Багров Н.М., Г.А. Трофимов, В.А. Андреев В.В. Основы отраслевых технологий

Подождите немного. Документ загружается.

221

Внутренний водопровод (рис. 6.17, а) включает в себя полностью или частично: ввод, слу-

жащий для соединения наружной и внутренней магистралей и позволяющий отключать водопровод-

ную систему здания, внутреннюю систему водопроводных труб с регулировочно-запорной арматурой.

На входе в здание установлен водомерный узел 2, предназначенный для учета расхода воды; маги-

стральный трубопровод здания 5; стояки 7 с водоразборными точками и арматурой 8, предназна-

ченные для разводки воды по этажам зданий. Система клапанов 1, 3, 4, 6, 8 и др. предназначена для

отключения отдельных стояков, секторов и водопровода в целом при его ремонте и авариях.

При недостаточности наружного давления воды в здании могут устанавливаться запасные

водонапорные баки, создающие необходимый запас воды и насосы.

муфты

угольники

1 2

222

гайка (1) и футорка (2)

Рис. 6.17. Схема водопроводной сети здания (а)

и соединительные детали водопроводных труб – фитинги (б)

В месте присоединения ввода к наружной магистрали устраивают колодец (люк), в котором

устанавливается клапан для отключения всей сети в случае аварий. После водомерного узла вода

поступает в разводящую магистраль, далее – в стояки и к водоразборным кранам. Внутреннюю водо-

проводную сеть монтируют из оцинкованных или металлопластиковых труб, соединяемых с помощью

резьбовых фасонных элементов – фитингов (рис. 6.17, б).

6.4.2. Система канализации. Совокупность инженерных сооружений, служащих для приема

сточных вод, их транспортирования, очистки, обеззараживания и сброса в водоемы или на земляные

поля называется канализацией.

В зависимости от характера загрязнения различают хозяйственно-фекальные, производст-

венные и атмосферные сточные воды.

Системы канализации делят на наружные и внутренние. Наружная канализация включает

уличную и дворовую сеть, очистные сооружения, насосные станции; внутренняя канализация – сеть

отдельных зданий и местные очистные сооружения. Границей между внутренней и наружной канали-

зацией является первый от здания смотровой колодец (люк).

Для отвода сточных вод применяются керамические, бетонные, железобетонные, асбоце-

ментные, полиэтиленовые и металлопластиковые трубы. Сток вод в большинстве случаев произво-

дится самотеком, так как канализационные трубы имеют уклон. Контроль за работой канализацион-

ной сети осуществляют через канализационные колодцы (люки), расположенные через 50 –150 м.

223

Внутренняя канализация предназначена для приема сточных вод и отведения их за пределы

здания. Все санитарные приборы снабжены гидравлическими затворами в виде изогнутой трубки для

преграждения попадания газов во внутренние помещения.

Очистные сооружения предназначены для очистки сточных вод перед сбрасыванием их в

бассейн.

Например, очистное сооружение, расположенное на острове Белом под Санкт-Петербургом, состо-

ит из колодца глубиной 60 м, куда поступают сточные воды; насосной системы, поднимающей воды наверх;

решетки для вылавливания крупных предметов; пескоотстойника; бассейнов биологической очистки актив-

ным илом и отстаивания; системы сушки и центрифугирования твердых отходов. После отстаивания вода

поступает в Финский залив.

6.4.3. Системы теплоснабжения. Теплоснабжение представляет собой совокупность трех

взаимосвязанных процессов: подготовки теплоносителей, транспорта теплоносителей и использова-

ния потенциала теплоносителя. В соответствии с этим система теплоснабжения состоит из источника

теплоты, трубопроводов, системы теплопотребления с нагревательными приборами. Системы теп-

лоснабжения классифицируют по радиусу действия на местные, центральные и централизованные;

по виду теплоносителя – на водяное, паровое, воздушное, панельно-лучистое, электрическое и печ-

ное.

Местная система отопления – система, расположенная непосредственно в здании – печи и

газовые системы отопления, при этом печи в каждом помещении.

Центральной системой отопления называют систему снабжения любого здания, при кото-

ром отопление всего здания осуществляется от одного источника, например, от котла, установленно-

го в здании.

Централизованная система теплоснабжения – система, в которой от одного источника тепло

подается на многие здания (ТЭЦ или районные котельные).

224

Теплофикацией называется централизованное теплоснабжение на базе комбинированной

выработки тепла и электрической энергии (ТЭЦ). Вода от ТЭЦ поступает непосредственно к потреби-

телю с возвратом остывшей воды на ТЭЦ или на промежуточные перегреватели, где горячей водой

от ТЭЦ нагревается вода, образующая внутренний контур движения воды в здании (рис. 6.18).

В Санкт-Петербурге используется водяное отопление, при котором вода при температуре 150

градусов подается на теплоцентры, здесь смешивается с водой, прошедшей через нагревательные

приборы до необходимой температуры и поступает снова в нагревательные приборы. В качестве

нагревательных приборов используются радиаторы, змеевики, конвекторы (трубы с ромбовидными

пластинами).

Отопительные панели делаются с замоноличенными в них змеевиками. Для воздушного ото-

пления используются калориферы и отопительные агрегаты. При электрическом отоплении приме-

няют электрические печи, масляные радиаторы и др. приборы.

225

226

Рис. 6.18. Схема системы центрального отопления:

1 – отопительные приборы; 2 – трубопроводы, по которым перемещается

первичный теплоноситель; 3 – теплообменник, где один теплоноситель

передает теплоту другому теплоносителю или котел, где сжигается

топливо и теплота передается теплоносителю; 4 – трубопроводы или

каналы, по которым перемещается вторичный теплоноситель; 5 –

помещения

6.4.4. Системы вентиляции и кондиционирования. Вентиляция (с лат. – проветривание) –

обновление воздуха помещения, кондиционирование – процесс обработки воздуха, с помощью кото-

рого обеспечивают его очистку, автоматическое регулирование температуры и влажности.

Вентиляция подразделяется на приточную – воздух поступает извне в помещение, и вытяж-

ную – воздух принудительно удаляется из помещения. При приточной вентиляции в помещении соз-

дается избыточное давление, поэтому она применяется при нежелательности попадания воздуха из

других помещений. При вытяжной вентиляции создается отрицательное давление – применяется при

нежелательности попадания воздуха в другие помещения.

Приточная вентиляция состоит из решетки, калорифера (прибора для нагревания воздуха),

насоса, труб и заслонок, вытяжная – из насоса и, при необходимости, труб с арматурой. Калорифер

при приточной вентиляции служит для нагрева поступающего воздуха.

Кондиционер – установка, позволяющая нагревать, охлаждать, очищать, сушить, транспорти-

ровать, в отдельных случаях – ароматизировать и озонировать воздух. Количество разновидностей

систем кондиционирования велико и определяется конструктивным решением кондиционирования и

условий их применения.

Рассмотренные виды инженерного обеспечения осуществляются как частными предприятия-

ми, так и службами городского хозяйства.

227

ГЛАВА 7. МЕЖОТРАСЛЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. СВАРКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

7.1. Сварка

7.1.1. Общие сведения. Сваркой называется технологический процесс получения неразъ-

емных соединений заготовок путем их местного расплавления или совместного деформирования

(сжатия), в результате чего возникают прочные связи между атомами (молекулами) соединяемых

деталей. В первом случае свариваемые кромки деталей расплавляют, металл перемешивается, при

последующем охлаждении происходит кристаллизация атомов металлов и образуется сварной шов.

Во втором случае сварку осуществляют сдавливанием свариваемых поверхностей, при котором

сварное соединение образуется за счет взаимного проникновения (диффузии) атомов одного мате-

риала в другой. Осуществление холодной сварки затрудняется необходимостью получения высоких

удельных давлений, сложностью обеспечения плотного контакта по всей свариваемой поверхности,

наличием на поверхности загрязнений, поэтому сварку давлением часто осуществляют также с пред-

варительным подогревом, повышающим пластичность материала.

Свариваются между собой однородные и разнородные металлы (например, сталь с медью,

медь с алюминием), металлы с неметаллами (керамикой, стеклом, керметами и т.д.) и пластмассы.

Все методы сварки можно классифицировать по физическим признакам, способу образования

сварного соединения, виду используемой энергии, степени автоматизации. ГОСТ 19521–74 опреде-

ляет три класса сварки: термический, механический и термомеханический.

К термичес кому классу относятся виды сварки плавлением, при которых металл кромок

свариваемых частей расплавляется, образуя сварочную ванну, и затем затвердевает с получением

сварного шва. Тепловая энергия, необходимая для этого, получается за счет преобразования элек-

трической или химической энергии. К этому классу относятся: дуговая, электрошлаковая, плазмен-

ная, электронно-лучевая, лазерная, газовая, термитная и др. виды сварки.

228

К механическому классу относятся те виды сварки, при которых определяющим факто-

ром является пластическое деформирование, возникающее под влиянием давления в поверхностных

слоях соединяемых частей. В результате сдавливания в зонах контакта дробятся и вытесняются ад-

сорбированные включения кислорода, азота, паров воды, загрязнений, происходит смятие выступов

и заполнение впадин от шероховатости поверхностей, сближение атомов до размеров атомных ра-

диусов, и образование, благодаря этому, сварного соединения. К механическому классу относятся:

холодная и ультразвуковая сварка, сварка взрывом, трением и др.

К термомеханичес кому классу относятся те виды сварки, при которых для образования

сварного соединения используют тепловую энергию и внешнее давление. К этому классу сварки от-

носятся: контактная, газопрессовая, диффузионная и другие виды сварки.

Основными видами сварных соединений, применяемых при изготовлении различных конст-

рукций, являются (рис. 7.1): а – стыковые, б – внахлестку, в – угловые, г – тавровые.

Рис. 7.1. Виды сварных соединений

Сварочные соединения широко применяются в промышленности, выбор технологии сварки

определяется видом применяемых материалов, требованиями к последующей эксплуатации изделия

и др. факторами. По виду энергии, используемой для нагрева материала, все методы сварки можно

разделить на шесть групп: 1) электрическая, 2) химическая, 3) механическая, 4) лучевая, 5) элек-

тромеханическая, 6) химико-механическая.

Развитие сварки привело к появлению новых ее видов, к расширению возможностей и облас-

ти ее применения. Новые виды сварки, вследствие высокой концентрации энергии и малой длитель-

229

ности процесса (сварка электронным лучом, взрывом, лазерная, ультразвуковая, холодная сварка),

характеризуются отсутствием реакций образования оксидов и других соединений от взаимодействия

свариваемых металлов с газами и флюсами, что обеспечивает более высокую прочность сварки и

возможность соединения таких материалов, которые не свариваются традиционными способами.

Наиболее широкое применение в промышленности получили следующие виды соединений:

электросварка (электродуговая, плазменная, электрошлаковая), электромеханическая (контактная,

диффузная) и газовая.

7.1.2. Электродуговая сварка. Электрическая дуговая сварка впервые была применена в

России. В 1882 г. русский изобретатель Н.Н. Бенардос впервые использовал электрическую дугу для

сварки металлов угольным электродом, а в 1888 г.

Н.Г. Славянов предложил способ дуговой сварки металлическим электродом. В зависимости от

способа включения в сварочную цепь основного и присадочного металла и характера воздействия на

них сварочной дуги различают следующие основные виды дуговой сварки: неплавящимся угольным

электродом или способ Бенардоса, плавящимся металлическим электродом или способ Славянова и

плавящимися металлическими электродами с использованием трехфазной дуги.

По способу Бенардоса (рис. 7.2, а) сварку производят графитовым электродом 3 с приса-

дочным металлом 2 или без него. Присадочный металл в цепь не включен и плавится от электриче-

ской дуги между электродом и деталью. Расплавленный металл заливает свариваемую поверхность

и образует шов. Этот способ применяется редко.

230

Рис. 7.2. Схемы основных видов дуговой сварки

По способу Славянова (рис. 7.2, б) применяется металлический электрод в виде проволоки

2. Между металлическим электродом и свариваемым металлом возбуждается дуга, она плавит оба

металла, расплавленный металл перемешивается и заполняет образовавшуюся при плавке ванноч-

ку. При ручной сварке пользуются электродами, покрытыми специальным составом – обмазкой. Об-

мазка обеспечивают устойчивость горения дуги, защиту и легирование металла, защищает металл от

окисления и насыщения азотом.

При сварке трехфазной дугой (рис. 7.2, в) к разным фазам трехфазного тока в сварочную

цепь включены два изолированных один от другого электрода 2 и свариваемое изделие 1. Дуга воз-

буждается между каждым электродом и изделием и между электродами, т.е. возникают три дуги. По

производительности сварка трехфазной дугой в два–три раза выше однофазной.

Электродуговая сварка возможна на постоянном и переменном токе (рис. 7.2, в). На постоян-

ном токе дуга более устойчива, но выше расход электроэнергии.

В качестве источника энергии при сварке постоянным током используется генератор тока и вы-

прямители, при сварке переменным током – сварочные трансформаторы напряжением 20–30 в.

Сварка в защитных газах. Сущность способа сварки в защитных газах состоит в том, что

для защиты расплавленного металла от вредного действия кислорода и азота воздуха в зону дуги,

горящей между электродом и свариваемым изделием, непрерывно подается струя защитного газа,

оттесняющего воздух от места сварки, или сварка происходит в герметичной камере, заполненной

защитным газом. В качестве защитных газов используют инертные газы – аргон или гелий, которые

не взаимодействуют с расплавленным металлом, и активные газы (углекислый газ, водород, азот,

пары воды), а также их смеси (аргон с кислородом, аргон с азотом и др.), взаимодействующие в неко-

торой степени с расплавленным металлом. Наибольшее применение получили аргон и углекислый

газ.