Чугунные трубы. Сварные стальные и чугунные трубы. Обмотка труб. Различные трубы. Асбестоцементные, латунные, медные, свинцовые и пластмассовые трубы. Ремонт и чистка трубопроводов.
Заводы изготовляют много различных типов труб, большинство которых находит применение на железных дорогах. К таким трубам относятся чугунные, стальные, железные, асбестоцементные, латунные, медные, свинцовые, а также пластмассовые, применяемые в последнее время.
Чугунные трубы.
Чугунные трубы в большинстве случаев используются при строительстве подземных трубопроводов. Эти трубы изготовляются из доменного чугуна и применяются для перекачки почти любых жидкостей. Диаметр труб обычно бывает от 50,8 мм и выше.
Первоначально чугунные трубы отливались в песочных формах длиной 3 658 мм и имели четыре весовых класса (А, В, С и D) в соответствии с давлением, на которое они рассчитаны. В класс А входят трубы самого малого веса. Соединение труб осуществлялось обычно в раструб, однако некоторые трубы отливались без раструба, с учетом последующего механического соединения.
В последние годы метод изготовления труб с использованием центробежной отливки их обеспечил производство труб с мелкозернистой структурой металла, более легкого веса и с высоким сопротивлением растягивающим усилиям по сравнению с трубами, отлитыми в песочных формах.
Трубы, изготовленные способом центробежной отливки, имеют длину 5 486 мм, которая позволяет значительно сократить количество соединений на данной длине трубопровода, а также затраты на рабочую силу при их укладке. Эти трубы отливаются без устройств для механических соединений, а затем на трубах нарезается резьба способом, аналогичным сварным стальным трубам.
Все чугунные трубы обмазываются в литейном цехе смоляным раствором. Однако на местах укладки, где возможна значительная коррозия, производится специальная битумная или цементная дополнительная обмазка для предотвращения или задержания процесса коррозии. Обмазка труб антикоррозийным слоем часто применяется также и в железнодорожных строительных работах.
Чугунные трубы известны своей долговечностью. Есть много случаев, когда чугунные трубы служили более 50 лет и после такого срока работы оставались почти новыми, что позволяло вторично использовать их при замене негодных труб в других местах.
Соединение чугунных труб. Наиболее часто применяются соединения в раструб. Эти соединения первоначально обмазывали смолой или проконопачивали просмоленной пенькой. В течение многих лет применялись различные составы, которые требовалось лишь подогреть до сравнительно невысокой температуры, после чего их можно было применять для обмазки предварительно обернутых пенькой соединений. Механические соединения более дорогостоящие, чем соединения раструбом с обмазкой, но они более удобны для соединения линий трубопроводов в рыхлых грунтах или в тех местах, где возможна осадка грунта. Трубы, имеющие винтовые соединения с предварительной обмазкой, применяются в особых случаях, где они наиболее выгодны.
Сварные трубы.
Сварные трубы изготовляются без шва и свариваются из стали или из ковкого чугуна. Они используются для надземных линий водопровода, воздухопровода, паропровода и конденсатного трубопровода. В небольшом количестве эти трубы используются для прокладки подземных линий. Этот тип труб используется также в качестве обсадных и напорных труб. Диаметр труб колеблется от 3,18 до 306 мм и выше, а длина от 5 486 до 6731 ум. Их можно соединять при помощи винтовой резьбы, сварки или механических соединений. Часто эти трубы покрывают слоем коррозионностойкого металла гальваническим путем при использовании их в качестве водопровода. Трубы могут быть изготовлены сверхтяжелыми, если этого требуют условия эксплуатации.
Стальные сварные трубы.
Стальные сварные трубы часто применяются на железнодорожном транспорте. Это объясняется тем, что их стоимость по сравнению с другими трубами более низкая, а использование — рациональнее. Трубы выдерживают сравнительно высокое усилие на растяжение. Железнодорожные специалисты считают, что это наиболее подходящий тип труб для железнодорожного транспорта.
Трубы из ковкого чугуна.
Трубы этого типа, изготовляемые крупными предприятиями, имеют большую устойчивость от коррозии по сравнению со стальными трубами. Трубы из ковкого чугуна менее загрязняются и более удобны для сборки. Известно также, что эти трубы имеют преимущества в части сопротивлений усилиям, возникающим в трубе от многократного изменения нагрузки. Кроме того, сварка этих труб осуществляется значительно быстрее, чем стальных.
Покрытие труб и защита от коррозии.
Сварные трубы, применяемые для прокладки подземных трубопроводов близ сортировочных станций железных дорог, часто подвергаются действию топочного шлака. Вследствие влияния влаги на топочный шлак образуются кислотные соединения. которые могут отрицательно влиять на места соединений труб. Для предотвращения или замедления этого вредного влияния применяется защитное покрытие или обмотка труб. Возможно, что наиболее широко применимым и более эффективным из всех видов покрытия является покрытие труб невысохшим нефтяным раствором, содержащим химические вещества, препятствующие возникновению коррозии, с последующей обмоткой труб материалом, пропитанным уксуснокислой солью. Затем на трубы наносят последнее водоизоляционное покрытие.
Для паропроводов и возвратных конденсаторностью трубопроводов применяются покрытия с пропиткой, содержащие асбест.
Смешанные стальные и железные трубы.
Для водопропускных, дренажных и других аналогичных сооружений на железных дорогах применяются в основном стальные трубы из специального антикоррозийного сплава. Такие трубы имеют обычно гофрированную форму. Трубы могут быть также и цилиндрической формы для использования их в качестве подземных дренажных устройств. Однако этот тип труб применяется редко. Чаще всего для водопропускных трубопроводов трубы используются эллиптической или деформированной круглой формы.
На железных дорогах применяются также трубы, изготовленные из стали и ковкого чугуна. Трубы обматываются спирально узкими полосками материала и затем свариваются. Однако эти трубы не играют главной роли в транспортных трубопроводных системах.
Асбестоцементные трубы.
Этот тип труб широко применяется на железных дорогах для водопроводов, дренажных сооружений и изоляции электропроводки. Асбестоцементные трубы изготовляются из массы, состоящей из смеси портланд-цемента и асбестовой фибры, наносимой на сердечник тонкими слоями. Длина труб обычно и1962 мм. Соединение представляет собой муфту с натяжными кольцами. Для каждого соединения применяется два круглых резиновых кольца. Концы трубы подвергаются механической обработке и полировке. Для обеспечения более прочного соединения при сборке труб применяется специальный домкрат.
Преимущества труб этого типа заключаются в том, что они не могут подвергаться перфорирующей коррозии, воздействию электричества и другим вредным влияниям, как металлические трубы. Асбестоцементные трубы значительно легче по весу, чем железные, изготовленные для такого же давления, и не требуют больших расходов на их укладку.
Асбестоцементные трубы обладают достаточной гибкостью, что дает им возможность прогибаться при соединении до 6° (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид смонтированного трубопровода из асбестоцементных труб с муфтовыми соединениями, расположенного в плане по кривой
Отрицательной чертой этих труб является то, что они не пригодны для перегонки жидкостей, содержащих химические вещества, которые оказывают разрушающее воздействие на резиновые элементы соединений; также не рекомендуется перегонять по асбестоцементным трубам кипяток. По трубам нельзя пропускать деионизированную воду, так как под действием этой воды уносятся частицы цемента трубы, а в деионизированную воду попадают минералы, от которых необходимо было избавиться путем процесса деионизации. Для предотвращения указанной реакции на воду внутри труб устанавливаются рубашки.
Таким образом понятно, что асбестоцементные трубы применяются очень редко для перегонки деионизированной воды. Такие приспособления, как тройники, наставные трубы, клапаны и т. п., за исключением соединений, изготовляются из чугуна. Более удобны конструкции стандартных соединений, изготовляемые из асбестоцемента.
Латунные и медные трубы.
Трубы, изготовленные из латуни и меди, широко применяются на железных дорогах, особенно в тех случаях, когда необходимо предотвратить коррозию. В частности, такие трубы используются на деионизационных установках, начиная с коррозионно опасных мест до мест окончательной обработки воды. Медные трубы применяются во многих городах для прокладки соединительного трубопровода к городской сети водопровода. Медные трубы используются также при строительстве железнодорожных зданий, где придается большое значение прочности и гибкости труб.
Применяются также различные типы латунных труб. Эти трубы различаются по содержанию меди в сплаве. Латунные трубы жесткие. На них можно нарезать резьбу и использовать соединения, аналогичные соединениям железных труб. Применяются специальные соединения, также требующие нарезки резьбы или сварки.
На железных дорогах часто используются медные трубы для подземного соединения с городской сетью водопровода и в зданиях для трубопроводов, укладываемы под полом, с использованием при этом гибких соединений. Эти трубы в малых количествах длиной до 18 м поставляются свернутыми в бухту. В большом количестве поставляются прямые трубы, имеющие длину 6,09 м.
Фитинги для медных труб обычно изготовляются из ковкой меди. Применяются сварные соединения, однако можно применить на одном конце сварное соединение, а на другом нарезать резьбу для соединения с железной трубой.
Свинцовые трубы.
Свинцовые трубы обычно применяются железными дорогами в небольших размерах для подземного трубопровода или для соединения с городской сетью водопровода. Свинцовые трубы обладают большой гибкостью, и их можно легко гнуть, приспосабливая к контуру канавы и т. п. Эти трубы не подвергаются вредному влиянию, которое может вызвать коррозию других типов труб. Свинцовые трубы не лопаются при замерзании внутри их жидкости. Соединение труб производится сваркой. Имеются приспособления, позволяющие делать ответвления для присоединения к другим линиям трубопроводов.
Пластмассовые трубы.
Трубы, изготовляемые из материалов, производимых на большинстве заводов пластмассовой промышленности, используются до некоторой степени и железными дорогами. Имеются два типа пластмассовых труб: гибкие и жесткие. Пластмассовые трубы удобны для перекачки холодной воды и других жидкостей, но они не рекомендуются для перекачки кислот. Каждый, желающий применить у себя на дороге такие трубы, должен связаться с поставщиком и передать ему анализы жидкостей, которые намечается транспортировать по трубам; только после этого надлежит оформлять заказ. Пластмассовые трубы на железных дорогах обычно применяются в качестве вертикальных труб (стояков) в колодцах и в резервуарах, особенно при использовании струйных насосов. На жестких пластмассовых трубах можно нарезать резьбу и применять соединения и фасонные части, как и на железных. В широких масштабах применяется облицовка стальных труб внутри пластической массой, если они применяются для транспортировки сильнокислотных и коррозийных жидкостей в различных установках, производящих деионизацию воды. Из пластмассы часто изготовляются распределительные трубы, устанавливаемые внутри выпускных резервуаров различных установок. Результаты применения таких труб вполне удовлетворительны.
ИЗОЛЯЦИЯ, ЧИСТКА И РЕМОНТ
Трубопроводы должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- Иметь хорошую конструкцию в соответствии с принципами гидравлики.
- Иметь достаточную пропускную способность для обеспечения возможных дополнительных нагрузок и текущей работы.
- Позволять выбор прочих материалов, в том числе труб, клапанов и других приспособлений, которые проектируются в соответствии со специфическими требованиями.
- Обеспечить правильное управление посредством клапанов, чтобы избежать выхода из строя линии трубопровода.
- Иметь прочную изоляцию.
- Подвергаться периодической чистке сети водопровода и своевременному уходу.
Трубопровод должен быть спроектирован с таким расчетом, чтобы удовлетворять всем перечисленным требованиям. При номинальном падении давления должны быть приняты меры для предотвращения перебоев по подаче жидкости из-за образования накипи, внутренних осадков, а также воздушных карманов. Более того, должны быть составлены тщательные карты уложенных линий подземных трубопроводов для того, чтобы знать точное расположение, тип и размеры всех труб, а также характеристики изоляционных труб, клапанов, соединений и т. д.
На распределительных и служебных линиях трубопроводов должны быть установлены воздушные выпускные клапаны для предотвращения накапливания воздуха, который может серьезно влиять на их пропускную способность.
На трубопроводах, проходящих в низинах, должны быть установлены продувочные клапаны для того, чтобы продуть образовавшийся отстой. Линии трубопровода необходимо защитить от замерзания. Подземные линии должны прокладываться ниже уровня замерзания, который в северных и западных районах Соединенных Штатов и Канады соответствует глубине от 1 524 до 2 134 мм, а в некоторых районах даже больше. Замерзание подземных линий трубопровода зависит до некоторой степени от характера грунта и скорости движения жидкости по трубам. Трубы, уложенные и сухой грунт, менее подвергаются замерзанию, чем трубы, уложенные во влажный грунт. Трубы, по которым жидкость движется с большой скоростью, могут выдержать более низкие температуры, чем те, по которым жидкость движется медленно.
Обнаруживатели утечки труб и детекторы утечки. Детекторы утечки и приспособления для обнаруживания течи в подземных трубопроводах являются необходимыми приспособлениями водопроводного оборудования. Простейшие приспособления, такие, как магнитная игла и стетоскоп, применяются очень широко и зарекомендовали себя как очень полезные приборы. Они сравнительно недороги, и их без труда можно переносить как часть ремонтных инструментов водопроводчиков. Более ограниченное применение на железных дорогах имеет дорогостоящий детектор, работающий по принципу радио.
ТРУБЫ ДЛЯ ЛИНИЙ НАГНЕТАТЕЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ФИРМЫ ТРАНСАЙТ
Трубы для нагнетательного трубопровода фирмы Трансайт покупаются всеми железными дорогами страны. Эти трубы изготовляются из асбеста и цемента. Они прочны, не подвергаются ржавчине, воздействию электрического тока и имеют исключительную устойчивость от коррозии, что обеспечивает продолжительный срок их службы. Экономия средств при укладке труб и экономия при длительной эксплуатации сделала трубы фирмы Трансайт универсальными. Тысячи таких труб применяются в трубопроводах всей страны.
Высокая пропускная способность. Трубы фирмы Трансайт имеют гладкую внутреннюю поверхность, что обеспечивает поток воды с максимальной скоростью. Высокая начальная пропускная способность (Вильямс-Хазен С-140) остается неизменной продолжительное время, так как трубы не подвергаются коррозии. Система водопровода может быть спроектирована без учета будущего понижения пропускной способности, вызванного коррозией вообще и, в частности, внутренней коррозией, которая так часто требует периодической чистки и увеличивает стоимость насосного оборудования. Применение этих труб позволяет выбирать их диаметр малых размеров и обеспечивать работу водопровода в течение многих лет при минимальных расходах на насосное оборудование.
НЕРЖАВЕЮЩИЕ И НЕ ПОДВЕРГАЮЩИЕСЯ КОРРОЗИИ ТРУБЫ
Неметаллические трубы не подвергаются воздействию электричества и по всей своей длине устойчивы от коррозии общей, а также и внутренней, так как материал их не окисляется и не способен образовывать коррозийные очаги.
Благодаря исключительной устойчивости от коррозии такие трубы можно укладывать в грунты, насыщенные кислотой, а также в таких местах, где трубы из других материалов быстро выходят из строя.
ЖЕСТКИЕ И ГИБКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Соединения Ринг-Тайт (рис. 2) изготовляются из такого же материала, как и сами трубы, и остаются непроницаемыми даже при сильной вибрации. Конструкция соединений обеспечивает не только автоматическое выравнивание, но также и автоматическую регулировку расширения. Концы труб автоматически разъединяются внутри соединительной муфты, обеспечивая трубопроводу гибкость, нужную для устойчивости от ударов и вибрации, предотвращая выход труб из строя, а также удобство изгиба их.
Операции по соединению труб просты и надежны. Установка труб производится довольно быстро даже при плохой погоде или неблагоприятной температуре воздуха.
КЛАССЫ И РАЗМЕРЫ ТРУБ
Напорные трубы фирмы Трансайт подразделяются на три класса: класс 100; класс 150 и класс 200, т. е. соответственно для давления 100, 150 и 200 фунтов на квадратный дюйм. Трубы всех классов имеют стандартную длину, равную 3 962 мм и диаметр от 101 до 406 мм.
ОТТАИВАНИЕ ЗАМЕРЗШИХ ТРУБ ЭЛЕКТРИЧЕСТВОМ
Электросварочное оборудование часто используют для оттаивания замерзших линий водопровода.
Единственным специальным приспособлением являются прочные клеммы, необходимые для электрического контакта с трубой. Лучший контакт обеспечивают хомутообразные клеммы, способные проводить ток в несколько сотен ампер. Для обеспечения хорошего контакта необходимо очистить место установки клеммы от краски, ржавчины, грязи и пыли.
Когда начинают обогревать трубы, необходимо использовать электроэнергию самого низкого напряжения, чтобы обнаружить искрение. При оттаивании трубопроводов с помощью электросварочного оборудования необходимо соблюдать меры предосторожности. Свинцовые трубы противостоят меньшему току, чем стальные, поэтому ток надо соответственно регулировать.
Замерзшие трубы необходимо разъединить с другими трубами так, чтобы ток проходил только по одной секции. Если этого не делать, то провода, проходящие под землей, могут загореться и вызвать пожар.
ЭЛЕКТРОЛИЗ
Электролиз водопровода обычно вызывается блуждающими токами, которые рассеиваются от подземных электрических распределительных систем. Наибольшее разрушение водопроводу приносят блуждающие токи, возникающие на электрифицированных железных дорогах при использовании путей в качестве обратного провода. Электролиз линий железнодорожного водопровода встречается сравнительно редко, так как эти линии обычно удалены от путей электрифицированных участков железных дорог.
Мерой предотвращения электролиза на электрифицированных железных дорогах может служить система возврата тока или изоляция линий трубопровода от блуждающих токов.