CC BY
51
Павлушин Владислав Олегович, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
STRESSED-DEFORMED CONDITION IN THE MANUFACTURE OF PIPE BILLETS WITH
A FLANGE
S.S. Yakovlev, I.A. Chizhov, V.O. Pavlushin
Schemes of the distribution of stress and strain intensities during volume cold stamping of a tube billet with a flange are obtained, a table of the maximum values of these parameters at the most significant places of the obtained semi-finished product is compiled.
Key words: die forging, deformations, radius of curvature, tool, stress and strain intensities.
Yakovlev Sergey Sergeevich, master, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Chizhov Ivan Alekseevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Pavlushin Vladislav Olegovich, master, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 66.045.3; 620.18; 628.1
МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И ИХ РАСЧЕТ
Ю.Е. Золотухин, А.М. Иванов, Е.А. Сероченкова
В статье рассмотрены расчеты толщины теплоизоляционного материала промышленных трубопроводов, приведены материалы, их достоинства и недостатки, а также технологии нанесения теплоизоляции.
Ключевые слова: теплоизоляция, расчет теплоизоляции, трубопровод, промышленное водоснабжение, материалы изоляции.
Труба, по которой подается вода, без теплоизоляции в зимние холода может подвергнуться разрушению в результате расширения. В результате труба не выдерживает давления и деформируется. Кроме того, надежный теплоизоляционный слой существенно снижает теплопотери при низких температурах воздуха, что позволит снизить финансовые потери на предварительный подогрев жидкости при необходимости в использовании на производстве воды с определённой температурой.
Выбор материала для утепления, это в первую очередь вычисление параметров, которые необходимы под определенный случай, нам необходимо будет узнать коэффициент толщины и плотности. Это необходимо для снижения утечки тепла и уменьшении температуры самого трубопровода.
Факторы, которые необходимо учесть при вычислении теплоизоляции [1]:
температура трубы, температурные колебания.
есть ли механические воздействия в виде вибрации, всевозможные нагрузки, например, от транспортных средств или от
грунта.
Наличие слоя пароизоляции предусматривается при определенной температуре, а именно -12 °С, это, а также другие характеристики теплоизоляционных материалов для всевозможных видов труб описаны в СНиП 4103-2003.
Расчет толщины изолирующего материала проводится по формуле
[2]:
dH(B - 1)
-2-'
где dH - диаметр трубопровода, м; В - отношение наружного диаметра изоляционного слоя к диаметру трубопровода.
В =
где Лк - теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяется по справочнику; Rk - термическое сопротивление слоя изоляции:
Як — ^сум — Rnc — (1 + Ч0(Дпк + RKC + Rrp), где RcyM - суммарное термическое сопротивление слоя изоляции:
п _ *~ср ~ *тр сум Чик, ■
Водопроводный трубопровод может подводиться к постройке несколькими способами:
труба проходит под землей, на расстоянии 0,5 м и ниже, труба идет по поверхности, что свойственно отопительным магистралям.
Теплоизоляционный материал для промышленного водопровода, должен обладать следующими характеристиками [3-5]:
Устойчивостью к температурным перепадам без изменения структуры, потери изоляционных характеристик.
Прочностью, долговечностью, устойчивостью к активным химическим и биологическим средам.
Высокой влагостойкостью, способностью защищать от коррозии. Низкой теплопроводностью, высокими теплосберегающими характеристиками.
Герметичностью, что гарантирует, что труба будет надежно защищена от влаги в любых условиях.
Устойчивостью к воздействию высоких температур и огню.
Легко монтироваться, что гарантирует простоту обслуживания, при необходимости — быстрое повторное утепление.
Для теплоизоляции промышленных трубопроводов применяют следующее материалы:
Стекловата - идеальный утеплитель, если труба изготовлена из ме-таллопластика. Достоинством стекловолокна является простота монтажа. Его главный недостаток - низкая плотность. Когда проводится утепление, труба нуждается в дополнительной обмотке стеклотканью, рубероидом, фольгированным изолятором.
Минеральная вата - недорогой утеплитель, принимающий любую форму, устойчивый к гниению. Материал обладает низкой теплопроводностью и высоким удержанием тепла. Выпускают минеральную вату с внешним слоем из алюминиевой фольги, пергамина. Цилиндрический утеплитель монтируют под любым углом, сверху закрепляют скотчем.
Пенополистирол экструдированный - теплоизоляционный материал, применяемый для внутреннего, наружного утепление. Материал устанавливают на трубу, сверху покрывают слоем защиты с закреплением в местах, где две скорлупы стыкуются друг с другом. Водопроводный утеплитель не подвержен гниению, имеет низкую теплопроводность, безопасен, не подвержен горению. Такой материал отличается высокой стойкостью к деформациям и длительным сроком службы.
Пенополиуретан - ячеистый водопроводный теплоизоляционный утеплитель из разряда газонаполненных пластмасс. Он обладает высокими теплоизоляционными характеристиками, герметичностью, стойкостью к воздействию влаги и коррозии. После нанесения на трубы пенополиуретан становится монолитным покрытием, сохраняющим функциональность при сверхнизких и сверхвысоких температурах.
Керамическая изолирующая краска. Она представляет собой акриловую дисперсию с присадками, разведенную лаком или водой. Труба покрывается пастообразной краской с помощью распылителя. Водопроводный утеплитель отличается надежностью, низкой теплопроводностью и стойкостью к коррозии, к влаге, активным средам, сохраняет характеристики в течение 15 лет.
Также возможно применения различных технологий, используемых для изоляции трубопровода:
Утеплить сеть можно воздухом, используя базальт, пенополистирол. Труба при этом помещается в изоляционный цилиндр большего диаметра, который образует воздушную подушку. Чтобы труба не замерзла при высоких отрицательных температурах окружающей среды, траншея для укладки должна быть глубиной не менее 1 м. Способ отличается низкой себестоимостью, но увеличивает сложность в проведении ремонтных работ.
Применяется также электрический подогрев труб, используемый для предотвращения образования льда в трубопроводе.
Также возможно применение трубопроводов с высоким давлением перекачиваемой жидкости, которое создается благодаря подключенному ресиверу. При монтаже применяют погружные насосы, рядом с которыми устанавливают обратный клапан. Такой метод применяется при доставке воды из скважины.
\ 5 ттттттттмяшттжтттмммт
ч 1 1 V 1 ! 1
_. .. г-г г, - г, | ■ 11 11
шшшттштттттшттшшшштт. жшшшмшттшшш
1 - спальная труба;
2 - наружная оболочка из полиэтилена;
3 - изоляция из пенополиуретана (ППУ);
4 - центрирующая опора;
5 - проводчики-индикаторы системы ОДК (оперативного дистанционного контроля)
Рис. 1. Схема трубы с монолитной изоляцией из ППУ
\
Утепление подземных промышленных трубопроводов:
Вначале выкапывают глубокую траншею, в которую укладывается заизолированная труба.
Если труба обматывается минеральной ватой, теплоизоляционный материал фиксируют строительным скотчем. Сверху его оборачивают рубероидом, другой гидроизоляцией.
Если труба изолируется пенополистирольной скорлупой, ее надевают, после чего фиксируют водостойким скотчем, сверху наносят защитный слой.
Утепление наружных промышленных коммуникаций:
Снаружи водовод теплоизолируют способами, аналогичными тем, которые применяют, когда проводят утепление под землей. Прежде чем приступить к работам обращают внимание на следующие моменты:
В плане промерзания самым опасным считается участок в том месте, где водовод выходит из-под земли на поверхность. Когда монтируют водопроводный утеплитель, процессу уделяют пристальное внимание.
Если трубопровод идет снаружи устанавливают толстый теплоизоляционный материал, что гарантирует надежную защиту от теплопотерь.
После того, как смонтирован утеплитель труба обеспечивается гидроизоляцией. Если этого не сделать, материал быстро испортится, сеть замерзнет.
Для гидроизоляции применяют короба из пластика, рубероид, пленку. Кроме этого, дополнительную защиту обеспечит слой бетона, кирпичная кладка. Это защитит не только от холода, но и от влаги, коррозии, механического повреждения.
Монтаж электрообогрева. Для монтажа используют кабель, укладывают его несколькими способами: внутри водовода или по верху, причем без необходимости глубокого заглубления.
Процесс укладки выглядит так:
Вначале труба по всей длине оклеивается по спирали фольгирован-ным скотчем, который не стоит клеить слишком плотно.
После этого спиралью с шагом 100-150 мм укладывают кабель. Для надежной фиксации сверху его также оклеивают фольгированным скотчем.
Затем монтируют теплоизоляционный материал так, чтобы швы между ним и проводником строго совпадали.
После того, как кабель и изоляция установлена сантехническим скотчем плотно обматывают водовод. Это гарантирует, что труба надежно защищена, влага не будет проникать к ней сквозь зазоры.
Дополнительно сеть оборудуют датчиками температуры, снимать показания с них можно вручную или в автоматическом режиме. Также технология позволяет задавать определенный температурный барьер, после чего кабель будет автоматически отключаться или включаться.
Применение вышеописанных методов позволит понизить потери тепла в трубопроводе и снизить риск промерзания с трубы с последующим ее разрушением.
Список литературы
1. Назаров И. А. Справочник проектировщика. Водоснабжение население населенных мест и промышленных предприятий. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1977. 288 с.
2. Бобров Ю.Л., Гранев В.В. Теплоизоляционные минераловатные материалы повышенной прочности в современном строительстве: Учеб. пособие. М.: МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1979. 50 с.
3. Воронков С.Т., Исэров Д.З. Тепловая изоляция энергетических установок. М., 1982. 216 с.
4. Майзель И. Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Высшая школа, 1988. 239 с.
5. Шойхет Б.М., Ставрицкая Л.В., Липовских В.М., Кашинский В.И. Тепловая изоляция промышленных трубопроводов // Энергоснабжеие, №3, 2000. 132 с.
Золотухин Юрий Евгеньевич, магистрант, хепИИ'уатаИ.ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Иванов Александр Михайлович, магистрант, genhtry@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сероченкова Екатерина Александровна, магистрант, genhtry@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
MA TERIALS APPLICABLE FOR HEA T INSULA TION OF IND USTRIAL PIPELINES
AND THEIR CALCULATION
Y.E. Zolotukhin, A.M. Ivanov, E.A. Serochenkova
The article considers calculations of the thickness of the heat-insulating material of industrial pipelines, provides materials, their advantages and disadvantages, as well as the technology of applying thermal insulation.
Key words: thermal insulation, calculation of thermal insulation, pipeline, industrial water supply, insulation materials.
Zolotukhin Yury Evgenyevich, undergraduate, genhtryamail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Ivanov Alexander Mikhailovich, undergraduate, genhtry a mail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Serochenkova Ekaterina Aleksandrovna, undergraduate, genhtry a mail. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.983
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕТКИ РИФЛЕЙ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ
С. С. Яковлев
Описан способ нанесения сетки рифлей, включающий в себя процесс раздачи цилиндрической оболочки с одновременным рифлением внутренней поверхности. Проведен анализ операции с использованием программы QForm 7.
Ключевые слова: раздача, рифление, свободное деформирование, технологическая сила.
В качестве альтернативного способа нанесения сетки рифлей [1] на внутренней поверхности цилиндрической оболочки (ЦО) можно использовать спроектированный экспериментальный штамп, показанный на рис. 1. При использовании этого устройства процесс формоизменения осуществлялся с одновременной раздачей и формированием рифлей.
182
