Способы выполнения трубных проводок

Лекция 15

Трубные проводки

15.1 Общие положения

Трубные проводки – совокупность труб и трубных кабелей (пневмокабелей), соединительных и присоединительных устройств, арматуры, устройств защиты от внешних воздействий, крепежных установочных узлов и деталей, собранных в цельную конструкцию, проложенную и закрепленную на элементах зданий или технологическом оборудовании.

Трубные проводки служат линиями связи для передачи энергии в пневматических и гидравлических системах автоматики и выполнения различных вспомогательных функций, связанных с их обслуживанием (обогрева, охлаждения, дренажа, промывки и т.п.)

По функциональному назначению трубные проводки делятся на:

а) основные;

б) вспомогательные.

По расположению на объекте они делятся на:

а) внутренние;

б) наружные;

в) скрытые;

г) открытые.

Основные трубные проводки - импульсные, командные, питающие.

Вспомогательные трубные проводки - обогревающие, охлаждающие и дренажные.

Импульсные трубные проводки предназначены для передачи воздействия контролируемой технологической среды на чувствительные элементы измерительных преобразователей, приборов непосредственно или через разделительые среды.

Командные трубные проводки обеспечивают передачу командных сигналов от передающих устройств к приемным.

Питающие трубные проводки обеспечивают подачу сжатого воздуха к пневматическим техническим средствам автоматизации.

Трубные проводки выполняются из черных и цветных металлов или полимерных материалов.

Способы выполнения трубных проводок

Трубные проводки по способу прокладки делятся на одиночные и групповые.

15.2 Требования к трубным проводкам

1. Трубные проводки должны обеспечивать возможность:

а) проведения испытаний приборов во время монтажа, наладки и эксплуатации без останова технологического оборудования;

б) продувки и промывки приборов без останова оборудования;

в) заполнения приборов и импульсных трубных проводок разделительными жидкостями;

г) удаления газов из приборов и импульсных трубных проводок, заполненных жидкостью;

д) удаления конденсатов жидкостей из приборов и импульсных трубных проводок, заполненных газами;

2. Трубные проводки должны иметь уклоны для стока конденсата или отвода газов:

а) к манометрам 1:50, к дифманометрам 1:10;

б) в верхних точках импульсных трубных проводок устанавливаются газосборники (для жидкостных импульсных трубных проводок);

в) в нижних точках импульсных трубных проводок устанавливаются конденсатосборники (для газовых импульсных трубных проводок).

3. Трубные проводки должны обладать механической прочностью и плотностью соединений и присоединений с трехкратным (или большим) запасом прочности при воздействии на них вибраций технологического оборудования и опорных конструкций, по которым они прокладываются, а также при пульсации среды.

4. Трубные проводки должны иметь типовые проходные сечения, обеспечивающие передачу информации на заданные расстояния при минимальном времени запаздывания.

5. При наличии пульсаций среды, заполняющей импульсные проводки, должны устанавливаться сглаживающие устройства (демпферы).

6. Трубные проводки заземляются с обеих сторон.

15.3 Типовые схемы импульсных трубных проводок

В схемах импульсных трубных проводок необходимо учитывать некоторые физические процессы, происходящие в жидкостях и газах, которые могут существенно влиять на результат измерения.

Все жидкости, например, обладают способностью растворять в себе газы, причем количество растворяемого в данном объеме жидкости газа тем больше, чем выше давление жидкости. При падении давления жидкости выделяются растворенные в ней газы и при неправильной прокладке труб эти газы образуют в верхних точках линий «воздушные мешки». Так как газы имеют плотность, во много раз меньшую плотности жидкости, произойдет изменение гидростатического давления, что в свою очередь станет причиной неправильных показаний приборов.

Газы, как правило, содержат водяные пары, которые при изменении температуры будут конденсироваться. Если при этом трубная проводка неправильно проложена, то в нижних точках схемы конденсат образует «водяные пробки», искажающие показания приборов.

Температура среды в импульсных трубных проводках должна быть равна примерно температуре помещений, где они расположены. Однако она, как правило, бывает ниже температуры измеряемой среды, поэтому плотность измеряемой среды в трубной проводке больше плотности в месте отбора давления. Таким образом, если прибор установлен выше отбора давления, то при неправильной прокладке труб в них будет происходить конвекционное движение измеряемой среды. Это движение может вызвать подогрев чувствительного элемента прибора до температуры выше допустимой и исказить измеряемое давление за счет изменения упругих свойств чувствительного элемента от изменения температуры. В связи с этим длина трубной проводки должна быть такой, чтобы температура измеряемой среды, поступающей в прибор, не отличалась от температуры окружающей среды. Но при этом она не должна превышать наибольшей допустимой длины, указанной в инструкциях по монтажу и эксплуатации приборов.

С учетом рассмотренных физических процессов общие правила построения схем импульсных трубных проводок, заполненных жидкостью или газом, можно сформулировать следующим образом:

для жидкости:

если прибор расположен ниже отбора давления, то импульсную трубную проводку целесообразно направить сразу вниз; если прибор расположен выше места отбора давления, импульсную трубную проводку от отбора следует направить сначала с уклоном вниз к горизонтали, обеспечивающим выход газа через место отбора давления;

если в импульсной трубной проводке имеется верхняя точка, не являющаяся местом отбора давления, то в ней необходимо предусмотреть специальный газосборник и устройство для выпуска газов;

для газа:

если прибор расположен выше места сбора давления, то импульсную трубную проводку целесообразно направить вверх; если прибор расположен ниже места отбора давления, то импульсную трубную проводку от отбора следует направить сначала с уклоном вверх к горизонтали, обеспечивающим сток конденсата через места отбора давления;

если в импульсной трубной проводке имеется нижняя точка, не являющаяся местом отбора давления, то в ней необходимо предусматривать специальный влагосборник и устройство для слива конденсата.

Рассмотрим конкретные схемы импульсных трубных проводок для измерения давления, расхода и уровня.

Схемы для измерения давления жидкости и пара (рисунок 15.1). При измерении давления жидкости и пара, имеющих температуру более высокую, чем температура окружающего воздуха, манометр, как правило, должен быть установлен ниже места отбора давления, а отборы давления следует размещать сбоку технологического трубопровода. Около манометров необходимо устанавливать арматуру для продувки трубной проводки и проверки манометров в нулевой точке.

Рисунок 15.1 – Схемы импульсных трубных проводок для измерения давления жидкости и пара:

а – манометр установлен ниже места отбора давления (жидкость и пар); б – то же выше места отбора давления (жидкость); в – то же выше места отбора давления (пар); 1 – манометр; 2 – запорный вентиль; 3 – трехходовой кран; 4 – импульсная труба; 5 – отбор давления

Рисунок 15.2 – Схемы импульсных трубных проводок для измерения давления газа

а – манометр установлен выше места отбора давления (влажный и сухой газы); б – то же ниже места отбора давления (сухой газ); в – то же ниже места отбора давления (влажный газ); 1 – манометр; 2 – запорный вентиль; 3 – трехходовой кран; 4 – импульсная труба; 5 – отбор давления; 6 – конденсатоотводчик

Схемы для измерения давления газа (рисунок 15.2). Если выбор места установки манометра относительно отбора давления не ограничен эксплуатационными требованиями, то при измерении давления газа манометр следует, как правило, устанавливать выше места отбора давления, а отборы давления размещать сверху или сбоку технологического трубопровода.

Рисунок 15.3 – Схемы импульсных трубных проводок для измерения давления агрессивных жидкостей:

а – манометр установлен ниже отбора давления (объемная масса разделительной жидкости больше объемной массы измеряемой жидкости); б – то же выше отбора давления (плотность разделительной жидкости меньше плотности измеряемой жидкости); в – то же выше отбора давления (плотность разделительной жидкости больше плотности измеряемой жидкости); 1 – манометр; 2 – запорный вентиль; 3 – трехходовой кран; 4 – импульсная труба; 5 – отбор давления; 6 – разделительный сосуд

Схемы для измерения давления агрессивных жидкости (рисунок 15.3) и газа (рисунок 15.4). Основной отличительной особенностью схем является наличие разделительных сосудов, в которых происходит разделение нормальных и агрессивных сред.

Рисунок 15.4 – Схемы импульсных трубных проводок для измерения давления агрессивных газов

а – манометр установлен ниже отбора давления; б – то же выше отбора давления; 1 – манометр; 2 – запорный вентиль; 3 – трехходовой кран; 4 – импульсная труба; 5 – отбор давления; 6 – разделительный сосуд

Схемы для измерения расхода жидкости (рисунки 15.5 – 15.7). Изложенные правила построения схем импульсных трубных проводок манометров справедливы для дифманометров. Поскольку измерение разности давлений осуществляется с помощью двух трубных линий, имеется возможность скомпенсировать гидростатический напор в одной линии гидростатическим напором в другой линии. Для обеспечения равенства гидростатических напоров в обеих линиях трубы должны находиться в одинаковых температурных режимах, что должно обеспечиваться их совместной прокладкой в непосредственной близости друг от друга.

Если выбор места установки дифманометра относительно сужающего устройства не ограничен эксплуатационными или другими требованиями, то при измерении расхода жидкости дифманометры следует устанавливать, как правило, ниже сужающего устройства.

Рисунок 15.5 – Схемы для измерения расхода жидкостей (дифманометр установлен ниже сужающего устройства):

а – сужающее устройство расположено на горизонтальном участке трубопровода; б – то же расположено на вертикальном участке трубопровода; 1 – дифманометр; 2, 3 – запорные вентили; 4 – сужающее устройство; 5 – импульсная труба

Прокладку трубных проводок следует выполнять по кратчайшим расстояниям от отборных и приемных устройств до измерительных преобразователей и приборов параллельно стенам, перекрытиям, колоннам № т.п. Трубные проводки должны прокладываться с минимальным числом поворотов и пересечений в местах, легко доступных для монтажа и обслуживания, без резких колебаний температуры окружающей среды, неподверженных вибрациям и механическим повреждениям.

Рисунок 15.6 – Схемы для измерения расхода жидкостей (дифманометр установлен выше сужающего устройства):

а – сужающее устройство расположено на вертикальном участке трубопровода; б – то же расположено на горизонтальном участке трубопровода; 1 – 5 – см. рисунок 15.5; 6 – газосборник

Рисунок 15.7 – Схемы для измерения расхода жидкостей при t > 120 ◦C, поплавковыми, кольцевыми и сильфонными дифманометрами (дифманометр установлен ниже сужающего устройства):

а – сужающее устройство расположено на горизонтальном участке трубопровода; б – то же расположено на вертикальном участке трубопровода; 1 – 5 см. рисунок 15.5; 6 – уравнительный сосуд

15.4 Выбор труб и пневмокабелей для трубных проводок

Выбор сортамента и материала труб и пневмокабелей для конкретных трубных проводок в зависимости от длины, характеристики транспортируемых сред (газ, пар, жидкость) и их параметров (давления, температуры) рекомендуется проводить в соответствии с таблицей 15.1.

В таблице 15.2 приведена характеристика некоторых видов пневматических кабелей.

Таблица 15.1 – Рекомендуемый сортамент и материалы труб для наиболее распространенных трубных проводок

Измеряемая или транспортируемая среда	Давление условное, МПа	Перепад давления Р, МПа	Темпе-ратура, °С	Длина линии связи, м	Сортамент и материал трубы	Условный проход, мм	Наружный диаметр трубы ´толщина стенки, мм
Импульсные линии связи для измерения давления и разрежения
Газ	До 1	–	До 175	До 15	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75		26,8 ´ 2,8
До 1	–	До 175	15 – 30	То же		33,5 ´ 3,2
1 – 2,5	–	До 175	До 15	» »		21,3 ´ 2,8
1 – 2,5	–	До 175	15 – 30	» »		26,8 ´ 2,8
2,5 – 25	–	До 175	До 15	» »		21,3 ´ 2,8
2,5 – 25	–	До 175	15 – 60	» »		26,8 ´ 2,8
25,0 – 250	–	До 175	До 60	» »		21,3 ´ 2,8
0,025 – 1	–	До 175	До 60	» »	8 или 15	13,5 ´ 2,2 или 21,3 ´ 2,8
0,1 – 1,6	–	До 175	До 60	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75   Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	8 или 15	13,5 ´ 2,2 или 21,3 ´ 2,8 10 ´ 2
1,6 – 10	–	До 400	До 60	То же	–	10 ´ 2
10 – 25	–	До 400	До 60	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 20	–	10 ´ 2
Пар и жидкость	До 1,6	–	До 175	До 60	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75   Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	8 или 15	13,5 ´ 2,2 или 21,3 ´ 2,8 10 ´ 2
1,6 – 10	–	До 400	До 60	То же	–	10 ´ 2
10 – 20	–	До 400	До 60	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 20	–	10 ´ 2
Импульсные линии связи для измерения расхода и уровня (по перепаду давления)
Газ	До 1	До 2,5∙10-4	До 175	До 15	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75		21,3 ´ 2,8
До 1	До 2,5∙10-4	До 175	16 – 30	То же		26,8 ´ 2,8
До 1	До (2,5-25)∙10-4	До 175	До 15	» »		21,3 ´ 2,8
До 1	(2,5-25)∙10-4	До 175	16 – 60	» »		26,8 ´ 2,8
До 1,6	(25-250)∙10-4	До 175	До 60	» » Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	–	21,3 ´ 2,8 14 ´ 2
1,6 – 10	0,025 – 0,16	До 400	До 60	То же	–	14 ´ 2
10 – 20	0,025 – 0,16	До 400	До 60	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 20	–	14 ´ 2
Пар и жидкость	До 1	0,01 – 0,16	До 175	До 60	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75		21,3 ´ 2,8
1 – 1,6	0,01 – 0,16	До 175	До 60	То же Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	–	21,3 ´ 2,8 14 ´ 2
1,6 – 10	0,01 – 0,16	До 400	До 60	То же	–	14 ´ 2
10 – 20	0,01 – 0,16	До 400	До 60	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 20	–	14 ´ 2
Импульсные линии связи для передачи пробы анализа (при наличии байпаса возле прибора)
Газ	До 0,05	–	До 175	До 10	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75		21,3 ´ 2,8
0,05 – 1,6	–	До 175	До 30	То же Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	–	13,5 ´ 2,2 10 ´ 2
1,5 – 10	–	До 400	До 30	То же	–	10 ´ 2
10 – 20	–	До 400	До 30	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 20	–	10 ´ 2
Пар и жидкость	До 1,6	–	До 175	До 30	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75 Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	–	13,5 ´ 2,2 10 ´ 2
1,6 – 10	–	До 400	До 30	То же	–	10 ´ 2
10 – 20	–	До 400	До 30	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 20	–	10 ´ 2
Командные линии связи
Сжатый воздух командных сигналов от пневматических датчиков и регуляторов	До 0,14	–	От -40 до +50	–	Поливинилхлоридная по ТУ 605-1342-70	–	5,8 ´ 1,4
		От -50 до +50		Пневмокабель по ТУ 16-505.720-75 из 7 полиэтиленовых труб	–	8 ´ 1,6 или 6 ´ 1
		–		Полиэтиленовая по ТУ 605-1559-76   Медная по ГОСТ 617-72	–   –	8 ´ 1,6 или 6 ´ 1 6 ´ 1 или 8 ´ 1
Жидкость командных сигналов	–	–	–	До 200	Бесшовная по ГОСТ 8734-75 из стали 10	–	10 ´ 1 14 ´ 1,5 14 ´ 1
Линии питания, обогрева, охлаждения
Сжатый воздух	До 0,1	–	До 175	–	Стальная водогазопроводная по ГОСТ 3262-75	–	–
Масло, вода	До 1,6	–	До 175	–	То же	–	–
Пар	До 1,0	–	До 175	–	» »	–	–

Таблица 15.2 – Характеристика пневматических кабелей

Марка	Наименование	Число труб	Наружный диаметр´ толщина стенки труб, мм	Преимущественная область применения
ТПО	Кабель пневматический в оболочке из поливинилхлоридного пластиката	7; 12	6´1; 8´1; 8´1,6	Для прокладки в условиях воздействия паров кислот, целочей и сред с повышенной влажностью при отсутствии механических воздействий
ТПББбГ	Кабель пневматический в обмотке из лент кабельной бумаги, с защитным покровом типа БбГ	7; 12	8´1,6	Для наружной и внутренней прокладок, за исключением взрыво- и пожароопасных помещений, в условиях механических воздействий при отсутствии в атмосфере веществ, разрушающих броню
ТПВБбГ	Кабель пневматический в обмотке из лент поливинилхлоридного пластиката, с защитным покровом типа БбГ		8´1,6	Для наружной и внутренней прокладок во взрыво- и пожароопасных помещениях в условиях возможных механических воздействий, при отсутствии в атмосфере веществ, разрушающих броню