Файл: Чернявский И.Я. Износоустойчивые металлошлаковые трубы.pdf

разделено на четыре прямых элемента с наклонными торцами (рис. 73). При такой схеме разделения допу­ стимый угол между осями соприкасающихся частей не должен превышать 15°. Это связано с необходимостью уменьшения угла встречи потока при переходе от одно­ го элемента к другому, так как дальнейшее увеличение его вызывает ускоренный износ шлаковой футеровки [6]. На торцах металлического кожуха перед заливкой приваривали соединительные фланцы или бурты.

Основное требование к торцам футерующего слоя — возможно более плотное прилегание друг к другу. Ров­ ная торцевая поверхность футерующего шлакового слоя обеспечивается отсекателем, устанавливаемым при намо­ раживании между металлическим кожухом и надстав­ ками. Однако на отсекателе намерзает шлаковый слой, вызывающий некоторое уменьшение внутреннего диамет­ ра футеровки на торце элемента. Иногда эта выступаю­ щая часть шлакового слоя, а также другие неровности футеровки препятствуют плотному прилеганию торцов соединяемых элементов и должны быть устранены ска­ лыванием. Таким же образом могут быть устранены не­ большие местные утолщения на внутренней поверхности шлакового слоя, образовавшиеся в результате попадения

ответствии с требованиями, описанными ранее. Фланцы можно применять не только для болтового соединения, но и для сварки. Поскольку длина труб, изготовляемых намораживанием, достигает 2—4 м, стыкование их с по­ мощью муфт менее эффективно.

Сочленение труб и колен должно обеспечивать не только прочность и плотность, но и определенные удоб­ ства монтажа, неотъемлемым условием которого явля­ ется быстрота крепления, позволяющая оперативно сме­ нить вышедшее из строя звено или повернуть его па оп­ ределенный угол. Таким соединением является буртовое

отметить, что хотя такая обмазка и обеспечивает плот­ ность стыка, она вызывает неудобства при повторном использовании трубы: обмазку надо удалять и наносить новую. Но при длительной эксплуатации трубопроводов без отделения звеньев и их поворачивания применение обмазки целесообразно.

В практике бывает, когда металлошлаковые трубы приходится врезать в уже действующий трубопровод нз металлических труб. В этом случае мы применяли пере­ ходники, т. е. короткие (100—150 мм длиной) металли­ ческие патрубки, имеющие с одной стороны бурт для сое­ динения с металлошлаковой трубой, а с другой — глад­ кий торец для приваривания к металлической трубе.

Оптимальные размеры пролетов трубопровода

Нередко технологические трубопроводы вследствие специфического назначения или по условиям удобства

вложений при прокладке трубопроводов. С другой стороны, слишком редко поставленные опоры могут при­ вести к провисаниям и даже разрушениям трубопрово­ дов. Поэтому расчет пролетов между опорами и, следо­ вательно, их число на 1 км трубопровода в зависимо­ сти от диаметра имеет немаловажное значение.

В литературе этот вопрос недостаточно разработан даже для стальных трубопроводов. Имеются лишь «Ру­ ководящие указания по проектированию тепловых се­ тей», согласно которым определяется длина пролета и стрела прогиба [162]. Каких-либо норм не приводится.

диаметром 300—500 мм — 8 м. Однако опыт эксплуата­ ции показал, что эти расчетные величины значительно

занижены и нс исчерпывают несущей способности тру­ бопроводных систем.

Все эти нормы относятся к трубопроводам из сталь­ ных труб. Для двухслойных металлошлаковых труб, ес­ тественно, нет даже и таких, неточных расчетов.

Теоретическое решение этой задачи довольно сложно. Представлялось, что более целесообразна постанов­ ка натурных экспериментальных исследований, которые позволили бы надежно оценить предельную несущую способность трубопроводов из двухслойных труб и про­ следить все стадии их работы вплоть до разрушения. Методика исследований состояла в том, что из отдель­ ных секций труб собирали участки различной длины,

две крайние трубы опирали иа стопки, над всей плетью натягивали струну и по провисанию трубопровода оп­ ределяли стрелу прогиба.

Испытаниям подвергались два типа крепления труб в трубопровод, разработанные и рекомендованные на­

Испытывали пролеты длиной: для I типа крепле­ ния— 5, 6 и 7 м; для II типа крепления—-8 и 6 м.

Испытаниями устанавливали разрушающие усилия для выбранных длин пролетов, а также оценивали за­ висимость стрелы прогиба от величины нагрузки в про­ цессе испытаний.

Результаты работ показали следующее:

1) 8-метровый пролет разрушался уже при нагруз­ ке ниже нормативной в 1,3 раза. Основным дефектом трубопровода являлся скол литого чугунного бурта. Видимо, чугун, не обладая пластическими свойствами, не выдержал предельно изгибающих нагрузок;

2)6-метровый пролет выдержал нагрузки, превы­ шающие максимальные в 1,4 раза, причем трубопровод не доведен до предельно разрушающей нагрузки;

3)7- и 6-метровые пролеты разрушались при на­ грузке в 1,5—1,02 раза ниже нормативной. Слабым ме­ стом являлся приклеенный бурт, который в процессе ис­ пытаний отклеивался;

4)5-метровый пролет разрушался при предельной

нагрузке, превышающей максимальную расчетную в ■1,6 раза.

Эти исследования позволили заключить, что расчет­ ная длина пролета (8,5 м) не может быть рекомендо­ вана для промышленного использования. Это объясня­ ется, по-видимому, тем, что трубопровод из металло­ шлаковых труб нецельный, места соединения отдельных звеньев ослабляют его несущую способность.

При дальнейших испытаниях были приняты длины пролетов 5 и 6 лк Для установления зависимости стрелы прогиба от нагрузки (нормативной и расчетной макси­ мальной) плети были поставлены на длительные испы­ тания. Полученные результаты представлены на рис. 74.

Как видно, стрела прогиба под нагрузками РЫорм и Рмакс в начальный момент резко возрастала, а затем в процессе испытаний изменялась незначительно, и через определенный промежуток времени рост ее прекра­ щался.

Таким образом, установлена максимально разруша­ ющая нагрузка пролетов для различных длин, а также характер изменения стрелы прогиба от двух основных нагрузок — Л,орм и Р,максПолученные результаты поз­ волили дать предварительные рекомендации в отноше­ нии длины пролета между опорами трубопровода из металлошлаковых труб диаметром (в свету) 8 дюймов для крепления: типа I — 5, а типа II — 6 м [164].

Окончательные коррективы приведенных характери­ стик трубопровода, безусловно, сделает длительная практика их эксплуатации в промышленных условиях.

Результаты промышленной эксплуатации трубопроводов

Испытание металлошлаковых труб в промышленных условиях началось в 1966 г. на 1-й Обогатительной фаб­ рике Магнитогорского металлургического комбината. В действующий трубопровод было вмонтировано два экс­ периментальных участка: горизонтальный и наклонный с внутренней футеровкой труб из шлаков ММК и БГМКПо трубам транспортировалась пульпа с размером ча­ стиц до 10 мм, соотношением твердой и жидкой фаз 1 : 4 и давлением 2—3 атм.

Для установления характера и величины износа ис­ следуемый трубопровод после полугодового срока служ­ бы был вскрыт в двух звеньях. При осмотре было уста­ новлено следующее.

1. Шлаковая футеровка истирается неравномерн как по длине, так и по сечению. Наибольшему износу подвергаются торцовые части труб за счет нарушения соосности при монтаже. Поэтому необходимо обращать внимание на то, чтобы у монтируемых труб был одина­