Укладка стальных теплопроводов

Выбор метода укладки теплопроводов зависит от целого ряда условий. Главными из них являются: конструкция теплопроводов, вид прокладки (подземная, надземная), материал труб, тип изоляции и способ ее нанесения (заводской или на месте укладки). Разнообразие условий не позволяет рассмотреть все возможные случаи монтажа тепло- проводов. Ниже будут приведены примеры прокладок с характерными условиями, влияющими на способ монтажа, а именно способы подземной прокладки стальных теплопроводов: в каналах и коллекторах из труб с заводской изоляцией и с изоляцией на месте работ; бесканальная прокладка с заводской изоляцией труб.

В трубопроводном строительстве и при монтаже теплопроводов, в частности, независимо от указанного выше способа прокладки широкое распространение получили самоходные стреловые краны на гусеничном и пневмоколесном ходу, а также тракторные краны (трубоукладчики). Самоходные стреловые краны обладают рядом преимуществ. К их достоинству относятся: большая подвижность, возможность перемещений груза в любом направлений на большие расстояния, мобильность (возможность легкой переброски кранов как внутри площадки, так и с одной строительной площадки на другую), возможность использования не только на монтажных, но и на других работах. Эти краны изготовляют в виде универсальных кранов-экскаваторов со сменным экскаваторным, крановым и другим оборудованием. Кроме того, выпускают специальные краны.

Силовым оборудованием самоходных стреловых кранов являются обычно дизельные или карбюраторные двигатели, а также электродвигатели и дизельэлектрические системы. Краны используют как в городских условиях, так и в условиях бездорожья. Стреловые самоходные краны на автомобильном (пневмоколесном) ходу для устойчивости во время работ снабжают выносными опорами, называемыми аутриггерами. Достоинством этих кранов, является их мобильность. Используются они для строительства подземных тепловых сетей и сетевых сооружений обычно в городских условиях, а также для погрузочно-разгрузочных работ.

Тракторные краны представляют собой трактора с укрепленными на них стрелами в виде навесного оборудования. Различают две основные разновидности таких кранов: навесные тракторные краны, у которых стрела является навесным оборудованием, и специальные краны-трубоукладчики (не имеющие сменного оборудования). Краны-трубоукладчики это специальные краны, предназначенные для укладки стальных и других трубопроводов. Горизонтальное перемещение груза производится трубоукладчиком за счет изменения вылета стрелы путем увеличения или уменьшения ее угла наклона. У трубоукладчика стрела размещается всегда слева по ходу его движения. Монтируются трубоукладчики на базе гусеничных тракторов ДТ-75, Т-130, Т-180 и др.

Выбор монтажного крана. В зависимости от характера сооружения, величины его конструктивных элементов и принятого метода монтажа монтажный кран выбирают в два приема: вначале выбирают тип крана, а затем производят подбор по требующейся в данных условиях грузоподъемности. После этого проверяют возможность монтажа по высоте подъема крюка крана. Для строительства теплопроводов как линейной части, так и сооружений на ней наиболее подходящим типом крана является самоходный стреловой кран и кран-экскаватор. В отдельных случаях может быть использован трубоукладчик. В зависимости от условий работ (асфальтированные дороги и бездорожье) подбирают ходовую часть: пневмоколесный или гусеничный ход.

По грузоподъемности выбирают кран, определив макси-мальный груз наиболее удаленного от крана элемента. Для этой цели обычно намечают схему работы крана, что дает возможность установить необходимые вылеты стрелы и величины грузов на этих вылетах. Для самоходных стреловых кранов вылет стрелы считается от вертикальной оси вращения крана, для трубоукладчиков — от края левой гусеницы трубоукладчика. Как указывалось выше, стрела всегда располагается слева по ходу движения до максимального и наиболее удаленного груза.

Для монтажа трубопроводов одиночными трубами максимальным грузом будет масса трубы с изоляцией и масса траверсы, а вылет стрелы. R —расстояние от оси вращения крана до наиболее удаленной трубы. Если трубы укладывают плетями, то используют два крана. iB этом случае определяют массу всей плети и груз, приходящийся на один кран.

В строительстве теплопроводов встречаются случаи более сложные с точки зрения монтажа. Например, для монтажа двухсекционного коллектора кран выбирают по массе стенового элемента, наиболее удаленного от крана, т. е. по параметрам Pi и Rь Если же масса плиты перекрытия будет больше массы стенового элемента, т. е. Р2>Р, то обязательно производят проверку по параметрам Р2 и R2 и выбирают кран по большим из параметров. Одновременно подсчитывают высоту Я, слагающуюся из высоты стропов или траверс hi, высоты монтируемого элемента h% и расстояния от низа монтируемого элемента до земли к3 или превышения монтируемого элемента над местом его установки. Эта высота Я должна быть меньше максимальной высоты подъема крюка на соответствующем вылете для данного крана. Если при выборе крана оказывается, что предъявляемым требованиям удовлетворяют несколько кранов (по их грузоподъемности), то окончательное решение принимают после экономического их сравнения.

Грузозахватные приспособления. Применяемые для монтажных работ грузозахватные приспособления делятся на три основные группы: стропы, траверсы и захваты. Стропы бывают различных видов. Независимо от конструкций стропов из требований техники безопасности применяют не закручивающиеся тросы, т. е. такие, которые имеют пеньковый сердечник. Простейшим является кольцевой (универсальный) строп, представляющий собой кольцо из отрезка стального каната (диаметром от 19,5 до 30 мм) со сплетенными концами. Такой строп затягивают ;на» монтируемом элементе петлей и зацепляют за крюк грузоподъемного механизма.

Облегченный строп представляет собой отрезок стального троса (диаметром от 12 до 30 мм), в концы которого заделаны: коуш на одном! конце, карабин или крюк на другом. Поднимаемая конструкция обхватывается тросом в виде петли и крюк зацепляется за трос, а коуш другого конца — за грузовой крюк крана. Из облегченных стропов делают двух- и четырехветвевые стропы (рис. 5.7). Двухветвевой строп состоит из серьги и надетых на нее двух облегченных стропов. Крюки или карабины служат для зацепления за монтажную петлю поднимаемого элемента.

Диаметр троса определяют расчетом. Строп серьгой подвешивается к грузовому крюку монтажного крана. Для монтажа плит, коробов и других крупных элементов используют четырехветвевые стропы («пауки»), которые представляют собой два двухветвевых стропа, подвешенных к серьге большего размера. Стропы применяют на монтаже сборных железобетонных конструкций и при погрузочно- разгрузочных работах. Для погрузочных работ (с трубами) на концах ветвей стропов вместо крюков укрепляют специальные торцевые захваты, конструкция которых зависит от материала труб.

Торцевые захваты для стальных труб (рис. 5.8) изготовляют из листовой стали., В стальной планке делают прорезь шириной, несколько большей толщины стенки трубы. Для увеличения площади опоры трубы под щелью приваривают планку той же кривизны, что и труба. По торцам щели приваривают упорные стальные планки. В захвате высверливают отверстие для коуша с тросом. Для удобства надевания на трубы захват снабжают скобой. Торцевые захваты применяют для погрузки и разгрузки труб. Ими оснащают 2—4-ветвевые стропы для одновременного подъема соответственно одной или двух труб.

Мягкие стропы (рис. 5.9) или, как их называют, «полотенца» делают из прорезиненной ленты, прикрепленной к тросам с помощью металлических подкладок на болтах. Из тросов в верхней части образуют петли, за которые подвешивают полотенце на грузовой крюк крана или карабин. Прорезиненная лента создает мягкую опору, в результате чего усилие подъема распределяется на большую площадь. Такие полотенца применяют для монтажа изолированных (с тепловой или противокоррозионной изоляцией) труб, не опасаясь порчи изоляционного покрытия) или самих труб, «Полотенца» изготовляют на разные диаметры труб до 1400 мм. Трубы (с тепловой изоляцией) длиной 12 м и более монтируют двумя полотенцами, подвешенными к траверсе в виде балки или фермы в зависимости от массы поднимаемых труб. Траверса — это балка или ферма, имеющая подвески из тросов с крюками или карабинами на концах (рис. 5.10). Траверсы используют в трубопроводном строительстве для монтажа плетей из труб, а также сборных элементов больших размеров: крупноразмерных плит перекрытий и настилов, балок прогонов, ферм, стеновых панелей и т.- п.

При бесканальной прокладке стальных труб с заводской изоляцией до начала монтажных работ производят следующие подготовительные работы: траншею очищают от осыпавшегося грунта, основание выравнивают и насыпают песчаную подушку слоем не менее. 10 см (кроме мест под стыками) и тщательно уплотняют. Вдоль траншеи со стороны трубы завозят изолированными на заводе и укладывают парами на лежки вдоль траншей (рис. 5.11). После этого осматривают изоляцию и устраняют повреждения. Монтажный кран подбирают, как указывалось выше, по максимальной массе трубы на наибольшем удалении от оси вращения крана. Поскольку кран и трубоукладчик перемещают трубу в горизонтальном направлении за счет склонения трубы, при выборе направления движения крана вдоль траншеи учитывают кроме Дмакс и минимально возможное приближение крана к трубе Ruim, находящейся на лежке. Таким образом выбирают кран по максимальному и минимальному вылетам стрелы. Монтаж ведут одиночными трубами, так как сварка в плети их (о готовой монолитной заводской изоляцией) у бровки перед укладкой не разрешается.

В качестве грузозахватного приспособления используют два мягких стропа (см. рис. 5.9), подвешенных на траверсу (см. рис. 5.10). Зацепив за серьгу траверсы, подготовленную к подъему трубу (ближнюю к бровке) кран медленно, без, рывков, поднимает и перемещает в горизонтальном направлении до момента наведения ее на проектную ось трубопровода. Затем, разматывая («стравливая») грузоподъемный трос, опускают трубу в проектное положение и укладывают ее так, чтобы на всем протяжении она плотно прилегала к основанию. Далее выверяют прямолинейность и уклон трубы и подбивают песком. Захватные приспособления снимают после того, как труба окончательно уложена в проектное положение, предусматривая меры по сохранению изоляции. Вторую трубу укладывают аналогичным образом. После этого монтажный кран перемещают вдоль траншеи на стоянку для монтажа следующей пары труб.

Бесканальную прокладку стальных труб производят на участках между компенсаторами. П-образные компенсаторы стальных труб монтируются в каналах. Канальную часть теплопроводов, неподвижные опоры и камеры рекомендуется сооружать вначале, до прокладки бесканальной части. По окончании монтажных работ и присыпки трубопроводы испытывают гидравлическим (реже пневматическим) давлением. Если трубопровод выдержал испытания, приступают к изоляции стыков. Стыки тщательно очищают и наносят противокоррозионное покрытие.

Прокладка стальных теплопроводов с заводской изоляцией, в каналах. Как и в предыдущем случае отвал грунта и монтаж осуществляют с разных сторон от оси траншеи На монтажной площадке кроме изолированных труб укладывают и сборные железобетонные элементы каналов. Подготовительные работы выполняют так же, как и в предыдущем случае. Сборные железобетонные элементы каналов раскладывают на монтажной площадке за пределами зоны движения крана дальше от траншеи. Железобетонные элементы укладывают на деревянные подкладки. Трубы с заводской изоляцией укладывают на лежки с вырезами также, как и в предыдущем случае.

Далее по готовой бетонной (или щебеночной) подготовке, выровненной по уклону монтажным краном укладывают плиты днища или нижний лоток. Стыки между плитами или лотками заделывают цементным раствором. Затем в соответствии с проектом раскладывают опорные плиты скользящих опор и в зависимости от длин труб устанавливают временные (монтажные) опоры. Укладку труб производят монтажным краном на временные опоры. После этого в определенных проектом местах снимают изоляцию и приваривают к трубам корпусы скользящих опор и исправляют изоляцию в этих местах. Края опор следует располагать не ближе 500 мм от сварного стыка. Корпусы скользящих опор можно приваривать на берме траншеи до опускания труб. Это требует большой точности в их установке и приварке, поскольку смещение металлических элементов и их перекос не допускается.

При устройстве подвижных опор других конструкций следят за тем, чтобы ролики, катки и шары свободно вращались и не вываливались из своих гнезд. Передвижение скользящих опор должно быть плавным без заданий, для чего их смазывают консистентной смазкой с температурой размягчения, превышающей температуру нагрева трубопровода. Подвижные детали опор — ролики, катки, шары следует устанавливать на неподвижные части скользящих опор с учетом теплового расширения трубопровода, расширению от центра опоры, После того, как произведут проверку подготовки всех Элементов скользких опор, временные опоры удаляют и трубы опускают в [рентное положение. Далее стыки центрируют. Изолируют стыки после испытания теплопроводов.

В целом ряде случаев растяжку П-образных компенсаторов указанным способом выполнить не представляется возможным. В этих случаях поступают следующим образом. Компенсатор собирают и сваривают обычным способом, однако один из его концов делают короче на величину растяжки. Поскольку растяжку нельзя производить на стыке компенсатора с трубопроводом во избежание перекоса, ее производят на следующем стыке трубопровода. В этот стык вставляют патрубок (временное кольцо) длиной; равной величине растяжки, и делают прихватки. На концах стыкуемых труб приваривают хомуты из уголков через отверстия, в которых пропускают шпильки с гайками на концах. Поле установки компенсатора в проектное положение и сварки стыков труб и неподвижных, опор временное кольцо удаляют, концы труб стягивают завертыванием гаек на шпильках. При достижении величины зазора, необходимого для сварки, производят неповоротную сварку этого стыка. После окончания сварки снимают шпильки и удаляют хомуты.

Растяжки П-образных компенсаторов лучше производить на фланцевом стыке. Во фланцы вставляют шпильки через одну и стягивают до установления зазора, равного величине растяжки. После сварки стыков и приварки трубопровода к неподвижным опорам между фланцами ставят постоянные прокладки, шпильки заменяют болтами, которые затягивают.

Линзовые компенсаторы устанавливают при укладке трубопроводов в разрывах, оставленных для них. Растяжку линзовых компенсаторов делают при помощи двух стяжных хомутов, которые остаются до окончания монтажа. После закрепления трубопровода на неподвижных опорах стяжные хомуты снимают.

Сальниковые компенсаторы устанавливают в процессе монтажа предварительно растянутыми на проектную величину, указанную рисками на корпусе компенсатора. При установке сальникового компенсатора особенно следят за тем, чтобы он точно располагался по оси трубопровода без перекосов.

Осевые волнистые компенсаторы следует устанавливать в проектное положение по инструкции, разработанной институтом ВНИИНефтемаш в следующей последовательности: волнистый компенсатор при помощи фланцев или сваркой присоединяют к участку трубопровода, который укладывают на подвижные опоры и окончательно закрепляют в неподвижной опоре; далее при помощи шпилек и гаек волнистый компенсатор растягивают на проектную величину; затем к этому компенсатору подтягивают следующий участок трубопровода, свободно лежащий на подвижных опорах; присоединив его к компенсатору на фланце или сваркой закрепляют этот участок трубопровода на неподвижной опоре; после закрепления шпильки заменяют болтами. Работы по монтажу осевых волнистых компенсаторов ведут с большой осторожностью, не допуская динамических нагрузок на него и предохраняя от искр сварки. Стропуют компенсатор только за патрубки. Испытывают трубопровод вместе с компенсаторами.

Одним из ответственных мест в монтаже теплопроводов является установка арматуры. На малых диаметрах тепловых сетей (до 50 мм) устанавливают вентили, а на больших— задвижки. С заводов-изготовителей арматура поступает с сертификатами или паспортами, в которых указаны допустимые давления и температуры и приведены сведения о материале основных деталей. На документах стоит дата выпуска. Задвижки и вентили с просроченными паспортами (сертификатами) подлежат полной ревизии и испытаниям, проводимым в мастерских или на базах. Испытывают арматуру на прочность и плотность.

На строительство задвижки поступают, с ответными фланцами и полным комплектом крепежных элементов. Часто в заводских условиях к ответным фланцам приваривают патрубки с кромками, подготовленными под сварку. С целью индустриализации монтажа на заготовительных базах и в мастерских изготавливают узлы, в которые входят задвижки, отводы и патрубки. Полностью готовый и испытанный узел отправляют на стройку, где производят только приварки патрубков узла к трубопроводам.

Когда на строительстве производят монтаж отдельных задвижек, то стропуют их за корпус. Категорически запрещается строповать за штурвал. Устанавливают задвижки обычно с помощью монтажного стрелового крана, причем положение задвижки в процессе подъема и опускания должно соответствовать проектному. При установке задвижки в проектное положение следят за тем, чтобы ось прохода задвижки строго совпадала с осью трубопровода. Не допускаются даже малейшие перекосы фланцев. Зазор между фланцем задвижки и ответным фланцем должен быть равномерным по всей длине окружности. Затяжку болтов на фланцах производят попарно (на диаметрально противоположных болтах). Каждую последующую пару выбирают так, чтобы она приходилась крестообразно по отношению к предыдущей.

Авдолимов Е. М., Шальнов А. П. Водяные тепловые сети. — М.: Стройиздат, 1984.