6. Potrubí a armatury

1. POTRUBÍ
Potrubí slouží k dopravě tekutin, plynů a par, sypkých hmot a popřípadě i tuhých látek. Pracovní látku udržuje v pohybu rozdíl tlaků na začátku a konci potrubí, které musí být,větší než tlakové ztráty v potrubí. Potřebný tlak je vyvozen gravitací nebo nucené.

1.1.Hlavní části potrubí:
• trubky (ocelové, litinové, z neželezných kovů, nekovové)

• spoje trubek s ostatními částmi potrubí a trubek navzájem (spoje rozebíratelné- přírubové,šroubení, spojky pro rychlou montáž, spoje nerozebíratelné -závitové, svařované, pájené, lepené apod.)

• uzavírky pro přerušování průtoku (ventily, šoupátka, kohouty a klapky)

• tvarovky pro vytváření změn směru toku a průtočného průřezu, pro dělení a spojování proudu a pro ukončení potrubí (ohyby, oblouky a kolena, přechody – redukce, tvarovky T, Y)
• kompenzátory pro vyrovnávání prodloužení potrubí teplem (tvaru U nebo lyry, osové, ucpávkové)
• uložení a upevnění potrubí; (závěsy a podpěry, osová vedení, zakotvení)
• vyprazdňovací soupravy (odvzdušňovací, odvodňovací, vypouštěcí)

1.2.Doplňující části potrubí:
1.2.1. zařízení pro řízení tlaku, teploty a množství tekutin protékající potrubím
zařízení umožňující měření p, T, množství a jakosti tekutin proudících potrubím
ochranné nátěry a obaly, tepelné izolace potrubí
1.2.2. podle účelu a činnosti se rozdělují na zařízení:
o pojistná (pojistné ventily, zpětné uzavírky)
o ochranná (lapače kalu, síta, filtry apod.)
o kontrolní (hledítka, ukazatele proudění)
o pomocná (dálková ovládání armatur apod.)

1.3.Základní veličiny určující potrubí a jeho části:
1.3.1.jsou to jmenovitý tlak PN, jmenovitá světlost DN, pracovní stupeň
1.3.2.pracovní přetlak pp je předepsaný vnitřní přetlak pracovní látky, který se má v potrubí za provozu trvale udržovat
1.3.3.pracovní teplota t je předepsaná teplota pracovní látky, která se má v potrubí za provozu stále udržovat
1.3.4.pracovní látka je například kapalina nebo plyn dopravované potrubím
1.3.5.jmenovitý tlak je označení skupiny pracovních přetlaků odstupňovaných podle určitých rozsahů pracovních teplot; jmenovité tlaky označujeme PN a desetinásobkem nejvyššího pracovního přetlaku (MPa) pro pracovní stupeň l, tj. pro pracovní teplotu O až 200°C; u hydrostatických mechanismů se jmenovitý tlak označuje Pn a udává se v MPa

• jmenovitá světlost se označuje písmeny DN a číslem udávajícím vnitřní průměr* v mm; u trubek se závity a součásti k nim patřících se jmenovitá světlost udává‘ v palcích, a to shodných s příslušným trubkovým závitem; všechny části potrubí rozměrově spolu související označujeme stejnou jmenovitou světlostí; u hydrostatických mechanismů se jmenovitá světlost označuje Dn (mm)
– pracovní stupeň je omezen nejvyšší, popř. nejnižší pracovní teplotou spolům s nejvyšším pracovním přetlakem; uvádí se s jmenovitým tlakem

1.4.světlost potrubí se vypočítá z rovnice spojitosti (kontinuity), kde:
d ……… vnitřní průměr potrubí
v ……… střední rychlost proudění v průtočném průřezu
Qm ……… hmotnostní průtok
Q ……… objemový průtok
p ……… hustota proudící tekutiny
A……… průřez potrubí

1.5.Druhy a spojování trubek:
spoje trubek

1.5.1.spoje přírubové – jsou nejrozšířenějším druhem spojů a potrubí; jsou snadno rozebíratelné, dobře těsní a jejich výroba není obtížná; příruby jsou s trubkou v celku, nebo se s ní spojují různými způsoby: přivařením, naválcováním a našroubováním; přírubový spoj se skládá ze dvou přírub, šroubů a těsnění; u kruhových přírub musí být počet šroubů dělitelný čtyřmi a díry musí být umístěny mimo osové roviny potrubí, avšak symetricky k těmto rovinám
1.5.2.spoje hrdlové – u nich má trubka vždy na jednom konci hrdlo a na druhém je hladká; do hrdla se zasune hladký konec a spoj se utěsní koutovým svarem nebo zatužením, popřípadě jiným těsnícím materiálem; koutovým svarem se utěsňují bezešvé trubky hrdlové ke svařování a trubky z novoduru; hrdla k zatužení se uplatňují u ocelových trubek hrdlových a dvojhrdlových nebo u trub a tvarovek litinových, tlakových a odpadových; hrdla se utěsňují konopnými provazci napěchovanými do těsnícího prostoru; ústí prostoru se zalévá těsnícím tmelem

2.ARMATURY

2.1.uzavírací (slouží k přerušení toku kapaliny nebo plynu)
kohouty (obr. 1) – uzavírá se pootočením kužele (koule) o 90°, doba potřebná k zavření je velmi krátká, použití: domovní plynovody, výčepní stoly apod.
– přímé
– dvoucestné, trojcestné a čtyřcestné
– průchozí a výstupní
– vodovodní, plynové
klapky – nejsou běžné používaným uzavíracím zařízením, poněvadž netěsní úplně, používáme je především k regulaci; rozeznáváme:
– klapky škrtící – ke změně velikosti průtokového průřezu
– klapky zpětné – dovolují průchod pouze jedním směrem
ventily – výhodou je snadné obrábění jejich těsnících ploch a stejně snadné zabrušovaní při výrobě a opravách; zavírání a otevírání je pozvolné a lehké; nevýhodou je značný odpor, který kladou průtoku látky; mají uzavírací i pojistný ventil (obr. 4); rozeznáváme:
– přímé a nárožní
– dvojcestné a trojcestné
– talířové, válcové a kulové
šoupátka (obr. 2) – výhodou je přímý průtok látky plným průřezem potrubí, další předností je pozvolné otevírání a zavírání; nevýhodu je obtížnější obrábění a opravy velkých a šikmo dosedajících ploch

2.2.pojistné (obr. 3) – jsou to ventily trvale uzavřeny silou pružiny nebo závaží; chrání potrubí a tlakové nádoby před stoupnutím tlaku; při překročení max.tlaku tlaková síla tekutiny působící na kuželku překoná odpor pružiny l (závaží), ventil se otevře, přepustí určité množství pracovní látky; při následném snížení tlaku dojde opět k uzavření
– regulační – armatury regulující průtočné množství; může být klapka nebo šoupátko

Podle způsobu připojení potrubí rozlišujeme armatury:
• závitové ,
• přírubové
• přivařovaní

2.3.Příslušenství potrubí:
• odkalovací ventil – vypouštíme jím kal usazený na dně kotle nebo v nejnižší části potrubí
• odvzdušňovací ventil – je na nejvyšších místech vodního potrubí, slouží k vypouštění nahromaděného vzduchu
• odlučovač vody-slouží k odstranění vyloučené vody
• měřící přístroje – zjišťují v potrubí množství látky protékající za časovou jednotku; změříme jimi protékající množství látky počtem otáček lopatkového kola

Tělesa armatur jsou vyrobena z materiálů podle druhu pracovní látky a pracovního stupně, např. mosaz, šedá litina, ocel na odlitky.

Dilatace potrubí je změna délky potrubí vlivem změny teploty prodloužení.
Δl = l0*a*Δt => Δt=(t-10) ……… rozdíl teplot
Δl = l-I0 => t……… teplota prac.látky
to……… původní teplota
=> AI……… prodloužení
=> α ……… střední hodnota součinitele délkové roztažnosti materiálu trubky udávaná v Jelcinech (K)

• strojírenská šroubení – takto se spojují potrubí z ocelových bezešvých trubek přesných nebo měděných, popř. hliníkových; dále se jimi připojují uvedená potrubí k tělesům nebo k jiným součástem různých strojů
• nekovová šroubení – lze jim spojovat trubky z plastických hmot s kovovými trubkami; toto spojení nezeslabuje tloušťku stěn trubek
• spoje se závitem – uplatňují se při spojování závitových trubek a k připojování tvarovek se závitem

2.3.materiál trubek
– oceli – používají se jednak bez úpravy povrchu’nebo s úpravou povrchu^ např. zinkováním pro dopravu teplé užitkové-vody, asfaltování pro dopravu studené vody; spojují se svařováním, závitovými či přírubovými spoji;,druh oceli závisí na. provozních přetlaku a teplotě pracovní látky, např. pro nízkotlaké teplovodní soustavy je to nejčastěji ocel 11 353.1, pro přehříváky parních kotlů (vysoké teploty a tlaky) oceli třídy 17
– litina – trubky jsou převážně, hrdlové či pří rubové; používají- se např. pro stoupací potrubí vnitřní kanalizace a pro vodovodní řady (venkovní rozvod vody)
– měď – používá se pro teplou vodu, výměníky tepla apod.; spojuji se pájením na měkko (hrdlový spoj kapilárně pájen) nebo natvrdo mosazí
– olovo – v současnosti při opravách vnitřních vodovodů u. starších budov pro dopravu pitné vody, má cínovou vložku, spojuje se pájením naměkko
– kamenina a beton – spoje hrdlové; použ.: kanalizační potrubí
– sklo – chemický a potravinářský průmysl, např. mlékárny; obvykle se spojuje speciálními spojkami, popř. se svařuje
– čedič – pro dopravu abrazivních materiálů v proudu vzduchu, např. uhlík, koks apod.; spoje hrdlové
– plasty – používá se celá řada různých plastů, např. novodur, polypropylen apod.; spoje buď hrdlové, lepené či svařování

2.4.Ochrana potrubí proti korozi:
• provádí se během dopravy, uskladnění a montáže a hlavně za provozu; vnitřní povrch a zejména těsnící plochy, šrouby a matice nenatíráme, ale konzervujeme olejem, vazelínou nebo voskem apod.
• nátěry proti atmosférické korozi děláme na armaturách základní syntetickou barvou; ostatní části potrubí natíráme asfaltovým lakem do vlhka; nátěry proti korozi za provozu děláme na vnějším, popř. i vnitřním povrchu
• ochranné obaly používáme především u potrubí ukládaných do země (vodovody, plynovody); používá se bitumenový obal; zesílená vrstva má plášť dvojnásobný až čtyřnásobný
• ochranné povlaky na vnitřním povrchu jsou pryžové, z taveného čediče apod.; u plynovodů je vnitřní koroze vážným problémem, neboť plyn nelze vysušit nebo vyčistit tak, aby byl zbaven všech agresivních složek (voda, kyslík, sirovodík, oxid siřičitý, síra, čpavek, kyanovodík apod.); vnější izolace trub pro dálkovody se dělá přímo ve válcovnách trub; základní nátěr je penetrační, izolační nátěr spodní a krycí je v podstatě živice s 25% azbestu jako plnidla, minimální tloušťky 2mm; výztužná izolační kostra se zhotovuje ze skleněné tkaniny nebo ze skleněné plsti; pro izolování potrubních spojů na trase byly vyvinuty plastické izolační pásy, napuštěné tmelem;