильной техники до температур -153°С,
5 - криогенная арматура для глубокого холода до температур ниже -153°С.
Поэтому к материалу для арматуры предъявляют комплекс требований, основные из которых - высокая прочность, выносливость, пластичность и полная герметичность, обеспечивающие способность выдерживать давления среды при эксплуатации и гидравлических испытаниях. Материал для арматуры также не должен обладать склонностью к хрупкому разрушению, старению, должен быть коррозионно-устойчивым, технологичным в изготовлении и иметь минимальную стоимость.
Материалы для деталей арматуры выбирают по рабочим условиям эксплуатации с учетом этих и дополнительных требований, зависящих от их назначения, конструктивных особенностей и размеров. Основным материалом для изготовления корпусов, крышек, стоек, маховиков и других деталей служат стальное и чугунное литье, поковки из углеродистой и легированной стали, а также горячекатаная сталь углеродистая обыкновенного качества, углеродистая конструкционная качественная и ряд марок низколегированной и легированной сталей. Кроме этих материалов для изготовления золотников, седел, клапанов, вкладышей и втулок сальников и других деталей применяют латунь и бронзу, а также прокладочные и уплотнительные материалы (набивки сальников). Уплотнительные поверхности арматуры в ряде случаев наплавляют твердыми сплавами для повышения их износостойкости. Для изготовления отдельных деталей арматуры в последние годы стали широко применять полимерные материалы.
Вопросы для самоконтроля
1 Виды материалов для запорной и регулирующей арматуры
2. Классификация стальных отливок на группы
3 Области применения стальных отливок
4 Классификация стальных поковок на группы
5. Области применения стальных поковок
6. Виды чугунов для отливок деталей арматуры
7 Латунь, особенности и области ее применения для отливок деталей арматуры
8. Бронза, особенности и области ее применения для отливок деталей арматуры
9. Виды неметаллических материалов, применяемые для деталей арматуры
10 Виды прокладочных материалов, имеющих наибольшее применение для арматуры
Тема 2.3 Изоляционные материалы
Студент должен:
| знать: изоляционные материалы, применяемые для сооружения газонефтепроводов и хранилищ | уметь: давать сравнительную характеристику изоляционным материалам, обосновывать их выбор |
Полимерные материалы.
Битумные и другие материалы.
Лакокрасочные материалы.
Стеклянные покрытия.
Стальные футерованные трубы.
Теплоизоляционные материалы.
Материалы для балластировки трубопроводов.
Материалы для элементов электрохимической защиты трубопроводов и конструкций
Литература. [21], стр.263-327, [9], стр.95-101; [35], стр.57-66, [6], стр.48-53, [33], стр.42-45, [22], стр.427-249, [5], стр.338-344
Методические указания
Основное условие борьбы с грунтовой коррозией подземных трубопроводов, а также с воздушной коррозией надземных трубопроводов - предотвращение непосредственного контакта металла труб с агрессивной средой, что достигается созданием на поверхности трубопровода специальной оболочки, называемой изоляционным покрытием. Хорошее изоляционное покрытие исключает также попадание блуждающих токов на трубопровод, а следовательно, защищает его от электрохимической коррозии. Изоляционное покрытие имеет определенную конструкцию в зависимости от коррозионной активности грунтов. Магистральные трубопроводы имеют комплексную защиту, состоящую из изоляционного покрытия в сочетаний с электрозащитой. Эффективность электрозащиты и ее стоимость во многом зависят от правильности выбора типа изоляционного покрытия и качества его нанесения. Чем хуже свойства и качество покрытия, тем больше стоимость обслуживания трубопровода. В связи с этим ко всем материалам, применяемым для изоляции трубопроводов, предъявляют жесткие требования по соблюдению определенных физико-механических свойств, композиционного состава, геометрических размеров, состоянию поверхности, загрязненности примесями и т.п. Комплекс таких требований входит в технические условия, по которым и поставляют изоляционные материалы.
Изоляционные материалы для защиты газонефтепроводов можно подразделить на следующие: полимерные, битумные, лакокрасочные, стеклоэмалевые, цинковые, алюминиевые и др. Покрытия на основе этих материалов называются соответственно полимерными, битумными и т.д.