Конструкция крана Grove подземной установки
Запорные равнопроходные краны с шаровым затвором производства фирмы “Грове” (Италия) выпускаются от Ду 50 до Ду1400, исключая Ду80 Ду1200, на условные давления 64 и 75 кгс/см2.
На условное давление 64 кгс/см2 выпускаются краны Ду200, Ду300 и Ду700.
На условное давление 75 кгс/см2 выпускаются краны от Ду 50 до ДУ1400.
Модификации кранов рассчитаны на работу в следующих диапазонах температур окружающего воздуха: от -60 до +800С; от -40 до +800С; от -40 до +400С.
Краны выпускаются с концами под приварку и фланцевые, в подземном исполнении и надземном, с одним боковым разъемом (тип В-4) и двумя боковыми разъемами (тип В-5).
Все краны, исключая краны Ду400, имеют систему гидропневматического и ручного (при помощи ручного масляного насоса) управления.
Краны Ду1000 и Ду1400 имеют дополнительно устройство автоматического закрытия.
Краны Ду400 имеют червячный привод со штурвалом и могут устанавливаться в любом положении, остальные краны устанавливаются только вертикально на горизонтальных участках газопроводов с отклонением шпинделя от вертикали не более 50.
Краны типа В-4 выпускаются в малом количестве ДУ50, ДУ80 и ДУ100.
Наибольшее распространение на отечественных магистральных газопроводах получили краны типа В-5.
Конструкция кранов типа В-5. Общий вид крана типа В-5 представлен на рис.1
Кран состоит из узла крана 1, сервомотора 2,колонны 3, удлинитель шпинделя 4
Тип крана-с пробкой в опорах, с плавающими седлами.
Седла постоянно прижатые, неповоротные, с мягким уплотнением, сборные, без смазки.
Корпус крана выполнен из низколегированной стали, имеет два вертикальных боковых разъема, боковой части соединяются с центральной при помощи шпилек. Герметичность соединения центральной части корпуса с боковыми достигается установкой между ними тороидальных колец из фторосиликоновой резины.
В боковых частях корпуса имеются гнезда для седел. Каждое седло состоит из внутреннего и наружного дисков, соединенных между собой замковым кольцом. Со стороны пробки в торцевой части каждого седла между внутренним и наружными дисками имеется кольцевой паз, в который уложено выступающее наружу уплотнительное кольцо из синтетического материала “Гровекс”.
В боковых частях корпуса имеются гнезда для седел. Каждое седло состоит из внутреннего и наружного дисков, соединенных между собой замковым кольцом. Со стороны пробки в торцевой части каждого седла между внутренним и наружными дисками имеется кольцевой паз, в который уложено выступающее наружу уплотнительное кольцо из синтетического материала “Гровекс”.
В торцевой части седла со стороны боковины корпуса в сверлениях внутреннего диска по всему периметру установлены витые пружины, которые одним концом упираются в торец седла, а другим - в торец боковой части. За счет упругости пружин обеспечивается постоянное прижатие седел к сферической пробке. Герметичность пары “седло-корпус” достигается установкой между ними уплотнительного тороидального кольца.
Сферическая пробка выполнена из низколегированной стали заодно с верхней и нижней полуосями, наружная ее поверхность хромирована. Пробка имеет цилиндрическое отверстие, равное по диаметру газопровода, и жестко закреплена в корпусе двумя опорными плитами, которые в свою очередь закреплены с помощью штифтов в боковинах корпуса.
Соосность отверстия пробки и корпуса регулируется с помощью установки регулирующих шайб между пробкой и нижней опорной плитой. Полуосями пробка непосредственно входит в отверстия, просверленные в опорных плитах. Между ними установлены антифрикционные втулки (подшипники скольжения). Через нижнюю опорную плиту вес пробки передается на боковые части корпуса. Между пробкой и нижней опорной плитой установлена антифрикционная шайба.
В нижней центральной части корпуса имеется отверстие, к которому подсоединяется трубка для дренажа влаги и конденсата из полости шарового затвора, в верхней центральной части имеется отверстие для декомпрессионного винта. Вверху боковых частей корпуса кранов Ду50 - Ду500 имеется по одному отверстию для отбора силового газа. У кранов ДУ1000 и ДУ1400, поставляемых с устройством АЗК, имеются дополнительные отверстия (по одному с каждой стороны) для отбора импульсного газа гидропневматического управления и АЗК.
Вверху центральной части корпуса имеется отверстие, через которое осуществляется при помощи штифтов соединение шпинделя с верхней полуосью пробки. Уплотнение шпинделя осуществляется при помощи специальной втулки и трех уплотнительных тороидальных колец из синтетического материала “Гровекс”.
В конструкциях кранов, предназначенных для работы при температурах окружающего воздуха до -600 С, осуществляется дополнительная набивка уплотнительной смазки в пространство между верхним и средним уплотнительными кольцами при помощи специального штуцера, вворачиваемого в отверстие во втулке уплотнений после удаления заглушки. Проверка герметичности уплотнения осуществляется частичным вывертыванием заглушки.
Замена уплотнительных колец шпинделя производится на кране в закрытом положении после сброса давления из полости шарового затвора, снижения давления в газопроводе до 10 кгс/см2 и демонтажа сервомотора с колонной. Втулка уплотнений шпинделя крепится к корпусу крана болтами, между втулкой и корпусом устанавливается уплотнительное резиновое кольцо. Поверх втулки устанавливается на приваренные к корпусу штифты и крепится болтами монтажный фланец, имеющий внутри кольцевую полость.
Полый удлинитель соединяется со шпинделем при помощи цельнометаллической шпонки, закрепленной на шпинделе штифтом. Колонна удлинителя шпинделя крепится ответным фланцем к монтажному фланцу корпуса крана шпильками через прокладку. В кольцевой полости монтажного фланца перед установкой колонны монтируется на шпинделе и фиксируется посредством шпонки упорная муфта, имеющая один или два выреза в виде сектора (с углом 900).
При повороте шпинделя вместе с ним вращается упорная муфта. Для ограничения поворота шпинделя (пробки) в тело монтажного фланца ввернуты один или два ограничительных болта, в которые поочередно обоими выступами упирается упорная муфта. При вращении по часовой стрелке осуществляется закрытие крана, против часовой стрелки открытие крана.
Благодаря упорной муфте и ограничительному болту можно производить регулировку хода поршней сервомотора и проверять точность установки шарового затвора в крайние положения.
К верхнему ответному фланцу колонны шпильками крепится сервомотор. Сервомотор устанавливается на удлинитель шпинделя втулкой и соединяется с ним при помощи разрезной шпонки.
В верхнем торце удлинителя имеется продольный паз, с помощью которого осуществляется зацепление вала коробки конечных выключателей, имеющей вверху указатель поворота пробки крана.
Сервомотор состоит из кулисного механизма, заключенного в герметичный корпус, и гидроцилиндров двойного действия, количество которых зависит от диаметра крана.
Силовые гидроцилиндры (левые и правые) крепятся шпильками к корпусу кулисного механизма соосно с обеих сторон. Каждый гидроцилиндр состоит из передней и задней крышек, корпуса и поршня со штоком. В переднюю крышку ввернут винт-ограничитель хода поршня, закрытый спереди крышкой. В крышках гидроцилиндра имеются отверстия для подачи масла в полости. В отверстия ввернуты штуцеры для подсоединения маслопроводов. В корпусе гидроцилиндра вверху имеется заглушенные пробками отверстия для спуска воздуха.
Поршень надевается на шток и крепится на нем гайкой. Между корпусом и крышками, штоком и поршнем установлены уплотнительные торообразные кольца из фторосиликоновой резины. Уплотнение поршня состоит из поршневых тефлоновых колец (узкого и широкого). Между задней крышкой и штоком установлены: тефлоновая антифрикционная втулка, регулирующая шайба, уплотнительные кольца из фторосиликоновой резины и тефлона, противоэкструзионное и стопорное кольца.
Дистанционное управление крана
При дистанционном управлении закрытие крана рис.2 выполняется следующим образом. Подается электрический импульс на электромагнитный клапан закрытия 6, который переставляется и пропускает газ управления на клапан управления 4, который тоже переставляется и открывает проход газу в гидробалон закрытия 9. Газ под давлением вытесняет из гидробалон закрытия масло, которое проходит через левый дроссель, а затем через шестиходовой распределитель масла 14. После этого масло поступает в полость цилиндров на закрытие 15. Под давлением масла поршни 16 в цилиндрах, перемещаются влево. Кулиса привода поворачивается вместе с ходом поршней и поворачивает шпиндель вместе с шаровой пробкой крана, пока не сработает конечный выключатель в коробке.
Масло, вытесняемое поршнями из полости цилиндров на открытие, выходит из них по трубопроводам через шестиходовой распределитель масла и поступает в гидробалон открытия 11, вытесняя из него воздух, который выходит в атмосферу через пневматический клапан управления.
После срабатывания конечного выключателя обесточивается и переставляется электромагнитный клапан, перекрывая проход газа управления в гидробалон закрытия. Затем переставляется пневматический клапан управления, становясь в свое исходное положение, и из гидробалона закрытия газ уходит через клапан управления в атмосферу.
Открытие шарового крана происходит аналогично закрытию, но электрический импульс поступает на электромагнитный клапан открытия 8.
Местное управление крана
Местное управление шаровым краном осуществляется посредством ручного включения (нажатия на рычаг 7 ручного привода) электромагнитного клапана закрытия 6, при этом электромагнитный клапан переставляется и дальше происходит автоматическое выполнение действий по закрытию крана, как и при дистанционном управлении. Клапан должен оставаться в опущенном состоянии в течение всего времени перестановки крана.
Ручное управление.
При невозможности использования давления транспортируемого газа, операция по закрытию крана может быть осуществлена при помощи ручного насоса 10.
Для этого необходимо ручкой 13 переставить шестиходовой распределитель масла 14, расположенный под насосом, в положение ручного управления крана на закрытие. Затем, качая рукояткой ручного насоса, произвести перестановку шаровой пробки крана. Масло, засасываемое насосом из гидробалон закрытия, нагнетается в полость цилиндра на закрытие и, действуя на поршни 16, заставляет их двигаться влево. Кулиса привода двигается вмести с поршнем, и поворачивает шпиндель, вмести с шаровой пробкой.
Масло, вытесняемое из полости цилиндра на открытие, через шестиходовой распределитель масла поступает в гидробалон на открытие 11.
Открытие крана происходит аналогично, только шестиходовой распределитель устанавливается в положение открытия.
Конструктивные и эксплуатационные недостатки запорных кранов Grove
Устройства АЗК не снабжены осушителями газа, что приводит к забиванию гидратами дроссельных отверстий и ложным срабатываниям. При монтаже кранов приходится производить установку дренажной трубки и трубок отбора газа.
Заглушка на дренажной трубке имеет очень маленькое отверстие, что приводит к большому времени дренажа влаги и конденсата из полости шарового затвора.
К тому же отверстие забивается грязью.
Контроль герметичности уплотнений штоков поршней сервомотора связан с демонтажам и монтажом коробки конечных выключателей и крышки кулисного механизма.
Уплотнительные тороидальные кольца, установленные в боковых разъемах, склеены в стык и быстро разрушаются, что приводит к образованию свищей по боковым разъемам. Их трудно ликвидировать, так как это связано с вырезкой крана из газопровода.
Силовые цилиндры кранов поставки 1974г. не были хорошо законсервированы. За время транспортировки зеркало силовых цилиндров подверглось коррозии, что привело к быстрому эрозионному износу уплотнений поршней сервомоторов. В результате этого краны стали неуправляемыми и нуждались в ремонте сразу после ввода в эксплуатацию газопровода.
Хомуты крепления боковой крышки блока электропневмоклапанов выполнены из хрупкой стали, ломаются по резьбе при монтаже. Слабо приварены стежки указателей уровней масла в гидробаллонах к головкам крепления.
Монтаж кранов. Краны от ДУ50 по Ду400 поставляются в сборе.
Собственно краны и сервомоторы с узлами управления кранов от Ду500 до ДУ1400 поставляются в отдельных ящиках под одним номером.
При получении кранов необходимо проверять идентичность заводских номеров корпуса крана и сервомотора узлу управления.
До монтажа краны должны храниться под навесом или в упаковочных ящиках при открытом положении шарового затвора и с заглушками на боковинах.
Строповка корпуса крана и сервомотора должна осуществляться только за специальные рамы и проушины.
Сборка кранов от Ду50 до Ду1400 производится при открытом положении шарового затвора, паз на шпинделе должен быть перпендикулярен оси крана.
С поверхности фланца крепления сервомотора удаляется грязь и консервационная смазка и устанавливается прокладка. На шпиндель и установленную шпонку наносится тонкий слой смазки. Из упаковки вынимается колонна удлинителя шпинделя и ответным фланцем монтируется на кране (после удаления с поверхности фланца консервационной смазки). При этом необходимо беречь от повреждения шпонку, соединяющую шпиндель и его удлинитель при подземной установке крана. Затем монтируется удлинитель шпинделя.
Из боковых частей вынимаются заглушки и монтируются трубки отбора силового и импульсного газа. Трубка отбора газа для устройства АЗК должна быть установлена на стороне выхода газа.
Из центральной части корпуса снизу вынимается заглушка и при помощи накидной гайки монтируется дренажная трубка, затем он крепится к кронштейну на колонне удлинителя шпинделя. Трубки отбора газа сгибаются горячим способом до вертикального положения, крепятся к кронштейнам, на концы трубок устанавливаются угловые запорные краники. На конце дренажной трубки крепится дренажная заглушка с боковым отверстием.
В упаковочном ящике сервомотор отделен от узла управления с гидробаллонами.
Перед монтажом сервомотора необходимо смонтировать на нем узел управления и произвести обвязку маслопроводами гидробаллонов, сервомотора и шестиходового переключателя.
При подъеме сервомотор крепится тремя стропами согласно схеме фирмы.
Гидроцилиндры сервомотора должны располагаться при монтаже вдоль продольной оси крана.
На конец удлинителя шпинделя в паз предварительно вставляется шпонка. Затем одевается сервомотор втулкой кулисного механизма на конец удлинителя шпинделя.
После совмещения фланцевых отверстий сервомотор закрепляется на колонне шпильками.
Затем производится подсоединение трубок отбора газа от угловых кранов к обратным клапанам и фильтру устройства АЗК.
Подготовка крана к работе
В гидробаллоны гидравлическая жидкость заливается по уровням после предварительной установки рукоятки шестиходового переключателя в положение “Дистанционное управление”. При заливке жидкости в гидроцилиндрах необходимо вывинтить заглушки и спустить воздух из системы (до появления жидкости), затем заглушки завинтить. Уровни устанавливаются по рискам на стержнях указателях. Если кран открыт уровень жидкости в гидробаллоне “на закрытие” должен совпадать с верхней риской, а в гидробаллоне “на открытие” с нижней.
При проведении гидравлических испытаний необходимо закрыть краны на линиях отбора силового и импульсного газа.
После окончания гидравлических испытаний необходимо осуществить несколько раз маневрирование краном и сменить патрон фильтра - осушителя.
Дефекты монтажа и эксплуатации кранов.
При транспортировке кранов к месту монтажа происходит поломка импульсных трубок и маслопроводов, теряется защитные колпачки коробок конечных выключателей, отрываются боковые крышки блоков электропневмоклапанов.
Трубки отбора силового и импульсного газа монтируются некомплектно, иногда совсем не монтируются. Практикуется приварка дренажных трубок непосредственно к корпусам кранов. В процессе эксплуатации в сварных швах образуются свищи. Отмечаются случаи неправильных монтажа и эксплуатации кранов (с перпендикулярным расположением сервомотора по отношению к продольной оси крана).
При продувках газопровода допускается работа недозакрытых кранов, что приводит к полной или частичной потере герметичности шарового затвора.
При монтаже иногда не обеспечивается зацепление вала коробки конечных выключателей со шпинделем крана, в результате чего невозможно проконтролировать правильное положение пробки крана.
Перед монтажом кранов не всегда производится ревизия цилиндров сервомотора, проверка герметичности и функционирования крана и системы ручного и гидропневматического управления. Отмечаются случаи врезки нового, не неработоспособного крана.
Не производится регулярный дренаж влаги и конденсата из полости шарового затвора.
Не производится регулярная замена адсорбента в фильтрах-осушителях силового газа.
Из-за возможных ложных срабатываний устройства АЗК на большинстве линейных кранов ДУ1000 и ДУ1400 они отключены.
Вместо фирменного масла “Ликвидраул” в системы гидропневматического управления заливается турбинное, трансформаторное и индустриальное масла.
Не производится слив отстоя из гидробаллонов, в результате чего накапливается значительное количество шлама, особенно в первые годы эксплуатации.
Краны иногда используются в качестве регулирующих.
