Fakulta strojní VŠB-TUO. Přednáška č.14 Potrubí

Transkript

1 Fakulta strojní VŠB-TUO Přednáška č.14 Potrubí

2 POTRUBÍ Potrubí je zvláštní technické zařízení resp. specializovaný dopravní prostředek, který je složen z těsně spojených rour či trub. Potrubí je obvykle určeno k dopravě kapalin, plynů a různých sypkých materiálů (případně jejich vzájemné směsi). Potrubím je však možné přepravovat i drobné předměty (například i poštu potrubní pošta, nebo seno či slámu v zemědělském fukaru apod.). Potrubí slouží i pro přenos tepelné energie, která je zde vždy vázána na nějaké teplonosné médium, kterým nejčastěji bývá obyčejná voda ve formě vodní páry. Takovéto potrubí (např. teplovodní nebo parovodní potrubí) musí být chráněno před nežádoucí ztrátou přenášeného tepla do okolí. Potrubí s příslušenstvím

3

4 Hlavní parametry potrubí Jmenovitý tlak: jedná se o označení skupiny pracovních přetlaků odstupňovaných podle skupiny pracovních teplot. Označuje se PN. Jmenovitá světlost: jedná se o přibližný vnitřní průměr potrubí. Označuje se DN. Pracovní stupeň: přepravované látky jsou rozděleny do skupin. Teploty pod bodem mrazu t < 0 C se u potrubí značí písmeny latinské abecedy A-C, pro teploty t > 0 se potrubí označuje I. - IX. Příklad: v případě označení potrubí "DN50 PN25/I" se jedná o: DN50 - přibližný vnitřní průměr potrubí 50 mm PN25 - přetlak do 2,5 MPa /I - přepravovaná látka má teplotu v rozmezí 0 C C. Hlavní části potrubí: - trubky - spoje - tvarovky - uložení potrubí Doplňující části: pojistná, ochranná, kontrolní a pomocná zařízení, obaly a tepelná izolace.

5 tlaku - druhu spoje - druhu izolace - umístění - podtlakové nízkotlakové vysokotlakové svařované šroubované přírubové hrdlové technické konopí mirelon vnitřní vnější stěnové dálkové tranzitní přepravované látky - vodní parní plynové ropné, olejové, benzínové cementové účelu - Rozdělení podle: přívodní vypouštěcí sací větrací mazací odpadní chladící

6 Rozdělení trubek podle použitého materiálu : - ocelové - litinové - měděné - mosazné - plastové - skleněné - kameninové - betonové - tombakové vydrží vysoký tlak použití u kompenzátoru Základní požadavky na potrubí: - těsnost - pevnost z hlediska tepelné dilatace - chemická odolnost vůči přepravované látce i vnějšímu prostředí - odolnost proti otěru - co nejmenší tlakové ztráty

7 Potrubí z oceli Používá se pro plynovody, ropovody, parovody. Trubky mohou být svařované nebo bezešvé, vyrábí se s hrdly nebo hladkými konci, závitové trubky mají na koncích trubkové závity a proti korozi se chrání pozinkováním. Snadno se spojují svařováním nebo šroubením, mají malou odolnost proti korozi. Litinové tvarovky Litinové trubky Jsou na konci opatřeny hrdly nebo přírubami, používají se jako odpadní nebo kanalizační. Jsou odolné vůči korozi, chráněné penetračním nátěrem, materiál je šedá litina Trubky z neželezných kovů Používáme pro vodovodní a plynové instalace, jsou z mědi, cínu nebo mosazi. Nejpoužívanější jsou měděné, jsou pevné, trvanlivé a korozivzdorné.

8 Plastové trubky Používají se pro vodovodní instalace, odpadní potrubí, mají nízkou hmotnost, hladké stěny, jednoduché spojování a jsou odolné vůči korozi. Jsou málo pevné a málo odolné vůči vyšším teplotám. Pro rozvody teplé vody se používají trubky z PVC, PE, PP, PB. Skleněné trubky Používají se v potravinářství a chemickém průmyslu. Jsou dokonale hladké a odolné vůči chemickým vlivům, ale křehké a méně odolné vůči vyšším teplotám.

9 Kameninové potrubí Používají se hlavně pro kanalizaci, jsou odolné proti otěru a korozi, jsou křehké a proto se dnes nahrazují PVC trubkami. Betonové potrubí Používá se k odvádění povrchových a odpadních vod a stavbě studní (skruže), mají velkou drsnost povrchu, snadno se zanáší.

10 Barevné označování potrubí podle přepravované tekutiny dle ČSN :

11 Označení trubek: trubky závitové: TRUBKA TR DN ČSN Je označení běžné závitové trubky se závity na obou koncích, o jmenovité světlosti DN 20, z oceli 11343, ve stavu tepelně nezpracovaném, s povrchem pozinkovaným, svařované. ostatní trubky: TRUBKA TR KR 70 x ČSN Je označení trubky ocelové bezešvé o vnějším průměru D=70mm a tloušťce stěny t=5mm, o délce l=3000mm, s vnějším povrchem s asfaltovou izolací, rovnaná. - TRUBKA TR 4HR 80 x ČSN Je trubka ocelová bezešvá čtvercového průřezu o vnější straně čtverce a=80mm a tloušťce stěny t=6, délky l=4000mm, rovnané, S potvrzením o jakosti odpovídající této normě.

12 Tvarovky Používáme k dělení, větvení, spojování a změně směru proudu a změně průřezu trubek.

13 Spojování potrubí Spojení trubek musí být těsné a trvanlivé. Nejčastěji používáme spoje: - hrdlové - přírubové - závitové a šroubením - svařované, pájené a lepené (nerozebíratelné). 1. Hrdlové spoje Trubka má jeden konec opatřen hrdlem, do kterého se zasune hladký konec druhé trubky. Používáme u litinových, kameninových, betonových, PVC a měděných trubek. Utěsňujeme konopím nebo hliníkovou vlnou, zbytek vylijeme olovem nebo betonem. Ocelové trubky utěsňujeme přivařením. PVC trubky utěsňujeme pryžovými kroužky.

14 PVC trubky utěsňujeme pryžovými okroužky. Utěsnění kameninových trubek se provádí pomocí pryžového nebo polyuretanového těsnění.

15 2. Přírubové spoje Pomocí přírub se spojují nejčastěji ocelové a litinové trubky. Je to spojení rozebíratelné, např. u tlakových nádob, trubky ke kotlům a jiným zařízením. Vlastní spojení se provede sešroubováním přírub. Příruby na trubkách mohou být: a) pevné (přivařené) b) zhotoveny z jednoho kusu s trubkou c) našroubovány na konec trubky d) otočné b)

16 3. Spoje závitové a šroubením Je to spoj rozebíratelný používající se u ocelových trubek, které jsou opatřeny na konci vnějším závitem. Trubky se spojují pomocí fitinků. Utěsnění se provádí pomocí konopí.

17 Armatury se připojují k trubkám pomocí šroubení. Jde o fitinkové spoje, které jsou tvořeny 3 částmi. Dvě krajní se našroubují na konce trubek a sešroubují se pomocí převlečné matice. Mezi čelní plochy se vloží těsnění. 4. Svařované, pájené a lepené spoje trubek Vytváříme nerozebíratelné spoje, které používání tam, kde se spoje potrubí nedemontují, např. pod zem nebo do zdiva. Svařujeme ocelové trubky, pájení se používá pro trubky z neželezných kovů-cu, a lepení převážně u PVC trubek.

18 Uložení potrubí Každé potrubí s ohledem na svou únosnost nebo podmínku, že průhyb musí být menší než spád, musí být v určitých vzdálenostech podepřeno a uloženo. Musíme pamatovat, že vlivem teploty dochází k podélné pohyblivosti. Uložení volné dovolí posuv v ose potrubí i v ose kolmo na potrubí. Uložení posuvné je posuvné v ose potrubí nebo kolmo k ose. Uložení pevná uložení musí zamezit posuvu potrubí ve všech směrech, šroubované nebo svařované provedení.

19

20 Kompenzátory U potrubí, kde protéká médium jiné teploty než je okolní, dochází k tepelné dilataci a ke změně délky potrubí (zkrácení nebo prodloužení). Tím vzniká pnutí, které musíme řešit při spojení a kotvení potrubí. Trasy proto volíme tak, aby se využilo vlastní pružnosti potrubí a nebo volbou kompenzačních zařízení. Rovinné kompenzační útvary - tvoříme vhodným vedením potrubí ve tvaru ohybů L, Z, S, P, U. Kompenzátory U kompenzátory - mají velké nároky na prostor, velká bezpečnost. Ucpávkové kompenzátory - max. do teploty 250 C nižší tlaky, dobře je třeba utěsnit a zajistit souosost potrubí. Kompenzátory s pružnými prvky - základ tvoří pružný prvek (vlnový, čočkový). U kompenzátor Vlnový kompenzátor

21 Vlnový čočkový kompenzátor Vlnový kompenzátor s vodicí trubkou

22 Gumový kompenzátor Kompenzátor vlnovcový axiální Čočkové kompenzátory Ucpávkový kompenzátor Gumový kompenzátor v řezu

23 ARMATURY Rozdělení: 1. podle funkce - uzavírací, zpětné, pojišťovací, regulační, 2. podle materiálu ocelové, litinové a mosazné, 3. podle způsobu připojení přírubové, přivařovaní, nátrubkové, čepové, hrdlové, se šroubením, 4. podle polohy umístění přímé (vodorovné, svislé), rohové, 5. podle ovládání- mechanické, automatické. Uzavírací armatury Kohout umožňuje průtok v obou směrech, průtočný průřez se uzavírá otočením kuželu v zabroušeném sedle nebo válce, který stojí napříč osy proudění. Při uzavírání nebo otevírání dochází k rázům v potrubí. Jsou vhodné pro menší tlaky a světlosti a pro nejjednodušší manipulaci. Velmi dobře těsní. Podle tvaru pracovního prvku se rozlišují kohouty kuželové a kulové - pro větší průměry. Kuželové kohouty se užívaly už ve starověku a bývají například u sudů s vínem. Kulový kohout (průtokový dvoucestný) v částečném řezu

24 Kohout kuželový zobákový (výtokový) Kohout kulový trojcestný průtokový

25 Ventil umožňuje průtok jen jedním směrem, průřez se uzavírá přitlačením kuželky k sedlu pohybem rovnoběžným se směrem toku. Uzavírání i otevírání je pozvolné, nedochází k rázům, pro střední DN a větší PN. Sedlový ventil - schéma. 1 - dřík; 2 - zátka se závitem; 3 - kuželka; 4 - tělo ventilu s přepážkou

26 Uzavírací ventil Nárožní ventil

27 Šoupátko - umožňuje průtok v obou směrech, průřez se uzavírá vtlačením dělící desky mezi dvě sedla posuvným pohybem kolmo na směr toku, deska je většinou klínová. Uzavírání a otevírání je pozvolné, nedochází k rázům Používá se pro největší DN a střední PN, vodu, páru, plyny. šoupátko

28 Mezipřírubové nožové šoupátko Šoupátko třmenové s obrobeným vedením klínu

29 Zpětné armatury Slouží pro zabránění zpětnému toku. Proudění kapaliny je možné pouze jedním směrem. Tyto armatury nepatří mezi těsné. Zpětný ventil průtočný průřez se uzavírá přitlačením kuželky k sedlu tlakem tekutiny pokud proudí proti zvolenému směru toku. Zpětný ventil pro vodovodní potrubí Zpětný ventil nárožní provedení

30 Zpětná klapka průtočný průřez se uzavírá klapkou, která je otočná kolem osy umístěné mimo osu armatury. Motýlová klapka Klapka uzavírací Směr proudění kapaliny Zpětná klapka

31 Pojišťovací armatury Slouží k ochraně zařízení před nadměrným stoupnutím tlaku. Máme pojistné ventily podle způsobu zatížení uzavíracího orgánu: - pružinové - závažové. bezpečnostní ventil vypouští médium, když v nádrži nebo potrubí stoupne tlak nad nastavenou hodnotu. Je povinnou součástí parních kotlů a používá se také u Papinova hrnce nebo k ochraně vodovodních potrubí před rázy

32 Pružinový ventil přímý Závažový ventil přímý

33 Pojistný závitový ventil Pojistný přírubový ventil

34 Regulační armatury Používají se ventilové armatury, které mají tvar kuželky upraven tak, aby dávala regulační části určitou regulační charakteristiku (lineární, parabolickou). Podle způsobu činnosti rozlišujeme armatury: - regulační - pro regulaci průtoku, - přepouštěcí - pro udržení konstantního tlaku před ventilem, - redukční - pro udržení konstantního tlaku za ventilem.

35 Ventil s regulační kuželkou pro vodu, neagresívní kapaliny, páru, olej a plyny pro pracovní tlaky do 0,96MPa a teploty do 300 C. Ventil je třmenový. V tělese je zaválcováno sedlo, na které dosedá regulační kuželka. Kuželka je otočně spojena s vřetenem. Vřeteno je ve třmenu utěsněno ucpávkou. Směr proudění pracovní látky je veden pod kuželku.

36 Termostatický ventil se řídí vlnovcem. Užívá se u radiátorů ústředního topení a při dosažení nastavené teploty uzavře potrubí.

37 Ochrana potrubí Tekutiny dopravované potrubím je nutno chránit před chemickým vlivem materiálu potrubí a naopak potrubí je třeba chránit před vlivy dopravované látky (pozinkováním), před vlivem ovzduší nebo zeminy (asfaltováním). Ochrana dopravované látky před ochlazováním nebo oteplováním vlivem odlišné teploty ovzduší má za cíl omezení ztrát tepelné energie. Nejčastěji používané izolační materiály: křemelina skelná vata strusková vlna asfaltový papír pěnový polystyren mirelon pěnový beton

38 Kreslení potrubí Potrubní větve se kreslí plnou tlustou čarou s označením výškové úrovně, průměru potrubí a tloušťky stěny. Směr sklonu se vyznačuje pravoúhlým trojúhelníkem nad potrubní větve.

39

40