На магистральных газопроводах, компрессорных и газораспределительных станциях, подземных хранилищах широко применяют различные конические краны.
Кран пробковый (фланцевый) со смазкой 11с20бк (рис. 16) может иметь диаметр условного прохода 50, 80 или 100 мм. Он предназначен для работы при температуре от —40 до +70°С и Ру=6,4 МПа. Открытие и закрытие крана осуществляют путем поворота рычага 4, соединённого со шпинделем 6. Поворот пробки 8 фиксируется специальным указателем. Для обеспечения герметичности крана смазка иод давлением нагнетается в канавки, расположенные на поверхности пробки 8 и корпуса, а зазор между их конусными поверхностями, который можно регулировать винтом 9, расположенным под съемной крышкой 1 в нижней части корпуса крана 2. При вращении регулировочного винта 9, пробка 8 опускается или поднимается, а зазор соответственно увеличивается или уменьшается. Уплотнительная смазка подается в канавки через обратный клапан 7 при вращении нагнетательного болта 5, находящегося в верхней части шпинделя 6. Герметичность по резьбе шпинделя достигается набивкой массы из асбестовых хлопьев с минеральной смазкой в кольцевую камеру, находящуюся в верхней части корпуса. Смазка поднабивается в камеру с помощью болта 3.
Кран 11с20бк (Dу 100 мм) по устройству ничем не отличается от фланцевого, однако присоединительные концы его выполнены под приварку.
Кран проходной пробковый 11с320бк (рис. 17) может иметь диаметр условного прохода 80, 100, 150, 200 и 300 мм. Он предназначен для работы при температуре от —40 до +70°С и ру=6,4 МПа. Открытие и закрытие крана осуществляется путем вращения маховика 2 червячного редуктора. Поворот пробки крана фиксируется специальным указателем. Кран состоит из корпуса 15, пробки 14, верхней 13 и нижней 16 крышек, шпинделя 11 и подпятникового устройства, состоящего из регулировочного винта 19, подпятника 18, шарика 21, мембраны 17 и медной прокладки. Шпиндель 11 соединяется с пробкой 14 при помощи кольца 12. Привод крана состоит из корпуса 8 с крышкой 7, червячного сектора 9, установочного кольца 10, червяка 3, маховика 2, указателя поворота пробки 6, обратного клапана 5, болтов для набивки смазки 1, 4.
Для обеспечения герметичности крана смазка под давлением, создаваемым болтом 4, нагнетается в канавки, расположенные в пробке и корпусе крана, и зазор между конусными поверхностями корпуса и пробки, который регулируется винтом 19 через подпятник 18 и шарик 20. Герметичность уплотнения шпинделя обеспечивается заполнением кольцевой камеры в верхней крышке крана 13 массой из асбестовых хлопьев с минеральной смазкой. Поднабивается смазка при помощи болта 1.
Кран проходной со смазкой 11с321бк (рис. 18) может иметь диаметр условного прохода 400, 500 и 700 мм. Он имеет обвод для снижения усилий при открывании путем выравнивания давления по обе стороны пробки. Кран устанавливают только вверх шпинделем. Пробку крана располагают наопоре, ее положение в корпусе регулируют винтом, закрепленным в нижней крышке, через пяту и шарик.
Рис. 18. Кран проходной со смазкой 11с321бк
При открытии и закрытии крана его узлы взаимодействуют следующим образом. Вращением маховика 5 в корпусе 15 с крышкой 14 приводится во вращение червяк 9, передающий последовательно вращательное движение сектору 16, шпинделю 18 и через шпонку 4 нижнему шпинделю 3, который при повороте на 9° имеет осевое перемещение 0,5 мм. Червячный сектор опирается на кольцо 17. Нижний шпиндель 3 через соединительное кольцо 19 передает вращение пробке 21, поворачивающейся на 90° на шарике 28, и через мембраны 24 на подпятник 25, поддерживаемый регулировочным винтом 26, который закрывается колпачком 27. Со шпинделем 18 вра-щается указатель поворота пробки 13 (через шпонку 10), показывающий положения крана «Открыто» и «Закрыто» и фиксирующийся выступом на крышке 14 редуктора с корпусом 15. Стрелки маховика показывают направление его вращения при открытии и закрытии запорного крана. Пробка 21 имеет отверстие в нижней части, служащее для поджатия пробки вверх (по оси) давлением транспортируемого газа.
Герметичность крана обеспечивается давлением специальной рабочей смазки, нагнетаемой1 болтом // через обратный клапан 12 по трубке V в полость /// верхней крышки 20. Из этой полости смазка поступает в кольцевой паз // пробки 21, & из паза // в продольные пазы /, по которым она передается в нижний кольцевой паз пробки. Одновременно из полоста верхней крыш-*и 20 смазка через канал поступает в трубку 5, заполненную глицериновой жидкостью, через которую давление передается на манометр 7, показывающий давление смазки в рабочей части запорного «рана. Смазка из канала IV поступает в сальниковое уплотнение ^асбестовые хлопья, перемешанные со специальной смазкой) резьбового соединения нижнего шпинделя 3. Прокладки /, 2 герметизируют соединение верхней 20 и нижней 23 крышек с корпусом крана 22. Привод и корпус крана соединены колонной 6.
На ободе (Dу 150 мм) можно использовать трехходовый кран со смазкой и червячным редуктором или проходной кран. Трехходовый кран, состоящий из корпуса с тремя присоединительными концами, конической пробки и редуктора, устанавливают на кронштейне, который крепится к колонне линейного крана. Два патрубка крана сварены с обводными коленами. Третий патрубок с фланцами служит для сброса газа и продувки трубопровода при проведении ремонтных работ. На фланец обычно крепят свечу. Если на ободе монтируют обычный про- ходной кран, на газопроводе по обе стороны магистрального крана устанавливают свечи для сброса газа, их диаметр зависит от диаметра газопровода.
Кран проходной фланцевый со смазкой и концами под приварку с пневмоприводом 11с723бк может иметь диаметр условного прохода 50, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 700 мм; применяется для надземной и подземной установок на газопроводах. Он предназначен для работы при температуре от — 46 до +70°С и ру=6,4 МПа. Конструкция деталей запорных органов (корпуса и пробки) в кранах, снабженных пневмоприводом, соответствует конструкции этих же деталей" в кранах с ручным приводом.
Кран проходной со смазкой, пневмоприводом и дистанционным управлением для подземной установки (рис. 19) состоит из корпуса 10, поворотного механизма 7, маховика 8, пневмоцилиндра В и мультипликатора 5. Корпус крана 10 соединяется с новоротным меха-низмом 7 через колонну 9. На корпусе поворотного механизма 7 закреплены пневмоцилиндр 3 и мультипликатор 5. Пневмоцилиндр обеспечивает возвратно-поступательное перемещение штока и поворот рычага, соединенного со шпинделем крана. Положение штока регулируется вилкой, которая шарнирно соединена с поворотным рычагом. На крышке корпуса привода установлен конечный выключатель 6 типа ВК-700. Для обеспечения герметичности крана по трубке 1 при помощи мультипликатора в полость верхней крышка корпуса, а также в его канавки и пробки подается уплотнительная смазка под давлением 10 МПа. Давление смазки контролируют по манометру 4 с вентилем 2.
Краны 11с723бк с пневмоприводом управляются с помощью узла управления кранами типа ЭПУУ-2, предназначенного для дистанционного или местного управления пробковыми кранами с пневмоприводом и мультипликаторами. Он рассчитан на работу в условиях Наружных взрывоопасных установок класса В-1г, где возможно образование взрывоопасных смесей. В пневмосистеме клапанов используют природный газ (метан) магистральных газопроводов.
Техническая характеристика узла управления кранами типа ЭПУУ-2
- Номинальное напряжение, В .... 110
- Потребляемая мощность, Вт . . . , 55
- Диапазон рабочих температур, °С . . —40+40
- Время нахождения под током при цикле
- 6 мин, с .... ...... 90
Габаритные размеры, мм:
- длина ........... 500
- ширина . ......... 270
- высота ........... 220
- Масса, кг ........... 13
Конструктивно узел управления представляет собой сварную оболочку, внутри которой укреплены три электропневмоклапана ЭК-48,9 с общим коллектором, к которому подводят газ из магистрального газопровода под давлением до 6,4 МПа. Два крайних клапана служат для управления краном, третий позволяет подавать газ в пневмоцилиндр мультипликатора как в момент проведения операций, так и независимо от них. Узел управления при открытии крана обеспечивает отжатие и поворот пробки, при закрытии — отжатие и поворот пробки, уплотнение, независимо от поворота пробки — уплотнение.
В нижней части коробки расположен клеммник, с помощью которого узел управления соединен кабелем со щитом управления газокомпрессорной станции и конечным выключателем, установленным на кране.
В планово-предупредительный ремонт газового крана с пробковыми затворами включают их периодический внешний осмотр, при котором особое внимание обращают на чистоту обработанных поверхностей, герметичность соединений, наличие подтеков смазки, сохранность краски и надписей, указывающих направление вращения маховика, наличие масленок для смазки подшипников редуктора.
При эксплуатации газового крана с пробковыми затворами необходимо регулярно восстанавливать окраску его наружной поверхности, следить за сохранностью изоляции подземной части крана, особенно на выходе из почвы его колонны и патрубков обвода, которые наиболее подвержены коррозии, содержать в исправном состоянии привод крана, узел управления, ограждения крана и киоска, своевременно окрашивать сетку, белить железобетонные столбы ограждения и т. д.
Чтобы предохранить уплотнительные поверхности крана от коррозии, необходимо регулярно (но не реже одного раза в месяц) набивать смазку. Для создания герметичности затвора после каждого закрытия и открытия крана, а также для облегчения поворота пробки смазку следует набивать под давлением 9—10 МПа с помощью мультипликатора или ручного пресса. Нельзя допускать утечек газа через резьбу шпинделя крана. Для этого смазку нужно регулярно подбивать болтом. При нарушении герметичности уплотнительных колец в пневмоприводе, мультипликаторе, фильтре-осушителе их следует заменять новыми.
При продолжительной эксплуатации иногда увеличивается зазор между корпусом и пробкой крана, вследствие чего нарушается герметичность затвора. В этом случае для создания герметичности пробку необходимо подтянуть регулировочным винтом. Регулировать зазор между корпусом и пробкой можно только перед установкой крана или при его ремонте после снятия давления. На действующем газопроводе можно ремонтировать только пневмопривод, мультипликатор и редуктор. Периодически необходимо открывать и закрывать кран, набивая уплотнительную смазку при каждой операции.
Червяк редуктора, зубчатый сектор, части шпинделя и внутреннюю поверхность корпуса редуктора для предохранения от коррозии необходимо регулярно (один раз в два-три месяца) смазывать. Влага, попадающая внутрь корпуса редуктора в виде атмосферных осад ков или конденсирующая на холодной поверхности металла, нарушает защитные свойства смазки, поэтому в нижней части корпуса редуктора иногда сверлят отверстия.
Универсальную среднеплавкую смазку УС-2 (солидол А) меняют один раз в два месяца, смазку СПИ-10 — раз в год.
При работе газовых кранов с пробковыми затворами возможно возникновение различных неполадок и неисправностей. Потеря герметичности затвора может быть вызвана загрязненностью смазки, несоответствием ее температурному режиму эксплуатации или износом уплотнительных поверхностей затвора. При устранении неисправности проверяют качество уплотнительной смазки и ее соответствие температурному режиму. Кран набивается новой смазкой под давлением, которое контролируют по манометру, установленному на мультипликаторе. Пробку крана поджимают регулировочным винтом, установленным в нижней крышке корпуса крана. При неэффективности принятых мер кран демонтируют для ремонта уплотнения затвора. Утечку газа по шпинделю устраняют набивкой или поднабивкой смазки специально предусмотренным для этого пресс-болтом. Если усилие на маховике при ручной перестановке затвора превышает 500 Н, производят отжатие пробки крана путем набивки смазки в затвор мультипликатора.
Отказ в работе затвора при перестановке может быть вызван примерзанием пробки к корпусу при попадании в кран влаги или задиром уплотнительных поверхностей и кинематических пар. В первом случае кран отогревают паром (горячей водой) и набивают смазку, во втором — демонтируют для проведения ремонта. Длительность перестановки затвора может быть связана с износом резиновых прокладок поршня в пневмоцилиндре, загрязнением фильтра-осушителя или забивкой его гидратами, задиром рабочей поверх-ности цилиндра. В этом случае при ревизии пневмоцилиндра и фильтра-осушителя устраняют грязь, гидраты, заменяют неисправные прокладки, шлифуют рабочие поверхности пневмоцилиндра
Мультипликатор не обеспечивает необходимого давления смазки, если наблюдается износ уплотнительных колец или задир рабочих поверхностей цилиндров. Для устранения этих неисправностей при ревизии выполняют необходимые ремонтные работы.
Неполная перестановка затвора при дистанционном управлении может быть вызвана неправильной настройкой конечных выключателей. При этом необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. При подаче дистанционного электрического сигнала затвор крана не перестанавливается в случае, если сгорела обмотка электропневмоклапана или гидратами забит блок управления. При проведении ревизии горячей водой обогревают блок управления, продувают импульсные трубки и фильтр-осушитель, заменяют адсорбент в фильтре-осушителе.
При ремонте кранов с пневмоприводом особое внимание необходимо уделять работе конечных выключателей. На многих кранах установлены конечные выключатели ВК-700. В Последнее время краны стали оснащать конечными выключателями ВВ-5, которые имеют ряд преимуществ перед выключателями ВК-700: они не имеют масляного заполнения, взрывобезопасность обеспечивается путем помещения контактов в литую оболочку, кинематическая часть таких выключателей выполнена более надежно (приводной рычаг имеет два подшипника, что исключает возможность перекоса), корпус имеет лучшее уплотнение, скорость поворота приводного рычага значительно больше.
Выключатели ВК-700 нельзя эксплуатировать без изоляционной жидкости (трансформаторного масла или жидкости «Калория-2»), выключатели ВВ-5 — с поврежденной оболочкой контактных элементов. В процессе эксплуатации необходимо следить за уплотне-ниями стыков корпуса, кабельных вводов и неиспользуемых отверстий в корпусе выключателя, периодически проверять состояние изоляции токоведущих частей и контактов в соответствии с Правилами устройства электроустановок, целостность этого кожуха и отсутствие влаги в выключателе.
В ручных кранах и кранах с пневмоприводом завода «Тяжпромарматура» конусы пробки и корпуса изготовляют индивидуально. Они невзаимозаменяемы. Поверхности конусов после заводской притирки прилегают друг к другу только на небольших участках (внизу и вверху). На площади, равной примерно 80%, они не соприкасаются друг с другом (зазор 0,1—0,2 мм). От создаваемого газом давления корпуса кранов деформируются, их размеры увеличиваются, а пробки остаются прежними, т, е. зазор увеличивается еще больше. Для создания герметичности зазоры в таких кранах заполняют специальной смазкой.
В пробковых кранах с пневмоприводом ряд узлов привода уплотняют резиновыми уплотнительными кольцами круглого сечения, которые работают удовлетворительно как в неподвижных разъемных соединениях, так и в подвижных соединениях с очень гладкой шлифованной поверхностью, не подверженной загрязнению. Однако при установке крана на открытом воздухе поверхность штока пневмоцилиндра постоянно загрязняется пылью. Помимо этого внутренняя поверхность пневмоцилиндра может быть недостаточно тщательно обработана. Резиновые уплотнения при работе в таких условиях быстро изнашиваются и теряют герметичность.
Крышка поворотного механизма привода нередко бывает негерметичной, в результате чего в редуктор попадает вода, вызывающая коррозию сочленения червячного сектора и штока. Для обеспечения герметичности крышки устанавливают дополнительную прокладку. Помимо этого для сохранения работоспособности привода необходимо один pan в 3—4 мес вручную прогонять червячный сектор в крайние положения (не вставляя чеки, соединяющей червячный сектор со шпинделем крана). В этом случае разрушается ржавчина, образовавшаяся в зазоре сочленения.
Возможны утечки газа в корпусах кранов (в разъемах корпуса с верхней и нижней крышками) в результате разрушения алюминиевых прокладок. Для их устранения разбирают кран и алюминиевые прокладки заменяют медными. Известны случаи вырыва заглушек для спуска воздуха из корпусов кранов, устанавливаемых после гидравлических испытаний, вследствие недостаточной длины резьбы на заглушке. При ремонте крана необходимо нарезать новую резьбу и установить новую заглушку.
При эксплуатации конечных выключателей ВК-700 возможны случаи попадания в их корпус влаги, понижения сопротивления изоляции, ускоренного износа ролика рычага, повреждения кронштейна, на котором установлен выключатель, нарушения зазора между роликами рычага и толкателями, деформации толкателей рычага на кранах небольшого диаметра, а при эксплуатации конечных выключателей ВВ-5 — случаи понижения сопротивления изоляции, коррозии металлических штоков контактных элементов и их заедание. Перечисленные неисправности устраняют при текущем ремонте.
Подлежащую ремонту приварную арматуру, а также арматуру, смонтированную на фланцевых соединениях, можно демонтировать только после снижения давления в газопроводе до 0,2—0,5 кПа, соблюдая правила техники безопасности при проведении газоопасных и огневых работ.
Наибольшее число повреждений в кранах происходит из-за нарушения резьбовых прокладок, уплотнительных поверхностей движущимися по газопроводу твердыми частицами, продуктами коррозии и эрозии металла, разрушения прокладок, неэффективной смазки и т. д. На уплотнительные поверхности с выбоинами и вмятинами, разъеденные коррозией и эрозией или поврежденные посторонними предметами, наплавляют твердые сплавы. Электродуговым способом наплавляют хромистую сталь (при содержании хрома до 17—18%) с предварительным подогревом детали до 400—500 °С. При наплавке используют постоянный ток силой 130—180 А, что зависит от диаметра электрода. Наплавку ведут в два слоя концентрическими окружностями, начиная от центра при минимальной длине дуга. По окончании наплавки деталь помещают в подогретый до 70—80 °С песок для медленного охлаждения. Твердый сплав типа стеллит наплавляют ацетиленом с предварительным подогревом деталей до 700—800°С и поддержанием этой температуры в течение всего периода наплавки.
Стальные пробки кранов, подвергающиеся термообработке, шлифуют до и после проведения этой операции. Корпуса кранов после, обтачивания в ряде случаев подвергают обработке специальным инструментом — разверткой. Так как этот метод малопроизводите-лен, для обработки конусных поверхностей пробки и корпуса применяют специальные расточные станки ОС-157 или ОС-328. Корпуса и пробки кранов больших диаметров обрабатывают на станках карусельного типа, краны, имеющие небольшие диаметры условных проходов, — на токарных станках.
При неплотном прилегании уплотнительных поверхностей затворов пробковых кранов может образоваться так называемая «узкая щель», через которую газ будет протекать с большой скоростью, разрушая уплотнительные поверхности. Особенно интенсивно этот процесс происходит при транспортировке газов, содержащих механические примеси. В связи с этим конусные поверхности пробки и корпуса крана после обработки подвергают контролю специальными калибрами и шаблонами или проверяют на краску. Затем детали поступают на притирку. Уплотнительные поверхности, подлежащие притирке, после механической обработки должны иметь чистоту не ниже Δ6—Δ7, а конусные уплотнительные поверхности — одноконусность и прямолинейность образующей конуса. Обработанные конусные поверхности необходимо проверять соответствующими калибрами.
Как притираемую поверхность, так и поверхность притира перед началом работы и при смене притираемого (абразивного) материала необходимо тщательно промывать бензином или керосином и протирать насухо чистой тряпкой, а в случае необходимости обдувать воздухом. При грубой притирке поверхностей притирочную пасту тонким слоем наносят на притираемую поверхность в трех-четырех местах, разравнивают притиром по всей поверхности, а затем начинают притирку. При чистовой притирке плоских поверхностей выравнивание абразивных зерен рекомендуется производить на притирочной плите. Для этого притирочную пасту тонким слоем наносят на плиту и растирают притиром.
Основные условия плотного прилегания уплотнительных поверхностей запорных органов арматуры — точность и чистота обработки этих поверхностей. Мельчайшие неровности и штрихи на поверхности уплотнительных деталей устраняют путем притирки и доводки с применением различных абразивных материалов. Для притирки применяют крупнозернистые притирочные порошки с номером зернистости 220, 240, 280 и 320 и порошки марок М28, М20, М14, М10 и М-7. Крупнозернистые порошки применяют в основном для уничтожения следов режущего инструмента после механической обработки. Выбор абразивного материала для притирки (наждака, корунда, электрокорунда (корракса), карборунда, карбида бора и др.) зависит от качества притираемого материала и степени его вязкости. Для доводки уплотнительных поверхностей применяют мягкие порошки и пасты, изготовленные из окисей хрома, железа (крокус), алюминия и др. В качестве доводочного материала хорошо зарекомендовали себя пасты ГОИ.
При притирке конических пробковых кранов корпус устанавливают неподвижно, а пробке сообщают возвратно-поступательное движение с медленным поворотом ее вокруг своей оси. В процессе притирки меняют притирочные порошки (от грубых до более тонких). После притирки уплотнительные поверхности промывают чистым керосином и протирают чистой ветошью.
Притирка вручную—очень трудоемкая операция, поэтому при ее проведении применяют самые разнообразные приспособления и станки (сверлильные, токарные и т. п.). Проводя притирку (при давлении не более 0,02—0,08 МПа), осуществляют возвратно-вращательное движение притира по притираемой поверхности или притираемой поверхности по притиру. В процессе притирки конусных поверхностен для обеспечения постоянной смазки и равномерного перемещения притирочной насты по притираемой поверхности помимо этого притир или пробку через каждые один-два поворота следует приподнимать на 5—8 мм.
Рабочая поверхность пневмоцилиндров бывает недостаточно хорошо обработана. Она может иметь поперечные риски (до 0,2 мм). Иногда обнаруживают эллипсность (до 0,5 мм) рабочей поверхности цилиндра или установку уплотняющих колец без натяга. Вследствие плохой обработки рабочей поверхности цилиндра и неправильной технологии установки поршня в пневмоцилиндр при ревизии часть поверхности уплотняющего кольца может быть срезана о кромку паза стопорного кольца в ппевмоцилиндре, что приводит к перетеканию газа из одной полости цилиндра в другую и отказу крана. Для шлифовки рабочей поверхности пневмоцилиндра без его демонтажа можно использовать простое приспособление, состоящее из электродвигателя мощностью 1,7 кВт, автомата АП-50, направляющих полозок и салазок. Общая масса приспособления — 30 кг, максимальная мощность при шлифовке — 1,3 кВт. Приспособление устанавливают на цилиндр за 5 мин. Шлифовка одного пневмоцилиндра занимает 2 ч. Ее выполняют в два этапа: обдирка наждачной бумагой №125, шлифовка наждачной бумагой №342. Для предотвращения срезания уплотняющей поверхности кольца при сборке паз стопорного кольца в пневмоцилиндре заделывают алебастром, который легко удаляется после монтажа поршня.
После восстановления уплотнительных поверхностей затвора и устранения других неисправностей собирают корпус крана. В собранных кранах должна обеспечиваться легкость и плавность поворота пробки. После окончания сборки корпуса крана с приводом необходимо проверить соответствие положения стрелки указателя на приводе полному открытию или закрытию крана при определенном положении пробки крана.
Собранный кран после ремонта подвергают испытаниям яа прочность и плотность материала корпуса и на герметичность уплотнений затвора и шпипинделя.
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.