TEHNOLOGIA ASAMBLARII ORGANELOR PENTRU RETINEREA,CONDUCEREA SI CIRCULATIA FLUIDELOR
1. Generalitati Fluidele utilizate in diferite domenii ale industriei se pot diferentia,in functie de starea lor fizica,in 2 mari categorii: lichide si gaze. Din categoria organelor de comanda a fluidelor fac parte robinetele,ventilele,vanele,elctroventilele,aparatura de masurat debitul,presiunea si temperature fluidelor. In categoria elementelor de conducere a fluidelor intra con ductele,iar in cea a elementelor de retinere,rezervoarele,recipientele,bazinele retinere,rezervoarele,recipientele,bazinele etc.
2. Tehnologia Tehnol ogia as asamblar ii conductel conductel or si si r ecipie cipi entelor Asamblarea conductelor si a recipientelor se realizeaza,de obicei,in doua faze:una de pregatire,iar cealalta de montare propriu-zisa. 2.1.Operatii pregatitoare
In vederea realizarii unui montaj cat mai corect si in acelasi timp cat mai usor,elementele ce urmeaza a se asambla se supun unei verfificari si pregatiri atente.In cadrul verificarii se iau in vedere dimensiunile si forma pieselor,precum si lipsa oricarir defecte care ar pute provoca pierderea fluidului transportat sau depozitat. Operatiile pregatitoare constau din ajustari,iar,uneori,chiar din executia unor elemente la locul de montaj.Operatiile pregatitoare sunt mult mai numeroase in cazul productiei de unicate sau de serie mica. Principalele operatii pregatitoare sunt: -Taierea tevilor,operatie tevilor,operatie executata prin mijloace mecanice,ca ferastraiele manual sau mecanice,clesti speciali pentru taierea tevilor,discuri le abrazive abrazive sau din otel.Clestii pentru taierea tevilor duc la obtinerea unei taieturi curate,fara bavura;taierea se realizeaza cu ajutorul rolelor taietoare in numar de una,trei sau mai multe,care,prin apropierea lor succesiva si rotirea sculei de jur-imprejur,reteaza jur-imprejur,reteaza teava. teava. - Indoirea Indoirea tevilor,operatie tevilor,operatie prin care se pot obtine portiuni cu diferite raze de curbura.In functie de natura materialului din care este confec tionata teava,indoirea se poate face atta la rece cat si la cald,acestea din urma realizandu-se cu eforturi ami mici,fapt pentru care este folosita frecvent la tevile de otel. Principala problema care trebuie rezolvata la ind oirea tevilor consta in evitarea ovalizarii si cutarii tevii in regiunea curburii. Acest lucru se poate realiza fie prin umplerea ump lerea tevii cu nisi psi inchiderea capetelor cu dopuri inaintea indoirii,fie prin utilizarea dispozitivelor special de indoit.Acestea 1
pot realiza indoirea tevii cu ajutorul unui impingator hidraulic si al unor reazeme,al unor role profilate si al unor placi de presare sau al unor dornuri ce sunt extrase din teava pe masura realizarii curburii. La indoirea libera a tevilor,pentru evitarea aparitiei cutelor pe zon a curburii,se va avea grija sa nu se depaseasca valorile minime admise ale razei de curbura.Micsorarea grosimii peretelui tevii indoite pe conturul exterior al zonei cu rbate se admite a fi de maximum 15% din grosimea peretelui tevii inainte de indo ire.Pe partea indoita a tevii nu trebuie sa existe plieri sau crapaturi.
Raze de curbura ale tevilor indoite
Nr.Crt.
Felul indoirii
Materialul tevii
1 2 3 4 5
La rece La cald La rece La rece La cald 130 … 140°C
Otel Otel Cupru Aliaje de aluminiu Material plastic
Raza de curbura R,functie de diametrul exterior al tevii,D R≥4D R≥3D R≥2D R≥2D R≥4D
- Filetarea tevilor,operatie ce se executa manual,cu ajurotul filierelor sau al bancurilor de filetat,montate intr-o clupa sau mecanizat,pe masini speciale(strunguri,masini de filetat).Filetarea manuala se executa la capetele tevilor prinse in menghine speciale,fixate pe bancuri de lucru sau de un trepied.Aceste menghine se intrebuinteaza,d e altfel, la toate operatiile executate asupra tevilor(taiere,mandrinare,etc). In cursul operatiei de filetare se va asigura o u ngere abundenta a sculelor de filetat. -Mandrinarea tevilor,operatie care are drept scop marirea diametrului capatului tevii,in vederea prinderii flanselor sau a altor piese de forma similara.Aceasta operatie se executa la cald sau la rece,functie de rezistenta materialului deformat. -Ajustarea,operatie prin care piesele ce urmeaza a se asambla sunt supuse unor prelucrari manual sau mecanizate(pilire,polizare,razuire,slefuire), in scopul inlaturarii asperitatilor grosolane si bavurilor sau pentru corijarea unor defecte care ar impiedica asamblarea corecta. -Spalarea si curatirea,operatii prin care se inlatura aschiile,murdaria si oxizii de pe suprafetele pieselor astfel incat acestea sa nu provoace uzarea armaturilor,blocarea aparatelor de comanda si masurat.Interiorul tevilor si al recipientelor se curate cu ajutorul unui jet de apa sau de petrol sub presiune.Piesele marunte se spala cu benzina sau petrol si se usuca cu un jet de aer comprimat.
2
2.2.Operatii de montare a conductelor,armaturilor si recipientelor
La efectuarea imbinarii conductelor si armaturilor cu recipient trebuie sa asigure: -robustetea mecanica,suficienta pentru pastrarea integritatii conductei cand asupra acesteia actioneaza forte exterioare la montare sau in procesul de exploatare,la cele mai mari sarcini mecanice admise pentru tevi; -robustetea mecanica a imbinarii cand asupra acesteia actioneaza presiunea mediului de umplere in procesul de incercare si de exploatare -etanseitatea imbinarii cand asupra acesteia actioneaza presiunea mediulu i de umplere in procesul de incercare si exploatare; -curatenia traseului conductei in imbinare si pastrarea diametruluisau in interior; -usurinta asamblarii si a demontarii cu scule standardizate sau special. In mod obisnuit,conductele se livreaza la lungimi bine determinate,stabilite prin catalogul de produse al intreprinderii producatoare.In practica,la alcatuirea unui ansamblu,din tevi,acestea se taie la lungimile necesare,de obicei diferite de lun gimile de livrare.Din motive de ordin economic este necesar ca bucatile ramase la taiere sa se innadeasca,pentru a ajunge la lungimea necesara la montaj.In plus,din motive de ordin functional,conductele se pot incadra in una din urmatoarele doua situatii:sa se poata demonta,ulterior sau sa nu se poata demonta,acest lucru nefiind necesar. Imbinari demontabile ale conductelor. In cazul in care imbinarile trebuie sa fie demontabile,ele se realizeaza cu ajutorul unor piese intermediare,ca:flanse,fitinguri sau armaturi. Flansele sunt elemente de asamblare de forma circular,patrata,triunghiulara,ovala etc.,montate pe capatul tevilor prin sudare,presare,insurubare sau facand corp comun cu o teava turnata. Suprafetele de contact ale flanselor se etanseaza cu ajutorul garniturilor de contact,care nu trebuie sa prezinte denivelari,bavuri sau muradrie. De asemenea,se va urmari ca flansele sa fie pozintionate in asa fel incat suprafetele de contact sa fie paralele,ceea ce corespunde coaxialitatii tevilor asamblate. Ftiingurile sunt piese de record filetate,care permit asamblarea tevilor in prelungire,la diferite unghiuri,cu ramificari,la diameter diferite etc.Pentru a se asigura o utilizare cat mai comoda,formele si dimensiunile lor au fost standardizate.Alegerea unui fiting se face p e baza diametrului tevilor pe care se monteaza. In vederea asigurarii etanseitatii,filetul se acopera cu vopsea de ulei,iar in canalul filetului se infasoara fire de canepa sau de in.Infasurarea sa va face pe fitingul cu filet exterior,sensul infasurarii alegandu-se in asa fel incat firele sa nu se d esfaca la insurubarea fitingurilor.In acelasi scop,cat si pentru asigurarea rezistentei imbinarii,piesele se insurubeaza pana la refuz.
3
In cazul in care se urmareste inchiderea unui t raseu format din mai multe tevi,se pot utilize mufe cu filet stanga-dreapta ,care se insurubeaza simultan pe ambele tevi,apropiindu-le. Pentru montarea fitingurilor si atevilor cu cap filetat se utilizeaza chei special,de obicei,reglabile. Un sistem de imbinare frecvent intalnit la instalatiile hidraulice de comanda si actionare,lucrand la presiuni inalte,consta in folosirea etansarilor pe con sau pe suprafata sferica,strangerea realizandu-se cu ajutorul piulitelor olandeze.Cele doua p arti ale mufei se monteaza pe capatul conductelor prin sudare,dar mai ales prin lipire tare sau moale.Etansarea se realizeaza pe suprafata sferica respective conica la strangerea piulitei olandeze. Armaturile folosite in instalatii pentru circulatia si detinerea fluidelor se impart in urmatoarele grupe principale: -armaturi de inchidere,folosite la inchiderea sau deschiderea circuitelor de lichide sau gaze(robinete,electroventile,distribuitoare,etc.); -armaturi de reglare,utilizate la reglarea presiunii si a debitului de lichide sau de gaze(robinete,drosele,regulatoare manuale sau automate de presiune,etc.); -armaturi de control si siguranta,destinate asigurarii sigure si corecte a intregii instalatii(supape de retinere,relee de presiune,manometre,termometre,debitmetre,etc.); -armaturi auxiliare,destinate asigurarii bunei functionari a instalatiilor prin pregatirea corespunzatoare a fluidelor(filtre ungatoare,rezervoare intermediare etc.). In general,montarea armaturilor necesita o atentie deosebita,deoarece de buna lor functionare depinde comportarea intregii instalatii. De aceea,asamblarea armaturilor,mai ales a acelor care functioneaza la presiuni si temperature ridicate trebuie sa fie incredintata muncitorilor bine pregatiti professional si cu o practica indelungata in domeniul respectiv. Armaturile se imbina cu conductele prin flanse,fitinguri sau insurubare.Pentru aceasta,armaturile sunt prevazute cu elemente de asamblare,cum sunt flansele sau cu portiuni filetate interioare sau exterioare,cilindrice sau conice. Imbinarile nedemontabile ale conductelor. In cazul in carte nu este necesara demontarea ulterioara a instalatiei,prelungirea conductelor sau imbinarea conductelor cu peretii recipientelor se poate realiza prin sudare sau prin lipire. Sudura sau lipitura se executa ingrijit,pentru a indeplini atat conditia de rezistenta cat si pe cea de etanseitate. Sudura cu arc electric este admisa pentru imbinarea tevilor de otel de orice marca,cu grosimea peretilor mai mare de 2 mm,fara a se limita,drept consecinta a procedeului de imbinare,presiunea de lucru. Sudarea electrica prin rezistenta cap la cap este admisa pentru imbinatea tevilor de otel si de cupru de orice marca,grosimea peretilor si presiunea conventional nefiind limitate.Sudarea prin topire cu flacara de gaze este admisa pentru imbinarea tevilor de otel si de cupru cu grosimea
peretelui de maximum 7 mm si presiunea conventional de maximum 100∙ Pa. 4
Lipirea este admisa pentru imbinarea tevilor din metale neferoase la p resiuni conventionale,limitate de robustetea mecanica a tev ilor.Se recomanda ca imbinarile de orice tip sa se plaseze numai pe portiunile rectilinii ale conductelor. Montarea conductelor din cauciuc sau material plastic. Adeseori,pentru unele circuite pneumatic sau hidraulice lucrand fara suprapresiune sau la presiune joasa se folosesc conducte din cauciuc sau material plastic.Montarea acestor conducte nu ridica probleme deosebite,fiind,in general,mai simpla decat cea a conductelor metalice. Montarea conductelor se face prin intermediul unor racorduri c are se insurubeaza pe capatul tevilor sau pe peretii recipientelor direct sau prin intermediul unui fitting.In unele cazuri racordurile se lipesc pe capatul unei tevi sau pe diverse piese sau pereti ai unor recipiente. Pentru a se preveni smulgerea conductei de pe record si pierderea fluidului,imbinarea se asigura cu diferite sisteme de asigurare,de obicei,coliere stranse cu surub si piulita sau cu ajutorul unui cui spintecat. Lucrari suplimentare de montare a conductelor. In majoritatea cazurilor in care se folosesc actionari pneumatic sau hidraulice ale un or masini si utilaje,se pune problema montarii unui numar mare de conducte cu trasee paralele. Din economie de spatiu cat si din motive estetice si de siguranta a functionarii,coductele se fixeaza pe batiuri sau carcase cu diverse piese de prindere. In functie de destinatia conductelor respective se prevad p ante minime care sa asigure buna functionare a instalatiei.Aceste pante asigura scurgerea produselor de cond ensare (condens) in circuitele de aer,abur sau alte gaze si indepartarea aerului si gazelor din circuitele pentru lichide. In punctele cu pozitia cea mai de jos a conductelor umplute cu vapori,aer sau gaz,se monteaza dispositive pentru evacuarea condensului. In punctele cele mai inalte ale conductelor umplute cu lichide trebuie montate recipiente pentru aer sau pentru gaze care se degaja din lichide. O atentie deosebita se va acorda montarii tevilor din material diferite care nu trebuie sa se atinga intre ele sau de peretii recipientelor,pentru a nu forma pile de coroziune.
3.Protectia si i zolar ea conductelor si armatur ilor 3.1.Protectia conductelor si armaturilor Fluidele vehiculate prin conducte si armature au actiune agresiva asupra acestora.Aceasta actiune se manifesta prin distrugerea conductelor si armaturilor prin coroziune si eroziune(abraziune).Ca urmare a acestor actiuni au loc:distrugerea geometriei interioare a armaturilor,subtierea peretilor,distrugerea inelelor de etansare,strapungerea flanselor etc. Pentru a se preintampina aparitia acestor efecte in timpul functionarii instalatiilor din care fac parte conductele si armaturile se iau masuri speciale in procesul de proiectare,executie si asamblare,ca de exemplu: 5
-folosirea etansarilor speciale din fibre ceramic cu insertie metalica si acoperis metallic din otel cu nichel; -etansarea tijelor armaturilor cu teflon; -evitarea montarii in contact direct a doua piese din metale cu potential electrochimic diferit; -depunerea de pericole de protectie pe suprafetele armaturilor. Aceste pelicule pot fi: -din material plastic,depus cu pensula; -din material plastice,depuse cu spray; -metalice,depuse prin metalizate; -din sticla,ceramica sau email,depuse prin procedee speciale; -din cauciuc,lipit sub forma de fasii. Protectiile metalice se depun prin pulverizarea la temperature ridicate a unor metale sau aliaje ca: bronz,aluminiu,aluminiu+cadmiu,nichel+crom+bor,zinc,plumb etc. Topirea metalului necesar depunerii se poate face cu ajutorul unei flacari de gaz,al arcului electric sau al jetului de plasma. 3.2.Izolarea conductelor si armaturilor Izolarea conductelor si mai putin a armaturilor este operatie care se ex ecuta dupa montare in una din urmatoarele situatii: -cand se urmareste evitarea pierderilor de caldura de la fluidul cald din conducta,spre mediul inconjurator; -cand se urmareste impiedicarea patrunderii caldurii din exterior,la un fluid rece care circula prin conducta; -cand este necesara protectia conductei sau armaturii impotriva actiunii mediului in care ele sunt amplasate; -cand este necesara evitarea incalzirii conductei armaturii sub actiunea razelor solare. Astfel,in cazul cel mai obisnuit,izolatiile termice se realizeaza cu ajutorul v atei de sticla.Stratul de vata este mulat pe conducta cu ajutorul unei plase din sarma sl unui strat de carton,strans cu sarma din otel.Pentru conductele cu diametru mare,in locul cartonului asfaltat se poate utliza table galvanizata. Conductele care se protejeaza impotriva umiditatii,se exemplu sin sol,se izoleaza cu bitum si hartie. Conductele obisnuite care lucreaza in aer se izoleaza prin acoperire cu lacuri si vopsele.Culorile si armaturile care lucreaza in aer liber,in bataia razelor sol are,se vopsesc,daca este cazul,cu vopsele sau lacuri de culoare argintie(pe baza de bronz de aluminiu),astfel incat sa reflecteze razele si sa acumuleze cat mai putina caldura.
6
4.M etode pentr u contr olu l etanseitatii Nenumaratele instalatii utilizate in industria constructoare de masini,in industriile metalurgica,chimica,alimentara lucreaza cu fluide aflate sub presiune joasa,medie sau ridicata sau ,dimpotriva,sub vid. Orice lipsa a etanseitatii are drept consecinta o pierdere de fluid.Aceasta pierdere poate avea urmari defavorabile asupra bunei functionari a instalatiei,prin scaderea presiunii si modificarea debitelor sau urmari cu character economic prin irosirea fluidelor rescpective sau cheltuirea de energie suplimentara pentru refacerea pierderilor.Exista si situatii deosebit de periculoase cand fluidele scapate pot fi toxice sau pot forma amestecuri explozibile sau incendiare,ceea ce se poate solda cu accidente grave pentru cei care exploateaza aceste instalatii sau cu pierderi material deosebite. Controlul etanseitatii instalatiilor si al utilajelor are,asadar,rolul de a prevenii asemenea situatii,capatand astfel o importanta deosebita in procesul de montaj. Controlul etanseitatii este strans legat de procesul de montaj prin faptul c a el urmeaza montajului,integrandu-se in aceasta ca operatie finala. Metodele pentru verificarea etanseitatii se pot grupa dupa cum urmeaza: Metode pentru controlul etanseitatii prin determinarea variatiei presiunii. Din aceasta grupa fac parte: - proba hidraulica,metoda foarte raspandita si lipsita de riscuri,constand din introducerea apei sau a unui alt lichid in interiorul utilajului probat,la o presiune superioara presiunii de lucru,urmandu-se eventualele scapari de lichid,proba care este considerate,ca de obicei,si verificare la presiune. Avantajul principal al acestei metode consta in aceea ca,lichidele fiind practice incompresibile,o scurgere mica de lichid va produ ce o scadere mare de presiune,fiind eliminate astfel pericolul spargerii sau al exploziei produsului in timpul ve rificarii. In cazul folosirii acestei metode,chiar la acoperirea suprafetei controlate cu alb de var,sau prin folosirea unor oglinzi,lentile sau microscoape,nu pot fi descoperite decat fisuri sau gauri mici,defectele fine neputand fi semnalate; -proba de presiune cu aer comprimat,metoda constand din umplerea instalatiei cu aer comprimat urmarindu-se,pe un manometru,scaderea preiunii. Metoda este deosebit de periculoasa,deoarece,din cauza presiunii mari si compresibilitatii aerului,se poate produce explozia instalatiei. De obicei,se lucreaza cu presiuni mai scazute,urmarindu-se mentinerea constanta a presiunii un anumit timp,produsul fiind considerat etans daca in acest timp acul manometrului ce indica presiunea de proba ramane nemiscat; -metodele de control cu vas compensator care,in principiu,constau in introducerea unui gaz sub presiune in produsul ce urmeaza a fi verificat si vasul compensator,prin inchiderea robinetelor,comunicarea intre ele fiind posibila numai prin intermediul unui t ub cu lichid care va
7
indica aparitia unei diferente de presiune ∆ h,ce poate aparea in cazul unei scapari in produsul controlat. Metode de control cu bule de gaz lichid. In aceasta grupa intra o serie de metode,din care unele foarte simple,constand din verificarea etanseitatii prin formarea unor bule de g az,la cufundarea in apa sau acoperirea cu emulsie de apa cu sapun sau detergent a unui vas in care se gaseste un gaz sub presiune.Gazul utilizat este,de obicei,aerul insa,petru marirea sensibilitatii,se pot utilize hidrogenul sau vaporii de eter. Bulele se pun in evidenta prin observarea cu ochiul liber,insa exista si metode mai precise care folosesc detectoare de bule cu celula fotoelectrica cu ultrasunete etc. Metode de verificare a scaparilor cu indicatori chimici. Aceste metode constau,in principiu,din folosirea unor substante revelatoare care pun in evidenta,prin colorare,penetratia unor fluide prin eventualele etanseitati.Substantele revelatoare (rosu de metal,alizarina,albastru de brom,fenol etc.) sunt imbibate,de obicei,in benzi de panza sau hartie care,dupa uscare,sunt aplicate pe suprafetele controlate.Ca fluid se poate u tilize amoniacul,care esre retinut de substanta revelatoare,schimbandu-se culoarea benzii in locul in care sunt scapari.Datorita simplitatii,aceste metode sunt foarte utilizate in practica.
8
