/
Text
оавочник ЗЗРАХМИЛЕВИЧ, И.М.РАДЗИН. СА.ФАРАМАЗОВ Справочник механика химических и нефтехимических производств /Х-Р. МОСКВА ХИМИЯ '1В85
603:6П7.1 Р 27 УДК 658.511.5(083.72) :66 Рахмилевич 3. 3., Радзин И. М., Фарамазов С. А. Справочник механика химических и нефтехимиче- ских производств. М.: Химия, 1985. 592 с. ил. Систематизированы сведения по оборудованию химических и нефтехи- мических производств, его техническому обслуживанию, ремонту и экс- плуатации. На основании ГОСТов и нормативно-технической документа- ции приведены данные по организации и конструкторской подготовке ре- монтных работ, технологии восстановления деталей и узлов при ремонте основного оборудования. Рассмотрены методы контроля работоспособности машин и аппаратов в процессе их эксплуатации. Для механиков и инженерно-технических работников, занятых проек- тированием и эксплуатацией оборудования предприятий химической и неф- техимической промышленности. 592 с., 169 табл., 98 рис., список литературы 102 ссылки. Рецензент — В. С. ДУРОВ 2801020000—132 050(01)—85 98—86 © Издательство «Химия», 1985 г.
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 7 РАЗДЕЛ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ОБСЛУ- 8 ЖИВАНИЕ Глава 1. Оборудование химических и нефтехимических производств 8 1.1. Машинное оборудование 8 Воздуходувные машины 8 Холодильные машины 22 Гидравлические машины 26 Машины привода 30 Машины специализированного применения 32 1.2. Сосуды и аппараты 40 Технические требования 40 Резервуары 43 Колонные аппараты 48 Теплообменные аппараты 50 Тепловые аппараты 63 1.3. Трубопроводы 74 Трубы 75 Фланцы 78 Крепежные детали 81 Прокладочные материалы 81 Трубопроводная арматура 81 1.4. Расчет деталей машин, аппаратов и трубопроводов 92 Расчет валов 92 Расчет сосудов и аппаратов 94 Рас чет на прочность укрепления отверстий в сосудах и аппаратах 102 Оценка прочности элементов трубопровода 107 Расчет фланцевого соединения 109 Расчет резьбовых соединений 112 Глава 2. Система технического обслуживания и ремонта оборудования 116 2.1 . Система ТОиР в химической промышленности 116 Общие положения 116 Содержание оборудования 117 Техническое обслуживание 118 Ремонт оборудования 120 Остановочный ремонт 128 2.2 Система ТОиР в нефтеперерабатывающей и нефтехимической про- мышленности 131 Планирование, подготовка и проведение ремонтов 131 Категории трудоемкости ремонтных работ 135 Межремонтные периоды и структуры ремонтных циклов оборудо- вания 141 РАЗДЕЛ 2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА РЕМОНТНЫХ РАБОТ 141 Глава 3. Техническая документация 141 з.
3.1. Единая система конструкторской документации (ЕСКД) 141 Назначение стандартов ЕСКД 141 Виды изделий и конструкторских документов 142 Правила выполнения и оформления конструкторской документации 146 Обращение конструкторской документации 148 3.2. Эксплуатационная документация 150 3.3. Ремонтная документация 158 3.4 Условные обозначения в чертежах и схемах по ЕСКД 1^1 Правила указания допусков формы п расположения поверхностей 171 Обозначение шероховатости поверхностей 177 Обозначение покрытий и термообработки 178' Изображение резьбы 181 Изображение и обозначение сварных швов 183 3.5 Виды и типы схем 186 3.6. Условное изображение элементов машин, аппаратов, трубопроводов и арматуры 188 3.7. Определение нормативов технически необходимого резерва обору довапия 188 3 8. Определение норм расхода запасных частей 197 3.9. Международная система единиц 201 Глава 4. Материалы для изготовления и ремонта обору- дования 207 4.1. Основные физические свойства материалов 207 4.2. Чугун 207 4.3. Сталь 213 4.4. Алюминий и сплавы па его основе 225 4.5. Медь и сплавы на ее основе 229 4.6. Титан и сплавы на его основе 239 4.7. Неметаллические материалы 239 4.8. Смазочные материалы 244 Жидкие смазочные масла 244 Пластичные смазки 247 Твердые смазки 253 РАЗДЕЛ 3. РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ 254 Глава 5. Типовые ремонтные работы 254 5.1. Слесарные работы 254 5.2. Такелажные работы 258 5.3. Сварка и наплавка 263 5.4. Центровка агрегатов 269 5.5. Балансировка вращающихся узлов 276 5.6. Восстановление типовых деталей и узлов 281 Глава 6. Ремонт машинного оборудования 298 6.1. Ремонт компрессоров 298 Ремонт поршневых компрессоров 298 Ремонт центробежных компрессоров 315 6.2. Ремонт насосов 323 4
Контроль работоспособности насосов 323 Восстановление работоспособности насосов 330 6.3. Ремонт турбодетандеров 340 6.4. Ремонт машин специализированного применения 342 6.5. Ремонт грузоподъемных механизмов 346 Глава 7. Ремонт сосудов и аппаратов 353 7.1. Виды дефектов корпусов 354 7.2. Подготовка дефектных мест под сварку п наплавку 356 7.3. Ремонт корпусов 359 7.4. Термическая обработка корпусов после ремонта 369 7.5. Контроль и требования к качеству ремонта 371 7.6. Испытания сосудов 373 7.7. Ремонт колонных аппаратов 375 7.8. Ремонт резервуаров 380 7.9. Ремонт газгольдеров 384 7.10. Ремонт теплообменных аппаратов 387 7.11. Ремонт печей 392 Глава 8. Ремонт трубопроводов и арматуры 399 8.1. Ревизия и отбраковка трубопроводов 399 8.2. Ремонт трубопроводов 406 8.3. Сварка технологических трубопроводов 410 8.4. Испытания трубопроводов 425 8.5. Ревизия и ремонт арматуры 429 Ревизия арматуры 429 Ремонт арматуры 432 Ремонт арматуры высокого давления 437 Глава 9. Защита оборудования от коррозии 442 9.1. Виды коррозии 442 9.2. Точечная коррозия 442 9.3. Щелевая коррозия 444 9.4. Межкристаллитная коррозия 445 9.5. Избирательная коррозия 449 9.6. Коррозия под напряжением 450 9.7. Коррозионная усталость 454 9.8. Эрозия 455 9.9. Некоторые особые случаи газовой коррозии металлов 459 9.10. Меры борьбы с коррозией металлов 460 Классификация методов 460 Защитные покрытия 462 Способы очистки металлической поверхности 466 9.11. Определение затрат на противокоррозионную защиту оборудования 467 РАЗДЕЛ 4. КОНТРОЛЬ ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 469 Глава 10. Контроль работоспособности оборудования 469 10.1. Контроль износа деталей и узлов 469 10.2. Виды дефектов деталей и узлов 475 10.3. Методы неразрушающего контроля 478 10.4. Методы контроля сварных соединений 487 Глава 11. Контроль и снижение вибрации и шума обору- дования 492 11.1. Источники вибрации установок 492 11.2. Допустимые нормы вибрации 494 5
11.3. Контроль параметров вибрации 500 11.4. Методы снижения вибрации 502 11.5. Контроль и снижение шума 510 Глава 12. Оценка надежности оборудования при эксплуа- тации 516 12.1. Основные определения 516 12.2. Сбор и систематизация данных по эксплуатации 518 123. Показатели надежности 520 12.4. Анализ надежности 525 Глава 13. Надзор за оборудованием 526 13.1. Служба Госгортехнадзора СССР 526 13.2. Служба технического надзора на предприятии 528 13.3. Оформление разрешений на изготовление оборудования 532 13.4. Надзор за изготовлением и монтажном оборудования 535 13.5. Надзор за безопасной эксплуатацией оборудования 536 РАЗДЕЛ 5. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТНЫХ СЛУЖБ НА ПРЕДПРИЯ- ТИЯХ 540 Глава 14. Структура ремонтной службы 540 14.1. Отдел главного механика 542 14.2. Ремонтное производство 549 14.3, Цех специализированного ремонта 558 14.4. Определение численности рабочих на ремонт и межремонтное тех- ническое обслуживание 564 Глава 15. Охрана труда 566 15.1. Требования промышленной санитарии 566 15.2. Техника безопасности при эксплуатации оборудования 568 15.3. Техника безопасности при монтаже и ремонте 570 15.4. Электробезопасность, пожаро- и взрывобезопасность 573 Приложение. Перечень нормативно-технической документации 577 Литература 582 Предметный указатель 587
ПРЕДИСЛОВИЕ Механикам предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабаты- вающей промышленности в их практике приходится иметь дело с чрезвычай- но широким кругом вопросов. Главный механик, механики производств и це- хов, работники ремонтной службы предприятия ежедневно решают большое число весьма сложных производственных и технических задач, относящихся к технологии ремонта, конструкторской подготовке ремонтных работ и их организации. Наряду с ремонтом оборудования одна из важных функций отдела главного механика — надзор за его эксплуатацией и техническим состоянием. Нередко на отдел главного механика предприятия возлагают ремонт промышленных зданий и надзор за их состоянием, монтаж оборудования, из- готовление нестандартного оборудования и средств механизации, паспорти- зацию оборудования, а в последнее время работы, связанные с модерниза- цией действующего оборудования. На некоторых предприятиях главному механику подчинено энергетическое хозяйство. Ввиду ограниченного объема книги поместить справочные материалы, от- носящиеся ко всем перечисленным работам, выполняемым ремонтными служ- бами, не представлялось возможным. Поэтому авторы вынуждены были ог- раничиться включением в справочник сведений, относящихся к основным функциям ремонтных служб, т. е. ремонту и техническому обслуживанию. Разделы справочника, посвященные работам, выполняемым непосредст- венно ремонтной службой предприятия, написаны более подробно в расчете на использование содержащихся в них материалов в качестве руководящих при составлении технических условий на ремонт, а также при проведении технологических операций ремонта. В эти разделы включены отдельные практические данные. В связи с изложенным при написании этих разделов справочника авторы сочли необходимым отступить от сжатой формы изло- жения. . Настоящий справочник предназначен для широкого круга работников ремонтных служб: главных механиков, механиков производств и цехов, кон- структоров и технологов отделов главных механиков, работников бюро пла- ново-предупредительного ремонта, мастеров по ремонту оборудования, ра- ботников службы технического надзора, мастеров и технологов ремонтно- механических цехов. Подобный справочник для работников службы ремонта предприятий хи- мической и нефтехимической промышленности издается впервые. Авторы на- деются, что он окажет помощь работникам ремонтных служб и будет спо- собствовать повышению технической культуры ремонтного производства. Авторы с благодарностью примут все замечания и пожелания, направ- ленные на улучшение справочника. * * * Радзиным И. М. написаны совместно с Рахмилевичем 3. 3. главы 9 и 14; канд. техн, наук Фарамазовым С. А. написана глава 15, в главе 5 разделы 5.3, 5.6 и совместно с Рахмилевичем 3. 3. в главе 1 раздел 1.2. Остальные разделы справочника написаны канд. техн, наук Рахмилевичем 3. 3., им же осуществлена общая редакция справочника. 7
Раздел 1 КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ОБСЛУЖИВАНИЕ Глава 1 ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Современная химическая, нефтехимическая и нефтеперераба- тывающая промышленность насчитывает множество произ- водств, включающих разнообразное оборудование. Принятая в справочнике классификация отвечает принципиально различ- ному подходу к техническому обслуживанию и ремонту машин, сосудов и аппаратов и трубопроводов. 1.1. МАШИННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Воздуходувные машины Воздуходувные машины предназначены для повышения давле- ния и подачи воздуха пли газа. Для проведения подавляющего большинства основных хи- мических процессов требуются подача и отвод газов и возду- ха, что влечет за собой необходимость их сжатия при помощи воздухе- и газодувных машин. К воздуходувным машинам относятся вентиляторы, газо- дувки, компрессоры, работающие по одному принципу, но раз- личающиеся конструкцией и степенями сжатия. Вентиляторы дают увеличение плотности воздуха менее чем на 7%. Вентиляторы успешно применяют в системах промыш- ленной вентиляции, кондиционерах, тягодутьевых установках, градирнях и т. д. для подачи больших объемов воздуха (или газа) обычно при относительно низких скоростях. В зависимо- сти от создаваемого давления вентиляторы принято делить на три группы: низкого (до 1000 Па), среднего (до 3000 Па) и высокого (до 15000 Па) давления. По назначению они подраз- деляются на вентиляторы общего назначения, вентиляторы дутьевые котельные (ВД), дымососы котельные (Д) и венти- ляторы шахтные. Кроме того, вентиляторы классифицируют по следующим признакам: по направлению потока газа в рабочем колесе — осевые, радиальные, диагональные, диаметральные; 8
Рис. 1.1. Области применения вентилято- ров различных типов: / — радиальные высокого давления; 2 — ради- альные односторонние; 3 — радиальные двух- сторонние; 4 — осевые; 5 — радиальные дутье- вые. колеса — горизонтальные и по конструкции — од.но- и многоступенчатые, реверсивные, одно- и двухстороннего всасыва- ния; по направлению вращения ра- бочего колеса — правого и лево- го вращения; по положению оси рабочего вертикальные; по виду привода — с электродвигателем, воздушной турби- ной, двигателем внутреннего сгорания и т. д.; по способу привода — непосредственный, с помощью муфты, передаточного механизма; по исполнению — стандартное, газонепроницаемое, для транспортировки газов с абразивной пылью, с коррозионным воздействием, горючих, взрывоопасных, для пневмотранспорта. Работу вентиляторов характеризуют качественные показа- тели трех видов: аэродинамические, механические и внешние. От аэродинамических показателей зависят размеры венти- лятора, скорость вращения колеса, шум, создаваемый прн ра- боте, расход электроэнергии на его привод. Наиболее широко применяют радиальные и осевые вентиляторы. Радиальные (центробежные) вентиляторы (ГОСТ 5976—73) должны обеспечивать производительность (Q) и полное дав- ление (Р) в пределах области, указанной на рис. 1.1. В зависимости от аэродинамической схемы центробежного вентилятора лопатки рабочего колеса могут быть загнуты на- зад, вперед или расположены радиально. Обозначение вентилятора включает: а) букву Ц — радиальные (центробежные); б) пятикратное значение коэффициента полного давления ¥ в режиме т]макс, округленного до целого числа; в) быстроходность в режиме гщакс, округленную до целого числа; г) номер вентилятора (конструктивное исполнение). Например, радиальный (центробежный) вентилятор № 3 с коэффициентом полного давления Чг = 0,86 и быстроходностью «У = 70 будет иметь обозначение: Ц4-70-3. Осевые вентиляторы (ГОСТ 11442—74) создают полное дав- ление от 30 до 1000 Па при плотности перемещаемой газооб- разной среды р=1,2 кг/м3. Производительность (Q) и полное давление (Р) осевых вентиляторов должны находиться в пре- делах области, указанной на рис. 1.1. 9
Осевой вентилятор обозначают аналогично радиальному, но без буквы. Например, при коэффициенте полного давления ЛР=0,118 и быстроходности пу = 320 осевой вентилятор № 6,3 обозначается так: 0,6-320-6,3. Вентиляционная установка включает собственно вентилятор с приводом п устройства для перемещения или обработки воз- духа, объединенные в один агрегат. В зависимости от назна- чения вентиляционные установки могут быть приточными и вытяжными. Совокупность вентиляционных установок различ- ного назначения принято называть вентиляционной системой. Она может обслуживать отдельное помещение, цех или корпус. На предприятиях, где в ходе технологического процесса вы- деляется большое количество пыли, запыленный воздух от тех- нологического и транспортирующего оборудования отсасывают с помощью вентиляционных установок, т. е. осуществляют так называемую аспирацию, при которой внутри рабочих прост- ранств аппаратов или защитных кожухов машины создается разрежение. Термин «аспирация» применяют при рассмотрении вопросов, связанных с отсасыванием воздуха от оборудования, а не из помещения. К устройствам вентиляции относятся и установки конди- ционирования, создающие в рабочих помещениях определен- ные условия воздушной среды, поддерживаемые на строго за- данном уровне с помощью автоматических приборов управле- ния и регулирования. Вентиляцию различают по способу перемещения воздуха (естественная и механическая) и по способу организации воз- духообмена (местная и общеобменная). При естественной вентиляции перемещение воздуха проис- ходит вследствие разности температуры воздуха помещения и наружного воздуха, создающей тепловой напор, а также в ре- зультате действия сил ветра, создающих ветровой напор. При механической вентиляции перемещение воздуха проис- ходит с помощью вентиляторов с механическим приводом от электродвигателя. Механическую вентиляцию применяют в случаях, когда естественная вентиляция не обеспечивает со- стояние воздушной среды рабочих помещений, требуемое сани- тарными нормами. Кроме того, она применяется тогда, когда одновременно с улучшением состояния воздушной среды реша- ются и производственные задачи. Газодувки (или нагнетатели) предназначены для сжатия воздуха или газа без охлаждения, причем отношение давления нагнетания к давлению всасывания лежит в пределах 1,1...3,5. Условные обозначения газодувок: первые буквы (ТВ или ТГ) означают соответственно турбовоздуходувку или турбога- зодувку; цифры после тире — производительность (м3/мин); цифры после второго тире — конечное абсолютное давление (в кгс/см2). На рис. 1.2 показана одноступенчатая газодувка ТГ-150-1,12. 10
Рис. 1.2. Одноступенчатая консольная газодувка ТГ-150-1,2: 1 — пал; 2 — рабочее колесо; 3 — концевое уплотнение; 4, 5 — подшипники. К газодувкам относят также эксгаустеры и вакуум-насосы. Эксгаустеры — машины большой производительности — предна- значены для отсоса газа, находящегося под давлением меньше атмосферного, и сжатия его до давления, равного атмосферно- му или превышающего его. Вакуум-насосы служат для отсоса газов, находящихся под значительным вакуумом, сжатия их и выброса в атмосферу. Компрессоры — это машины, предназначенные для повыше- ния давления газа и перемещения его с охлаждением в процес- се сжатия, причем отношение давления нагнетания к давлению всасывания превышает 3,5. По принципу сжатия компрессоры можно разделить на два класса — объемные и динамические. В объемном компрессоре сжатие происходит в результате периодического уменьшения объема, занимаемого газом. В динамическом — в результате непрерывного создания ускорений в иотоке. Объемные компрессоры по виду рабочего органа делятся на поршневые, мембранные и роторные. Динамические компрессоры по принципу действия подразде- ляются на турбокомпрессоры (радиальные, осевые, вихревые) и струйные. Радиальные турбокомпрессоры часто называют центробежными. В зависимости от условий эксплуатации применяют комп- рессоры, отличающиеся давлением нагнетания и производи- тельностью. Для создания высокого давления применяют мно- гоступенчатые компрессоры, состоящие из конструктивно no- il
добных или одинаковых единичных ступеней сжатия. Давление в единичной ступени зависит от необходимого начального и конечного давления, системы охлаждения и допустимой степени повышения давления. В зависимости от рабочего давления все компрессоры де- лятся на вакуумные (начальное давление газа ниже атмосфер- ного), низкого давления (конечное давление газа в пределах 0,115—1,0 МПа), среднего давления (конечное давление газа 1,0—10,0 МПа), высокого давления (конечное давление 10— 100 МПа) и сверхвысокого давления (конечное давление свыше 100 МПа). Рабочим давлением обусловлены прочностная характерис- тика ступени, конструкция клапанов, применяемые материалы. От производительности зависят размеры ступени: диаметр ци- линдра и ход поршня в поршневом компрессоре, диаметр коле- са в турбокомпрессоре и т. п. При определении характеристики единичной ступени приме- няют такие комплексные показатели, как поршневое усилие или мощность ряда — для поршневых компрессоров и мощ- ность — для роторных и турбокомпрессоров. В компрессорную установку, кроме собственно компрессора с приводом, входят также межступенчатая и концевая тепло- обменная аппаратура, влагомаслоотделители, трубопроводы обвязки ступеней, а также средства контроля, защиты и авто- матики. Поршневые компрессоры благодаря ряду особенностей (воз- можности сжатия газов до высоких давлений, высокой эконо- мичности при малой производительности, простоте конструк- ции и т. д.) занимают значительное место в общем выпуске компрессорных машин. Принцип компримирования, применяемый в турбокомпрес- сорах, обуславливает высокие производительности при давле- ниях нагнетания меньших, чем в поршневых компрессорах. Из сопоставления технико-экономических показателей воз- душных компрессоров различных типов примерно одинаковой производительности следует, что поршневые компрессоры зна- чительно более экономичны, чем остальные типы машин, но уступают им по металлоемкости, размерам и надежности. Два основных типа компрессоров — поршневые и турбокомпрессо- ры скорее не конкурируют, а дополняют друг друга: в каж- дом конкретном случае оптимальным является применение то- го ..пли иного типа машин, в зависимости от сочетания усло- вии показателя адиабаты, плотности газа, его агрессивности, влажности, загрязненности, желаемой степени регулирования, стоимости и других факторов. Однако турбокомпрессоры пред- почтительнее применять при производительности 15 м3/с и выше. За последние годы область применения турбокомпрессоров значительно расширилась в связи с увеличением числа промышленных установок, потреб- 12
ляющих большие количества сжатых газов. Несомненные достоинства тур- бокомпрессоров — большой срок службы, высокая надежность, сжатие газа без загрязнения смазочными материалами, непрерывность подачи, достаточно высокий к. п. д., малая металлоемкость, возможность использования легких фундаментов благодаря малой вибрации, сравнительно небольшие размеры компрессорного цеха — предопределяли возможность их применения в хими- ческих производствах, где необходимы высокие давления и расходы и невы- годно применение поршневых компрессоров. Создание центробежных компрессоров высокого давления стимулирова- лось прежде всего развитием химических производств аммиака, метанола, карбамида. Еще недавно аммиак получали в установках производитель- ностью 150 т/сут при давлении 15 МПа, в настоящее время большинство установок оснащено центробежными компрессорами, их производительность 600—1500 т/сут при давлении 30—35 МПа [1, 2]. Роторные компрессоры занимают промежуточное положе- ние между поршневыми и центробежными. При производитель- ности менее 1,5 м3/с, когда необходимо получить сжатый газ, не загрязненный маслом, применяют роторные (в частности, винтовые) компрессоры. Лучшие маслозаполненные винтовые компрессоры большой производительности (до 1 м3/с) при дав- лении нагнетания Р = 0,9МПа потребляют менее 200 кВт/(м3-с)/ при производительности Q = 0,2—1,0 м3/с винтовые компрессо- ры сухого сжатия, а также маслонаполненные уступают порш- невым компрессорам по удельной потребляемой мощности. По- этому в основном при такой производительности применяют поршневые компрессоры. В соответствии с классификацией ВНИИкомпрессормаша на рис. 1.3 приведены области применения различных типов компрессоров в зависимости от производительности и давления нагнетания. Поршневые компрессоры. В компрессорах этого типа газ сжимается в замкнутом пространстве (цилиндре) в результате возвратно-поступательного движения поршня. Поршневые компрессоры подразделяются по следующим признакам: по числу ступеней сжатия — одно-, двух-, многоступенчатые; по кратности подачи — одинарного и двойного действия; по типу кривошипно-шатунного механизма — крейцкопфные и бескрейцкопфные; по числу цилиндров — од- но-, двух- и многоцилиндро- вые; по расположению осей ци- линдров — горизонтальные, вертикальные, угловые. Рис. 1.3. Области применения ком- прессоров различных типов: ] — поршневые вертикальные; 2 — поршне- вые оппозитные; 3 — центробежные; 4 — осевые; 5 — жидкостно-кольцевые; 6 — ро- тационные; 7 — поршневые W-образные. 13
Горизонтальные поршневые компрессоры выпускают глав- ным образом средней и большой производительности. В зави- симости от расположения цилиндров по отношению к оси вала горизонтальные компрессоры могут быть односторонними (ци- линдры расположены по одну сторону вала) и оппозитными (цилиндры расположены по обе стороны вала). Основные группы деталей поршневого компрессора — ци- линдровая, механизма движения и вспомогательного оборудо- вания. В цилиндровую группу входят узлы цилиндра, поршня и уплотнения; в группу механизма движения — картер, корен- ной вал, крейцкопфы, шатуны; в группу вспомогательного обо- рудования — узел смазки, фильтры, холодильники, масловла- гоотделители, ресиверы, системы регулирования и защиты. В зависимости от конструкции механизма движения разра- ботаны нормализованные базы компрессоров. Основными пара- метрами, характеризующими базу, являются максимальная поршневая сила, ход поршня и частота вращения вала. В табл. 1.1 приведены параметры нормализованных баз го- ризонтальных односторонних поршневых компрессоров (где цифры в обозначении типоразмера соответствуют числу рядов). С начала шестидесятых годов развитие тяжелых поршневых компрессо- ров пошло по пути создания хорошо уравновешенных машин на оппозитных базах со скоростью вращения вала в 2—3 раза превышающей скорость вала в машинах старого типа; занимаемая ими площадь на 40—60% меньше, они легче и экономичнее. Многорядные оппозитные компрессоры удобны в обслуживании, что обусловлено отсутствием сложных дифференциальных поршней. Их показа- тели соответствуют требованиям современного компрессоростроення. Давле- ние нагнетания оппозитных компрессоров достигает 250 МПа, поршневое усилие в ряду — 600 кН, максимальное число рядов—10. Мощность приво- да превышает 8000 кВт. Условное обозначение оппозитной базы состоит из буквы и цифры, на- пример М10. Буква М означает многорядность, цифра — номинальную порш- невую силу (тс). К условному обозначению модификации оппозитной базы перед буквой добавляют цифру, соответствующую числу рядов и цилиндров; например, 2М10. В общем виде марка компрессора и компрессорной установки обозна- чается следующим образом: для компрессоров, сжимающих газ от атмос- ферного или близкого к нему давления: Б — V/PK; для дожимающих комп- рессоров: Б—V/PH—Рк (где Б — обозначение модификации базы; V—номи- нальная производительность компрессора при условиях всасывания, м3/мин; Таблица 1.1. Параметры нормализованных баз горизонтальных одностгронних поршневых компрессоров Типоразмер базы Максимальная поршневая сила, кН Ход поршня, мм Число рядов Частота вра- щения вала, с-1 Средняя ско- рость поршня», м/с 1Г 900 1000 9 1,1 4,17 2Г 650 900 о 2,1 3,75 ЗГ 450 800 1; 2 1,1; 2,5 3,33; 4,0 4Г 250 600; 550 1; 2 2,78; 3,12 3,06—3,14 5Г 150 550; 450 1; 2 2,1; 2,78; 3,12 1,83-3,42 14
Рис. 1.4. Компрессорная установка 2М10-60/6-250: 1 — система промывки сальников; 2, 4, 12, 15 — буферные емкости всасывания I—IV сту- пеней; 3, 14 — буферные емкости нагнетания I—IV ступеней; 5, // — цилиндры III И IV ступеней; 6, /0 — цилиндры I и II ступеней; 7, 9 — система смазки цилиндров, саль- ников п механизма движения; 8 — нормализованная оппозитная база 2М10; 13 — холодиль- ник уравнительной полости; 16 — бак продувок; 17 — гидрозатвор. - номинальное начальное давление, кгс/см2; Рк— номинальное конечное давление, кгс/см2). Например, компрессорная установка 2М10—60/6—250 (рис. 1.4). В настоящее время оппозитные компрессоры выпускают на базах четырех типоразмеров. В табл. 1.2 приведены параметры нормализованных баз оппозитных поршневых компрессоров. Совершенствование поршневых компрессоров привело к выпуску машин без смазки цилиндров, в том числе па давле- ние выше 15 МПа, к созданию многофункциональных компрес- соров, к созданию крупных установок в бесподвальном испол- нении, расположению установок вне помещения или в полуот- крытом помещении, к применению промежуточных и концевых холодильников воздушного охлаждения для средних и крупных компрессоров. Вертикальные поршневые компрессоры занимают меньшую площадь, чем горизонтальные, а фундамент, воспринимающий вертикальные нагрузки, имеет меньшую массу. В табл. 1.3 при- ведены параметры нормализованных баз вертикальных комп- рессоров. Угловые поршневые компрессоры получили значительное распространение благодаря ряду преимуществ перед горизон- тальными и вертикальными машинами: они лучше уравнове- 15
Таблица 1.2. Параметры нормализованных баз оппозитных поршневых компрессоров Типоразмер базы Максимальная поршневая си- ла, кН Ход порш- ня, мм Число рядов Частота вра- щения вала, с-1 Средняя скорость поршня, м/с Потребляемая мощность, кВт мю 100 220 2 8,33 3,67 430 10,0 4,4 580 4 8,33 3,67 960 10,0 4,4 1160 6 8,33 3,67 1450 10,0 4,4 1740 М16 160 320 2 6,25 4 825 8,33 5,33 1100 4 6,25 4 1650 8,33 5,33 2200 6 6,25 4 2475 8,33 5,33 3300 8 6,25 4 3300 8,33 5,33 4400 М25 250 400 4 5,0 4 2510 6,25 5 3140 5 5,0 4 3770 6,25 5 4710 8 5,0 4 5020 6,25 5 6280 М40 400 450 4 4,16 3,75 3770 5,0 4,5 4500 6 4,16 3,75 5650 5,0 4,5 6750 8 4,16 3,75 7550 5,0 4,5 9000 шены (поэтому требуется менее массивный фундамент), ком- пактны и имеют меньшую массу. В зависимости от расположения цилиндров по отношению к оси вала угловые компрессоры могут быть прямоугольными, V-образными и W-образными, причем компрессоры двух по- следних типов выпускают, как правило, малой производитель- ности, в основном для компримирования воздуха. Из всего разнообразия средних по размерам и мощности (20—200 кВт) угловых поршневых компрессоров следует вы- Таблица 1.3. Параметры нормализованных баз вертикальных поршневых компрессоров Типоразмер базы Максимальная поршневая сила, кН Ход поршня, мм Частота враще- ния вала, с-’ Средняя ско- рость поршня, м/с Типоразмер базы Максимальная поршневая сила, кН Ход поршня, мм Частота враще- ния вала, с-1 Средняя ско- рость поршня, м/с 1 20 170 10 3,16 2 40 200 9,33 3,33 1.5 30 160 10 3,20 3 100 300 6,25 3,75 16
Таблица 1.4. Параметры нормализованных баз угловых поршневых компрессоров Типоразмер базы Максимальная поршневая сила. кН Ход поршня, мм Частота враще- ния вала, с-1 няя ско- . поршня, Типоразмер базы Максимальная поршневая сила, кН Ход поршня, мм Частота враще- ния вала, с-1 Средняя ско- рость поршня, м/с Et о и рость м/с 2П 20 125 12,3 3 ,С6 5П 50 220 8,33 3,67 ЗП 30 210 8,33 3 ,55 II 7П 70 300 6,25 3,75 делить компрессоры общего назначения, выпускаемые наибо- лее крупными сериями. К ним относятся компрессоры произ- водительностью 10, 20 и 30 м3/мин на унифицированных двух- рядных (один ряд цилиндров горизонтальный, другой — верти- кальный) прямоугольных базах с поршневым усилием 20, 30 и 50 кН и компрессоры производительностью 3 и 5 м3/мин на индивидуальных угловых базах. Угловые базы воздушных и газовых компрессоров норма- лизованы по основному параметру — максимальной поршневой силе (табл. 1.4). Условное обозначение углового компрессора отражает основные харак- теристики и параметры машин: цифра соответствует поршневой силе (тс); буква П означает, что база прямоугольная; буквы В, Г означают, что компрессор предназначен для сжатия соответ- ственно воздуха или газа; цифра перед буквами ВП, ГП соответствует поршневой силе (тс); в условном обозначении компрессоров завода «Борец» буквы и цифры перед буквами ВП, ГП, НП, (например, ЗС2СГП) означают следующее: первая цифра — порядковый номер модификации; нуль после первой цифры — компрессор выполнен со смазкой цилиндров и сальников; буква С после первой цифры—без смазки; вторая буква С (после цифры, означающей поршневое усилие) говорит о том, 'что компрессор предназначен для сжатия газа относительной влаж- ностью менее 30%; цифры в виде дроби после букв ВП, ГП и НП означают: числитель — производительность (м3/мин), знаменатель — конечное избыточное давление сжатия (кгс/см2); для дожимающих компрессоров в знаменателе указаны две цифры: первая — избыточное давление всасывания, вторая — конечное избыточное давление сжатия (кгс/см2). Так, марка компрессора 305 ВП—16/70 (рис. 1.5) обозначает, что это компрессор третьей модификации, со смазкой цилиндров и сальников, на угловой базе 5П (поршневой силой 5 тс), воздушный, производительностью 16 м3/мин, давлением нагнетания 70 кгс/см2. За последние годы угловые компрессоры значительно усовершенствова- ны: кольцевые клапаны заменены прямоточными при перепаде давления до 5 МПа, внедрены промежуточные и концевые холодильники с алюминиевы- ми оребренными трубками, обеспечивающие глубокое охлаждение при не- значительных потерях давления и рассчитанные на многолетнюю эксплуата- цию (10—12 лет). Масса новых холодильников в два раза меньше массы ранее выпускавшихся. Усовершенствованы масляные холодильники, примене- ны сальники с коническими уплотняющими элементами, основные детали ко- ^.дорых изготовляют—иа-ие-металлических материалов без механической обра- .2—1204 : -----—----- - 17
Тис. 1.5. Общий вид поршневого компрессора 305 ВП-16/70: 1 — цилиндр II ступени; 2, 3, •/ — холодильники; 5 — цилиндр I ступени; б — база коми- рессора; 7 — электродвигатель. Сотки. Применение сальников новой конструкции позволило в 10—12 раз уменьшить утечку газа из машины. Осуществлены мероприятия, позволяю- щие в 2—3 раза уменьшить расход охлаждающей воды. В результате уда- лось снизить удельную мощность угловых компрессоров общего назначения с 5,8 до 5,3 кВт на 1 м3 сжимаемого воздуха, удельную металлоемкость — со 144 до 125 кг и повысить ресурс до капитального ремонта до 30—35 тыс. ч. Мембранные компрессоры. В компрессорах этого типа газ сжимается в результате уменьшения объема камеры сжатия при колебательном движении мембраны, вызываемом возвратно-поступательным движением жидкости. Мембрана, прогибаясь, вызывает всасывание и нагнетание газа. Мембра- на полностью изолирует газ, предотвращая попадание в него масла п воды, поэтому компрессоры данного типа используют в тех случаях, когда требуется газ высокой чистоты. Они наш- ли применение при сжатии кислорода, фтора, хлора и других газов, т. е. там, где необходима полная герметичность полости компрессора. В мембранных компрессорах происходит интенсивное ох- лаждение сжимаемого газа вследствие большой поверхности мембраны (иногда для более интенсивного охлаждения под диском располагают дополнительно змеевик, охлаждаемый во- дой) и малого мертвого пространства, что обеспечивает высо- кую степень сжатия в одной ступени. Так, в трехступенчатом мембранном компрессоре достигается давление, равное 100 МПа. К недостаткам мембранных компрессоров относятся малая частота вращения вала, большие габаритные размеры и масса и малая долговечность мембран (от 500 до 1500 ч). 18
Условное обозначение мембранного компрессора. Первые цифры соответ- ствуют поршневому усилию (тс); буквы МК—мембранный компрессор (на- пример, 1,6 МК); после тире дробью обозначены основные параметры комп- рессора: в числителе — производительность (м3/ч), в знаменателе — давление нагнетания (кгс/см2), для дожимающих компрессоров в знаменателе указы- вают давления всасывания и нагнетания; Ml или М2 — модификация комп- рессора (Ml — общепромышленное исполнение по уровню взрывозащиты для сжатия неагрессивных газов, М2 — для сжатия агрессивных газов во взрыво- безопасных помещениях). Роторные компрессоры — это машины вытеснитель- ного типа. К роторным компрессорам относятся пластинчатые, жидкостно-кольцевые, винтовые и типа «Руте». Одноступенчатые пластинчатые компрессоры могут разви- вать давление нагнетания 0,4—0,5 МПа, двухступенчатые — 0,7 МПа. При использовании в качестве вакуум-насосов одно- ступенчатые компрессоры могут обеспечить вакуум до 95%, двухступенчатые — до 99% • Жидкостно-кольцевые компрессоры предназначены для со- здания вакуума и удаления воздуха. Винтовые компрессоры могут быть двух типов: сухого сжа- тия и маслозаполненные. В машинах сухого сжатия газ ох- лаждается с помощью рубашек в корпусе компрессора, а так- же промежуточного и концевого холодильников. В маслоза- полненных компрессорах газ охлаждают впрыскиванием мас- ла или воды в рабочие полости винтов. Винтовые компрессоры имеют существенные преимущества перед другими типами машин и в последнее время находят значительное распространение. Специальным конструкторским бюро компрессоростроения (г. Казань) проведен анализ целе- сообразности замены поршневых компрессоров винтовыми. Оказалось, что при производительности 10-—40 м3/мпн эконо- мически выгодны винтовые компрессоры с масляным впрыски- ванием, а при производительности 63—100 м3/мин — сухого сжатия. СКБК (г. Казань) разработаны три унифицированных ряда винтовых компрессоров: маслозаполненные, сухого сжатия и холодильные. Унифицированный ряд винтовых маслозаполпенпых комп- рессоров включает четыре базы: ЗВКМ, 5ВКМ, 6ВКМ, 7ВКМ. Все компрессоры этого ряда — одноступенчатые машины про- изводительностью 4—40 м3/мин и давлением нагнетания 0,8 МПа. Ряд винтовых компрессоров сухого сжатия включает десять базовых машин производительностью соответственно: 6 3- 10‘ 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400 м3/мин. Одноступенчатые винтовые компрессоры сухого сжатия со- здают номинальное и максимальное давление нагнетания 0,3 и 0,4 МПа, двухступенчатые — соответственно 0,9 и 1,15 МПа. Компрессоры типа «Руте» имеют два одинаковых ротора, расположенных параллельно (рис. 1.6). Создаваемое давление 2* 19
Рис. 1.6. Общий вид роторншо компрессора: J— шестерня; 2 — подшипник; 3 — торцевая крышка; 4 — ротор; 5 — цилиндр. не превышает 0,02—0,03 МПа, поэтому часто их называют га- зодувками. Условное обозначение газодувки «Руте» (например, 1А 24—30—4А) рас- шифровывается следующим образом: Первые цифра и буква означают испол- нение газодувки, вторые две цифры — условный размер газодувки, состоя- щий из обозначения габарита (цифры 1, 2, 3 соответствуют расстоянию меж- ду осями роторов — 72, 100, 200 мм) и условного размера длины роторов (1, 2, 4); следующие цифры — после первого тире — наибольший перепад давления (кПа), при котором испытана газодувка; последние цифра и буква после второго тире — число полюсов и исполнение электродвигателя. Центробежные компрессоры. В центробежном компрессоре давление газа создается под действием центро- бежных сил, возникающих во вращающемся газовом потоке. Они имеют следующие преимущества по сравнению с поршне- выми: газ не загрязняется маслом, так как оно подается толь- ко в подшипники; благодаря большой частоте вращения дости- гается высокая производительность; плавный ход и отсутствие вибраций позволяют сооружать облегченные фундаменты; в связи с равномерной подачей газа отпадает необходимость в ресиверах. К недостаткам центробежных компрессоров можно отнести ухудшение технико-экономических показателей при увеличении степени сжатия. Центробежные компрессоры подразделяют на компрессоры с горизонтальным и вертикальным разъемом корпуса. Они различаются диапазоном создаваемых давлений. Первые явля- ются машинами низкого и среднего давлений и создают избы- точное давление до 7 МПа при производительности до 10 м3/с (рис. 1.7). Машины с вертикальным разъемом корпуса разви- вают избыточное давление до 35 МПа при максимальной про- изводительности на всасывание 10 м3/с. 20
В последнее время освоен выпуск унифицированных цент- робежных компрессорных машин. Эти машины обеспечивают давление нагнетания до 3,5—4,0 МПа и производительность 60—400 м3/мин при сжатии различных газов. В результате разработки унифицированного ряда число используемых кор- пусов сократилось с 27 до 5, а число рабочих колес — со 120 до 20 (пять диаметров колес, четыре значения выходного угла лопаток для каждого диаметра). К компрессорам относятся также детандеры — поршневые или турбинные машины для охлаждения газа в результате его расширения с совершением внешней работы. Они используют- ся главным образом в установках для сжижения и разделения газов. Компрессор, или детандер, в котором рабочее тело хотя бы на одной стадии рабочего процесса имеет температуру ниже 120 К, называют криогенной машиной. Осевые компрессоры. Для обеспечения производи- тельности от 25 м3/с и выше наряду с центробежными применя- ют и осевые компрессоры, принцип работы которых заключа- ется в превращении половины кинетической энергии в энергию давления на лопатках ротора и остальной половины — на ло- патках статора. Ряды статорных лопаток, характеризующие Рис. 1.7. Продольный разрез корпуса низкого давления центробежного ком- прессора ЦК-135/8. 21
осевой компрессор, служат для увеличения кинетической энер- гии и давления, а также для направления сжимаемого газа на роторных лопатках. Они имеют преимущества перед машинами с радиальным потоком: более высокие к. п. д., меньшую массу и меньшие габариты. Холодильные машины Холодильные машины (ХМ) осуществляют искусственное ох- лаждение с помощью подводимой энергии. Различают компрес- сионные ХМ, в которых осуществляется сжатие холодильного агента, и теплоиспользующие ХМ, потребляющие не механиче- скую, а тепловую энергию. Компрессионные ХМ подразделяют на газовые и паровые. В газовых ХМ газообразный холодильный агент не меняет аг- регатного состояния, а в паровых изменяет. В испарителе хо- лодильной машины холодильный агент кипит, отнимая теплоту от охлаждаемого объекта. Образовавшиеся пары отсасыва- ются, сжимаются компрессором и подаются в конденсатор, где сжижаются в результате охлаждения водой или воздухом; затем холодильный агент вновь поступает в испаритель через регулирующий вентиль, который обеспечивает дросселирование и понижение температуры (рис. 1.8). Холодильные компрессоры делятся на поршневые, винто- вые, ротационные и центробежные [3]. Рис. 1.8. Общий вид холодильной машины 1ХМ-ФУУ 80/1РЭ: 1 — испаритель; 2 — конденсатор; 3 — фильтр-осушитель; 4 — теплообменник; 5 — элект- родвигатель; 6—муфта; 7 — компрессор. 22
Поршневые компрессоры различают по холодопроизводи- тельности*, конструкции и по температурному диапазону ра- боты. К крупным поршневым компрессорам относят машины холодопроизводительностью (при t0 =— 15°С и Д = 30°С) свы- ше 120 кВт, к средним — от 12 до 120 кВт и к малым — менее 12 кВт. По конструкции компрессоры разделяют на крейц- копфные п бескрейцкопфные, по расположению цилиндров — на горизонтальные, вертикальные, угловые и оппозитные. В зависимости от типа газораспределения бескрейцкопфные компрессоры подразделяют на прямоточные и непрямоточные. Цилиндры бескрейцкопфных компрессоров (от одного до шест- надцати) могут быть расположены вертикально, V-образно с углом развала от 60 до 90° или веерообразно с углом развала от 45 до 60°. Крупные компрессоры выполняют крейцкопфными двойного действия и бескрейцкопфными простого действия. И те, и дру- гие изготовляют в основном многоцилиндровыми. Крейцкопф- ные непрямоточные компрессоры выпускают холодопроизводи- тельностью свыше 600 кВт с частотой вращения, как правило, примерно до 8 с-1. В настоящее время наиболее распростране- на конструкция с оппозитным расположением горизонтальных цилиндров. Бескрейцкопфные компрессоры изготовляют холо- допроизводительностью до 500 кВт в прямоточном и непрямо- точном исполнениях. Отечественная промышленность выпуска- ет бескрейцкопфные компрессоры холодопроизводительностью до 250 кВт с частотой вращения до 24 сг1. Средние компрессоры выпускают только бескрейцкопфными с частотой вращения до 24 с-1, а малые — только непрямоточ- ными, в основном со встроенными электродвигателями. Поршневые компрессоры производительностью 5,2 кВт и бо- лее выпускают в СССР по ГОСТ 6492—76. Диапазон работы иоршневых компрессоров на различных холодильных агентах по температуре кипения агента составля- ет от 10 до —100°С, наиболее характерными агентами для поршневых компрессоров являются R12, R22, R717, /?502 и др. Винтовые компрессоры могут быть одно-, двух- и трехро- торными. В зависимости от способа уплотнения полости сжа- тия различают сухие и маслозаиолненные винтовые компрессо- ры. В холодильной технике применяют преимущественно мас- лозаполненные двухроторные компрессоры. В настоящее время в холодильной технике винтовые компрессоры применяют в об- ласти холодопроизводительностей от 210 до 3500 кВт при рабо- те на /?22 и аммиаке. Винтовые маслозаполненные холодильные компрессоры применяют в виде компрессорных агрегатов, включающих кро- * Холодопроизводительность компрессора — условное понятие. Под ней следует понимать холодопроизводительность холодильной машины, в которой расход холодильного агента при указанных температурных условиях равен массовой производительности компрессора. 23
ме собственно компрессора систему смазки, электропривод, приборы автоматики, систему регулирования и управления. Параметрический ряд отечественных винтовых компрессор- ных агрегатов охватывает диапазон холодопроизводительности от 410 до 1680 кВт при стандартных условиях работы на R22 и /?717. В обозначения компрессоров и компрессорных агрегатов параметрического ряда входят: тип компрессора или агрегата, холодопроизводительность, холодильный агент, температурный диапазон и наличие регулирования. Например, марки винто- вых холодильных компрессоров и компрессорных агрегатов ВХ350-2-1, ВХ350-7-2, АН130-7-7 расшифровываются следую- щим образом: ВХ — винтовой сальниковый компрессор; 350 — холодопроизводительность в тыс. ккал/ч при tQ = — 15°С и tK = = 30°С; 2 и 7 — соответственно R22 или аммиак; 1,2 или 7 — температурный диапазон и регулирование производительности; А — компрессорный агрегат; АН — компрессорный агрегат низ- котемпературный. Параметрический ряд включает одноступенчатые винтовые маслозаполненные компрессорные агрегаты, обеспечивающие работу холодильных парокомпрессионных машин в диапазоне температур кипения от +10°C до —115°C и при температурах конденсации не выше 50 °C. Ротационные пластинчатые компрессоры применяют в холо- дильной технике главным образом в качестве ступеней низкого давления (бустер-компрессоров) в двух- и трехступенчатых хо- лодильных установках. Это обусловлено тем, что именно в об- ласти малых перепадов давлений (до 300—400 кПа) пластин- чатые компрессоры имеют достаточно высокие объемные и энергетические показатели. Область применения холодильных ротационных бустер- компрессоров характеризуется холодопроизводительностью от нескольких киловатт до 900 кВт (теоретическая производи- тельность до 1,3 м3/с) при температуре кипения /0=—40°С и промежуточной температуре ^Пр = —10 °C, температурой кипе- ния от —25 до —70 °C; разностью давлений нагнетания и вса- сывания до 400 кПа. Компрессоры используют для работы на аммиаке и фреонах. Холодильные машины с центробежными компрессорами разделяют на две группы: компрессорные холодильные маши- ны для охлаждения воды или рассола, наиболее распростра- ненные в установках комфортного и промышленного конди- ционирования воздуха; компрессорные агрегаты, применяемые в холодильных установках химических и нефтехимических про- изводств. Для холодильных машин первой группы характерно исполь- зование фреонов, второй группы — аммиака, пропана и других углеводородов. Холодильные машины первой группы включа- ют компрессор, привод, конденсатор, испаритель, систему смаз- 24
ки, систему автоматики, вспомогательную аппаратуру, второй группы — компрессор, привод, систему смазки, систему авто- матики, комплект вспомогательной аппаратуры, трубопроводов и арматуры [4]. Холодильные машины и установки с центробежными комп- рессорами применяют главным образом для больших холодо- пропзводительностей. Наименьшая холодопроизводительность их определяется целесообразным минимальным расходом холо- дильного агента при выходе из последнего колеса. Для совре- менных фреоновых компрессоров этот расход можно принять равным примерно 0,165 м3/с, что соответствует диаметру ра- бочего колеса в 250 мм. Наименьшая холодопроизводитель- ность компрессоров промышленного типа при стандартных ус- ловиях составляет при работе на /?12 700 кВт, на /?11 160 кВт и на 7?113 85 кВт. Наибольшая холодопроизводитель- ность холодильных машин с центробежными компрессорами до- стигает 20 тыс. кВт. В холодильных центробежных компрессорах применяют фреоны 7?11, /?12,/?13, R22, /?113 и /?114. В установках химиче- ской промышленности применяют также аммиак, пропан (или пропан-пропиленовую смесь), этан, этилен, метан. В водоох- лаждающих машинах для кондиционирования воздуха исполь- зуют главным образом 1, 7?113 и 7?114. Хладоагент 7?12 наи- более широко применяют в диапазоне температур кипения от 5 до —70 °C; для машин большой холодопроизводительности применяют и R22. Теплоиспользующие ХМ подразделяют на абсорбционные, у которых в холодильном цикле участвуют два компонента — холодильный агент и поглотитель (абсорбент) — и пароэжек- торные, в которых сжатие пара осуществляется с помощью па- рового эжектора. Абсорбционные ХМ состоят из кипятильника (генератора), конденсатора, испарителя и абсорбента (поглотителя). Кипя- тильник служит для выпаривания холодильного агента из крепкого раствора за счет подвода теплоты. Выпаривание (этот процесс соответствует выталкиванию паров из компрес- сора) производится при относительно высоких температурах и давлениях. Конденсатор, испаритель и регулирующий вентиль выполняют те же функции, что и в компрессионных ХМ. Про- цесс поглощения паров в абсорбере соответствует всасыванию их компрессором. В настоящее время в химических производствах широко применяют водоаммиачныс абсорбционные и бромистолитпе- вые абсорбционные холодильные машины непрерывного дейст- вия одноступенчатого типа, использующие в качестве теплоно- сителя пар, горячую воду, горячие газы и парогазовые смеси. В качестве примера можно привести агрегат АВХА—6300/5, предназначенный для работы при температуре испарения —5 °C и температуре конденсации 48 °C. Это базовый тип од- 25
ноступенчатой абсорбционной машины с непосредственным ис- парением аммиака в технологических аппаратах с периодиче- ским отводом из них водоаммиачного раствора (флегмы) во второй элемент абсорбера. Бромистолитиевый агрегат АБХА— 2500 использует в качестве теплоносителя пар низкого давле- ния с температурой 125°C и горячей воды от 90 до 120°C. Гидравлические машины К гидравлическим относится большая группа машин, предна- значенных для транспортирования жидкостей, использования механической энергии движущейся жидкости и передачи энер- гии от одних машин или устройств к другим. К гидравличе- ским машинам относятся насосы, гидравлические турбины и гидроприводы. Насос — это машина, в которой происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию по- тока перекачиваемой жидкости. Насосный агрегат, или насосная установка состоит из насо- са, двигателя, соединительной муфты (или вариатора частоты вращения) и измерительных приборов. По принципу действия подающего элемента насосы подраз- деляют на объемные, динамические и специальные [5]. В объемных насосах определенный объем перекачи- ваемой жидкости перемещается от входного патрубка к напор- ному, при этом жидкости сообщается дополнительная энергия, главным образом в виде энергии давления. Насосы объемного типа подразделяются на две подгруппы — возвратно-поступа- тельного действия и роторные. В возвратно-поступательных насосах жидкость перемещает- ся под действием поршня или диафрагмы. С помощью клапа- нов цилиндр соединяется попеременно то с подводящим, то с напорным трубопроводом. Поршневые насосы можно классифицировать по следующим признакам: по способу действия поршня — на одностороннего и двухстороннего действия; по положению поршня и цилинд- ра— на горизонтальные и вертикальные; по форме поршня—- на дисковые и плунжерные; по типу привода — с электричес- ким приводом и паровым. В роторных насосах один или несколько вращающихся ро- торов образуют в корпусе насоса полости, которые захватыва- ют перекачиваемую жидкость и перемещают ее от входного патрубка насоса к напорному. Роторные насосы обеспечивают более равномерную подачу, чем возвратно-поступательные, в них отсутствует отсекающая клапанная система. Наибольшее распространение получили следующие конструктивные схемы роторных насосов: шестеренчатые, винтовые, пластинчатые. В динамических насосах приращение энергии про- исходит в результате взаимодействия потока жидкости с вра- ге
щающимся рабочим органом. Эти насосы подразделяют на две основные группы: лопастные и вихревые. В лопастных насосах жидкость получает приращение энер- гии в результате взаимодействия лопастей рабочего колеса с неподвижными элементами насоса. По направлению потока в рабочем колесе лопастные насо- сы подразделяются на центробежные (радиальные и диаго- нальные) н осевые. В вихревых насосах приращение энергии перекачиваемой жидкости происходит в результате турбулентного обмена энер- гией основного потока на входе насоса и вторичного потока в рабочем колесе. К специальным насосам относятся струйные (эжек- торы), пневматические, электромагнитные. Струйные насосы представляют собой трубу Вентури, в центр которой подводится струя рабочей среды (вода, газ, пар). Рабочая струя вначале захватывает частички окружаю- щего воздуха, а затем перекачиваемую жидкость из подводя- щего трубопровода. В пневматических насосах (газлифтах) образуется водовоз- душная смесь малой плотности при поступлении воздуха под давлением в заглубленную под уровень жидкости трубу. Окру- жающая жидкость большей плотности проникает во всасыва- ющую трубу; так происходит процесс подъема жидкости. Электромагнитные насосы предназначены главным образом для перекачивания жидкого металла в магнитном поле. По свойствам перекачиваемой жидкости (от которых зависит конструк- тивное исполнение и применяемые материалы) насосы могут быть разбиты на следующие группы: для чистых и слегка загрязненных нейтральных жид- костей; для загрязненных жидкостей и взвесей; для агрессивных и радиоак- тивных жидкостей; для жидких металлов; для эрозирующих жидкостей и твердых веществ. В зависимости от температуры перекачиваемой жидкости насосы под- разделяются на холодные (Г^373 К) и горячие (Т>373 К). По назначению насосы делятся на питательные, циркуляционные, кон- денсатные, сетевые насосы и др. Классификацию по назначению следует при- менять лишь в том случае, когда недостаточно первых двух признаков (по принципу действия и по свойствам перекачиваемой среды) для четкой ха- рактеристики типа насоса. По конструктивным признакам насосы различаются следующим образом (ГОСТ 17398—78). Динамические и объемные насосы делятся: по направлению оси расположения, вращения или движения рабочих органов — на горизонтальные и вертикальные; по расположению рабочих органов и конструкции опор — на консольные, моноблочные, с высокими опорами и с внутренними опорами; по расположению входа в насос — с боковым, осевым и двухсторонним входом; по числу ступеней и потоков — на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые; однопоточные, двухпоточные и многопоточные; по конструкции и виду разъема корпуса — на секционный, с торцовым или осевым разъемом, на двухкорпусной, с защитным корпусом или футеро- ванный; 27
по расположению насоса — на погружной, скважинный и насос с транс’ миссионным валом; в зависимости от требований эксплуатации — на обратимый, реверсив- ный, регулируемый, дозировочный, ручной; по условиям всасывания — на самовсасывающие, с предвключенной сту- пенью, с предвключенным колесом; по взаимодействию насоса с окружающей средой — на герметичные^ взрывозащищенные, малошумные, маломагнитные, ударостойкие; по необходимости поддержания температуры подаваемой среды — на обогреваемые и охлаждаемые; по месту установки насоса — на стационарные, передвижные, встроенные. Объемные насосы различают также по расположению рабочих органов: односторонние, оппозитные, V-образные, звездообразные и по числу плоско- стей, в которых расположены оси рабочих органов: однорядные и много- рядные. Возвратно-поступательные насосы различаются по числу поршней или плунжеров, а также по числу циклов нагнетания (всасывания) за один двой- ной ход (одностороннего и двухстороннего действия). Роторные насосы различаются по числу циклов вытеснения за один обо- рот ротора (однократного, двухкратного и многократного действия). Области применения насосов различных типов по подаче Q и высоте подъема жидкости Н показаны на рис. 1.9. ГОСТ 10168—75 устанавливает основные параметры цент- робежных насосов для химических производств и регламенти- рует подачу, напор, частоту вращения вала, допускаемый ка- витационный запас. Стандарт распространяется на центробеж- ные насосы с уплотнением вала, с подачей от 1,5 до 2500 м3/ч' и напором от 10 до 250 м столба перекачиваемой жидкости, предназначенные для перекачивания химически активных и нейтральных жидкостей плотностью не более 1850 кг/м3, име- ющих твердые включения размером до 5 мм, объемная кон- центрация которых не превышает 15% - Принадлежность насоса к данному стандарту обозначается буквой X. Рис. 1.9..Области применения насосов различных типов: 1 — вихревые и центробежно-вихревые; 2 — консольные; 3 — двухсторонние; 4 — осевые; 5 диагональные; 6 — вертикальные; / —многоступенчатые; 8 — поршневые; 9 — одновин- товые; 10 — трехвинтовые; 11 — питательные. 28
Рис. 1.10. Продольный разрез консольного насоса типа X: / — крышка корпуса; 2 — корпус; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — рабочее колесо; 5 — сальник; 6 — вал; 7 — опорный кронштейн; 8 — упругая муфта. В условном обозначении типоразмера указаны номинальные подача (в м3/ч) и напор (в м столба перекачиваемой жидко- сти). Так, насос типа X с номинальной подачей 20 м3/ч и но- минальным напором 18 м имеет условное обозначение Х20/18 (рис. 1.10). Консольные центробежные насосы типа X по многообразию исполнений и применению представляют наиболее крупную группу. Унифицированный ряд консольных химических насосов типа X для перекачивания чистых химически активных жидко- стей состоит из 19 типоразмеров, охватывающих диапазон по- дач от 2 до 700 м3/ч и напоров от 10 до 140 м ст. жидкости. Для транспортировки кристаллизующихся и легкозастываю- щих жидкостей при температуре до 200°C изготовляют хими- ческие насосы типа ХО. Их унифицированный ряд включает насосы типоразмеров с подачей от 3 до 300 м3/ч и напором от 15 до 100 м ст. жидкости. В насосах этого типа предусмотрены обогрев корпуса и охлаждение узла сальникового уплотнения. Для перекачивания химически активных жидкостей со взве- сями до 1,5% (объемн.) при крупности частиц до 1 мм выпу- скают восемь типоразмеров насосов типа АХ, покрывающих поле подач от 7 до 700 м3/ч при напоре от 20 до 65 м ст. жид- кости. Погружные вертикальные насосы типа ХП применяются для откачивания химически активных жидкостей из резервуа- ров и различных емкостей. Насосы предназначены для перека- чивания чистых азотной, серной, фосфорной и других кислот и щелочей с подачей от 10 до 600 м3/ч и напором до 50 м ст. жидкости. Для создания циркуляции в реакторах, выпарных аппара- тах и кристаллизаторах применяют осевые автономно встроен- 2»
ные насосы типа ОХ. Они, как правило, должны обеспечивать большие подачи при очень малых напорах, которые определя- ются только суммой гидравлических потерь в системе. В химической промышленности широко применяют порш- невые насосы типа XT со встроенным редуктором и быстро- ходным электродвигателем, встроенным механизмом изменения длины хода. К поршневым приводным насосам относятся дозировочные насосы (НД), основным эксплуатационным показателем кото- рых является класс точности дозирования. Выпускается 17 ти- поразмеров насосов серии НД, предназначенных для объемно- го напорного дозирования различных жидкостей. Гидравлические турбины преобразуют энергию потока жид- кости в механическую. Движущаяся под напором жидкость проходит через рабочее колесо турбины и, воздействуя на ло- патки, вращает его. Гидравлический привод представляет собой агрегат, основ- ные элементы которого — насос и гидравлический двигатель — соединены между собой трубопроводом, по которому циркули- рует рабочая жидкость. Гидравлический насос, приводимый в движение при помощи двигателя, передает энергию рабочей жидкости, а последняя переносит его в гидравлический двига- тель и через него — к исполнительным органам машины. Рас- смотренные машины приводятся в действие с помощью элект- родвигателя или приводных турбин. Машины привода Электропривод предназначен для того, чтобы приводить в дви- жение машины и механизмы. Основные элементы электропри- вода — электродвигатели, распределительные и пусковые уст- ройства, а также устройства автоматического управления, ре- гулирования и защиты агрегатов. По роду тока различают электрооборудование постоянного и переменного тока, по напряжению — низковольтное (до 1000 В) и высоковольтное (свыше 1000 В). Низковольтное оборудование переменного тока изготовляют для работы при частоте сети 50 и 60 Гц и напряжении 220, 380 и 660 В. В ма- шинах общепромышленного назначения применяют, как прави- ло, электрооборудование переменного тока. Электродвигатели могут быть переменного тока (одно- и трехфазные), постоянного тока и универсальные (коллектор- ные). Двигатели трехфазного тока подразделяют на асинхрон- ные (с короткозамкнутым и фазовым ротором) и синхронные. По роду монтажа различают электродвигатели горизонтальные и вертикальные, фланцевые и встроенные в агрегат (ГОСТ 2479—79). В зависимости от степени защиты от влияния окружающей среды корпус электродвигателя изготовляют в различном ис- полнении по ГОСТ 14254—80. :30
Асинхронные электродвигатели трехфазного тока с коротко- замкнутым ротором просты, удобны в эксплуатации, экономич- ны и изготовляются в различном исполнении мощностью от 5 Вт до 12500 кВт с частотой вращения от 4,2 до 50 с-1 на раз- личные напряжения. Асинхронные электродвигатели с фазовым ротором приме- няются для привода механизмов с высоким пусковым момен- том или при ограничении пускового тока. Синхронные электродвигатели применяют для привода крупных компрессоров и насосов. Двигатели изготовляют на номинальные мощности 1000—12 500 кВт; на номинальные на- пряжения 3000, 6000 и 10 000 В; на номинальную частоту вра- щения 50—1,7 с Электродвигатели постоянного тока применяют при отсутст- вии источника переменного тока и в случаях, когда требуются регулирование скорости в широких пределах или большой на- чальный пусковой момент. Турбинный привод. С укрупнением единичных мощностей установок наметилась тенденция применения турбинного при- вода. В этом случае установки получили название паротурбин- ных (ПТУ) — с паровой турбиной в качестве привода — и га- зотурбинных (ГТУ) — с газовой турбиной. По параметрам свежего пара турбины различаются следу- ющим образом: турбины низкого давления с использованием пара давлени- ем до 20 МПа включительно; турбины среднего давления с использованием свежего па- ра давлением до 4,0 МПа;, турбины высокого давления, работающие свежим паром с: давлением выше 4,0 МПа. Обозначение турбин: К—конденсационная без регулируе- мых отборов пара; Т — конденсационная с теплофикационным регулируемым отбором пара; Р — с противодавлением без ре- гулируемых отборов пара. Цифры после букв означают номи- нальную мощность (МВт) и начальное давление пара, (в кгс/см2). Кроме того, турбины различаются следующим образом: По числу цилиндров (корпусов) — одно-, двух- и трехцилиндровые. По числу ступеней — одноступенчатые и многоступенчатые. Одноступенчатые турбины имеют в проточной части только один ряд неподвижных сопел-лопаток, закрепленных в корпусе, и один ряд подвижных рабочих лопаток, закрепленных на вращающемся диске ротора. Многоступен- чатые представляют собой ряд одноступенчатых турбин, соединенных после- довательно на одном валу и заключенных в одном корпусе. По направлению потока пара: аксиальные осевые, в которых поток пара движется вдоль (параллельно) оси вала турбины, а рабочие лопатки размещены перпендикулярно этой оси; радиальные, в которых поток пара движется в радиальном направлении,, т. е. в плоскости, перпендикулярной оси вала турбины, а рабочие лопатки расположены параллельно указанной оси;
комбинированные (радиально-аксиальные), в которых поток пара дви- жется сначала в радиальном, а затем в осевом направлении. По характеру преобразования энергии пара: активные, в которых расширение пара, т. е. процесс превращения тепло- вой энергии пара в кинетическую, совершается в основном в каналах непод- вижных сопел и лопаток, закрепленных в корпусе турбины; аксиальные реактивные, в которых превращение тепловой энергии пара в кинетическую совершается нс только в соплах и каналах направляющих ло- паток, закрепленных в корпусе, но и в каналах рабочих лопаток ротора. Эти турбины выполняются только многоступенчатыми (до 20—45 ступеней); комбинированные, или активно-реактивные; радиальные реактивные, не имеющие неподвижных направляющих лопа- ток и сопел (типа Юнгстрем) и радиальные реактивные (типа Сименс), имеющие неподвижные направляющие лопатки и сопла, закрепленные в кор- пусе, и подвижные рабочие лопатки, закрепленные на дисках ротора тур- бины. По способу парораспределения: с дроссельным распределением, при котором свежий пар после стопор- ного клапана поступает в турбину обычно через один дроссельный клапан, открывающийся почти полностью только при номинальной нагрузке тур- бины; с дроссельно-сопловым парораспределением, при котором кроме общего дроссельного регулирующего клапана имеются еще клапаны управления впуском свежего пара в сопловые коробки регулирующей ступени турбины; с сопловым парораспределением, при котором впуск свежего пара в турбину осуществляется несколькими последовательно открывающимися ре- гулирующими клапанами; с обводным парораспределением, при котором после полного открытия подачи свежего пара к первой ступени турбины он может подводиться к од- ной или двум промежуточным ее ступеням. По характеру теплового процесса в турбине: конденсационные, в которых все количество свежего пара, поступающе- го в турбину, проходит проточную часть, расширяется в ней до давления ниже атмосферного и направляется в конденсатор, где отдает свою теплоту охлаждающей воде п конденсируется; конденсационные с регулируемым отбором пара из промежуточных сту- пеней для промышленных или отопительных целей при частичном пропуске пара в конденсатор; турбины с противодавлением, у которых весь отработавший пар (если не принимать во внимание отбор пара для регенеративных подогревателей) давлением выше атмосферного направляется к потребителям для производ- ственных, отопительных и других целей. Машины специализированного применения Машины для измельчения материала предназначены для не- прерывного нлп периодического тонкого и сверхтонкого из- мельчения материалов в жидких или газовых средах. Конст- рукцией измельчителей предусмотрены разнообразные способы измельчения: удар, истирание, кавитационный эффект и их комбинация. К размольному оборудованию относятся дробил- ки, мельницы, дисмембраторы, дезинтеграторы [6]. Дробилка — машина для дробления кусковых материалов (главным образом минерального сырья). По форме дробящего органа различают дробилки щековые, конусные, с эксцентри- чески расположенными круглыми дробящими частями; валко- 32
вне (с округлыми вращающимися валками); ударные — ротор- ные и молотковые; стержневые. Мельница — машина для тонкого измельчения различных материалов до частиц мельче 5 мм. По форме и виду рабочего органа мельницы можно условно разделить на пять групп: 1 — барабанные (шаровые, стержневые, галечные и др.); 2 — роликовые, валковые, кольцевые, фрикционно-шаровые, бегу- ны; 3 — молотковые, пальцевые; 4 — вибрационные с качаю- щимся корпусом; 5 — струйные, аэродинамические. Наиболь- шее распространение получили барабанные мельницы. К мель- ницам относятся также дезинтеграторы и дисмембраторы. Машины для сортировки, дозировки и подачи материалов, К этим машинам относятся грохоты, дозаторы, питатели все- возможных конструкций. Грохоты—устройства для механической сортировки (гро- хочения) сыпучих материалов по крупности частиц (кусков) просеиванием их через колосники или решетки, установленные неподвижно, а также через сита — качающиеся, вращающиеся, вибрационные. Различают грохоты: колосниковые, духовые, валковые, барабанные, качающиеся, вибрационные. Дозаторы — устройства для автоматического отмеривания (дозировки) заданной массы или объема жидких и сыпучих веществ. Различают дозаторы весовые и объемные; периодиче- ского и непрерывного действия; с ручным и автоматическим управлением; одно- и многокомпонентные. Питатели — устройства для равномерной или регулируемой подачи насыпных и штучных материалов из бункеров и загру- зочных лотков к транспортирующим и перерабатывающим ма- шинам. Применяют питатели гравитационные (воронки с за- слонкой, мерные сосуды, клапаны) и с принудительной пода- чей (вибрационные, винтовые или шнековые, тарельчатые и др.). Наиболее распространены весовые питатели, обеспечива- ющие автоматическое регулирование и дистанционное управ- ление дозированием материалов (дозаторы). Управляемые ве- совые питатели могут быть дискретного и непрерывного дейст- вия, а по типу грузоподъемного устройства делятся на ленточ- ные п бункерные. Для подачи сыпучих порошкообразных и зернистых мате- риалов применяют шлюзовые тарельчатые и винтовые питате- ли; для равномерной подачи нелипких плохосыпучих порошко- образных материалов — винтовые вибрационные питатели. Условное обозначение питателя включает: обозначение типа (Ш — шлю- зовой, В — винтовой, Т — тарельчатый, А—питатель-активатор вибрацион- ный); порядковый номер модели (цифра после обозначения типа); диаметр рабочего органа в см (для шлюзовых питателей — диаметр ротора; для вин- товых— диаметр винта; для тарельчатых — рабочий диаметр тарелки; для питателя-активатора — диаметр входного патрубка); вид механизма регули- рования производительности, исполнение электродвигателя, материал дета- лей, модификацию конструктивного исполнения. 3—1204 33
Рис. 1.11. Типы мешалок: 1 — трехлопастная; 2 — винтовая; 3 — открытая турбинная; # —шнековая; 5 —ленточная; 6 — якорная, 7 — рамная. Например, Ш1-30 ПВК-01 означает, что питатель шлюзовой, первой мо- дели, диаметр ротора 30 см, пневматическое регулирование производитель- ности, электродвигатель взрывозащищенного исполнения, материал деталей, соприкасающихся с обрабатываемым продуктом, — коррозиоиностойкая сталь, модификация — 01. Машины для перемешивания материалов. Перемешивание применяют для получения однородных растворов, эмульсий, суспензий, для ускорения растворения твердых и пастообраз- ных веществ в жидкости, для обеспечения химических реакций и т. д. Перемешивание интенсифицирует тепловые, диффузион- ные и химические процессы. Для перемешивания жидких неоднородных сред предназна- чены следующие перемешивающие устройства: механические (движение среды осуществляется в результате механического воздействия); циркуляционные (движение среды осуществля- 34
ется по замкнутому контуру с помощью насоса); струйные (движение среды осуществляется под действием струи, выте- кающей из сопла); пульсационно-струйные (перемешивание с пульсирующей струей); барботажные (движение среды обу- словлено действием барботируемого потока дисперсной газовой фазы); газлифтовые (то же, но по замкнутому контуру) и др. ГОСТ 22577—77 устанавливает следующие типы мешалок (рис. 1.11): лопастная, трехлопастная, шестилопастная, спи- рально-лопастная, винтовая, турбинная открытая и закрытая, клетьевая, листовая, дисковая, шнековая, ленточная, якорная, рамная, скребковая, цепная. Наибольшее распространение получили стальные верти- кальные аппараты с механическими перемешивающими уст- ройствами без покрытий, с полимерными и другими покрытия- ми, футерованные п из цветных металлов и сплавов объемом до 100 м3 с механическими вращающимися перемешивающими устройствами (мешалками), работающими при температуре рабочей среды от —40 до +350 °C и условном давлении не ни- же 0,67 Па (остаточном) и не выше 6,4 МПа (избыточном). Изготовляют аппараты, различающиеся формой днищ, крышек и разъемом корпуса (рис. 1.12). Согласно ГОСТ 20680—75, отношение диаметра аппарата к диаметру мешалки должно быть следующим: для лопастных, трехлопастных, шестилопастных, турбинных, винтовых, клетье- вых — от 2,0 до 6,0; для шнековых — от 1,8 до 5,0; для якор- ных и рамных— 1,05—1,3; для ленточных— 1,04—1,3. Для интенсификации процесса и поддержания необходимой температуры перемешиваемой среды внутри аппарата могут быть установлены различные устройства и их сочетания: отра- жательные перегородки, трубные змеевики, направляющие тру- бы, барботеры. Конструкционные материалы, применяемые для изготовле- ния аппаратов с перемешивающими устройствами, должны со- ответствовать температурным пределам их применения, пре- дельному рабочему давлению при температуре эксплуатации и группе продукта (А — нетоксичные, невзрывоопасные и непо- жароопасные; Б — токсичные, взрыво- и пожароопасные). При общей толщине стенки более 8 мм можно применять для изго- товления корпуса двухслойную сталь. Рубашки аппаратов мо- Рис. 1.12. Типы днищ п крышек вертикальных аппаратов с разъемным кор- пусом и с механическими перемешивающими устройствами. 3' 35
гут быть гладкими приварными и составленными из полутруб. На эллиптические днища обычно приваривается змеевик из труб полого сечения. Рабочее давление в гладких приварных рубашках — не более 0,4 МПа; в рубашках из труб и полу- труб— не более 1,6 МПа. Для проведения процессов в жидких средах, содержащих сильно корродирующие, пожаро- и взрывоопасные, сильнодей- ствующие ядовитые и вредные вещества применяют эмалиро- ванные аппараты с механическими перемешивающими устрой- ствами (ГОСТ 24000—80) номинальным объемом до 50 м3, предназначенные для работы при температуре от —15 до + 200°С (материал аппарата — чугун) и при температуре от —30 до +30°C (материал аппарата — сталь) при давлениях от 4 кПа до 1,6 МПа. Наиболее распространенным приводом для механических перемешивающих устройств является индивидуальный привод со стандартным электродвигателем и типовым редуктором. Герметичность аппарата на участке ввода вала обеспечивает- ся манжетным, сальниковым или торцевым уплотнением. Ман- жетные уплотнения применяют при температуре среды до 120°C при отсутствии давления. Сальниковые уплотнения мож- но применять при температуре до 70°C и давлении до 0,1 МПа; они недопустимы в аппаратах, содержащих легколетучие, взры- вопожароопасные и ядовитые среды, а также работающих под вакуумом. Наиболее надежны торцевые уплотнения, имеющие широкие пределы применения, однако трущиеся поверхности необходимо предохранять от попадания абразивных частиц или веществ, образующих полимерные соединения. Материалы тру- щейся пары выбирают в зависимости от их химической и кор- розионной стойкости. Машины для разделения неоднородных систем. Разделение неоднородных смесей осуществляют в машинах или аппаратах в зависимости от состава смеси (неоднородную смесь жид- кость — твердые частицы называют суспензией, жидкость — жидкость — эмульсией, а газ — твердые частицы — газо- взвесью). Разделение неоднородных смесей на их компоненты осу- ществляется методами, основанными либо на разности плотно- стей этих компонентов (фаз), либо на задержании одного из них (твердой фазы) пористой перегородкой, пропускающей лишь сплошную фазу (жидкость, газ). Первые из этих мето- дов называют осаждением, пли отстаиванием, вторые—фильт- рованием. Сепараторы предназначены для сепарации, отделения жид- ких или твердых частиц от газа, твердых частиц от жидкости, для разделения на составные части твердых или жидких сме- сей. Наиболее распространены центробежные сепараторы (центрифуги), в которых более тяжелая жидкость или взвесь твердых частиц в жидкости отжимается под действием центро- 36
бежной силы к периферии сепаратора, откуда и удаляется, а также отстойные сепараторы для разделения двух несмешива- ющихся жидкостей путем отстаивания в резервуаре с двумя отводными трубами: верхней — для легкой жидкости и ниж- ней — для тяжелой. Жидкостные центробежные сепараторы — машины для раз- деления жидких дисперсных систем в поле центробежных сил. По технологическому назначению жидкостные центробежные сепараторы делятся на пять типов: сепараторы-разделители, очистители, очистители-разделители, сгустители, классифика- торы. В условном обозначении марки сепаратора (например, УОВ-50 1 К-2) первая буква соответствует технологическому назначению сепаратора: Р — разделители; О — очистители; У — очистители-разделители; С — сгустители; К—классификаторы. Второй буквой обозначают способ вывода жидких <раз из ротора: О — свободный слив; Д — напорное устройство; К—комбиниро- ванный. Третья буква обозначает способ выгрузки осадка из ротора: Р—руч- ной; С — сливной; В — принудительным открытием поршня; Л— подвижным днищем; К—клапанный; Н — наружным поршнем; П — промежуточным от- секающим устройством. Число после букв соответствует наружному диаметру ротора (в см). Следующая цифра — исполнение сепаратора по степени изоляции обрабаты- ваемого продукта и взрывозащищенности машины: 1—негерметизироваиное; 2 — негерметизироваиное со взрывозащищенным электрооборудованием; 3 — герметизированное взрывозащищенное; 4 — герметизированное для ра- боты под давлением; 5 — с герметизированным ротором; 6 — с обогревом или охлаждением; 7 — с обогревом или охлаждением со взрывозащищенным электрооборудованием; 8 — капсулированное; 9 — специальное. Буква, сле- дующая за цифрой, обозначает материал основных деталей ротора, сопри- касающихся с обрабатываемым продуктом: У — углеродистая сталь; Л — ле- гированная сталь; К — коррозионностойкая сталь; Т—титан и его сплавы; М — цветные металлы и их сплавы-, П—пластмассовые покрытия’, Г —гум- мированные покрытия; С — другие материалы. Последняя цифра — порядко- вый номер модели. Центрифуги классифицируют следующим образом: по принципу разделения — осадительные, разделяющие (се- парирующие), фильтрующие и комбинированные; по характеру протекания процесса центрифугирования — непрерывного и периодического действия; по способу выгрузки осадка из ротора — с ручной выгруз- кой, контейнерной или кассетной, вибрационной, инерционной, гравитационной (саморазгружающпеся центрифуги), выгрузкой ножом, пульсирующим поршнем и шнеком; по расположению оси вращения ротора — вертикальные, го- ризонтальные и наклонные. Приведенная классификация центрифуг условна, так как не охватывает всего многообразия конструктивных признаков ма- шин. Наиболее универсальный тип центрифуг — осадительные горизонтальные со шнековой выгрузкой осадка. Их применяют для обезвоживания кристаллических и зернистых продуктов, 37
для классификации продуктов по крупности и плотности и для осветления суспензий. Фильтрующие центрифуги с пульсирующей выгрузкой осад- ка применяют для разделения суспензий с кристаллической твердой фазой. В производстве химических волокон, минераль- ных удобрений применяют фильтрующие центрифуги со шне- ковой, инерционной и ножевой выгрузкой осадка. В настоящее время большинство центрифуг выпускается на 15 унифици- рованных базах. База — это основная часть машины, единая для всех моди- фикаций типоразмера; в базу входят станина, виброизолирующее устройство, привод, опоры, кожух ограждения. Обозначение центрифуги составляется и расшифровывается следующим образом: 1) цифра 1 или 2—одинарный или сдвоенный ротор', 2) цифра, соответствующая числу каскадов (после черты дроби); 3) буква, указывающая принцип разделения (О — осадительная, Ф — фильтрующая, Р — разделяющая); 4) буква, указывающая конструктивный признак (Г—горизонтальная, П—подвесная, М — маятниковая, Т — трубчатая и др.); 5) буква, означающая способ выгрузки осадка из ротора (Н — ножевой, П — поршневой, К — контейнерный, Б,Д,Р — ручной соответственно через борт, днище; с разборкой ротора и др.); 6) цифра, соответствующая внутреннему диаметру (в мм); 7) цифра, соответствующая модификации центрифуги; 8) буква, указывающая материал (У — углеродистой конструкционной стали, Л — легированной, К — коррозионностойкой, Т — титана и его спла- вов и др.); 9) цифра, соответствующая номеру модели. Например, центрифуга 1/2 ФГП 401 К-4 (рис. 1.13) — фильтрующая го- ризонтальная с выгрузкой осадка пульсирующим поршнем с двухкаскадным одинарным ротором диаметром 400 мм в негерметизированном исполнении, четвертая модель. Основные детали, соприкасающиеся с обрабатываемым продуктом, изготовлены из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т. Рис. 1 13. Продольный разрез центрифуги типа ФГП: / — питающая труба; 2 — кожух; 3 — уравнительное кольцо; 4 — сбрасывающее кольцо; <5 — ротор; 6 — вал; 7 — гидроцилиндр; 8 — торцевая муфта; 9 — холодильник; 10— ста- нина; 11 — промывная труба. 38
Фильтры предназначены для разделения, сгущения или ос- ветления неоднородной системы, содержащей твердую и жид- кую фазы (суспензии), пропусканием ее через фильтровальную перегородку. Фильтры подразделяют на аппараты периодиче- ского и непрерывного действия, а по способу создания разно- сти давлений — на фильтры, работающие под вакуумом или под давлением. Простейшими аппаратами периодического действия явля- ются нутч-фильтры и фильтр-прессы (камерные и рамные), листовые, патронные фильтры, у которых рабочая поверхность фильтрования достигает 50—150 м2. Наиболее простым фильтром непрерывного действия явля- ется ленточный, представляющий собой бесконечную рифле- ную резиновую ленту с прорезями, покрытыми фильтровальной тканью. Лента перемещается приводным барабаном и поддержи- вается в натянутом состоянии натяжным барабаном и систе- мой направляющих роликов. Ширина ленты достигает 3 м, длина 9 м, толщина слоя осадка 1—25 мм. Широкое применение в химической промышленности полу- чили барабанные ячейковые вакуум-фильтры с поверхностью фильтрования до 40 м2 (диаметр барабана 1—3 м, длина 0,35— 4 м), вращающиеся с частотой 0,1—3 мин-1 и приводимые в движение электродвигателями мощностью 0,1—4,5 кВт. Для разделения суспензий с твердыми частицами применяют дисковые, карусельные и тарельчатые фильтры с поверхностью фильтрования соответственно до 100, 40 и 12 м2. Среди промышленных методов разделения газовзвесей зна- чительное место занимает осаждение твердых частиц в поле центробежной силы. Этот метод разделения осуществляют в аппаратах, называемых циклонами. Циклон состоит из ци- линдро-конического корпуса диаметром до 1 м, снабженного вверху тангенциально расположенным штуцером для закручи- вания входящего потока газовзвесп, нижним штуцером для вы- хода осевшей пыли в сборник (бункер) и газоотводящей тру- бы, соосной с корпусом. В промышленности применяют две конструкции циклонов, соединенных в батареи: с вводом газо- взвеси через винтовую вставку — «винт» или через неподвиж- ное лопастное колесо — «розетку». Для разделения газовзвесей в электрическом поле (для пылеулавливания) используют аппараты, называемые электро- фильтрами. Электрофильтры бывают двупольными и много- польными (в зависимости от числа электрических полей), су- хими и мокрыми, трубчатыми и пластинчатыми (в зависимо- сти от формы осадительных электродов). Скрубберы для улавливания из газовой смеси твердых (пы- ли, смолы и др.) и газообразных (сероводород, аммиак и др.) примесей. Различают скрубберы полые безнасадочные, в ко- торых примеси улавливаются распыленной форсунками жид- костью; с насадками (керамическими или фарфоровыми коль- 39
цами) для создания развитой влажной поверхности соприкос- новения газа с жидкостью; механические, в которых перемеши- вание поглощающей жидкости и газа производится вращаю- щимися лопатками (при этом поглотитель движется сверху вниз, газ — навстречу); циклонные; барботажные (пенные); и с трубой Вентури. 1.2. СОСУДЫ И АППАРАТЫ Сосуд — это изделие (устройство), имеющее внутреннюю по- лость, предназначенную для проведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортирования газообразных, жидких и других веществ. Ряд условных (номинальных) давлений в пределах 0,10— 100 МПа для сосудов установлен ГОСТом 9493—80. Под ус- ловным (номинальным) давлением понимают наибольшее из- быточное рабочее давление при расчетной температуре 20 °C, при котором обеспечивается длительная работа сосудов и ап- паратов, их сборочных единиц и деталей, имеющих определен- ные размеры, обоснованные расчетом на прочность при вы- бранных материалах и характеристиках прочности при темпе- ратуре 20 °C. Аппарат — сосуд, оборудованный внутренними устройства- ми, предназначенный для проведения химико-технологических процессов. Аппараты в зависимости от технологического про- цесса и конструкции носят различное название: колонны, ка- меры, автоклавы и др. Резервуар — емкость для хранения жидкостей и газов. Ши- роко распространены металлические и железобетонные резер- вуары. В зависимости от назначения и вида хранимого веще- ства резервуары покрывают слоем тепло- и гидроизоляции, а их внутренние стенки облицовывают (например, кислотоупор- ными материалами). Газгольдер — резервуар для приема, хранения и выдачи га- за в установки по его переработке. Ресивер — сосуд для скапливания газа или пара, предна- значенный главным образом для сглаживания колебаний дав- ления, обусловленных пульсирующей подачей пли прерывис- тым расходом. Сборник — сосуд для накапливания вещества, образующе- гося в технологическом процессе. Технические требования Технические требования на сосуды и аппараты из углеродис- тых, легированных и двухслойных сталей, предназначенные для работы в химической и нефтеперерабатывающей отраслях про- 40
мышленности, установлены ГОСТ 24306—80. Он распространя- ется па сосуды и аппараты, работающие при температурах не ниже —70 °C без давления или под наливом, под избыточным давлением до 10 МПа и под вакуумом при остаточном давле- нии не ниже 665 Па. Он не распространяется на эмалирован- ную аппаратуру, хранилища, изготовляемые на месте монта- жа, сосуды для транспортирования жидкостей и газов. Требования к устройству, изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации сосудов, работающих под давлением свыше 0,07 МПа (без учета гидростатического давления), установле- ны «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосу- дов, работающих под давлением», утвержденными Госгортех- надзором СССР. Сосуды, работающие под давлением до 0,07 МПа, для кото- рых в диапазоне давлений от 0,01 до 0,07 МПа произведение давления (в МПа) на объем (в л) не превышает 100, относят- ся к сосудам, работающим без давления. Технические требования к сосудам кованым и ковано-свар- ным высокого давления установлены ГОСТ 11879—81. Он рас- пространяется на сосуды, работающие под давлением от 10 до 100 МПа при температуре стенки от —40 до +380°C для уг- леродистых сталей и +420°C — для низколегированных и сред- нелегированных сталей. ГОСТы 24306—80 и 11879—81 устанавливают общие требо- вания к конструкции, материалам изготовлению, приемке и по- ставке сосудов и аппаратов, а Правила Госгортехнадзора, кро- ме того, устанавливают требования к монтажу, содержанию, обслуживанию, арматуре, контрольно-измерительным приборам и предохранительным устройствам, а также контролю за со- блюдением правил эксплуатации. Материалы выбирают по нормативно-технической докумен- тации в зависимости от расчетного давления, температуры стенки (минимальной отрицательной и максимальной расчет- ной), емкости сосуда, химического состава и характеристики среды (коррозиоипоактивпый, взрывоопасный, токсичный и т. д.). Аппараты, работающие под давлением и предназначен- ные для сжиженных газов, взрыво- и пожароопасных или вы- сокотоксичных сред, а также сред, вызывающих коррозионное растрескивание пли расслоение, не должны изготовляться из кипящей углеродистой стали. Все применяемые материалы, включая сварочные, должны быть подвергнуты техническому контролю. Пх соответствие стандартам и техническим услови- ям должно быть подтверждено сертификатами. Сосуды и аппараты и их элементы рассчитывают на проч- ность в соответствии с ГОСТ 14249—80 и другой нормативно- технической документацией [7, 8]. Конструкция сосуда должна предусматривать возможность его осмотра, очистки, промывки, продувки и ремонта, а также 41
контроля состояния сварных швов. Внутренние устройства, пре- пятствующие проведению этих операций, должны быть разбор- ными. Отверстия для люков, лазов и штуцеров должны быть расположены вне швов. Сосуды и аппараты внутренним диаметром более 800 мм должны быть снабжены люками и лазами диаметром не менее 450 мм, если они установлены на открытом воздухе, и 400 мм — при установке в помещении. Размеры лазов овальной формы по осям должны быть не менее 325X400 мм. Сосуды для высокотоксичных, но некоррозионных сред могут быть без лазов, но наличие на них смотровых люков обязательно. В зависимости от параметров эксплуатации в сосудах и ап- паратах применяют следующие днища: эллиптические, полу- шаровые, сферические отбортованные и неотбортованные, то- роидальные, конические отбортованные и неотбортованные. Каждое днище должно иметь маркировку с клеймом на на- ружной выпуклой поверхности. Сварные швы днищ должны быть стыковыми с полным проваром. Применяемые для сосудов и аппаратов крепежные детали должны быть изготовлены из марок, предусмотренных ГОСТами. Гайки и шпильки должны быть изготовлены из ста- лей разных марок или с разной твердостью. Объемы, диаметры и условные давления для сосудов и ап- паратов установлены стандартами. ГОСТ 13372—78 устанав- ливает ряд номинальных объемов корпусов цилиндрических сосудов и аппаратов, для которых проектный объем опреде- ляется технологическим расчетом. Номинальным объемом счи- тается внутренний объем сосуда или аппарата без учета объ- емов штуцеров, люков, внутренних устройств, включая футе- ровку. Ниже приведен стандартный ряд номинальных объемов (в м3): 0,010; 0,016; 0,025; 0,04; 0,063; 0,100; 0,125; 0,160; 0,200; 0,250; 0,32; 0,40; 0,50; 0,63; 0,80; 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500. ГОСТ 9617—76 устанавливает ряды внутренних диаметров (в мм) сосудов и аппаратов, изготовленных из стальных листов или покоеок: 400, (450), 500, (550), 600, (650), 700, 800, 900, 1000, (1100), 1200, (1300), 1400, (1500), 1600, (1700), 1800, (1900), 2000, 2200, 2400, 2500, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000, 4500, 5000, (5500), 5600, (6000), 6300, (6400), 7000, 7500, 8000, 8500, 9000, 9500, 10000, 11000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000. Значения, указанные в скобках, применяют только для ру- башек сосудов и аппаратов. Тот же ГОСТ устанавливает ряд внутренних диаметров для сосудов и аппаратов, изготовленных из цветных металлов и сплавов, а также ряд наружных диаметров сосудов и аппара- тов, изготовленных из стальных труб. 42
ГОСТ 9493—80 устанавливает ряд условных (номинальных) давлений*, применяемых в расчетах па прочность сосудов и ап- паратов, кроме резервуаров и газгольдеров. Условные давления должны быть выбраны из следующего ряда (в МПа): 0,10; 0,16; 0,25; 0,30; 0,4; 0,6; 0,8; 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,20; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100. В зависимости от назначения и эксплуатационных парамет- ров соответствующими правилами и инструкциями устанавли- ваются способы контроля состояния сосудов и их элементов, способы устранения обнаруженных дефектов, нормы гидравли- ческого испытания, необходимость в арматуре, контрольно-из- мерительных приборах и предохранительных устройствах, по- рядок технического освидетельствования, содержания и обслу- живания. К сосуду или аппарату должна быть прикреплена фирмен- ная табличка с нанесенными на пес наименованием предприя- тия-изготовителя, заводского номера, года изготовления, рабо- чего давления, пробного давления, допускаемой температуры стенки, объема сосуда или аппарата. Все сосуды и аппараты, кроме работающих под вакуумом или без давления, должны быть снабжены паспортом по форме, установленной по СТ СЭВ 289—76, а также инструкциями по монтажу и эксплуатации. Резервуары Резервуары предназначены для хранения жидкостей и га- зов. В эксплуатации находятся наземные, полуиодземные и подземные резервуары различных конструкций (горизонталь- ные, вертикальные и шаровые) [9]. Определяющими фактора- ми при выборе конструкции резервуара являются: внутреннее избыточное давление, свойства и температура находящегося в резервуаре продукта, объем, климатические условия. Кроме того, выбор должен быть обоснован технико-экономическим расчетом, учитывающим стоимость резервуара, эксплуатацион- ные расходы п необходимость максимального снижения по- терь. Резервуары должны быть оборудованы сливо-налпвпымп, контрольно-измерительными и предохранительными устройст- вами. Все резервуары должны быть обеспечены системой молние- защпты, которая одновременно является также защитой от ста- Под условным (номинальным) давлением понимают наибольшее избы- точное рабочее давление при расчетной температуре 20°C, при которой обес- печивается длительная работа сосудов и аппаратов, их сборочных единиц и детален, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на проч- ность при выбранных материалах и характеристиках их прочности при тем- пературе 20 °C. 43
тического электричества. На каждый резервуар должен быть составлен паспорт. Горизонтальные резервуары. Горизонтальные сварные ре- зервуары имеют объем от 3 до 200 м3 в зависимости от конст- рукции корпуса, который, согласно ГОСТ 9931—79, может быть с эллиптическими, плоскими и коническими днищами. ГОСТ устанавливает основные размеры корпусов (диаметр, длину цилиндрической части, внутреннюю поверхность) в зависимости ст объема и конструкции днища. Действительный внутренний объем корпуса не должен отличаться от номинального объема (ГОСТ 13372—78) более чем на +10% и —5%. ГОСТ 17032—71 устанавливает типы и основные размеры стальных сварных горизонтальных резервуаров объемом от 5 до 100 м3 и рабочим давлением до 0,07 МПа, предназначенных для наземного и подземного хранения нефтепродуктов. Макси- мально допустимое заглубление (расстояние от поверхности земли до верха обечайки) при подземном хранении—1,2 м. Резервуары емкостью до 8 м3 включительно изготовляют с плоскими днищами, более 8 м3 — с коническими или плоски- ми днищами. Листы стенок соединяют встык или внахлестку. Внутренние поверхности резервуаров могут быть оцинкова- ны или покрыты консервантами; наружные поверхности окра- шивают. Резервуары, предназначенные для хранения химически ак- тивных веществ, должны быть защищены антикоррозионной облицовкой; в случае необходимости внутренние поверхности футеруют кислотоупорным кирпичом или плитами. Для защи- ты от атмосферных осадков или от перегрева солнечными лу- чами над резервуаром следует установить навес. Температуру продукта поддерживают теплоизоляцией, которой покрывают наружную поверхность резервуара. Вакуум в резервуарах не должен превышать 1 кПа, поэто- му их испытывают на вакуум 1,5 кПа. Вертикальные резервуары. Резервуары вертикальные сталь- ные являются наиболее распространенными хранилищами для жидкостей. Они по внутреннему давлению подразделяются на резервуары: без давления (с понтоном, плавающей крышей и др.), низкого давления (2 кПа или вакуум 250 Па) и повы- шенного давления (70 кПа или вакуум до 1 кПа). Схема вертикального цилиндрического резервуара показа- на на рис. 1.14. Резервуар покоится на основании, состоящем из надежно уплотненного грунта и песчаной подушки, поверх которой нанесен слой изоляции для предохранения днища от коррозии. Конусная форма основания предохраняет его от раз- мыва поверхностными водами. Основания резервуаров для хра- нения токсичных веществ покрывают бетоном. Резервуары имеют формы покрытий: конические, сфериче- ские и сфероидальные. 44
Рис. 1.14. Схема вертикального цилиндрического резервуара: /—световой люк; 2 — вентиляционный патрубок; 3 — огневой предохранитель; 4 — ды- хательный клапан; 5 — замерный люк; б— указатель уровня; 7 — люк — лаз; 8 — сифонный кран; 9 — подъемная труба; 10— шарнир подъемной трубы; //— приемно-раздаточные патрубки; /2 — перепускное устройство; 13 — хлопушка; 14 — управление хлопушкой; 15 — лебедка. Резервуары для хранения нефтепродуктов, имеющих тем- пературу вспышки паров 301 К и ниже, независимо от катего- рии и группы резервуарных парков должны иметь плавающую крышу или понтоны. Для того чтобы предотвратить повышение давления или вакуума сверх допустимых значений на крышах резервуаров устанавливают грузовые дыхательные клапаны, предусмотрен- ные ГОСТ 23097—78. Корпус, крышку, седла и тарелки кла- пана изготовляют из алюминия марки АЛ2, уплотнительные и направляющие поверхности — из фторопласта-4. ГОСТ 4630—80 для вертикальных резервуаров предусмат- ривает предохранительные клапаны с разрывной мембраной, предотвращающей повышение давления или вакуума выше до- пустимых значений при отказе дыхательных клапанов. В комплекте с дыхательными и предохранительными кла- панами на резервуарах устанавливают огнепреградители, за- крывающие доступ в резервуар извне пламени или искрам. Схема резервуара с открытым металлическим понтоном по- казана на рис. 1.15. Он имеет открытые герметичные отсеки, что позволяет контролировать его техническое состояние. Ци- линдрическая часть корпуса должна быть сварена стыковыми швами так, чтобы внутренняя поверхность ее была гладкой. 45
Важным узлом конструкции понтона и плавающей крыши является затвор-уплотнение кольцевого пространства между стенкой резервуара и покрытием. Применяют затворы петле- вые, мягкого типа и жесткого типа. Затворы мягкого типа со- стоят из внутренней тонкой эластичной оболочки с наполните- лем и наружной защитной оболочки из резинотканевого изно- соустойчивого материала. Наполнителями могут быть керосин, пенополиуретан. Для хранения жидкостей с высокой упругостью насыщен- ных паров применяют резервуары со сферическими крышами и днищами, прикрепленными к фундаменту анкерными болтами. Они могут работать при давлении до 25 кПа и вакууме до 980 Па. Они снабжены кольцами жесткости, опоясыва- ющими резервуар на расчетных расстояниях друг от друга. Шаровые резервуары. Значительные давления (в большин- стве случаев до 1 МПа) и высокий вакуум выдерживают ша- ровые резервуары, предназначенные для хранения газов, объ- емом до 2000 м3. Наибольшее распространение получили ре- зервуары объемом 600 м3, диаметром 10,5 м, рассчитанные па рабочее давление 0,6 МПа. Шаровые резервуары устанавлива- ют на кольцевых опорах или стойках. Пояса резервуара над опорами или стойками должны быть усилены. Рис. 1.15. Схема резервуара с понтоном: 1 — наружное кольцо жесткости; 2 — центральное кольцо; 3 — днище понтона; 4 — опор- ная стойка; 5 — петлевой затвор. 43
Рис. 1.16. Схема мокрого газгольдера: 1 — корпус; 2 — телескоп; 3 — колокол; 4 — направляющие стойки; 5 — ролик; 6 — крон- штейн ролика; 7 — направляющие; 8 — упор. Газгольдеры. Выпускают газгольдеры постоянного и пе- ременного объемов. ГОСТ 5172—63 устанавливает пара- метры и основные размеры стальных цилиндрических газ- гольдеров постоянного объ- ема, предназначенных для хранения газов, не вызываю- щих интенсивной коррозии стали, а также сжиженных га- зов при давлении в газовом пространстве 0,25—2 МПа. ГОСТ предусматривает следующие номинальные объемы таких газгольдеров: 50, 100, 175, 270 м3. Внутренний диаметр всех газгольдеров равен 3200 мм. Газголь- деры объемом до 175 м3 включительно могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально. Газгольдеры объемом 270 м3 устанавливают только горизонтально. Конструктивно газгольдеры состоят из цилиндрической части и закрывающих ее двух полусферических днищ. Корпуса газгольдеров изготов- ляют из стали ВСт.З (при толщине стенки до 12 мм) и из низ- колегированных сталей (15ХСНД, 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС) при толщине стенки более 12 мм. Для хранения больших объемов газа при небольших давле- ниях (до 4—5 кПа) применяют газгольдеры переменного объ- ема, которые по принципу работы делятся на сухие и мокрые. Сухие газгольдеры представляют собой цилиндрический верти- кальный резервуар со сферическим покрытием. Внутри резер- вуара подвижная перегородка — поршень — перемещается вер- тикально вверх и вниз, в зависимости от объема газа. Наибольшее распространение п 'чили мокрые газгольде- ры, типовые конструкции которых рассчитаны на объем до 32000 м3. Принципиальная схема мокрого газгольдера показана на рис. 1.16. Требуемое давление в газгольдере устанавливает- ся нагружением колокола грузами: по верхней его площадке — бетонными, по нижнему кольцу —• чугунными. Плотность в со- пряжениях между резервуаром и телескопом, а также между телескопом и колоколом обеспечивается гидравлическим затво- ром. Температура воды в затворах должна быть не ниже 5°C. Все мокрые газгольдеры оборудуются предохранительными устройствами: перепускным устройством на крыше колокола, гидравлическим затвором в камере ввода, сигнализацией пре- 47
дельных положений колокола, системой автоматического от- ключения подачи газа в газгольдер и др. Ресиверы. К указанным аппаратам относятся приемники для воздуха и газов. Ресиверы применяют в качестве буфер- ных емкостей для уменьшения колебаний в сети, а также при необходимости предварительной обработки воздуха или га'а (например, очистка от воды и масла). Сборники жидкости предназначены для поддержания по- стоянства давления в сети, монжусы — для подъема и переме- щения предварительно накопленной в них жидкости под дей- ствием избыточного давления газов над жидкостью (передав- ливанием) . Ресиверы и монжусы работают под давлением. Они имеют цилиндрическую форму и снабжены эллиптическими днищами. Аппараты монтируют как в горизонтальном, так и в верти- кальном положениях. Колонные аппараты Колонный аппарат (ГОСТ 24305—80) — вертикально стоящий цилиндрический аппарат, предназначенный для проведения различных процессов тепло- и массообмена (ректификации, дистилляции, абсорбции, десорбции и экстракции). Колонные аппараты (рис. 1.17) изготовляют диаметром 400—4000 мм: для работы под давлением до 1,6 МПа — в цар- говом (на фланцах) исполнении корпуса; для работы под дав- лением до 4,0 МПа под атмосферным давлением или под ва- куумом (с остаточным давлением не ниже 1,3 кПа)— в цель- носварном исполнении корпуса. Колонные аппараты подразделяют на тарельчатые, наса- дочные, пленочные в зависимости от конструкции внутреннего устройства, назначение которого — обеспечение контакта меж- ду жидкостью и паром. Тарельчатые колонны наиболее часто применяют в ректи- фикационных установках. К тарельчатым колоннам относятся колпачковые, ситчатые, клапанные, желобчатые с S-образны- мн колпачками, чешуйчатые, провальные и др.. Типы колонных тарельчатых аппаратов приведены ниже: Тип колонны Тип тарелки Диаметр колонны, 1 мм С колпачковыми тарелками (КСК) ТСК-1 ТСК-Р ТСК-РЦ, тск-рб 400—1800 1000—3600 1400—3600 С ситчатыми тарелками (ксс) ТС, ТС-Р, ТС РД, ТС-РЦ ТС-РБ 400—3600 С решетчатыми тарелками (КСР) TCP ТР 400—1800 С насыпной насадкой (КСН) ТСН-Н, TCH-III 400—3600 С клапанными тарелками (ККП) ТКП однопоточные ТКП двухпоточные 1000—3800 2000—4000 48
Рис. 1.17. Схема колонного аппарата: /— кран-укосина; 2—устройство для строповки,- <3 — рас- пределитель жидкости; 4 — контактное устройство (нере- гулярная насадка); 5 —решетка; 6 — штуцер; / — кон- тактное устройство (насадка регулярная); й — площад- ка; 2 — лестница; 10 — контактное устройство; 11 — люк; 12 — днище; 13 — опорная конструкция; 14— корпус; 15 — внутренние устройства; 16 — наружные устройства. Колонные аппараты диаметром 400— 4000 мм оснащаются стандартными кон- тактными и распределительными тарел- ками, опорными решетками для насадоч- ных аппаратов, опорами, люками, пово- ротными устройствами, днищами и флан- цами. Конструктивно тарелки отличаются большим разнообразием (ГОСТ 16332) Колпачковая тарелка — тарелка с направляющим аппаратом для паровой фазы в виде колпачков и с переливами Технические требования на капсуль- ные стальные колпачки, устанавливае- мые па тарелках, предусмотрены ГОСТом 9634—81. Колпачки изготовля- ют из стали марок Юкп или 08кп, 12Х18Н10Т или 10Х17Н13М2Т. Колпачки на тарелках располагают по вершинам равносторонних треугольников шагом от 1,3 до 1,9 диаметра колпачка. Их устанавливают и крепят на тарелке индивидуально или группой (гирляндой). Колпачки надевают на патрубки, которые крепятся к полотну тарелки развальцов- кой или сваркой. Направляющим аппаратом клапанной тарелки для паровой фазы служат клапаны. Клапанные тарелки изготовляют с дис- ковыми и прямоточными клапанами. В практике химических заводов применяют прямоточные тарелки с клапанами. ГОСТ 16452—79, устанавливающий основные параметры и размеры таких тарелок, предусматривает следующие расстояния между тарелками: 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900 мм. Тарел ки выпускают в двух исполнениях: с обычным карманом для от- бора жидкости и с заглубленным карманом двух модификаций (А и Б), отличающихся сечением переливов. Обе модификации имеют три свободных сечения за счет расстояния t между ряда- ми клапанов по ходу жидкости, равного 50, 75 и 100 мм. Тарел- ки изготовляют из сталей марок ВСтЗсп, ВСтЗпс, ВСтЗкп, 08X13, 12Х18Н10Т, 08Х22НАТ, 10Х17Н13М2Т, 08Х21Н6М2Т. Полотна, клапаны, сливной порог, крепежные детали и ограни- чители тарелок из углеродистых сталей должны быть изготов- лены из стали марки 08X13, а все прокладки — из паронита марки ПМБ или ПОН. 4—1204 49
Широко применяют тарелки из S-образных элементов, со- бранных последовательно и имеющих переливы. Каждый эле- мент образует одновременно полость для жидкости и паров. Ситчатыми тарелками называют такие, в которых имеются отверстия для прохода пара и переливы для жидкости. Наибо- лее распространены ситчатые тарелки с отбойными элементами. Тарелки изготовляют из сталей марок ВСтЗсп, ВСтпс, ВСткп, 08X13, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х22Н6Т или 0,8Х21Н6М2Т. Применяются также ситчатые тарелки с двумя зонами кон- такта фаз. Они разделены перегородками на ряд самостоятель- ных ячеек, снабженных переливами и образующих в межтаре- лочном пространстве дополнительную зону контакта фаз. Тарелка с основанием, в котором имеются щелевидные от- верстия, предназначенные для прохода как легкой, так и тяже- лой фракций, называется решетчатой. Такие тарелки переливов не имеют. Их изготовляют из сталей марок ВМСТЗсп, 0X13, Х18Н10Т, 6Х17Н13М2Т. Насадочные колонны представляют собой цилиндрические аппараты, заполненные инертными материалами в виде кусков определенного размера или насадочными телами, имеющими различную развитую форму для увеличения поверхности фазо- вого контакта и интенсификации перемешивания жидкой и па- ровой фаз. Колонные аппараты диаметром 400—800 мм с насыпной на- садкой изготовляют в царговом исполнении. Для равномерного распределения жидкости по поверхности насадки аппараты ос- нащены распределительными тарелками типа ТСН-Ш и пере- распределительными тарелками типа ТСН-П. Каждый ярус насадки опирается на опорную решетку. Колонные аппараты диаметром 1000—2800 мм с насыпной насадкой изготовляют с цельносварным корпусом и съемной крышкой. Для равномерного распределения жидкости по по- верхности насадки аппараты также оснащены тарелками ТСН-Ш и ТСН-П. Минимальные толщины стенок корпуса колонного аппарата зависят от диаметра аппарата: Диаметр аппарата, мм Толщина стенки, мм . 1000— 2000— 2800— 3400— 4(00 1:00 2600 3200 3800 10 12 14 18 24 Трубчатые пленочные ректификационные колонны состоят из пучка вертикальных труб, по внутренней поверхности которых тонкой пленкой стекает жидкость, взаимодействуя с поднимаю- щимся по трубам паром. Теплообменные аппараты Теплообменные аппараты предназначены для передачи тепло- ты от среды с более высокой температурой к среде с более низ- кой температурой. По назначению теплообменные аппараты де- ло
лятся на теплообменники, холодильники, конденсаторы, испа- рители и др. Теплообменники по способу передачи тепла де- лятся на рекуператоры, регенераторы и смесители. В рекупера- тивных теплообменниках теплота от нагревающего вещества к нагреваемому передается через разделяющую их стенку (воз- духе- и водоподогреватели, конденсаторы, холодильники). В ре- генеративных теплообменниках одна и та же поверхность на- грева омывается попеременно то нагреваемым, то нагревающим веществом. В смесительных аппаратах теплота передается в процессе смешения нагревающего и нагреваемого веществ (ба- шенные охладители-градирни, скрубберы и т. п.). Холодильник, предназначен для охлаждения среды хладо- агентом. Конденсатор — теплообменник для осуществления перехода вещества из газообразного (парообразного) состояния в жид- кое или кристаллическое. Конденсация пара происходит в ре- зультате соприкосновения его с поверхностью стенки (поверх- ностные конденсаторы) или жидкости (контактные конденсато- ры), имеющих температуру более низкую, чем температура насыщения пара при данном давлении. Конденсация пара сопро- вождается выделением теплоты парообразования, которая должна отводиться при помощи охлаждающей среды. Дефлегматор—аппарат для частичной пли полной конден- сации паров жидкостей, разделяемых перегонкой или ректифи- кацией. Основное назначение дефлегматора — частичная кон- денсация паров, выходящих из ректификационной колонны и возврат конденсата (флегмы) в колонну для более полного разделения смеси па отдельные фракции. Выпарной аппарат (испаритель, кристаллизатор) — аппарат для концентрирования растворов или частичного выделения из них растворенных твердых веществ с удалением растворителя в виде пара. Обычно представляют собой трубчатые нагрева- тельные камеры. Выпарные аппараты для выпаривания воды, поступающей на питание котлов, а также хладагента в холо- дильных установках, называют испарителями. К теплообмен- ным аппаратам можно отнести и сушилки. По конструкции раз- личают испарители горизонтальные паротрубные, в которых греющий пар проходит внутри труб, а испаряемая вода омы- вает трубы снаружи, и вертикальные водотрубные, в которых вода проходит внутри труб. В зависимости от физического состояния теплоносителей раз- личают теплообменные аппараты парожидкостные, жидкостно — жидкостные, газожидкостные, газо —газовые и парогазовые. В зависимости от конфигурации поверхности теплообмена теп- лообменные аппараты разделяют на трубчатые с прямыми тру- бами, змеевиковые, ребристые, спиральные, пластинчатые, а по компоновке ее — на кожухотрубчатые, типа «труба в трубе», оросительные (не имеющие ограничивающего корпуса) и т. д. Наиболее распространены кожухотрубчатые теплообменники. 4 51
1 3 Рис. 1.18. Типы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: и — с неподвижными трубными решетками; б —с плавающей головкой; в — с U-образ- чыми трубами. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты. Типы, основные параметры и размеры стальных кожухотрубчатых теплообмен- ных аппаратов установлены ГОСТом 9929—82. ГОСТ распро- страняется на аппараты диаметром от 159 до 3000 мм с поверх- ностью теплообмена до 5000 м2, работающие при температурах от —60 до +600 °C и условном давлении до 16 МПа. Аппараты изготовляют следующих типов (рис. 1.18): Н — с неподвижны- ми трубными решетками, К — с температурным компенсатором на кожухе, П — с плавающей головкой, У—с U-образными трубами, ПК — с плавающей головкой и компенсатором на ней. Основные параметры и размеры теплообменников приведены в табл. 1.5. Основные параметры и размеры кожухотрубчатых тепло- обменников с неподвижными трубными решетками и с темпе- ратурным компенсатором на кожухе установлены ГОСТ 15122—79. Предусматривается изготовление теплообменников 52
Таблица L5. Параметры и размеры кожухотрубчатых теплообменных аппаратов Наименование параметра Значения параметров и размеров для аппаратов типа Н к п У ПК Поверхность теплообмена, м2 От 1 до 5000 От 10 до 1250 От 10 до 1400 От 178 до 1866 Условное давление в трубном или межтрубном пространстве, МПа 0,6; 2,6; 4, 1,0; 1,6; 0; 0,3; 8,0 0,6; 1,0; 1,6; 2,5 1,0; 1,6; 2,5; 4, 12,5; 0; 6,3; 8,0; 10,0; 16,0 5,0; 6,3; 10,0 8,0; Диаметр кожуха, мм наружный (из труб) 159; 273; 325; 426; 530; 630 325*; 426 *; 530 *; 630* — внутренний (из листовой стали) 400; 1400; 500; 600; 800; 1000; 1200; 1600; 1800; 2000; 2200; 2400; 2600; 2800; 3000 400*; 500; 600*; 800; 1000; 1200; 1400; 1600**; 1800**; 2000**; 2200**; 2400**; 2600**; 2800** 800; 1000; 1100; 1200; 1300; 1500; 1600; 1800 Наружный диаметр и толщина стенки теплообменных труб (диаметрХтолщина стенки), мм 16X1,5; 16X2; 20x2; 25X1,5; 25x2; 25x2,5***; 38x2***; 57ХЗ*1 20x2; 25x2; 25x2,5; 38x2*** 20x2; 25x2***; 25x2,5*** 20x2; 25x2; 25x2,5 Длина прямого участка тепло- обменных труб, мм 1000; 1500; 2000; 8000*4 3000; 4000; 6000; 9000 3000; 4000 *4; 6000; 9000* 6000; 9000 ♦ Только для аппаратов с плавающей головкой и U-образными трубами. ** Только для аппаратов с паровым пространством. *** Применять только по согласованию с головной организацией по кожухотрубчато^ теплообменной аппаратуре и для аппаратов, изготов- ляемых на экспорт. * 4 Применять для аппаратов, изготовляемых на экспорт. Примечание. Поверхность теплообмена определяется по наружному диаметру теплообменных труб с учетом длины труб между труб- S ними решетками.
в следующих исполнениях: Г — горизонтальные, В— вертикаль- ные, для невзрыво- и непожароопасных сред и сред, не обла- дающих токсичностью (группа А), для взрыво- и пожароопас- ных сред и сред, обладающих токсичностью (группа Б). Аппа- раты выпускают диаметром от 159 до 1200 мм для работы при температуре теплообменивающихся сред от —30 до +350 °C. Установлено следующее число ходов по трубам в зависимости от диаметра теплообменника: для диаметров 159—273 мм — 1; для диаметров 325—400 мм — 1 или 2; для диаметров 600—• 1200 мм—1, 2, 4 или 6. Из предусмотренного ГОСТом ряда размеров можно выбрать теплообменник поверхностью теплооб- мена от 1,0 до 9(31 м2. Пределы применения теплообменников для различной тем- пературы рабочей среды устанавливаются в зависимости от ма- териалов, из которых изготовлены кожух, распределительная камера и крышки, а также трубы. ГОСТ предусматривает 13 вариантов исполнения по материалам, обозначаемых шифра- ми М и Б с соответствующими цифровыми индексами. Для корпусов применяются стали марок: ВСтЗсп5; 16ГС; 12Х18Н9Т; 10Х17Н13М2Т; 08Х22Н6Т; 08Х21Н6М2Т, а также двухслойные стали в сочетаниях углеродистой и легированной сталей. Трубы изготовляют из стали 10 и 20, а также перечисленных марок легированной стали. Наибольшая допускаемая разность температур кожуха и труб зависит от размеров теплообменника и его исполнения по материалу. Соблюдение температурных условий весьма важно, учитывая большие температурные деформации, испытываемые кожухом и трубами. Все теплообменники имеют условное обо- значение, по которому легко установить полную характеристи- ку; в числителе записываются: диаметр кожуха в мм, буква Т (теплообменник), исполнение (Н или К), пространственное положение (Г или В), условное давление в трубах и кожухе в кгс/см2, исполнение по материалу (М или Б с индексами), ис- полнение по температурному пределу (О — от минус 20 до 100 °C, С —от 100 до 200 °C, В от 200 до 300 °C, ВВ — от 300 до 350 °C, Н — от —20 до —30 °C); в знаменателе записывают- ся: диаметр теплообменной трубы в мм, длина труб в м, число ходов по трубному пространству, группа назначения (А или Б). Основные параметры и размеры горизонтальных и верти- кальных кожухотрубчатых теплообменников с плавающей го- ловкой даны в ГОСТ 14246—79 для групп назначения А и Б (по взрыво-, пожароопасности и токсичности теплообмениваю- щихся сред). Аппараты изготавливаются диаметром кожуха 325—1400 мм на условные давления в трубном пространстве и кожухе 1,6; 2,5; 4,0; 6,4; 8,0 МПа, поверхностью нагрева от 10 до 1246 м2 и с числом ходов по трубам 2 и 4. Вертикальные теплообменники поставляются с длиной труб 3000 мм и диамет- рами кожуха 325, 426, 530 мм. Материалы, применяемые для изготовления сборочных еди- 54
Таблица 1.6. Материалы, применяемые для изготовления сборочных единиц кожухотрубчатых теплообменных аппаратов Исполнение Сборочные единицы теплообменников кожух распредели- тсльиая ка- мера трубы трубная решетка Ml ВСтЗсп5 14637—6 по ГОСТ J Сталь марок 10 и 20 по ГОСТ 8733—74 и трубы электросварные по технической до- кументации, ут- вержденной в ус- тановленном по- рядке* Сталь марки 16ГС по ГОСТ 5520—79 М2 Сталь марки 16ГС но ГОСТ 1520—42. Тру- бы — сталь марки 20 Сплав марки АМг2 по ГОСТ 18475—73 Сплав марки АМг5 или АМгб по ГОСТ 4784—74 и ГОСТ 17232—71 М3 по ГОСТ 8731—74 Латунь ЛАМш77-2-0,05 по ГОСТ 494—76 Сталь марки 16ГС по ГОСТ 5520—79 с на- плавкой латунью марки ЛО62—1 или Л63 по ГОСТ 15527—70 М4 См. ис- полнение Ml См. исполне- ние Б1 Сталь марки 15Х5М или Х8 по ГОСТ 550—75 Сталь марки 15Х5М по ГОСТ 5632—72, ГОСТ 7350—77 (группа А), ГОСТ 8479—70 (груп- па IV) и технической документации, утверж- денной в установленном порядке** М12 См. исполнение Ml С таль марки 08Х22Н6Т по ГОСТ 9941—72 См. исполнение Ml Б1 Двухслойная сталь марки 16ГС+08Х13 или ВСтЗсп5-|-08Х13 по ГОСТ 10885—75 Сталь марки 08X13 по ГОСТ 9941—72 Сталь марки 12X13 по ГОСТ 5632—72, ГОСТ 7350—77 (группа А), ГОСТ 8479—70 (группа IV) и технической доку- ментации, утвержденной в установленном поряд- ке Б2 Двухслойная сталь марки 16ГС+ + 12Х18Н10Т или ВСтЗсп5+ + 12Х18Н10Т по ГОСТ 10885-75 Сталь марки 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т по ГОСТ 9941—72, трубы электро- сварные по техни- ческой документа- ции, утвержденной в установленном порядке Сталь марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632 72, ГОСТ 7350—77, (груп- па А), ГОСТ 8179—70 (группа IV) и техниче- ской документации, ут- вержденной в установ- ленном порядке 55
Продолжение Исполнение Сборочные единицы теплообменников кожух распредели- тельная ка- мера трубы трубная решетка БЗ Двухслойная сталь марки 16ГС + + 10Х17Н13М2Т или ВСтЗсп5 + + 10Х17Н13М2Т по ГОСТ 10885-75 Сталь марки 10Х17Н13М2Т по ГОСТ 9941—72 Сталь марки 10Х17Н13М2Т по ГОСТ 5632—72, ГОСТ 7350—77 (группа А), ГОСТ 8479—70 (груп- па IV) и технической документации, утверж- денной в установлен- ном порядке * Для условного давления до 4,0 МГТа (40 кг/см2) и температуры до 400 °C. ** от>4,2 МПа (42 кгс/см2). Примечания. 1. Разрешается изготовлять сборочные единицы из материалов др'гих мд рок по механическим свойствам и коррозионной стойкости не уступающим ма- териалам. указанным в таблице. 2. Теплообменники с трубными решетками из сталей марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т следует применять до температуры 350 °C. 3. Теплооб- менники исполнения М12 следует применять до температуры 300°C, ниц теплообменников (кожуха, распределительной камеры, труб и трубной решетки), обусловливаются рабочими парамет- рами эксплуатации; варианты исполнения обозначаются индек- сами МЛ, М2, М3, М.4, М12, Б1, Б2 и БЗ. (табл. 1.6). Размеще- ние отверстий в трубных решетках и поперечных перегородках трубного пучка, размеры отверстий под трубы и их взаимное р асположение даны в ГОСТ 13202—77. Для работы в условиях повышенных температур и высоких давлений применяют кожухотрубчатые теплообменники специ- альной конструкции (ГОСТ 23762—79). Их изготовляют для сред групп А и Б по взрыво- и пожароопасности и токсичности диаметром кожуха 800—1300 мм, поверхностью теплообмена 178—1088 м3. Температура теплообменивающихся сред — от —40 до +540 °C; условные давления в кожухе 5,0; 6,4; 8,0. в трубном пространстве. — 5,0; 6,4; 8,0; 10,0 МПа. Простотой конструкции и надежностью в эксплуатации от- личаются теплообменники с U-образпыми теплообменными тру- бами (ГОСТ 14245—79). Однако их можно применять в тех. случаях, когда теплообменные трубы не загрязняются в процес- се работы или когда образующуюся на стенках грязь можно легко смыть водой или каким-либо растворителем. Теплообмен- ники выпускают для сред, по пожаро- и взрывоопасности и токсичности отнесенных к группам А и Б, с диаметром кожуха 325—1400 мм, поверхностью теплообмена 14—1369 м2, рассчи- танные. на условное давление в трубном пространстве и кожухе 1.6; 2,5; 4,0; 6,4 и на температуру теплообменивающихся сред, от —30 до +450 °C. Применяются кожухотрубчатые конденсаторы с неподвиж- ными трубными решетками и с плавающей головкой. Они пре- дусмотрены для работы на воде или другой нетоксичной, не- ба.)
взрыво- и непожароопасной охлаждающей среде с. температу- рой от минус 20 до плюс 60 °C. По ГОСТ 15121- 79 конденсаторы изготавливают с непод- вижными трубными решетками и с температурным компенса- тором на кожухе в горизонтальном и вертикальном исполнении для групп А и Б диаметром кожуха от 600 до 1400 мм. Они предназначены для работы при температуре конденсируемой в кожухе среды от 0 до плюс 300 °C и давлениях охлаждающей среды в трубах — 0,6 МПа, конденсируемой среды в кожухе — 0,6; 1,0; 1,6; 2,5 МПа (для конденсаторов типа Н) и 0,6; 1.0; 1,6 МПа (для типа К). Конденсаторы имеют поверхность теп- лообмена от 46 до 865 м2 и число ходов 2, 4, 6. ГОСТ приводит варианты исполнения основных узлов и деталей конденсаторов по применяемым материалам в зависимости от эксплуатацион- ных условий, основные размеры их и наибольшие допускаемые разности температур кожуха и труб в зависимости от диаметра кожуха, давления (30—60 °C для типа И и 30—80 С — для типа К). Условное обозначение конденсаторов аналогично обо- значению теплообменников (вместо буквы Т ставится буква К). Кожухотрубчатые конденсаторы с плавающей головкой изго- товляются по основным параметрам и размерам, установлен- ным ГОСТ 14247—79. Их диаметр 600—1400 мм; поверхность теплообмена 87—831 м2; число ходов по трубам 2, 4, 6. Рабочие условия, температура конденсируемой среды в кожухе — от 0 до 400 °C, условное давление охлаждающей среды в трубах — до 1,0 МПа, условное давление конденсируемой среды—1,0; 1,6; 2,5 МПа. Конденсаторы исполняются по взрыво- и пожа- роопасности и токсичности конденсируемых сред по группам А и Б. ГОСТ приводит основные размеры конденсаторов, а также область применения их в зависимости от диаметра, давления и исполнения по материалу (Ml, М3, М12, Б2, БЗ). Для охлаждения водой или другим нетоксичным, непожаро- и невзрывоопасным хладоагентом жидких и. газообразных сред применяют кожухотрубчатые холодильники с неподвижными трубными решетками и холодильники с плавающей головкой. Для кожухотрубчатых холодильников с неподвижными труб- ными решетками и с температурным компенсатором на. корпусе, горизонтальных и вертикальных, групп исполнения по взрыво- и пожароопасности А и Б установлен ГОСТ 15120—79. Такие холодильники имеют диаметр кожуха от 159 до 1200 мм, по- верхность теплообмена от 1,0 до 937 м2, число ходов по трубам 1, 2, 4, 6. Предназначены для рабочих условий: по условному давлению охлаждающей среды в трубах 0,6 МПа, по ее темпе- ратуре от —2 до +60; по условному давлению охлаждаемой среды в кожухе 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 (для конструкции Н) и 0,6; 1,0; 1,6 МПа (для конструкции К), по ее температуре от 0 до 300 °C. ГОСТ приводит основные размеры таких аппаратов, пределы применения в зависимости от исполнения по материа- лам (Ml, М3, М10, МН, М12, М19, М20, Б2, БЗ) и наиболь- шую допускаемую разность температур кожуха п труб в зави- 57
Рис. 1.19 Общий вид выпарного аппарата с. соосной двухходовой греющей камерой: / — греющая камера; 2 — сепаратор; 3 — распреде- .пптельная камера. симости от диаметра кожуха, дав- ления в нем (20—40 °C для конст- рукции Н и 30—80 °C — для конст- рукции К). Кожухотрубчатые холодильники с плавающей головкой имеют диа- метр кожуха от 325 до 1400 мм, по- верхность теплообмена от 10 до 1246 м2, число ходов по трубам 2 и 4. Их рабочие условия определяются температурой охлаждаемой среды в кожухе от 0 до 400 °C, условному давлению в кожухе 1,6; 2,5; 4,0; 6,4 МПа, условному давлению в трубах до 1,0 МПа. ГОСТ 14244—79 приводит раз- меры холодильника, области при- менения в зависимости от диамет- ра, давления и исполнения по мате- риалу (Ml, М3, М12, Б2, БЗ). Применяемые для испарения сред в технологических процессах кожухотрубчатые испарите- ли изготовляют с неподвижными трубными решетками (Н) и с температурным компенсатором на кожухе (К), с жидким, газо- образным, парогазовым или парожидкостным теплоносителем и с паровым теплоносителем, для групп А и Б по взрыво- и пожа- роопасности и токсичности среды. Аппараты имеют диаметр кожуха от 600 до 1400 мм, поверхность теплообмена от 40 до 486 м2 и исполняются одноходовыми по трубам. Условия рабо- ты аппаратов: температура греющей и испаряемой сред от —30 до +350 °C, условное давление в трубах 0,6 и 1,0 МПа, в кожу- хе—0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 МПа (для исполнения Н) и 0,6; 1,0; 1,6 МПа (для исполнения К). Горизонтальные испарители с паровым пространством, со- гласно ГОСТ 14248—79, имеют диаметр кожуха от 800 до 2800 мм и рассчитаны на условные давления в кожухе от 1,0 до 2,5 МПа и в трубном пучке от 1,6 до 4,0 МПа при темпе- ратурах от —30 до +450 °C. Их изготовляют с плавающей го- ловкой (П) и с U-образными трубами, с коническим днищем диаметром от 800 до 1600 мм и с эллиптическим днищем диа- метром от 2400 до 2800 мм для групп А и Б по взрыво- и пожаро- опасности и токсичности сред. Варианты исполнения зависят от применяемых для изготовления сборочных единиц (кожуха, 58
распределительной камеры труб и трубной решетки): Ml, М4, Б1 и БЗ. ГОСТ 11987—81 устанавливает типы, основные пара- метры и размеры выпарных трубчатых стальных аппаратов с естественной, принудительной циркуляцией и пленочных с по- верхностью нагрева от 10 до 3150 м2, обогреваемых паром при давлении до 1,6 МПа. На рис. 1.19 показан выпарной аппарат с соосной двухходовой греющей камерой. Выпарные аппараты с естественной циркуляцией имеют диаметр сепаратора до 5600 мм, высоту до 18000 мм. Аппараты с принудительной цир- куляцией могут иметь диаметр сепаратора до 6300 и общую высоту до 25500 мм. Выпарные аппараты работают при давле- нии вторичных паров (паров, образующихся из раствора) от 0,0054 до 1,0 МПа и температурах сред 12—200 °C. Основным узлом аппаратов является греющая камера, представляющая собой трубчатый теплообменник. Греющий пар подается в меж- трубное пространство, выпариваемый раствор — в трубное. Греющая камера выполняется разъемной от остального аппара- та для возможности чистки поверхностей теплообменных труб. Кожухотрубчатые кристаллизаторы предназначены для вы- деления твердого вещества из его раствора или расплава (при затвердевании вещества). Большинство кристаллизаторов ра- ботают по принципу охлаждения раствора водой или рассолом. Теплообменники «труба в трубе». При небольших тепловых нагрузках, когда требуемая поверхность теплообмена не превы- шает 20—30 м2, целесообразно применение теплообменников типа «труба в трубе». Типы и основные размеры теплообменни- ков установлены ГОСТ 9930—78. Он предусматривает стальные теплообменники с гладкими и ребристыми теплообменными тру- бами, предназначенные для охлаждения и нагрева жидких и газообразных сред при температуре от —60 до +600 °C пяти типов: 1—разборные одно- и двухпоточные; 2 — неразборные однопоточные малогабаритные; 3 — разборные одноиоточные; 4—неразборные однопоточные; 5 — разборные многопоточные. На рис. 1.20 показан разборный однопоточный теплообменник. Спиральные теплообменники. Спиральные теплообменники изготовляются из двух спирально изогнутых листов, закрытых по торцам специальными крышками, обеспечивающими плот- ность. ГОСТ 12067—80 устанавливает типы, основные парамет- Рнс. 1.2G Разборный однопоточиый теплообменник «труба в трубе»: /—двойник; 2 — внутренняя труба; 3 — наружная труба; -/ — трубная доска; 5 — крыш- ка-калач; 6 — внутренний двойник-, 7 — опора. 59
2 Рггс. 1.21. Теплообменная пластина с прокладкой: 1. 4 — прокладки; 2, 3 — отверстия для первой жидко- сти; 5, 6 — отверстия для второй жидкости. ры и размеры на спиральные стальные теплообменники с поверхностью тепло- обмена от 10 до 100 м2, работающие при давлении до 1,0 МПа, а также при оста- точном давлении не ниже 80 кПа и тем- пературах рабочей среды от —20 до + 200 °C. Пластинчатые теплообменники . Бла- годаря высоким техникоэкономическим. д и эксплуатационным показателям плас- у тинчатые теплообменники получают рас- пространение; они менее металлоемкие, имеют более высокий коэффициент теп- лопередачи, меньшие гидравлические со- '' s противления, легко разбираются для очистки поверхностей теплообмена и др. Однако пластинчатые теплообменники работают при ограничен- ных давлениях и фложны в сборке из-за множества прокладок между собираемыми элементами. Для работы в средах, агрес- сивных по отношению к прокладке, и температурах выше 200 °C применяют неразборные пластинчатые теплообменники, элемен- ты которых собраны на сварке. Схема теплообменной пластины с прокладками — на рис. 1.21. Поверхность теплообмена в теплообменнике образу- ется собранными в нем в блок штампованными пластинами, имеющими па поверхностях гофры, образующие извилистые щелевидные каналы шириной 3—6 мм. Теплообмениваюшиеся среды омывают противоположные поверхности каждой пласти- ны. Четыре отверстия в пластинах образуют четыре канала — коллектора, в два из которых поступают, а из двух других от- водятся теплообмениваюшиеся жидкости после прохождения через каналы пластин. Пластины собирают на штангах и зажи- мают в блок (пакет) неподвижной и подвижной плитами, стя- гиваемыми винтом. Углеграфитовые теплообменники. Для процессов теплообме- на с участием высокоагрессивных сред используют углеграфи- товые теплообменники различного конструктивного оформле- ния: блочные, кожухотрубчатые, погружные и др. Блочные теп- лообменники собирают из графитовых блоков прямоугольного сечения, в которых выполнены перекрещивающиеся (но не пе- ресекающиеся) под прямым углом каналы. Блоки соединены так, что одна из жидкостей проходит вертикальные, а другая — горизонтальные каналы. Аппараты воздушного охлаждения. Аппараты воздушного ох- лаждения получили широкое применение благодаря экономич- 60
ности, удобству эксплуатации и ремонта. Применяемые в на- стоящее время конденсаторы и холодильники принципиально отличаются друг от друга расположением трубных секций и конструкцией воздухоподающего узла (рис. 1.22). Секции ап- паратов воздушного охлаждения состоят из четырех, шести или восьми рядов труб, закрепленных в трубных решетках, которые закрываются крышками. Длина теплообменных труб 1,5—12 м, внутренний диаметр 21 или 22 мм. Трубы имеют оребрение, по- верхность которого превышает поверхность гладкой трубы в 9—23 раза. Чаще применяются биметаллические трубы с нака- танным оребрением. Типы, основные параметры и размеры аппаратов воздушного охлаждения приведены в ГОСТе 20764—79 для конденсации и охлаждения газообразных и жидких сред. В зависимости от типа оребренных труб и примененных материалов аппараты могут использоваться при температуре среды от —40 до + 300 °C (при трубах с накатанным оребрением) и до +400 °C (при трубах с навитым оребрением). Аппараты изготавливают- ся на условное давление 0,6; 1,6; 2,5; 4,0 и 6,4 МПа следующих типов: АВМ—малопоточные, АВГ — горизонтальные; АВГ-В — горизонтальные для охлаждения вязких продуктов; АВГ-ВВ-- горизонтальные для охлаждения высоковязких продуктов; АВГ-Т — горизонтальные трехконтурные; АВЗ — зигзагообраз- Рис. 1.22. Типы аппаратов воздушного охлаждения (ЛВО): а — горизонтальные; б — вертикальные; в — зигзагообразные с одним вентилятором. 6Й
Таблица 1.7. Основные параметры аппаратов воздушного охлаждения Значения основных пара метров для типов Наименования основных параметров СП CQ со ь ri и- го СО CQ CQ со со И и и < < < < < < < Поверхность теплообмена, 105— 875- 890— 630— 7060— 265—3540— м2 840 6720 3590 1270 26880 9800 13100 Коэффициент оребрения 9,0; 14,6; 7,80 5,15 9,0; 14,6; 20,0; труб* Число секций в аппарате 20,0; 22,0** 1 1 з 8 22,0 12 | 6 Число рядов труб Длина труб, мм 4; 6; 8 5 1500; 4000; 8000 4; 6; 8 8000 6000 8000 Диаметр вентилятора, мм Число вентиляторов и их 3000 803 1; 2800 2 5000 2800 4 1 2 приводов Мощность привода, кВт во взры воз а щи [ценном 3 22; 30; 37; 4( 37; 22; исполнении в невзрывозащищенном 3 10/ 40; 30; 75; 37; 90 40 19; 18/32; 25/45 40 10/19; исполнении Л'ч;дlip'i.i охлаж. 1СПНЯ с коьффп 18/32; 25/45 ипсптамп оребрения 20 и 22 иэготов- .'|'яi.i।ся ня <л дасованню потребителя с предприятием-изготовителем. • М коэффициент о[ еб рен ия 22 —для труб из уг тсродпстой стили с навитым оребре- ние м. ные с одним вентилятором; АВЗ-Д — зигзагообразные с двумя вентиляторами. Малопоточные аппараты изготавливаются в двух исполнениях: горизонтальные (АВМ-Г), вертикальные (АВМ-В). В табл. 1.7 даны основные параметры аппаратов воз- душного охлаждения. уХппараты для высоких давлений (10 МПа и выше) изготов- ляют из неразъемных пучков труб. Сушилка — устройство для испарения из материала влаги. По способу подвода теплоты сушилки делятся на конвективные (материал соприкасается с нагретым газом), контактные (мате- риал соприкасается с горячей поверхностью), радиационные. К сушильным аппаратам и установкам общего назначения относятся барабанные, атмосферные, ленточные, вальцовые, вальцеленточные, роторные, распылительные и др. Из барабанных наибольшее применение нашли вращающие- ся атмосферные сушилки с насадкой (типа БН) и с гранулиро- ванием (типа БГ). Барабанные сушилки представляют собой цилиндрический сварной аппарат (барабан), установленный с наклоном под углом 1—4°. Вращение барабана осуществляется от индивидуального привода, состоящего из электродвигателя, редуктора и зубчатой передачи. Внутри барабана приварена на- <32
садка в виде лопастей. Ленточные сушилки представляют со- бой каркасную конструкцию, внутри которой размещены транс- портный конвейер, паровые калориферы и циркуляционные вен- тиляторы. В вальцеленточной и вальцовой сушилках основным элементом является вращающийся рифленый валок, обогревае- мый изнутри паром. В роторных внутри барабана расположен обогреваемый ро- тор с лопастями, который вращается в подшипниках, установ- ленных в торцовых крышках аппарата. Распылительная сушилка представляет собой цилиндриче- скую камеру с коническим днищем. В верхней части камеры установлен центробежный распылитель или пневматические форсунки. Тепловые аппараты К тепловым аппаратам относятся печи, топки, котлы. Печь — тепловой аппарат, в котором в результате горения топлива или химических реакций выделяется теплота, исполь- зуемая для отопления, тепловой обработки материалов и т. п. Печь химического производства предназначена для осу- ществления химических и физических превращений исходных материалов в химическом производстве путем их тепловой об- работки (ОСТ 2601-68—77). В зависимости от источника тепла печи делят на пламенные и электрические. По технологическо- му назначению печи могут быть разделены на следующие виды: для удаления влаги из материала (сушильные печи); нагрева- тельные; обжиговые; плавильные и т. д. Многообразием назна- чения обусловлено и многообразие конструкций печей. Трубчатая печь. Каталоги ЦИНТИхимнефтемаш, составлен- ные на основании нормалей, предусматривают трубчатые печи поверхностью нагрева 15—2200 м2 следующих типов: беспла- менного горения, с верхним отводом дымовых газов и верти- кальными трубами змеевика; узкокамерные с верхним отводом дымовых газов; с зональной регулировкой теплоотдачи; много- камерные; цилиндрические. В зависимости от способа сжигания топлива различают печи беспламенные с резервным жидким топливом, настильные с дифференциальным подводом топлива, настильные и объемно-настильные, пламенные со свободным фа- келом (рис. 1.23). Во вращающейся печи рабочая камера выполнена в виде полого цилиндра, установленного на опорных станциях и со- вершающего вращательное движение вокруг продольной оси. Вращающиеся печи бывают с непосредственным, наружным обогревом, муфельные. Вращающиеся печи непрерывного дей- ствия состоят из цилиндрического корпуса с бандажами, кото- рыми корпус сидит на опорных роликах. Последние вращают цилиндрический корпус-барабан (рис. 1.24). Внутри барабан футеруют огнеупорным кирпичом. 63
h’ Рис. 1.23. Трубчатая печь типа ЦС (цилиндрическая со свободным факелом горения): / — горелка; 2 — смотровое окно; 3 — корпус; 4 — футеровка; 5 — люк -лаз; 6 — змеевик. В печах с псевдоожиженным слоем тепловая обработка га- зообразных или зернистых материалов проводится в псевдоожи- женном слое. В шахтных печах в вертикальной рабочей камере обрабаты- вается твердый кусковой материал, а воздух и топочный газ движутся через слой обрабатываемого материала. Различают однокамерные и многокамерные шахтные печи. В муфельной однокамерной шахтной печи теплота передается через стенку муфеля. 64
Шахтная печь, предназначенная для обжига карбонатного сырья, представляет собой вертикальную шахту (цилиндриче- скую), выложенную огнеупорным кирпичом внутри металличе- ского кожуха. Пространство между кожухом и футеровкой за- полнено теплоизоляционной засыпкой. В камерных, печах непрерывного действия сжигание топли- ва производится в рабочей камере и материал подвергается тепловой обработке в факеле или потоке теплоносителя. Разли- чают факельные, аэрофонтанные (с фонтанирующим факе- лом), циклонные (с вращающимся потоком обрабатываемого материала или топлива) и камерные печи. В подовых механических печах обрабатываемый материал перемешивается и перемещается с помощью механических уст- ройств, а теплота от теплоносителя непосредственно передает- ся обрабатываемому материалу. Различают муфельные, одно- и многоподовые печи. Ванные печи — печи с подом, выполненным в форме ванны, в которой обрабатываемый материал находится в расплавлен- ном состоянии. Разновидностью являются отражательные ван- ные печи, в которых основная часть теплоты передается мате- риалу излучением, отражаемым от свода. К печам других типов следует отнести туннельную, с вра- щающимся кольцевым подом, с вращающимся тарельчатым подом, ретортную, тигельную, пневмотрубную, струйную печи. Общими для всех печей конструктивными элементами явля- ются фундаменты, металлические каркасы, стены и своды, трубные змеевики, топливное оборудование, система топливо-, воздухо- и пароснабжения, пароперегреватели, рекуператоры и площадки обслуживания. Трубные змеевики состоят из труб, соединяемых друг с дру- гом сваркой или двойниками различных конструкций. Для змее- виков применяют бесшовные катаные трубы из стали марок 10 и 20 по ГОСТ 1050—70 (при температуре 450 °C и некоррози- онной среде) и из легированных сталей — при более жестких эксплуатационных условиях. Продукт Рис. 1.24. Печь с вращающимся барабаном: /—откатная головка; 2 — барабан; 3 — бандаж; 4 — механизм привода; 5 — разгрузочная камера; 6 — опорная станция; 7 — опорно-упорная станция. 5-1204 6S
§ / аблица 1.8. Классификация технологических трубопроводов по группам и категориям Груп- па Среда Категория трубопроводов I II III IV V р , раб 'раб ^раб **раб ^раб ^раб ^раб 'раб ^раб ''раб А Продукты с токсиче- скими свойствами а) сильнодействую- щие ядовитые веще- ства — аммиак жид- кий и газообразный; аммиачная вода 25%-ная, нитрил ак- риловой кислоты, ок- сид углерода, серо- водород, сероуглерод, тетраэтилсвинец, хлор жидкий и газообраз- ный, хлорметил, ди- хлорэтан, синильная кислота, нитро- и аминосоединения аро- матического ряда Незави- симо От —150 до +700 — — — — — — — — б) дымящие кислоты: олеум, серная кисло- та (конц.), соляная кислота (конц.), азот- ная кислота (конц.), плавиковая кислота Незави- От —150 до 700 в) прочие продукты с токсическими свойст- вами: ацетальдегид, бензол, метанол-яд, Свыше 1,6 и ниже 0,08 От 350 до 700 От 0,08 до 1,6 От —150 до +350 1 — — —
окись этилена, хлор- бензол, фенол, крезол, толуол, монохлорид серы, оксид цинка, диэтиламин, диэтил- бензол, пиридин, сульфанол, этилбен- зол, этилтрихлорси- лан, щелочные рас- творы концентрацией более 10% (ДО о.ооп Горючие и активные легковоспламеняю- щиеся и горючие жидкости а) взрывоопасные сжиженные газы с давлением насыщен- ных паров при +20 °C более 0,6 МПа; пропан, пропилен, этан, эти- лен Свыше 2,5 Свыше 250 Свыше Свыше б) взрывоопасные сжиженные газы с давлением насыщен- ных паров при 20 °C менее 0,6 МПа; бу- тан, бутилен, диви- ннл, изобутан, изобу- тилен 2,5 250
До 2,5 От —150 до +250 От 1,6 до 2,5 От 120 До 1,6 От —150 до 250 до +120
00 Груп- па Среда ₽раб в) взрывоопасные га- зы: бутан, бутилен, водород, изобутан, изобутилен, контакт- ный газ, крекинг-газ, метан, пирогаз, про- пан, пропилен, топ- ливный газ, факель- ный газ, этан, этилен г) легковоспламеняю- щиеся жидкости (ЛВЖ) с температу- рой кипения ниже 45 °C: изопентан, пен- тан, этиловый эфир; д) легковоспламе- няющиеся жидкости с температурой кипения свыше 45 °C: ацетон, бензины, керосин, бу- тиловый спирт, бути- ловый эфир, этило- вый спирт, гексан, гептан, изопропило- вый спирт, бутилаце- тат, нефть е) горючие жидко- сти: мазут, масла, ди- зельное топливо, гуд- Незави- симо Ниже 0,08 до 0,001 Свыше 2,5 Ниже 0,08 до 0,001 Незави- симо Ниже 0,08 до 0,001 Незави- симо Ниже
Продолжение Категория трубопроводов II III IV V ^раб Рраб' Zpa6 ^раб Zpa6 ^раб ^раб ^раб *раб От 350 до 700 Незави- симо От 2,5 до 6,4 Ниже 0,095 до 0,8 От 250 до 350 Незави- симо От 1,6 до 2,5 От 120 до 250 До 1,6 От —150 до +120 — — Свыше 250 Незави- симо От 1,6 до 2,5 Ниже 0,095 до 0,08 От 120 до 250 Незави- симо До 1,6 От —150 до +120 — — — — От 350 до 700 Незави- симо От 2,5 до 6,4 Ниже 0,095 до 0,08 От 250 до 350 Незави- симо От 1,6 до 2,5 От 120 до 250 До 1,6 От —150 до +120 — — От 350 до 100 Незави- От 2,5 до 6,4 Ниже От 250 до 350 От 250 От 1 ,6 до 2,5 Ниже От 120 до 250 От 120 До 1,6 От —150 до +120 — —
рон, соляровое масло, 0,003 симо 0,08 асфальт, этаноламин, битум, масляные дис- тилляты, диэтилен- гликоль, диэтилкетон до 0,001 до 0,003 ж) высокотемпера- Незави- Свыше Незави- в турные органические теплоносители: доу- термы, дитолилметан И т. д. Пар водяной перегре- тый;2 симо 120 симо 1а) Незави- симо Свыше 580 До 3,9 16) Незави- симо От 540 до 580 От 2,2 До 3,9 1в) Незави- симо От 450 до 540 — г 1г) Пар водяной насы- щенный:2 Свыше 3,9 До 450 4а) — — — 2в) — — От 3,9 до 8,0 г 1д) Горячая вода:2 Свыше 8,0 Свыше 115 46) — — — 2в) — — до 8,0 1Д) Свыше 8,0 Свыше 115 — s
ДО 350 0,095 до 0,08 до 250 До 120 От 350 До 2,2 От 250 От 0,07 От 115 — до 450 до 350 ДО 1 ,6 до 250 До 350 От 1,6 До 250 — — — — до 2,2 — От 0,07 От 115 до 1,6 до 250 Свыше От 1,6 Свыше — 115 до 3,9 115 С.В ЫШ6 От 1,6 Свыше До 1,6 Свыше 115 — — 115 до 3,9 115
П родолжени? Груп- па Среда Категория трубопроводов I II 111 IV V ^раб ^раб ^раб *раб ^раб ^раб Рраб ^раб ^раб ^раб д Негорючие газы, жид- кости и пары: а) азот, вода, воздух, инертные газы, рассо- лы, растворы щело- чей концентрацией до 10% б) фреон Незави- симо Ниже 0,003 до 0,001 Свыше 1,5 От 450 до 700 Незави- симо Незави- симо От 6,4 до 10,0 Ниже 0,08 до 0,003 До 1,6 От 350 до 450 и от 0 до —150 То же Незави- симо От 2,5 ДО 6,4 Ниже 0,095 до 0,08 От 250 до 350 и от 0 до —70 До 2,5 От 120 до 250 и от 0 до —70 До 1,6 От 0 до 120 Примечания. 1. Рп^б— в МПа, /поб— в °C: давление ниже 0,1 МПа — абсолютное (вакуум). 2. Категории трубопроводов пара и горя- чен воды определены в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации пара и горячей воды» Госгортехнадзора СССР. 3. Трубопроводы водяного пара давлением ниже 0,07 МПа и горячей воды при температуре ниже 115 °C следует относить к категории У. Таблица 1.9. Выбор труб в зависимости от параметров транспортируемой среды Транспортируемая среда (классификация в соответствии с табл. 1.8) Предельные параметры среды D , мм Трубы Материал труб Pv МПа, не более Температура, °C от | до вид ГОСТ марка ГОСТ 1. Сжиженные газы независимо от давления насы- щенных паров, относящихся к 6,4 6,4 —70 —70 —40 —40 10—300 10-40 Крекинговые коммуника- ционные Бесшовные холоднотяну- тые и холоднокатаные гр. В 550— 75 8734—75 10Г2 1072 4543—71 4543—71
группам А и Б, сильнодействую- щие ядовитые ве- щества (СДЯВ), дымящиеся кис- лоты независимо от рабочих пара- метров, а также прочие продукты с токсическими свойствами, отно- сящиеся по рабо- чим параметрам к категории I. II. Группа А. Про- дукты с токсиче- скими свойства- ми, кроме указан- ных в пи. I и III и газообразного аммиака. Группа Б. Горю- чие и активные газы, ЛВЖ и го- рючие жидкости, кроме указанных в пп. I и Ш. 6,4 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 1,6 1,6 2,5 2,5 6,4 10,6
—70 —40 25—300 Бесшовные горячеката- ные гр. В 8732—78 10Г2 4543—71 —40 +450 10—40 Бесшовные холоднока- таные и холоднотянутые гр. В 8734—45 20 1050— 74 -40 +450 25—400 Бесшовные горячеката- ные гр. В 8732—78 20 1050—74 -40 +550 50—200 Бесшовные коммуника- ционные 550—75 15Х5М 5632—72 —40 + 570 10—400 То же МРТУ 14-4-21—67 12Х1МФ МРТУ 14-4-21—67 — 150 +600 10—40 Бесшовные холоднотяну- тые и холоднокатаные 9941—81 12Х18Н10Т 5632—72 —150 + 600 50—ЗСО Бесшовные горячеката- ные 9940—81 12Х18Н10Т 5632—72 —150 +700 10—40 Бесшовные холоднотяну- тые и холоднокатаные 9941—81 10Х17Н13М2Т 5632—72 — 150 +700 50—300 Бесшовные горячеката- ные 9940—81 10Х17Н13М2Т 5632—72 —30 +300 10—400 Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10705—80 гр. В 10704—76 10, 15 и 20 ВМСтЗсп ВМСтЗпс 1050—74 380—71 —30 —150 +300 + 600 500—1400 10—80 Электросварные по тре- бованиям ГОСТ 10706—76 гр. В Электросварные 10704—76 ВМСтЗпс ВМСтЗсп 380—71 —40 +400 Аналоги Аналоги 500—1000 4110 рбКОМ шо реком То же ендациям и. I настоящей ендациям п. I настоящей 11068—81 таблицы на 12Х18Н10Т Ру = 6,4 МПа Ру =10,0 МПа 5632—72
io _________________________________________________________________________________________________П родолженив Транспортируемая сре- да (классификация в соответствии с табл. 1.8) Предельные параметры среды мм Трубы Материал труб Ру, МПа, не более Температура, °C вид гост марка ГОСТ от до III. То же, что и в п. II настоящей таблицы, но ра- —40 +450 10—40 Бесшовные холоднотяну- тые и холоднокатаные гр. В 8734—75 20 1050—74 ботающие под вакуумом в пре- —40 +450 25—400 Бесшовные горячеката- ные гр. В 8732—78 20 1050—74 делах абсолютно- го давления от 0,95 до 1 кПа. —30 +300 500—1400 Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10706—76 гр. В 10704—76 ВМСтЗсп 10, 20 380—71 1050—74 IV. Группа В. Пар водяной перегре- тый. 1,о — +200 10—50 Водогазопроводные обыкновенные 3262—75 ВМСтЗсп ВМСтЗпс 380—71 Группа Г. Пар водяной насы- 1,6 — +200 Электросварные со спи- ральным швом гр. А и В 8696—74 ВМСт2кп 380—71 щенный, горячая вода. 1,6 — +300 10—400 Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10705—80 гр. В 10704—76 10, 20 ВМСтЗсп ВМСтЗпс 1050—74 380—71 1,6 — +300 500—1400 Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10706—76 гр. А 10704—76 ВМСтЗсп ВМСтЗпс 380—71 V. Группа Д. Него- рючие газы, жид- 1,0 0 +200 10—50 и в Водогазопроводные обыкновенные ВМСтЗсп ВМСтЗпс 380—71 кости и пары (кроме фреона). 2,5 —253 +600 10—80 Электросварные из не- ржавеющей стали 11068—81 12Х18Н10Т 5632—72 2,5 —40 +400 500—1200 Электросварные ТУ 14-3-109—73 17ГС 1050—74 2,5 —30 +300 10—400 Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10705—80 гр. В 10701—76 10, 20 СтЗсп СтЗпс 380—71 2,5 -30 J 300 500—1400 Электросварные по тех- ническим требованиям 10704—76 СтЗсп СтЗпс 380—71
6,4 10,0 I I ГОСТ 10706-80 гр. В I I 1 Аналогично рекомендациям п. I настоящей таблицы на Ру=6,4 МПа Аналогично рекомендациям п. I настоящей таблицы на . + =10,0 МПа Группа Д. Фреон. 1,6 —70 +450 10—40 Бесшовные холоднотяну- тые и холоднокатаные гр. В 8734—75 10Г2 4543—71 1,6 —70 +450 25—300 Бесшовные горячеката- ные гр. В 8732—78 10Г2 4543—71 1,6 —40 +450 10-40 Бесшовные холоднотяну- тые и холоднокатаные гр. В 8734—75 20 1050—74 1,6 —40 +450 25—300 Бесшовные горячеката- ные гр. В 8732—78 20 1050—74 1,6 -30 +300 10-400 Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10705—80 гр. В 10704—76 СтЗсп СтЗпс 380—71 1,6 2,5 и более —30 +300 По рек 500—1400 эмендация Электросварные по тех- ническим требованиям ГОСТ 10706—76 гр. В м п. I настоящей таблиць 10704—76 i на Ру = 6,4 СтЗсп СтЗпс и 10,0 МПа 380—71 Примечания. 1. При необходимости замены марок углеродистых сталей следует руководствоваться указаниями табл. 1.10 и 1.11. 2. Трубы бесшовные (ГОСТ 8732—78 и 8734—75) из стали марки 10. группа поставки В допускаются к применению для трубопроводов, транс- портирующих среды со скоростью коррозии до 0,1 мм/год на Ру до 10 МПа, для трубопроводов, транспортирующих среды со скоростью коррозии 0,1— 0,5 мм/год при £>у = 150 мм — на Ру до 10 МПа, при /)у = 200—350 мм —на Ру до 64 МПа и при £)у=400 мм — на Ру до 4 МПа. 3. Взамен труб электросварных по ТУ 14-3-109—73 из стали марки 17ГС Допускается применять трубы электросварные из стали марки 14ХГС. 4. Взамен труб бесшовных крекинговых из стали 15Х5М (ГОСТ 550—75) разрешается применять трубы коммуникационные из стали марки Х5М-У (улучшенной) по ТУ 14-3-457—76. 5. При выборе труб для трубопроводов пара и горячей воды с параметрами, превышающими указанные м в таблице, следует руководствоваться рекомендациями «Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопрозодов пара и горячей роды» ср Госгортехнадзора СССР.
Цельносварные трубные змеевики размещаются полностью внутри камер печи и удерживаются подвесками и кронштейна- ми из жароупорной стали. Разборные змеевики, применяемые при необходимости механической чистки внутренних поверхно- стей труб, составляются на двойниках-ретурбендах, вынесенных за пределы камер и размещенных в ретурбендиых камерах. Ретурбенды представляют собой стальные литые или кованые короба, изменяющие направление движения потока. Однопоточ- ные ретурбенды имеют два гнезда под трубы и два гнезда для герметизирующих камеру пробок, двухпоточные же соответст- венно по четыре. Дымовые трубы бывают стальными или железобетонными. Стальные трубы крепятся к фундаменту болтами, а их нижняя часть изнутри футеруется огнеупорным кирпичом на высоте до 15 м. Печи обычно снабжают пароперегревателями для перегрева технологического пара до нужной температуры и рекуператора- ми для подогрева воздуха, подаваемого на горение, за счет теп- .ла дымовых газов. Пароперегреватели собирают из стальных труб, образующих змеевик, рекуператоры изготовляют коробча- тыми с трубным пучком. Паровой котел представляет собой систему, состоящую из поверхностей нагрева, вспомогательных устройств, арматуры, органов и аппаратуры системы управления. Существуют различные способы классификации котлов в за- зависимости от того или иного характерного признака, который принимается в качестве определяющего: всего в зависимости от типа топки — со слоевыми (колосниковыми) топками, с ка- мерными (факельными) топками, с циклонными предтопками; в зависимости от типа циркуляции среды —с естественной циркуляцией, с принудительной циркуляцией, прямоточные; в зависимости от уровня рабочего давления — низкого давления (менее 4 МПа), среднего (4—8 МПа) и высокого (более8МПа). В ГОСТ 3119—76 приняты обозначения типов паровых котлов: П — котел прямоточный; Е — то же, с естественной циркуляцией; Пр — то же, с прину- дительной циркуляцией, Пп — прямоточный котел с вторичным перегревом лара, Еп — котел с естественной циркуляцией и вторичным перегревом пара; в обозначении типоразмеров паровых котлов первое число — паропроизводи- тельность (т/ч), второе число — давление пара (кгс/ем2). При сжигании раз- личных топлив указываются; Г — газовое топливо; М— мазут, ГМ — газ и мазут, Ж — жидкое шлакоудаление. Например, типоразмер Е-420-140 ТМ означает: паровой котел с естественной циркуляцией для сжигания газа и мазута на 420 т/ч пара при давлении около 14 МПа (140 кгс/см2). 1.3. ТРУБОПРОВОДЫ Трубопровод — сооружение из труб, плотно соединенных между собой, предназначенное для транспортирования газообразных, жидких и твердых продуктов. В зависимости от транспортируе- мого продукта различают газопровод, водопровод, нефтепро- вод, пульпопровод и т. п. 74
Все технологические трубопроводы в зависимости от харак- тера транспортируемой среды делятся на пять основных групп (А, Б, В, Г, Д), а в зависимости от рабочих параметров сре- ды (давления и температуры)—на пять категорий (I, II, III, IV, V) [10]. Классификация трубопроводов в зависимости от свойств и рабочих параметров среды приведена в табл. 1.8. При отсутст- вии в таблице необходимого сочетания параметров следует ру- ководствоваться тем параметром, который требует отнесения трубопровода к самой высокой категории. Категорию трубопро- вода, транспортирующего смесь продуктов, устанавливают по» компоненту, требующему отнесения трубопровода к более высо- кой категории. Трубы Выбор труб в зависимости от параметров транспортируемой среды следует проводить по табл. 1.9. Размеры труб из углеро- дистой и легированной стали должны приниматься по номен- клатуре труб, выпускаемых отечественной промышленностью [11]. Таблица 1.10. Марки стали бесшовных труб для технологических трубопроводов Группа трубопроводов Температура стенки трубы, °C от — 70 до —40 от —40 до +450 от 15 до +300 А, Б, В Г, Д 10Г2 10Г2 20; 10 20; 10 20; 10 20; 10; ВСт2сп; ВСтЗсп; ВСт4сп; Ст2сп; СтЗсп; Ст4сп. Примечание. Таблица составлена на основании данных ВСН 186—74. Таблица 1.11. Марки стали электросварных труб для технологических трубопроводов Группа трубопроводов Температура стенки трубы, °C от —30 до —15 от —15 до +300 А Б, В г, д 20; ВСтЗсп; ВСтЗпс; 20; 10; ВСтЗсп; ВСтЗпс 20; 10; ВСтЗсп; ВСтЗпс 20-, ВСтЗсп; ВСтЗпс 20; 10; ВСтЗпс; ВСтЗсп 20; 10; ВСтЗсп; ВСтЗпс; ВСт2сп; ВСт2пс; ВСт4сп; Ст2сп; Ст2пс; СтЗсп; СтЗпс; Ст4сп Примечания. 1. Таблица составлена на основании данных ВСН I8G—74. 2. Применение электросварных труб из спокойной стали при толщине стенки до 10 мм. включительно обязательно в том случае, если это предусмотрено проектом. 75.
В зависимости от технологии изготовления трубы могут быть бесшовными и сварными. Бесшовные горячекатаные трубы из углеродистой стали должны соответствовать ГОСТ 8731—74 и 8732—78. Марки ста- .лей для труб приведены в табл. 1.10. В зависимости от назначения должны поставляться трубы следующих групп: А — по механическим свойствам из стали марок Ст2сп, Ст4сп,. Ст5сп, Стбсп, по ГОСТ 380—71; Б — по химическому составу из спокойной стали 1 катего- рии по ГОСТ 380—71, а также из стали по ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71; В — по механическим свойствам и химическому составу из стали по ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71 и ГОСТ 380—71; Г — по химическому составу с контролем механических свойств на термообработанных образцах из стали по ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71; Д — без нормирования химического состава и механических свойств, но с гарантией испытательного гидравлического давле- ния. Бесшовные холоднотянутые и холоднокатанные трубы по техническим требованиям должны отвечать следующим стан- дартам: ГОСТ 8733—74 — Общие технические требования, ГОСТ 8734—75 — Сортамент. В зависимости от назначения должны поставляться трубы следующих групп: Б — по химическому составу из спокойной стали по ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71; В — по механическим свойствам и химическому составу из стали по ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71; Г — по химическому составу с контролем механических свойств на термообработанных образцах из стали по ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71; Е — после специальной термической обработки; Д — без нормирования химического состава и механических свойств, но с гарантией испытательного гидравлического дав- ления. Электросварные стальные трубы должны отвечать следую- щим стандартам: ГОСТ 10704—76 — Сортамент труб электросварных прямо- шовных. ГОСТ 10705—80 — Технические требования на трубы диа- метром от 8 до 530 мм; ГОСТ 10706—76 — Технические требования на трубы диа- метром от 426 до 1620 мм; ГОСТ 8696—74 — Сортамент и технические требования на трубы электросварные со спиральным швом. В зависимости от назначения поставляются электросварные стальные трубы следующих групп. 76
По ГОСТ 10705—80: А — по механическим свойствам из спокойной, полуспокой- ной и кипящей стали марок Ст2, Ст,3, Ст4 по ГОСТ 380—71; Б — по химическим свойствам из спокойной, полуспокойной и кипящей стали марок ВСт2, ВСтЗ, ВСт4 по ГОСТ 380—71, а также из спокойной, полуспокойной и кипящей стали марок 08, 10, 15 и 20 по ГОСТ 1050—74. В — по механическим свойствам и химическому составу из спокойной, полуспокойной и кипящей стали марок ВСтЗ, ВСт4 по ГОСТ 380—71, а также из спокойной, полуспокойной и ки- пящей стали марок 08, 10, 15, 20 по ГОСТ 1050—74. Д — без нормирования химического состава и механических свойств, но с гарантией гидравлического давления. По ГОСТ 10706—76: А — по механическим свойствам с испытанием гидравличе- ским давлением по ГОСТ 3845—75; Б — по механическому составу с испытанием гидравличе- ским давлением 2,5 МПа; В — по механическим свойствам и химическому составу с одновременным испытанием гидравлическим давлением по ГОСТ 3845—75; Д — без нормирования химического состава и механических свойств, но с нормированным испытанием гидравлическим дав- лением 2,5 МПа. По ГОСТ 8696—74: А — по механическим свойствам из стали III категории ма- рок Ст2, СтЗ по ГОСТ 380—71; В — по химическому составу из стали марок БСт2кп2, БСтЗси2, БСтЗкп2 по ГОСТ 380—71; В — по механическим свойствам и химическому составу из стали марок ВСт2кп и ВСтЗ по ГОСТ 3871; Д — без нормирования механических свойств и химического состава, но с нормированием гидравлического давления. Электросварные прямошовные трубы диаметром 426— 1620 мм по ГОСТ 10706—76 поставляются из стали по ГОСТ 380—71. Трубы из легированной стали для сред со скоростью корро- зии до 0,5 мм/год (по отношению к углеродистой стали) долж- ны применяться в следующих случаях: а) при рабочей температуре среды ниже —70 °C и выше + 450 °C; б) для сред, не допускающих присутствия соединений желе- за, если недопустимо применение труб из углеродистой стали с защитным антикоррозионным покрытием. Трубы из легированной стали по техническим требованиям должны отвечать следующим стандартам: ГОСТ 550—75 — Трубы стальные крекинговые; ГОСТ 9940—81 —Трубы бесшовные, горячекатаные, из не- ржавеющей стали. Сортамент; 77
ГОСТ 9941—81 — Трубы бесшовные, холоднокатаные и теп- локатаные из нержавеющей стали. Сортамент; ГОСТ 11068—81 —Трубы электросварные из нержавеющей стали. Для сжиженных газов, относящихся к группам А и Б, трубо- проводы должны изготовляться только из бесшовных труб. Электросварные трубы не рекомендуется применять для тру- бопроводов, в которых при дросселировании возникают резкие изменения напряжения, а также для обогревающих спутников. При применении бесшовных и электросварных труб из угле- родистой стали по ГОСТ 380—71 для транспортирования средств, относящихся к группам А (а), А (б), А (в), Б (а), Б (б), В (в), Б (г), Б(д), категорию стали следует принимать не ниже четвертой. Для трубопроводов, транспортирующих газообразный ам- миак, указанные трубы по ГОСТ 10706—76 могут применяться только с обязательным 100%-ным контролем сварных швов не- разрушающими методами в соответствии с п. 9 этого стан- дарта. Электросварные трубы больших диаметров по ГОСТ 10704— 76 могут быть заменены электросварными трубами со спираль- ным швом по ГОСТ 8696—74 из материалов и в пределах при- менения, указанных в табл. 1.11. Фланцы Выбор фланцев в зависимости от рабочих параметров транс- портируемой среды должен производиться по ГОСТам и нор- малям (табл. 1.12) с учетом требований, изложенных ниже. Материал фланцев следует принимать по табл. 1.12, по нор- малям и ГОСТам на фланцы, с учетом рабочих параметров среды. Для высокоагрессивных сред и сред при температурах, на которые указанные документы не распространяются, мате- риал фланцев устанавливается по рекомендациям проектных или научно-исследовательских организаций. Плоские приварные фланцы разрешается применять для технологических трубопроводов, работающих при условном давлении не выше 2,5 МПа и температуре среды не выше 4-300 °C. Для трубопроводов, работающих при условных дав- лениях выше 2,5 МПа или при температуре выше 300 °C, неза- висимо от давления должны применяться только фланцы, при- варные встык. На трубопроводах, транспортирующих горючие, токсичные и сжиженные газы, плоские приварные фланцы, применяемые при условном давлении среды Ру до 1,0 МПа, должны быть рассчитаны на Ру не ниже 1,0 МПа. При Ру больше 0,1 МПа должны применяться плоские приварные фланцы, рассчитан- ные на условное давление, соответствующее рабочим парамет- рам среды. 78
Таблица 1.12. Выбор типа и материала фланцев в зависимости от параметров среды Тип фланцев Давление условное, МПа Температурные пределы применения сталей, °C ВСтЗспЗ ВСтЗпсЗ ВСтЗГпсЗ гост 380—71 ВСтЗсп4 ВСтЗпс4 ВСтЗГпе4 ГОСТ 380—71 20, гост 1050—74 16ГС гост 5520—79 09Г2С ГОСТ 5520—79 10Г2 ГОСТ 4543—71 15ХМ ГОСТ 4543—71 15Х5М ГОСТ 4543-71 12Х18Н10Т 10Х17Н13М2Т 10X17H13M3T ГОСТ 5632—72 Плоские приварные С соединитель- 1,0; 1,6; От 0 до От —20 до От —30 От —40 От —70 • — — От —70 до ным выступом 2,5 + 300 + 300 до +300 до +300 до +300 + 300 С выступом 1,0; 1,6; От 0 до От —20 до От —30 От —40 От —70 — — — От —70 до или впадиной 2,5 + 300 + 300 до +300 до +300 до +300 + 300 С шипом и па- 1,0; 1,6; От 0 до От —20 до От —30 От —40 От —70 — — — От —70 до зом 2,5 + 300 + 300 до +300 до +300 до +300 +300 Приварные встык С соединитель- ным выступом С выступом или впадиной С шипом или пазом Под прокладку овального или восьмиугольно- го сечения Под линзовую прокладку 1,0; 1,6; 2,5 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,4 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,4 6,4; 10,0; 16,0 6,4; 10,0: 16,0 — — От —30 до +450 От —30 Illi 1 От —70 до +450 От —70 до —30 От —70 до —30 От 0 до +550 От 0 до +550 От 0 до +550 От 0 до +560 От 0 до + 560 От —40 до +550 От —40 до +550 От —40 до +550 От —40 до +600 От —40 От —70 до +550 От —70 до +550 От —70 до +550 От —70 до + 600 От —70 до + 600 От ДО От до От до От до —70 + 450 —70 + 450 —70 + 450 —70 + 450 до От до От до От до +450 —30 +450 —30 +450 —30 +450 От до От ДО От до —70 -30 —70 —30 —70 -30 до + 600 Примечав ня. 1. Возможность применения фланцев для температур ниже -70 “С в каждом конкретном случае должна быть согласован с голозной конструкторской организацией по данному виду оборудования. 2. Фланцы из стали 20 (мартеновской) допускается применять до —40*0 при условии их нормализации. 3. В случае изготовления плоских приварных фланцев методом холодной гибки температурный предел применения стали марок ВСтЗспЗ, ВСтЗпсЗ. ВСтЗГпсЗ должен приниматься +200 °C. 4. Допускается изготовление фланцев из сталей, не ука- Jp ванных в настоящей таблице, если по техническим требованиям они не хуже приведенных.
Рис. 1 25. Уплотнительные поверхности фланцев арматуры и соединительных частей трубопроводов: .7 — гладкая с уплотнительными канавками; б — гладкая; п — под линзовую прокладку; —под кольцевую ироклг1дку овального сечения; д — выс ту и-впядп и а , с — mini — паз. Если толщина стенки выбранных труб меньше регламенти- рованной в ГОСТе на плоские приварные фланцы, то для флан- цевых соединений с плоскими приварными фланцами должны применяться фланцы с патрубками. Конструкцию уплотнительной поверхности фланцев (рис. 1.25) в зависимости от параметров среды следует выбрать по табл. 1.12. При выборе типа уплотнительной поверхности флан- цев для соединения трубопроводов в зависимости от транспор- тируемой среды и условного давления необходимо руководст- воваться данными табл. 1.13. Таблица 1.13. Выбор типа уплотнительной поверхности фланцев Среда Давление Р , МПа Рекомендуемый тип уплотни- тельной поверхности Все среды групп В, Г, Д 2,5 Гладкая Все среды группы А и Б, >2,5 Гладкая с уплотнительны- кроме А(а) и ВОТ (высоко- ми канавками температурный органиче- ский теплоноситель) Е1се среды, кроме ВОТ >2,5 Выступ — впадина Среды группы А (а) <0,25 Гладкая с уплотнительны- >0,25 ми канавками Выступ — впадина ЕЮТ Независимо Шип — паз Фреон Независимо Выступ — впадина Все среды под вакуумом 0,095—0,05 Гладкая с уплотнительны- 0,05—0,01 ми канавками Шип — паз 80
Для фланцев на Рус2,5 МПа могут применяться только мягкие или металлические гофрированные с мягкой набивкой прокладки. При применении металлических прокладок следует предусматривать фланцы на Ру не менее 8,0 МПа. При давлении Ру от 6,4 МПа и выше вместо фланцев с. уп- лотнительной поверхности типа «выступ — впадина» могут при- меняться соответствующие фланцы под прокладку овального сечения или с гладким соединительным выступом под зубчатую металлическую прокладку. Крепежные детали Выбор крепежных деталей для фланцевых соединений и мате- риалов для них в зависимости от рабочих условий следует про- изводить по табл. 1.14. При изготовлении шпилек или болтов и гаек твердость шпи- лек или болтов должна быть выше твердости гаек не менее чем на 30 НВ (30 единиц по Бринеллю). Болты для фланцевых соединений следует изготовлять по ГОСТ 7798—70, а гайки к ним — по ГОСТу 5915—70. Шпильки изготовляют по ГОСТ 9066—75, а также по ОСТ 26-2040— 77 26-2043—77, а гайки к ним — по ГОСТ 5915—70 и 9064—75, а также по указанным ОСТам. Углеродистые стали для изготовления шпилек следует при- менять и в нормализованном состоянии. Шпильки из легиро- ванных сталей должны подвергаться термообработке и после этого иметь механические свойства, приведенные в табл. 1.15. Прокладочные материалы Выбор прокладок и прокладочных материалов для уплотнения фланцевых соединений в зависимости от транспортируемой среды и ее рабочих параметров рекомендуется проводить по табл. 1.16. Кроме материалов прокладок, перечисленных в табл. 1.16, по рекомендациям соответствующих проектных и научно-иссле- довательских организаций допускается применение во фланце- вых соединениях металлических зубчатых и спирально-навитых прокладок по ОСТ 26—02—399—72, а также прокладок из раз- личных пластмасс в пределах их физико-химических свойств. Прокладки из фторопластового уплотнительного материала (ФУМ) и фторопласта следует применять во фланцевых соеди- нениях с уплотнительной поверхностью типа «шип — паз». Трубопроводная арматура Промышленная трубопроводная арматура — это устройства, устанавливаемые на трубопроводах и емкостях и обеспечиваю- щие управление (отключение, распределение, регулирование, 6—1204 81
Таблица 1.14. Выбор материала для изготовления Рабочие условия Болты Шпильки давление условное, /Jv, МПа рабочая тем- пература, dC марка стали гост марка стали ГОСТ от д° До 2,5 —40 + 300 35, класс 1050—74 — — прочности 5,6 или 6,6 —70 + 300 — 12Х18Н10Т 5632—72 Более 2,5 —40 +400 — — 35Х; 38ХА 4543—71 —40 +450 — — ЗОХМА 4543—71 —70 —40 — — 20ХНЗА 4543—71 —40 + 540 — — 25Х2М1Ф — —40 +565 — — 20Х1М1Ф1ТР ТУ14-1-552-72 —70 +600 — 45Х14Н14В2М — —70 +600 — — 0Х14М20ВЗТ — * Применяется при температуре до 540 °C. Примечания. 1. Возможность применения аустенитных сталей марок I2X18H лее 300 °C должна подтверждаться расчетом на прочность автором проекта. 2. Легиро состоянии. 3. Допускается изготовление крепежных деталей из сталей, па указанных смешивание и др.) потоком рабочих сред путем изменения про- ходного сечения [12]. От вида технологического процесса, протекающего в систе- мах, работающих под давлением жидкости или газа (периоди- ческий или непрерывный), зависит его арматурное оформление. Кроме того, в зависимости от условий эксплуатации к арматуре предъявляют ряд требований, приведенных ниже: Основные требования, предъявляемые к промышленной трубопро- водной арматуре Безопасность эксплуатации ........................... Предотвращение загрязнения окружающей среды Надежность........................................... Экономичность........................................ Параметры, влия- ющие па обеспе- чение основных требований* I, 2, 10, 12 1, 2, 7, 10, 12 1,2,7,8,10,12 1-12 * 1 — герметичность затвора; 2 — герметичность относительно окружающей среды; 3 - масса и габариты; 4— стоимость; 5 — удобство монтажа, обслуживания и ремонта; б — долговечность и цикличность; 7 — продолжительность открытия и закрытия; 8 — кор - розпонная стойкость; 9 — гидравлическое сопротивление; 10—взрывоопасность; 11 —эсте- тика; 12 — эргономика. Естественно, что главные факторы, обеспечивающие выпол- нение основных требований к арматуре, — конструкция, техно- логия и качество изготовления. Ниже приведена классификация промышленной трубопро- водной арматуры по назначению и основным конструктивным особенностям: 1. По назначению промышленная трубопроводная арматура делится на следующие виды: 82
крепежных деталей Гайки Шайбы марка стали ГОСТ марка стали ГОСТ 25, класс прочно- 1050—74 — сти 5 или 6 12Х18Н10Т 5632—72 — 35Х, 40Х 4543—71 ВСтЗ 380—71 40Х 4543—71 ВСтЗ 380—71 10Г2 4543—71 15ХМ 4543—71 25Х1МФ —. 15ХМ 4543—71 25Х1МФ* — 15ХМ 4543—71 12X18Н10Т 5632—72 12Х18Н10Т 5632—72 12Х18Н10Т 5632—72 12Х18Н10Т 5632—72 ЮТ, 10Х17Н13М2Т для изготовления шпилек на Ру более 2,5 МПа или температуру бо- ванные стали для крепежных деталей след>’ет применять в термически обработанном в настоящей таблице, если по техническим требованиям они не хуже приведенных. запорная, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды (например, клиновая задвижка, шаровой кран, электро- магнитный клапан, дисковый затвор); регулирующая, предназначенная для регулирования пара- метров рабочей среды посредством изменения ее расхода (на- пример, регулирующий клапан); распределительно-смесительная, предназначенная для рас- пределения потока рабочей среды по определенным направле- ниям или для смешивания потоков (например, смесительный клапан); предохранительная, предназначенная для автоматической защиты оборудования от аварийных изменений параметров (на- пример, предохранительный клапан, пилотно-предохранитель- Таблица 1.15. Механические свойства сталей для крепежных деталей Марки сталей Предел проч- ности , МП а Предел теку- чести , МПа Относи- тельное удлинение, о/ /0 Относитель- ное сужение поперечного сечения, % Ударная низкость, МДж/м2 Число твердости по Бринел- лю, НВ Де м е нее Не более зох 650 450 15 45 0,6 280 35Х и 38ХА 750 570 15 45 0,6 200 25Х1МФ (ЭН10) 850 700 15 50 0,6 280 45XI4HI4B2M 700 320 20 35 0,5 250 (ЭИ69) ЗОХМА 800 650 15 45 0,6 280 83
°? Таблица 1.16. Ьыбор материалов прокладок в зависимости от параметров фланцев среды и типов уплотнительной повер.хноы и Прокладки Предельная температура, °C Предел рабочего давления, МПа, при уплотнительной поверхности фланцев Среда Материал и конструкция гост, нормаль, ТУ от ДО гладкой выступ- впадина шип — паз под кольце- вую про- кладку овального сечения Резина техниче- ская кислотоще- лочестойкая (КЩ) 7338—77 —30 4-50 1,0 — > — — Вода, воздух, нейтральные растворы солей, нейтральные газы и пары (азот, водород и др.), серная кислота конц. до 65%, соляная кислота конц. 10-32% Резина техниче- ская маслобензо- стойкая (МБ) 7338—77 —30 4-50 1,0 — — — Тяжелые нефтепродукты, ке- росин, масла, бутиловый спирт Резина техниче- ская теплостойкая (Т) 7338—77 —35 + 140 +80 1,0 1,0 Водяной пар, сухие нейтраль- ные и инертные газы Воздух Паронит общего 481—80 — +250, 2,5 6,4 — — Вода назначения (ПОН) —40 +450 +200 + 15 + 150 + 150 2,5 2,5 2,5 1,6 1,6 6,4 6,4 Вакуум от 50 до 95% — Водяной пар, сухие нейтраль- ные и инертные газы Тяжелые нефтепродукты Легкие нефтепродукты Спирты Аммиак жидкий и газообраз- ный Паронит маслобен- зостойкий (ПМБ) 481—80 — +200 +300 2,5 2,0 — Вакуум от 50 до 99% — Легкие нефтепродукты Тяжелые нефтепродукты
—40 -1-60 1,6 — + 150 2,5 —182 — 0,25 — +490 2,5 Паронит, армиро- 481—80 — +250 2,5 2,5 ванный сеткой — +450 (ПА) — +250 2,5 — +400 2,5 — +200 2,5 Паронит электро- 481—80 — + 180 2,5 лазерный (ПЭ) —15 + 150 1,6 — +200 — Пластикат поливи- ТУ — 15 +40 1,0 нилхлоридный МХП2024—49 Картон прокладоч- ный пропитанный 9347—74 +40 1,0 марки А Картон асбестовый 2850—80 —15 +450 0,15 Фибра листовая 14613—69 —15 +80 1,0 техническая +250 Фторопласт-4 10007—80Е -269 — Алюминий иТОЖ- женный марки АМЦ —196 +250 1,6 S Алюминий АЗ 11069—74 — +425 1,6
— > — Сжиженные и газообразные уг- леводороды С,—С5 5,0 — — Кислород и азот газообразный — — — Кислород и азот жидкий 6,4 — — Коксовый газ 10,0 — Вода 10,0 — Пар водяной 7,5 — — Воздух, нейтральные и инерт- ные газы 7,5 Вакуум от 50 до 99% — Тяжелые нефтепродукты 7,5 » — Легкие нефтепродукты 2,5 — — Щелочи копц. 30—40%, водо- род, кислород 2,5 2,5 — Аммиак жидкий и газообраз- ный 0,6 0,6 — Нитрозные газы 4,0 Жирные кислоты, аммиак, ме- тиловый спирт, кислоты азот- ная (56%), серная (75%), сер- нистая (любая), соляная (лю- бая), фосфорная (100%), гид- роокись натрия (40—60%) — — — Вода — — — Углеводороды жидкие и газо- образные, в том числе мазут, масла, смолы и др. 1,6 Вакуум от 50 до 90% — Нейтральные газовые среды — 2,5 — Кислоты и щелочи любой кон- центрации, растворители 4,0 Вакуум от 50 до 99% Углеводороды жидкие и газо- образные, в том числе мазут, масла, смолы и другие неаг- рессивные среды 4,0 То же — То же
GO 02 Прокладки Материал и конструкция гост, нормаль, ТУ Медь листовая мягкая марки М2 495—77 Свинец марки С2 3778—77Е Гофрированные асбомедные Гофрированные асбоалюминиевые — Спирально - нави- тые, каркас из стали 12Х18Н10Т, наполнитель из паронита марки ТП-1 Спирально - нави- тые, каркас из стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, напол- нитель из парони- та марки КП-2 ОСТ 2602-399—72 ОСТ 2602-399—72
П родолжение Тредельная тем- пература, СС Предел рабочего уплотнительной давления, МПа, при поверхности фланцев Среда от ДОЛ гладкой выступ— впадина шип — паз под кольце- вую про- кладку овального сечения — 196 +250 2,5 10,0 Вакуум от 50 до 99% — Вода перегретая, водяной пар, жидкие и газообразные нефте- продукты —15 +50 0,6 — То же — Морская вода, серная кислота (0,5—80%) +20 0,6 Раствор сернистой кислоты ук- сусной кислоты 1—60%, хлор чистый и сжиженный —70 +315 2,5 6,4 — — Фенол, ацетон, бензол, толуол, влажный водяной пар —70 +425 2,5 0,4 Тяжелые и легкие нефтепро- дукты, углеводородные газы, сухой водяной пар, диоксид углерода, доменные и дымовые газы +450 2,5 10,0 Пар, вода и другие неагрес- сивные среды — +250 1,6 1,6 — — Кислоты, щелочи, окислители и другие агрессивные среды
Спирально - нави- тые, каркас из стали 12Х18Н10Т ОСТ 2602-399—72 + 690 2,5 10,0 — — Пар, сухие газы, тяжелые не- фтепродукты наполнитель из асбестовой бумаги марки АРБ-3 Зубчатые из низ- По специаль- —40 +470 10,0 Углеводороды жидкие и газо- коуглеродистой стали Зубчатые из стали ным черте- жам — 196 +700 10,0 образные (бензин, смазочные масла, смолы и др.), водяной пар, газы и пары нейтральные То же 12Х18Н10Т Зубчатые медные По специаль- — 196 +250 — 10,0 — -— То же Кольцевые оваль- ным черте- жам —40 +475 - — 16,0 Углеводороды жидкие и газо- ного сечения из низкоуглероди- стой стали 08КП Кольцевые оваль- —70 + 690 16,0 образные (бензин, мазут, сма- зочные масла, смола и др.), водяной пар, газы и пары ней- тральные То же ного сечения из стали 08Х18Н10Т Примечание. Материал прокладок следует принимать с учетом химических свойств среды, воздействующей на прокладку. При вы- боре материала прокладок для агрессивных сред можно руководствоваться «Рекомендациями по выбору материалов для химически стойких Прокладок» (НИПХиммаш, 1965 г.), «Указаниями по выбору материала прокладок фланцевых соединений трубопроводов, работающих в Ов условиях воздействия агрессивных сред» («Минхимпром СССР, 1967 г.), а также «Рекомендациями по выбору материала прокладок фланце- -sj вых соединений трубопроводов, работающих в условиях воздействия агрессивных сред» (ЦНИЛХИМСТРОГ1, Москва. 1968 г.).
ное устройство, содержащее пилотный предохранительный кла- пан, разрывная мембрана); обратная, предназначенная для автоматического предотвра- щения обратного потока рабочей среды (например, обратный клапан); фазораспределительная, предназначенная для автоматиче- ского разделения рабочих сред (например, конденсатоотвод- чик); отключающая, предназначенная для автоматического пре- дотвращения потерь рабочей среды в случае повреждения си- стемы, а также для ограничения расхода в системах сверх уста- новленного предела (например, отключающий клапан). Все большее распространение получает арматура, предназ- наченная для выполнения нескольких функций, например, за- порно-регулирующая, обратно-запорная, регулирующе-предо- хранительная и т. д. Такую арматуру по назначению можно на- звать комбинированной, в ней одни и те же элементы служат выполнению различных функций. Этим она отличается от арма- турных блоков, в которых отдельные виды арматуры различно- го назначения объединены в одном корпусе и могут быть внутри него связаны или не связаны между собой каналами. 2. По направлению перемещения запорного органа трубо- проводную арматуру можно разделить на четыре вида: задвижки, в которых запорный или регулирующий орган со- вершает возвратно-поступательное движение перпендикулярно оси потока рабочей среды; это характерно также для шланго- вой и плунжерной арматуры; клапаны, в которых запорный или регулирующий орган со- вершает возвратно-поступательное движение параллельно на- правлению оси потока рабочей среды; краны, в которых запорный или регулирующий орган имеет форму тела вращения, поворачивающегося вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды; дисковые затворы, в которых запорный или регулирующий орган поворачивается вокруг оси, не являющейся его собствен- ной осью. 3. По видам присоединения арматура может быть фланце- вой, муфтовой, цапфовой, штуцерной, под приварку. 4. По виду уплотнения подвижных элементов от окружаю- щей среды арматура может быть сальниковой, сильфонной, мембранной и шланговой, а также цельной (например, элек- тромагнитный клапан, в котором усилие через цельную стенку передается на подвижные элементы с помощью электромагнит- ного поля). 5. По характеру перемещения запорного или регулирующего органа арматура может быть непрерывной и релейной: непрерывная — когда запорный или регулирующий орган перемещается плавно, занимая определенное положение в за- 88
висимости от значения и направления управляющего воздей- ствия; релейная — когда запорный или регулирующий орган пере- мещается скачкообразно и принимает два или более определен- ных постоянных положения в зависимости от значения и на- правления управляющего воздействия; наиболее распростране- на релейная арматура двухпозиционного действия. 6. В промышленной трубопроводной арматуре для переме- щения запорного или регулирующего органа в основном приме- няют три вида привода: ручной*, электрический и пневматиче- ский привод. Электрический привод может быть электромагнитным и электромеханическим, состоящим из электродвигателя и редук- тора. 7. В зависимости от числа подсоединительных патрубков для прохода среды всю арматуру можно разделить на двухходовую и многоходовую. Двухходовая арматура по направлению дви- жения среды на выходе относительно направления движения на входе делится на проходную и угловую. При выборе типа запорной арматуры (кран, вентиль, за- движка) следует руководствоваться положениями: а) основным типом запорной арматуры, рекомендуемым к применению для трубопроводов диаметром от 50 мм и выше, является задвижка, имеющая минимальное гидравлическое со- противление, надежное уплотнение затвора, небольшую строи- тельную длину и допускающая переменное направление движе- ния среды; б) вентили рекомендуется применять для трубопроводов диаметром до 50 мм; при диаметре более 50 мм вентили могут применяться тогда, когда гидравлическое сопротивление запор- ного устройства не имеет существенного значения, или когда по условиям технологического процесса требуется ручное дроссе- лирование давления, или в подобных случаях; в) краны следует применять в специальных случаях, когда применение задвижек или вентилей по каким-либо соображе- ниям недопустимо или нецелесообразно (например, краны на трубопроводах для полимеризующихся жидкостей, запорные устройства на мерниках для спирта, на линиях мазута, масел и т. п.). Вся трубопроводная арматура с металлическим уплотнени- ем в затворе, применяемая для технологических трубопроводов, по классу герметичности должна соответствовать требованиям ГОСТа 9544—75 (табл. 1.17). Арматура, применяемая для опасных сред (пожаро- и взры- воопасные газы, сжиженные газы, ЛВЖ и т. п.), а также для энергосред (пар, ВОТ и т. п.), должна соответствовать клас- су I герметичности затвора по ГОСТ 9544—75. Стальную арматуру из углеродистых и легированных сталей разрешается устанавливать на трубопроводах для любых жид- 89
Таблица 1.17. Нормы герметичности арматуры ♦ Образование на краях уплотнительных поверхностей затвора росы (при испытании капли, или наличие неотрывающихся пузырьков не является дефектом. ких п газообразных сред, не агрессивных по отношению к этим материалам. Для сред со скоростью коррозии более 0,5 мм в год выбор арматуры производится по рекомендации научно-ис- следовательских или проектных организаций. Арматуру из ковкого чугуна марки не ниже КЧЗО—6 (ГОСТ 1215—79) и из серого чугуна марки не ниже СЧ 15—32 (ГОСТ 1412—79) для трубопроводов, транспортирующих среды групп В и Г, на которые распространяются «Правила устройст- ва и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» Госгортехнадзора СССР, допускается устанавливать в пределах параметров, указанных в табл. 1.18. Арматуру из ковкого чугуна марки не ниже КЧЗО—6 (ГОСТ 1215—79) допускается устанавливать на трубопроводах для сред групп В и Г (кроме указанных выше) и группы Д в пре- делах параметров указанных в каталогах. Для сред групп А (в), В (в), В(д), Б(е) допускается установ- ка арматуры из ковкого чугуна указанных марок в пределах рабочих температур среды не ниже —30 °C и не выше +150 °C, при давлении среды не более 1,6 МПа. При этом для рабочих Таблица 1.18. Пределы применения арматуры из чугуна Избыточное давление среды, МПа Температура среды, °C не выше Условный проход, мм, не более Марка чугуна (ГОСТ) 1,6 300 80 Не ниже марки КЧЗО—6, (ГОСТ 1215—79) 1,0 200 300 Не ниже марки СЧ15—32, (ГОСТ 1412—79) 0,6 120 600 То же 0,25 120 1600 ъ 90
давлений среды до 1,0 МПа должна приниматься арматура, рассчитанная на Ру не менее 1,6 МПа, а для рабочих давлений более 1,0 МПа — арматура, рассчитанная на Р7 не менее 2,5 МПа. Не разрешается применение арматуры из ковкого чугуна на трубопроводах, транспортирующих среды групп (а), А(б), Б (а), Б (б), Б (г), за исключением жидкого аммиака, для кото- рого допускается применение специальной (аммиачной) арма- туры из ковкого чугуна в пределах параметров, указанных выше для сред групп А (в), Б (в), Б (д), Б (е). Арматуру из серого чугуна марки не ниже СЧ 15—32 ГОСТ 1412—79) допускается устанавливать на трубопроводах для сред группы Д (см. табл. 1.9) в пределах параметров, ука- занных в каталогах. Для сред групп А(в), Б (в), Б(д) и Б(е) допускается уста- новка арматуры из серого чугуна указанных марок в пределах рабочих температур не ниже —10 °C и не выше +100 °C для рабочих давлений не выше 0,6 МПа; при этом должна прини- маться арматура, рассчитанная на давление не менее 1,0 МПа. Не разрешается применение арматуры из серого чугуна на трубопроводах, транспортирующих среды групп А (а), А (б), Б(а), Б(б), Б(г), а также на паропроводах и трубопроводах горячей воды, используемых в качестве спутников. Чугунная арматура из серого и ковкого чугуна не допуска- ется к применению, независимо от среды, рабочего давления и температуры, в следующих случаях: на трубопроводах, подвер- женных вибрации; на трубопроводах, работающих при резко переменном температурном режиме среды; при возможности значительного охлаждения арматуры в результате дроссель-эф- 91
фекта, вызываемого прохождением большого количества газа через малые отверстия с последующим снижением его давле- ния; на трубопроводах, транспортирующих газообразные взрывоопасные и ядовитые среды всех групп, содержащие воду или другие замерзающие жидкости, при температуре стенки трубопровода ниже О °C, независимо от давления; в об- вязке насосных агрегатов, в том числе на вспомогательных тру- бопроводах, при установке насосов на открытых площадках. На трубопроводах, работающих при температуре среды ни- же 40 °C, следует применять арматуру из соответствующих ле- гированных сталей, специальных сплавов или цветных метал- лов, имеющих при наименьшей возможной температуре корпу- са арматуры ударную вязкость металла не ниже 0,2 МДж/м2. Арматура общего назначения, изготовленная из хромонике- левых сталей, как правило, может применяться при температу- ре среды не ниже —70 °C. При температуре среды ниже —70 °C следует применять арматуру специальной конструкции, учитывающей условия эксплуатации при низких температурах. 1.4. РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ МАШИН, АППАРАТОВ И ТРУБОПРОВОДОВ Расчет валов Основные положения. Вал любого роторного агрегата является его важнейшей составной частью, поскольку производитель- ность, точность технологических операций, ресурс агрегата и другие важные показатели зависят прежде всего от динамиче- ских перемещений и напряжений в материале вала. Расчету вала предшествует разработка расчетной схемы, от- ражающей лишь наиболее важные факторы и исключающей все те несущественные особенности, которые не могут сказаться ни на точности расчета, ни на работоспособности агрегата в целом. Так, материал вала считают сплошной однородной изотропной средой с идеальной упругостью, а деформации вала—'Малыми по сравнению с его размерами. В зависимости от числа установленных на валу дисков, шкивов, барабанов, мешалок, зубчатых колес, муфт и других узлов и деталей разнообразного назначения различают валы с одной и многими сосредоточенными массами. При этом относи- тельно менее массивные элементы полагают лишенными массы. По виду поперечного сечения различают валы постоянного и переменного сечений. В зависимости от места установки под- шипников валы подразделяют на однопролетные (с концевой опорой) и консольные. Наиболее часто валы рассматривают как прямые статически определяемые стержни, закрепленные в шарнирных опорах и подвергающиеся изгибу и кручению задан- ными нагрузками. Центр опорного шарнира для валов на ко- ротких опорах (одиночный подшипник качения, сдвоенный 92
подшипник качения при условии самоустанавливаемости всего блока опоры, самоустанавливающийся подшипник скольжения при l/d = G,Q—1,2 и несамоустанавливающийся короткий под- шипник скольжения при //d<0,6) на расчетных схемах соот- ветствует середине подшипника [13]. Расчет статической прочности, жесткости и устойчивости ва- лов. На статическую прочность валы рассчитывают по наиболь- шей возможной кратковременной нагрузке (с учетом динамиче- ских и ударных воздействий), повторяемость которой мала и не может вызвать усталостного разрушения. Так как валы в основном работают в условиях изгиба и кручения, а напряжения от продольных усилий невелики, то эквивалентное напряжение в точке наружного волокна <4, к в = У^и2 + Зтк2 где Ои — наибольшее напряжение при изгибе моментом Л1И; On=Ad„/lV’K; т1; — наибольшее напряжение при кручении моментом Мк; xK = MK/WK; tt7u и У — соответственно осевой и полярный моменты сопротивления сечения ва- ла: №и = л£Н/32; «7к = 21Г',и = лД3/16. Для валов круглого сплошного сечения диаметром D °эки = я£)3 Ш.2 + 0,75Л4К2 Запас прочности по пределу текучести /2T = oT/o3KB; обычно принимают пт=1,2—1,8. Опасное сечение (сечения), для которого следует найти за- пас прочности, определяется значениями моментов и размера- ми сечений. Это сечение находят после построения эпюр изги- бающих и крутящих моментов. Если нагрузки действуют на вал в разных плоскостях, то, проектируя силы на оси координат, вначале строят эпюры моментов в координатных плоскостях, а затем проводят геометрическое суммирование изгибающих моментов. Если угол между плоскостями действия сил не превышает 30°, то для простоты считают, что все силы действуют в одной плоскости. Тонкостенные валы могут выходить из строя вследствие по- тери устойчивости (выпучивания) как от действия крутящих моментов, так и в результате изгиба. Тонкостенные валы при кручении и изгибе рассчитывают на устойчивость. Действующая внешняя нагрузка изменяется либо по симметричному, либо по асимметричному циклу. В этом слу- чае расчет вала ведут на усталостную прочность [14]. При проектировании валов следует проверять прогибы и углы поворота сечений. Перемещения сечений валов вычисля- ют с помощью интеграла Мора или правила Верещагина [14]. Допустимые перемещения (прогибы и углы поворота) сече- ний вала зависят от требований, предъявляемых к конструк- 95
ции, и особенностей ее работы. 'Ниже приведены допустимые значения углов поворота сечения вала в местах расположения деталей: Детали Угол, рад Подшипники качения шариковые однорядные........................ 0,005 шариковые сферические.................... 0,05 роликовые цилиндрические.................... 0,0025 роликовые конические ....................... 0,0016 Подшипники скольжения............................ 0,001 Зубчатые колеса.............................. 0,001—0,002 Максимальный прогиб валов, несущих зубчатые колеса, обычно не должен превышать 0,02—0,03% от расстояния между опорами, а допустимый прогиб под колесами составляет 0,01m для цилиндрических и 0,005 m— для конических, гипоидных и глобоидных передач (где т —модуль зацепления). Допустимые углы закручивания валов также зависят от тре- бований и условий работы конструкции и лежат в пределах 0,20—1° на 1 м длины вала. На практике нередко наблюдаются изгибные (поперечные), крутильные (угловые) и изгибно-крутильные колебания валов. Во избежание резонансных колебаний необходимо знать допу- стимый диапазон (по частоте или оборотам) рабочих режимов, ограничиваемый частотой собственных колебаний системы. При расчете частоты собственных колебаний вал с присоеди- ненными дисками (зубчатыми колесами и т. п.) принимают за стержень (балку) с сосредоточенной массой (массами), шар- нирно закрепленный в жестких (или упругих) опорах. В приб- лиженных расчетах массу вала приводят к массе диска (путем суммирования масс с учетом коэффициента приведения массы вала, зависящего от расположения опор и диска, а также от вида колебаний). Методика расчета частот собственных изгибных и крутиль- ных колебаний систем изложена в литературе [14]. Расчет сосудов и аппаратов Нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обеча- ек, конических элементов, днищ и крышек сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, применяемых в хими- ческой, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промыш- ленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением и под дейст- вием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов установлены ГОСТ 14249—80. Нормы и методы расчета на прочность применимы при соблюдении «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлени- 94
ем», утвержденных Госгортехнадзором СССР, и при условии, что отклонения от геометрической формы и неточности изготов- ления рассчитываемых элементов сосудов и аппаратов не пре- вышают допусков, установленных нормативно-технической до- кументацией. Расчетную температуру определяют на основании тепловых расчетов или результатов испытаний. При положительных температурах за расчетную тем- пературу стенки элемента сосуда или аппарата следует принимать наиболь- шее значение температуры стенки. При отрицательной температуре стенки за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений следует принимать 20“С. Под рабочим давлением для сосуда и аппарата следует понимать мак- симальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического дав- ления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана пли других предохранительных устройств. Под расчетным давлением в рабочих условиях для элементов сосудов и аппаратов следует понимать давление, на которое производится их расчет на прочность. Как правило, принимают, что расчетное давление равно рабо- чему или выше него. При повышении давления в сосуде или аппарате во время действия пре- дохранительных устройств более чем на 10% (по сравнению с рабочим) эле- менты аппарата следует рассчитывать на давление, составляющее 90% дав- ления при полном открытии клапана или предохранительного устройства. Для элементов, разделяющих пространства с разными давлениями (на- пример в аппаратах с обогревающими рубашками), за расчетное следует при- нимать либо каждое давление в отдельности, либо давление, при котором требуется большая толщина стенки рассчитываемого элемента. Если обеспе- чивается одновременное дс-йствие давлений, допускается производить расчет на разность давлений. Под пробным давлением в' сосуде или аппарате следует понимать давле- ние, при котором производится испытание сосуда или аппарата. Допускаемое напряжение [о] при расчете по предельным нагрузкам со- судов и аппаратов, работающих при статических однократных* нагрузках, определяют по следующим формулам: для углеродистых и низколегированных сталей / ат или <тй ., [о] = -q mini---------- <7в . gflio5 . gl% юз ^В 1 ^д * для аустенитных сталей а1% 105 Мп В тех случаях, когда отсутствуют данные по пределу длительной проч- ности, или же по условиям эксплуатации необходимо ограничить величину деформации (перемещения), для определения допускаемого напряжения ис- пользуют предел ползучести. * Если сосуды и аппараты работают при многократных статических на- грузках, но число циклов нагружения от давления, стесненности температур- ных деформаций или других воздействий не превышает 103, то в расчетах на прочность такая нагрузка условно считается однократной. При определе- нии числа циклов нагружения не учитывают колебание нагрузки в пределах 15% от расчетной. 95
Таблица 1.19. Коэффициенты прочности сварных швов <р Вид сварного шва Значение (р при длине контролируемого шва, % от общей длины* 100% 10-50% Стыковой или тавровый с двусторонним сплош- 1,0 0,9 ным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой Стыковой с подваркой корня шва или тавровый 1.0 0,9 с двусторонним сплошным проваром, выполняе- мый вручную Стыковой, доступный сварке только с одной сто- 0,9 0,8 роны и имеющий в процессе сварки металличе- скую подкладку со стороны корня шва, приле- гающую по всей длине шва к основному металлу Втавр, с конструктивным зазором свариваемых 0,8 0,65 деталей Стыковой, выполняемый автоматической и полу- 0,9 0,8 автоматической сваркой с одной стороны с флю- совой или керамической подкладкой Стыковой, выполняемый вручную с одной стороны 0,9 0,65 * Объем контроля определяется техническими требованиями на изготовление и пра- вилами Госгортехнадзора СССР. Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать приведенным ниже: «т "в "д пп Рабочие условия .... Испытания . . 1,5 2,4 1,5 1,0 гидравлические .... пневматические .... . . 1,1 . . 1,2 — — — Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям (п) должен быть равен единице, за исключением стальных отливок, для которых коэф- фициент 1] имеет следующие значения: 0,8 — для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю перазрушающимн методами; 0,7 — для осталь- ных отливок. При расчете на прочность сварных элементов сосудов и аппаратов в рас- четные формулы следует вводить кооэффициеиты прочности сварных швов (ср): срр — продольного шва цилиндрической или конической обечаек; i; т—кольцевого шва цилиндрической или конической обечаек; <рк — сварных швов кольца жесткости; ера — поперечного сварного шва для укрепляющего кольца; Ф, <рл, <ро — сварных швов выпуклых и плоских днищ и крышек (в зави- симости от расположения). Числовые значения этих коэффициентов должны соответствовать приве- денным в табл. 1.19. Для бесшовных элементов сосудов и аппаратов <р = 1. При расчете сосудов и аппаратов необходимо учитывать прибавку к расчетным толщинам элементов сосудов и аппаратов. Исполнительную толщину стенки элемента сосуда и аппарата следует определять по формуле s SR с 96
Рис. 1.26. Расчетная схема гладких цилиндрических обе- чаек: а — обечайка с фланцем или с плоским днищем; б — обечайка с жесткими перегородками. Прибавку к расчетным толщинам находят по формуле С — С1 + С2 4“ С3 Обоснование всех прибавок к расчетным толщинам должно быть приве- дено в технической документации. При двустороннем контакте с коррозионной и(или) эрозионной средой прибавка с, для компенсации коррозии и (или) эрозии должна соответствен- но увеличиваться; с2— прибавка для компенсации минусового допуска. Технологическая прибавка с3 предусматривает компенсацию утонения стенки элемента сосуда или аппарата при технологических операциях — вы- тяжке, штамповке, гибке труб и т. д. В зависимости от принятой технологии эту прибавку должно учитывать предприятие-изготовитель при разработке рабочих чертежей. Прибавки с2 и с3 учитывают в тех случаях, когда их суммарное значение превышает 5% номинальной толщины листа. Технологическая прибавка с3 не включает округление расчетной толщины до стандартной толщины листа. Гладкие цилиндрические обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением (рис. 1.26). Толщину стенки следует рассчитывать по формулам: _ PD . SR 2 [о] фр — р ’ S sft + с Допускаемое внутреннее избыточное давление следует рас- считывать по формуле _ 2 [а] фр($—с) - D + (s - с) При изготовлении обечайки из листов разной толщины, со- единенных продольными швами, расчет толщины обечайки при- водят для каждого листа с учетом имеющихся ослаблений. Цилиндрические обечайки, подкрепленные кольцами жест- кости, нагруженные внутренним избыточным давлением (рис. 1.27). Для определения размеров колец жесткости при заданном расчетном давлении р и толщине стенки s следует коэффици- ент Л рассчитать по формуле р (D 4-s— с) «=-2фр[а1(*-С)-1 Если К4<0, то укрепления кольцами жесткости не требует- ся. В диапазоне 0<К4< (2срт/<рр—1) расстояние между двумя 7—1204 97
Рис. 1.27. Расчетная схема цилиндрической обечайки, подкрепленной кольцами жесткости. кольцами жесткости b и площадь поперечного сечения кольца Лк следует рассчитывать по формулам: 4. ><,<«-«) Если (2<рт/фр—1), толщину стенки необходимо увеличить до такого размера, чтобы выполнялось условие 0<к<2 — — 1 Фр При определении площади поперечного сечения кольца жесткости Дк следует учитывать прибавку с( для компенсации коррозии. Допускаемое внутреннее избыточное давление следует опре- делять из условия [р] = min{[p]1; [р]г}- Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности всей обечайки, рассчитывают по фор- муле Ак 2 [о] фр (s — с) 4- 2 — [а]к фк = Р + (s —с) 98
Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности обечайки между двумя соседними кольца- ми жесткости, рекомендуется рассчитывать по формуле _ 2 [ст] Ср.г (s — с) 2 Ц-Хга2 1Р12- D + (s-c) ‘I+VtA^p , йг где М = D(s — c) Днища выпуклые. На рис. 1.28 приведены схемы расчета эллиптических, полусферических и торосферических днищ. Рас- четные формулы применимы при следующих условиях: для эллиптических днищ 0,002 < S1~C <0,1; 0,2 <-^-<0,5 для торосферических днищ $1 — С 0,002 < — <0,1 Для торосферических днищ в зависимости от соотношения параметров R, Dit ц приняты следующие типы днищ: тип A R~D,; 0,095Dx тип В 7?~0,9D1; r1^0,170D1 тип С RxO,8Dl; r1>0,lo()Dl Эллиптические и полусферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением. Толщину стенки следует рассчитывать по формулам: PR 2<p[oJ — О,5р • S1 S1R + с Допускаемое внутреннее избыточное давление следует рас- считывать по формуле i 2<р [ст] fa — с) LPJ — + 0,5(5! — г) Радиус кривизны в вершине днища Я = ОЩН, где R = D — для эллиптических днищ с // = 0,252); R = 0,5/) для полусфериче- Рис. 1.28. Расчетная схема выпуклых днищ: а — эллиптическое днище: б — полусферическое днище; в — торссферическое днище. 7* 99
Если длина цилиндрической отбортованной части днища hx> >0,8y/)(si—с) (для эллиптического днища) или >0,3]/£>(si—с) (для полусферического днища), то толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки. Для днищ, выполненных из целой заготовки, коэффициент <р=1. Для днищ, выполненных из нескольких заготовок, коэф- фициент <р следует определять в соответствии с табл. 1.19. Торосферические днища, нагруженные внутренним избыточ- ным давлением. Толщину стенки в краевой зоне следует рас- считывать по формулам _ РД1Р1 2<р[а] ’ S1 S1R + с (1) Для сварных днищ необходимо дополнительно проверить толщину стенки в центральной зоне по формулам: рТ? si« = 2<р [о] — р : si > + с (2) Допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны рассчитывают по формуле 2 (Sj — с) ср [а] [Р1 =-----------Ж------------- (3) Для сварных днищ допускаемое избыточное давление необ- ходимо дополнительно проверить из условия прочности цент- ральной зоны по формуле 2 (st — с) ср [о] (4) За допускаемое принимают меньшее из рассчитанных давле- ний, по формулам (3), (4). В случае сварки днищ из листов различной толщины в формулы (3), (4) следует подставлять соответствующие значения толщин стенок для краевой и цент- ральной зон. Коэффициент 0! следует определять в соответствии с рис. 1.29, а, а коэффициент р2 — в соответствии с рис. 1.29,6, или по формулам: для типа А для типа В для типа С Р2 = max 1 1,25; Р2 = max 11,0; Р2 = max ]0,9; Для днищ, изготовленных из целой заготовки, коэффициент <р= 1. Для днищ, изготовленных из нескольких частей, коэффи- циент ср следует принимать по табл. 1.20. 100
Рис. 1.29. Графики для определения коэффициентов р, (а) и р2 (б). Если длина цилиндрической отбортованной части днища hl^0,8^Di(si—с), то толщина цилиндрической части днища должна быть не меньше толщины обечайки. Днища и крышки плоские круглые. Формулы для расчета плоских круглых днищ и крышек применимы при условии (Si—c)/Z)RcO,l. При (s,—c)/Dr>0,1 допускаемое давление сле- дует умножить на поправочный коэффициент Кр = min j 1; _______2,2______' 1+V1 + [6 (S1-c)W Проверка допускаемого давления для днищ и крышек при ($1—с)/£)к>0,1 проводится во всех случаях. Толщину плоских круглых днищ и крышек сосудов и аппа- ратов, работающих под внутренним избыточным давлением, Таблица 1.20. Коэффициент прочности сварных швов <р для днищ Эскиз днища <р для формул (1), (3) ф для формул (2), (4) Для шва А фл | 1 Для шва В 1 | <Ра При d/D<0,6 1 | <Ра При dJD^Ofi фв 1 Примечание. Значения коэффициентов и <рв следует определять по табл. 1.19. 101
следует рассчитывать по формулам: stR — KKqDr [а] ф ; si Sir + с Коэффициент К = 0,38—0,53, в зависимости от конструкции днищ и крышек (табл. 3, ГОСТ 14249—80). Коэффициент ос- лабления Ко для днищ и крышек, имеющих одно отверстие и несколько отверстий, определяют соответственно по формулам / d / d V /1-^ (di/D^ K°~V * + d₽+(dJ Коэффициент ослабления Ко для днищ и крышек без отвер- стий принимают равным 1. Во всех случаях присоединения днища к обечайке мини- мальная толщина плоского круглого днища должна быть боль- ше или равна толщине обечайки. Допускаемое давление, на плоское днище или крышку сле- дует определять по формуле (S Q \ 2 kkodr '} Н*р Гладкие конические обечайки, нагруженные внутренним из- быточным давлением. Толщину стенки рекомендуется рассчи- тывать по формулам: _____рОк 1 . . , 2 [а] фр — р cos а ’ Sk SkR с- Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитыва- ют по формуле 2 [д] Фр (зк — с) DK/cos а + (sK — с) Расчет на прочность укрепления отверстий в сосудах и аппаратах Расчет на прочность укрепления отверстий выполняют по ГОСТ 24755—81, который предполагает следующие соотноше- ния размеров: Параметр Цилиндри- ческие обе- чайки Конические обечайки (переходы и днища) Эллиптиче- ские днища Сферические и торосфе- рические днища Отношение диаметров Отношение толщины стенки обечайки или днища к диаметру -^<10 S ^-<0,1 -^-<10 Dk s 0,1 cos а du ЛГ-<0,5 S D <0,1 "Д- <0,5 -^-<°,1 102
Расчетные диаметры укрепляемых элементов определяют по следующим формулам: для цилиндрической обечайки и конической обечайки (пере- хода или днища) —соответственно Dr = D и £)я=Ок/соза для эллиптических днищ для эллиптических днищ при // = 0,25/) Dr = 2D 1/1 —3(х/0)а для сферических днищ и торосферических вне зоны отбор- товки DH = 2R где R для торосферических днищ определяют по ГОСТ 14249—80. Расчетный диаметр отверстия в стенке обечайки, перехода или днища при наличии штуцера с круговым поперечным сече- нием, ось которого совпадает с нормалью к поверхности в цент- ре отверстия, а также расчетный диаметр отверстия для штуце- ра, ось которого лежит в плоскости поперечного сечения ци- линдрической или конической обечайки или кругового отвер- стия без штуцера равен — d + 2cs Расчетные толщины стенок укрепляемых элементов опреде- ляют в соответствии с ГОСТ 14249—80. Для эллиптических днищ, работающих под внутренним давлением, расчетную тол- щину определяют по формуле _ рРц Sli 4<р [а] — р Расчетную толщину стенки штуцера, нагруженного как внут- ренним, так и наружным давлением, определяют по формуле p(d + 2cs) 1R 2<pi [a]! — р Расчетные длины внешней и внутренней частей штуцера, участвующие в укреплении отверстия (рис. 1.30), определяют по формулам соответственно /1Л = min {4; 1,25 V(d + 2cs) (Sj — cj) l3R = min [ /3; 0,5 V(d + 2cs) (s3 — 2cJ} В случае проходящего штуцера принимают $з=5ь 103
Рис. 1.30. Основная расчетная схема соедине- ния штуцера со стенкой сосуда. Ширина зоны укрепления в обе- чайках, переходах и днищах lo = (s — с) Расчетную ширину зоны укрепле- ния в стенке обечайки, перехода или днища в окрестности штуцера и рас- четную ширину накладного кольца определяют по формулам соответственно Zfl=min{/; Vd^(s —с)} = min {l2; Д/DR (s2 + s — c) | Отношения допустимых напряжении определяют следующим образом: f [aIi 1 y1==rmn 11,0; - 1 — для внешней части штуцера; ( [<т], ] X2=min <1,0; > — для накладного кольца; | [о]з 1 5(3=min <1,0; !— для внутренней части штуцера Расчетный диаметр отверстия, не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки сосуда, рассчиты- вают по формуле 4л = °.4 У^я (s — с) Расчет укрепления одиночных отверстий. Отверстие считают одиночным, если ближайшее к нему отверстие не оказывает на него влияния, что имеет место, когда расстояние между на- ружными поверхностями соответствующих штуцеров (рис. 1.31, 1.32) удовлетворяет условию b Vn^(s2' + s —с) + УDr (s2" + s — с) (4а) Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего до- полнительного укрепления, при наличии избыточной толщины стенки сосуда вычисляют по формуле = 2 PiF" - 0 8) Vdr(s-c) Если расчетный диаметр одиночного отверстия удовлетворя- ет условию dR<d0, то дальнейших расчетов укрепления отвер- стий не требуется. 104
Рис. 1.31. Расположение взаимовлияющих отверстий. При укреплении отверстия утолщением стенки сосуда или штуцера накладным кольцом, или торообразной вставкой, или отбортовкой должно выполняться условие укрепления: 11R (S1 — S1R — cs) Xi + W2X2 + lsR (ss — 2cs) Xs + Ir (s — Sr — c) ^0,5(dR—dOR)SR (5) Допускается укреплять отверстие без использования наклад- ного кольца. В этом случае расчет укрепления проводят по формуле (5), в которой принимают $2 = 0. При этом длину внешней части штуцера /] отсчитывают от наружной поверхно- сти аппарата. При отсутствии штуцера и укреплении отверстия накладным кольцом и утолщением стенки сосуда в условии укрепления (5) принимают /1« = /зл = 0. При этом исполнительную ширину на- кладного кольца /2 отсчитывают от края отверстия. Рис. 1.32. Укрепление взаимовлияющих отверстий. 105
Расчет укрепления отверстия при помощи накладного коль- ца проводят по формуле (6), определяющей площадь попереч- ного сечения накладного кольца A2 = l2RS2'. 1 Я2 > — {0,5 (dR — doR) sR — lR(s — sR — с) — Л2 Gff (si S1R cs) Xi fa 2cs) ya (6) Если s2>2s, to накладные кольца допускается устанавли- вать снаружи и изнутри сосуда или аппарата, причем толщину наружного кольца принимают 0,5s2, а внутреннего (0,5s2 + c). Расчет укрепления взаимовлияющих отверстий. Если не выполнено условие (4а), то расчет взаимовлияющих отверстии (см. рис. 1.31, 1.32) проводят следующим образом. Вначале рассчитывают укрепления для каждого из этих отверстий от- дельно, а затем проверяют достаточность укрепления перемыч- ки между отверстиями, для чего определяют допускаемое дав- ление для перемычки [р] по формуле г 1 2КХ (s—с) <р [ст] И - 0,5(Ол' + Кл')+«-с 1 где = min (1,0; . , Gr(s' — cs)Xi' + faffS2'X2' + z'3fffa' — 2с3')Хз' , ______________________b(s—c)___________________21 К /1 4-0 bd*' + dK\л.К (d' + 2c> *₽ I'iR K3 ^1 + 0,5 -b j + Ki Dk, + iff faCs") Xi ~Ь 8Я$гХ2 4~ faff fa 2cs*) 73* b (s — c) , ^ + 2cs" Ф 1“1R\ + dr" Если ось сварного соединения обечайки удалена от наруж- ных поверхностей обоих штуцеров более чем на три толщины стенки укрепляемого элемента 3s и не пересекает перемычку, то коэффициент прочности сварного шва в формулах (7) и (8) принимают <р=1. В остальных случаях принимают <pfal, в зависимости от вида и качества сварного шва. Коэффициент прочности продольных сварных швов штуце- ров ср/=1 и ф1/^=1, если угол между соответствующими свар- ными швами на окружности штуцеров и линией, соединяющей оси штуцеров, не менее 60°. В остальных случаях <р/<1 и tp/'^l, в зависимости от вида и качества соответствующего сварного шва. Для выпуклых днищ Кз = 1. Для цилиндрических и кониче- ских обечаек коэффициент Кз находят из соотношения Кз = = (1 + cos2 <р) /2. 106
Оценка прочности элементов трубопровода Основы расчета прочности. В расчет прочности элементов тру- бопровода входят оценка напряжений, возникающих в резуль- тате внешних воздействий; оценка условий эксплуатации, свя- занных с технологическим процессом; оценка прочности при за- данных механических характеристиках материала. Расчет прочности трубопроводов для производств с ярко выраженными технологическими особенностями изложены в специальных справочниках и монографиях [14—18]. Общими характеристиками эксплуатации трубопроводов большинства производств являются температурный режим и агрессивное действие транс- портируемой среды на материал труб. По этим признакам можно выделить следующие типы трубопроводов: работающие при стационарном температур- ном режиме и транспортирующие неагрессивные среды; работающие при ста- ционарном режиме и транспортирующие агрессивные среды; подвергающиеся действию циклических нагрузок вследствие ярко выраженного нестационар- ного температурного режима либо вследствие пульсации внутреннего давле- ния. К трубопроводам первого типа можно отнести системы, транспортирую- щие неагрессивные среды при стационарном температурном режиме с огра- ниченным (300—500 за весь срок службы) числом циклов изменения напря- женного состояния вследствие пуска и остановки системы, а также вследст- вие сезонных изменений температуры. Исследования показали, что развитие малых упруго-пластических деформаций в материале таких систем не пре- пятствует их надежной эксплуатации. Элементы трубопроводов этого типа рассчитывают по предельной нагрузке [7] или по методу предельных состоя- ний, которые обеспечивают достаточную надежность и экономичность конст- рукции трубопровода. В элементах трубопроводов второго типа возникновение пластических деформаций недопустимо, так как они способствуют ускорению процессов коррозии под воздействием агрессивной среды. При напряжениях, превы- шающих предел текучести, коррозия материала трубы развивается более ин- тенсивно, чем обычно, и в конечном счете приводит к разрушению даже при стационарном температурном режиме. Прочность элементов трубопровода такого типа считается обеспеченной, если наибольшее опасное напряжение не превышает допускаемого значения, определяемого делением предела теку- чести сгт на соответствующий коэффициент запаса. Трубопроводы третьего типа, испытывающие в процессе эксплуатации большое число циклов изменения напряженного состояния, рассчитывают на усталостную прочность. При транспортировании агрессивной среды расчет на усталостную прочность проводят с учетом понижения пределов усталости вследствие коррозии материала. Расчет толщины стенки трубы. Для трубопроводов, находя- щихся под давлением, толщину стенки трубы h определяют по действующим нормам [7]. В нормах, составленных на основе расчета прочности по предельной нагрузке, предусмотрено, что элементы трубопровода изготовлены из стали достаточно высо- кой пластичности. В качестве предельной нагрузки принято предельное значение внутреннего давления рпр, определенное по условию пластичности Сен-Венана — Треска: Рдр 2йат/О где Ст—предел текучести материала при осевом растяжении; D—диаметр 107
поперечного сечения срединной поверхности трубы; D = D„—h=DB+h; DH и DB — номинальные значения наружного и внутреннего диаметров трубы. Толщину стенки бесшовной трубы определяют по следую- щей формуле . рРн „ П- 2[о]+р Толщину стенки труб с продольным сварным швом рассчи- тывают с учетом коэффициента прочности сварного шва <р< 1: h______рРн । г 2<р[аЦ-р Расчетное давление р принимают равным номинальному давлению в трубопроводе. Допускаемое напряжение [ст] определяют на основании ко- эффициентов запаса прочности, введенных в механические ха- рактеристики материала при расчетной температуре t. Для предела текучести принят коэффициент запаса пт = 1,5; для вре- менного сопротивления ст‘в— коэффициент ив = 2,6; для услов- ного предела длительной прочности о'д.п — коэффициент пдп = = 1,5. В нормах [7] приведены таблицы номинальных допускае- мых напряжений для расчетной температуры t от 20 до 700 °C. Таблицы составлены по наименьшему из следующих трех зна- чений: [ст] < с/т/1,5; [о] < azB/2,6; [о] < а^д.ц/1 ,5 Значения коэффициента прочности продольного сварного шва приведены в нормах [7]. Величину С! определяют в зави- симости от предполагаемого коррозионного износа стенки тру- бы за период эксплуатации трубопровода, а также от минусо- вого допуска на толщину стенки. Для кривых труб значение кроме того, зависит от наибольшего уменьшения толщины стен- ки, возникающего в процессе гибки. Методика определения С{ приведена в нормах [7] и в специальной литературе [16]. Расчет трубопроводов для транспортирования агрессивных сред. Оценку прочности труб проводят с учетом осевых усилий, изгибающих и крутящих моментов, вызванных весовой нагруз- кой и самокомпенсацией температурных деформаций. Для прямых элементов трубопровода, подверженных дейст- вию весовых нагрузок, рекомендуется [7] следующее условие прочности: <-’эЛ <0,87 [о] 1/1,2-(опр/[о]р где Оз6 — эквивалентное напряжение в трубе от весовых нагрузок, определен- ное условием пластичности Мизеса — Губера; вычисляется по формуле оэь = 1/(ар + 0,8ои)2 + Зта где = — напряжение от растягивающего или сжимающего продольно- 108
Рис. 1.33. Фланцевое соединение. го усилия У; <Ги = М/(<РиП7)—напря- жение от изгибающего момента Л1; т= =Л1К/2Ц7 — касательное напряжение от крутящего момента Л4К; <ри — коэффи- циент прочности поперечного сварного шва. На самокомпенсацию темпе- ратурных деформаций элементы трубопровода рассчитывают по условию прочности, учитываю- щему эквивалентное напряже- ние а.}ь от весовых нагрузок: Щск <0,87 [о] 1/2 — (спр/[о|)2 — о/ где оэск — эквивалентное напряжение в трубе от усилий, вызванных самоком- пенсацией; определяется формулой =У(Ор№ + 0,8Ои®)2-Зт2ск где О|,ск = Л,ск//? — напряжение от растягивающего или сжимающего продоль- ного усилия №к, вызванного самокомиенсацией; аиск = Л1ск/(<ри 1Г)—напря- жение в прямой трубе от изгиба[ощего момента Мск, вызванного самоком- пенсацней; Тск = Л1ксв/2№'— касательные напряжения от крутящего момента Л1КСК, вызванного самокомпенсацией. Приведенное напряжение от внутреннего давления <тпр оп- ределяют по формуле _ ррн-^-с,)] апР ~ 2<р (И. — Cj) Расчет фланцевого соединения Конструирование и расчет фланцевого соединения рекоменду- ется выполнять в изложенной ниже последовательности (ОСТ 26-373—78) и [19]. Принимаемые конструктивные и определяемые расчетом раз- меры фланцевого соединения приведены на рис. 1.33. Нагрузка, действующая на фланцевое соединение от внут- реннего избыточного давления Qg-— 0,785D2n.CpPR Реакция прокладки в рабочих условиях /?П= 2nDn.cp6EmPR где т — коэффициент, принимаемый по табл. 1.21. Болтовую нагрузку в условиях монтажа (до подачи внут- реннего давления) рассчитывают следующим образом. 109
Таблица 1.21. Расчетные параметры прокладок Конструкция прокладки Материал прокладки m q, МПа Плоская неметал- Резина твердостью, МПа лическая 0,76—1,2 0,5 2,0 более 1,2 1,0 4,0 Картон, паронит 2,5 20 Фторопласт-4 толщиной 1—3 мм 2,5 10 Плоская металли- Алюминий АД 4,0 60 ческая Латунь Л63 4,7 90 Сталь 08X13 5,5 125 Сталь 08Х18Н10Т 6,5 180 При р<0,6 МПа Р61= max (aQg + /?n; nDn.cpbEq; 0,4 [аб]20 z6f6} (9) где q— параметр, определяемый по табл. 1.22; а — коэффициент жесткости. При р>0,6 МПа принимают максимальное значение по фор- муле (9) (без учета третьего члена). Коэффициент жесткости фланцевого соединения [20] рас- считывают по формулам 06 = А [Уб + 0 >25 (В1 -ф- Д) (Og — DB.CP)] Л = [Уп + Уб + 0,25 (t/ф! -ф- (/ф2) Рб — Оп.ср)2]'1 ^1 = Уф1 (^б sei) > В2 — уф2 Рб ^2 ^ег) где Dt и D2—внутренние диаметры фланцев I и 2; при стыковке одинако- вых фланцев у,ц = уф2; В, = В2. Линейная податливость болтов (шпилек), м/Н: Уб = 1б!рб(бгб) где fo — расчетная площадь поперечного сечения болта (шпильки) по внут- реннему диаметру резьбы; — модуль продольной упругости материала болта (шпильки). - Угловая податливость фланца [1/(МН-м)] [1 — (1 +0,9Х)]ф2 -— /13Еф где Еф — модуль продольной упругости материала фланца. Линейная податливость прокладки (м/МН) Уа Зд/(лОв срЬп£в) где ЕП— модуль продольной упругости материала прокладки. Безразмерный параметр 63= [1 + 0,'Л. (1 + ф,/2)]-! где'=/г/зе; 4’i=l,281gK; Я=Рф/Р. 110
Коэффициент Л определяют по рис. 1.34, а коэффициент ф2 — по рис. 1.35. Эквивалентная площадь втулки фланца se = xs0. Для плос- кого приварного фланца se=5o. Коэффициент х определяют по формуле х = 1 + ф _ !) х + (1 + р)/4 где х = Z/"|/Ds0', (J = Sj/s0. Болтовая нагрузка в рабочих условиях p62 = p6l + (i-a)Qg + Q/ Величину Qt учитывают только при Q/>0. Приведенные изгибающие моменты в диаметральном сече- нии фланца 44qi — 0(£?б ^п.ср) Л102 =0,5 [Рб2 (D6 — Dn.cp) + Qg (Сп.ср — D - s£)] [о]ао7[<’]/ За расчетное значение Л1о принимают большее из значений - - — - ' I кольцом Л401 и Мог. При расчете бурта фланца со свободным вместо Об следует подставлять Ds. Условия прочности болтов (шпилек): ^Г^20; В случае несоблюдения любого из этих условий следует увеличить число болтов, но так, чтобы оно оставалосЕэ кратным четырем. Рис. 1.34. График для определения коэффициента к: 1 — для плоских приварных фланцев; 2 —для приварных встык фланцев. Рис. 1.35. График для определения коэффициента ф2. 111
Расчет резьбовых соединений Предварительное определение размеров резьбовых деталей. При выборе резьбы необходимо стремиться к минимально возмож- ному диаметру стержня болта или шпильки, так как с увели- чением диаметра и шага резьбы усталостная прочность болтов понижается. Если резьбовые соединения предназначены для статических нагрузок, то диаметр стержня dc можно выбирать в пределах от внутреннего до среднего диаметра нарезки. В этом случае стержень болта и его резьбовая часть равнопрочны. Если основная нагрузка переменна во времени, то равно- прочным с резьбовой частью будет стержень значительно мень- шего диаметра. В этом случае принимают обычно dc = = (0,8—l)di. Переходы от резьбовой части к гладкой и различные за- кругления выполняют радиусом r>O,2do. Минимальную площадь сечения болта (шпильки) в случае равномерного распределения нагрузки на все болты определя- ют из соотношения Е/ = E/(za0) где Р — суммарное внешнее усилие на все болты; z— число болтов; Оо — ус- ловное напряжение в резьбовой части болта; oQ— (0,2—0,3) щ. Полученное значение F'i должно удовлетворять условию (где F\ — площадь сечения болтов по внутреннему диа- метру резьбы). Расчет статической прочности. Напряжение затяжки при монтаже из условия плотности, т. е. нераскрытия стыка, равно Р = К zFi (1 — у) где К—коэффициент затяжки, учитывающий запас по иераскрытию стыка; для статических нагрузок /(=1,25—1,50; для переменных нагрузок /(=2,5—4 (большие значения — для соединений с уплотнениями посредством мягких прокладок); % — коэффициент основной нагрузки; % = 0,2—0,3 (большие зна- чения— для прокладочных соединений). Напряжение затяжки принимают равным: для углеродистых сталей ст3< (0,6—0,7)cts; для легированных сталей <т3< (0,5—0,6)щ. Усилие затяжки при монтаже Qo° = o3Fi; усилие затяжки всех болтов равно Qo = ZQoe. В соединениях, обеспечивающих герметичность, найденную величину затяжки Qo необходимо проверить на условие смятия прокладки и на герметичность стыка. Расчетным усилием затяжки является наибольшее из уси- лий, полученных из условий обеспечения необходимой затяжки по иераскрытию стыка; смятия прокладки; герметичности стыка (в случае плотных соединений). 112
Крутящий момент, действующий на болт или шпильку при затяжке, Мкр= (0,12—0,15) Q^d^. Крутящий момент от сил трения на торце гайки равен: 2 Р з_____р з М'кр= т Мо° /?'2 — где f — коэффициент трения на кольцевой опорной поверхности, гайки с радиусами Рх и /?2; приведенный ниже: Поверхность гайки, болта, шайбы Без покрытия ................. Кадмирована .................. Омеднена...................... Оцинкована.................... Оксидирована ................. Коэффициент трения* [ без смазки со смазкой 0,18 0,22 0,24 0,16 0,10 0,14 0,18 0,20 * При повторных затяжках коэффициент трения для смазанных резьб должен быть уменьшен на 10—30%. Крутящий момент на ключе Л1кл = Л1,!р + Л1/1(р. Полное усилие, действующее на шпильку или болт после приложения нагрузки, равно Q6 = Qo6 = x^’6 = X^’/2- Усилие, дей- ствующее на все резьбовые соединения, равно Q=zQ6. Расчетные формулы для определения напряжений и запасов прочности при расчете на статическую прочность приведены в табл. 1.22. Расчет усталостной прочности проводят только для резьбо- вых соединений, работающих при переменной нагрузке. Если нагрузка на болт изменяется от 0 до максимального значения Р&, то переменное напряжение цикла = х-Рб/2Д. Среднее напряжение цикла От = а;)+ств. Таблица 1.22. Формулы для расчета напряжений а, т и запасов прочности (п) Параметр Нарезанная часть болта Гладкая часть болта Нормальное напряжение Касательное напряжение Максимальное приведен- ное напряжение Запас прочности по плас- тическим деформациям Запас по пределу проч- ности Oi = Q6/6i Т1 = Л1кр/(0,2б/,3) oc = Qo/Fc тс = Л1кр/(0,2Щ3) ai* = y ai2 + 3Ti2 l,15as /2S — [rts] ' 1 , 15aB Лв — п [^в] a*c=V <ц2 + ЗТс2 ns = > [rzsl Bn пв = 5 ["ul Примечания. 1. Коэффициент 1,15 учитывает упрочнение материала при на- резании резьбы. 2. Если максимальное приведенное напряжение <т* = 0,8 as. то болты или шпильки следует предохранять от перекручивания, например, с помощью удерживаю- щего шестигранника или лыски. 3. Допускаемое значение запасов прочности: [ns]~ 1,2— —2,5; [/) д] = 1,5—4,0. 8-1204 115
Предел усталости резьбового соединения а-]я=а-\/Кя- Эффективный (действительный) коэффициент концентрации напряжений для резьбового соединения типа «болт — гайка», выполненного методом нарезания (метрическая резьба) равен: для углеродистой стали /<д = 3,5—4,5; для легированной стали 7(д = 4,О—5,5 (большие значения относятся к резьбам с d0> >20 мм). Для резьбовых соединений типа стяжки значения Кя снижают на 20%. Выполнение резьб диаметром до 40—50 мм методом накат- ки повышает усталостную прочность соединения, что обусловле- но появлением внутренних остаточных напряжений сжатия во впадинах нарезки. Усталостная прочность накатанных резьб сильно зависит от режима накатки. При обычных режимах ус- талостная прочность повышается на 20—40%, т. е. значения для накатанных резьб составляют 1,2—1,4 от соответствующих значений для нарезанных резьб. Усталостную прочность нарезанных резьб можно увеличить путем наклепа впадин между витками резьбы специальными роликами. Обжатие металла в 0,2—0,7 мм на диаметр увеличи- вает усталостную прочность в 1,5—2 раза и более. При упроч- нении некоторых легированных сталей А’д может снизиться до 1. Запас прочности по подобному циклу (Т_ -1 д "е =------= 1 -3“2-5 + ав/ От где ст'р =1,15 ств—предел прочности нарезанного стержня. Запас прочности по переменным напряжениям (, °т ст-м V ~ <тв' / nv =------------ > [ни] = 2,5 — 4 Запас статической прочности »в=-^7^-34^]= i,5 —Э Проверка прочности витков резьбы на срез необходима при малом числе витков и при существенной разнице в прочности материала болта (шпильки) и гайки. Результаты эксперимен- тальных исследований прочности витков показывают, что с уменьшением отношения HldQ и с увеличением djs (т. е. для измельченных резьб) опасность разрушения вследствие среза витков возрастает. Усилие, вызывающее срез витков, равно: Qpaap — ^С1/С2Лс1//Тв где 7<i — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагруз- ки по виткам; K^SS/do! для стяжки близко к 1; Ла — коэффициент пол- ноты резьбы (отношение длины основания витка к шагу резьбы); для мет- 114
рической резьбы ^2=0.87; для прямоугольной К2=0,4; для трапецеидальной /(2=0,65; Н— высота гайки, см; тн— предел прочности материала болта или гайки на срез; для стали тв=(0,6—0,7) ов. Для гайки (d=d0) и болта (d = di) необходимо выполнение условия QS-CQpaap. Для обеспечения равнопрочности болта и гайки должно быть выполнено соотношение Но _ дв' W 1 d0 ~ Тв da2 ' 4К.хКг где а'в = 1,15<Тв — предел прочности нарезанного стержня при растяжении; тв — предел прочности на срез материала гайки. Если диаметр стержня болта (шпильки) то Нр __ ов dc2 1 d0 — тв d02 ’ 4KjK2 ИЛИ Нр____1 / ‘S V qB' (tb' — TB ) dp 4 ’ d0 j TB TB где т'о — предел прочности на срез материала гайки; т"в — предел прочности на срез материала болта. Величину Но, определяемую из условия равнопрочности стержня и витков резьбы, называют необходимой высотой гай- ки (необходимо, чтобы Допускаемое напряжение на срез резьбы для статических и близких к ним по характеру нагрузок имеет следующие значе- ния: для стали [т]в=(0,2—0,3)os; для чугуна [т]в=Тв.ср/л, где п = 1—9. Для переменных нагрузок значение [т]в необходимо умень- шить в 1,25—1,5 раза. Напряжение на срез в резьбе Q6 Тср = K^ndH Расчет резьбы на изгиб и смятие витков. Принимая равно- мерное распределение усилий по виткам и не учитывая зазоры по вершинам и впадинам резьбы, получим удельное давление смятия на поверхности витков резьбы: _________<Зб . — о,785 (da2 — dj2) ZB где Za— число витков; ZB = H!S (И — высота нарезки; 3 — шаг резьбы); Qn — полное усилие на болт. Допускаемое напряжение смятия для стали [о] cM==0,15as; для подвижного соединения [о]См = 40 МПа; для неподвижного соединения [о]См = 60МПа. 8’ 113
Напряжение на смятие принимают пониженным, так как давление на витки в действительности распределяется неравно- мерно, и резьба изнашивается. Напряжение при изгибе в витках резьбы для болта d = d{ и для гайки d = da равно _ 3(^(4,-^) .. . о« - 2nK22S2dZD 1°1и Допускаемое напряжение при изгибе для стали [о]и = = 0,4os для подвижного соединения [о]н = 40 МПа; для непо- движного соединения [о]п = 60 МПа. Глава 2 СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ 2.1. СИСТЕМА ТОиР В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Общие положения Система технического обслуживания и ремонта (ТОиР) —это комплекс организационных и технологических мероприятий по обслуживанию и ремонту оборудования [1]. Под термином «оборудование» подразумевается активная часть основных промышленно-производственных фондов пред- приятий химической промышленности: машины, аппараты, ко- лонны, трубопроводы, электротехническое и теплотехническое оборудование. Система ТоиР включает планирование, подготовку, реали- зацию технического обслуживания и ремонта с заданными по- следовательностью и периодичностью. Для этих целей в Систе- ме ТОиР приведены нормативы продолжительности межремонт- ных периодов, ремонтных циклов, простоев и трудоемкости в ремонте (техническом обслуживании) оборудования и техноло- гических агрегатов, примерное содержание ремонтных работ отдельных видов оборудования, даны указания по организации его ремонта и технического обслуживания. Система ТОиР призвана обеспечить-, поддержание оборудо- вания в работоспособном состоянии и предотвращение неожи- данного выхода его из строя; правильную организацию техниче- ского обслуживания и ремонта оборудования; увеличение коэф- фициента технического использования оборудования за счет повышения качества технического обслуживания и ремонта, и уменьшения простоя в ремонте; возможность выполнения ре- монтных работ по графику, согласованному с планом произ- 116
водства; своевременную подготовку необходимых запасных ча- стей и материалов. В основу Системы ТОиР положено сочетание технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов. В зависимости от значимости оборудования в технологиче- ском процессе планово-предупредительный ремонт может про- водиться по методу планово-периодического ремонта и ремонта по техническому состоянию (послеосмотровый метод). На основное оборудование распространяется метод планово- периодического ремонта. Основное оборудование — это такое оборудование, в котором проводятся основные химико-технологические процессы получе- ния продукта (промежуточного или конечного) и выход из строя которого приводит к остановке технологической линии (установки) или резкому снижению ее производительности. Перечень основного оборудования составляется по каждому цеху (производству) начальниками технологических цехов сов- местно с представителями ремонтной службы и утверждается главным инженером предприятия. Сущность планово-периодического ремонта заключается в том, что все виды ремонта планируются и выполняются в строго установленные ремонтными нормативами сроки. Перечень оборудования, на которое распространяется метод ремонта по техническому состоянию (послеосмотровый метод), составляется по каждому цеху (производству) начальниками технологических цехов совместно с представителями ремонтной службы по форме 10 приложения 1 и утверждается главным инженером предприятия. Сущность ремонта по техническому состоянию заключается в том, что все виды и сроки ремонта устанавливаются в зави- симости от технического состояния оборудования, определяемо- го во время проведения периодического ТО. При этом должен быть составлен акт по форме 7 приложения 1 на установление вида и срока ремонта, который является основным документом при составлении годового или месячного графиков ремонта. Содержание оборудования Все оборудование, технологические сооружения, установки и коммуникации, смонтированные в цехах, находятся в ведении начальников цехов, несущих полную ответственность за их нор- мальное рабочее состояние, эксплуатацию и ремонт, в соответ- ствии с правилами техники безопасности и правилами техниче- ской эксплуатации. В целях содержания оборудования в рабочем состоянии и улучшения его использования, а также предупреждения аварий и поломок на предприятиях должна осуществляться рациональ- ная эксплуатация и соблюдаться строгая ответственность про- изводственного персонала за состояние оборудования. 117
Оборудование необходимо использовать в соответствии сего назначением и производственно-техническими характеристика- ми. Эксплуатационный персонал обязан строго соблюдать нор- мальный технологический режим работы оборудования, содер- жать его в чистоте, постоянно следить за техническим состоя- нием оборудования, своевременно выявлять и устранять неис- правности в работе оборудования. Все нарушения правил технической эксплуатации, обнару- женные и устраненные дефекты действующего оборудования должны фиксироваться в сменном журнале. Начальники технологических цехов обязаны организовать учет продолжительности работы и технического состояния ос- новного технологического оборудования для последующего со- ставления графиков ремонта и технического обслуживания оборудования. Эксплуатационный персонал под руководством начальников смен должен строго выполнять действующие инструкции и пра- вила по технической эксплуатации и по подготовке оборудова- ния к ремонту, осуществлять допуск ремонтного персонала в соответствии с требованиями Системы ТОиР. На всех предприятиях для каждого рабочего места должны быть разработаны программы теоретического и практического обучения эксплуатационного (аппаратчики, машинисты, опера- торы и др.) и обслуживающего дежурного персонала (дежур- ные слесари, электрики, мастера КИПиА) по устройству, экс- плуатации и техническому обслуживанию оборудования. Весь вновь принятый эксплуатационный и обслуживаЕощнй дежурный персонал перед допуском к самостоятельной работе должен пройти обучение по устройству, эксплуатации и техни- ческому обслуживанию оборудования со сдачей экзаменов це- ховой комиссии. Участие в приеме экзаменов руководителя ремонтного под- разделения (механика цеха, заместителя начальника цеха по оборудованию, механика производства или начальника участ- ка, мастера ЦЦР, РМЦ и т. п., закрепленных за данным цехом) и представителя ОГМ. (ОГЭ, КИПиА) обязательно. Техническое обслуживание Техническое обслуживание — это комплекс работ для поддер- жания работоспособности оборудования между ремонтами. Техническое обслуживание осуществляется эксплуатацион- ным (аппаратчиками, машинистами, операторами и т. п.) и об- служивающим дежурным персоналом (пом. мастеров, дежур- ными слесарями, электриками, мастерами КИПиА и др.) под руководством начальников смен (участков, отделения, сменных мастеров) в соответствии с действующими на предприятиях ин- струкциями по рабочим местам и регламентам. 118
В зависимости от характера и объема проводимых работ ГОСТ 18322—78 предусматривает ежесменное (ЕО) и периодическое (ТО) техническое обслуживание. Ежесменное техническое обслуживание является основным и решающим профилактическим мероприятием, призванным обес- печить надежную работу оборудования между ремонтами. Поэтому на всех предприятиях необходимо иметь четкие инструкции по каждому рабочему месту, в которых должны быть отражены исчерпывающие указания по ежесменному тех- ническому обслуживанию каждого вида оборудования, входя- щего в технологическую систему. В ежесменное техническое обслуживание входят следующие основные работы: обтирка, чистка, регулярный наружный ос- мотр, смазка, подтяжка сальников, проверка состояния масля- ных и охлаждающих систем подшипников, наблюдение за со- стоянием крепежных деталей, соединений и их подтяжка, про- верка исправности заземления, устранение мелких дефектов, частичная регулировка, выявление общего состояния тепловой изоляции и противокоррозионной защиты, проверка состояния ограждающих устройств с целью обеспечения безопасных ус- ловий труда и др. Ежесменное техническое обслуживание проводится, как пра- вило, без остановки технологического процесса. Выявленные дефекты и неисправности должны устраняться в возможно короткие сроки силами технологического и дежур- ного ремонтного персонала данной смены, и фиксироваться в сменном журнале (Приложение 1, форма 1). Сменный журнал по учету выявленных дефектов и работ ежесменного технического обслуживания является первичным документом, отражающим техническое состояние и работоспо- собность действующего оборудования, и служит для контроля работы дежурного ремонтного персонала. Сменный журнал, как правило, ведется начальниками смен или бригадирами дежурного ремонтного персонала. Заступающий на смену обязан: ознакомиться с записями предыдущей смены; ознакомиться с состоянием оборудования; при обнаружении дефектов и неисправностей, не отраженных в журнале, сделать об этом соответствующую запись. В сменном журнале должны фиксироваться: результаты осмотров закрепленного оборудования;все дефекты, неполадки и неисправности, нарушающие нормальную работу оборудования, либо безопасность условий труда; меры, принятые для устра- нения дефектов и неисправностей; нарушения правил техниче- ской эксплуатации оборудования технологическим персоналом и фамилии нарушителей; отметки об устранении дефектов и неисправностей, а также ставится подпись лица, устранившего дефект. Более подробный порядок устранения выявленных дефектов и неполадок, а также порядок передачи смены должен устанав- 119
ливаться инструкцией, разрабатываемой на предприятии с уче- том его конкретных производственных условий. Периодическое техническое обслуживание — это техническое обслуживание, выполняемое через установленные в эксплуата- ционной документации значения наработки или интервалы вре- мени. Планирование периодического ТО осуществляется в годо- вом графике. Для оборудования химических производств с непрерывным технологическим процессом периодическое ТО может прово- диться во время планово-периодической остановки (ППО) обо- рудования в соответствии с требованиями технологических рег- ламентов с целью проведения технологической чистки от осад- ков емкостей, аппаратов, агрегатов, машин, магистральных тру- бопроводов и другого оборудования, которое не имеет резерва и без которого технологическая система работать не может. Для остального оборудования в период нахождения оборудо- вания в резерве или в нерабочий период. Основным назначением периодического ТО является устра- нение дефектов, которые не могут быть обнаружены или устра- нены в период работы оборудования. Главным методом ТО яв- ляется осмотр, во время которого определяется техническое со- стояние наиболее ответственных узлов и деталей оборудования, а также уточняется объем предстоящего ремонта. В зависимости от характера и объема предстоящих работ для проведения периодического ТО может привлекаться ремонт- ный персонал технологического цеха или централизованного ре- монтного подразделения. Подготовка оборудования для проведения периодического ТО проводится сменным персоналом под руководством началь- ников смей, несущих персональную ответственность. Принятые меры по технике безопасности, а также сдачу обо- рудования в периодическое ТО и приемку после выполненного ТО следует фиксировать в журнале. Типовой перечень работ, подлежащих выполнению ремонт- ным персоналом во время периодического ТО, должен состав- ляться в виде приложения к ремонтному журналу. Ремонт оборудования Ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправно- сти или работоспособности оборудования и восстановлению ресурсов оборудования. В соответствии с особенностями повреждений и износа со- ставных частей оборудования, а также трудоемкостью ремонт- ных работ, системой ТОиР предусматривается проведение теку- щего (Т) и капитального (К) ремонтов. Текущий ремонт — это ремонт, выполняемый для обеспече- ния или восстановления работоспособности оборудования и со- 120
стоящий в замене или восстановлении отдельных узлов и дета- лей оборудования. Перечень основных работ, выполняемых, как правило, при текущем ремонте: проведение операций периодического техни- ческого обслуживания; замена быстроизнашивающихся деталей и узлов; ремонт футеровок и противокоррозионных покры- тий, окраска; замена набивок сальников и прокладок, ревизия арматуры; проверка на точность; ревизия электрооборудования. Типовой перечень работ, подлежащих выполнению при те- кущем ремонте конкретного оборудования, составляется руко- водителем ремонтного подразделения (заместителем начальни- ка цеха по оборудованию, механиком цеха или начальником участка, мастером ЦЦР, РМЦ), утверждается руководителями инженерных служб предприятия и является обязательным при- ложением к ремонтному журналу. Капитальный ремонт — это ремонт, выполняемый для вос- становления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восста- новлением любых его частей, включая базовые. Под базовой частью понимают основную часть оборудования, предназна- ченную для его компоновки и установки других составных частей. При капитальном ремонте производится частичная, а в слу- чае необходимости — и полная разборка оборудования. В объем капитального ремонта входят следующие основные работы: мероприятия в объеме текущего ремонта; замена или восстановление всех изношенных деталей и узлов; полная или частичная замена изоляции, футеровки, противокоррозионной защиты; выверка и центровка машины; послеремонтные испы- тания и т. п. Подробный перечень работ, которые необходимо выполнить во время капитального ремонта конкретного вида оборудова- ния, устанавливается в ведомости дефектов. Рекомендуется составлять типовую ведомость дефектов на капитальный ремонт каждого вида (или группу одинакового) оборудования. Планирование ремонтов. Основными документами при пла- нировании ремонтов являются: установленные ремонтные нормативы; нормы периодичности освидетельствования и испытания со- судов и аппаратов; титульный список капитального ремонта основных фондов предприятия; сметно-техническая документация; годовой график планово-периодических ремонтов оборудо- вания; месячный план-график-отчет ремонта оборудования; 121
акт на установление (изменение) календарного срока ремон- та предыдущего года; проект графика остановочных ремонтов производств химиче- ской продукции. Форма годового и месячного графиков ремонта оборудова- ния должны предусматривать возможность их обработки с по- мощью ЭВМ. В зависимости от структуры и состава предприя- тия допускается внесение изменений в формы ремонтной доку- ментации при условии сохранения основного содержания. При планировании ремонтов необходимо учитывать взаимо- связь технологических систем (цехов) на предприятии и связи по кооперации, а также фактическое состояние оборудования и противокоррозионной защиты. Ремонтный цикл — это наименьший повторяющийся период эксплуатации, в течение которого осуществляются в определен- ной последовательности установленные виды технического об- служивания и ремонта, предусмотренные настоящей системой. Межремонтный период — это время работы оборудования между двумя последовательно проведенными ремонтами. Структура ремонтного цикла—это чередование ремонтов в определенной последовательности и через определенные проме- жутки времени. На основании установленных нормативов руководителем ремонтного подразделения, закрепленного за данным цехом (заместителем начальника цеха по оборудованию, механиком цеха или начальником участка, мастером централизованной ре- монтной службы), совместно с начальником цеха составляется проект годового графика планово-периодического ремонта обо- рудования цеха, который представляется на согласование ОГМГ ОГЭ, ПТО и главному прибористу (метрологу). После согласования с руководителями инженерных служб предприятия график утверждается руководителем предприятия (главным инженером) до 15 ноября года, предшествующего планируемому, и является основным документом для проведе- ния ремонтов. На основании утвержденных годовых графиков ремонта с учетом фактического использования оборудования за прошед- ший период, составляется месячный план-график-отчет ремонта оборудования цеха. Месячные графики утверждаются главным механиком (энергетиком) предприятия и начальником ПТО не позднее 25-го числа месяца, предшествующего планируемому. Для контроля за соблюдением ремонтных нормативов, ру- ководитель ремонтного подразделения, закрепленного за дан- ным производственным цехом должен вести итоговый учет вре- мени работы и состояния оборудования по месяцам и годам с записью в ремонтном журнале на данное оборудование.* * Для составления отчета по форме 1-кор. руководитель ремонтного под- разделения ведет отдельный учет в ремонтном журнале времени простоя оборудования из-за коррозии. 122
Рекомендуемая форма учета часов работы оборудования приведена в ГОСТ 2.601—68. Предприятия обязаны направлять во всесоюзные промыш- ленные объединения по подчиненности следующие планы и от- четы: проект годового графика остановочного ремонта химических производств, продукция которых планируется вышестоящей ор- ганизацией, с кратким обоснованием необходимости остановки объекта на ремонт—к 1 апреля года, предшествующего плани- руемому; проект плана (титульный список) капитального ремонта ос- новных фондов предприятия на год с разбивкой ио кварталам (в денежном выражении по направлению затрат) — 1 мая года, предшествующего планируемому; отчет о выполнении плана капитального ремонта основных фондов (форма № 5 тп); пояснительную записку к паспорту ремонтной службы пред- приятия. Всесоюзные промышленные объединения направляют в Уп- равление главного механика и главного энергетика следующую документацию: проект графика остановочного ремонта химических произ- водств, подлежащий утверждению руководством Министерст- вом— к 20 апреля года, предшествующего планируемому; заявки на подрядные работы — к 25 апреля года, предшест- вующего планируемому; отчет о выполнении капитального ремонта основных фондов (форма № 5 тп). Нормативы простоев технологических систем (производств) в ремонте, подготовки и пуска после ремонта установлены в со- ответствии с простоями основного оборудования, лимитирую- щего простой технологической системы, с учетом регламента технологического процесса и правил техники безопасности. Простой в ремонте исчисляется с момента отключения обо- рудования и прекращения выпуска целевого (промежуточного) продукта до момента сдачи отремонтированного оборудования эксплуатационному персоналу и вывода оборудования на рабо- чий режим. Простой оборудования в ремонте указан в календарных ча- сах и включает время на проведение подготовительных, ремонт- ных и заключительных работ. Подготовительные работы необхо- димы для остановки оборудования, сброса давления, охлажде- ния, удаления продукта, продувки, промывки, нейтрализации, установки заглушек и т. д. Подготовительный период заканчи- вается моментом сдачи оборудования ремонтному персоналу; для сдачи оборудования в капитальный ремонт оформляется акт. Непосредственно ремонт включает время, необходимое для выполнения всего объема ремонта и послеремонтных испыта- 123
ний. Ремонтный период заканчивается сдачей отремонтирован- ного оборудования эксплуатационному персоналу; после капи- тального ремонта оформляется акт. Заключительный период включает время на подготовку и пуск отремонтированного оборудования в эксплуатацию (под- ключение коммуникаций, снятие заглушек и т. д.). Работы подготовительного и заключительного периодов вы- полняются эксплуатационным персоналом. Устранение обнару- женных при рабочей обкатке дефектов производится исполните- лем ремонтных работ. Нормативы трудоемкости ремонтов определены как средние величины (в чел.-ч), приведенные к четвертому разряду ремонт- ников при шестиразрядной сетке, поэтому являются ориенти- ровочными и предназначены для предварительного расчета числа ремонтников, но не могут служить основанием для опла- ты труда ремонтного персонала. Изменение действующих нормативов, а также установление нормативов на вновь введенное оборудование производится предприятиями (объединениями) в следующем порядке: на основное технологическое оборудование, которое опреде- ляет производственную мощность по выпуску продукции, но- менклатура которой планируется Министерством, по согласо- ванию с Министерством; на основное технологическое оборудование, которое опреде- ляет производственную мощность по выпуску продукции, номен- клатура которой планируется Всесоюзным промышленным объ- единением, по согласованию с ВПО по подчиненности; на остальное оборудование нормативы утверждаются дирек- тором (главным инженером) предприятия (объединения) без предварительного согласования с вышестоящей инстанцией. Порядок приема оборудования в ремонт. Оборудование счи- тается принятым в капитальный ремонт после подписания акта по установленной форме ответственным лицом за подготовку и сдачу оборудования в ремонт, и руководителем ремонта (ме- хаником или энергетиком цеха, мастером централизованного ремонтного подразделения предприятия, представителем под- рядной организации) о принятии оборудования в ремонт с уче- том требований «Типовой инструкции о порядке безопасного проведения ремонтных работ на предприятиях Министерства химической промышленности» (ТИ—ХП—79). Началом текущего ремонта оборудования считается дата подписания в журнале сдачи оборудования в ремонт и приема оборудования из ремонта руководителем ремонта (механиком, энергетиком цеха или мастером централизованного ремонтного подразделения) о принятии оборудования в ремонт от началь- ника смены. На всех предприятиях химической промышленности в обя- зательном порядке должна вестись паспортизация всего обо- рудования с использованием паспортов или формуляров заво- 124
дов-изготовителей. При отсутствии паспорта (формуляра) за- вода-изготовителя он составляется предприятием-владельцем оборудования. Допускается составление одного паспорта или формуляра на группу однотипного оборудования с вкладышами для каж- дой единицы. Содержание указанных документов должно соответствовать требованиям ГОСТ 2.601—68. Местонахождение паспортов или формуляров определяется руководством предприятия в зависимости от организационной структуры ремонтной службы. На предприятиях с высоким уровнем внутризаводской централизации ремонтной службы паспорта или формуляры хранятся, как правило, в ремонтном подразделении, осуществляющем ремонт данного оборудования. Руководителем ремонтного подразделения (механиком или энергетиком цеха, мастером централизованного ремонтного подразделения) на каждую единицу оборудования должен быть заведен ремонтный журнал, который прилагается к паспорту на данное оборудование. На капитальный ремонт оборудования составляется следую- щая документация: ведомость дефектов; смета расходов (по действующей на предприятии форме);. технические условия на капитальный ремонт (для несложно- го сварного оборудования, не имеющего кинематических уст- ройств, допускается руководствоваться при ремонте техниче- скими паспортами на оборудование и конструкторскими доку- ментами: рабочими чертежами, схемами и т. п.). Технические условия на капитальный ремонт должны соответствовать тре- бованиям ГОСТ 2.602—68. Ответственность за подготовку и сдачу оборудования в ре- монт. Вывод оборудования в ремонт осуществляется по пись- менному распоряжению начальника цеха, в котором указывает- ся дата и время остановки на ремонт, а также ответственное лицо за сдачу оборудования в ремонт (начальник смены или установки, отделения). Перед сдачей в ремонт оборудование должно быть очищено, от грязи, шлама, промыто и отключено от коммуникаций,, а также обесточено. Оборудование, связанное с производством взрыво-пожароопасных, агрессивных, вредных для здоровья ве- ществ, передается в ремонт обязательно освобожденным от ра- бочей среды и обезвреженным (нейтрализованным, пропарен- ным, продутым инертным газом, провентилированным и т. п.) и отключенным от систем с помощью специальных заглушек в соответствии с действующими на предприятии инструкциями. Оборудование готовит к ремонту эксплуатационный (маши- нисты, аппаратчики, операторы) и обслуживающий дежурный персонал (дежурные слесари, электрики, мастера КИПиА) под 125;
руководством ответственного за подготовку к ремонту лица (начальника смены, установки, отделения). В отдельных случаях для отключения оборудования от ком- муникаций и установок заглушек может привлекаться ремонт- ный персонал, который работает под непосредственным контро- лем ответственного за подготовку к ремонту лица. Оборудование в ремонт сдает начальник смены (начальник установки или отделения), при этом делается соответствующая запись в журнале сдачи оборудования в ремонт и приема из ремонта (по установленной форме) который хранится у на- чальников смен. Более подробный порядок подготовки оборудования к ремон- ту и сдачи в ремонт должен определяться соответствующими цеховыми инструкциями, которые составляются с учетом опас- ности производства и обязаны отвечать требованиям типовых инструкций Минхимпрома и «Правилам безопасности во взры- воопасных и взрыво-пожароопасных химических и нефтехими- ческих производствах (ПБВХП—74)». Начальник технологического цеха (производства): несет ответственность за своевременную сдачу оборудования в ремонт и его проведение согласно утвержденному графику; организует обучение эксплуатационного и обслуживающего персонала по устройству, безопасной эксплуатации и обслужи- ванию оборудования с приемом экзаменов перед допуском к самостоятельной работе; организует составление для каждого рабочего места рабо- чих инструкций с подробным изложением в разделе «Описание рабочего места» устройства и правил безопасной эксплуатации и обслуживания оборудования; выдает наряды-допуски на газоопасные работы и работы с повышенной опасностью; для персонала сторонних организа- ций; разрешения на проведение огневых работ; организует приемку капитально отремонтированных объек- тов, подписывает акт выполнения работы и несет ответствен- ность за соответствие объемов выполненных работ; осуществляет контроль за соблюдением правил технической эксплуатации и обслуживания; несет ответственность за организацию работы по соблюде- нию требований настоящей Системы эксплуатационным персо- налом. Начальник смены: несет ответственность за соблюдение правил технической эксплуатации и обслуживания оборудования; организует техническое обслуживание оборудования в соот- ветствии с действующими инструкциями; осуществляет контроль учета времени работы оборудования в смене; ведет журнал сдачи оборудования в ремонт и приемки из ремонта, а также сменный журнал по учету дефектов; 426
производит подготовку и сдачу оборудования в ремонт и- приемку отремонтированного оборудования после соответст- вующих предпусковых испытаний; организует установку заглушек и ведет журнал установки и снятия заглушек; организует отбор проб газовоздушной среды для выполнения газоопасных и огневых работ во время ремонта. Формы и методы проведения ремонта. По принципу органи- зации ремонтная служба может быть централизованной, де- централизованной и смешанной. При централизованной системе техническое обслуживание и ремонт всего оборудования выполняется силами ремонтно-меха- нического цеха (РМЦ). Весь ремонтный персонал выведен из состава технологических цехов в РМЦ, в котором создаются бригады, специализированные по видам ремонта, и группы по- межремонтному обслуживанию оборудования. При децентрализованной системе все виды ремонта прово- дятся на ремонтных участках технологических цехов. При смешанной системе организации ремонтной службы ре- монт выполняется как силами РМЦ, так и силами ремонтных отделений технологических цехов, при этом в РМЦ осуществля- ется капитальный ремонт оборудования и изготовления запас- ных частей. Кроме внутризаводской централизации ремонта в химиче- ской промышленности развивается и межзаводская централи- зация. Например, ремонтно-строительные тресты ВПО «Союз- химремоборудование» и организации ПО «Союзхимпромэнер- го», которые проводят ремонт оборудования на химических предприятиях подрядным способом. Поскольку предприятия химической промышленности в на- стоящее время не могут полностью выполнить своими силами весь комплекс ремонтных работ, имеющих самый различный характер, к их выполнению привлекаются также специализиро- ванные подрядные организации, подчиненные другим министер- ствам и ведомствам. При организации ремонта оборудования химических пред- приятий различают узловой и подагрегатный методы ремонта. Узловой метод ремонта — замена изношенных узлов новыми или заранее отремонтированными запасными узлами. Поагрегатный метод ремонта предполагает замену агрегата новым или заранее отремонтированным. Основными направлениями развития и совершенствования организации ремонтной службы на предприятиях являются: дальнейшее повышение уровня внутризаводской! централизации и специализации ремонтной службы; развитие выполнения ре- монтных работ с гарантированным уровнем качества, удосто- веряемым выдачей гарантийного паспорта; повышение техниче- ской вооруженности ремонтного персонала с широким использо- ванием средств механизации, специализированных инструмен- 127
тов и приспособлений при выполнении ремонтных работ; внед- рение прогрессивных форм и методов ремонта (поагрегатного и узлового). Прием оборудования из ремонта. Датой окончания капи- тального ремонта оборудования считается день завершения ре- монтным подразделением (организацией) всего запланирован- ного объема работ с оформлением акта на прием оборудова- ния из капитального ремонта. Из текущего ремонта оборудование принимается путем со- ответствующей записи в журнале сдачи оборудования в ремонт и приема из ремонта. Владелец оборудования осуществляет технический контроль при приемке отремонтированного оборудования от ремонтного подразделения (организации) в объеме показателей, установ- ленных ТУ на ремонт. После окончания капитального ремонта энергетического обо- рудования оно подлежит наладке для достижения режимных и энергоэкономических показателей на уровне, установленном паспортом (проектом) на данное оборудование. Акты приемки оборудования из капитального ремонта долж- ны быть оформлены в течение суток после завершения ремонта и окончания испытаний. Одновременно оформляется гарантий- ный паспорт на отремонтированное основное оборудование, ко- торым гарантируется работа в соответствии с паспортными дан- ными. Сроки гарантий после ремонта не должны быть меньше нор- мативных сроков между ремонтами. После сдачи оборудования из ремонта руководитель ремонт- ного подразделения обязан сделать запись о проведенном ре- монте в ремонтном журнале на данное оборудование по уста- новленной форме. Оборудование, подведомственное Котлонадзору, сдается ин- спектору местного органа надзора владельцем оборудования после приемки его от ремонтной организации. Заполненные ремонтные журналы, акты приемки оборудо- вания из ремонта, сертификаты и прочие документы на вновь установленные детали, а также на материалы, из которых они изготовлены, описание и документация на произведенные конст- руктивные изменения оборудования, протоколы и журналы ис- пытаний и технологической проверки оборудования прилагают- ся к паспортам или формулярам оборудования. Остановочный ремонт Остановочный ремонт — это планово-предупредительный ре- монт технологической системы, предприятия, производства, цеха или отдельного объекта, осуществление которого возможно только при условии полной остановки и прекращения выпуска 128
продукции данной технологической системой, предприятием, производством, цехом. В период полной остановки технологической системы, пред- приятия, производства, цеха проводятся все виды ремонта, ко- торые не могут быть выполнены без полной остановки объекта. К основным объектам, ремонт которых требует остановки технологической системы, предприятия, производства, цеха от- носятся: технологические системы и энергообъекты с непрерывным технологическим процессом и не имеющие резерва; общезаводские и магистральные коммуникации и сооруже- ния; общецеховые коммуникации и сооружения. Периодические остановки объектов для проведения чистки, переключения оборудования выполнение других технологиче- ских операций, предусмотренных регламентом производства, к остановочным ремонтам не относятся. В период остановочных ремонтов, как правило, должны быть выполнены работы по техническому освидетельствованию оборудования инспектирующими органами. Плановые сроки остановочных ремонтов и продолжитель- ность простоя устанавливаются в проекте графика остановоч- ного ремонта химических производств. Сроки и продолжительность остановочных ремонтов техно- логических систем, предприятий, производств, цехов, продукция которых планируется Министерством, утверждаются руковод- ством Министерства. Сроки и продолжительность остановочных ремонтов техно- логических систем, предприятий, производств, цехов, продук- ция которых планируется всесоюзным промышленным объеди- нением, утверждаются начальником (заместителем) ВПО по подчиненности. На остановочный ремонт остальных объектов график утверж- дается директором предприятия (объединения). Изменение сроков проведения остановочных ремонтов до- пускается в исключительных случаях только по согласованию с подрядными организациями (если планировалось их участие в ремонте) и с разрешения вышестоящей организации, ранее утвердившей сроки остановочного ремонта. Для организации остановочного ремонта и принятия отре- монтированных объектов издается приказ по предприятию. В приказе указываются: состав комиссии по организации ре- монта и приемки из ремонта; сроки остановки, подготовки, ре- монта и пуска; ответственные лица за организацию и проведе- ние ремонта, за подготовку к ремонту аппаратуры и коммуни- каций, за выполнение мероприятий по безопасности, предусмат- риваемых планом организации и проведения ремонтных ра- бот, за пуск объекта после ремонта; исполнители ремонтных работ. 9—1204 129
Не позднее чем за 10 дней до начала остановочного ремонта по графику, утвержденному вышестоящей организацией, пред- приятие докладывает этой организации о готовности к остано- вочному ремонту и спрашивает разрешение на его остановку. Для подготовки и проведения остановочного ремонта необ- ходима следующая документация: ведомость дефектов; сметы; план организации ремонта (по необходимости); график сетевой (линейный); чертежи, схемы на ремонтируемые объекты; техни- ческие условия на капитальный ремонт основных объектов. В подготовительный период предприятия осуществляют сле- дующие мероприятия: изготовляют силами своих ремонтных баз необходимые уз- лы и детали для замены изношенных; своевременно оформляют заявки на приобретение со сторо- ны оборудования, арматуры, запасных частей и т. п., необходи- мых на остановочный ремонт; разрабатывают рабочие чертежи и схемы для производства работ по модернизации оборудования и т. д. Работы, не влияющие на нормальную безопасную эксплуа- тацию технологической системы, предприятия, производства, цеха в том числе изолировочные и отделочные, незаконченные во время остановочного ремонта, могут выполняться в период эксплуатации с соблюдением необходимых мер по технике без- опасности. Выполнение этих работ должно производиться по графику, утвержденному главным инженером предприятия. Взаимоотношения между предприятиями и организациями «Союзхимремоборудования», принимающими участие в остано- вочном ремонте, регламентируются «Положением о производ- ственных взаимоотношениях и порядке расчетов предприятий и организаций Министерства химической промышленности с ре- монтно-строительно-монтажными организациями «Союзхимрем- оборудования». Прием оборудования в остановочный ремонт осуществляют по акту; после завершения остановочного ремонта должен быть составлен акт (оба акта составляют по установленной форме). Сдача в эксплуатацию оборудования, приобретенного и смонтированного на месте вышедшего из строя за счет средств на капитальный ремонт, проводится на основании акта, состав- ленного по установленной форме. Предприятия (объединения) после окончания остановочного ремонта не позднее трехдневного срока должны сообщать все- союзному промышленному объединению по подчиненности о за- вершении остановочного ремонта с указанием фактического срока и продолжительности его проведения. 130
2.2. СИСТЕМА ТОиР В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Планирование, подготовка и проведение ремонтов Планирование ремонтов оборудования и установок производит- ся с учетом следующих основных факторов [2]: установленного ремонтного цикла и его структуры; обеспечения выполнения установленной программы выпуска товарной продукции; возможности ремонтной службы предприятия, подрядных ре- монтных и строительных организаций; ритмичности и особенностей поставки сырья, реагентов и других необходимых материалов предприятиями-поставщи- ками; взаимосвязи технологических установок на предприятии; периодичности освидетельствования и испытания сосудов и аппаратов. На основании установленных нормативов и результатов эксплуатации в предыдущем периоде начальником и механиком установки (цеха) составляется проект годового плана-графика ремонта оборудования и технологической установки (цеха), ко- торый представляется в отдел главного механика завода. Службой главного механика завода составляются сводные го- довые планы-графики. Годовой план-график ремонта установок (цехов) согласовы- вается с главными специалистами предприятия, а в части капи- тальных ремонтов — с собственными подрядными организация- ми, утверждается руководителем предприятия и составляется по установленной форме.* Годовой план-график ремонта оборудования (кроме резер- вуаров и газгольдеров) утверждается главным механиком за- вода. Годовой план-график ремонта резервуаров и газгольдеров утверждается главным инженером. На основании утвержденных годовых планов-графиков при необходимости составляются месячные графики ремонта техно- логических установок, резервуаров и газгольдеров, машинного оборудования, систем вентиляции и отопления, грузоподъемных механизмов, зданий и сооружений. Месячные графики ре- монта машинного оборудования составляются с учетом тех- нического состояния и отработанных часов. Месячные графики составляются не позднее 25-го числа предшествующего плани- руемому месяца. Отступление от графика ремонта установок (цехов), резер- вуаров и газгольдеров допускается в отдельных случаях только * Формы документации являются рекомендуемыми. В зависимости от структуры и состава предприятия допускается внесение изменений в формы при условии сохранения основного содержания. 131
после осмотра и проверки технического состояния оборудова- ния, зданий и сооружений комиссией под руководством главно- го инженера завода в составе главного механика, главного энергетика, главного прибориста, заместителей главного инже- нера по производству, по технике безопасности, начальника службы технического надзора, начальника и старшего механи- ка цеха, начальника и механика установки. Результаты ос- мотра и проверки технического состояния оформляются ак- том. Возможность переноса срока ремонта оборудования опреде- ляется комиссией под руководством главного механика и: оформляется актом. Основным документом для проведения ремонта технологи- ческой установки является дефектная ведомость работ, подле- жащих выполнению во время текущего или капитального ре- монта. Ведомость дефектов составляется начальником и механиком установки (цеха), обсуждается на совещании ИТР установки- (цеха) и не позднее чем за 90 дней до начала капитального ре- монта и за 30 дней до начала текущего ремонта представляет- ся на рассмотрение в отделы главного механика, главного энер- гетика и главного прибориста, где уточняются объемы работ, потребность в материалах, запчастях, механизмах и приспособ- лениях, распределяются работы исполнителям (ремонтной службе предприятия, подрядным организациям). В ведомость дефектов на капитальный ремонт включаются: ремонтные работы; работы по реконструкции установки и мо- дернизации оборудования; работы по внедрению рационализа- торских предложений; мероприятия по технике безопасности; работы, выполняемые в подготовительный период. В ведомость дефектов на текущий ремонт включаются: ре- монтные работы; мероприятия по технике безопасности; работы, выполняемые в подготовительный период. В последний раздел ведомости дефектов заносятся все ра- боты, которые могут быть выполнены в период подготовки к ремонту (изготовление узлов и деталей оборудования, трубо- проводов и металлоконструкций, некоторые строительные рабо- ты, изготовление нестандартного оборудования, подготовка под- менного фонда арматуры, форсунок и т. д.). Ведомости дефектов по машинному оборудованию (насосы, компрессоры, центрифуги и т. д,), резервуарам и газгольдерам составляются на капитальный и средний ремонты. Основанием для включения в ведомость дефектов ремонт- ных работ являются: графики планово-предупредительного ре- монта на все виды оборудования; потребность в проведении ревизии; результаты предыдущей ревизии; результаты ревизии, проведенной во время работы оборудования; замечания обслу- живающего персонала по работе оборудования в межремонт- ный период; результаты обследования состояния оборудования 132
администрацией установки (цеха) совместно с представителя- ми технического надзора в межремонтный период. Все остальные работы включаются на основании утвержден- ных руководством предприятия планов и графиков по выполне- нию организационно-технических мероприятий, внедрению но- вой техники, мероприятий по технике безопасности и т. д. Ведомость дефектов должна быть составлена по блокам ус- тановки (блок колонны и емкостей, блок теплообменников, блок печей и т. д.) с последующим подразделением внутри блоков по отдельным видам оборудования (колонна К-1, колонна К-2, емкость Е-1 ит. д.). В> ведомости дефектов описывается каждая ремонтная ра- бота, указываются ее объем и потребность в материалах, зап- частях. В состав ремонтных работ должны быть включены все работы по подготовке оборудования к ремонту, его ревизии и испытанию. К составленной ведомости дефектов должны быть приложе- ны следующие документы: заявки на потребное оборудование, арматуру, запасные ча- сти, материалы, подлежащие приобретению на стороне отде- лом технического снабжения; заявки на запасные части, подлежащие изготовлению ре- монтным подразделением предприятия или подрядной ремонт- ной организацией; полный комплект рабочих чертежей, схем на работы по ре- конструкции, модернизации, технике безопасности, утвержден- ных главным инженером. За 80 дней до начала капитального ремонта дефектная ве- домость должна быть представлена на рассмотрение и утверж- дение главному инженеру предприятия. За 60 дней до начала капитального ремонта установки (це- ха) составляется смета на ремонт, которую утверждает руково- дитель предприятия. За 45 дней до остановки цеха (установки) на капитальный ремонт выдается заказ исполнителю работ: подрядной органи- зации и ремонтному подразделению предприятия; к заказу при- лагается в 2 экземплярах дефектная ведомость и необходимая техническая документация. График изготовления нестандартного оборудования переда- ется подрядчику до начала планируемого года. Ведомость дефектов на проведение текущего ремонта выда- ется исполнителям работ не позднее чем за 10 дней до начала ремонта. Основанием для остановки (цеха) является приказ по пред- приятию. В приказе указываются: сроки остановки, подготовки, ремонта и пуска; ответственные лица за организацию и прове- дение ремонта, за подготовку к ремонту аппаратуры и комму- никаций, за выполнение мероприятий по безопасности, предус- 133
матриваемых планом организации и проведения ремонтных ра- бот, за пуск объекта после ремонта; исполнители ремонтных работ. Основанием для остановки на плановый ремонт отдельных видов оборудования является график ППР. Ответственным за подготовку к ремонту и пуск после ре- монта производства, нескольких смежных цехов или установок является начальник или заместитель начальника производства. При остановке пеха, установки, отделения ответственным явля- ется соответственно начальник цеха, установки, отделения. Ответственными за организацию и проведение ремонта яв- ляются: при остановке производства или смежных цехов, уста- новок— главный механик (зам. главного механика) предприя- тия, механик производства; при остановке цеха, установки — старший механик (механик) цеха (производства); при останов- ке отдельных единиц оборудования — механик установки, отде- ления. Ответственным исполнителем ремонтных работ со стороны подрядчика в зависимости от объема работ могут быть началь- ник хозрасчетного участка, главный инженер или начальник РСУ (СУ, СМУ). Организация подготовки установки (цеха) или оборудова- ния к ремонту, проведение и окончание ремонтных работ осу- ществляются в соответствии с «Инструкцией по организации и безопасному производству ремонтных работ на предприятиях и организациях нефтеперерабатывающей и нефтехимической про- мышленности», утвержденной заместителем министра Миннеф- техимпрома СССР 25 июля 1973 г. Исполнительная техническая документация сдается подряд- чикам в процессе ремонтных работ и за один день до состав- ления акта сдачи объекта в эксплуатацию производится ее окончательная сдача. Технологическая установка (цех) сдается в ремонт и прини- мается из ремонта комиссией по акту, составленному по уста- новленной форме. Работы, не влияющие на нормальную безопасную эксплуа- тацию установки (цеха), в том числе изолировочные и отделоч- ные, незаконченные в период капитального ремонта из-за недо- статка времени или отсутствия необходимых материалов, могут выполняться в период эксплуатации с соблюдением необходи- мых мер по технике безопасности. Выполнение этих работ должно производиться по графику, утвержденному главным ин- женером завода. Сдача оборудования в ремонт и приемка его из ремонта осу- ществляется по актам, подписываемым начальником и механи- ком установки (цеха). Для учета выполнения ремонтных работ, контроля за состоя- нием оборудования, анализа его эксплуатации на каждом пред- 134
приятии должна вестись техническая документация, предусмот- ренная действующими правилами, руководствами и инструк- циями. Категории трудоемкости ремонтных работ Для планирования объемов капитальных и текущих ремонтов, составления годовых планов-графиков и увязки их с числен- ностью рабочих, занятых на ремонте, необходимо располагать данными о трудоемкости работ по ремонту технологического оборудования. Трудоемкость ремонта оборудования зависит от типа, конструктивных его особенностей и размеров, а также условий, в которых оно работает. Трудоемкость ремонта принято оценивать категорией трудо- емкости, которая определяется путем сравнения трудоемкости ремонта данной единицы оборудования с эталоном. В нефте- перерабатывающей и нефтехимической промышленности за эта- лон принята трудоемкость капитального ремонта насоса 2К-6, которая составляет 10 чел.-ч. Категория трудоемкости обозначается буквой 7?, а ее число- вое значение — коэффициентом, стоящим перед этой буквой. Например 17? — агрегат первой категории, 107? — агрегат деся- той категории трудоемкости и т. д. Трудоемкость ремонта эталона определена по действующим нормам времени и «Нормативам по отбраковке, надзору и ме- Таблица 2.1. Состав условной единицы трудоемкости по видам ремонтов Виды ре- монта Виды оборудования Ремонтные работы, чел-ч. сле- сарные свароч- ные ста- ночные изоля- цион- ные про- чие всего Осмотр (ре- Машинное оборудо- 0,5 — 0,5 визия) ванне Резервуары 0,5 — 0,5 Аппараты 1,9 0,4 о,1 0,3 0,3 3,0 Текущий Машинное оборудо- 2,2 0,1 0,6 — 0,1 3,0 ремонт ванне Печи трубчатые 2,4 0,2 0,3 0,1 3,0 Емкости 2,1 0,5 — 0,2 0,2 3,0 Резервуары 2,1 0,5 — — 0,4 3,0 Арматура 2,3 0,1 0,5 — 0,1 3.0 Трубопроводы 2,4 1,3 0,1 1,0 0,2 5,0 Средний Машинное оборудо- 6,0 0,3 1,5 — 0,2 8,0 ремонт ванне Аппараты 6,3 1 ,5 0,4 1,0 0,8 10,0 Капиталь- Машинное оборудо- 7,5 0,4 1,8 — 0,3 10,0 ный ремонт ванне Печи трубчатые 3,1 0,7 0,2 4,5 1,5 10,0 Емкости 7,1 1,5 — 0,8 0,6 10,0 Резервуары 7,0 1,8 — 1,2 10,0 Арматура 7,7 0,4 1,5 — 0,4 10,0 Трубопроводы 3,9 3,6 0,3 1,9 0,3 10,0
~ Таблица 2.2. Межремонтные периоды и структуры ремонтных циклов оборудования О Наименование оборудования Время работы между ремонтами, ч Структура ре- монтного цикла техническими обслуживания- ми — осмотрами текущими средними капитальными Компрессоры поршневые 8100—9900 24300—29700 воздушные 900—1100 2700—3300 180, 6Т, 2С, К газовые 900—1100* 2700—3300 8100—9900 24300—29700 180, 6Т, 2С, К холодильные 1100—1300* 2200—2600 6600—7800 19800—23400 90, 6Т, 2С, К газомоторные 550—650 2200—2600 6600—7800 19800—23400 270, 6Т, 2С, К Компрессоры центробежные — — 8280—8640 24840—25920 2С, К Воздухогазодувки Насосы — 3960—4680 7920—9360 47520—56160 6Т, 5С, к центробежные, перекачиваю- щие неагрессивные нефтепро- дукты . при температуре до 200 °C 3960—4680 11880—14040 35640—42120 6Т, 2С, К центробежные, перекачиваю- щие неагрессивные нефтепро- дукты с механическими приме- сями (глины) 2160—2520 4320—5040 12960—15120 ЗТ, 2С, к центробежные, перекачиваю- щие неагрессивные нефтепро- дукты при температуре выше 200 °C 2880—3240 8640—9720 34560—38800 8Т, ЗС, К центробежные, перекачиваю- щие агрессивные нефтепродук- ты при температуре до 200 °C — 1980—2340 3960—4680 15840—18720 4Т, ЗС, К то же, при температуре выше 200 °C — 1140—1620 2880—3240 8640—9720 ЗТ, 2С, К центробежные, перекачиваю- щие кислоты и щелочи, не очи- щенные от серы, сжиженные газы, фенольную воду 1140—1620 4320—4860 8640—9720 4Т, С, К
типа КВН то же, для сжиженных газов конденсатные водяные фекальные вихревые и роторные вакуумные паровые, перекачивающие не- агрессивные нефтепродукты при температуре до 200 °C то же, при температуре выше 200 °C то же, с механическими при- месями паровые прямодействующие, перекачивающие агрессивные нефтепродукты при темпера- туре до 200 °C то же, при температуре выше 200 °C поршневые, перекачивающие неагрессивные нефтепродукты при температуре до 200 °C электроприводные поршневые, перекачивающие агрессивные нефтепродукты при темпера- туре до 200 °C то же, при температуре выше 200 °C Турбины паровые Центрифуги Сверхцентрифуги сепараторы трубчатые центрифуги Вакуум-фильтры барабанные
1260—1620 7560—9720 22680—29160 13Т, 2С, К 4320—5040 8640—10080 34560—40320 4Т, ЗС, К 5400—5940 10800—14880 32400—35640 ЗТ, 2С, К 5400—5940 10800—11880 32400—35640 ЗТ, 2С, К 2160—2880 4320—5760 12960—17280 ЗТ, 2С, К 3960—4500 — 7920—9000 т, к 1980—2340 7920—9360 15840—18720 6Т, С, к 1980—2340 7920—9360 31680—37440 12Т, ЗС, К 1440—1620 4320—4860 34560—38880 16Т, 7С, К 1080—1260 4320—5040 17280—20160 12Т, ЗС, К 1080—1260 3240—3780 16200—18900 ЮТ, 4С, К 720—900 2160—2700 12960—16200 12Т, 5С, К 1440—1800 5760—7200 17280—21600 9Т, 2С, К 1440—1620 4320—4860 17280—19440 8Т, ЗС, К 720—900 2160—2700 12960—16200 12Т, 5С, К 3960—4320 7920—8640 47520—51840 6Т, 5С, К 1080—1440 3240—4320 19440—25920 12Т, 5С, К 720 4320 17280 20Т, ЗС, К 720 2160 8640 8Т, ЗС, К — 4320—8640 17280 ЗС, к
П родолжение Наименование оборудования Время работы между ремонтами, ч Структура ре- монтного цикла техническими обслуживания* ми — осмотрами текущими средними капитальными Кристаллизаторы скребковые установок депарафинизации — 4320-8640 17280 34560 6Т, с, к установок получения паракси- — 2160 4320 8640 2Т, С, К лола Вентиляторы для градирен 3600—4320 7200—8640 — 28800—34560 40, ЗТ, К осевые и центробежные — 8280-8640 — 41400—43200 4Т, К Транспортеры скребковые — 4320 — 17280 ЗТ, к Ленточные — 2160 — 17280 7Т, К Питатели Пластинчатые — 4320 — 17280 ЗТ, к Тарельчатые — 4320 — 17280 ЗТ, к Грохоты ситовые — 4320 — 25920 5Т, К Вальцы — 4320 — 17280 ЗТ, к Дробилки 17280 от тг валковые щековые — 4320 — 17280 зт, к Бегуны — 720 8640 17280 22Т, С, К Барабаны сушильные — 4320 — 17280 зт, к Мельницы маятниковые — 2880 — 17280 5Т, К Пушкарева 1440 4320 — 25920 120, 5Т, К
Элеваторы ковшовые Эксгаустеры Циклоны Шнеки Смеситель установки контактного фильтрования масел 2880 6480 12960 4320 8640 14400 25920 25920 17280 25920 4Т, К 2Т, К т, к зт, к 2Т, к Фильтры дисковые Фильтр-прессы рамные Электрофильтры Краны и электрические тали с ручным приводом, работаю- 720 5760 5760 720 8640 — 28800 28800 34560 51840 4Т, К 4Т, К 47Т, К 660, 5Т, К щие в любых условиях с машинным приводом, рабо- тающие в легком режиме при монтаже и ремонте оборудо- 720 8640 — 51840 660, 5Т, К вания с машинным приводом, рабо- тающие в среднем режиме в 550 2750 — 24750 360, 8Т, К механических цехах с машинным приводом, рабо- 470 2350 — 21150 360, 8Т, К тающие в тяжелом режиме с машинным приводом, рабо- тающие в весьма тяжелом ре- 300 1500 — 13500 360, 8Т, К жиме Лифты * Осмотр проводится только при ч 360 астоте вращения 8640 оленчатого вала боле е 5 с-'. 43200—51840 1150, 4Т, К 1380, ЗТ, К Примечания. 1. Допускается увеличение межремонтного периода машинного оборудования не более чем на 30% от нормального пои - утверждении норм руководителем предприятия. 2. Дальнейшее увеличение межремонтных периодов в результате внедрения мероприятий обес- о печивающих надежную н безопасную работу оборудования, допускается только по согласованию с вышестоящей организацией
годам ревизии оборудования нефтеперерабатывающих и нефте- химических производств» и является условной единицей трудо- емкости. Категория трудоемкости ремонтируемого агрегата показы- вает, во сколько раз трудоемкость его ремонта больше трудоем- кости ремонта эталона. Трудоемкость ремонта агрегата, выра- женная в человеко-часах, определяется как произведение чис- ловых значений категории трудоемкости и трудоемкости ремон- та эталона (10 чел.-ч). Состав условной единицы трудоемкости ремонта определен на основании соотношения трудоемкости работ (слесарных, сварочных, станочных, изоляционных, прочих) для следующих видов оборудования: аппараты, емкости, резервуары, печи, ма- шинное оборудование, запорная арматура, трубопроводы (табл. 2.1). При расчете категории трудоемкости и определении состава условной единицы трудоемкости по видам ремонтов и видам ремонтных работ принято следующее: к слесарным относятся работы по разборке, ремонту и сборке технологического оборудования и арматуры, по опрес- совке, обкатке и сдаче в эксплуатацию после ремонта, котель- ные, медницкие, разметочные, сварочные работы, работы по ре- монту инструмента, приспособлений; к сварочным относятся работы по ручной, автоматической и полуавтоматической электросварке, газосварке и газорезке ме- таллов и сплавов, работы по восстановлению деталей оборудо- вания наплавкой; к станочным относятся работы, выполняемые на станочном и кузнечно-прессовом оборудовании, связанные с ремонтом технологического оборудования, трубопроводов и арматуры и изготовлением запасных частей в объеме 50% потребного коли- чества запасных частей поставляется централизованно); к изоляционным относятся работы по ремонту теплоизоля- ции, а также каменно-огнеупорные и футеровочные работы; к прочим работам относятся работы по очистке оборудова- ния от ржавчины, накипи, отложений, малярные, антикоррози- онные, гальванические, плотницкие (связанные с ремонтом тех- нологического оборудования), работы по устройству лесов и подмостей, складированию и погрузке материалов, контролю качества изделий, приему и выдаче инструмента, по обслужи- ванию передвижных компрессоров, грузоподъемных механиз- мов и машин, сварочных агрегатов и транспортных средств. Работы по очистке аппаратов от отложений, а также за- грузка и выгрузка катализатора выполняются рабочими техно- логических бригад и в состав условной единицы трудоемкости не включены. Методика определения численности рабочих, занятых на ре- монте технологических установок, приведена в главе 14. 140
Категории трудоемкости ремонта и состав условной едини- <цы трудоемкости ремонта по видам ремонтов и видам ремонт- ных работ предназначены для планирования численности рабо- чих; они являются предельными и не могут быть использованы .для оплаты труда рабочих. Межремонтные периоды и структуры ремонтных циклов оборудования Межремонтные пробеги и структуры ремонтных циклов обору- дования [2] приведены в табл. 2.2. Раздел 2 техническая подготовка РЕМОНТНЫХ РАБОТ Глава 3 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ 3.1. ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ЕСКД) Назначение стандартов ЕСКД Единая система конструкторской документации — комплекс го- сударственных стандартов, предназначенных для установления -единых взаимосвязанных правил и положений о порядке вы- полнения, оформления и обращения конструкторской докумен- тации, разрабатываемой и применяемой организациями и пред- приятиями Советского Союза. Стандарты ЕСКД обеспечивают: возможность взаимообмена конструкторскими документами между организациями и предприятиями без их переоформле- ния; стабилизацию комплектности, исключающую дублирование и разработку не требуемых производству документов; возможность расширения унификации при конструкторской разработке проектов промышленных изделий; упрощение форм конструкторских документов и графических изображений, снижающих трудоемкость проектно-конструктор- ских разработок промышленных изделий; механизацию и автоматизацию обработки технических до- кументов и содержащейся в них информации; 141
улучшение условий технической подготовки производства; улучшение условий эксплуатации промышленных изделий; оперативную подготовку документации для быстрой перена- ладки действующего производства. Установленные стандартами ЕСКД правила и положения по разработке, оформлению и обращению документации распро- страняются на следующую документацию: на все виды конструкторских документов; на учетно-регистрационную документацию и документацию по внесению изменений в конструкторские документы; на нормативно-техническую и технологическую документа- цию, а также научно-техническую и учебную литературу — (в той части, в которой они могут быть применимы и не регла- ментируются специальными стандартами и нормативами, уста- навливающими правила выполнения этой документации и ли- тературы (например, форматы и шрифты для печатных из- даний). Стандарты ЕСКД должны служить основанием для разра- ботки и издания организационно-методической и инструктивно- производственной документации (определяющей и регулирую- щей составление, обращение и обработку конструкторских до- кументов), а именно: положений, устанавливающих структуру и функции техниче- ских подразделений предприятий, обеспечивающих контроль, учет, хранение и размножение конструкторских документов (служб нормоконтроля, отделов технической документации и т. п.); положений о порядке прохождения и согласования конст- рукторской документации в отраслях промышленности и пред- приятиях; инструктивных материалов по группировке, комплектации, хранению и обработке технических документов и т. п. Обозначение стандартов ЕСКД строится по классификаци- онному принципу. Номер стандарта составляется из цифры 2, присвоенной классу стандартов ЕСКД: однозначной цифры (после точки), обозначающей классификационную группу стан- дартов; двузначной цифры, определяющей порядковый номер стандарта в данной группе, и двузначной цифры (после тире), указывающей год регистрации стандарта. Виды изделий и конструкторских документов Прежде чем приступить к разработке полного комплекта кон- структорских документов на конкретное изделие, важно опре- делить, к какому виду его следует отнести. ГОСТ 2.101—68 «ЕСКД. Виды изделий» устанавливает при выполнении конст- рукторской документации только четыре вида изделий: деталь, сборочная единица, комплекс и комплект. 142
Под термином «изделие» в ЕСКД понимается любой пред- мет или набор предметов производства, изготовляемых на пред- приятии, а термин «составные части» применяют к предметам, которые составляют часть других, более сложных изделий. Лю- бая составная часть изделия при определенных условиях может стать самостоятельным изделием для данного или другого пред- приятия [1]. Деталь — изделие, изготовленное из однородного по наиме- нованию и марке материала, без применения сборочных опе- раций. Материалом детали могут служить сталь, чугун, биме- талл, которые во всех случаях определяются маркой, указанной в документе на поставку. Сборочная единица — изделие, составные части которого со- единяются между собой на предприятии-изготовителе посредст- вом сборочных операций (свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, развальцовка, склеивание, сшивка, укладка и т. п.). Например, станок, редуктор. Комплекс — два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными опера- циями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Например, технологическая уста- новка. В сборочную единицу и комплекс, кроме изделий, выполняю- щих основные функции, могут входить изделия (детали, сбо- рочные единицы, комплекты), предназначенные для выполнения вспомогательных функций. Например, сборочные единицы и де- тали, предназначенные для монтажа изделия, комплект запас- ных частей, комплект тары и др. Комплект — набор изделий, не соединенных на предприятии- изготовителе сборочными операциями и имеющих общее экс- плуатационное назначение, как правило, вспомогательного ха- рактера. Наименование данного изделия обязательно начина- ется со слова «Комплект...». Например, «Комплект запасных частей» и т. д. К комплектам относят также изделие (деталь или сбороч- ную единицу), поставляемое с набором других деталей или сборочных единиц и предназначенное для выполнения вспомо- гательных функций при эксплуатации основного изделия. На- пример, измерительный прибор в комплекте с укладочным ящи- ком, запасными и сменными частями, монтажным инструмен- том и т. п. В отдельных случаях, определяя вид изделия, исходят и от обратного: устанавливают, целесообразно ли на данное изде- лие составлять те конструкторские документы, которые предус- мотрены ГОСТ 2.102—68 как обязательные для того или иного вида изделия. Так, для сборочной единицы обязательно выпол- нение сборочного чертежа. Для таких изделий, как, например, технологическая установка, составные части не соединяются сборочными операциями на предприятии-изготовителе, поэтому 143
нет необходимости в разработке для них сборочного чертежа. Такие изделия относят к комплексам. В зависимости от назначения все изделия делятся на изде- лия основного производства и вспомогательного производства. Изделия основного производства предназначены для постав- ки (реализации); изделия вспомогательного производства пред- назначены только для собственных нужд предприятия, изготов- ляющего их (например, штампы и другая оснастка, средства контроля, автоматизации процессов и т. п.). Изделия, предназ- наченные для поставки и одновременно используемые для соб- ственных нужд предприятия, изготовляющего их, относятся к изделиям основного производства. Кроме рассмотренных видов изделий, различают изделия самостоятельной поставки и изделия, не подлежащие самостоя- тельной поставке; изделия, изготовляемые на данном предприя- тии, а также покупные и получаемые в порядке кооперирования. К изделиям самостоятельной поставки относят изделия, включенные в план производства — реализации предприятия- изготовителя. Составные части такого изделия, как правило, не подлежат самостоятельной поставке. Не подлежат также само- стоятельной поставке и изделия вспомогательного производ- ства. К покупным относятся изделия, не изготовляемые на данном предприятии, а получаемые им в готовом виде, кроме получае- мых в порядке кооперирования. Изделия, получаемые в порядке кооперирования — это со- ставные части разрабатываемого изделия, изготовляемые на другом предприятии по конструкторской документации, входя- щей в комплект документации разрабатываемого изделия. В зависимости от наличия или отсутствия составных частей изделия делятся на неспецифицированные (спецификация на них не разрабатывается) и специфицированные (спецификация раз- рабатывается). Неспецифицированные изделия не имеют со- ставных частей — это детали. Специфицированные изделия со- стоят из двух и более составных частей — это сборочные еди- ницы, комплексы и комплекты. Конструкторские документы — это графические и текстовые документы, которые в отдельности или в совокупности опреде- ляют состав и устройство изделия и содержат все необходимые данные для его разработки или изготовления, контроля, прием- ки, эксплуатации и ремонта. Определения документа даны в ГОСТ 2.102—68. При определении комплектности конструкторских докумен- тов на изделие различают: основной конструкторский документ, который в отдельности или в совокупности с записанными в нем документами пол- ностью и однозначно определяет данное изделие и его состав; основным конструкторским документом для детали является чертеж детали, а для комплекса, сборочной единицы и комп- 144
Таблица 3.1. Номенклатура конструкторских документов Документ Проектная документация Рабочая докумен- тация на изделие наименование шифр гост ЕСКД <U = S » а £ а* 2 S3 it <D о О. н с 3 •3 X х 2 О И Е ей 33 X о аг н и х х ф sa л ч я <и tt к as Q U о X QJ ч Е S о а X 4) Е 2 о X Чертеж детали Сборочный чертеж Чертеж общего вида Теоретический чертеж Габаритный чертеж Монтажный чертеж Электромон- тажный чертеж Схемы Спецификация Ведомость спе- цификаций Ведомость ссы- лочных доку- ментов Ведомость по- купных доку- ментов Ведомость со- гласования применения по- купных изделий Ведомость дер- жателей под- линников Ведомость тех- нического пред- ложения Ведомость эс- кизного про- екта Ведомость тех- нического про- екта Пояснительная записка Технические условия Программа и методика испы- таний СБ ВО ТЧ гч мч мэ по ГО< ты 2.' группь ВС вд ВП ВИ дп пт эп тп пз ТУ пм 2.109—73 2.109—73 2.118—73— 2. 120—73 2.419—68 2.109—73 2.109—73 2.413—72 2Т Стандар- те!—76 7-й 2.108—68 2.106—68 2.106—68 2.106—68 2. 117—71 2.112—70 2.106-68 2.106—68 2.106—68 2.106-68, 2.118—73— 2.120—73 2.114—70 2.106—68 о о о X X О о о о о о X X о о X о о о о о X X о О X о о о О X о о о о о X о о о о о о о о о о о X о о о о о о О О о 1 1 1 1 О ООО OX Q 1 О 1 1 1 II 10—1204 на;
П родолжение Документ Проектная документация Рабочая докумен- тация на изделие гост ЕСКД 4) 4J S 9 « « <и «я 5 к наименование шифр К Ж S § gg <и сх Ь Е эскизный проект техничес проект .а <а <и к сборочна единица 01 Ч С 2 О а и ч с 2 О X Таблицы ТБ 2.413—72 О о о о о О о Расчеты РР 2.106—6S О о о О О о о Прочие доку- менты д — О О О о О О о Патентный формуляр ПФ 2.110—68 О о О 0 О о — Документы эксплуатацион- ные — 2.601—68 — — О О о о Документы ре- монтные — 2.602—68 — — — о О о О Карта техниче- ского уровня и качества про- дукции КУ 2.116—71 О О О 0 О О 0 Примечание. X —документ обязателен; прочерк — документ не составляют; О — документ составляют в зависимости от характера, назначения или условий произ- водства изделия. лекта— спецификация; эти документы не имеют своего шифра; основной комплект конструкторских документов, объеди- няющий документы, составленные на данное изделие в целом (т. е. без документов на его составные части); полный комплект конструкторских документов, объединяю- щий основной комплект конструкторских документов на изде- лие в целом и основные комплекты конструкторских докумен- тов на составные части изделия. Номенклатура конструкторских документов, разрабатывае- мых на изделия, в зависимости от стадии разработки и вида из- делия приведена в табл. 3.1. Правила выполнения и оформления конструкторской документации При разработке конструкторской документации необходимо предусматривать следующее: оптимальное применение стан- дартных и покупных изделий, а также изделий, освоенных про- изводством и соответствующих современному уровню техники; рационально ограниченную номенклатуру конструктивных эле- ментов (резьб, шлицев и т. п.) их размеров, покрытий и т. д.; рационально ограниченную номенклатуру марок и сортаментов материалов, а также применение наиболее дешевых и наиме- нее дефицитных материалов; необходимую степень взаимоза- 346
меняемое™, наиболее выгодные способы изготовления и ремон- та изделий, а также максимальное удобство их эксплуата- ции [2]. Текст документа должен быть кратким, четким и не допускать различ- ных толкований. Изложение обязательных требований должно быть дано в повелительном наклонении или с применением слов «должен» «следует» и т. п. Должны применяться научно-техническая терминология и определе- ния, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии — общепринятые в научно-технической литературе. Если в документе принята специфическая терминология, то в нем (на свободном поле чертежа или в конце текстового материала, перед списком литературы) должен быть при- веден перечень принятых терминов с соответствующим разъяснением. Условные обозначения (графические, буквенные и буквенно-цифровые), установленные государственными стандартами, применяют без их разъясне- ния и без указания номера стандарта. Исключение составляют: условные обо- значения параметров, перед применением которых в тексте документа дают его пояснение, например, «модуль т»; условные обозначения, в которых са- мим стандартом предусмотрено указывать его номер. Если в государственных стандартах нет соответствующих условных обо- значений, применяют условные обозначения по отраслевым стандартам с обязательной ссылкой на них (в технических требованиях чертежа, а в тек- стовых документах — при первом упоминании). Допускается применять свои условные обозначения при отсутствии их в государственных и отраслевых стандартах, с обязательным разъяснением (на поле чертежа или по ходу изложения соответствующего текста). При этом размеры условных знаков определяют с учетом наглядности и ясности чертежа и требований микрофильмирования, выдерживая их одинаковыми при многократном повторении. Допускается применять сокращения слов, установленные правилами рус- ской орфографии, ГОСТ 2.316—68, а также другими соответствующими стандартами. Все конструкторские документы выполняются на листах форматов, указанных в ГОСТе 2.301—68. Форматы листов оп- ределяются размерами внешней рамки. Каждый лист должен иметь основную надпись. Формы ос- новных надписей для графических и текстовых документов ус- тановлены ГОСТом 2.104—68. Каждый лист должен иметь до- полнительные графы; их расположение, содержание и правила заполнения определены ГОСТом 2.104—68. К документам для размещения утверждающих и согласую- щих подписей рекомендуется составлять титульный лист, ко- торый является первым листом документа и выполняется на листе формата 11 по ГОСТ 2.105—79. Необходимо учесть следующее: не должно быть повторе- ния надписей, данных в основной надписи; подписание доку- мента начинается с основной надписи заглавного листа и про- должается на титульном листе (снизу вверх) разработчиками; затем идет согласование, а в конце — утверждение; документ утверждается один раз; при наличии титульного листа на нем дается подпись лица, утверждающего документ. ГОСТ 2.201—80 устанавливает единую обезличенную клас- сификационную систему обозначения изделий и конструктор- ских документов для всех отраслей промышленности. При 10* 147
«обезличенной системе изделия и их составные части обознача- ют по предварительно разработанному классификатору, неза- висимо от их принадлежности к тому или иному изделию. Основой единой обезличенной системы является Классифи- катор ЕСКД- Он содержит правила присвоения обозначения всем видам изделий; правила пользования и порядок ведения; перечень классов, основную сетку (классы и подклассы) и пе- речень классификационных таблиц (подклассов, групп, под- групп и видов). Код организации-разработчика, шифр и наименование кон- структорского документа, а также классификационную харак- теристику по Классификатору ЕСКД указывают подразделе- ния — разработчики документации. Порядковый регистрационный номер присваивает служба ведения карточки учета обозначений организации-разработчи- ка при предъявлении оригинала (документ с необходимыми по ГОСТу 2.104—68 подписями в основной надписи). При централизованном присвоении обозначений порядковый регист- рационный номер присваивают на основании запроса по фор- ме, установленной министерством. Обращение конструкторской документации В зависимости от способа выполнения и характера использо- вания конструкторские документы имеют следующие наимено- вания: оригиналы, подлинники, дубликаты, копии. Оригиналы (ГОСТ 2.501—68)— это документы, выполнен- ные на любом материале, предназначенные для изготовления по ним подлинников. Оригиналы конструкторских документов после изготовле- ния и соответствующего оформления подлинников в производ- ство и на хранение не поступают. Подлинники представляют собой документы, оформленные подлинными установленными подписями, выполненные на лю- бом материале, позволяющем многократное воспроизведение с них копий. При электрографическом способе изготовления подлинников на оригинале в основной надписи черной тушью (чернилами) проставляют все подписи, кроме подписей разра- ботчика и нормоконтролера. Таким образом, на подлиннике, полученном электрографическим способом, будут две подлин- ные подписи: разработчика и нормоконтролера (по ГОСТ 2.104—68). Все подлинники, принятые на хранение в отдел технической документации (ОТД) или бюро технической документации (БТД), регистрируются в инвентарной книге подлинников. Од- новременно с регистрацией их в инвентарной книге заполняют- ся соответствующие дополнительные графы конструкторских документов. 1148
Для конструкторских документов ведутся отдельные инвен- тарные книги на изделия как основного, так и вспомогатель- ного производства. Допускается вести отдельные инвентарные книги и по видам производства (продукции), но инвентарные номера не должны повторяться. Каждому принятому в ОТД (БТД) подлиннику документа присваивают один инвентарный номер, независимо от числа листов документов, и проставляют его на каждом листе. Учет подлинников производится на карточках учета; кар- точки составляют на каждый документ, которому присваивают инвентарный номер. Разрешается не заводить карточки учета для проектной документации и на изделия вспомогательного и единичного производства. Внесение изменений в подлинники следует производить за- черкиванием черной тушью, подчисткой (смывкой) или други- ми средствами, в зависимости от способа выполнения доку- мента. В общем случае изменяемые изображения, размеры, слова, знаки, надписи и т. п. зачеркивают сплошными тонкими линия- ми так, чтобы можно было легко разобрать зачеркнутое, и на •свободном месте рядом с зачеркнутым проставляют новые данные. После внесения изменений изображения, буквы, цифры, знаки должны быть четкими, толщина линий, просветы и т. п. должны быть выполнены по установленным стандартами пра- вилам ЕСКД. Дубликаты (ГОСТ 2.502—68) являются копиями подлинни- ков, обеспечивают идентичность воспроизведения подлинника, выполняются на любом материале, позволяющем снимать с них копии. Дубликаты изготовляет предприятие-держатель подлинни- ков документов. По его разрешению допускается изготовление дубликатов предприятием-дублером или заказчиком, но только с учтенных копий. Дубликаты на других предприятиях дейст- вуют на правах подлинников только для снятия с них копий. Предприятие-держатель подлинников учитывает все дублика- ты. В случае изменения подлинника предприятие-держатель подлинника должно выслать предприятию-держателю дубли- ката новый дубликат вместе с копией извещения об изменении подлинника. Не допускается изменять и восстанавливать дуб- ликаты. При отсутствии надобности в дубликатах их уничтожают, составляя при этом акт и уведомляя об этом предприятие- держатель подлинников для снятия дубликатов с учета. Копии — документы, выполненные способом, обеспечиваю- щим их идентичность с подлинником (дубликатом). Они пред- назначены для непосредственного использования при разра- ботке, производстве, эксплуатации и ремонте изделий. Копии бывают следующих видов: 149
архивные, отражающие состояние конструкции изделия в периоды его утверждения (заказчиком и т. и.), передачи под- линников предприятиям-изготовителям и прекращения произ- водства данной конструкции; в них не вносят изменения, хра- нят отдельно от других копий и не выдают из ОТД; на лицевой стороне каждой копии и на видном месте альбома (папки) ста- вят штамп «Архивный экземпляр»; контрольные, служащие для справок и сверки конструктор- ских документов, так как отражают последние изменения в. них; их хранят отдельно от других копий и не выдают из ОТД; на каждой копии ставят штамп «Контрольный экземпляр»; рабочие, выдаваемые на определенный срок из бюро копий в группы рабочих копий или непосредственно исполнителям для оперативных нужд; экземпляр конструктора — это рабочие копии, выделяемые для текущей работы подразделению, вы- пустившему подлинники или ведущему наблюдение за изготов- лением изделия. На этих копиях ставят штамп «Экземпляр конструктора». Копии учитывают по инвентарным номерам их подлинников или дубликатов и отдельно в инвентарных книгах не регистри- руют. При аннулировании или замене подлинников при снятии изделия с производства копии уничтожают. Изменения в копии вносят путем замены старых копий но- выми, снятыми с новых и измененных подлинников. Допуска- ется исправление их черной тушью (чернилами) по правилам, установленным для подлинников. Не допускается внесение изменений в копии подчисткой. Копии документов других организаций хранят в бюро ко- пий россыпью или скомплектованными в папки н альбомы, от- дельно по каждой организации, которой они были изданы, или отдельно по каждому изделию. Эти копии регистрируют в отдельной инвентарной книге. На каждую регистрируемую копию наносят штамп с указани- ем инвентарного номера, номера экземпляра и даты регистра- ции за подписью сотрудника ОТД. Копии учитывают в карточ- ках учета копий, которые составляют на каждый альбом (пап- ку) или на отдельный документ (при хранении россыпью). Все имеющиеся на предприятии подлинники, дубликаты и копии конструкторских документов подлежат учету и хранению в ОТД или БТД. 3.2. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ Эксплуатационные документы предназначены для изучения из- делия и правил его эксплуатации (использования, техническо- го обслуживания и хранения). Их разрабатывают, как прави- ло, на изделие в целом, независимо от наличия эксплуатаци- онных документов на его составные части. Они должны быть рассчитаны на обслуживающий персонал, прошедший специ- 160
“Таблица 3.2. Номенклатура эксплуатационных документов Наименование документа Шифр доку- мента Виды изделий детали сборочные единицы комплексы комплекты Техническое описание то — 0 0 0 ‘Инструкция по эксплуата- ции иэ — 0 0 0 ^Инструкция по техническо- му обслуживанию ио — 0 0 0 ’Инструкция по монтажу, регулированию и обкатке изделия на месте его при- менения им 0 0 0 Формуляр Паспорт ФО ПС 0 0 0 0 ^Этикетка эт 0 0 — — Ведомости ЗИП (запасных частей, инструмента, при- надлежностей и материа- лов) зи 0 0 Примечание. О — необходимость составления документа устанавливается по •согласованию с заказчиком; прочерк — документ не составляют. альную подготовку по техническому использованию и обслужи- ванию изделий. Эксплуатационные документы выполняют в со- ответствии с общими требованиями к текстовым конструктор- ским документам (ГОСТ 2.105—79) и, кроме того, в соответ- ствии с требованиями ГОСТ 2.601—68. Номенклатура эксплуа- тационных документов по ГОСТ 2.601—68 приведена в табл. 3.2. К прочим эксплуатационным документам, кроме перечис- ленных в табл. 3.2, относят инструкции для отдельных специа- листов обслуживающего персонала, инструкции по технике без- опасности, инструкции по проведению различных специальных работ, проверок, нормативные документы, каталоги и т. п. Для удобства пользования сведения, необходимые для экс- плуатации изделия, допускается оформлять в виде одного до- кумента под наименованием «Руководство по эксплуатации» (шифр РЭ). Допускается объединять следующие эксплуатационные до- кументы: техническое описание и инструкцию по эксплуатации; такой документ выпускают под наименованием «Техническое описа- ние и инструкция по эксплуатации» (шифр ТО); техническое описание и инструкцию по эксплуатации и пас- порт; такой документ выпускают под наименованием «Паспорт» (шифр ПС); инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию, с инструкцией по монтажу, пуску, регулированию и обкатке 151
изделия на месте его применения; такой документ выпускают под наименованием «Инструкция по эксплуатации» (шифр ИЭ). В объединенных документах должны быть приведены дан- ные, которые включают в каждый из объединенных докумен- тов. Техническое описание (ТО) предназначено для изучения из- делия и должно содержать описание его устройства и принци- па действия, а также технические характеристики и другие сведения, необходимые для полного использования технических возможностей изделия. ТО должно состоять из разделов*, располагаемых в ука- занной ниже последовательности. В разделе «Введение» приводят следующие сведения: на- значение ТО; состав ТО (т. е. число самостоятельных доку- ментов, составляющих техническое описание, отдельно издан- ных приложений и т. д.); перечень документов, которыми сле- дует дополнительно руководствоваться при изучении изделия; принятые в ТО обозначения составных частей изделия, физиче- ских величин и т. п. В разделе «Назначение» приводят полное наименование и обозначение изделия, его назначение, область применения, па- раметры, характеризующие условия эксплуатации, а также ус- ловное наименование и индекс, присвоенные заказчиком. В разделе «Технические данные» указывают технические данные, основные параметры и характеристики, необходимые для изучения и правильной эксплуатации изделия и его состав- ных частей на всех режимах работы и в различных (в том числе предельно допустимых) условиях эксплуатации. В разделе «Состав изделия» приводят перечень, наименова- ние, количество и обозначение непосредственно входящих в из- делие основных составных частей, а также комплексов (запас- ных частей, инструментов, принадлежностей и др.). В разделе «Устройство и работа изделия» излагают общие, сведения о принципе действия, устройстве (конструкции) и ре- жимах работы изделия в целом на основании структурных, функциональных, принципиальных и других схем. В разделе «Устройство и работа составных частей изделия», последовательно для каждой составной части, указанной в раз- деле «Состав изделия», приводят описание ее назначения, принципа действия, согласно структурным, функциональным, п другим схемам изделия. Дают описание взаимодействия де- талей и сборочных единиц, входящих в составную часть изде- лия или в схему, описание построения и работы отдельных це- пей схемы, приводят технические характеристики (а также ука- * В зависимости от особенностей изделия допускается объединять или исключать отдельные разделы, а также вводить новые. Эго относится ко всем видам эксплуатационной документации. 152
зания о взаимозаменяемости деталей) и режимы работы дета- лей и других составных частей, замена которых возможна в процессе эксплуатации изделия. В разделе «Контрольно-измерительные приборы» указыва- ют назначение, приводят перечень, краткие технические харак- теристики и устройство специальных (имеющихся на изделии или в его комплектах) контрольно-измерительных приборов, необходимых для контроля работы и настройки (регулирова- ния) изделия, выполнения работ по техническому обслужива- нию, выявлению и устранению неисправностей и т. п. В разделе «Инструмент и принадлежности» указывают на- значение и приводят устройство, а также технические характе- ристики специального инструмента, принадлежностей, имита- ционной аппаратуры, вспомогательного оборудования, приспо- соблений и т. п. Далее следуют разделы «Размещение и монтаж», «Марки- ровка и пломбирование», «Тара и упаковка», «Приложения». Инструкция по эксплуатации (ИЭ) содержит сведения, не- обходимые для правильной эксплуатации изделия и поддержа- ния его в постоянной готовности к действию. Описание работ и операций, проводимых с изделием, приводят в технологиче- ской последовательности; при этом указывают способы выпол- нения работ, необходимые приборы, инструмент, принадлежно- сти и специальное оборудование, изменения показаний соответ- ствующих приборов, мероприятия, проводимые обслуживаю- щим персоналом при непредвиденных остановках или задерж- ках в работе. ИЭ должна состоять из разделов, располагаемых в указан- ной ниже последовательности. В разделе «Введение» приводят следующие сведения: на- значение и состав инструкции; перечень эксплуатационных документов, которыми следует дополнительно руководствовать- ся при эксплуатации данного изделия, а также сведения о по- рядке использования ранее выпущенных на данное изделие ин- струкций по эксплуатации; принятые в ИЭ условные обозна- чения составных частей изделия и другие сведения. В разделе «Общие указания» приводят правила и требова- ния, отражающие особенности обращения с изделием на всех стадиях его эксплуатации; кроме того, приводят указания по приемке изделия и вводу его в эксплуатацию (осмотр, провер- ка комплектности, расконсервация, проверка на функциониро- вание и т. п.). В разделе «Указания мер безопасности» перечисляют пра- вила предосторожности, которые в соответствии с действую- щими положениями необходимо соблюдать как во время подго- товки изделия к работе, так и при его работе. В зависимости от особенностей изделия и его работы при- водят правила пожарной безопасности, взрывобезопасности и т. п. 153
В разделе «Порядок установки-» излагают требования к ме- сту (местности), где будет установлено изделие для временной; или постоянной эксплуатации; операции по установке изделия' на месте эксплуатации; указания по подготовке изделия к со- единению с другими изделиями и включении его в систему пи- тания; рекомендации по защите изделия и его составных час- тей от воздействия атмосферных влияний, жидкостей, газов, электромагнитных полей и т. д. В этом же разделе указывают порядок монтажа изделия на месте его установки, правила пу- ска, регулирования, обкатки и демонтажа изделия, если не предусмотрено издание отдельной инструкции по монтажу, пу- ску, регулированию и обкатке изделия. В разделе «Подготовка к работе» приводят содержание и способы выполнения всех операций по подготовке изделия к работе. В разделе «Порядок работы» указывают: состав обслужи- вающего персонала и других специалистов и участки, обслу- живаемые каждым специалистом, а также специальное обору- дование, принадлежности, приборы и т. п., необходимые на этих участках; перечень всех и характеристики наиболее эф- фективных режимов работы изделия; порядок приведения всех составных частей изделия в рабочее положение при различных режимах работы и пр. В разделе «Измерение параметров, регулирование и на- стройка» излагают методику измерений параметров, настройки, отладки и регулирования изделия имеющимися на нем или приданными к нему (в составе соответствующих комплектов) контрольно-измерительными, имитационными и другими при- борами и различным вспомогательным оборудованием. В разделе «Проверка технического состояния» в технологи- ческой последовательности или в соответствии со схемой ос- мотра излагают содержание и краткие методики основных про- верок технического состояния изделия с целью установления его пригодности для дальнейшего использования по прямому назначению. Объем проверок должен быть минимальным, но достаточным для выяснения технического состояния изделия. В разделе «Характерные неисправности и методы их уст- оанения» приводят перечень характерных и наиболее часто встречающихся или возможных неисправностей, указывают их вероятные причины, методы наиболее быстрого и простого выявления и устранения этих неисправностей. Далее следуют разделы: «Техническое обслуживание», «Правила хранения», «Транспортирование»,, «Порядок переме- щения своим ходом», «Приложения». Инструкция по техническому обслуживанию (ИО) содер- жит порядок и правила технического обслуживания изделий. В ней должны быть приведены исчерпывающие указания по техническому обслуживанию изделий, выполнение которых 154
обеспечивает постоянную исправность и готовность изделий к использованию по прямому назначению. По согласованию с заказчиком допускается выпускать ИО под наименованием «Регламент (единый регламент) техниче- ского обслуживания» или «Технология выполнения регламент- ных работ». ИО должна состоять из разделов, располагаемых в указан- ной ниже последовательности. В разделе «.Введение» должны быть указаны: назначение и состав инструкции; принятые обозначения составных частей изделия; сведения, необходимые для пользования ИО, а также сведения о порядке использования ранее выпущенных инструк- ций, перечень эксплуатационных документов, которыми следу- ет дополнительно пользоваться при техническом обслужива- нии изделия и т. п. В разделе «Общие указания» приводят характеристику при- нятой системы технического обслуживания, указания по орга- низации технического обслуживания изделия и особенности организации в зависимости от видов эксплуатации (непосред- ственное использование по назначению, хранение, транспорти- рование и перемещение своим ходом), а также от условий экс- плуатации (климатических, времен года и др.). В разделе приводят также требования к изделию, направляемому на тех- ническое обслуживание. В разделе «Указания мер безопасности» излагают правила предосторожности, которые в соответствие с действующими положениями должны быть соблюдены во время выполнения работ по техническому обслуживанию изделия. В зависимости от особенностей изделия и его эксплуатации приводят правила пожарной безопасности, взрывобезопасности и т. п. В разделе «Виды и периодичность технического обслужива- ния» указывают виды и характеристику каждого вида техни- ческого обслуживания изделия и его составных частей в зави- симости от особенностей и условий эксплуатации, а также пе- риодичность видов технического обслуживания. В разделе «Подготовка к работе» для каждого вида техни- ческого обслуживания указывают: состав специалистов для выполнения работ по техническому обслуживанию; специаль- ные требования к помещению, рабочим участкам и рабочим местам; характеристику (с указанием номенклатуры) общего и специального оборудования, необходимого для выполнения работ; перечень стендов, контрольно-измерительных приборов, приспособлений, принадлежностей, инструмента и материалов (из состава ЗИП), необходимых для выполнения работ по тех- ническому обслуживанию; перечень и содержание работ по подготовке изделия к техническому обслуживанию (расконсер- вация, общая чистка, мойка и т. д.). В разделах «Порядок технического обслуживания» и «По- рядок технического обслуживания составных частей изделия» 155
последовательно для каждой составной части изделия и видан технического обслуживания в зависимости от особенностей из- делия и его эксплуатации приводят: указания по техническому осмотру и проверке работоспособности изделия и его состав- ных частей; объем и порядок разборки; перечень и содержание работ с указанием необходимого специального оборудования, контрольно-измерительных приборов, имитационной и другой аппаратуры, инструмента, принадлежностей и т. п.; порядок сборки и монтажа; порядок и места смазки с приложением- карт смазки; технические параметры, достигаемые регулирова- нием (отладкой, настройкой); технические требования, а так- же перечень основных проверок технического состояния, кото- рые необходимо провести после технического обслуживания; порядок использования одиночного и группового комплектов^ ЗИП. В разделе «Техническое освидетельствование» указывают порядок и периодичность освидетельствования изделия и(или) его составных частей органами инспекции, надзора, а также- приводят перечень входящих в изделие и его комплекты конт- рольно-измерительной аппаратуры и приборов для периодиче- ской проверки точности показаний. В этом же разделе приво- дят методики поверки контрольно-измерительной аппаратуры, и приборов. Далее следуют разделы «Консервация», «Приложения». Инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделия на месте его применения (ИМ) должна содержать сведения, необходимые для технически правильного проведения монтажа, пуска, регулирования и обкатки изделий, монтаж ко- торых должен проводиться только на месте применения. В ин- струкции должны быть изложены правила демонтажа изделия и его составных частей. ИМ должна состоять из разделов, располагаемых в опреде- ленной последовательности: введение; указания мер безопасно- сти; подготовка изделия к монтажу; монтаж; наладка и мон- тажные испытания; пуск (опробование); регулирование; комп- лексное опробование; обкатка; сдача в эксплуатацию смонти- рованного изделия; приложения. Формуляр (ФО) — это документ, который удостоверяет га- рантированные предприятием-изготовителем основные пара- метры и технические характеристики изделия, отражает тех- ническое состояние данного изделия и содержит сведения по его эксплуатации (длительность и условия работы, техниче- ское обслуживание, виды ремонта и другие данные за весь пе- риод эксплуатации). ФО должен состоять из разделов, располагаемых в опреде- ленной последовательности: общие указания; общие сведения об изделии; основные технические данные и характеристики; комп- лект поставки; свидетельства о приемке, о консервации, об упа- ковке; гарантийные обязательства, сведения о рекламациях, о 156
хранении, о консервации и расконсервации при эксплуатации изделия, о движении и закреплении изделия при эксплуатации; учет работы и неисправностей при эксплуатации; особые заме- чания по эксплуатации изделия и аварийным случаям; учет технического обслуживания; периодический контроль основных эксплуатационно-технических характеристик; поверка измери- тельных приборов поверочными органами; техническое освиде- тельствование изделия специальными контрольными органами; сведения об изменениях конструкции изделия и его составных частей, произведенных в процессе эксплуатации и ремонта; све- дения о замене составных частей изделия за время эксплуата- ции; сведения об установлении категории изделия, о ремонте изделия, о результатах проверки инспектирующими и проверя- ющими лицами; особые отметки; приложения. Содержание разделов формуляра оформляют в виде таб- лиц. Отдельные разделы допускается помещать в приложениях к формуляру. Паспорт (ПС) является документом, удостоверяющим га- рантированные предприятием-изготовителем основные парамет- ры и характеристики изделия. ПС должен состоять из разделов, располагаемых в опре- деленной последовательности: общие сведения об изделии; ос- новные технические данные и характеристики; комплект по- ставки; свидетельство о приемке; сведения о консервации и упаковке; гарантийные обязательства; сведения о реклама- циях. Содержание и изложение разделов ПС должны соответство- вать содержанию и изложению одноименных разделов форму- ляра. При совмещении паспорта с ТО и ИЭ содержание паспорта разбивают на разделы, располагаемые в такой последователь- ности: назначение изделия; технические характеристики; со- став изделия и комплект поставки; устройство и принцип ра- боты; указания мер безопасности; подготовка изделия к рабо- те; порядок работы; техническое обслуживание; характерные неисправности и методы их устранения; свидетельство о прием- ке; гарантийные обязательства; сведения о рекламациях; све- дения о консервации и упаковке. Содержание и изложение разделов ПС, с которым объеди- нены ТО и ИЭ, должны соответствовать одноименным разде- лам этих документов. Этикетка (ЭТ) предназначается для изложения основных по- казателей и сведений, требующихся для эксплуатации изделия. В ней указывают: наименование изделия, его обозначение и индекс, технические данные, номер стандарта или ТУ, которо- му соответствует изделие, сведения о приемке ОТК, сведения о числе изделий в одной упаковке, о качестве изделия, дату выпуска; могут быть включены и другие дополнительные све- дения. 157Г
Ведомость запасных частей, инструмента и принадлежно- стей (ЗИ) является документом, устанавливающим номенкла- туру, назначение, количество и места укладки запасных частей, инструментов, принадлежностей и материалов (ЗИП), необхо- димых для эксплуатации и ремонта данного изделия. В зависимости от назначения и особенностей использова- ния установлены следующие основные комплекты ЗИП: оди- ночный (индивидуальный), поставляемый с каждым изделием и используемый на месте эксплуатации этого изделия; группо- вой, поставляемый самостоятельно, отдельно от изделий, и предназначенный для обеспечения эксплуатации и ремонта группы изделий; его хранят на складах, базах или на месте эксплуатации изделий; ремонтный, поставляемый самостоя- тельно, отдельно от изделий и предназначенный для обеспече- ния среднего и(или) капитального ремонта изделия или груп- пы изделий; его хранят на складах, базах или в ремонтных органах. ЗИ должна состоять из разделов, располагаемых в такой последовательности: «Запасные части», «Инструмент», «При- надлежности», «Материалы». Допускается объединять разде- лы «Инструмент» и «Принадлежности», «Принадлежности» и «Материалы». 3.3. РЕМОНТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ Ремонтные документы — это организационно-технические, нор- мативно-технические, экономические, технологические и рабо- чие конструкторские документы, необходимые для организа- ции и выполнения работ, направленных на восстановление ис- правности и полного (или близкого к полному) ресурса обору- дования. Номенклатура ремонтных документов, требуемых для ин- женерной подготовки ремонтного производства и выполнения работ в подготовительный, остановочный и пуско-наладочный периоды, приведена в табл. 3.3. Ведомость дефектов (ВД) служит основанием для опреде- ления объемов ремонтных работ по видам, необходимых для ремонта материальных ресурсов, распределения их по отдель- ным объектам ремонта (единицам оборудования), составления смет, разработки сетевых или линейных графиков, технологи- ческих карт производства работ на отдельных объектах ремон- та, общей организации и технологии ремонта всего технологи- ческого комплекса. ВД представляет собой подробный перечень дефектов (не- исправностей, повреждений деталей, узлов технологического оборудования, технологических коммуникаций, передаточных устройств, приборов и т. п. с указанием мероприятий по уст- ранению дефектов, перечислением необходимых материалов и запасных частей. 158
Таблица 3.3. Номенклатура ремонтных документов Наименование Шифр Назначение (краткое определение) Организационно-техническая документация Ведомость дефек- вд тов Смета СМ График календар- кг ный График линейный лг График сетевой Определение объема ремонтных работ Определение стоимости ремонтных работ Определение календарных сроков остановки на капитальный ремонт заводов, цехов и особо важных объектов Определение объема и стоимости работ по ре- монту несложных объектов, состава ремонт- ных бригад, календарных сроков выполнения в линейной последовательности, обеспечения трудовыми ресурсами, механизмами, инстру- ментом Определение технологической последователь- ности и организационной взаимосвязи между работами по ремонту сложных объектов и сроками выполнения с учетом структуры обес- печения трудовыми, материальными и други- ми необходимыми ресурсами, а также взаимо- действия ремонтных подразделений (организа- ций), участвующих в ремонте Организационно-технологическая документация Проект производ- ППР Установление организационной и технологиче- ства работ ской последовательности и безопасных мето- дов проведения капитального ремонта высот- ных сооружений, крупногабаритного и тяжело- весного оборудования при выполнении работ на высоте, в труднодоступных местах, в ме- стах повышенной опасности Руководство по капитальному ре- монту РК Определение номенклатуры и объема работ, последовательности проведения организацион- но-технических и технологических мероприятий при капитальном ремонте отдельных единиц оборудования несерийного или мелкосерийного изготовления или их составных частей Технологическая карта тк Определение технологии выполнения отдель- ных видов ремонтных работ на объекте Нормативно-техническая документация Технические усло- вия ТУ Определение номенклатуры работ, порядка и методов их проведения при капитальном ре- монте установок, аппаратов, машин, механиз- мов, приборов, других устройств (изделии крупносерийного изготовления). Установление конкретных технических требований, показа- телей, норм, параметров, технических харак- теристик, которым должны соответствовать, изделия данного вида после ремонта L5»
Продолжение Наименование Шифр Назначение (краткое определение) •Отраслевой стан- дарт ОСТ Определение номенклатуры регламентных ра- бот, основных методов их проведения при ре- монте однотипного технологического оборудо- вания. Установление общих технических тре- бований, которым должны соответствовать после ремонта все изделия данного типа (класса) Стандарт пред- приятия стп Конст} Определение номенклатуры работ, организации и порядка их проведения при ремонте уст- ройств приспособлений, специальных стендов, агрегатов и других единиц нестандартизован- ного (вспомогательного) оборудования эукторская документация Чертежи ремонт- По ГОСТ Установление размеров при ремонте деталей, ные (комплект по ЕСКД) 2.604—68 KoMt сборочных единиц, изготовлении новых дета- лей взамен изношенных, а также при сборке и контроле отремонтированного изделия с из- мененными присоединительными размерами, при определении условий монтажа, изготовле- ния специального инструмента и принадлеж- ностей глексная документация Проект организа- ции ремонта ПОР Организация и проведение инженерной подго- товки, установление организационной последо- вательности, технологических способов и без- опасных методов выполнения ремонта обору- дования на сложном объекте ремонта — тех- нологическом комплексе (производство, цех, линия и т. п.) ВД должна содержать перечень дефектов, не только пред- полагаемых или обнаруженных при осмотре в период подго- товки оборудования для сдачи в ремонт, но и уточненных при разборке машины, агрегата, аппарата и их узлов. Для этого при составлении ведомости дефектов предусматривается стадия уточнения. Смета (СМ) — основной плановый документ для финанси- рования расходов из государственного бюджета. Смета опре- деляет объем, целевое направление и распределение бюджет- ных ассигнований на расходы, в частности, на капитальный ре- монт оборудования. Графики ремонтных работ позволяют провести ремонт в оптимальные сроки. График остановки на капитальный ремонт заводов, цехов и особо важных объектов (календарный гра- фик) позволяет ремонтной организации (подрядчику) своевре- менно осуществить инженерную подготовку ремонтного про- изводства: составить графики проведения ремонтных работ на 160
отдельных объектах (линейные графики), предусматривающие номенклатуру и объем работ, их сметную стоимость, трудоза- траты, состав ремонтных бригад (участков, звеньев), необхо- димые механизмы и инструмент, календарные даты выполне- ния работ, их линейную последовательность и продолжитель- ность. Форма и пример заполнения линейного графика прове- дения ремонта приведены в ОСТ 113-15-4—82. Линейные графики проведения ремонтных работ целесооб- разно составлять на капитальные ремонты конструктивно не- сложного оборудования (емкости, мешалки, насосы, теплооб- менники, технологические коммуникации и т. п.) с числом ре- монтных операций менее 50 и сроком выполнения ремонта до десяти суток. При ремонте объектов повышенной сложности, больших масштабах ремонтных работ, участии в работах ремонтных подразделений различной специализации и административного подчинения, проведении большого числа параллельных и взаимозависимых операций разрабатываются сетевые графики ремонта. Сетевой график — это графическая модель ремонтного про- цесса в подготовительный, остановочный и пуско-наладочный периоды, отражающая взаимосвязи между работами, необхо- димыми для достижения конечной цели. Такие графики позво- ляют наглядно представлять взаимосвязь и последовательность выполнения работ, анализировать возможные пути достижения заданного результата и выбирать наиболее выгодный из них (см. рис. 3.1). Для построения сетевых графиков необходимо знать содер- жание и продолжительность ремонтных операций, затраты труда и времени на каждый вид работ. График позволяет установить необходимость и возможность кооперирования со смежными службами и ремонтными подразделениями, а также время поступления материалов и запасных частей. В период ремонтов на графике отмечают фактическую продолжитель- ность выполнения плановых работ. Это позволяет выявить не- точности планирования и избежать их при составлении после- дующих графиков. Использование методов сетевого планирования позволяет сократить простои оборудования в ремонте на 25—30% (в от- дельных случаях на 50%), а трудоемкость работ — на 10— 20%. Установлены единая характеристика элементов сетевого графика и методика их изображения. Элементами сетевого графика являются работы и события. Непрерывная последо- вательность работ в сетевом графике называется путем.. Дли- на пути определяется продолжительностью лежащих на нем работ. При наибольшей длине путь между начальным и конеч- ным событием называется критическим', его продолжительность (в днях или часах) определяет срок окончания ремонта в це- 11—1204 161
лом. Критический путь позволяет заранее установить те ра- боты, от которых зависит срок ремонта, и сосредоточить вни- мание на их выполнении. Работа — производственный процесс, требующий опреде- ленных затрат труда (например, разработка компрессора). На сетевом графике этот элемент изображают сплошной стрелкой. Наименование работ пишется над стрелкой, а их продолжи- тельность— под ней. Зависимость — процесс, требующий за- трат времени (например, выдержка межступенчатых аппара- тов под давлением при их испытании); на графике его изобра- жают штриховой стрелкой. Событие — факт окончания одной или нескольких работ, не- обходимой и достаточной для начала последующих работ (на- пример, сборка подшипников); на сетевом графике событие изображают кружком. Событие, не имеющее предшествующих работ, называется начальным, не имеющее последующих ра- бот— конечным. В сетевом графике могут быть одно началь- ное событие (например, подготовительные ремонтные работы) и одно конечное (определяющее готовность агрегата к сдаче в эксплуатацию). Датой начала работ считается календарный срок, соответствующий начальному событию сетевого графика, а датой окончания — календарный срок, соответствующий ко- нечному событию. Продолжительность работ, увязываемая в сетевом графике, называется временной оценкой. Некоторые работы имеют оп- ределенный резерв времени, т. е. некоторое число дополнитель- ных дней, в течение которых можно еще выполнять данную ра- боту без задержки остальных работ. При этом различают два вида резерва: полный и свободный. Полный резерв — время, в пределах которого можно увеличить продолжительность рабо- ты без изменения срока ремонта (при этом допускается сме- щение срока начала некоторых событий). Свободный резерв — время, в пределах которого можно увеличить продолжитель- ность работы без изменения срока начала последующих работ. Работы, лежащие на критическом пути, не имеют резерва вре- мени. Направление стрелок в сетевом графике принято слева на- право, нумерация событий возрастает по мере удаления их вправо. При составлении сетевого графика необходимо следить за тем, чтобы не образовывались циклы, т. е. чтобы стрелки, изо- бражающие работы, не возвращались к тому событию, откуда они вышли, и чтобы один их конец не повисал свободно. Все события, кроме конечного, должны иметь последующую рабо- ту. Каждая работа определяется однозначно, т. е. присущей только ей парой событий. Номер события на сетевом графике проставляют в кружке, продолжительность работы (а часто и число рабочих) — над стрелкой, обозначающей работу. 162
Рис. 3.1. Сетевой график ремонта колонного аппарата. На рис. 3.1 в качестве примера представлен сетевой график технологии ремонта колонного аппарата. Расшифровка работ приведена ниже: Шифр работы II а п м с 11 о п а и 11 с ] > а б от ы О—1 Отглушка аппарата 1—2 Пропарка, промывка 2—3 Снятие предохранительного клапана и запорной арматуры 3—4 Ревизия и ремонт предохранительного клапана и арматуры 4 —12 Установка предохранительного клапана и запорной арматуры 2—5 Вскрытие люков 5—6 Разработка тарелок 6—7 Чистка тарелок, сливных стаканов, куба колонны 5—7 Ревизия колонны 7—8 Ремонт штуцеров, люков, деталей, тарелок 8—9 Сборка тарелок и проверка на барботаж 9—12 Закрытие люков 2—10 Ремонт и монтаж трубопроводов и металлоконструкций 2—11 Ремонт изоляции 12—13 Опрессовка, устранение дефектов 13—14 Снятие заглушек 11—14 Окраска На сетевом графике технологии ремонта колонны просле- живаются четыре параллельные линии работ. Кроме того, на верхней линии имеется две параллельные работы между собы- тиями 5 и 7. Зависимость 10—12 является фиктивной работой, поэтому обозначена штриховой линией. Следовательно, собы- тие 10 введено как дополнительное. На стрелках указаны за- траты времени на ремонт (в чел.-днях). Для нахождения кри- тического пути определяют продолжительность работы по всем возможным путям. Продолжительность работ 0—1—2— 11—14 составляет 44 чел.-дня, работ 0—1—2—3—4—12—13— 14 — 57 чел.-дней, а работ 0—1—2—5—6—7—8—9—12—13— 14—176 чел.-дней. Таким образом, последний путь будет наи- более продолжительным, т. е. критическим. На чертеже он обозначен двойной линией. Проект производства работ (ППР) разрабатывается для организации и выполнения ремонтно-монтажных работ при 11 163
капитальном ремонте специальных высотных сооружений, круп- ногабаритного и тяжелого оборудования и других отдельных объектов, ремонт которых связан с повышенной опасностью, работами на высоте, в труднодоступных местах, с применени- ем грузоподъемных машин, механизмов и приспособлений, сложных металлических и железобетонных конструкций. ППР является важнейшей частью инженерной и организа- ционно-технической подготовки ремонтного производства и на- правлен на проведение ремонтно-строительно-монтажных ра- бот в кратчайшие сроки при высоком качестве и обеспечении безопасных методов выполнения. Проведение ремонтно-строи- тельно-монтажных работ по ППР не отменяет установленной системы нарядов-допусков в соответствии с ТИ-ХП—79, тре- бованиями СНиП, ОСТ, ТУ или РК. При разработке ППР в качестве исходных данных исполь- зуют следующую техническую документацию: стройгенплан с указанием подземных коммуникаций, расположения времен- ных сооружений, дорог и складов; перечень оборудования, де- монтируемого и монтируемого в целом или отдельными уз- лами, с указанием массы и габаритных размеров; общие виды, детальные чертежи со спецификациями и указанием массы обо- рудования и других изделий, требующих индивидуальной под- робной разработки проекта производства работ по их монта- жу; чертежи фундаментов под это оборудование; строительные чертежи здания (планы, размеры), на которых должны быть указаны монтажные проемы; перечень наличия машин, меха- низмов и оборудования; перечень и характеристику имеющего- ся в наличии металла (труб, проката п т. д.), который может быть использован для изготовления различных монтажных приспособлений; технические решения на проведение ремонта объекта (оборудования), ведомости дефектов, перечни ремонт- ных работ. ППР выполняется в виде комплекта чертежей и расчетно- пояснительной записки и должен содержать следующие дан- ные: перечень организационно-подготовительных мероприятий; характеристику монтажной площадки; перечень монтируемого или демонтируемого оборудования, отдельных узлов и других монтажных блоков (с указанием спецификации и характери- стики); перечень основных работ с указанием порядка их вы- полнения, расстановки рабочих и норм трудозатрат; схемы монтажа и демонтажа оборудования; схемы страховок; пере- чень используемых механизмов и приспособлений; перечень и чертежи нестандартного оборудования, такелажной оснастки, приспособлений и деталей; перечень материалов, необходимых для выполнения работ; указания по технике безопасности. Перечень организационно-подготовительных мероприятий содержит сведения об устройстве подъездных путей и плани- ровке площадок, подвозе и складировании материалов, изго- товлении приспособлений для проведения ремонта (лесов, на- 164
стилов, опор, мачт и т. д.), согласовании с заказчиком мест подключения к существующим коммуникациям (линии энерго- снабжения, сжатого воздуха, промышленный водопровод и пр.). Характеристика монтажной площадки включает геометри- ческие размеры площадки, указание факторов, препятствую- щих ведению работ (линии воздушных электропередач, под- земные коммуникации и т. п.), графическое изображение име- ющихся на площадке временных и постоянных строений, до- рог, оборудования и т. п. Схема монтажа включает разбивку площадки на зоны мон- тажа для последовательности ведения работ, установки грузо- подъемных механизмов и приспособлений, места закрепления оттяжных блоков, способы страховки монтажных блоков и обо- рудования, монтажные проемы и направление движения пере- мещаемых грузов, диаграммы усилий. Чертежи нестандартного оборудования, такелажной оснаст- ки, приспособлений, деталей и т. д., необходимые для выполне- ния работ по ППР, должны быть выполнены согласно ЕСКД. ППР должен предусматривать безопасность ведения работ, которая обеспечивается следующими мероприятиями: расчетом усилий на подъемные механизмы, расчетом на прочность и ус- тойчивость конструкций, грузоподъемных приспособлений (тра- верс, коромысел, грузозахватных клещей, строп, канатов и т. д.) согласно нормативным документам; изготовлением всех грузоподъемных и грузозахватных устройств и приспособлений в соответствии с требованиями стандартов, правил Госгортех- надзора, СНиП и из материалов, на которые имеются серти- фикаты; указанием требований по технике безопасности, спе- цифичных для выполнения данных работ. Руководство по капитальному ремонту (РК) предназначено для выполнения ремонта отдельных технологических аппара- тов, машин, установок, емкостного и теплообменного оборудо- вания несерийного или мелкосерийного изготовления. РК разрабатывается на основе конструкторской технологи- ческой и эксплуатационной документации, анализа ремонтопри- годности изделия и его составных частей, изучения характер- ных неисправностей и способов их устранения, опыта ремонта аналогичных изделий. РК состоит из пояснительной записки (по ГОСТ 2.105—68 и ГОСТ 2.106—68) п ремонтных чертежей (по ГОСТ 2.604— 68). Пояснительная записка включает следующие разделы: вве- дение, организация ремонта, техника безопасности, демонтаж, разборка и дефектация, ремонт деталей, сварка и монтаж, контроль качества, приложения. В зависимости от особенности изделия как объекта ремонта отдельные разделы допускается объединять или исключать, а также вводить новые. Изложе- ние разделов пояснительной записки РК должно соответство- 165
вать требованиям ГОСТ 2.602—68 (раздел 6 «Руководство по капитальному ремонту»). «Введение» содержит следующие сведения: назначение и порядок пользования руководством, расположение объекта ре- монта и общем комплексе технологического оборудования це- ха (производства) и его технологическое назначение, общая техническая характеристика изделия и данные о ее изменении в результате ремонта, перечень технических документов, ис- пользуемых вместе с РК, правила пользования чертежами, схе- мами, таблицами, приведенными в графической части РК. Раздел «Организация ремонта» содержит требования по подготовке объекта к ремонту, порядок приемки в ремонт и вы- дачи из ремонта, общую технологию ремонта, нормативы тру- дозатрат, материалоемкость и энергоемкость ремонта, потреб- ность в подъемно-транспортных средствах, механизмах и при- способлениях, средствах измерений и испытаний. Раздел «Техника безопасности» содержит перечень руково- дящих документов по технике безопасности (или ссылки на их главы, разделы), требования которых необходимо соблюдать при ремонте изделия; дополнительные указания по технике безопасности работ, связанные с особенностями данного объ- екта и технологией ремонта; правила пожарной безопасности и промышленной санитарии. В остальных разделах в соответствии с их названием ука- зывают специфические требования, способы и методы прове- дения работ (операций), применяемый инструмент, механизмы и приспособления, трудозатраты. Данные, отраженные в разделах пояснительной записки РК, допускается излагать в виде таблиц с учетом требований ЕСКД и ЕСТД. Технологическая карта (ТК) процесса ремонта изделия раз- рабатывается в соответствии с ГОСТ 3.1115—79 (раздел 6 «Правила оформления карты технологического процесса ре- монта») . ТК используют как самостоятельные ремонтные документы, а также как составные части ПОР или ППР. Их можно ис- пользовать как дополнения к ТУ на капитальный ремонт, ру- ководству по капитальному ремонту или стандарту предприя- тия на капитальный ремонт без включения в состав этих до- кументов. В общем случае ТК должен включать титульный лист, тех- ническую характеристику объекта ремонта, его рисунок, пере- чень подготовительных и ремонтных операций, сведения о чис- ленности и квалификационном составе ремонтного подразделе- ния, общих трудозатратах, применяемых материалах, запасных частях, механизмах и инструменте, требования по технике без- опасности выполнения работ, основные требования по качест- ву работ, способам и средствам контроля. 166
По построению и изложению ТК должна соответствовать требованиям ГОСТ 2.105—79 и ГОСТ 2.106—68. Технические условия (ТУ) разрабатываются на капиталь- ный ремонт машин, аппаратов, механизмов и других устройств н устанавливают технические требования, нормы, параметры и показатели, которым должны соответствовать изделия после ремонта, а также определяют номенклатуру ремонтных работ, порядок и методы их выполнения. ТУ являются основной категорией нормативно-технической ремонтной документации, устанавливающей конкретные техни- ческие требования к изделиям (единицам оборудования одного вида), подвергающимся ремонту. Их разрабатывают при от- сутствии государственных или отраслевых стандартов, общих технических требований, распространяющихся на ремонт дан- ного вида оборудования или при необходимости конкретиза- ции, дополнения или ужесточения требований, установленных в этих стандартах. Могут разрабатываться как индивидуальные ТУ (на каж- дую отдельную единицу оборудования), так и групповые (на все оборудование производства, технологической линии, уста- новки, в том числе и на их отдельные блоки). Правила построения, изложения и оформления ТУ (в соот- ветствии с ГОСТ 2.114—70), перечень конкретных докумен- тов, на основе и с учетом которых разработаны ТУ, указывают в техническом задании на разработку ТУ, составляемом по ГОСТ 1.11—75. ТУ разрабатывают на основе рабочей, конструкторской, эксплуатационной, технологической документации; анализа ремонтопригодности изделия и его составных частей; материа- лов по исследованию и изучению неисправностей, возникающих при эксплуатации изделий данного вида; результатов научно- исследовательских работ по технологии процесса ремонта; опыта по ремонту аналогичных изделий на предприятиях и в организациях. В ТУ излагают требования к последовательности проведе- ния ремонтных работ и методику их осуществления, но не включают требования к организации ремонтного производства, а также к технологии проведения отдельных операций ремонт- но-восстановительного процесса. Допускается объединять ТУ с ремонтными чертежами. При этом технические требования, изложенные в чертежах, в ТУ не дублируются. ТУ включают следующие разделы. В разделе «Введение» указывают область распространения ТУ, конструкцию изделия, техническую характеристику и усло- вия применения (эксплуатации); перечень ремонтных доку- ментов, которые необходимо использовать одновременно с ТУ; принятые условные обозначения. 167
В разделе «Общие технические требования» приводят ука- зания по подготовке к ремонту и приемке в ремонт, демонта- жу и разборке, содержанию ремонта. В разделе «.Специальные требования» для каждой функ- циональной части изделия или детали указывают перечень возможных дефектов и способов их выявления и устранения; контрольный инструмент; размеры, параметры и технические характеристики, при которых сборочные единицы и детали мо- гут быть допущены к дальнейшей эксплуатации без ремонта-, этот раздел рекомендуется излагать в виде таблиц или карт дефектации. В разделе «Модернизация» излагают содержание работ по усовершенствованию изделия и помещают требования к изде- лию после ремонта, с учетом модернизации. В разделе «Сборка и технические требования к собранным узлам, и изделию» приводят описание процессов сборки, регу- лировки, нанесения защитных покрытий, указывают техничес- кие характеристики, нормы и показатели, определяющие экс- плуатационные свойства изделия и качество его ремонта. В разделе «Методы контроля и испытаний» указывают спо- собы п методы проверки, регулировки отремонтированного из- делия, метрологические требования по точности замеров, ме- рительный инструмент; если отремонтированное изделие под- лежит испытаниям, указывают вид испытаний и методику их проведения или делают ссылку иа документацию по испыта- ниям. В разделе «Покрытие и смазка» приводят указания о по- крытиях, окраске и смазке изделия и его составных частей для защиты от коррозии, дают описание способов нанесения за- щитных покрытий. Раздел «Маркировка, упаковка, транспортирование и хра- нение» включают в ТУ .в случае демонтажа и отправки обору- дования (изделия) на централизованный ремонт. В разделе «Требования к безопасности и производственной санитарии» приводят ссылки на соответствующие руководящие документы по технике безопасности при ремонте оборудования и на дополнительные указания по мерам безопасности при ре- монте данного изделия. В разделе «Приемка оборудования из ремонта» указывают правила приемки из ремонта и должностных лиц, ответствен- ных за приемку-сдачу изделия из ремонта в соответствии с ГОСТ 19504—74. При ремонте подрядным способом должен быть составлен перечень документов, передаваемых ремонтной организацией, составленный по установленной форме. В разделе «Гарантии» при ремонте подрядным способом указывают обязательства ремонтной организации в части соот- ветствия отремонтированного изделия требованиям, установ- ив
ленным в ТУ, а также срок гарантии, в течение которого ре- монтная организация в установленном порядке несет ответст- венность в случае обнаружения дефектов ремонта при условии соблюдения Заказчиком правил эксплуатации. Кроме срока га- рантии в данном разделе может быть указана гарантийная на- работка. Раздел «Приложения-» может включать иллюстративный ма- териал, таблицы, чертежи, схемы или текст вспомогательного характера. Приложения должны быть оформлены как продол- жение данных ТУ на последующих листах. В зависимости от особенностей изделия как объекта ремон- та отдельные разделы допускается объединять, а также вво- дить новые разделы или подразделы, например «Общая техно- логия ремонта», «Нормативы трудоемкости» (материалоемко- сти, энергомеханоемкости, межремонтных ресурсов, продолжи- тельности простоя в ремонте и т. п.). Включение этих вопро- сов оговаривается в техническом задании. Требования к тексту ТУ на капитальный ремонт оборудова- ния, к написанию заголовков, разделов, пунктов, подпунктов, построению таблиц, к приводимым графическим и иллюстратив- ным материалам, оформлению приложений аналогичны уста- новленным в ГОСТ 1.5—68. Отраслевой стандарт (ОСТ) обязателен для всех предприя- тий и организаций данной отрасли, а также для предприятий и организаций других отраслей (Заказчиков), применяющих (потребляющих) продукцию этой отрасли. Отраслевые стан- дарты организационно-методического характера обязательны только для предприятий и организаций министерства, утвер- дившего эти стандарты. Для предприятий других министерств (ведомств) такие стандарты являются обязательными только по согласованию с соответствующим министерством. Проекты ОСТов разрабатывают головные и базовые орга- низации по стандартизации, научно-исследовательские, про- ектно-конструкторские или технологические и другие органи- зации. Стандарт предприятия (СТП) является нормативно-техни- ческим документом, регламентирующим требования по капи- тальному ремонту вспомогательного нестандартного оборудо- вания несерийного изготовления (устройств, приспособлений, стендов, несложных вспомогательных механизмов), а также средств механизации ремонтных работ. СТП могут разрабатываться ремонтной организацией (под- рядчиком), предприятием-владельцем изделия (заказчиком) или по поручению заказчика специализированной проектно- конструкторской организацией. Независимо от того, кто явля- ется разработчиком СТП, его требования обязательны для за- казчика и подрядчика в равной степени, что достигается со- ответствующим согласованием и утверждением стандарта. 169
СТП па капитальный ремонт изделия включает общую тех- ническую характеристику изделия; технико-экономические по- казатели работы изделия до и после ремонта; перечень подго- товительных, ремонтно-восстановительных и наладочных ра- бот, последовательность их проведения и методы выполнения; технику безопасности выполнения работ; нормативы трудоза- трат и материалоемкость ремонта; необходимые механизмы, инструмент и приспособления. СТП не устанавливает порядка планирования и организа- ции ремонта, стоимости ремонтных работ и других организа- ционно-технических мероприятий. Эти вопросы решаются при каждом очередном ремонте изделия в соответствующих орга- низационно-технических документах, которые в состав СТП включаться не должны. Порядок разработки, построения, изложения и оформления СТП должен соответствовать требованиям ГОСТ 1.4—68 и ГОСТ 1.5—68. Чертежи ремонтные предназначены для ремонта деталей, сборочных единиц, сборки и контроля отремонтированного из- делия, вновь изготовляемых дополнительных деталей по ГОСТ 2.604—68. Обозначение ремонтного чертежа получают добав- лением к обозначению детали или сборочной единицы буквы «Р» (ремонтный). Проект организации ремонта (ПОР) является комплектом организационно-технических, нормативно-технических, техноло- гических и конструктивных документов, разрабатываемых для установления организационной последовательности, технологи- ческих способов и безопасных методов осуществления капи- тального ремонта на сложном технологическом объекте. В состав ПОР в зависимости от степени сложности объекта ремонта должны входить: перечень основного ремонтируемо- го оборудования, зданий, специальных сооружений, технологи- ческих коммуникаций; перечень применяемых при ремонте нормативно-технических, технологических и конструкторских документов; сводная ведомость основных ремонтно-строитель- но-монтажных работ с указанием объемов и трудозатрат; свод- ная смета на выполнение ремонта технологического комплек- са; документ, распределяющий работы между исполнителями; календарный график (сетевой) выполнения работ; схемы безо- пасных проездов по территории, мест складирования обору- дования и материалов, расположения бытовых и подсобных помещений; мест установки грузоподъемных механизмов, под- ключения коммуникаций и т. п.; ведомости потребности ма- шин, механизмов, материалов, энергоресурсов и графики их поставки (обеспечения); мероприятия по технике безопасности проведения ремонтно-строительно-монтажных работ. Материалы, входящие в состав ПОР, излагаются и оформ- ляются в соответствии с требованиями ЕСКД и комплектуют- ся в альбом. 170
3.4. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ В ЧЕРТЕЖАХ И СХЕМАХ ПО ЕСКД Правила указания допусков формы и расположения поверхностей Допуск формы и расположения поверхностей (ГОСТ 2.308—79) показывают на чертежах условными обозначениями [3]. Вид допуска должен быть обозначен знаками (графическими сим- волами), приведенными в табл. 3.4. Суммарные допуски формы и расположения поверхностей, для которых не установлены отдельные графические знаки, обозначают знаками составных допусков в такой последова- тельности: знак допуска расположения, знак допуска формы (табл. 3.5). Допуск формы и расположения поверхностей разрешается указывать текстом в технических требованиях, как правило, в том случае, если отсутствует знак вида допуска. При этом текст должен содержать: вид допуска; указание поверхности или другого элемента, для которого задается допуск (для это- го используют буквенное обозначение или конструктивное наи- менование, определяющее поверхность); числовое значение допуска (в мм); указание баз, относительно которых задается допуск (для допусков расположения и суммарных допусков формы и расположения); указание о зависимых допусках формы или расположения (в соответствующих случаях). Данные о допусках формы и расположения поверхностей помещают в прямоугольной рамке, проведенной сплошной тон- кой линией. Рамку делят на три части: в первой располагают знак допуска, во второй — величину допуска в мм, в третьей — буквенное обозначение базы или другой поверхности, с кото- рой связан допуск расположения. Зависимый допуск, величина которого зависит от отклоне- ний размеров поверхностей, обозначают буквой М в кружке. Если допуск расположения или формы не указан как зависимый, его считают независимым. Перед числовым значением допуска помещают следующие символы: 0, если круговое или цилиндрическое поле допуска указы- вают его диаметром; если круговое или цилиндрическое поле допуска указы- вают радиусом; Т, если допуски симметричности, пересечения осей, формы заданного профиля и заданной поверхности, а также позицион- ные допуски (для случая, когда поле позиционного допуска ограничено двумя параллельными прямыми или плоскостями) указывают в диаметральном выражении; символ Т/2 для тех же видов допусков, если их указывают в радиусном выражении; 171
Таблица 3.4. Условные изображения допусков формы и расположения поверхностей Группа допусков Вид допуска Символ Допуск формы Допуск прямолинейности — Допуск плоскостности / / Допуск круглости Допуск цилиндричности /У Допуск профиля продольного сечения Допуск расположения Допуск параллельности у/ Допуск перпендикулярности Допуск наклона Допуск соосности © Допуск симметричности 1 Позиционный допуск -ф- Суммарные допуски фор- мы и расположения Допуск пересечения осей Допуск радиального биения Допуск торцевого биения X Допуск биения в заданном направлении Допуск полного радиального биения Допуск полного торцевого биения s' S Допуск формы заданного профиля Допуск формы заданной поверхности 172
Таблица 3.5. Примеры указания на чертежах допусков формы и расположения поверхностей (ГОСТ 2.308—79) Вид допуска Условное обозначение Пояснение Допуск прямоли- нейности ± 1-10,05. --- i- | 0,i,W ( Допуск прямолинейности обра- зующей конуса 0,01 мм Допуск прямолинейности оси отверстия 0,08 мм (допуск за- висимый) Допуск прямолинейности по- верхности 0,25 мм на всей дли- не и 0,1 мм — на длине 100 мм Допуск плоскост- ности Допуск плоскостности поверх- ности 0,1 мм на площади 100X100 мм Допуск плоскостности каждой поверхности 0,01 мм Допуск круглости loiwi Допуск круглости вала 0,02 мм Допуск цилинд- ричности Допуск профиля продольного сече- ния Мо.оГ Допуск цилиндричности вала 0,04 мм Допуск круглого вала 0,01 мм. Допуск профиля продольного сечения вала 0,016 мм 173
П родолжение Вид допуска Условное обозначение Пояснение Допуск параллель- ности Допуск параллельности по- верхности относительно по- верхности А 0,02 мм Допуск параллельности оси от- верстия относительно оси от- верстия А 00,2 мм Допуск перпенди- кулярности Допуск перпендикулярности поверхности относительно по- верхности А 0,02 мм Допуск наклона Допуск соосности Допуск симметрич- ности Допуск перпендикулярности оси отверстия относительно по- верхности 0 0,1 мм (допуск зависимый) Допуск наклона оси отверстия относительно поверхности А 0,08 мм Допуск соосности двух отвер- стий относительно их общей оси 0 0,01 мм (допуск зависи- мый) Допуск симметричности отвер- стия Т 0,05 мм (допуск зави- симый). База — плоскость сим- метрии поверхности А 174
П родолжение Вид допуска Условное обозначение Пояснение Позиционный до- пуск Допуск пересече- ния осей Допуск радиаль- ного биения Допуск торцевого биения Допуск биения в заданном направ- лении Допуск полного радиального бие- ния Позиционный допуск четырех отверстий 0 0,1 мм (допуск зависимый} Позиционный допуск трех резь- бовых отверстий 0 0,1 мм (до- пуск зависимый") на уч астке расположенном вне детали и выступающем на 30 мм от по- верхности Допуск пересечения осей" о -т верстий Т 0,06 мм Допуск радиального биения отверстия 0 pi мм . Первая ба- за— поверхность А. Вторая база — ось поверхности Б. До- пуск торцевого биения относи- тельно тех же баз 0,016 мм Допуск торцевого биения на диаметре 20 мм относительно оси поверхности А 0,1 мм Допуск биения конуса относи- тельно оси отверстия А в на- правлении, перпендикулярном к образующей конуса 0,01 мм Допуск полного радиального биения относительно общей оси поверхностей А и Б 0,1 мм 175
П родолжение Вид допуска Условное обозначение Пояснение Допуск формы за- данного профиля Допуск формы заданного про- филя Т 0,04 мм лй.о' Таблица 3.6. Обозначение шероховатости поверхности Обозначение Характер обработки поверхности Вид обработки поверхности конструктором не установлен Поверхность должна быть обработана удалением слоя материала, например точением, фрезерова- нием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т. п. Поверхность должна быть обработана без уда- ления материала, например литьем, ковкой, объ- емной штамповкой, прокатом, волочением и т. п. Примечание. Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота Н равна <1,5--3)Л. Толщина линий зна- ков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже. 176
слово «сфера» и символы 0 или R, если поле допуска сфе- рическое. Если необходимо задать выступающее поле допуска распо- ложения, то после числового значения допуска указывают сим- вол Р. Рамку с допуском располагают, как правило, параллельно основной надписи и соединяют с элементом, к которому отно- сится допуск, сплошной тонкой прямой или ломаной линией, заканчивающейся стрелкой. Если допуск дается относительно базы, то другой конец линии заканчивают зачерненным тре- угольником, обозначающим базу, относительно которой ука- зывается допуск; если нет необходимости выделять какую-ли- бо поверхность как базу, то второй конец линии также закан- чивают стрелкой. Обозначение шероховатости поверхностей Структура обозначения шероховатости поверхности по ГОСТ 2.309—73 приведена на рис. 3.2, а. В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных в табл. 3.6. Если на чертеже указывают только значение параметра ше- роховатости поверхности, то применяют знак без полки. Зна- чение параметра Ra записывают без символа (например, 0,5), значения остальных параметров — с символами (например, Rz 32, 5 0,032 и т. п.). Номинальное значение параметра шероховатости поверхно- сти приводится с предельными отклонениями по ГОСТ 2789— 73, например: l±2O°/o, Rz 80±10% и т. п. При указании двух и более параметров шероховатости по- верхности значения параметров записывают сверху вниз в сле- дующем порядке: параметры высоты неровностей профиля, па- раметр шага неровностей профиля, относительная опорная дли- на профиля (рис. 3.2,6). При необходимости на чертеже приводят условные обозна- чения направления неровностей (рис. 3.3). .lupamemp /тип, терохооатости пи ГОСТ 27М-73 же знака Газовая пиная по rtiCT2769-73 Условное обозначение направления неровностей Н'Ю оОиаботки поверхности и (илиJ другие вотпн'лпельные указания 0,1 sm 0,067 tsoeOyQ%/ L W 5 Рис. 3.2. Структура обозначения шероховатости поверхности (а) и запись па - раметров шероховатости (б). 12—1204 177
Таблица 3.7. Сопоставление обозначений шероховатости По ГОСТ 2.309-68 По ГОСТ 2.309-73 По гост 2.309—68 По ГОСТ 2.309—73 Rz Ra Rz V 1 Rz 320 80 V 9в Rz 1,0 0,20 V V V V V2 Rz 160 40 V 10; V 10a Rz 0,8 0,16 V V V V V3 Rz 80 20 V 106 Rz 0,63 0,125 V V V V V 4 Rz 40 10 V 10в Rz 0.5 0,10 V V V V V5 Rz 20 5 V 11; Vila Rz 0,4 0,08 V V V V V 6; V 6а Rz 10 2,5 V 116 Rz 0,32 0,063 V V V V V 66 Rz 8 2 V 11в Rz 0,25 0,05 V V V V V 6в 1.6 V 12; V 12a Rz 0,2 0,04 V V V V7; V 7а Rz 6,3 1,25 V 126 Rz 0,16 0,032 V V V V V 76 Rz 5,0 1,0 V 12b Rz 0,125 0,025 V V V V V 7в Rz 4,0 0,8 V 13; V 13a Rz 0,1 0,02 V V V V V 8; V 8а Rz 3,2 0,63 V 136 Rz 0,08 0,016 V V V V V 86 Rz 2,5 0,5 V 13b Rz 0,063 0,012 V V V V V 8в Rz 2,0 0,4 V 14; V 14a Rz 0,05 0,01 V V V V V9; V 9а Rz 1,6 0,32 V 146 Rz 0,04 0,008 V V V V V 96 Rz 1,25 0,25 V 14b Rz 0,032 0,006 V V V V Примечание. Rg — высота неровностей; — среднее арифметическое отклоне- ние профиля. 178
Рис. 3.3. Обозначение направлений неровностей. В случае, если направление измерения шероховатости по- верхности должно отличаться от предусмотренного ГОСТ 2789—73, его указывают на чертеже так, как показано на рис. 3.4. Допускается применять упрощенное обозначение шерохова- тости поверхности (знак V и строчные буквы русского алфави- та в алфавитном порядке), разъясняя его в технических тре- бованиях чертежа. В табл. 3.7 приведены обозначения шероховатости поверх- ности по ГОСТ 2.309—73 в сопоставлении с ранее действовав- шим ГОСТ 2.309—68. Обозначение покрытий и термообработки ГОСТ 2.310—68 предусматривает следующие основные прави- ла обозначения покрытий. 1. При нанесении одинакового покрытия на несколько по- верхностей изделия их обозначают одной буквой и в техниче- 12* 179
Рис. 3.4. Указание на чертеже направ- ления измерения шероховатости. ских требованиях чертежа запи- сывают: «Покрытие поверхно- стей А...». 2. При нанесении различных покрытий на несколько поверх- ностей изделия их обозначают разными буквами и в техниче- ских требованиях записывают: «Покрытие поверхностей А..., по- верхностей Б...». 3. При нанесении покрытия на часть поверхности или на поверхность сложной конфигурации, которую нельзя однознач- но определить (наружная или внутренняя поверхность и т. п.), обводят такие поверхности утолщенной штрих-пунктир- ной линией на расстоянии 0,8—1 мм от контурной линии; обо- значают их одной буквой и в технических требованиях записы- вают: «Покрытие поверхности А... (как одну поверхность)». На чертеже проставляют размеры, определяющие положение этих поверхностей; если эти размеры ясны из чертежа, их допуска- ется не проставлять. 4. При нанесении покрытия на участки поверхностей на чер- теже отмечают размеры, определяющие положение этих уча- стков. На чертежах изделий, подвергаемых термической и другим видам обработки, указывают показатели свойств материалов, полученных в результате обработки, например: твердость (HRC, HRB, HRA, НВ, HV), предел прочности (<тв), предел упругости (от), ударная вязкость (пк) и т. п. ГОСТ 2.310—68 предусматривает следующие основные пра- вила обозначения термообработки. 1. Если все изделие подвергают одному виду обработки, то об этом только делают запись в технических требованиях чер- тежа. 2. Если термообработке подвергают отдельные участки из- делия, то их отмечают утолщенной штрих-пунктирной линией, HRC62±2 Рис. 3.5. Обозначение термообработки. ТЗЧ ha,d ...1,2,НК50...55 S 180
проводимой на расстоянии 0,1 — 1 мм от контурной липни с указанием размеров, определяющих участки поверхности. При этом показатели свойств материала указывают на полке ли- нии-выноски (рис. 3.5,а); если вид обработки является един- ственным, гарантирующим требуемые свойства материала, его также указывают на полке линии-выноски (рис. 3.5,6). Если размеры поверхности, подвергаемой обработке, ясны из черте- жа, их допускается не проставлять. 3. При одинаковой обработке симметричных участков или поверхностей изделия они все отмечаются утолщенной штрих- пунктирной линией, а показатели свойств материалов указы- ваются только на одной из них. По ГОСТ 2.310—68 глубину обработки обозначают бук- вой fi. Глубина обработки и твердость материалов указывают- ся на чертежах предельными значениями, например: /г 0,7—0,9; HRC 40—46. Допускается указывать номинальные значения этих вели- чин с предельными отклонениями: 0,8±0,1; HRC 43±3, а зна- чения показателей свойств материалов со знаками 7s или например: ов^150 МПа, HV^=780 и т. п. Если все изделие подвергают одному виду обработки, то в технических требованиях делают запись: «HRC 40—45» или «Цементировать h 0,7—0,9 мм; HRC 58—62» или «Отжечь» и т. п. Если большую часть поверхностей изделия подвергают од- ному виду обработки, а остальные поверхности — другому ви- ду обработки или предохраняют от нее, то в технических тре- бованиях делают запись по типу; «HRC 40—45, кроме поверх- ности Л» или «HRC 30—35, кроме места, обозначенного особо». Согласно ГОСТ 2.310—68, при необходимости указания ме- ста испытания на твердость на чертеже приводят определяю- щие его размеры, а на полке линии-выноски наносят соответ- ствующую надпись. Изображение резьбы Резьба на стержне изображается (ГОСТ 2.311—68) сплошны- ми основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими линиями, пересекающими линию фаски, по внутренне- 1Z Г1 0 Рис. 3.6. Изображение резьбы. 181
Рис. 3.7. Упрощенное изображение крепежных деталей. му диаметру. Тонкую линию проводят рядом с основной на расстоянии не меньше 0,8 мм, но не больше чем шаг резьбы. На плоскости, перпендику- лярной оси стержня, проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую, в любом месте (рис. 3.6, а). Резьба в отверстии на про- дольных разрезах изображается сплошными основными линия- ми по внутреннему диаметру и тонкими линиями — по наруж- ному. На плоскости, перпендикулярной оси отверстия, по на- ружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно рав- ную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рис. 3.6, б). На продольных разрезах резьбового соединения в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резь- Рис. 3.8. Упрощенное и условное изображения крепежных деталей в соеди- нениях. 182
бой стержня. Сплошная основная линия на стержне, соответст- вующая наружному диаметру резьбы, переходит в тонкую сплошную линию в отверстии; тонкая сплошная линия на стержне, соответствующая внутреннему диаметру резьбы, пе- реходит в сплошную основную линию в отверстии (рис. 3.6, в). Размер длины резьбы на стержне п в отверстии указывают, как правило, без сбега. Линию, определяющую границу резь- бы, наносят на стержне и в отверстии в конце полного профи- ля резьбы, до начала сбега. Основная плоскость конической резьбы при необходимости указывается сплошной тонкой линией с простановкой размера диаметра в этой плоскости. Обозначение трубной резьбы наносят на полке линии-вы- носки, проведенной от сплошной основной линии, определяю- щей контур резьбы на продольном и поперечном разрезах. При обозначении специальных резьб дополнительные дан- ные о числе заходов, о левом направлении резьбы и т. п. с до- бавлением слова «Резьба» наносят на полке линии-выноски, упирающейся стрелкой в контурную линию резьбы. ГОСТ 2.315—68 предусматривает упрощенные и условные изображения крепежных деталей на чертежах. Условно изо- бражают крепежные детали, у которых на чертеже диаметры стержней менее или равны 2 мм. Примеры некоторых упрощен- ных изображений крепежных деталей приведены на рис. 3.7. Упрощенные и условные изображения крепежных деталей в соединениях приведены на рис. 3.8. Изображение и обозначение сварных швов Согласно ГОСТ 2.312—72, шов сварного соединения, независи- мо от способа сварки, условно изображают следующим обра- зом: видимый — сплошной основной линией; невидимый — штриховой линией. Видимую одиночную сварную точку, неза- висимо от способа сварки, условно изображают знаком « + » сплошными линиями. Невидимые одиночные точки не изобра- жают. От изображения шва или одиночной точки проводят ли- нию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой. Ли- нию-выноску предпочтительно проводить от изображения види- мого шва. При изображении многопроходного шва допускает- ся наносить контуры отдельных проходов, обозначая их буква- ми русского алфавита. Нестандартный шов изображают с указанием размеров кон- структивных элементов, необходимых для выполнения шва, причем границы шва проводят сплошными основными линия- ми, а конструктивные элементы кромок в границах шва — сплошными тонкими линиями. В ГОСТ 2.312—72 даны следующие определения лицевой стороны сварного шва: за лицевую сторону одностороннего шва принимают сторону, с которой производят сварку, за ли- цевую сторону двустороннего шва сварного соединения с не- симметрично подготовленными кромками принимают сторону, 183
Рис. 3.9. Примеры знаков обозначения сварных швов: а —усиление шва снять; б — наплывы и неровности обработать с плавным переходом к основному металлу; в — выполнить при монтаже изделия; г — прерывистый или то- чечный с цепным расположением (угол наклона линии ~G0°); д — прерывистый или то- чечный с шахматным расположением; с — по замкнутой линии; ж — по незамкнутой линии; знак применяют, если расположение шва неясно из чертежа. с которой производят сварку основного шва; за лицевую сто- рону двухстороннего шва сварного соединения с симметрично подготовленными кромками может быть принята любая сто- рона. По ГОСТ 2.312—72 знаки выполняют сплошными тонкими линиями, высота их должна быть такой же, как высота цифр, входящих в обозначение шва. Примеры обозначений швов да- ны на рис. 3.9. Схема структурного обозначения стандартного шва дана на рис. 3.10. Позиции а — ж на схеме расшифровываются следую- щим образом: а — вспомогательные знаки шва по замкнутой линии и мон- тажного шва; б — обозначение стандарта на типы и конструк- тивные элементы швов сварных соединений; в — буквенно-циф- ровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений; г — условное обозначение способа сварки по стандарту на типы и конструктивные эле- менты швов сварных соединений (допускается не указывать);; д — знак > и размер катета согласно стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (выполня- ется сплошными тонкими линиями, высота знака должна быть, равна высоте цифр, входящих в обозначение шва); е — для- прерывистого шва — размер длины провариваемого участка (знак / или Z) и размер шага; для одиночной сварной точ- Рис. 3.10. Схема структурного обозначения стандартного сварного шва.. 184
Условное обозначение Условное обозначение о Рис. 3.11. Обозначения контроля шва (а) и одинаковых швов (б). ки — размер расчетного диаметра точки; для шва контактной точечной электросварки или электрозаклепочного — размер расчетного диаметра точки или электрозаклепки (знак / или Z) и размер шага; для шва контактной роликовой электросварки — размер расчетной ширины шва; для прерывистого шва контакт- ной роликовой электросварки — размер расчетной ширины шва, знак умножения X, размер длины провариваемого участка, знак / и размер шага; ж — вспомогательные знаки (кроме вспо- могательных знаков шва по замкнутой линии и монтажного шва, которые проставляются вначале обозначения — группа а). Обозначение шероховатости поверхности указывают после условного обозначения шва на полке или под полкой линии-вы- носки, заканчивающейся односторонней стрелкой; в таблице швов; в технических требованиях. Обозначение категории контроля шва допускается поме- щать под линией-выноской (рис. 3.11, а). При наличии одина- ковых швов обозначение наносят у одного из изображений; от остальных швов проводят линии-выноски с полками, на кото- рых наносят порядковый номер шва (рис. 3.11,6); здесь же допускается указывать число одинаковых швов. ГОСТ 2.312—72 предусматривает следующие упрощенные обозначения швов сварных соединении: а) если швы выполняют по одному стандарту, обозначение стандарта указывают в технических требованиях или в таблице; б) если все швы одинаковы и изображены с одной стороны (лицевой или оборотной), порядковый номер швам не присваивают, а швы, не имеющие обозначения, отмечают линиями-выносками без полок; в) на чертеже симметричного изделия при проведенной оси симметрии допускается отмечать линиями-выносками и обозначать швы только на од- ной из симметричных частей изображения изделий; г) на чертеже изделия с одинаковыми составными частями, привари- ваемыми одинаковыми швами, эти швы допускается отмечать линиями-вы- носками и обозначение их наносить только у изображения одной из состав- ных частей (предпочтительно у той, от которой проведена линия-выиоска с номером позиции); д) допускается не отмечать на чертеже швы линиями-выносками, а при- водить указания по сварке в технических требованиях чертежа; е) одинаковые требования, предъявляемые ко всем швам или группе швов, приводят один раз — в технических требованиях или в таблице швов. 185
3.5. ВИДЫ И ТИПЫ СХЕМ Виды схем. В зависимости от того, какие элементы и связи входят в состав изделия, схемы подразделяют на следующие виды (по ГОСТ 2.701—68): электрические, обозначаемые бук- вой Э; гидравлические, обозначаемые буквой Г; пневматичес- кие, обозначаемые буквой П; кинематические, обозначаемые буквой К; комбинированные, обозначаемые буквой С (содер- жащие элементы п связи разных видов). Типы схем. В зависимости от основного назначения схемы подразделяют на следующие типы: структурные, обозначаемые цифрой 1 и определяющие ос- новные функциональные части изделия, их назначение и взаи- мосвязи; функциональные, обозначаемые цифрой 2 и разъясняющие определенные процессы, протекающие в отдельных функцио- нальных цепях изделий (установки) или в изделии (установке) в целом; принципиальные (полные), обозначаемые цифрой 3 и опре- деляющие полный состав элементов и связей между ними, и, как правило, дающие детальное представление о принципах работы изделия; эти схемы служат для разработки других кон- структорских документов; схемы соединений (монтажные), обозначаемые цифрой 4 и показывающие соединения составных частей изделия, элемен- ты, которыми осуществляются соединения, а также места их присоединения и ввода; схемы подключения, обозначаемые цифрой 5 и показываю- щие внешние подключения изделия; общие схемы, обозначаемые цифрой 6 и определяющие со- ставные части комплекса и соединения их между собой на ме- сте эксплуатации; схемы расположения, обозначаемые цифрой 7 и определяю- щие относительное расположение составных частей изделия, а также проводов, жгутов, кабелей, трубопроводов и т. п. Наименование и обозначение схем. Наименование схемы оп- ределяется ее видом и типом, например, схема электрическая принципиальная. Шифр схем, входящих в конструкторскую документацию, состоит из буквы, определяющей вид, и цифры, обозначающей тип схемы, например, схема гидравлическая принципиальная — ГЗ. Основные требования к выполнению схем (ГОСТ 2.701—68): схемы выполняют без соблюдения масштаба и действитель- ного пространственного расположения составных частей изде- лия; расстояние между соседними параллельными линиями свя- зи должно быть не менее 3 мм; 186
нестандартизованные условные обозначения должны быть пояснены; элементы, составляющие функциональные группы или уст- ройства, допускается выделять на схемах тонкими штрих-пунк- тирными линиями; элементы, составляющие устройство, имеющее самостоя- тельную принципиальную схему, выделяют на принципиаль- ной схеме сплошной линией, вдвое толще линии связи; схемы всех типов допускается выполнять на планах соору- жений, помещений, транспортных средств и в пределах упро- щенного контура конструкции изделия (упрощенные контуры выполняют сплошными тонкими линиями); допускается помещать на схемах различные технические данные (около графических обозначений — справа или сверху, или на свободном поле схемы). На поле электрических, пневматических и гидравлических схем помещают в виде таблицы перечень входящих в схему элементов. Таблицу заполняют сверху вниз и помещают па первом листе схемы над основной надписью (в случае недо- статка места продолжение таблицы располагают слева от ос- новной надписи) или на последующих листах схемы. ГОСТ 2.704—68 устанавливает правила выполнения схем гидравлических и пневматических приводов, систем смазки, ох- лаждения и топливных систем изделия для всех отраслей про- мышленности. Элементы и устройства изображают в виде пря- моугольников, в которые вписывают их наименование, обозна- чение и технические данные. Элементы и устройства принципиальных схем изображают условными графическими обозначениями по следующим стан- дартам: направление потока рабочей среды и знаки регулирова- ния -- по ГОСТ 2.721—74; баки, аккумуляторы, кондиционеры и другие элементы се- тей — по ГОСТ 2.780—68; аппаратура управления — по ГОСТ 2.781—68; насосы и двигатели — по ГОСТ 2.782—68; элементы привода и управления — по ГОСТ 2.721—74; элементы трубопроводов и линии связи — по ГОСТ 2.784—70; арматура трубопроводная — по ГОСТ 2.785—70; элементы санитарно-технических устройств — по ГОСТ 2.786—70. На линиях связи допускается указывать направление пото- ков рабочей среды. Для отличия трубопроводов различного направления допускается применять цифровые обозначения или линии разного начертания с расшифровкой на поле схемы. 187
3.6. УСЛОВНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МАШИН, АППАРАТОВ, ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ Классификация и условные обозначения элементов машин и аппаратов приведены в табл. 3.8 и 3.9; обозначения трубопро- водов, элементов гидравлических и пневматических сетей при- ведены в табл. 3.10; условное обозначение трубопроводной ар- матуры приведено в табл. 3.11. 3.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВОВ ТЕХНИЧЕСКИ НЕОБХОДИМОГО РЕЗЕРВА ОБОРУДОВАНИЯ Нормативы технически необходимого резерва оборудования определяют число соответствующих видов оборудования, ма- шин, агрегатов и т. д., которые необходимо иметь дополнитель- но к работающим для обеспечения бесперебойного производст- венного процесса. Нормативы технически необходимого резерва оборудования рассчитывают предприятия. На уровнях планирования выше предприятий (до уровня всесоюзных объединений министерст- ва) рассчитывают нормы технически необходимого резерва оборудования. Расчету нормативов технически необходимого резерва обо- рудования должен предшествовать анализ производственных процессов с целью выявления видов оборудования, перебои в работе которых нарушают ритмичность производственного про- цесса и вызывают тем самым убытки, превышают,ие капиталь- ные и эксплуатационные затраты на создание резервного обо- рудования. Нормативы технически необходимого резерва оборудования разрабатывают либо по конкретным маркам (типоразмерам) оборудования, либо по его группам, состоящим из нескольких марок взаимозаменяемого оборудования. Расчет нормативов технически необходимого резерва обо- рудования проводят дифференцированно, в зависимости от це- левого назначения резерва оборудования, в следующем поряд- ке: расчет нормативов для определения потребности ремонтно- го резерва оборудования; расчет нормативов для определения потребности аварийного резерва оборудования; определение экономической целесообразности создания резерва оборудова- ния [4]. Норматив технически необходимого резерва оборудования равен сумме нормативов ремонтного и аварийного (страхово- го) резервов. Ремонтный резерв оборудования предназначен для обеспе- чения необходимой мощности производства продукции вследст- вие вывода действующего оборудования в ремонт в плановом порядке. 188
Таблица 3.8. Условные графические обозначения воздуходувных машин и насосов по ГОСТ 2.782—68 Наименование и Обозначение || Наименование Обозначение Компрессор Цилиндр простого (одностороннего) действия телеско- пический Цилиндр двойного действия с односторон- ним потоком I с регулируемой производи- li телыюстью I || Насос шестеренный винтовой с двухсторон- ним потоком I Вентилятор I центробежный i осевой Насос постоянной производитель- ности ротационный (пластинча- тый) кривошипно- поршневой лопастной цент- робежный струйный Таблица 3.9. Классификация и условные обозначения машин и аппаратов по ГОСТ 2.793—79 Наименование Обозначение 1 Наименование Обозначение Аппараты тепло- обменные (в обо- значении показаны для жидкости) с естественным охлаждением ♦ / с принудитель- ным охлаждени- ем: жидкостью 4 189'
Продолжение Наименование Обозначение Наименование Обозначение воздухом (га- зом) впрыском работающие в переменном ре- жиме подвода и отвода тепла от рабочей среды Конденсаторы с принудительным охлаждением жидкостью Испарители с при- нудительным обо- гревом жидкостью электриче- ским током воздухом (га зом) Аппараты выпар- ные с принуди- тельным обогре- вом: жидкостью воздухом (га- зом) Аппараты сушиль- ные воздушные (газовые) Фильтры (в обо- значении показаны для газопроводов) для отделения жидких фракций с ручной очи- сткой Аппараты колон- ные с автоматиче- ской очисткой 890
Прсдолжение Наименование Обозначение || Наименование li Обозначение Центрифуги отстойные для отделения твердых фракций с автоматиче- ской очисткой Кристаллизаторы с охлаждением жид- костью Смесители жидко- сти и газа Аппараты для из- мельчения твердых материалов измельчители сортировки грануляторы Аппараты с меха- ническими переме- шивающими уст- ройствами мешалки лопа- стные под ат- мосферным дав- лением то же, с обогре- вом жидкостью то же, с обогре- вом электриче- ским током мешалки шнеко- вые фильтрующие сепараторы жид- костные Бак (по ГОСТ 2.780—68) под атмосфер- ным давлением под внутренним давлением выше атмосферного под внутренним давлением ниже атмосферного (вакуумом) Ресивер, воздухо- сборник, баллон пневматический гидравлический пружинный гид- равлический пневмогидрав- лический 191
Таблица 3.10. Условные обозначения трубопроводов, элементов гидравлических и пневматических сетей Элемент Обозначение Элемент Обозначение Поток жидко- сти по ГОСТ 2.721—74 в одном на- правлении (вправо) в обоих на- правлениях Поток газа: в одном на- правлении (влево) в обоих на- правлениях Изолированные участки трубо- провода Трубопровод в трубе (футля- ре) Трубопровод в сальнике Соединение эле- ментов трубо- проводов разъ- емное общее обо- значение фланцевое штуцерное резьбовое муфтовое резьбовое муфтовое эластичное Переходник, пе реходный пат- рубок общее на- значение фланцевый штуцерный Шайба дрос- сельная, су- жающее уст- ройство расхо- домеров, диаф- рагма Опора трубо- провода неподвиж- ная подвижная (общее обозначе- ние) шариковая направляю- щая скользящая катковая упругая 192
Продолжение Элемент Обозначение Элемент Обозначение Подвеска тру- бопровода неподвиж- ная направляю- щая упругая Таблица 3.11. Условное обозначение трубопроводной арматуры по ГОСТ 2.785—70 Арматура Обозначение || li Арматура Вентиль, клапан регулирующий проходной угловой Кран проходной Обозначение [К угловой Клапан обратный (клапан невоз- вратный) проходной угловой трехходовой (общее обо- значение) Клапан двойной регулировки полное обозна- чение Клапан предохра- нительный проход- ной Клапан дроссель- ный упрощенное обозначение Задвижка 13—1204 193
Ремонтный резерв создается, во-первых, когда для выпол- нения производственной программы необходимо, чтобы опре- деленное число единиц оборудования находилось в постоянной работе, и, во-вторых, когда вывод действующего оборудова- ния в ремонт и уменьшение в результате этого выработки продукции влечет за собой экономические потери. Норматив ремонтного резерва определяют по формуле Нрем.Рез — "у Р -г '100% 1ц 1 рем где Нрем. рез — норматив ремонтного резерва, % от количества работающего оборудования; Трем. — суммарные простои оборудования в среднем и капи- тальном ремонтах в течение межремонтного цикла по нормативам планово- предупредительного ремонта, ч; Тц — межремонтный цикл по нормативам планово-предупредительного ремонта, ч. Аварийный (страховой) резерв оборудования предназначен для обеспечения нормального, бесперебойного производствен- ного процесса в случае непредвиденных выходов из строя ос- новного и вспомогательного оборудования вследствие аварий- ных поломок и последующего аварийного ремонта. Расчет нормативов аварийного (страхового) резерва обору- дования ведут в следующем порядке: а) на основе первичной отчетной документации службы главного механика предприятия определяют динамику аварий- ных простоев (отказов) оборудования (включая продолжи- тельность ремонтно-восстановительных работ) по каждой группе оборудования, требующей создания аварийного ре- зерва; б) далее определяют среднеарифметические значения про- должительности аварийных простоев (неисправного состояния) и эффективной работы оборудования данного типа за год; в) определяют вероятность выхода из строя любой едини- цы оборудования данного типа в любой момент времени по формуле ц= ^н/фп + 'э) где v — вероятность выхода из строя в любой момент времени любой еди- ницы данного типа оборудования; i„ — среднегодовая продолжительность не- исправного состояния единицы данного типа оборудования, ч; ta — среднего- довая продолжительность эффективной работы единицы данного типа обо- рудования, ч. г) определяют норматив аварийного (страхового) резерва для данного типа оборудования по формуле и _ КрабУ + 2ф/КрабУ (1 — v) “рез.ав — Кр ---------• 100% где //рса. ав норматив аварийного резерва оборудования данного типа, % от работающего оборудования; Крав — число единиц работающего оборудо- вания данного типа. 104
£ Таблица 3.12. Нормативы по определению потребности в технически необходимом резервном оборудовании * Число единиц оборудования, включаемого в технически необходимый резерв, шт. Оборудование 1 1 2 1 3 1 < 1 5 1 6 1 7 1 8 9 Число единиц установленного оборудования, шт. Насосы химические До 4 5—11 12—21 22—31 32-43 44—56 57-69 70—83 84—96 (свыше 96 шт. -9,4%) консольные До 7 8—22 23—42 43-65 66—84 ( свыше 84 шт. — 5,9 Ч ») многоступенчатые До 8 9—27 28-52 53-76 79—106 (свыше 106 шт. — 4,7%) артезианские, грунтовые До 6 7—18 19—34 35—54 55-71 72—92 (свыше 92 шт. — 6,5%) двойного действия До 18 19—54 55—100 (свыше 10( шт.-3,2%) поршневые, вакуумные и осталь- До 7 8—22 23—42 43—65 66—84 (свыше 84 шт. — 5,9%) ные Вентиляторы До 8 9—27 28—52 53—78 79—106 (свыше 106 шт. — 4,7%) Редукторы До 8 9—27 20—52 53—78 79—106 (свыше 106 шт. — 5,9%) Вариаторы До 5 6—13 14—26 27—38 39—53 54—70 71—86 | (свыше 86 шт. — 8,1%) Дробильно-размольное оборудование До 9 10—31 32—58 59-88 (свыше 88 шт. — 4,5%) Подъемно-транспортное оборудование До 13 14—40 41—76 (свыше 76 шт. — 4%) Химическое оборудование 28—52 теплообменники До 8 9—27 53—76 79-106 (свыше 106 шт. — 5,9%) фильтры До 7 8—22 23—42 43—65 66—84 (свыше 84 шт. — 5,9%) емкостная аппаратура До Ю 11—32 33—60 61—91 (свыше 91 шт. —4,4%) — Задвижки D свыше 250 мм До 6 7—18 19—34 35—54 55—71 72—92 I (свыше 92 шт.— С© ОН 6,9%)
Число единиц оборудования, подлежащего включению в технически необходимый резерв, находят по таблице для каж- дого типа оборудования отдельно (табл. 3.12). В тех случаях, когда создание резерва оборудования тре- бует значительных затрат (колонны, компрессоры, крупные насосы и т. д.), проводят расчет его экономической целесооб- разности в следующем порядке: а) определяют условный годовой экономический эффект от создания резерва оборудования данного типа (Эрез.) по фор- муле Эрез = ПТПрСКуП где П — производительность единицы оборудования данного типа (часовая или суточная); Тпр — годовая вероятная продолжительность простоев обору- дования данного типа вследствие аварийных отказов и связанных с ними- ремонтно-восстановнтельных работ, часы или сутки; С — себестоимость еди- 1 нцы продукции, производимой оборудованием данного типа, руб; Куп — ко- эффициент условно-постоянных расходов в себестоимости продукции. б) определяют срок окупаемости капитальных затрат по созданию резервного оборудования данного типа: Ток= = Крез/Эрез. (где Крез — капитальные затраты по созданию ре- зервного оборудования, тыс. руб.). в) экономически целесообразным считается число единиц резервного оборудования, при котором соблюдается условие: Гок^Тн (где Тн — нормативный срок окупаемости). До начала ежегодно проводимой Всесоюзной переписи не- установленного оборудования предприятия утверждают в вы- шестоящей организации печерень оборудования, включенного в технически необходимый резерв, после чего заносят это обо- рудование в форму НО-1 под шифром 45. Оборудование, вклю- ченное в технически необходимый резерв, хранится на складе предприятия, и амортизационные начисления на него делаются только на реновацию (полное восстановление). Технически необходимый резерв оборудования числится на балансе основной деятельности предприятия. Нормативы технически необходимого резерва оборудования определяют по каждому типу оборудования как частное от де- ления технически необходимого резерва по каждому типу, ис- численного по всем подведомственным предприятиям на основе нормативов, на число единиц оборудования соответствующего вида, находящегося в работе. Нормативы технически необходимого резерва оборудования пересматривают в следующем порядке: нормативы ремонтно- го резерва — в случаях изменения действующих нормативов системы планово-предупредительного ремонта; нормативы ава- рийного резерва — по мере накопления и уточнения исходной информации. 196
3.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ РАСХОДА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ Одним из важнейших условий нормального функционирования оборудования химических предприятий, выполнения нормати- вов системы технического обслуживания и ремонта является наличие необходимого числа запасных узлов и деталей. Изучение и обобщение фактического материала о сроках службы деталей на предприятиях химической промышленности и разработка технически обоснованных норм расхода деталей создают предпосылки для более точного планирования потреб- ности предприятий в запасных частях, а также для повышения эффективности ремонтного производства. При расчете норм расхода запасных частей прежде всего устанавливают номенклатуру запасных узлов и деталей и го- довую потребность в них. Для этого определяют состав нахо- дящегося в эксплуатации оборудования, перечень и число де- талей, заменяемых при всех видах ремонта для каждого типа оборудования, а также показатели безотказности и долговеч- ности сменяемых деталей. В номенклатуру запасных узлов и деталей включают быст- роизнашивающиеся детали, имеющие ресурс, не превышающий назначенный ресурс оборудования до текущего ремонта; де- тали, имеющие ресурс, не превышающий назначенный ресурс оборудования до текущего увеличенного или капитального уменьшенного ремонта; детали, имеющие ресурс, не превышаю- щий назначенный ресурс оборудования до капитального ре- монта. При выполнении расчетов норм запасных частей можно ис- ходить из условий достаточности заменяемых узлов и деталей или находить экономически оптимальное число этих деталей [5]. Приведем расчет норм запасных частей из условия доста- точности. Суммарная потребность в запасных частях складывается из следующих величин: г V х Ncyw = jVpeM j + г 2 ;Vnp I + г 2 М:л 1 1 1 1 где Wp<,„ — потребность в запасных частях для замены деталей, выработав- ших свой ресурс; Nnp — потребность в запасных частях для замены дефект- ных деталей, выявленных при проведении профилактических осмотров; ЛГЛ — потребность в запасных частях для устранения случайных отказов деталей в изделии; z— число межремонтных периодов за весь срок службы изделия; у число профилактических осмотров; х — число случайных отказов за меж- ремонтный период. Потребность в запасных частях определенного наименова- ния для замены деталей, выработавших свой ресурс, и приня- 197
той стратегии технического обслуживания и ремонта опреде- ляют по формуле Л^рем I = М2 nimi / где rtij — число проводимых ремонтов определенного вида (текущий, капи- тальный и др.); n.j — число деталей, заменяемых при проведении определен- ного вида ремонта; Л, — поправочный коэффициент, учитывающий возможное несовпадение ресурса деталей с межремонтным периодом; k% — поправочный коэффициент, учитывающий возможное восстановление части деталей без их замены. В случае если имеются данные о ресурсе деталей, величину Л^рем i определяют по формуле Л^рем i = где 7pj _ ресурс объекта до /'-го вида ремонта; h — ресурс f-той детали. Коэффициенты ki и k2 определяют статистическим путем в зависимости от типа деталей. Потребность в запасных частях определенного наименова- ния для замены деталей, имеющих дефекты (Nnpt), также оп- ределяют статистическим путем. Среднегодовая норма расхода деталей определенного наи- менования на единицу оборудования составляет Л^ср = Л^Сум/А (где А — срок амортизации оборудования). Потребность в запасных частях определенного наименова- ния для устранения случайных отказов за срок службы обору- дования определяют по методике расчета одиночного комплек- та запасных частей, инструментов, принадлежностей и материа- лов (ЗИП). Расчет одиночного комплекса проводят для выбранной но- менклатуры быстроизнашивающихся деталей, исходя из необ- ходимости восстановления работоспособности и сохранения тре- буемого уровня надежности системы в течение установленного времени до ремонта Тр. Составляют таблицу с указанием быстроизнашивающихся деталей, их числа и интенсивности отказов, получаемых в ре- зультате сбора и обработки статистического материала. Определяют Р, — вероятность достаточности числа г-тых запасных частей. Если задана Рс-—вероятность достаточности .запасных частей на систему, то т рс = П pi > откуда Р2 = Vpc /=1 где т — число наименований сменяемых деталей запасных частей. При Рс>0,9 Р,« 1—(1—Рс)/т Далее определяют nOi— среднее ожидаемое число отказов i-тых деталей в изделии за время Тр. 198
В случае экспоненциального распределения наработки эле- ментов на отказ распределение «о/ подчиняется закону Пуассо- на п может быть определено по формуле по1 = где nt — число Z-тых деталей в изделии; Хг — интенсивность отказов Z-той де- тали. Определив Pi и пы, по таблицам или графически — по номо- грамме (рис. 3.12) находят Мсл,-— число запасных i-тых дета- лей. В случае если наработка на отказ деталей описывается нор- мальным законом распределения, порядок расчета следующий: составляют перечень деталей с указанием их средних нарабо- ток на отказ Т01- и средних квадратичных отклонений soi- Если ресурс детали до ремонта больше расчетного времени (ТО1>ТР), определяют величину = (Тог Тр)/«ог По значениям я, = 1 и Ki с помощью номограммы (рис. 3.12) определяют вероятность безотказной работы одной детали P,i за время Тр. Так как вероятность отказа одного элемента qn = = 1—Р/ь то среднее ожидаемое число отказов элементов nOi = Если ТогСТр, то not =п,Тр/Т0,-. По значениям noi и Р£ графически (рис. 3.13) определяют требуемое число запасных i-тых деталей. В качестве примера рассмотрим расчет числа запасных ча- ! 2 4 6 10 20 40 100 200 500 ГЦ стей для устранения случайных отказов поршневого компрес- сора. Исходные данные для расчета: вероят- ность достаточности запасных деталей на изделие Р= ,0 96 ре- сурс компрессора до ремонта 7’р = 8640 ч; число сменяемых (за- пасных ) деталей т = = 10. Наработка на от- каз элементов описы- вается экспоненциаль- ным законом распре- деления . Рис. 3.13. Номограмма дпя определения надежности элементов. 200
Таблица 3.13. Определение числа запасных деталей компрессора Деталь Число дета- лей в комп- рессоре Пр U1T. Интенсив- ность отка- зов Л(-104 Среднее ожидаемое число отка- зов Нор ШТ. Число запас- ных деталей NCX. 1- ШТ- Поршень I ступени 1 0,44 0,383 1 Шток поршня I ступени 1 0,44 0,383 1 кольца поршня I ступе- ни 4 0,53 1,832 5 Сальник I ступени 1 0,79 0,683 2 Клапан всасывания I ступени 4 0,79 2,730 7 Клапан нагнетания 4 0,79 2,730 7 I ступени Шток поршня II ступени 1 0,79 0,683 2 Сальник II ступени 1 0,79 0 ,683 2 Клапан всасывания II ступени 2 0,79 1,365 4 Клапан нагнетания II ступени 2 0,53 0,916 3 В табл. 3.13 приведены перечень деталей компрессора и ин- тенсивность их отказов. Вычисляют Р/= 1 — (1—0,95)/10 = 0,995. Определяют среднее ожидаемое число отказов для i-той де- тали noi и затем по номограмме (рис. 3.12) находят необходи- мое число запасных i-тых деталей Лгсл, (см. табл. 3.113). 3.9. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ Единообразие применяемых единиц физических величин являет- ся существенным фактором при решении задач унификации и взаимозаменяемости, стандартизации, повышения производи- тельности труда и улучшения качества продукции. XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла еди- ную Международную систему единиц (международное сокра- щенное обозначение — SI, в русской транскрипции — СИ), а XIV Генеральная конференция в il971 г. утвердила в качестве основы построения СИ семь основных и две дополнительные единицы, приведенные в СТ СЭВ 1052—78. Контроль за внедрением и применением единиц СИ на пред- приятиях осуществляют метрологические службы через метро- логическую экспертизу действующей и разрабатываемой доку- ментации [6]. Порядок применения единиц СИ установлен СТ СЭВ II052— 78, нормативно-технической и методической документацией [7, 8]. Планы организационно-технических мероприятий по внедре- нию СТ СЭВ 1052—78 на предприятии должны включать: пере- 201
смотр всех видов действующей документации; переградуировку средств измерений; пропаганду и изучение СТ СЭВ 1052—78. В случае необходимости отразить специфику применения единиц СИ на предприятии, предприятие должно разработать нормативный документ, устанавливающий необходимый ему пе- речень величин и их единиц. СТ СЭВ (1052—78 устанавливает обязательное применение международных обозначений единиц при указании величин на щитках, этикетках, маркировках и т. п., помещаемых па изде- лиях (имеющих нормированные характеристики, показатели ка- чества и т. д.), а также при проведении работ по международ- ному сотрудничеству со странами СЭВ на договорно-правовой основе (включая сопроводительную документацию при товаро- обмене и маркировку изделий). Проведение работ по переградуировке средств измерений производится по согласованным с территориальными органами Госстандарта планам-графикам, составленным отдельно для об- разцовых (при наличии на предприятиях рабочих эталонов и об- разцовых средств измерений высшего класса) и рабочих средств измерений. Ввод в эксплуатацию переградуированных средств измере- ний необходимо осуществлять комплексно: все средства изме- рения, эксплуатирующиеся на установках, производственных линиях и неделимых участках производства, должны соответст- вовать требованиям СТ СЭВ 1052—78. Недопустима постепен- ная замена средств измерений (одновременное применение еди- ниц СИ и ранее действующих) на участке производства (аипа- эате, установке и т. д.), полностью обслуживаемом единой бригадой (оператором). Правила написания наименований и обозначений единиц физических величин. Наименования всех единиц СИ (как основ- ных, так и производных) в текстах должны печататься строч- ными буквами. При написании значений величин предусматривается приме- нять обозначения единиц буквами латинского или греческого (международные обозначения) и русского алфавитов (русское обозначение) или специальными знаками (...°, ...', ...%, ...%о и т. п.). Допускается применять сочетание специальных знаков с буквенными обозначениями единиц. Буквенные обозначения единиц должны печататься прямым шрифтом без применения точки как знака сокращения. Точка после буквенного обозначения ставится только в конце предло- жения. Обозначения единиц СИ, названных в честь ученых должны печататься с прописных букв (как русские, так и международ- ные). Не допускается переносить на следующую строку обозначе- ния числовых значений величин. Буквенное обозначение едини- цы печатается через один интервал после числового значения 2'02
величины, выраженной в данных единицах. Обозначение отно- сительных единиц — процент (%), промилле (%о)—должны пе- чататься через интервал после их числового значения. Обозначения единиц, выраженных специальными, подняты- ми над строкой знаками, печатаются без интервала, т. е. сразу после числового выражения величины. В числовом значении величины, выраженной десятичной дробью, обозначение печатается (помещается) после всех цифр, например: 235, 65 мм; 55,15 г; 78,5 °C, 0,5 м3/с. Числовые значения величин с указанием их предельных от- клонений заключается в скобки, а обозначения единиц поме- щаются после скобок либо проставляются после числового значения величины и после ее предельного отклонения, напри- мер: (2,00+0,05) дм3 или 5,0 г+0,01 г. При табличном или графическом представлении величин до- пускается помещать обозначения единиц в заголовках граф и строк таблиц или по осям графиков. Обозначения единиц, совпадающие с наименованиями этих единив, (бар, моль и др.), при помещении их после числовых значений в таблицах, графиках и т. п. не изменяют по паде- жам и числам (1 моль, 2 моль и т. д.). В буквенных обозначениях отношений единиц в качестве знака деления допускается применение косой черты наравне с горизонтальной; при этом знаменатель, выраженный через про- изведение обозначений единиц, надо заключить в скобки, на- пример: Дж/(кг-К). Применение в обозначении более одной горизонтальной или косой черты не допускается. Допускается выражать обозначения единиц через произведе- ние обозначений единиц, возведенных в степень (положитель- ную или отрицательную), например: м-с-1; Вт-м-’-К“’. Если при этом для одной из единиц, входящих в отношение, при- меняют обозначение, выраженное через отрицательную степень, то применять косую или горизонтальную черту не допускается, например, нельзя записать кг-м-1/с. К наименованиям единиц и их обозначениям нельзя добав- лять буквы или слова, указывающие на саму физическую ве- личину или объект, а также на условия измерения величины или условия вычисления ее значения; в таких случаях опреде- ляющие слова следует присоединять к наименованию величи- ны, а единицу обозначать в соответствии со стандартом, как показано ниже: Правильно Объем газа, приведенный к нормаль- ным условиям 100 м3 Массовая доля компонента (азота, кислорода и т. д.) 10% Объемная доля жидкой фазы 5% Неправильно Объем газа 100 м3 нормальных Содержание компонента 10% весо- вых Содержание жидкой фазы 5% объ- емных 303
Для исключения многократного повторения в одном доку- менте (инструкции, регламенте и т. д.) ссылки на условия из- мерения ее допускается приводить один раз в начале докумен- та или в примечании (сноске), например: «Все объемы газов приведены к нормальным условиям». Правила образования кратных и дольных единиц. Десятич- ные кратные и дольные единицы, а также их наименования и обозначения следует образовывать с помощью множителей и приставок, приведенных в СТ СЭВ 1052—78. Наименование приставки или ее обозначение следует писать слитно с наиме- нованием единицы, к которой она присоединяется, или соответ- ственно с ее обозначением. Не допускается последовательное совместное присоединение к наименованию единицы нескольких приставок. Поскольку основная единица массы — килограмм — уже со- держит в своем наименовании приставки «кило» (ГО3), то для образования десятичных кратных и дольных единиц массы должна использоваться ее дольная единица — грамм (0,00'1 кг), а саму эту величину допускается применять и без присоедине- ния приставки. Если единица образована как произведение или отношение единиц, приставку следует присоединять к наименованию пер- вой единицы, входящей в произведение или в отношение. При- менение приставки в других множителях произведения или в знаменателе для каждого конкретного случая должно быть обосновано. Это относится прежде всего к единицам, допускае- мым к применению наравне с единицами СИ, и при исполь- зовании общепринятых сочетаний: тонна-километр, вольт на сантиметр и т. п. Наименование кратных и дольных единиц от единицы, воз- веденной в степень, следует образовывать путем присоединения приставки к наименованию исходной единицы. Обозначения кратных и дольных единиц от единицы, воз- веденной в степень, следует образовывать добавлением соот- ветствующего показателя степени к обозначению кратной или дольной части от этой единицы. При этом в степень возводится сомножитель, соответствующий выражению указанных единиц через основные. Например, 250 см3/кг = 250 (10~2 м)3/кг = 250- •НО-6 мэ/кг. Выбор той или иной краткой или дольной единицы от еди- ницы СИ диктуется практической приемлемостью числового значения величины. Кратные и дольные единицы выбираются таким образом, чтобы числовые значения величины находились в диапазоне от 0,1 до 1000. При пересчете значений величин и их округлении необхо- димо учитывать требования стандарта СЭВ 543—77 «Числа. Правила записи и округления». Сведения об основных единицах физических величин приве- дены в табл. 3.14. Единицы физических величин, имеющие спе- 204
Таблица 3.14. Основные единицы физических, величин СИ Величина Размерность Единица физической величины наимено- вание обозначение русское междуна- родное Длина L метр м m Масса М килограмм кг kg Время т секунда с s Сила глектрического тока 1 ампер А А Термодинамическая тем- 0 кельвин К К пература Количество вещества N моль МОЛЬ mol Сила света J кандела кд cd Таблица 3.15. Производные единицы физических величин СИ, имеющие собственные наименования Физическая величина Размерность Единица наименова- ние обозначе- ние выражение через другие единицы СИ Частота Т-1 герц Гц . Сила, вес LMT-2 ньютон н — Давление, механическое напряжение, модуль уп- ругости Энергия, работа, количе- L-'MT-2 паскаль Па Н/м2 L2MT"2 джоуль Дж Нм ство теплоты Мощность, поток энергии L2MT-3 ватт Вт Дж/с Количество электричест- TI кулон Кл А-с ва, электрический заряд Электрическое напряже- ние, электрический по- тенциал, разность элект- рических потенциалов, L2MT-3I-‘ вольт В Вт/А электродвижущая сила Электрическая емкость [?М-'ТФ фарада ф Кл/В Электрическое соиротив- L2MT-3I-2 ОМ Ом В/А ление Электрическая проводи- L-3M-'T3I2 сименс См А/В мость Поток магнитной индук- ции, магнитный поток L2MT-2I-' вебер Вб Вс Плотность магнитного потока, магнитная ин- MT-2!-1 тесла Тл Вб/м2 дукция Индуктивность, взаимная L2MT-2I~2 генри Гн Вб/А индуктивность Световой поток J люмен лм Освещенность L-2J люкс лк Активность нуклида в T-i беккерель Бк радиоактивном источнике Поглощенная доза излу- l2t-2 грей Гр чения, керма, показатель поглощенной дозы 205
Таблица 3.16. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц физических величин и их наименований Множитель Приставка Множитель Приставка наимено- вание обозначение наимено- вание обозначение 10» гига г 10-1 деци д 10" мега м 10“2 санти с 103 кило к 10-’ милли м 10« гекто г 10-» микро мк 101 дека да 10-» нано н Примечания. 1. Приставки следует выбирать так, чтобы числовые значения физической величины находились в пределах ОД...1000. 2. Не допускается прпсоелтшп» к наименованию единицы более одной приставки (например, микросаптиметр — непра- вильно). При образовании наименований кратных и дольных единиц от едицины массы (килограмма) приставку присоединяют к наименованию грамм; например, мегаграмм (1 Mr=l(Jfi г== кг). Таблица 3.17. Перевод единиц других систем и внесистемных в единицы С If Величина Система единиц Обозначение единицы Перевод в единицы СИ Длина С ГС см 1 -IO-2 М Масса сгс г 1 •10-3 кг мкгсс кгс • с2/м 9,80665 кг Время — мин 60 с ч 3600 с Скорость сгс см/с 1 10-2 м/с Ускорение сгс см/с2 1 • 10-2 м/с2 Плотность сгс г/см3 1 103 кг/м3 МТС т/м3 1 10э кг/м3 мкгсс кгс-с2/м4 9,80665 кг/м3 Сила сгс дин 1 -10-s Н мкгсс кгс 9,8067 Н Момент инерции сгс см4 1-10-» м4 мкгсс кгс м с2 9,80665 кг-м2 Давление и механическое на- сгс дин/см2 0,1 Па пряжение мкгсс кгс/м2 9,8067 Па —. атм 101325 Па — мм вод. ст. 9,8067 Па — мм рт. ст. 1,33-102 Па — бар 1 • 10s Па Работа, энергия сгс эрг 1-10-7Дж мкгсс кгс-м 9,8067 Дж кВтч 3,6- 10е Дж кал 4,1868 Дж Мощность сгс эрг/с 1-10-7 Вт мкгсс кгс-м/с 9,8067 Вт к а л/с 4,1868 Вт Л. с. 735,499 Вт Динамическая вязкость сгс П(пуаз) 0,1 Па-с Кинематическая вязкость мкгсс кгс-с/м2 9,81 Па-с сгс Ст (стокс) 1 10-4 м2/с м2/ч 2,778-10’4 м2/с Количество теплоты — кал 4,187 Дж 206
П родолжение Величина Система единиц Обозначение единицы Перевод в единицы СИ Коэффициент теплообмена С ГС эрг/(с-см2-°С) 10~3 Вт/(м2-К) (теплоотдачи) и теплопередачи — ккал/(ч- м2-°С) 1,163 Вт/(м2-К) — кал/(с-см2-°С) 4,187 Вт/(м2 К) Газовая постоянная — ккал/(кт-°C) 4,1868-Ю3 Дж/(кг-К) Теплоемкость системы сгс эрг/“С 1-Ю-7 Дж/К Удельная теплоемкость С ГС эрт/(г-°С) 1-Ю-4 Дж/(кг-К) — ккал/(кт-°С) 4,187-103 Дж/(кг-К) Коэффициент теплопроводно- сгс эрг/(с-см-°С) 1-Ю-5 Вт/(м-К) сти — ккал/(ч-м-°С) 1,163 Вт/(м-К) — кал/(с-см-°С) 4,187-Ю2 Вт/(м-К) Газовая постоянная сгс эрг/(г-°С) | 1-Ю-4 Дж/(кг-К) циальные наименования, приведены в табл. 3.115. Кратные и дольные единицы от единиц физических величин и их наиме- нования образуются при помощи множителей и приставок, при- веденных в табл.ЗЛб. Перевод единиц физических величин дру- гих систем в единицы СИ приведен в табл. 3.17 Глава 4 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ 4.1. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ В табл. 4.1 приведены условные обозначения основных элемен- тов, входящих в состав металлов и сплавов. Средние значения плотности некоторых твердых материалов, широко применяю- щихся в машиностроении, приведены в табл. 4.2. В табл. 4.3 приведены удельная теплоемкость и удельная теплопроводность некоторых материалов. Средние температурные коэффициенты линейного расширения сталей (углеродистых, легированных и др.) приведены в табл. 4.4, цветных металлов и сплавов — в табл. 4.5. 4.2. ЧУГУН Чугун — нековкий сплав на основе железа, содержащий С — бо- лее 2%; примесей Мп, Si, S—до 0,8%, Р—до 2,5. Обладает высокими литейными свойствами, определившими его основное использование в качестве конструкционного материала. Хорошо 207
Таблица 4.1. Условные обозначения основных элементов, входящих в состав металлов и сплавов Элемент Обозначе- ние Обозначение в марках металлов и сплавов Элемент Обозначе- ние Обозначение в марках металлов и сплавов черных цвет- ных черных цвет- ных Алюминий А1 ю А Ниобий Nb Б Азот N А — Олово Sn О Барий Ва — — Свинец Pb — с Бериллий Be — Б Селен Se Е — Бор В р — Сера S — — Ванадий V ф — Серебро Ar — Ср Вольфрам W в — Сурьма Sc — с Железо Fe — ж Теллур Те — — Кадмий Cd — — Титан Ti т т Кремний Si с к Углерод c У — Магний Mg — Мг Фосфор p п ф Марганец Мп г Мц Хром Cr X — Медь Си д М Церий Ce — — Молибден Mo м — Цинк Zn — ц Мышьяк As — Мш Цирконий Zr ц — Никель Ni н н [Л Таблица 4.2. Плотность р некоторых материалов (средние значения) Материал р, г/см3 Материал р, г/см3 Алюминий Медь кованый 2,75 чистая 8,93 ЛИТОЙ 2,55—2,6 красная литая 8,3—8,9 литейные сплавы 2,5—2,94 красная кованая 8,9—9,0 Асбест листовой (кар- 1,2 красная прокатная 8,9—9,0 тэн) красная в проволоке 8,93—8,95 Баббит электротехническа я 8,9—8,95 Б83 7,46 Молибден 10,3 БН, БТ, Б16 9,73 Сплавы подшипниковые Б6 10,04 на основе алюминия 2,8—2,86 Бронза на основе магния 1,8 алюминиевая 7,7—8,2 на основе цинка 6,1—6,3 бериллиевая 8,23 Сталь углеродистая и 7,65—7,85 марганцовистая 7,63 легированная оловянная 8,7—8,9 Твердые сплавы оловянно-свинцовая 9,2 вольфрамо-кобаль- 13,9—15,4 оловянно-цинковая 8,8 товые свинцовая 9,4 титано-вольфрамо- 6,5—13,6 Вольфрам 19,3 вне Дюралюминий 2,6—2,9 Чугун Латунь серый 6,8—7,4 литая 8,3—8,6 белый 7,4—7,7 тянутая 8,43—8,73 КОВКИЙ 7,2—7,4 Магниевые сплавы 1,76—1,83 высоколегирован- 5,5—7,5 ный 208
Таблица 4.3. Удельная теплоемкость и теплопроводность некоторых материалов Материал Удельная теплоем- кость, Дж/(кг-К) Теплопро- водность, Вт/(м-К) Материал Удельная теплоем- кость, Дж/(кг-К) Теплопро- водность. Вт/(м-К) Алюминий 880 210 Медь 380 387 Вода 4186,8 0,63 Ртуть 130 6,7 Вольфрам 150 76 Сталь 462 46 Латунь 380,4 ПО Стекло 630 0,84 Таблица 4.4. Средние температурные коэффициенты линейного расширения сталей а при температуре 20—100 °C [2] Марка стали а-10*, К-1 Марка стали а-10’, К-' Углеродистые стали Легированные стали Ст08кп 11,66 38ХС; 40ХС 11,7 15 12,18 Х9С2 11,3 20 11,16 Х6М 12,6 25 12,18 Х12М 11,2 30 11,09 ЗОХНЗ; ЗОХНЗА Н,4 40 11,21 Х18Н11Б 16,7 45 11,59 Х18Н9М 17,3 50 12,0 ЗЗХНЗМА 10,8 1Х14Н14В2М(ЭИ257) 16,6 Легированные стали 10Х2Ф 12,2 15Х, 20Х 11,3 40ХФА п,о ЗОХ 12,2 10Х2ФВ 10,5 15ХФ; 20ХФ 12,0 12ХМФ 13,6 25ХФ 11,9 25Х2МФА п,з 15М 12,0 Коррозионност о й к и е 20М 11,2 (нержавеющие стали) 15ХМ 11,9 Х18Н25С2 14,2 20ХМ; 20ХМА 12,1 30ХМ; ЗОХМА 12,3 Х18Н9(ЭЯ1) 17,3 35ХМ; 35ХМА 12,3 1Х18Н9Т(ЭЯ1Т) 16,6 15ХС 11,9 2Х18Н9(ЭЯ2) 17,5 14—1204 209
Таблица 4.5. Средние температурные коэффициенты линейного расширения а цветных металлов и сплавов при 20 °C [2] Марка материала а-10’, К-' Марка материала а 10", К-1 Алюминиевые БрАЖН 10-4-4 17,1 сплавы БрАЖН11-6-6 14,9 Д1, Д16, Д18 12,9 БрАМц9-2 17,0 Ави аль АВ 23,5 Латуни Магналий АМГ5 23,9 АЛ1 22,3 Л62 20 АЛ2, АЛ4, АЛ6, АЛ13 АЛЗ, АЛ12 АЛ5 20,0 22,0 21,0 Л68, Л70 Л80 Л85 Л90, Л96 19 18,8 18,7 17 АЛ7 22,7 ЛА85-0.5 18,6 АЛ 8 24,5 ЛАН59-3-2 19 АЛ9 21,5 ЛК80-3 17 АЛ 10 20,5 ЛКС80-3-3 17 А АМц 24,0 ЛС59-1 19 АМц 23,4 ЛС64-2 18 АМц5 АК-4, АК-8 23,9 22,0 ЛС74-3 ЛЖМц52-4-1 Л062-1 17,5 22,7 19,3 Бронзы Л070-1 19,7 БрОФ4-0,25 17,6 ЛО90-1 18.4 БрОФ6,5-04 17,1 Сплавы магния БрОФ7-0,2 17,1 и никеля БрОФЮ-1 17,0 БрОЦ4-3 18,0 МА1-МАЗ 26 БрОЦ8-4 16,6 МЛ2-МЛ6 26,4 БрОЦ10-2 18,3 ТБ 15,3 БрОЦС6-6-3 17,1 тп 12,0 БрОС1-22 18,4 Константан 14,4 БрОС5-25 17,6 Алюмель 13,7 БрОС7-17 17,3 Хромель 12,8 БрОС8-12 17,1 Копель 14 Таблица 4.6. Марки и механические свойства отливок из серого чугуна [3] Марка СТВ, МПа стн, МПа Стрела прогиба, мм, не менее, при расстоянии между опорами НВ, ГПа 600 мм 300 мм СЧ 00 — f — СЧ 12-28 120 280 6 2 1,43—2,29 СЧ 15-32 150 320 8 2,5 1,63—2,29 СЧ 18-36 180 360 8 2,5 1,70—2,29 СЧ 21-40 210 400 9 3 17,0—2,41 СЧ 24-44 240 440 9 3 1,70—2,41 СЧ 28-48 280 480 9 3 17,0—2,41 СЧ 32-52 320 520 9 3 1,87—2,55 СЧ 36-56 360 560 9 3 1,97—2,69 СЧ 40-60 400 600 10 3,5 2,07—2,69 СЧ 44-64 440 640 10 3,5 2,29-2,89 210
Таблица 4.7. Марки и механические свойства (не менее) высокопрочного чугуна [<?] Мариа сгв, МПа <7Т, МПа fis. % ан, МДж/м2 НВ, ГПа ВЧ 38-17 380 240 7 0,6 1,40 — 1,70 ВЧ 42-12 420 280 12 0,4 1,40—2,00 ВЧ 45-5 450 330 5 0,3 1,60 -2,20 ВЧ 50-2 500 380 2 0,2 1,80—2,60 ВЧ 60-2 600 400 2 0,2 2,00 —2,80 ВЧ 70-3 700 400 3 0,3 2,29 —2,75 ВЧ 80-3 800 500 3 0,2 2,20 —3,00 ВЧ 100 4 1000 700 4 0,3 3,02 —3,69 ВЧ 120-4 1200 900 4 0,3 3,02 —3,69 обрабатывается резанием. Чугунные отливки (высокопрочный чугун) по показателям качества успешно конкурируют со стальным литьем и даже с кованой сталью, вытесняя их в об- ластях благоприятного использования. Отливки из серого чугуна (ГОСТ 1412—70) характеризуются тем, что большая часть углерода находится в форме свободно выделенного графита, что определяет серый цвет излома отли- вок. Марки и механические свойства отливок из серого чугуна приведены в табл. 4.6. Отливки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ГОСТ 7293—70) получают обработкой расплавленного чугуна магнием или другими специальными присадками. Химический состав чугуна в отливках не является браковочным признаком, за исключением случаев, оговоренных в ТУ. Марки и механиче- ские свойства высокопрочного чугуна приведены в табл. 4.7. Отливки из ковкого чугуна — это отливки из белого, чугуна, подвергнутые термической обработке для придания необходи- мых свойств и получения структуры, состоящей из феррита и перлита (в различных соотношениях) и углерода отжига. Ме- ханические свойства ковкого чугуна приведены в табл. 4.8. В приведенных ниже таблицах приняты следующие услов- ные обозначения: ав, <ти, от — соответственно временное сопро- тивление (предел прочности при растяжении), предел прочности при изгибе, предел текучести при растяжении; НВ — твердость (число твердости) по Бринеллю; б— относительное удлинение Таблица 4.8. Механические свойства ковкого чугуна [3] Маркг МПа, не более Л. %, не ме- нее НВ, ГПа, не более Марка стн,гМПа, не более f в." %, не ме- нее НВ, ГПа, не более кч 30-6 300 6 1,63 КЧ 50-4 500 4 2,41 КЧ 33-8 330 8 1,63 КЧ 56-4 560 4 2,69 КЧ 35-10 350 10 1,63 КЧ 60-3 600 3 2,69 КЧ 37-12 370 12 1,63 КЧ 63-2 630 2 2,69 КЧ 45-6 450 6 2,41 14' 211
образца при разрыве, 65 — то же, для образца с пятикратным отношением длины образца к его диаметру; ан — ударная вяз- кость. Антифрикционный чугун (ГОСТ 1585—79) подразделяется на марки в зависимости от формы включений графита и класса чугуна: пластинчатая форма графита: АЧС-11—перлитный серый чугун, легированный хромом и медью; АЧС-2 — то же, дополнительно легированный никелем и ти- таном; АЧС-3 — перлитно-ферритный серый чугун, легированный титаном и медью; АЧС-4 — перлитный серый чугун, легированный сурьмой; АЧС-5 — аустенитный серый чугун, легированный марган- цем и алюминием; АЧС-6 — перлитно-пористый серый чугун, легированный «свинцом и фосфором; шаровидная форма графита: АЧВ-1 — высокопрочный перлитный чугун; АЧВ-2 — высокопрочный перлитно-ферритный чугун; хлопьевидная форма графита: АЧК-И —перлитный ковкий чугун, легированный медью; АЧК-2 — ферритно-перлитный и перлитно-ферритный ковкий чугун. Отливки из жаростойкого чугуна (ГОСТ 7769—75) предна- значены для работы при высоких температурах. Обладают до- статочной жаростойкостью, т. е. способностью оказывать сопро- тивление окалинообразованию [не более 0,5 г/(м2-ч)] и росту Таблица 4.9. Марки и механические свойства (не менее) отливок из жаростойкого чугуна [3] Марка %. МПа Стрела прогиба, мм (/=300 мм) НВ. ГПа ов, МПа, при температуре, °C Жаростой- кость в воз- душной сре- де. ч не более 20 500 600 800 жчх 360 2,5 2,07—2,86 180 200 150 30 500 ЖЧХ2 320 2,5 2,07—2,86 150 200 150 30 600 жчхз 320 2,0 2,28—3,64 — 170 150 30 650 ЖЧХ16 700 3,0 4,00—4,50 350 450 300 90 900 Жчхзо 500 2,0 3,64—5,50 300 400 300 100 1100 ЖЧС5 300 2,0 1,40—3,00 150 120 100 20 700 ЖЧС5Ш — — 2,28—3,00 300 450 390 40 700 ЖЧО2ХШ 600 3,0 1,87—3,64 400 350 240 80 650 ЖЧО7Х2 180 1,5 2,40—2,86 120 300 230 30 750 ЖЧО6С5 240 1,0 2,40—3,00 120 120 100 20 800 ЖЧО22 240 2,0 1,40—2,86 120 100 80 40 1000 ЖЧО22Ш 400 2,0 2,41—3,64 300 250 280 140 1100 жчозо 350 2,5 3,64-5,50 200 — — — 1100 212
отливки (не более 0,2%) при температуре эксплуатации. Марки и свойства приведены в табл. 4.9. Ниже описаны примерные области применения и условия эксплуатации отливок из жаростойкого чугуна различных ма- рок. ЖЧХ отличается повышенной коррозионной стойкостью в газовой, воздушной, щелочной средах, в условиях трения и из- носа. Жаростоек в воздушной среде до 500 °C. Области приме- нения: холодильные плиты доменных печей, колосники агло- мерационных машин, детали коксохимических установок, де- тали газовых двигателей и компрессоров, горелки и т. п. ЖЧХ2 — то же, но жаростоек, в воздушной среде до 600 °C. Области применения: колосники и балки горна агломерацион- ных машин, детали контактных аппаратов химического оборудо- вания, решетки трубчатых печей нефтеперерабатывающих заво- дов, детали турбокомпрессоров и т. п. ЖЧХЗ — то же, но жаростоек в воздушной среде до 650 °C. Области применения: детали термических печей, электролизе- ров, колосники и т. л. ЖЧХ 16 — жаростоек в воздушной среде до 900 °C, износо- стоек при нормальной и повышенной температурах, устойчив против воздействия неорганических кислот высокой концентра- ции. Области применения: арматура машин и аппаратов хими- ческих производств, печная арматура, детали печей. ЖЧХЗО — кислотостоек, жаростоек в воздушной среде до IlilOO °C, устойчив в сернистых средах против абразивного из- носа. Обладает высокой прочностью при нормальной и повы- шенной температурах. Области применения: гребки и зубья пе- чей обжига сернистых руд, детали защитного кожуха алюми- ниевых электролизеров, детали химической аппаратуры, рабо- тающие в цинковом расплаве. ЖЧС5 — жаростоек в топочных газах и воздушной среде до 700СС. Области применения: колосники, бронеплиты для печей отжига и т. п. 4.3. СТАЛЬ Сталь углеродистая обыкновенного качества. В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь углероди- стая обыкновенного качества (ГОСТ 380—71*) подразделяет- ся на три группы: сталь группы А поставляется по механиче- ским свойствам и изготовляется следующих марок: СтО, Ст1 — Стб; сталь группы Б поставляется по химическому составу и изготовляется следующих марок: БСтО, БСт1—БСтб; сталь группы В поставляется по механическим свойствам и химиче- скому составу и изготовляется следующих марок; ВСт1—ВСт5. В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы подразделяется на следующие категории: сталь группы А-11,2,3; сталь группы Б-1,2; сталь группы В—II—6. Указанные 213
категории не распространяются на листовую сталь толщиной менее 4 мм. Сталь всех групп с номерами марок 1—4 по степени раскис- ления изготовляется кипящей (наименее раскисленной и наи- более дешевой), спокойной (наиболее раскисленной и дорогой) и полуспокойной; с номерами марок 5 и 6—спокойной и полу- спокойной. Стали марок СтО и БСтО по степени раскисления не разделяются. Если степень раскисления в заказе не указана, то она выбирается предприятием-изготовителем. Полуспокойная сталь с номерами марок 1—5 производится с обычным и повышенным содержанием марганца. Сталь ма- рок ВСт1, ВСт2, ВСтЗ всех категорий и степеней раскисления, в том числе с повышенным содержанием марганца, а по требо- ванию заказчика также сталь марок BCtl, БСт2, БСтЗ 2-й ка- тегории всех степеней раскисления (включая сталь с повышен- ным содержанием марганца) поставляется с гарантией свари- ваемости; поставка стали группы Б с гарантией свариваемости оговаривается в заказе. Обозначение марок стали включает: а) буквы Ст — сталь, цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств, например СтО, СтИ. б) буквы Б и В перед буквами Ст — группа стали; группа А не указывается, например, СтЗ, БСтЗ, ВСтЗ; в) буквы, добавляемые после номера марки—степень рас- кисления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная, например, СтЗкп, СтЗпс, ВСтЗсп; г) цифры, добавляемые в конце обозначения, указывают на категорию стали, например, СтЗпс, БСтЗкп2; 1-я категория в обозначении марки не указывается; при заказе стали необходи- мой категории без указания степени раскисления номер марки и категорию отделяют друг от друга тире, например, СтЗ—2, БСтЗ—2; д) буква Г после номера стали обозначает повышенное со- держание марганца, например, СтЗГпс. Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050—74) поставляется по химическому составу и механиче- ским свойствам. Марки стали: 05кп; 08кп; 08пс; 08; Юкп; Юпс; ilO; 15кп; 115пс; 15; 20кп; 20пс; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 58; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 60Г. В обозначении марок двузнач- ные числа соответствуют среднему содержанию (массовой до- ле) углевода в сотых долях процента; буква Г означает повы- шенное содержание Мп; буквы кп означают, что сталь кипящая (наименее раскисленная и наиболее дешевая), буквы пс — по- луспокойная; отсутствие букв кп и пс означает спокойную (наи- более раскисленную и дорогую) сталь. Химический состав, механические свойства и температурные пределы применения труб, листов и поковок из углеродистых и низколегированных сталей по нормативной технической доку- 214
ментации стран —членов СЭВ и ряда капиталистических стран приведены в табл. 4.10—4.115. В этих таблицах, кроме указан- ных ранее, приняты следующие обозначения: ад —предел дли- тельной прочности (за 1100 000 ч); оп — предел 1%-ной ползуче- сти (за 100 000 ч). Современные крупные установки химической, нефтехимиче- ской и нефтеперерабатывающей промышленности (синтеза ме- танола, гидрирования нефтяных сред и др.) характеризуются применением аппаратуры, работающей при высоких давлениях и температурах до 550—600 °C, с применением водорода и его соединений в качестве одной из реакционных сред. Для изготов- ления этой аппаратуры используют преимущественно хромомо- либденовые и хромистые стали. Стали с содержанием молиб- дена отличаются от углеродистых более высокими показателя- ми механических свойств при повышенных температурах, по- этому рекомендуемая область их применения расширяется до 560 °C. Трубы из сталей с содержанием 5—8% хрома отлича- ются от труб из углеродистых ст.алей более высокой коррозион- ной стойкостью в серосодержащих средах, поэтому их часто применяют в теплообменных аппаратах даже при умеренных температурах, но при повышенной агрессивной активности сред. Стали, содержащие относительно небольшое количество хрома (0,5—1%), отличаются повышенной стойкостью к водородной коррозии. Химический состав и механические свойства сталей этой группы приведены в табл. 4.16—4.19, 4.22. Сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543—71) в зависимости от химического состава и свойств делится на кате- гории: качественная, высококачественная — А; особовысокока- чественная — Ш. В зависимости от основных легирующих элементов сталь де- лится на группы: хромистая, марганцовистая, хромомарганце- вая, хромокремнистая, хромомолибденовая и хромомолибдено- ванадиевая, хромованадиевая, никелемолибденовая, хромонике- левая и хромоникелевая с бором, хромокремнемарганцевая и хромокремнемарганцевоникелевая, хромомарганцевоникелевая и хромомарганцевоникелевая с титаном и бором, хромоникеле- молибденовая, хромоникелемолибденованадиевая и хромонике- леванадиевая, хромоалюминиевая и хромоалюминиевая с мо- либденом. По видам обработки сталь делится на горячекатаную и ко- ваную (в том числе с обточенной или ободранной поверхно- стью), калиброванную, круглую со специальной отделкой по- верхности (серебрянка). В зависимости от назначения горячекатаная и кованая сталь делится на подгруппы: а — для горячей обработки давле- нием и холодного волочения (подкат); б — для холодной ме- ханической обработки (обточки, строгания, фрезерования и др.) по всей поверхности. 215
Таблица 4.10. Содержание элементов и механические свойства Страна Марка стали Стандарт Содержание С 1 Трубы СССР 20 ГОСТ 8731—74 0,17—0,24 ВНР А45К MSZ 29/3 <0,22 ГДР St 45.5 TGL 9414 0,14—0,20 ПНР R 45 PN-61/11-79219 0,14—0,20 СРР OLT 45 STAS 2881—61 0,16—0,25 ЧССР 12022.1 CSN 41 2022 0,15—0,22 США А-53В А-53—64 — А106В А-106—64 <0,3 ФРГ St 45.8 DIN 17175 <0,22 НП DIN 17155 <0,22 Япония STPT42 — <0,3 Листы СССР 20К ГОСТ 5520—75 0,16—0,24 ВНР KL 30 MCZ 1741 0,14—0,22 ГДР Mb 19 TGL 14507 0,14—0,20 ПНР St 41К PN 60/Н-92123 <0,22 СРР OLK 4 STAS 2883—62 0,12—0,20 ЧССР 11416.1 CSN 41146 <0,20 Англия 151 и 161-26А BS 1501—64 <0,22 151 и 161-26В <0,22 151 и 161-28А <0,25 151 и 161-28В <0,25 Япония S В42В — <0,24 Поковки СССР 20 ГОСТ 8479—70 0,17—0,24 (гр. IV КП-22) ВНР А42В MSZ 500 <0,027 ГДР СК 20 TGL 6447 0,18—0,25 ПНР 20 PN 61/Н-94004 0,17—0,29 СРР OLC 20 STAS 880-66 0,17—0,24 ЧССР 11425.1 CSN 41.1425 <0,22 НРБ 20сп БДС 2592—61 0,17—0,24 216
сталей типа сталь 20 элементов, % <тв, МГГа ат, МПа | Мп Si S р 0,35—0,65 0,17—0,37 0,04 0,04 420 250 >0,40 0,10—0,35 0,05 0,05 450 240 0,40—0,65 0,10—0,22 0,05 0,05 450 260 0,45—0,70 0,15—0,35 0,05 0,05 450 260 0,40—0,70 0,15—0,35 0,045 0,045 450 260 0,50—0,80 0,17—0,37 0,04 0,04 450 250 — 0,1—0,3 — 0,05 420 250 0,29—1,06 >0,1 0,058 0,048 420 240 >0,45 0,1—0,35 — — 450 260 ;>о,5 <0,35 — — 410 240 0,3—1,00 0,1—0,35 0,035 0,035 420 250 0,35—0,65 0,15—0,35 0,045 0,046 410 230 >0,55 0,15—0,35 0,045 0,045 440 260 0,55—0,80 0,15—0,35 0,045 0,045 440 260 >0,50 0,15—0,35 0,045 0,045 410 230 0,45—0,70 0,15—0,35 0,045 0,045 410 240 <0,65 — 0,045 0,045 410 500 0,5—1 ,2 0,1—0,35 — — 410 220 0,65—1 ,2 0,1—0,35 — — 410 230 0,55—1,2 0,1—0,35 — — 440 240 0,65—1,2 0,1—0,35 — — 440 250 <0,9 0,15—0,30 0,04 0,035 420 — 0,35—0,65 0,17—0,37 0,04 0,04 440 220 0,40—0,70 0,12—0,30 0,055 0,045 420 260 0,30—0,60 0,20—0,37 0,045 0,045 420 250 0,35—0,65 0,17—0,37 0,09 0,09 390 210 0,35—0,65 0,17—0,37 0,04 0,04 420 250 — — 0,05 0,05 420 220 0,35-0,65 0,17—0,37 0,04 0,04 420 250 217
Таблица 4.11. Механические свойства сталей типа сталь 20 при повышенных температурах Марка стали Показатель Значения показателя (МПа) при температуре, °C 100 | 200 | 250 | 300 350 400 | 420 | 450 | 460 | 480 | 500 Трубы 20 Ст45.5 От — 200 210 190 180 160 160 140 140 130 — 100 но — 70 50 Ст45.8 Од — — — —. — 125 94 65 57 44 33 СТп — — — — — 90 67 45 39 28 21 12022.1 От 240 215 190 170 140 130 120 110 — — — А106 В Ов 420 430 — 400 — — 280 — — — — От 182 156 — 140 — — 128 .— 126 — — Од — —. — — —— — 52 — 28 — — НП От — 210 190 160 140 120 — — — — — Листы KL 30 Or — 230 210 180 160 140 — 120 — — — Mb 19 230 210 180 160 140 — 120 .— — St41K — 210 — 160 — 120 — 100 — — — OLK 4 210 190 160 140 120 — 100 — — — 11416.1 230 210 190 165 140 120 по 100 — — — 151 И161-26В 200 186 170 148 140 135 — 132 — — 151 и 161-28В 216 200 183 159 150 146 — 142 — — — Таблица 4.12. Содержание элементов и механические свойства сталей типа СтЗ Страна Марка стали Стандарт G 1 Сталь СССР ВСтЗсп ГОСТ 380—71 0,14—0,22 НРБ ВСтЗсп БДС 2592—61 0,14—0,22 ВНР 37В MSZ 6280 <0,19 ГДР St38B-2 TGL 7960 0,12—0,20 ПНР St 35 PN-61/H-84020 <0,22 СРР OL 38А STAS 500-63 0,14—0,22 ЧССР 11375.1 CSN 41.1375 <0,20 США А201 А А201—64 <0,2 А201 В А201—64 <0,24 А285 А285—64 <0,25 Англия 151 и 161-26Д BS 1501—64 <0,22 151 и 161-26В BS 1501—64 <0,22 Сталь СССР ВСтЗкп ГОСТ 380—71 0,14—0,22 НРБ ВСтЗкп БДС 2592—61 0,14—0,22 ВНР А 38А MCZ 500 <0,22 ГДР St38v-2 TGL 7960 0,12—0,20 ПНР St35x PN-61/H-84020 <0,22 СРР OL38AZB STAS 500—63 0,14—0,22 ЧССР 11373.1 CSN 411373 <0,22 218
Таблица 4.13. Механические свойства сталей типа СтЗ при повышенной температуре Марка Показатель Значения показателя (МПа) при температуре, СС 100 150 200 250 300 350 400 ВК СтЗсп <Та 505 527 624 От 213 .— — — 209 197 St 38В-2 От 190 — 160 150 125 St 35 — 180 170 150 11375.1 190 160 140 120 А201В Ов 400 — 410 — 400 300 От 210 — 185 — 150 — 140 Од 60 151 и 161-26В От 195 188 180 167 148 140 135 В обозначении марок первые две цифры соответствуют сред- нему содержанию углерода в сотых долях процента; буквы за цифрами означают: Р — бор, Ю—алюминий, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Г — марганец, Н — никель, М — молибден, В — вольфрам; цифры, стоящие после букв, ука- зывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах (отсутствие цифры означает, что в марке содержится до 11,5% этого легирующего элемента). Буква А в конце марки означает высококачественную сталь. Особовысококачественная Содержание элементов СТа, МПа | Мп 1 Si 1 S р спокойная 0,40—0,65 0,12-0,30 0,055 0,045 380 0,40—0,65 0,12—0,30 0,055 0,045 380 0,40—0,65 0,15—0,35 0,055 0,50 380 0,40—0,65 0,30—0,37 0,055 0,050 380 <0,65 0,12—0,30 0,055 0,050 380 0,40—0,65 0,12—0,30 0,055 0,045 380 — .— 0,050 0,050 370 <0,8 0,15—0,3 0,04 0,04 380 <0,8 0,15—0,3 0,04 0,04 420 <0,8 — 0,04 0,035 380 0,5—1,2 >0,1 — -— 410 0,6—1,2 >0,1 — — 410 кипящая 0,30—0,60 <0,07 0,055 0,045 380 0,30—0,60 <0,07 0,055 0,045 380 0,30—0,60 0,07—0,17 0,055 0,045 380 0,30—0,60 — 0,055 0,050 380 <0,60 <0,07 0,055 0,050 380 0,30—0,60 <0,07 0,055 0,045 380 — — 0,050 0,050 370 219
Таблица 4.14. Содержание элементов и механические свойства сталей Страна Марка Стандарт Содержание с СССР Венгрия ГДР ФРГ Англия 16ГС KLZ 17Мп4 17Мп4 211 и 221-30в ГОСТ 19282—73 MSZ 1741—65 TGL 14507 DIN 17155 BS 1501—64 0,12—0,18 SCO,2 0,14—0,20 0,14—0,20 <0,21 Таблица 4.15. Механические свойства сталей типа 16ГС при повышенной Значения пока ат ел я Марка стали Показатель 100 150 | 200 | 250 | 300 350 16ГС С) Q 4 К — — 430 235 — 460 232 -- 211* и 221**-30В тол- Or 241 238 233 219 187 172 шиной до 32 мм То же, толщиной От 230 224 220 210 187 172 33—64 мм Г’Мп4 От — — 250 230 210 180 о е — — — Полусгижойпая сталь, ** Спокойная сталь. Таблица 4.16. Содержание элементов и механические свойства сталей типа Страна Марка Стандарт, Ту Содержание с 1 СССР 12МХ ТУ 14-1-642—73 Трубы, 0,10—0,18 | США А 335Р2 А335-621 Трубы 0,1—0,2 I А 335Р11 А 335Р12 <0,15 <0,15 1 Листы СССР 12ХМ ТУ 14-1-642—73 <0,16 США А 387В <0,17 А 387С <0,17 Англия 620А BS 1501—58 <0,15 620В 0,15 ФРГ 13СгМо44 DIN 17175 0,10—0,18 ГДР TGL 14507 0,10—0,18 221)
типа 16ГС элементов, % св, МПа СТТ, МПа Мп S1 Сг S р 0,9-1,2 0,4—0,7 <0,3 0,040 0,035 460 280 1,0—1,45 0,26—0,6 <0,3 0,45 0,045 520 360 0,9—1,2 0,2—0,4 0,045 0,045 470 280 0,9—1,2 0,2—0,4 0,045 0,045 470 280 0,9—1,5 S>o, 1 — — — 470 280 температуре (МПа) при температуре, °C 400 410 420 430 440 450 460 470 480 420 380 310 221 — 198 — — 180 165 — — — — 161 — — — 165 — — — — 161 — — — 160 156 152 148 144 140 136 132 128 170 149 130 113 98 85 74 64 55 130 113 99 86 75 65 56 48 51 12МХ и 12ХМ элементов, % МПя | Мп | Si | Сг | Мо ит листы 0,25—0,50 0,15—0,30 0,4—0,6 [ 0,4—0,55 450 240 0,3—0,6 0,1—0,3 0,5—0,8 0,44—0,65 380 210 0,3—0,6 0,5—1,0 1,0—1,5 0,44—0,65 420 210 0,3—0,6 0,5 0,8—1,25 0,44—0,65 420 210 0,4—0,7 0,17—0,37 0,8—1,1 0,4—0,55 450 240 0,4—0,65 0,17—0,37 0,8—1,15 0,45—0,65 420 240 0,4—0,65 0,5—1,00 1,0—1,5 0,45—0,65 420 240 0,4—0,7 0,1—0,3 0,45—0,75 0,45—0,65 410 240 0,4—0,7 0,1—0,3 0,7—1,0 0,45—0,65 450 240 0,4—0,7 0,15—0,35 0,7—1,0 0,4—0,5 450 300 0,4-0,7 0.17—0,37 0,7—1,0 0,4—0,5 440 300 221
Таблица 4.17. Содержание элементов и механические свойства поковок из сталей Страна Марка стали Стандарт Содержание С |__ СССР США 15ХМ A I82F11 A 336F2 ГОСТ 4543—71 А 182—64 А 336—64 0,11—0,18 0,1—0,2 0,1—0,2 Таблица 4.18. Механические свойства сталей типа 15ХМ при повышенных температурах Сталь Показа- тель Значения показателя (МПа) при температуре. °C 100 200 300 400 425 450 475 500 525 | 550 600 15ХМ (СССР) A 336F2 (США) От <Тд О. ат Од СТ, г 450 280 470 230 220 450 210 210 420 170 195 190 155 ПО 75 350 140 88 42 280 120 35 18 Таблица 4.19. Механические свойства сталей типа 15Х5М при повышенных температурах Сталь Показатель Значения показателя (МПа) при температуре °C 20 200 о о со ю со о о о о LO о U3 со ю О о 1Л Гн Ю LQ о о» Ю о о со 1 5Х5М (Тв 400 328 318 309 296 276 260 242 217 191 169 (СССР) <7(1,2 220 190 181 — 172 163 157 149 — 137 127 115 101 СГд 69 — 43 15Х5МУ Св 600 534 504 — 472 444 427 404 — 372 341 312 280 Оо,2 420 413 399 — 364 332 315 294 — 265 225 185 148 91 Од _ — — — 179 — 76 64 42 30 J 2СгМо19.5 Со.2 — 150 145 140 120 100 (ФРГ) Од — 100 80 60 40 36 21 18 оа 78 62 46 30 26 32 30 12СгМо20.5 <7(1,2 140 135 130 (ГДР) 0.1 — — — — — 220 — 123 — — 40 — — Ou — — — 150 — 90 30 — А 357 Оо.2 — 150 145 135 .(США) Од 70 37 ^0,2 ~~ условный предел текучести (напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2% от длины образца). сталь обозначается буквой ILL через тире в конце марки, напри- мер: качественная — ЗОХГС, высококачественная — ЗОХГСА, особовысококачественная — ЗОХГСА—Ш. Стали и сплавы высоколегированные. Высоколегированные деформируемые стали и сплавы на железной, железа-никелевой и никелевой основах по ГОСТ 5632—72* предназначены для 222
типа 15ХМ элементов. % Мп Si Сг Мо 0,4 0,7 0,17—0,37 0,4—1 ,0 0,4—0,55 0,3—0,8 0,1—0,6 0,8—1,2 0,44-0,65 0,3-0,7 0,1—0,6 0,8—1,1 0,44—0,65 НВ, МПа МПа °т, МПа 1970 450 280 2010 490 280 — 490 280 Таблица 4.20. Механические свойства хромоникелевых сталей при повышенных температурах Страна Сталь Пока- затель Значения показателя (МПа) при т емпературе. °C 100 200 300 400 500 550 600 650 >4 СССР Х18Н10Т Ob — — — — 400— 450 460— 490 350- 420 280— 400 140— 140— 120— 120— 210 210 210 , 200 США 302 (Уд 545 475 435 410 365 340 310 с280 304 (Тт 210 160 105 95 82 77 75 72 Сд — — 146 96 49 On 140 85 57 32 316 Ob 480 405 383 320 265 240 215 187 174 126 118 95 85 84 83 81 <7д - — — 91 55 — On 540 — — — 122 74 49 321 Ob 540 495 425 370 330 300 220 190 Gt 180 176 152 140 135 130 114 100 Од — —— — — — 74 46 <Tn — — 105 52 ФРГ lOCrNiTi 18.9 (J т 180 160 140 130 120 120 — — 12CrNiTi 18.9 — 175 165 150 130 120 — — Од __ __ __ 65 38 ГДР l0CrNiMoTil8.l0 (Тт 190 170 150 140 130 130 — — 8CrNiTil8.10 Ст 200 170 160 150 — — — — 10CrNiTil8.9 8CrNiMoTil8.10 210 190 180 170 — — — — Таблица 4.21. Механические свойства хромоникелевых сталей при отрицательных температурах Сталь Характе- ристика Значения а (МПа) и ан (мдж/м=) при температурах —20 —50 —80 —120 -150 -170 —195 12Сг№18.9 <7в 800 900 1050 1200 1320 1400 1500 G т 280 300 340 380 430 470 530 Он 2 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 10CrNil8.9 яв 800 900 1050 1200 1320 1400 1500 Ст 310 330 360 400 450 490 550 Ян 1,5 1,5 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 223
wz 1 аОЛНЦа 4.^^. [^ООержиние элементов U МёлйНимёСкиё СВийС1Вй jluCiuo, j руб и ИОгСОбйгС ИЗ Ci С1Л ей TUftO, лбл5*Л Страна Сталь Стандарт Содержание элементов; % °в- МПа от. МПа с, не более Мп Si Сг Мо Трубы, листы СССР 1 ГОСТ 5632—72 I 0,15 I <0,5 I «СО,5 I 0,45—0,60 I 400 I 220 | I5X5M | ГОСТ 550—75 1 1 1 Трубы | 4,5—6,0 1 1 1 США | А335Р5 | А335-62Т | | 0,15 |0,3—0,6 | <0,5 | 4,0—6,0 | 0,45 —0,65 | 420 | 210 Листы ФРГ 12СгМо 19.5 DIN 17006 0,15 0,3—0,6 <0,5 4,0—6,0 0,45—0,65 420 210 ГДР 12СгМо 20.5 TGL 6918 0,15 0,3—0,7 0,3—0,5 4,0—5,0 0,45—0,51 420 180 США А357 А 357—58 0,15 0,3—0,6 <0,5 4,0—6,0 0,45—0,65 420 210 Англия 1501-625 BS 1501—58 0,15 0,3—0,7 <0,5 4,0-6,0 0,45—0,65 420 220 поковки СССР 15Х5М (в норма- лизованном со- стоянии) А 185 1503-625 ГОСТ 5632—72 0,15 <0,5 <0,5 4,5—6,0 0,45—0,60 600 420 США Англия А 182—64 BS 1503—58 0,25 0,25 <0,6 0,3—0,7 <0,5 <0,5 4,0—6,0 4,5—6,0 0,44—0,65 0,45—0,65 630 630 420 420
работы в коррозионно-активных средах и при высоких темпера- турах. К этим сталям условно отнесены сплавы, в которых со- держание железа более 45%, а суммарное содержание легиру- ющих элементов не менее 10%. В зависимости от основных свойств стали и сплавы подраз- деляют на следующие группы: I — коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химичес- кой коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряже- нием и др.; II—жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обла- дающие стойкостью против химического разрушения поверх- ности в газовых средах при температурах выше 550 С'С, рабо- тающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии; III—жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение оп- ределенного времени и обладающие при этом достаточной жа- ростойкостью. Сортамент, высоколегированных сталей приведен в ГОСТ 5632—72*, ГОСТ 5582—75, ГОСТ 5948—75, ГОСТ 7350—77, ГОСТ 20072—74 и др. Наибольшее применение в химической и нефтеперерабатыва- ющей промышленности нашли хромоникелевые и хромомолиб- деновые стали, химический состав и механические свойства ко- торых приведены в табл. 4.20 — 4.24. В теплообменных аппара- тах эти стали применяют преимущественно для изготовления деталей трубного пучка. Для деталей кожуха и распределитель- ных камер эти стали используют, если диаметр аппарата не превышает 600 мм. Для изготовления корпусов и распредели- тельных камер аппаратов диаметром 800 мм и более, как пра- вило, применяют биметалл с плакирующим слоем из хромони- келевых и хромоникельмолибденовых сталей [4]. С целью экономии дефицитного никеля все более широко ис- пользуют стали 0Х22Н6Т 1(21—23% Сг; 5,3—6,3% Ni) и 0Х21Н6М2Т (20—22% Сг; 5,5—5,6% Ni и 1,8—2,5% Мо). Из этих сталей изготовляют трубы и листы, которые во многих слу- чаях при температуре среды до 300 °C можно успешно исполь- зовать в теплообменных аппаратах вместо труб и листа из ста- лей 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т. 4.4. АЛЮМИНИЙ И СПЛАВЫ НА ЕГО ОСНОВЕ Алюминиевые сплавы в соответствии с основными компонента- ми (основой) получили следующие названия: силумины (алю- миний-кремний), дюралюмины (алюминий — медь — марга- нец), магналии (алюминий — марганец). В зависимости от на- значения они подразделяются на литейные и деформируемые (до 80% от всех сплавов). 15—1204 225
Таблица 4.23. Содержание элементов и механические свойства сталей типа Страна Сталь Стандарт Содержание С | Мп | Трубы, СССР 12Х18Н10Т ГОСТ 5632—72 <0,12 1—2 ФРГ 10CrNiTil8.9 DIN 17006 <0,10 <2 12CrNiTi 18.9 <0,15 <2 ГДР X8CrNiTil8.10 TGL 7143 <0,10 1—2 ПНР 1Н189Т PN-66/X—86020 <0,12 <2,0 СРР 10TNC180 STAS 3583—64 <0,12 <2,0 STAS 3564-64 ЧССР 17246.1 CSN 417246 <0,12 <2,0 Листы Англия 801В BS 1501—58 <0,08 <2 821 <0,12 2 США 302 A 240—63 <0,15 <2 305 <0,12 2 321 <0,08 2 ВНР КО36 MSZ 4360—66 <0,12 2,0 Трубы ВНР КО37 MSZ 4360-66 <0,08 1—2 США 304 A 376—64 <0,08 2 304Н 0,04—0,10 2 321 <0,08 2 32IH 0,04—0,10 2 Ч' — Относительное сужение площади поперечного сечения образца при разрыве. Таблица 4.24. Содержание элементов и механические свойства сталей типа Страна Сталь Стандарт Содержание С, не более Мп Трубы, СССР 10Х17Н13М2Т ГОСТ 5632—72 0,1 1—2 ВНР КО35 MSZ 4360—66 0,1 2 ГДР X18CrNiMoTil8.ll TGL 7143 0,1 1—2 ПНР H17N13M2T PN-66/H-86020 0,1 1—2 СРР 8TMoNC170 STAS 3583—64 0,1 1—2 ЧССР 17347.1 CSN 417347 0,1 <2 ФРГ 1 OCrNiMoTi 18.10 DIN 17006 0,1 •<9 Листы СССР 10X17H13M3T ГОСТ 5632—72 0,10 1-2 Англия 845 BS 1501—58 <0,08 <2 846 <0,08 <2 США 316 А376—64 <0,08 <2 317 <0,08 <2 !!26
12Х18Н10Т элементов, % ат* б5, % ф, % 1 Сг '“'I Ni Ti МПа МПа листы 17—19 9—11 5 (С—0,02) 540 240 38 — 17—19 9—11,5 >5С 500 210 — — 17—19 9—11,0 ^0,7 500 250 — — 17—19 9—11 5С—0,7 550 250 40 17—19 8—11 5С 540 200 38 — 17—19 8—9,5 5С 550 200 40 55 17—20 8-11 5(С—0,03) 550 210 40 50 17,5-20 8—11 550 210 — 17—20 >7,5 4С 550 210 — — 17—19 8—10 — 520 210 — — 17—19 10—13 490 180 , — 17 — 19 9—12 5С—0,7 520 210 — — 17—19 8—11 5(С—0,02) 550 200 40 — 17—19 9—11 5С 500 220 40 55 18—20 8—11 — 520 210 — — 18—20 8—11 — 520 210 — 17—20 11—14 5С+1,6 520 210 — —. 17—20 11 — 14 5С+0.6 520 210 — — 10Х17Н13М2Т и 10X17H13M3T элементов. % «в- МПа <JT. МПа в4,% ф, % Сг Ni Ti Mo листы 16—18 16—19 16,5—18,5 16—18 16—18 16—19 16,5—18,5 12—14 10—14 10,5—12,5 12—14 12—14 9—12 10,5—13,5 0,3—0,6 >5С >5С 5С—0,8 0,3—0,6 5(С—0,03) 5С, 1,8—2,5 540 240 37 2—3 500 250 40 2—2,5 500 250 40 1,5—2,5 — — — 1,8—2,5 520 220 40 1,5—2,6 580 220 40 2—2,5 500 230 — 55 55 50 16—18 12—14 0,3—0,6 3—4 — — 16,5—18,5 10 , >5С 2,2—3 550 210 — — 18—20 11—14 3—4 550 210 — — 16-18 10-14 — 2—3 520 210 — — 18-20 11 — 15 — 3—4 520 210 — — 15 227
Таблица 4.25. Механические свойства технически чистого алюминия Материал Страна марка стандарт содержание Al, %, не ме- нее СССР АДО ГОСТ 4784—74 99,50 ФРГ Япония АДО АД1 A199.7F6 A199.5F7 AIPO, AITO, AIBO ГОСТ 4784—74 ГОСТ 4784—74 DIN 1712 DIN 1712 99,50 99,30 99,7 99,5 99,7 Таблица 4.26. Содержание элементов и механические свойства алюминиево- Сплав г держание, % Страна 1 марка стандарт Мп ] ге Si | Си | Zn не более СССР АМц ГОСТ 4784—74 1,0 — 1 ,6 0,7 0,6 0,15 0,1 США . 3003 — 1,0—1,5 0,7 0,6 0,2 0,1 ФРГ AlMnFlO DIN 1725 — 0,5 — 0,1 — Сплавы алюминиевые литейные (ГОСТ 2685—75) применяют для фасонных отливок. Они выпускаются 37 марок, подразде- ленных на пять групп в зависимости от основы. Сплавы алюминиевые деформируемые по ГОСТ 4784—74 (СТ СЭВ 730—77, СТ СЭВ 996—78) предназначены для изго- товления листов, лент, полос, плит, профилей, панелей, прутков, труб, проволоки, штамповок и поковок методом горячей пли холодной деформации. Они выпускаются следующих марок: АДО, АД 1, АД, ММ, АМц, АМцС, Д12, АМг1, АМг2, АМгЗ, АМг4, АМг5, АМгб, АД31, АДЗЗ, АД35, АВ, Д1, Д16, Д18, В65, АК4, АК4-4, АК6, АК8, В95, 1915, 1925. Применение алюминия и его сплавов всегда рационально там, где они могут заменить нержавеющие стали, латунь и дру- гие более дорогие цветные металлы. Для изготовления нефтехимической аппаратуры чаще всего применяют технически чистый алюминий марок АДО и АД1 (ГОСТ 4784—74), с содержанием не менее 99,3% алюминия. Химический состав и механические свойства технически чистого алюминия приведены в табл. 4.25. Наряду с технически чистым алюминием для изготовления сварных сосудов применяют сплавы алюминия, хорошо дефор- 228
Характеристика проката стандарт вид и состояние толщина, мм <7в’ МПа <Т0»2» МПа ГОСТ 18475—82 Трубы холоднокатаные и хо- Размеры по 60 — лоднотянутые отожженные ГОСТ — Листы отожженные 3-10,0 60 — — Листы горячекатаные 5—10,5 70 — DIN 1745 Листы мягкие 20 60 20 DIN 1746 Трубы мягкие — — — 60 — марганцевых сплавов Прокат стандарт ТУ вид и состояние толщина, мм %’ МПа ^0.2. М Па ЧМТУ 347—61 Плиты горячекатаные 11-25 120 26—80 110 — ГОСТ 12592—67 Листы горячекатаные 5—10,5 100 — ГОСТ 18475-73 Трубы мягкие По ГОСТ 90 — — —— D1N 1745 Листы мягкие До 6 100 4 П DIN 1746 Трубы мягкие До Ю 100 4U мируемые и не упрочняемые термической обработкой. Обладая более высокими механическими свойствами, чем технически чи- стый алюминий, сплавы сохраняют высокую коррозионную стой- кость в различных средах. Наибольшее применение нашли сплав алюминия с марганцем (АМц) и с магнием (АМг2, АМгЗ, АМг5 и АМгб). Из сплава АМц изготовляют листы, тру- бы, прутки и плиты. Химический состав и механические свой- ства листов из алюминиевомарганцевых сплавов приведены в табл. 4.26. Лучшими (по сравнению с алюминиевомарганцевыми сплавами) механическими свойствами обладают алюминиевомагниевые сплавы. Их химический состав и механические свойства приве- дены в табл. 4.27—4.29. 4.5. МЕДЬ И СПЛАВЫ НА ЕЕ ОСНОВЕ Медь — пластичный металл розовато-красного цвета; плотность при 20 °C—8,94 г/см3, температура плавления 1083 °C, отжига 500—700 °C. Механические свойства сильно меняются в зависи- мости от обработки: сгв = 220—450 МПа; 6 = 4—60%; НВ = 350— 11300 МПа. 229
Таблица 4.27. Содержание элементов алюминиево-магниевых сплавов Страна Марка сплава Стандарт Mg СССР АМг2 ГОСТ 4784—74 1,8-42,6 США ASA 5052 — 2,2—2,8 Англия NP4 2,25 Япония А2Р1, А2Т1, А2В1 — 2,2—2,8 ФРГ AlMg2 DIN 1725 СССР АМгЗ ГОСТ 4784—74 3,2—38 США ASA 5086 ASTM GM40A 3,5—4,5 США ASA 5154 ASTM G40A 3,5 ФРГ AlMg3 DIN 1725 — СССР АМг5 ГОСТ 4784—74 4,8-5,8 США ASA 5083 ASTM GM41A 4,0—4,9 ФРГ AlMg5 DIN 1725 — Англия NP 5/6 — 4,5 СССР АМгб ГОСТ 4784—74 5,8-6,0 Таблица 4.28. Механические свойства проката иэ алюминиево-магниевых сплавов Марка сплава Стандарт, ТУ Вид и состояние проката Толщина, мм МПа °т- МПа в, % АМг2 — Листы отож- 2—10 470 — 18 женные ГОСТ 18475—8 Трубы отож- Любая 160 — — женные NP4 — Листы отож- 6—25 190 120 12 женные AlMg2 DIN 1745 Листы мягкие До 6 150 60 17 DIN 1746 Трубы мягкие До 10 15 АМгЗ ГОСТ 17232—79 Листы отож- 4,6—10 190 80 15 женные Плиты горяче- 12—25 190 70 12 катаные 26—80 170 60 11 ASA 5086 SB 209 Листы 11 плиты 0 и Н112 — 245 100 — ASA 5154 — 210 77 — AlMg3 DIN 1745 Листы мягкие До 6 180 80 17 DIN 1746 Трубы мягкие До 10 15 AMr5 ГОСТ 17232—79 Листы отож- 0,5—10 280 130 15 женные Плиты горяче- 12—25 270 120 13 катаные 26-80 260 НО 12 ASA 5083 SB 209 Листы и плиты — 280 125 AlMg5 DIN 1745 Листы мягкие До 6 240 НО 15 DIN 1746 Трубы мягкие До 10 АМгб — Листы отож- 5—10,5 320 160 15 женные ГОСТ17232—79 Плиты горяче- 12—25 310 150 11 катаные 26—50 300 140 6 51—80 280 130 4 — относительное удлинение на образцах с десятикратным отношением длины к диаметру. 230
Состав, % Примесей, %, не более Мп Сг прочие Fe Si Fe-f-Si Си 0,2—0,6 0,15—0,35 0,4 0,4 — 0,1 — 0,15—0,35 — —• 0,45 0,1 0,1 — — — — — 0,1 0,15—0,35 — — — 0,45 0,1 0,3—0,6 0,5 — — 0,1 0,2-0,7 0,05—0,25 — 0,5 0,4 — 0,1 - Ti 0,25 — —. — — 0,4 — — 0,05 0,3-0,8 — V 0,02-0,2 0,5 0,5 — 0,1 0,3—1,0 0,05-0,25 0,4 0,4 — 0,1 — — 0,4 — — 0,05 0,5—0,8 — Ti 0,02-0,1 — — — — Таблица 4.29. Механические свойства сплавов АМгЗ и АМгб при повышенной температуре Температура испытания, °C ав, МПа °0,2’ в. % 46 % £10-3, МПа Сплав АМгЗ (горячепрессованный пруток) 20 231 124 14,2 30,4 699 100 214 124 21,4 47,1 — 150 190 117 19,7 47,6 — 200 148 111 22,0 62,7 598 250 93 99 28,7 65,0 — Сплав АМгб в отожженном состоянии 20 369 162 25 42 81G 100 337 157 25 43 800 200 246 157 22 59 785 300 199 146 19 67 758 Е — модуль упругости при растяжении. и назначение латунных отливок Таблица 4.30. Марки, химический состав Название и марка латуни Химический состав*, % Примерное назначение Си прочие компоненты примеси, не более Кремнистая ЛК80-ЗЛ 78—81 Si 3,0—4,5 2,8 Детали, работающие в морской воде, при протекторной защи- те арматуры до 250 °C Кремнисто-свинцовая ЛКС80-3-3 77—81 Si 2,5—4,5 Pb 2,0—4,0 2,3 Подшипники и втул- ки неответственного назначения 231
П родолжение Название и марка латуни Химический состав*. % Примерное назначение Си прочие компоненты примеси, не более Алюминиево-желе- зо-марганцевая ЛАЖМц 66-6-3-2 64—68 AI 4,0—7,0 Fe 2,0—4,0 Мп 1,5—3,0 2,1 Гайки нажимных ра- ботающих червячных винтов Алюминиевая ЛА67-2.5 66-68 А1 2,0-3,0 3,4 Коррозионностойкие детали, работающие в морской воде Алюминпево-желез- ная ЛАЖ 60-1-2Л 58—61 А1 0,8—1,5 Fe 0,8—1,5 Мп 0,1—0,6 Sn 0,2—0,7 0,7 Арматура, втулки, подшипники Марганцево-никеле- железоалюминиевая ЛМцНЖА 60-2-1-1-1 58—62 Al 0,5—1,0 Fe 0,5-1,1 Мп 1,5—2,5 Pb 0,5—1,5 2,3 Арматура, не имею- щая притираемых по- верхностей, работаю- щая на воздухе, в во- де, масле, жидком топливе до 250 °C Свинцовая ЛС59-1ЛД 58-61 Pb 0,8—2,0 1.5 Литье под давлением Свинцовая ЛС59-1Л 57—61 Pb 0,8—2,0 2,0 Арматура, втулки, се- параторы для под- шипников качения Марганцево-оловя- но-свцнцовая ЛМцОС58-2-2-2 57-60 Мп 1,5—2,5 Sn 1,5—2,5 Pb 0,5—2,5 1.2 Зубчатые колеса Марганцепо-свинцо- вая ЛМцС58-2-2 57-60 Mn 1,5—2,5 Pb 1,5—2,5 2,5 Антифрикционные детали Марганцевая ЛМц58-2Л 57—60 Mn 1,0—2,0 2.0 Детали, подвергаю- щиеся лужению, за- ливке баббитом. Де- тали упорных и опор- ных подшипников, дейдвудных труб Марганцево-желез- ная ЛМцЖ55-3-1 53—58 Fe 0,5—1,5 Mn 3,0—4,0 2,0 Несложные детали ответственного назна- чения, арматура, ра- ботающая при темпе- ратурах до 300 °C Оловянно-свпнцовая Л ВОС 68—75 Sn 0,5—2,0 Pb 1,0-1,3 1.5 Штуцера гидросистем автомобилей * Остальное — Zn. 232
Таблсща 4.31. Свойства литейных латуней Марка Плотность, Г/см3 , Теплопроводность, Вт/(М-К) Коэффициент линейного расширения, а-10—6, 1/К 1 Температура плавления, °C Линейная усадка, % Вид литья* Механические свойства %• МПа в. % МВ, МПа не менее ЛК80-ЗЛ 8,3 84 17,0 900 1.7 К, 3 300 15 1100 ЛКС80-3-3 8,6 84 17,0 900 1,7 к 300 15 1000 3 250 7 900 ЛАЖи.66-6-3-2 8,5 50 19,8 900 1,8 к 650 7 1600 3 600 7 1600 ц 700 7 — ЛА67-2.5 8,5 113 — 995 1,25 к 400 15 900 3 300 12 800 ЛА/К60-1-1Л 8,5 113 21,6 904 1,7 К 420 18 900 3 380 20 800 ЛМцС58-2-2 8,5 46 — 885 2,0 К 350 8 800 3 250 10 700 ЛМцНЖА60-2-1-1-1 8,4 — — 916 1,7 К 400 18 850 3 350 20 1000 ЛС59-1ЛД 8,5 — — — — д 200 6 700 ЛС59-1Л 8,5 109 20,1 885 2,2 Ц 200 20 300 ЛМц ОС58-2-2-2 9,5 109 — 890 1,8 К 300 4 1000 3 300 6 900 ЛМц 58-2Л 8,5 — — — — к, з, 350 20 1000 ц ЛМ11Ж 55-3-1 8,5 100 22,0 870 1,6 к 500 10 1000 3 450 18 <100 д 400 10 ООО Л ВОС 8,5 100 — 920 1,8 3 150 8 600 * Буквы означают литье: К - в кокиль; 3 — в песчаные формы («в землю» ); Ц- центробежное, Д — под давлением. Латуни — сплавы меди с цинком. При введении третьего, четвертого и более компонентов латуни называют сложными, или специальными; к ним относятся алюминиевая латунь, же- лезомарганцевая латунь, маргапцево-оловянно-свинцовая ла- тунь и т. д. По сравнению с медью латуни обладают большими прочностью, коррозионной стойкостью, упругостью и лучшей обрабатываемостью (литьем, давлением и резанием). По техно- логическому признаку латуни подразделяют на литейные и обрабатываемые давлением. В марках латуней буква Л означает латунь, А — алюминие- вая, Ж — железная, Мц — марганцовистая, К -- кремнистая, С — свинцовистая, О — оловянистая; первая цифра — среднее содержание меди; вторые и последние цифры — содержание компонентов в той последовательности, в какой они приведены в буквенной части условного обозначения марки. 233
Литейные латуни (ГОСТ !1020—77) поставляются в виде чу- шек. Предназначаются для изготовления фасонных отливок (ГОСТ 17711—80), характеристики и назначение которых при- ведены в табл. 4.30, а механические свойства — в табл. 4.31. Латуни, обрабатываемые давлением. Согласно ГОСТ 155'27— 70, по химическому составу нормировано восемь марок простых латуней (см. сноску к табл. 4.31): Л96, Л90 (томпак); Л85, Л80 (полутомпак); Л70, Л68, Л63 и Л60 (латунь) и 23 марки сложных: алюминиевая ЛА77-2; алюминиево-железная ЛАЖ60-1-1; алюминиево-никелевая ЛАН59-3-2; алюминиево- мышьяковая ЛАМш77-2-0,05; алюминиевоникелекремнистомар- ганцовая ЛАНКМц 75-2,2,5-0,5-0,5; железомарганцовая ЛЖМц 59-1-1; железосвинцовая ЛЖС 58-1-1; никелевая ЛН 65-5; мар- ганцовая ЛМц 58-2; марганцово-алюминиевая ЛМцА57-1-1; томпак оловянный ЛО90-1; оловянные ЛО70-1, ЛО62-1; ЛО60-1; свинцовые ЛС63-3, ЛС74-3; ЛС64-3; ЛС60-1; ЛС59-1В; кремни- стая ЛК80-3; мышьяковистая ЛМш 68-0,05. Поставляют латуни в виде проволоки, полос, листов, лент, труб и других горяче- и холоднопрокатных, тянутых и прессо- ванных изделий, в мягком (отожженном), полутвердом (сте- Таблица 4.32. Механические свойства латунных прутков Марка латуки Состояние Диаметр прутков, мм ав, МПа вю, % не менее Л 60 Прессованные 10—160 300 30 Тянутые мягкие 3—50 340 30 Тянутые полутвердые 3—40 400 17 Тянутые твердые 3—12 480 9 Л63 Прессованные 10—160 300 30 Тянутые мягкие 3—50 300 40 Тянутые полутвердые .3—40 380 15 Тянутые твердые 3—12 450 10 ЛС59-1 Прессованные 10—160 370 18 Тянутые мягкие 3—50 340 22 Тянутые полутвердые 3—40 40J 15 Тянутые твердые .3—12 500 3 ЛС63-3 Тянутые твердые 3—9,5 600 1 10—14 550 1 15—20 500 1 Тянутые полутвердые 10—20 360 12 ЛО 62-1 Прессованные 10-160 370 20 Тянутые полутвердые 3—50 400 15 ЛЖС 58-1-1 Прессованные 10—160 300 20 Тянутые полутвердые 3—50 450 10 ЛМц 58-2 Прессованные 10—160 400 25 Тянутые полутвердые 3—12 450 20 Св. 12—50 420 20 ЛЖМц 59-1-1 Прессованные 10—160 440 28 Тянутые полутвердые 3—12 500 15 Св. 12—50 450 17 ЛАЖ 60-1-1 Прессованные 10—160 450 18 234
Таблица 4.33. Химический состав и механические свойства латунных листов и плит Страна Марка Стандарт Химический состав*, % Стандарт или ТУ Толщина, мм МПа ^0.2. МПа Си другие элементы Англия Deoxidized phos- phorus cooper — 99,85 Р 0,015—0,08 BS 1541-63 Свыше 10 212 — СССР Л 63 ГОСТ 15527—70 62-65 — МПТУ 4420—54 10—150 300 — Англия 60/40 Brass — 59—62 — BS 1541—63 20—125 Свыше 125 315 299 — СССР ЛС59-1 ГОСТ 15527—70 57—60 РЬ 0,8—1,9 МПТУ 4420—54 10—150 300 — США Muntz-Metal — 59—63 РЬ 0,5 ASTM B43—42 До 50 50—90 90—125 350 320 280 140 105 84 СССР Л062-1 ГОСТ 15527—70 61 — 63 Sn 0,7—1,1 МПТУ 4420—54 10—150 300 — Англия Naval Brass — 61—61 Sn 1 — 1,5 BS 1541-63 20-125 Свыше 125 346 315 — США Naval Brass — 59-61 Sn 0,5—1,0 — До 75 75—125 350 350 140 125 СССР ЛЖМц 59-1-1 ГОСТ 15527—70 57—60 Fe 0,6—1,2 Mn 0,5—0,8 Al 0,1—0,4 Sn 0,3—0,7 МПТУ 4420—54 10—150 300 — • Остальное — Си,
Таблица 4.34. Марки и химический состав оловянных бронз, обрабатываемых давлением Марки Химический состав*, % Плот- ность, Г/см3 Темпе- ратура дав- ления, °C Sn р Nl, Zn при- меси, не бо- лее БрОФ8,0-0,30 7,5—8,5 0,25—0,35 Ni 0,1—0,2 о,1 8,6 880 БрОФ 7-02 7,0—8,0 0,10—0,25 0,1 8,6 900 БрОФ 6,5-0,4 6,0—7,0 0,26-0,40 Ni 0,1—0,2 o.l 8,7 995 БрОФ 6,5-0,15 6,0—7,0 0,10-0,25 — o.l 8,8 995 БрОФ 4-0,25 3,5—4,0 0,20-0,30 0,1 8,9 1060 БрОЦ 4-3 3,5—4,0 — Zn 2,7—3,3 0,2 8,8 1045 БрОЦС 4-4-2,5 3,0-5,0 1,5—3,5 Zn 3,0—5,0 0,2 8,9 1018 БрОЦС 4-4-4 3,0—5,0 3,5—4,5 Zn 3,0—5,0 0,2 9,1 1015 * Остальное — Си. Таблица 4.35. Химический состав титана Страна Марка титана Ti, % Примеси, %- не более Fe Si с о2 N2 Н2 СССР ВТ1-0 Основа 0,20 0,10 0,07 0,12 0,04 0,010 ВТ1-00 - > 0,20 0,08 0,05 0,10 0,04 0,008 ФРГ RT-12 0,20 — 0,08 0,10 0,05 0,013 RT-15 0,25 — 0,08 0,20 0,06 0,013 RT-18 0,30 — 0,10 0,25 0,06 0,013 Япония KS-50 S3 99,5 0,15 0,10 0,08 0,10 0,01 0,01 KS-70 5=99,4 0,30 0,10 0,08 0,10 0,02 0,01 США MST Основа 0,25 — 0,03 — 0,04 — Таблица 4.36. Механические свойства титана Значения показателя Показатели ВТ1-00 ВТ1-0 RT-12 RT-15 RT-18 Т40 Т50 СССР ФРГ Франция <тц, МПа 300 400 300 400 470 400 500 ат, МПа 250 310 200 250 330 280 350 6s, 7о 30 30 30 22 18 27 24 V, % 60 60 60 60 — — .— НВ, МПа — — 1000— 1500 1400— 2000 1600 1200— 1600 1400— 2000 236
Таблица 4.37. Марки и химический состав* (%) титановых сплавов Марка А1 Mn, V Mo, Sn Cr, Zr Si, Fe ОТ4-0 0,2—1,4 Мп 0,2—1,3 ОТ4-1 1,0-2,5 Мп 0,7—2,0 — — — ОТ4 3,5—5,0 Мп 0,8—2,0 — — — ВТ5 4,3-6,2 — — — — ВТо-1 4 ,3—6 ,0 — Sn 2 jO—43,0 — — BT6C 5,3—6,8 V 3,5—5,0 — — — ВТЗ- 1 5, 5— 7, 0 Ге 0,2—0,7 Mo 20—3,0 Cr 0,8—2,3 Si 0,15—0,40 ЕТ9 5,8—7,0 .—. Mo 2,8—3,8 Zr 0,8—2,0 Si 0,20—0,35 ВТ 14 3,5—6,3 V 0.9—1,9 Mo 2,5—3,8 — — НТ 16 1, 8—3,8 V 4,0—,5,5 Mo 4,5—5,5 — — 1-,ТД) 5 £—7,5 V 0 8—1,8 Mo 0,5—2,0 Zr 1,5-2,5 — ВТ 22 4,4—5,9 V 4,0—5,5 Mo 4,0—5,5 Cr 0,5—2,0 Fe 0,5—15 1IT-7M 1,8—2,5 — — Zr 2,0—3,0 —— ПТ-ЗВ 3,5—5,0 V 1,2-2,5 — — — • Остальное — Ti. пень обжатия 10—30%), твердом (30—50%) и особо твердом (более 60%) состояниях. Механические свойства латунных прутков приведены в табл. 4.32, латунных листов и плит — в табл. 4.33. Бронзы — сплавы меди (кроме латуней и медно-никелевых сплавов) с оловом (оловянные бронзы) и сплавы меди с алю- минием, бериллием, кремнием, марганцем и другими компонен- тами, которые являются главными и в соответствии с которыми бронзы получают название. Как и латуни, бронзы подразделя- ются на литейные и деформируемые. Обозначение бронз начи- нается с букв Бр. Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением (деформи- руемые), согласно ГОСТ 5017—74 подразделяют на следующие группы. для титана марок 125 130 KS-50 KS-70 RS40 RS50 mst Англия Япония США .390 470 350 490 460 530 460 530 280 350 250 350 350 420 380 350 22 20 30 20 28 25 20 25 —— 40 40 55 50 45 55 — — 1100— 1450 1460— 2000 — — — — 237
Таблица 4.38. Механические свойства листов из титана и сплавов Марка Состояние испытываемых образцов Толщина листа, мм .%• МПа а. % не иенее ВТ1-00 Поставки 0,3—1,8 300 30 1,8-6,0 25 6,0—10,5 20 ВТ 1-0 То же 0,3—0,4 380 25 0,4—1,8 30 1,8—6,0 25 6,0—10,5 20 ОТ4-0 0,3—0,4 480 25 0,4—1,8 30 1,8—6,0 25 6,0—10,5 20 ОТ4-1 » 0,3—0,7 600 25 0,7-1,8 20 1,8-6,0 15 6,0-10.5 13 ОТ-4 » 0,5—1,0 700 20 1,0-1,8 15 1,8-6,0 12 6,0—10,5 10 ВТ5-1 » 0,8—1,2 750 15 1,2—1,8 12 1,8—6,0 10 6,0—10,5 8 ВТ6С Отожженные 1,0—6,0 850 12 6,0—10,5 10 Закаленные и искусственно со- 1,0—10,5 1030 8 старенные ВТ 14 Отожженные . 0,8—5,0 900 8 5,0—10,5 850 8 Закаленные и искусственно со- 0,8—1,5 1100 5 старенные 1,5—5,0 1200 6 5,0—7,0 1100 4 7,0—10,5 1120 ’ 4 ВТ20 Отожженные 0,8—1,8 950 12 1,8—4,0 10 4,0—10,5 8 Оловянно-фосфористые бронзы: БрОФ 8,0-0,3 — для прово- лочных сеток целлюлозно-бумажной промышленности; БрОФ б,5-0,4 —то же, а также для пружин, лент, полою и деталей; БрОФ 6,5-0,15 — для лент, полос, прутков, подшипниковых де- талей, биметаллических изделий; БрОФ 7-02—для прутков; БрОФ 4-0,25 — для трубок контрольно-измерительных и других приборов. Оловянно-цинковые бронзы БрОЦ 4-3 — для лент, полос, прутков, применяемых в электротехнике, машиностроении, для пружинной проволоки в химической промышленности. 238
Оловянно-цинково-свинцовые бронзы: БрОЦС 4-4-2,5 и БрОЦС 4-4-4 — для лент и полос, применяемых для прокладок во втулках и подшипниках. Химический состав и некоторые наиболее общие свойства оловянных бронз приведены в табл. 4.34. 4.6. ТИТАН И СПЛАВЫ НА ЕГО ОСНОВЕ Титан характеризуется небольшой плотностью, высокой прочно- стью и коррозионной устойчивостью ко многим агрессивным средам (в частности, к морской воде, поэтому титан и сплавы на его основе широко используют в качестве конструкционного материала. Титан и титановые сплавы, обрабатываемые давлением, вы- пускают по ГОСТ 19807—74. Чистый титан выпускают двух ма- рок: ВТ1-00 п ВТ1-0. Титановые сплавы выпускают !14 марок. Листы изготавливают из титана ВТ1-00 и ВТ1-0 и титановых сплавов ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5, ВТ6С, ВТ14 и ВТ20 с химиче- ским составом по ГОСТ 19807—74. Листы выпускают толщиной 0,3—0,8 мм (через 0,1 мм); 1,0; 4,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5—10,5мм (через 0,5 мм), шириной 400—1200 мм, длиной 4500—5000 мм. Химический состав и механические свойства титана и спла- вов на его основе приведены в табл. 4.35—4.39. 4.7. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Полимерные материалы обладают небольшим коэффициентом трения, высокой износостойкостью, химической стойкостью, от- сутствием схватывания в условиях работы без смазки или огра- ниченной смазки. Низкая теплопроводность, высокий коэффи- циент термического расширения, небольшая твердость и высо- кая податливость определяют рациональность их применения в узлах трения с небольшими нагрузками и скоростями работы. Для повышения эффективности полимерные материалы исполь- Таблица 4.39. Механические свойства и расчетные допускаемые напряжения [ст] (МПа) титана ВТ 1-0 и титанового сплава ОТ-4 при высоких температурах Темпера- тура, °C ст °в [О] °в . И! ВТ 1-0 ОТ4-0 20 310 400 133 400 500' 167 100 260 354 118 330 435 145 200 210 280 93 240 333 111 250 190 250 83 200 300 100 300 175 225 75 180 255 85 350 — — — 160 250 83 400 — — — 150 245 81 239
Таблица 4.40. Допускаемые режимы работы трения пластмасс Марка Без смазки Со смазкой давление Р, МПа скорость скольже- ния V, м/с температура, °C коэффициент трения давление Р, МПа скорость скольже- ния V, м/с температура, °C коэффициент трения Фторопласт-4 0,5—0,7 0,5 120 0,04—0,08 1,5 5 200 0,02—0,03 Фторопласт-4 с наполните- лями (Ф-4К20) 1,0—2,5 1,0 120 0,08—0,1 3,5—4,0 8—10 200 0,03 Фторопласт-40 0,6—0,8 0,5 100 0,5—0,6 5,5 4 160 0,06—0,08 Фторопласт-40 с наполните- лями (Ф40С15М1.5) 1,0—1,2 1,0 100 0,25—0,35 8,0 7 160—180 0,025—0,08 Фторопласт-3 0,3—5 0,5 50 0,07-0,08 1,0 3 125 0,04—0,05 Полиамиды АК-7 и Ц-6,10 2,0—3,0 0,5 75 0,17—0,2 2,5-3,0 0,5 100 0,08—0,15 Капрон 1,5—2,5 0,2 80—90 0,15—0,34 2,0—2,5 0,5 90—100 0,08—0,16 Капрон с наполнителями (АТМ-2) 2,0—2,5 2,5-3 140 0,1—0,2 8,0—10,0 6-8 175 0,08—0,12 Текстолит 5,0 1,0 80 0,2—0,3 10,0 5—10 100 0,06—0,1
зуют в комбинации с другими материалами, в частности с ме- таллами [5]. Характеристики некоторых пластмасс приведены в табл. 4.40. Текстолит. Конструкционный текстолит выпускается соглас- но ГОСТ 5—78. Текстолит ПТК и ПТ используют для подшип- ников скольжения общего назначения, а ПТМ-1 и ПТМ-2 — для вкладышей подшипников. Выпускают антифрикционный текстолит ПТК-С плотностью 11,4 г/см3, прочностью при сжатии 250 МПа; графитизированный текстолит плотностью 1,4 г/см3, прочностью при сжатии 200 МПа,, ударной вязкостью 3 МДж/м2. Текстолитовые подшипники предназначены для работы без смазки и со смазкой, в том числе при смачивании водой. Они могут работать во многих активных средах (органических рас- творителях, масле, бензине, слабых кислотах и др.). Фторопласт-4 (политетрафторэтилен) при небольшом коэф- фициенте трения обладает недостаточными прочностью и износостойкостью, поэтому эффективно антифрикционные свойст- ва фторопласта используются в качестве компонента металло- фторопластов для изготовления подшипников. Несущей основой металлофторопластового подшипника является лента из сталей 08кп или 10кп, покрытая с обеих сторон слоем меди Ml или латуни Л90. На ленте спекается высокопористый (до 35%)' бронзовый слой из сферического бронзового порошка (размер частиц 0,063—0,16 мм). Пропитка пористого слоя производит- ся втиранием композиции, состоящей из 75% суспензии фторо- пласта 4ДВ (ТУ П-40—59) и 25% дисульфида молибдена. Толщина бронзового слоя в готовой ленте (ТУ 27-0:1-01—71) 0,35 мм, толщина фторопластового слоя 0,06 мм, ширина ленты 75—II00 мм, длина полос 500—2000 мм. Между общей толщиной ленты н толщиной стальной основы существует следующая за- висимость: Общая толщина, мм.............1,10 1,60 2,60 Толщина стальной основы, мм . . 0,75 1,30 2, 'i(l Металлофторопластовые подшипники эффективно примени ют в узлах сухого трения, работающих без смазки или с огра- ниченной смазкой при значительных нагрузках и скоростях скольжения. Они характеризуются небольшим пусковым момен- том и сохраняют работоспособность при интервале температур от —200 до 280 °C. Углеродные (углеграфитовые) антифрикционные материалы предназначены для изготовления подшипниковых опор, уплот- нительных устройств, поршневых колец и других деталей в па- рах трения в интервале температур —200ч-+ 2000 °C при ско- ростях скольжения до 100 м/с и в агрессивных средах. Свойст- ва этих материалов приведены в табл. 4.41. Углеродные обожженные материалы АО-4500 и А-600 (ТУ 48-20-4—77) после пропитки сплавом СО5 (95% РЬ и 5% Sn) 16-1204 241
Таблица 4.41. Свойства углеграфитовых антифрикционных материалов Марка Плотность, г/см3 ов, МПа сги, МПа Коэффици- ент тепло- проводности при 20 °C, Вт/(м-К) Коэффици- ент терми- ческого рас- ширения при 20 °C. 10—« 1/К Допустимая рабочая тем- пература, 'С в окисли- тельной сре- де в восстано- вительной и нейтральной средах АО-1500 1,65—1,70 150—180 60—80 11 — 17 5—6 350—400 1300—1500 АО-600 1,60—1,65 110—150 50—70 11—16 5-6 300—350 1300—1400 АГ-1500 1,70—1,80 80—100 40—50 80—90 5—6 400—450 2300—2500 АГ-600 1,65—1,75 60—80 35—40 80—90 5-6 400—450 2300—2500 АО-1500-СО5 2,70—3,00 260—280 100—120 35 6,5—8,5 300 300 АО-600-СО5 2,80—3,10 250—270 90—110 35 6,0—7,0 АО-1500-Б83 2,60—2,90 250—270 90—110 35 6,5 230 230 АО-600-Б83 2,70—3,00 240—260 80—90 35 6,5 АГ-1500-С05 2,50—3,10 150—160 60—75 90—100 6,5—8,5 300 300 АГ-600-С05 2,60—3,10 140—150 55—70 80 6,0—8,0 300 300 АГ-1500-Б83 2,40—2,80 140—150 50—60 90—100 6,5 230 230 АГ-600-Б83 2,50—2,80 130—140 45—55 80 6,5 230 230 АГ-1500-БрС30 2,30—2,50 150—160 60—70 85—95 6,0 400—500 900 ЭГО-Б83 2,80—3,20 80—90 22—26 80 6,7 230 230 7В-2А 1,90—2,00 35—58 20—30 9—11 18,0—25,0 250 250 АФГМ 2,15—2,30 8—16 10—15 1,1—1,7 40—70 180 200 АВГ-80ВС 2,05—2,15 10—19 0,6—1,1 80—130 200 200 АМС-1 1,76—1 ,80 150—160 50—70 4—6 3—5 АМС-3 1,78—1 ,80 100—110 25—35 11 — 17 3—5 АМС-5 1,40—1 ,45 180—200 3-6 4-6 НИГРАН 1,65—1 ,70 90—120 30—40 14—17 4,5—5,0 НИГРАН-В 1,80—1,85 140—160 50—60 20—23 4,5—5,0 300 300
и баббитом Б83 получают обозначения: АО-450-СО5, АО-600- СО5, АО-1500-Б83 и АО-600-Б83. Углеродные графитизированные материалы АГ-4500, АГ-600 и ЭГО-Б83 (ТУ 48-20-4—77) после пропитки сплавом СО5, баб- битом Б83 и бронзой Бр-СЗО получают дополнительные обозна- чения. Графитофторопластовые материалы являются полимерными композициями на основе фторопласта-4 и углеродных наполни- телей. Выпускаются марок: 7В-2А (ЦМТУ 01-57—69), АФГМ и АФГ-80ВС. Графитопластовые материалы на эпоксиднокремнийорганиче- ском связующем выпускаются марок: АМС-1 (ТУ 48-20-45—83), АМС-3 (ТУ 48-20-45—83) и АМС-5. Эти материалы предназна- чены для узлов трения, работающих при температуре 1180— 200 °C, а кратковременно — до 320 °C. Частично графитизированные материалы сочетают свойства обожженных и графитизированных материалов, подвергнутых дополнительной пропитке полимерным связующим. Выпускают- ся марок НИГРАН и НИГРАН-В. Предназначаются для рабо- ты в узлах сухого трения, для уплотнений в агрессивных сре- дах при высоких температурах (до 300 °C), нагрузках и скоро- стях скольжения. Твердые антифрикционные покрытия (твердые смазки). Гра- фит, дисульфид молибдена, нитрид бора, фталоцианин меди и др. обладают небольшим коэффициентом трения, не изменяю- щимся при высоких п низких температурах, в вакууме п при воздействии агрессивных сред. Ввиду невысокой износостой- кости и прочности применение их в чистом виде ограничено, так как они могут работать только в малонагруженных узлах трения при малых скоростях. С большей эффективностью эти антифрикционные материа- лы применяют в виде порошков, а их суспензии — в качестве пластичных смазок и высыхающих композиций, образующих твердые антифрикционные покрытия, и в виде компонентов гра- фитопластов, металлопластов, металлокерамических антифрик- ционных материалов и т. д. В виде порошков указанные материалы применяют путем втирания в поверхности трения, что, однако, не обеспечивает длительной работы узла трения без повторения этой ручной операции. Для преодоления этого недостатка разработан рота- принтный метод смазки, по которому при помощи вспомога- тельного валика и шестеренки (ротора) порошок непрерывно наносится (накатывается) на основной вал или зубчатое колесо. Разработан также магнитодипампческпй метод внесения по- рошков в узлы трения, обеспечивающий возможность их сма- зывания при высоких температурах — до 900 °C. Твердые антифрикционные покрытия образуются на твердой подложке после высыхания суспензии антифрикционных порош- ков в пленкообразующем полимере. 16* 243
.ВНИИ НП-209 (ТУ 38Л0186—75)—композиция из дисуль- фида молибдена и кремнийорганического связующего. Предна- значается для узлов трения скольжения с возвратно-посту- пательным движением. Работоспособна при температуре от —70 до +850 °C и в вакууме до 900 °C. ВНИИ НП-212 (ТУ 38.101594—80)—композиция из ди- сульфида молибдена и карбамидо-формальдегидной смолы. Предназначена для работы пар трения при больших нагрузках и низких скоростях при температурах от —70 до 150 °C в ат- мосферных условиях и вакууме. ВНИИ НП-213 (ТУ 38.10187—80)—композиция из дисуль- фида молибдена и кремнийорганического связующего. Предна- значается для узлов трения скольжения, резьбовых пар и пред- охранения от спекания трущихся пар. Работоспособна при тем- пературе от —70 до 350 °C. ВНИИ НП-229 (ТУ 38Л01542—75) — композиция из дисуль- фида молибдена и силиката натрия. Применяется для различ- ных узлов трения скольжения и повышения стойкости инстру- ментов при температурах от —60 до +350 °C. ВНИИ НП-230 (ТУ 38.101558—75)—композиция из дисуль- фида молибдена и эпоксидной смолы. Используется для раз- личных узлов скольжения с ограниченным ресурсом в условиях радиационного облучения. Работоспособна при температурах от —60 до +250 °C. 4.8. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Смазочные материалы классифицируют по агрегатному состоя- нию и по происхождению (исходному сырью). По агрегатному состоянию смазочные материалы подразде- ляют на жидкие смазочные масла, пластичные и твердые смазки. Жидкими смазочными маслами называют такие, кото- рые при обычной температуре находятся в жидком состоянии. Пластичные смазки в обычных условиях находятся в мазеоб- разном состоянии (солидолы, консталины и др.). Твердые смазки не меняют агрегатного состояния под действием раз- личных факторов (температура, давление и т. д.); к ним отно- сят графит, тальк и др. Обычно их применяют в смеси с жид- кими маслами или пластичными смазками. По исходному сырью смазочные материалы разделяют на минеральные, органические и синтетические. Наибольшее при- менение нашли минеральные (нефтяные) смазочные материалы. Жидкие смазочные масла Минеральные смазочные масла делят на следующие основные группы: индустриальные для смазки разнообразных механиз- мов; моторные для смазки транспортных и стационарных дви- гателей внутреннего сгорания; трансмиссионные для смазки 244
различных трансмиссионных передач; цилиндровое, турбинное и компрессорное; масла для гидравлических систем. Эксплуатационные свойства масел характеризуются следу- ющими показателями: вязкость, антиокислптельная стабиль- ность, противокоррозионные свойства, температуры застывания и вспышки, содержание механических примесей и воды. Масла индустриальные. Масла индустриальные общего на- значения (ГОСТ 20799—75) представляют собой смесь дистил- лятных п остаточных масел кислотно-щелочной или селектив- ной очистки и объединяют группу из 10 марок масел различ- ной вязкости. В нее входят масла без присадок вязкостью при 50°C от 4 до 1118-10—6 м2/с, получаемые из малосернистых и сернистых нефтей (табл. 4.42). Масла моторные (ГОСТ 17479—72) имеют индекс М и по эксплуатационным свойствам подразделяются на шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е, каждая из которых предназначена для опре- деленного типа двигателей. По вязкости выделено семь клас- сов обычных масел номинальной вязкостью 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20-10 6 м2/с и четыре класса загущенных масел с индексом вязкости не ниже 425. Масла группы А обладают самой низкой химической стой- костью, не содержат присадок. Масла группы Б содержат не- большое количество присадок, что позволяет использовать их в карбюраторных двигателях; для дизелей они рекомендуются как заменители. Масла группы В содержат до 8% антиокисли- тельных, противоизпосных, моющих н других присадок. Масла этой группы широко применяют в двигателях. Масла группы Г отличаются высококачественной основой и большим содержа- нием многофункциональных присадок, улучшающих их эксплуа- тационные свойства. Рекомендуются для форсированных двига- телей. Масла группы Д содержат до 18% композиций присадок и рекомендуются для дизелей, работающих на топливах со зна- чительным содержанием серы. Масла групп Б, В, Г делят на подгруппы в зависимости от их назначения и обозначают цифрами 1 (для карбюраторных двигателей) и 2 (для дизельных двигателей). Так, марку М-42В2 расшифровывают следующим образом: моторное мас- ло вязкостью 12- 10—6 м2/с при 100 °C, группы В, предназначено для дизельных двигателей. Масла трансмиссионные по условиям применения подразде- ляют на две группы: без присадок—для цилиндрических и ко- нических передач, работающих при умеренных удельных на- грузках; с противозадирными присадками — для высоконапря- женных спирально-конических и гипоидных передач. В зависи- мости от сезонных и климатических условий различают летние, зимние и северные масла. В последнее время применяют всесе- зонные масла с температурой застывания минус 20—25 °C. Ха- рактеристики трансмиссионных масел приведены в табл. 4.43. Масла цилиндровые (легкие и тяжелые) (ГОСТ 6411—76) 245
g Таблица 4.42. Характеристика индустриальных масел общего назначения (по ГОСТ 20799— 75) 05 Показатель Марка масла И-5А И-8А И-12А И-20А И-25А И-ЗОА И-40А И-50А И-70А И-100А Вязкость при 10-5 м2/с Температура, °C 50 °C, 4—6 6,8 10—14 17—23 24—27 28—33 35—45 47—55 65—75 90—118 — вспышки, не ниже 120 130 165 100 180 190 200 200 200 210 — застывания, не выше —25 —20 —30 —15 —15 -15 —15 —20 —10 — 10 Таблица 4.43. Характеристика трансмиссионных масел (по ГОСТ 23652—79) Показатель Марка масла ТСп-14,5 ТСп-15 ТСп-10 ТСп-14 ТСп-15К ТЛГ1-15В ТСп-14гнп ТАД-17Н Плотность при 20 °C, не более, г/см3 910 950 915 910 910 910 910 907 Вязкость кинематиче- ская при 100 °C, 10-6 м2/с 15 15 — 14,5 — 15 14 17,5 Температура засты- вания, °C, не выше —25 —18 —40 —25 — 25 —20 —25 —25
предназначены для смазывания паровых машин, а также меха- низмов, работающих при больших нагрузках и малых скоро- стях. Масла турбинные предназначены для смазывания и охлаж- дения паровых и газовых турбин, быстроходных центробежных компрессоров и других подобных машин. Турбинные масла се- лективной очистки с антиокислптельными, антикоррозионными и антипенными присадками выпускают ио ГОСТ 9972—74 трех марок: Тп = 22, Тп = 30 и Тп = 46. Масла компрессорные (ГОСТ 1861—73)—нефтяные масла сернокислотной и селективной очистки, вырабатываемые из ма- лосернистых нефтей, — применяют для смазывания поршневых, ротационных компрессоров и воздуходувок. Для компрессоров холодильных машин применяют масла марок ХА (фригус), ХА-23, ХА-30, ФМ-5,6 АП и др. В табл. 4.44 приведены характеристики некоторых типов ци- линдровых, турбинных и компрессорных масел. Масла для гидравлических систем должны иметь низкую температуру застывания (на 5—10 °C ниже температуры окру- жающего воздуха, при которой работает гидросистема), иметь температуры кипения на 20—30 °C выше максимальной рабочей температуры, обладать небольшой вязкостью, не вызывать коррозию металлов, не разрушать резиновых уплотнений, не содержать механических примесей. В качестве рабочих жидкостей для гидравлических систем с шестеренчатыми насосами рекомендуются моторные масла М-10Б(, М-:ЮВ2 — летом и М-8Б1 и М-8Б2— зимой или индуст- риальные масла И-20А, И-ЗОА — летом и И-112А — зимой. Ши- роко применяют авиационное, гидравлическое масло АМГ-10 (ГОСТ 6794—75), гидравлическое масло с антикоррозионной и противоизносной присадкой М.ГЕ/10А (ТУ 38 101572—75), вере- тенное масло АУ (ГОСТ 11642—75). Пластичные смазки По своим свойствам пластичные (консистентные) смазки зани- мают промежуточное место между твердыми смазками и мас- лами. Они состоят из двух компонентов — жидкой основы и за- густителя— и, кроме того, содержат присадки, улучшающие эксплуатационные характеристики. Нередко в состав смазок вводят различные наполнители: графит, дисульфид молибдена, порошкообразные металлы или их оксиды. Основные преимущества смазок перед маслами — способ- ность удерживаться в негерметичных узлах трения, работо- способность в более широких интервалах температур и скоро- стей, лучшие смазывающая способность, антикоррозионные свойства, работоспособность в контакте с водой и другими аг- рессивными средами. К недостаткам смазок следует отнести 247
Таблица 4.44. Характеристики цилиндровых, турбинных и компрессорных Показатель Масло цилиндровое Масло турбинное 24 Тп-22 тп-30 тп-46 Вязкость, 10~в м2/с, при температуре 50 °C 22-23 28—32 44—48 100 °C 9—13 20—28 32—50 50—70 — — Температура, °C вспышки, не ниже 215 240 300 310 186 190 195 застывания, не выше +5 — + 17 —5 —15 — 10 — 10 плохую охлаждающую способность, более высокую склонность к окислению, сложность подачи к узлу трения. Пластичные смазки подразделяют на антифрикционные, кон- сервативные и уплотнительные. Каждая группа содержит ши- рокий ассортимент смазок, применяемых в узлах трения про- мышленного оборудования и транспортных средств. Антифрикционные смазки имеют наибольшее применение; их подразделяют на смазки общего назначения, для повышенных температур, многоцелевые, термостойкие и химически стойкие. Свойства некоторых смазок приведены в табл. 4.45, а обла- сти их применения указаны ниже. Солидол С (синтетический) применяют в подшипниках каче- ния и скольжения, в шарнирах, винтовых и цепных передачах, тихоходных шестеренчатых редукторах и в других узлах тре- ния. Пресс-солидол применяют при подаче смазки через пресс- масленки. Солидол УС-2 отличается от синтетических тем, что его за- гущают кальциевыми мылами жирных кислот. Жировые соли- долы имеют лучшие вязкостно-температурные характеристики и более предпочтительны, чем синтетические. Их применяют для всех типов узлов трения машин и механизмов, работающих в обычных условиях. Графитная смазка УСсА состоит из загущенного цилиндро- вого масла с добавкой 10% графита марки П; применяется для нагруженных тихоходных механизмов, открытых зубчатых пе- редачах и т. д. Смазку 1-13 жировую загущают натриевыми мылами жир- ных кислот; используют в разнообразных подшипниках каче- ния, реже — в подшипниках скольжения и других узлах трения. Универсальную тугоплавкую смазку УТ — консталин — ис- пользуют главным образом в подшипниках качения, работаю- щих при температурах до 120 °C. Литол-24 можно применять в узлах трения всех типов: под- шипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых и иных передачах, для смазывания трущихся поверхностей. Имеет хо- 248
масел Масло компрессорное К-12 К-19 КС-19 ХА ХХ-23 Х-Х-30 ФМ 5 6АП 11 — 14 22—24 28—38 12—16 К—14 17—21 18—22 — — — 216 245 270 100 175 185 200 —25 —5 — 15 —40 —38 —38 —110 рошие консервационные свойства и достаточно надежно защи- щает металлические изделия от коррозии; может успешно за- менять солидолы всех типов. Фиол-2 по составу и основным характеристикам близок к литолу-24 и отличается от него лишь несколько меньшим со- держанием загустителя. Используется в подшипниках качения и скольжения, зубчатых маломощных редукторах, передачах станков, транспортеров и других аналогичных устройствах. Во многих случаях может быть заменена литолом-24. Фи.ол-3 используется в тех же случаях, что и фиол-2, но бла- годаря более плотной консистенции и повышенному пределу прочности лучше удерживается в узлах трения. Смазка ЦИАТИМ-221 не замерзает при низких температу- рах, ие растворима в воде, но плохо противостоит трению скольжения. Весьма стабильна химически и инертна по отно- шению к резине и полимерным материалам, поэтому достаточно широко применяется в парах трения резина — металл, в узлах трения, работающих в глубоком вакууме: от КН до КН°Па. Смазка ВНИИНП-207 аналогична по составу и свойствам смазке ЦИАТИМ-221, но превосходит ее по сроку службы в подшипниках качения при 150—.180 °C. Смазка ВНИИ И П-219 отличается от ВНИИ НП-207 тем, что в ее состав введен дисульфид молибдена. Используется в подшипниках качения, работающих при температурах до 200 °C и повышенных нагрузках. Смазка ЦИАТИМ-205 предназначена для герметизации и предотвращения спекания контактных и резьбовых соединений п уплотнений, соприкасающихся с агрессивными средами. Ее применяют для сальниковых набивок, резьбовых соединений и других устройств, работающих в контакте с агрессивными сре- дами. Смазку ВНИИ НП-279 применяют как антифрикционную в подшипниках качения, скольжения и других узлах трения в тех случаях, когда требуется повышенная стойкость при взаимодей- ствии с окислителями. 249
to о* о Таблица 4.45. Антифрикционные смазки Наименование ГОСТ, ТУ Температура капле- падения, °C Вязкость, Па-с при температуре, СС -15 0 +20 Смазки общего н азначения Солидол С (синтетиче- ский) Пресс-солидол Солидол УС-2 Графитная УСсА ГОСТ 4366—76 ГОСТ 4366—76 ГОСТ 1033—73 ГОСТ 3333—55 85—105 70—200 300—600 300—700 300—1000 250—600 300—600 1400—2000 100—200 50—100 100—200 150—400 80—150 30—90 40—180 60—100 Смазки общего назначения для повышенных те мператур 1-13 жировая Универсальная тугоплав- кая — консталин — УТ-1, УТ-2 ГОСТ 1631—61 ГОСТ 1957—73 130 130—150 600—1000 800—1500 250—500 250—500 100—2)0 100—200 Многоцелевые смазки Литол-24 Фиол-2 Фнол-3 ГОСТ 21150—75 ТУ 38 УССР 2-01-188—74 ТУ 38 УССР 2-01-189—74 185—205 188—200 190—200 300—600 400—800 300—800 200—280 100—220 200—280 80—120 80—120 100—190 Термостойкие с м а з к и ЦИАТИМ-221 ВНИИ НП-207 ВНИИ НП-219 ГОСТ 9433—60 ГОСТ 19774—74 1У 38 10171—74 200—220 Более 250 Более 250 120—250 270 80—200 180—200 1 £>Л ООП 1 UU Z.Z.VJ 40—100 80—100 QQ . | QQ Химически стойкие смазки ЦИАТИМ-205 ВНИИ НП-279 № 8 Ю-ОКФ СК-2-06 ГОСТ 8551—74 ГОСТ 14296—78 ОСТ 95.510—77 ОСТ 6-02-205-73 ТУ 6-02-786—73 70—77 Более 250 145— 150 158—165 135—200 2000—6000 200-600 Менее 1000 400—600 1000—2500 120-200 250—400 6000 140 100—300 50—90 150—160 800—1500 80—120
Смазку № 8 применяют для герметизации резьбовых соеди- нений, подвижных сальниковых устройств, смазывания разно- образных узлов трения, работающих в контакте с агрессивны- ми средами при низких температурах. Исключительная химиче- ская стойкость позволяет применять смазку ЛЬ 8 при длитель- ном контакте с неорганическими кислотами (дымящей азотной, серной, соляной, хлорной и др.), хлором, плавиковой кислотой и др. Смазку Ю-ОКФ применяют для герметизации резьбовых соединений, смазывания резиновых уплотнений, пропитки саль- никовых набивок насосов и арматуры трубопроводов, предна- значенных для перекачивания сильных кислот, а также для работы в контакте с галогенами, галогенводородами, оксидами азота и кислородом. Ее рекомендуют также для защиты от коррозии металлических поверхностей, работающих и контакте с указанными агрессивными средами. Смазка СК-2-06 химически инертна. Она совместима практи- чески с любыми черными и цветными металлами, сплавами, по- лимерами и резинами. Не растворима в кислотах, спиртах, ще- лочах, углеводородах и др. Применяется в арматуре трубопро- водов, резьбовых соединениях и некоторых узлах трения при контакте с агрессивными средами. Консервативные смазки в соответствии с их особенностями подразделяют на две группы: общего назначения и канатные. Среди смазок общего назначения доминируют углеводород- ные, известные под различными названиями: вазелин, пушеч- ное, нефтяное сало, ПВК и др. Смазка ПВК сохраняет защитную способность и предотвра- щает коррозию металлов вплоть до минус 50 °C. Консерваци- оиная способность смазки ПВК связана с высокой водостойко- стью. Смазкой ПВК защищают от коррозии металлические из- делия любой формы и размеров. Она предотвращает ржавле- ние изделий из черных и цветных металлов в самых жестких условиях в течение нескольких лет. Вазелин технический известен как вазелин технический УН. По составу и свойствам близок к смазке ПВК, но уступает ей по температуре плавления. Используется для консервации ме- таллоизделий. Для предотвращения коррозии и уменьшения трения между отдельными проволоками и прядями стальных канатов служат канатные) смазки. Их делят на три группы: общего назначе- ния— для стальных канатов всех видов; фрикционные—для канатов, используемых в подъемных механизмах с фрикцион- ными шкивами; пропитки для пеньковых сердечников канатов. В настоящее время выпускают канатные смазки общего на- значения 39у и БОЗ-'l, а также смазку Е-I для пропитки орга- нических сердечников стальных тросов. При эксплуатации в случае отсутствия специальных сортов канатных смазок вза- мен их временно можно использовать обычные антифрикцион- 251
Таблица 4.46. Консервативные смазки Наименование ГОСТ, ТУ Темпера- тура капле- пэдения. Вязкость, Па-с, при температуре, °C —15 [ 0 | 20 Смазки общего назначения пвк Вазелин 1 ГОСТ 19537—74 1 60—67 1 — 11500—4000 1100—400 технический! ОСТ 38 1.56—74 | более 54 | — | 2500—4000 |150—400 Канатные смазки Канатная 39у ГОСТ 5570—69 65-75 — 2000 300—50С Канатная БОЗ-1 ТУ 39-9-157—75 60—75 — более 4000 400 Для пропитки органи- ческих сердечников стальных канатов Е-1 ГОСТ 15037-69 35-55 800 30 ные и консервационные смазки, например солидол С или ПВК. Желательно вводить в них 5—10% графита. Основные харак- теристики консервативных смазок приведены в табл. 4.46. Уплотнительные смазки. Чаще всего уплотнительные смазки используют в сальниковых уплотнениях насосов, арматуре тру- бопроводов— в кранах, задвижках, вентилях и др. Широкое при- менение они находят в резьбовых соединениях труб нефте- и газопроводов для облегчения монтажа и демонтажа высокотем- пературных и тяжелонагруженных резьбовых соединений. В специальную группу нужно выделить вакуумные уплотни- тельные смазки. Особую разновидность составляют замазки, применяемые для герметизации разъемных соединений. Характеристики уплотнительных смазок даны в табл. 4.47. Смазка ЛЗ-162 растворима в нефтепродуктах, но не в воле. Предназначена для арматуры — прямоточных задвижек и проб- ковых кранов, где обеспечивает герметичность при давлениях соответственно 50 и 12 МПа. Смазка ВНИИНП-291 предназначена для герметизации кра- нов водопроводных коммуникаций. Не растворима в воде и уг- леводородах, имеет высокий предел прочности, стабильна. Насосная смазка не растворима в нефтепродуктах, воде, спирте и многих растворителях. Применяется в сальниковых уплотнениях нефтяных и грязевых насосов высокого давления. Смазку Р-2 применяют для облегчения свинчивания и раз- винчивания резьбовых соединений. Она обеспечивает герметич- ность в стыках труб при давлении 70 МПа, предотвращает по- вреждение резьбы при периодическом подъеме и демонтаже бурильных насосно-компрессорных труб. Смазка лимол обеспечивает противозадирные свойства. Применяется в качестве монтажной смазки для сборки узлов трения скольжения при средних и высоких нагрузках и темпе- ратуре до 1120 °C. 252
Таблица 4.47. Уплотнительные смазки Наименование гост, ТУ Температу- ра каплепа- дения, °C Вязкость, Па-с, при температуре, *С — 15 1 0 1 20 Арматурные смазки Л.3-162 ТУ 38 101315—77 160—180 1500 430 200 ВНИИНП-291 ТУ 38 001198—74 более. 215 — — оолсе 2500 Насосная ТУ 38 101311—72 Резьбовые см более 140 а з к и 2600 1300 280 Р-2 ТУ 38 101332—76 80—105 120 69—12'1 15—70 Лпмол ТУ 38 УССР 2-01-146—75 более 240 — 250 60 ВНИИНП-225 ГОСТ 19782—74 — 2150 129 20 Герметизи р у ю щ и е и в а к у у м н ы е з а м а з < и и смазки Замазка ЗЗН-ЗУ ГОСТ 19538—74 120 — — более 100 Вакуумная ОСТ 38 0194—75 240 — 1000 350— 500 Пасту ВНИИНП-225 применяют для резьбовых соединений, нагреваемых до высоких температур, в тяжелонагруженных тихоходных узлах трения, работающих при температурах от —40 до +300 °C. В частности, ее используют для смазывания подшипников и направляющих горячих конвейеров, узлов тре- ния туннельных печей и др. Замазку ЗЗК-Зу применяют для герметизации щелей при консервации станков и другого оборудования; чтобы облегчить промазывание зазоров и неплотностей, замазку подогревают. Замазку вакуумную применяют для уплотнения разборных,, но неподвижных соединений вакуумных установок. Твердые смазки Твердые смазки —это материалы, которые обеспечивают смаз- ку между двумя поверхностями в условиях сухого или гранич- ного трения при экстремальных режимах. К ним относят ди- сульфиды молибдена и вольфрама. Наиболее характерным представителем самосмазывающихся материалов является гра- фит, применяющийся для работы на воздухе. Для условий ва- куума в подшипниках скольжения применяют материал АМАН-2. В прецизионных и силовых узлах трения, работаю- щих в широком диапазоне температур, применяют металличе- ские покрытия ВНИИНП-209, ВНИИНП-212 и другие, выпол- няющие роль смазки. 25»
Раздел 3 РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ Глава 5 ТИПОВЫЕ РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ 5.1. СЛЕСАРНЫЕ РАБОТЫ К слесарным работам относят работы, завершающие изготов- ление большинства изделий и соединение их в сборочные еди- ницы, комплекты, комплексы. Технология слесарной обработки включает операции, в ко- торые входят разметка, рубка, правка и гибка металлов, резка могаллов ножовкой и ножницами, опиливание, сверление, зен- кование и развертывание отверстий, нарезание резьбы, клепка, шабрение притирка и доводка, паяние, лужение, заливка под- шипников, соединение склеиванием и др. Слесарные операции осуществляются с помощью ручного или механизированного ин- струмента. Слесарный ручной инструмент. При разборке и сборке обо- рудования и выполнении всевозможных слесарных работ при- меняют молотки двух типов (ГОСТ 2310—77) —с круглым бой- ком и с квадратным бойком. При ремонте иногда приходится прибегать к ручной обработке металлов зубилом (ГОСТ 7211—72) или крейцмейселем (ГОСТ 7212—74). Для выбива- ния цилиндрических и конических шпилек в соединениях дета- лей применяют бородки (ГОСТ 7214—72). При разметочных работах для накернивания деталей служат кернеры (ГОСТ 7213—72). Для придания детали вручную необходимой формы или при- гонки ее размеров предназначены напильники (ГОСТ 1465—80) длиной от ilOO до 450 мм. Они различаются по номерам насе- чек—от № 1 до № 6. Номер насечки характеризуется числом основных насечек на 10 мм его длины; чем меньше номер на- сечки, тем крупнее зуб напильника. Обрезку металла заготовок деталей осуществляют ручны- ми ножовками (ГОСТ 6645—68). При слесарной обработке деталей различными ручными ин- струментами используют слесарные тиски; широко распростра- ненные параллельные тиски (ГОСТ 4045—75) изготовляют двух типов: с неповоротным и поворотным основанием. Механизированный инструмент. Частью общей программы механизации и автоматизации производственных процессов яв- 254
ляется широкое внедрение ручных машин (средств малой меха- низации). Наибольшее распространение получил электрический и пневматический механизированный инструмент. Механизированные инструменты в зависимости от вида и характера движения рабочего органа можно разбить на три группы: с вращательным движением рабочего органа (свер- лильные и шлифовальные машины, гайковерты); с движением рабочего органа по замкнутому контуру (цепные и ленточные пилы, долбежные машины); с возвратно-поступательным дви- жением рабочего органа (ножницы, напильники, шаберы); ин- струмент ударного действия (молотки, зубила и др.). Сверлильные машины — наиболее универсальный тип меха- низированного электроинструмента: заменив сверло другим ра- бочим элементом (метчиком, стальной щеткой, полироваль- ным или шлифовальным кругом и т. д.), с помощью этой ма- шины можно не только сверлить, но и нарезать резьбу, зенко- вать и развертывать отверстия, шлифовать, полировать, зачи- щать швы, очищать детали от окалины или ржавчины и т. д. Для механизации процесса нарезания внутренней и наруж- ной резьбы при слесарно-сборочных и монтажных работах ус- пешно применяют различные переносные электрические и пнев- матические ручные машины — резьбонарезатели. Они отлича- ются от сверлильных машин наличием устройства для механи- ческого реверса вращения шпинделя. Ш лифовальные машины применяют для удаления заусенцев, шероховатостей, забоин, царапин, для зачистки сварных швов, очистки от старой краски, ржавчины и др. Электрошлифоваль- ные машины выпускают со встроенным и вынесенным электри- ческим приводом. Машины со встроенным двигателем по ис- полнению подразделяются на прямые, угловые, торцовые, лен- точные и плоские с эксцентричным или возвратно-поступатель- ным движением рабочего органа. Шлифовально-фрезерные и опиловочные ручные электриче- ские машины комплектуются сменными приспособлениями раз- личного назначения, что позволяет с их помощью фрезеровать, шлифовать, зачищать поверхности и т. п. Электрогайковёрты, находят широкое применение при сбор- ке различных резьбовых соединений машин и конструкций и бывают ударного и ударно-импульсного действия с регулируе- мым моментом. Техническая характеристика некоторых электроинструмен- тов приведена в табл. 5.4. Пневматические ручные инструменты применяют для рабо- ты во взрывоопасных помещениях, где электрический инстру- мент обычного исполнения непригоден. Пневматический ручной инструмент разделяют на ударного действия (вибраторы, мо- лотки отбойные и клепальные) и вращательного действия (свер- лильные, шлифовальный машины, ключи-отвертки и др.). Для большинства пневматических ручных инструментов в качестве 255
Таблица 5.1. Технические характеристики электроинструментов Тип, модель Наибольший диаметр сверления, мм Частота вращения шпинделя, об/мин Мощность, Вт Напряже- ние, В Частота тока, Гц Масса, кг ИЭ 1020 с 6 верлильн 2690 ы е май 230 1 И н ы 220 50 1,85 ИЭ 1031А 9 970 270 220 50 1,6 ИЭ 1022 А 14 700 400 220 50 3,2 ИЭ 1014 20 295 340 220 50 6,2 ИЭ 1002 6 3000 200 36 200 1,5 ИЭ 6002 9 950 270 36 200 17,6 ИЭ 1012 15 680 270 36 200 2,6 ИЭ 1017А 23 469 690 36 200 4,1 ИЭ 1015А 23 450 690 36 50 9,5 ЭП-1303 6 Р е з ь б о и а 148 р е з а т е 200 Л и 36 200 3,0 ИЭ 3401 12 177 400 220 50 7,0 Э 3-103 16 175 400 36 200 4,7 Прямые Ш 40* л и ф о з а л ь 24 000 н ы е м а 370 ШИНЫ 220 50 3,0 62 11 600 600 36 200 5,2 125 6400 800 36 200 7,0 200 2700 400 220 50 3,0 Углспме 175 1800 280 220 180 4,5 225 6590 2300 36 200 8,2 ПЭ 3106 12** Г а и к о 969 верти 230 220 50 2,4 ИЭ 3107 20 950 270 36 200 5,5 ИЭ 3118 30 12 000 360 36 209 5,2 * Диаметр абразивного круга, мм. * Наибольшим диаметр резьбы, мм. нормального рабочего давления принято давление 0,5 МПа. Бо- лее подробно номенклатура и технические характеристики ме- ханизированного инструмента изложены в каталоге [:1]. Монтажный инструмент. Для отвертывания и завертывания гаек при разборке и сборке оборудования применяют плоские и торцовые ключи различных конструкций. ГОСТ 2838—80 устанавливает общие технические характе- ристики гаечных ключей односторонних и двусторонних с от- крытым зевом, кольцевых, комбинированных (с открытым и кольцевым зевом) и ключей для круглых шлицевых гаек: зна- чения крутящих моментов, характеризующих прочность клю- чей, предельно допустимые отклонения размеров зева, а так- же защитно-декоративные покрытия в зависимости от условий эксплуатации. Ключи для легких условий эксплуатации долж- ны иметь окисное, или (фосфатное с промасливанием, или же хромовое покрытие; для средних условий — цинковое или хро- 256
мовое с подслоем никеля покрытие; для жестких условий — хромовое с подслоем никеля или кадмиевое покрытие. Гаечные ключи с открытым зевом двусторонние выпускают по ГОСТ 2839—80 с размерами зева от 2,5X3,2 до 75X80 мм. Ключи с открытым зевом односторонние, имеют размеры зева от 3,2 до 85 мм (ГОСТ 2841—80). Кольцевые двусторонние коленчатые ключи выпускают по ГОСТ '2906—80 с размерами зева от 5,5X7 до 50X55 мм. Комбинированные гаечные ключи по ГОСТ 16983—80 с открытым и кольцевым зевами имеют размеры от 5,5 до 55 мм. Ключи для круглых шлицевых гаек наружным диаметром от 12 до 250 мм выпускают по ГОСТ 16984—79. Ключи шар- нирные для круглых шлицевых гаек наружным диаметром от 22 до 220 мм выпускают по ГОСТ 46985—79. Разводные ключи предусмотрены ГОСТ 7275—75. Они раз- личаются размером наибольшего зева, равным 12, 19, 24, 30, 36 и 46 мм. Конструкция ключа должна исключать возмож- ность выпадания подвижной губки при разведении зева. При работе этими ключами нельзя пользоваться дополнительными рычагами. Для труднодоступных болтовых соединений применяют торцевые ключи. ГОСТ 3329—75 предусматривает сменные го- ловки с внутренним шестигранным зевом ,к торцевым немеха- низированным ключам. По ГОСТ 11737—74 выпускают торце- вые ключи для деталей с шестигранным углублением размера- ми от 2,5 до 36 мм. Для монтажных 'работ и демонтажных (вворачивание што- ков, уплотнительных и накидных колец, различных круглых деталей) применяют трубные ключи. Трубные рычажные клю- чи (ГОСТ 18981—73) предназначены для захватывания и вращения труб наружным диаметром от 10 до 120 мм. Ключи обеспечивают надежный зажим изделия при приложении ра- бочих нагрузок, а также удобный захват ключа рукой работаю- щего. Трубные накидные ключи (ГОСТ 19733—74) предназна- чены для захватывания и вращения труб диаметром от 10 до 90 мм, трубные цепные ключи (ГОСТ 19826—74)—для труб диаметром от ;10 до 114 мм. В практике ремонтных работ применяют также предель- ные п тарированные ключи, предотвращающие затяжку соеди- нения выше допустимой. Они снабжены специальным устрой- ством с пружиной, обеспечивающим проскакивание или про- скальзывание рукоятки п*ри усилии затяжки выше требуемого. Усилие затяжки можно измерить с помощью динамометров об- разцовых переносных (ГОСТ 9500—75) и общего назначения (ГОСТ II3837—79). Для отвертывания винтов, шурупов и т. п. применяют от- вертки типа А —с накладными .щечками, типа Б — с металли- ческой пяткой, типа В — с диэлектрической ручкой и типа Г — из проволоки. 17—1204 257
Для различных монтажных работ применяют плоскогубцы (ГОСТ 5547—75, ГОСТ 7236—73), круглогубцы (ГОСТ 7283— 73) и острогубцы (ГОСТ 7282—75). 5.2. ТАКЕЛАЖНЫЕ РАБОТЫ Такелажные работы являются составной частью ремонтных ра- бот и выполняются с помощью различных грузоподъемных устройств п механизмов: канатов, цепей, тали, лебедок и кра- нов. Стальные канаты, применяемые в качестве грузовых, стрело- вых, несущих, тяговых и стропов, должны отвечать действую- щим стандартам (ГОСТ 2688—80, ГОСТ 3077—80, ГОСТ 7667—80 и др.) и иметь сертификат (свидетельство) завода-из- готовителя об их испытании. В соответствии с ГОСТ 3241—80 канаты классифицируют следующим образом: по конструктивному признаку: одинарной свивки (спираль- ные), состоящие из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев; двойной свивки, состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических сло- ев; тройной свивки, состоящие из свитых стренг — канатов двойной свивки; по виду касания проволок между слоями: ТК — с точечным касанием, ЛК — с линейным, ТЛК — с точечно-линейным ком- бинированным; по материалу сердечника: ОС — с органическим сердечни- ком, МСМ — с металлическим сердечником из мягкой проволо- ки, МС — с металлическим сердечником из канатной проволо- ки, ИС — с сердечником из искусственных материалов; по способу свивки: Р — раскручивающиеся, И— нераскручи- вающиеся; по направлению свивки: П — правого направления, Л — ле- вого направления; по сочетанию направлений свивки элементов: крестовой свив- ки (направления свивки прядей в канате и проволок в прядях противоположны); односторонней свивки (направления свив- ки прядей в канате и проволок в прядях наружного слоя оди- наковы) ; по механическим свойствам проволоки: В — высокого каче- ства, I — нормального качества, а также марок II и Б; по виду покрытия поверхности проволоки: из светлой прово- локи, из оцинкованной проволоки (ЛС—с тонким цинковым покрытием для легких условий работы, СС — со средним цин- ковым покрытием для средних условий работы, Ж С— с тол- стым цинковым покрытием для жестких условий работы); ПО' назначению: ГЛ — грузолюдские (для перевозки грузов и людей); Г — грузовые (для перевозки грузов); Б — бензель- ные (для перевязок). 258
Рис. 5.1. Изготовление стропов: а — сплетением тросов; б — установкой зажимов (/ — трос-, 2— коуш; 3 — зажим); в — виды зажимов. Конец каната на грузоподъемной машине крепят путем за- плетки свободного конца (рис. 5.1, а), установки зажимов (рис. 5.11, б, в), заливки во втулку легкоплавких сплавов, а так- же с помощью клина в конусной втулке. Петля на конце кана- та при креплении его на грузоподъемной машине, а также пет- ля стропа, сопряженная с кольцами, крюками и другими де- талями, должна быть выполнена с применением коуша (ГОСТ 2224—72). При креплении конца каната с помощью зажимов число их должно быть не менее трех. Шаг расположения за- жимов и длина свободного конца каната должны составлять не менее шести диаметров каната. Для изготовления стропов и грузовых сеток иногда приме- няют сизальские канаты (ГОСТ 1088—71), пеньковые (ГОСТ 483—75) и капроновые (ГОСТ 10293—77). Стальные проволочные канаты перед установкой на грузо- подъемную машину должны1 быть проверены на прочность по формуле P/S^SiK. Здесь Р — разрывное усилие каната в целом (в И), принимаемое по сертификату (в тех случаях, когда в сертификате дано разрывное усилие, значение Р нужно опре- делить умножением этого усилия на 0,83 или на соответствую- 17’ 259
Таблица 5.2. Нагрузка на одну ветвь стропов в зависимости от массы поднимаемого груза и угла отклонения ветви а Масса под- нимаемого груза, т Нагрузка на одну ветвь (Н) при числе ветвей троса Масса под- нимаемого груза, т Нагрузка на одну ветвь (Н) при числе ветвей троса 2 4 2 4 2 4 2 4 а = 30° а = 60° a=30,J a=60J 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 3 5,75 8,75 11,5 14,5 17,25 20,25 23 1,5 3 4,5 5,75 7,25 8,75 10 11,5 3,5 7 10,5 14,25 17,75 21,25 25 28,5 1,25 3,5 5,5 7 9 10,75 12,5 14,35 4,5 5 6 7 8 9 10 26 28,75 34,5 40,25 46 51,75 57,5 13 14,5 17,25 20 23 26 28,75 32 35,5 42,5 49,75 56,75 64 71 16 17,75 21,25 25 28,5 32 35,5 щий коэффициент, определенный ио ГОСТу для каната выбран- ной конструкции); S — наибольшее натяжение каната (в Н) с учетом КПД полиспаста (без учета динамических нагрузок); К — коэффициент запаса прочности каната. Расчет стропов и канатов производится с учетом числа вет- вей и угла наклона их к вершине. В табл. 5.2 приведены на- грузки на одну ветвь стропов в зависимости от массы подни- маемого груза и угла отклонения ветви от вертикали. При рас- чете стропов общего назначения, имеющих несколько ветвей, расчетный угол между ветвями принимают 90°. Для стропов, предназначенных для подъема определенного груза, при рас- чете может быть принят фактический угол. Цепи должны иметь свидетельство завода-изготовителя об их испытании в соответствии с ГОСТом, по которому они из- готовлены. Сварные и штампованные цепи, применяемые в ка- честве грузовых на грузоподъемных машинах и для изготовле- ния стропов, должны соответствовать ГОСТ 2319—81, пластин- чатые цепи — ГОСТ :191—82. Тали представляют собой простые по устройству и неболь- шие по размерам грузоподъемные машины. В зависимости от привода тали 'разделяют на ручные и электрические. Ручные тали могут быть подвесными шестеренчатыми (ГОСТ 2799—75) грузоподъемностью от 2,5 до 80 кН и тяговым усилием на цепи механизма подъема 250—500 Н; с червячным подъемным ме- ханизмом грузоподъемностью от 110 до 125 кН и тяговы'м уси- лием 35—75 Н; передвижными (по однорельсовому пути из балок двутаврового профиля) грузоподъемностью от 10 до 80 кН, тяговым усилием подъема 35—75 Н и усилием передви- жения 100—250 Н. Электрическая таль состоит из подвешенных к тележке ба- рабана для навивки каната и полиспаста и перемещается по нижнему поясу двутавровой балки (монорельсу). Барабан име- ет электрический привод. Управление электрической талью осу- 260
Таблица 5.3. Характеристики электроталей Исполнение Грузоподъем- ность, кН Высота подъе- ма, м Мощность электродвигате- ля, кВт Масса, кг 1 2,5—50 6—18 0,6—7,5 60—660 2 5—50 3—9 0,75—7,5 80—685 3 2,5—50 6-18 0,6-7,5 75—750 5 2,5—50 6-18 0,6-7,5 85—940 6 5—50 3-6 0,75—7,5 100—825 7 5—32 6 0,75—7,5 96—470 8 50 3,6 7,5 775—825. 9 50 6—18 7,5 700-946 ществляется с помощью кнопочных аппаратов, подвешенных к корпусу на гибком кабеле. Механизмы передвижения тали и подъема груза могут быть одно- и двухскоростными. В соответ- ствии с ГОСТ 22584—80 электрические канатные тали выпуска- ют в восьми исполнениях, обозначаемых цифрами 1—3 и 5—9 (табл. 5.3). Для подъема тяжести с помощью талей обычно применяют треноги из стальных труб. При монтаже и демонтаже внутри зданий могут применяться поворотные стрелы, из бесшовных стальных труб. Обычно стрелу оборудуют двумя лебедками — для подъема груза и для изменения угла наклона стрелы. Лебедка — это грузоподъемная машина, предназначенная для перемещения груза, которая состоит из барабана для на- матывания каната и зубчатых колес для передачи ему враще- ния от приводного вала. Лебедки бывают с ручным и электри- ческим приводом; общего назначения, применяемые как само- стоятельные механизмы, специальные, входящие в состав кра- нов. Лебедки выпускают в соответствии с ГОСТ 2914—80 и ГОСТ 7014—74. Основные характеристики лебедок приведены в табл. 5.4. Консольные краны подразделяют на ручные и снабженные электрической талью. Консольные краны могут быть настенны- ми, прикрепленными к стене, или перемещающимися по надзем- ному крановому пути; закрепленными на элементах сооруже- Таблица 5.4. Характеристики лебедок Тип Тяговое уси- лие, кН Диаметр ка- ната, мм Канатоем- кость бара- бана, м Масса, кг Ручные однобарабанные Электрические реверсив- ные 8—50 11—27,5 50—75 160—900 однобарабанные 3,2—125 6,8—34 80—1000 270—5650 для башенных кра- нов 20—50 — 85—280 — Унифицированные кра- новые 30—50 17,5—24 32—79 840-1770 261
Таблица 5.5. Характеристики консольных кранов Тип Г рузоподъ- змность, кН Высота подъема, м Длина кон- соли, м Настенный 5—.32 4—0 3,2—6,3 На колонне с верхней и нижней опорами 2,5-32 2—4 2,5—5 свободно стоящий 2,5-32 2—4 2,5—5 свободно стоящий с ручным по- 1,25—5 2—3,2 2,5-4 воротом нпя, на колонне с верхней и нижней опорами; свободно стоя- щими на колонне с ручным поворотом. Консольные стационар- ные поворотные ручные краны выпускают по ГОСТ 19494- -74, а с электрической талью — по ГОСТ 1198.11—74. Основные ха- рактеристики консольных кранов приведены в табл. 5.5. Мостовой кран — это кран, грузозахватный орган которого подвешен на грузовой тележке, перемещающейся по мосту, движущемуся по надземному рельсовому пути. Основные ча- сти крана: мост, тележка, механизмы перемещения и подъема, кабина управления, электрооборудование. С помощью мосто- вого крана поднимаемый груз можно перемещать в горизон- тальной плоскости в двух перпендикулярных направлениях: в одном — при движении самого моста, в другом — при движе- нии грузовой тележки. Мостовые краны изготовляют следующих основных типов: подвесные, пролетное строение которых (двутавровая балка) перемещается на двух или более каретках по низким полкам балок, прикрепленных к перекрытию здания; опорные, пролет- ное строение которых выполняется в виде моста или балки, перемещающейся по двум ниткам пути. Мостовые краны выпускают с ручным и электрическим при- водом; первые имеют в качестве грузовой тележки ручную Таблица 5.6. Характеристики мостовых кранов Тип Г рузоподъ- смность, кН Длина про- лета, м Ширина крана, м Подвесные ручные однобалочные 5—50 3,6—11,4 1,3—2,2 (ГОСТ 7413—80Е) Подвесные электрические однобалоч- ные* (ГОСТ 7890—84Е) 10—200 4,5—16,5 1,2-2,1 однопролетные 2,5—50 3—12 — двухпролетные 5—50 2 по 7,7; 2 по 12 — трехпролетные 10—32 3 по 9; 3 по 10,5 — Краны с одним и двумя крюками 50—500 10,5—31,5 4,5—6,0 * Двутавровые балки типа 18М—45М. 262
таль и могут быть однобалочными и двухбалочными; вторые в качестве грузовой тележки имеют электрическую таль. Подвес- ные однобалочные краны могут быть одно-, двух- и трехпролет- ными. Основные характеристики мостовых кранов приведены в табл. 5.6. Автомобильные, пневмоколесные и гусеничные краны. Авто- мобильные— наиболее мобильные и распространенные из стре- ловых кранов — выпускают грузоподъемностью 40—160 кН. По исполнению подвески стрелового оборудования различают кра- ны с гибкими подвесками, у которых стреловое оборудование- удерживается с помощью канатов, и с жесткими подвесками, у которых стреловое оборудование удерживается винтовыми механизмами или гидроцилиндрами. Пневмоколесные краны имеют специальную ходовую часть в виде опорной рамы на пневматических колесах. По сравне- нию с автомобильными они менее мобильны, по- значительно превосходят их по грузоподъемности (достигает 1000 кН). Гусеничные краны могут работать и передвигаться с гру- зом на крюке. Краны грузоподъемностью 160 кН имеют ди- зель-механический привод, более 160 кН — дизель-электриче- ский. Органами Госгортехнадзора СССР установлен надзор за ка- чеством изготовления и безопасной эксплуатации грузоподъем- ных машин, включающий регистрацию, выдачу разрешения на пуск в работу, выдачу разрешения на изготовление, на ремонт с применением сварки несущих металлоконструкций, контроль содержания находящихся в эксплуатации кранов, обеспечения безопасных условий эксплуатации и др. 5.3. СВАРКА И НАПЛАВКА Сварка. Для восстановления поломанных деталей применяют ручную электродуговую сварку постоянным и переменным то- ком (ГОСТ 5264—80, ГОСТ 11534—75). Сварке постоянным током следует отдать предпочтение при восстановлении тол- стостенных деталей. При этом положительный полюс соединя- ют с деталью, а отрицательный — с электродом (прямая поляр- ность), чтобы обеспечить прогрев шва. При сварке тонких де- талей применяют обратную полярность. Для сварки постоян- ным током используют сварочные генераторы от электродви- гателя или однопостовые сварочные агрегаты с двигателями внутреннего сгорания (ГОСТ 2402—82). Для сварки переменным током пользуются сварочными аг- регатами с однофазным однопостовым трансформатором (ГОСТ 95—77) и регулятором (дросселем). Применяют электрододер- жатели для ручной электродуговой сварки (ГОСТ 14651—78). Сварку толстостенных стальных деталей следует проводить с предварительным местным или общим подогревом до- 300— 263
Рис. 5.2. Схемы сварных швов и их условные обозначения: д — без скоса кромок, односторонний; б — то же, с подкладкой; в — V-образный со ско- сом двух кромок, односторонний; г — V-образный со скосом двух кромок, двухсторонний*, д — Х-образный с двумя скосами двух кромок, двухсторонний, симметричный; е — Х-об- разный, несимметричный; ж —г одним скосом одной кромки, двухсторонний; з — с дву- мя скосами одной кромки, двухсторонний; и — без скоса кромок, односторонний; к — без скоса кромок, двухсторонний, сплошной. 350 °C в нагревательных печах, горнах пли в пламени га- зовых горелок. Основными требованиями при сварке являются правильная подготовка швов, выбор соответствующих электродов и со- блюдение принятой технологии. Швы под сварку должны быть разделаны рубкой зубила- ми, фрезерованием, строганием и зачищены шлифовкой под одну из схем, показанных на рис. 5.2. Электроды и присадочные материалы, применяемые для электродуговой сварки, выбирают в зависимости от марки ста- ли, из которой изготовлена деталь, по ГОСТ 5J1215—72, ГОСТ 9466—75, ГОСТ 9467—75, ГОСТ 10051—75, ГОСТ >10052—75 и др. Диаметр стержня (проволоки) и толщина покрытия элект- рода должны быть соразмерны толщине свариваемого шва. Возможно применение пучка электродов по два, три и четыре электрода. В табл. 5.7 приведены электроды, рекомендуемые для ручной электродуговой сварки углеродистых и легирован- ных сталей. Для снятия напряжений, появившихся в результате сварки, детали подвергают термообработке полностью или в зоне свар- ного шва. Режим термообработки зависит от размеров и форм детали и поврежденного участка. Термообработка улучшает структуру металла, снижает напряжения и предупреждает хрупкий излом в сварных дтвах. При сварке деталей из двухслойной стали (например, кор- пусов аппаратов) предпочтительно сначала заваривать основ- ной (Металл, а затем — плакирующий; если же двухсторонняя сварка невозможна, устанавливают иную последовательность. Тонкостенные детали сваривают газовой сваркой с помощью газовых горелок. Однопламенные универсальные горелки при- меняют для кислородно-ацетиленовой сварки, пайки и подогре- ва (ГОСТ 1077—79Е), горелки «звездочка» (ГОСТ 5.1919— 73)—для тех же целей, горелки типа ГТП-1-66 (ГОСТ 264
Таблица 5.7. Электроды для сварки углеродистых и легированных сталей Марка свариваемой стали Электроды тип марка покрытия марка проволоки ВМСтЗкп; ВМСтЗсп; 15К; 20 Э-42 АНО-1; АНО-5; АНО-6; 0ММ-5; ЦМ7 Св-0,8; Св-0,8А ВМСтЗкп; ВМСтЗсп; 15К; 20 Э-42А УОНН 13/45; УП-1/45; ОЗС-2 Св-0,8; Св-0,8А 20к; 16ГС(ЗН); 10Г2 Э-50А УОНН 13/45; УП-1/55; К-5А Св-0,8; Св-08Г2 12ХМ Э-ХМ ЦЛ-14; ЦУ-2ХМ Св-ЮХМ Х5; Х5М; Х5ВФ; 20Х5МЛ Э-Х5МФ ЦЛ-17-63 Св-10Х5М Х5; Х5М; Х5ВФ; 20Х5МЛ ЭА-1 ОЗЛ-14 Св-02Х19Н9 Св-02Х19Н9; 0X18H10T; Х18Н10Т ЭА-1 ОЗЛ-14 Св-04Х19Н9 0Х18Н10Т; Х18Н10Т ЭА-15 ЦЛ-11, Л-38М Св-08Х19Н10Б 0Х18Н10Т; Х18Н10Т ЭА-1М2Ф ЭА-400/10У Св-04Х19Н11МЗ 5.1498—72) —для сварки термопластичных материалов. ГОСТ 5191—79Е устанавливает типы, основные параметры и общие технические требования к инжекционным резакам для ручной кислородной резки, а ГОСТ 110796—74 —к воздушно-дуговым резакам. Для понижения давления газа на выходе из баллона или газопровода распределительного коллектора и для автомати- ческого поддержания постоянного заданного рабочего давления выпускают редукторы (ГОСТ 113861—80, ГОСТ 6268—78). Различают баллонные (БКО, БКД, БАО, БАД, ПВО), сетевые (CKO, САО, СПО, СМО), рамповые (РКЗ, РАД, РПД), цент- ральный (ЦКЗ) и универсальные (УКН, УВН) редукторы (где К — кислород, А — ацетилен, П — пропан, М — метан, В — воз- дух, О—одноступенчатый, Д—двухступенчатый, 3 — со спе- циальным задатчиком, Н — с заданием от пневмокамер). Чугунные изделия сваривают электродуговой и газовой сваркой после разделки шва механическим .способом. В разде- ланных швах толстостенных деталей целесообразно устанавли- вать ввертыши на резьбе. Для электродуговой сварки чугуна используют стальные электроды, медностальные марки ОВЧ-2, железоникелевые и медноникелевые марки МНЧ-2. Для газовой сварки применяют чугунные стержни, покрытые обмазкой (мел — 25%, полевой шпат — 25%, графит — 41%, ферромарганец — 9%, жидкое стекло — 20—30%), и латунные проволоки. ГОСТ 2671—80 предусматривает для газовой сварки чугуна специальные чу- гунные прутки. При сварке околошовная зона должна нагре- ваться до 700°C; при этом плавится только электрод в среде флюса. Флюс применяют и при сварке цинковым припоем с нагревом околошовной зоны до 350 °C. Флюсом может служить техническая безводная бура; смесь буры — 56%, карбоната нат- 265
рия— 22% и карбоната калия — 22%; смесь буры — 22%, кар- боната натрия — 27% и нитрата натрия — остальное. Наиболее надежна горячая сварка чугуна, при которой вся деталь предварительно прогревается в печах или муфелях до 400—700 °C. Сваренная чугунная деталь должна охлаждаться медленно вместе с печью. Детали из ковкого чугуна следует сваривать электрода- ми из монель-металла (30% меди, 65% никеля, 2% марган- ца, 3% железа), покрытыми обмазкой (45% графита, 15% кремнезема, 20% огнеупорной глины, 10% древесной золы, 10% соды и