Трубопроводы и присоединительная арматура гидравлических систем
Трубопроводы и присоединительная арматура являются важными элементами гидроприводов, поскольку ими соединяются между собой отдельные гидроаппараты, образуя единую гидросистему. К трубопроводам относятся жесткие трубы, гибкие рукава (шланги) и поворотные соединения труб, а к присоединительной арматуре – различного рода разъемные и неразъемные соединения.
Применение трубопроводов высокого давления
Жесткие трубы применяют в случаях, когда различные части гидросистемы неподвижны относительно друг друга.
Для трубопроводов высокого давления используют стальные бесшовные холоднодеформированные трубы, которые способны выдерживать высокое давление и имеют хорошее качество внутренних поверхностей. В трубопроводах низкого давления применяют водогазопроводные стальные и электросварные трубы, а также медные, латунные и алюминиевые трубы.
В процессе работы гидросистем трубопроводы подвергаются действию статических и динамических нагрузок. Статические нагрузки возникают от давления рабочей жидкости на внутренние стенки трубопроводов, а также вследствие погрешностей монтажа и от температурных деформаций. Динамические нагрузки обусловлены пульсацией давления рабочей жидкости, гидравлических ударов при срабатывании гидроаппаратов, кавитационных явлений и др.
Повреждения трубопроводов
Большинство повреждений трубопроводов возникает вследствие усталостных процессов, вызванных многократным воздействием переменных динамических нагрузок. Скорость и интенсивность разрушения напрямую связаны с деформациями сечения трубы при изгибе, степенью кривизны изгибов, наличием условий для резонансных колебаний, а также другими факторами, влияющими на распределение напряжений в металле. При регулярных циклических нагрузках материал подвергается накоплению микротрещин, что со временем приводит к потере прочности и возникновению трещин или разрывов.
Требования к монтажу трубопроводов
Под действием давления изогнутый трубопровод стремится распрямиться, в результате в месте максимальной его кривизны возникают наибольшие напряжения при колебаниях давления и усталостные разрушения. Поэтому необходимо монтировать трубопровод с максимально возможным радиусом кривизны, что уменьшает сплющивание и повышает долговечность трубопровода. На участках гидролиний, работающих в условиях пульсирующих давлений, рекомендуется применять радиус изгиба R>3d (d – наружный диаметр трубы).
Для предупреждения разрушения трубопроводов под действием статических нагрузок нужно правильно выбирать размеры и материал труб, производить тщательно монтаж, не допуская натяжений, сжатий или перекосов труб и соединений, принимать меры по защите трубопроводов от теплового воздействия окружающей среды и обеспечивать нормальную работу охлаждающих устройств рабочей жидкости.
При монтаже следует принимать меры для исключения резонансных колебаний трубопроводов: частое крепление трубопроводов к рамам и фундаментам, установка демпфирующих прокладок, применение специальных соединений и т.д.
Очистка трубопроводов
При изготовлении трубопроводов внутренняя поверхность труб должна быть чистой. Если при монтаже трубопровода осуществляется гибка труб с предварительным нагревом, приварка отводов, фланцев и подобные операции, то после этого необходимо очистить внутреннюю поверхность труб.
Неочищенные трубопроводы могут служить источником сильного загрязнения гидросистемы и рабочей жидкости. В процессе работы окалина, остатки сварочного шлака, брызги металла и другие загрязнители неизбежно проявят себя и могут привести к возникновению серьезных неполадок в работе гидросистемы и преждевременному выходу из строя ее элементов.
Существуют два способа очистки внутренних поверхностей труб: механический и химический. При монтаже оборудования должны проводиться оба вида очистки. Сначала выполняют механическую очистку щетками, ершами, шарошками для того, чтобы удалить грат и шлак, которые не растворяются при химической очистке. Химическую очистку проводят обработкой труб в водных растворах серной и соляной или 20%-ной ортофосфорной кислоты. После этого трубопровод промывают, нейтрализуют и сушат.