Σωλήνες συνδέουν διάφορες συσκευές χημικών εγκαταστάσεων. Χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ουσιών μεταξύ διαφορετικών επικοινωνιών. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει αρκετούς ξεχωριστούς σωλήνες, οι οποίοι, με τη βοήθεια συνδέσεων, σχηματίζουν ένα ενιαίο σύστημα σωληνώσεων.
Σύστημα σωληνώσεων
Pipeline - ένα σύστημα κυλινδρικών εξαρτημάτων που συνδέονται με συνδετικά στοιχεία και χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά χημικών και άλλων υλικών. Κατά κανόνα, υπόγειοι αγωγοί χρησιμοποιούνται σε χημικά εργοστάσια για τη μεταφορά ουσιών. Όσο για τα αυτόνομα και απομονωμένα μέρη της εγκατάστασης, ισχύουν και για το σύστημα σωληνώσεων ή το δίκτυο.
Η αυτόνομη διαμόρφωση συστήματος σωληνώσεων μπορεί να περιλαμβάνει:
- Σωλήνες.
- Σύνδεση εξαρτημάτων.
- Σφραγίδα που συνδέει δύο αφαιρούμενα τμήματα.
Όλα αυτά τα στοιχεία παράγονται μεμονωμένα και μετά συνδέονται ως ενιαίο σύστημα σωληνώσεων. Επιπλέον, οι αγωγοί μπορούν να είναιεξοπλισμένο με θέρμανση και την απαραίτητη μόνωση σε διάφορα υλικά.
Το μέγεθος των σωλήνων και των υλικών για την κατασκευή τους επιλέγεται με βάση τις απαιτήσεις της διαδικασίας και της παραίτησης που καθορίζονται σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση. Αλλά για να τυποποιηθούν οι διαστάσεις των αγωγών, ταξινομήθηκαν και ενοποιήθηκαν. Το βασικό κριτήριο είναι η επιτρεπόμενη πίεση στην οποία η λειτουργία του αγωγού είναι δυνατή και ασφαλής.
Ονομαστική διάμετρος
Ονομαστική διάμετρος είναι μια παράμετρος που χρησιμοποιείται στα συστήματα σωληνώσεων ως παράγοντας απόδοσης που ευθυγραμμίζει μέρη όπως σωλήνες, βαλβίδες, εξαρτήματα στους υπολογισμούς υδραυλικών σωληνώσεων.
Ονομαστική διάμετρος - ογκομετρική τιμή, αριθμητικά ίση με την εσωτερική διάμετρο της κατασκευής. Παράδειγμα ονομαστικής εσωτερικής διαμέτρου: DN 125.
Η ονομαστική εσωτερική διάμετρος δεν επισημαίνεται στα σχέδια και δεν αντικαθιστά τις πραγματικές διαμέτρους σωλήνων. Αντιστοιχεί περίπου σε καθαρή διάμετρο για ορισμένα τμήματα του αγωγού στον υδραυλικό υπολογισμό. Εάν υπονοούνται αριθμητικές ονομαστικές διάμετροι, επιλέγονται για να αυξηθεί η χωρητικότητα του αγωγού έως και 40% από τη μία ονομαστική διάμετρο στην επόμενη.
Οι ονομαστικές διάμετροι έχουν ρυθμιστεί για την αποφυγή προβλημάτων με την αμοιβαία ευθυγράμμιση των εξαρτημάτων κατά τον υπολογισμό των υδραυλικών απωλειών στον αγωγό. Κατά τον προσδιορισμό της ονομαστικήςδιάμετρος, με βάση αυτή την τιμή, επιλέγεται ένας δείκτης όσο το δυνατόν πιο κοντά στη διάμετρο του σωλήνα.
Ονομαστική πίεση
Ονομαστική πίεση είναι η τιμή που αντιστοιχεί στη μέγιστη πίεση του αντλούμενου μέσου στους 20 °C, η οποία εξασφαλίζει μακροχρόνια λειτουργία του αγωγού με τις καθορισμένες διαστάσεις. Η ονομαστική πίεση - μια αδιάστατη τιμή - έχει βαθμονομηθεί με βάση τη συσσωρευμένη εμπειρία λειτουργίας.
Η ονομαστική πίεση για τον αγωγό κατά τον υπολογισμό των υδραυλικών απωλειών επιλέγεται με βάση την πίεση που δημιουργείται σε αυτόν κατά τη λειτουργία επιλέγοντας τη μεγαλύτερη τιμή. Επιπλέον, τα εξαρτήματα και οι βαλβίδες πρέπει επίσης να αντιστοιχούν στο ίδιο επίπεδο πίεσης στο σύστημα. Το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα υπολογίζεται με βάση την ονομαστική πίεση και διασφαλίζει ότι ο σωλήνας μπορεί να λειτουργεί σε πίεση ίση με την ονομαστική πίεση.
Επιτρεπόμενη υπερπίεση λειτουργίας
Η ονομαστική πίεση εφαρμόζεται μόνο σε θερμοκρασία λειτουργίας 20°C. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το φορτίο στον σωλήνα μειώνεται. Ταυτόχρονα μειώνεται αντίστοιχα και η επιτρεπόμενη υπερπίεση. Αυτή η τιμή υποδεικνύει τη μέγιστη υπερπίεση που μπορεί να υπάρχει στο σύστημα σωληνώσεων όταν η τιμή θερμοκρασίας λειτουργίας αυξάνεται κατά τον υπολογισμό της υδραυλικής αντίστασης του αγωγού.
Από τι αποτελούνται οι αγωγοί;
Κατά την επιλογή υλικών για την κατασκευή συστημάτων σωληνώσεων, λαμβάνονται υπόψη χαρακτηριστικά, όπως οι παράμετροι του προς μεταφορά μέσουμέσω του αγωγού και την προκαταρκτική πίεση λειτουργίας σε αυτό το σύστημα. Η πιθανότητα διαβρωτικής επίδρασης του εσωτερικού περιβάλλοντος στο υλικό του τοίχου θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη στον υδραυλικό υπολογισμό των σωληνώσεων θέρμανσης.
Τα περισσότερα συστήματα σωληνώσεων είναι κατασκευασμένα από χάλυβα. Γκρι χυτοσίδηρος ή σχέδια χωρίς κράμα χρησιμοποιούνται για σωληνώσεις όπου δεν υπάρχουν υψηλά μηχανικά φορτία ή διαβρωτικές επιδράσεις.
Στον υδραυλικό υπολογισμό αγωγών θέρμανσης σε υψηλή πίεση λειτουργίας και απουσία φορτίων με ενεργό επίδραση διάβρωσης, χρησιμοποιείται αγωγός από βελτιωμένα χυτά χάλυβα.
Όταν η μέση αντοχή στη διάβρωση είναι υψηλή ή η καθαρότητα του προϊόντος είναι αυστηρή, οι σωληνώσεις είναι κατασκευασμένες από ανοξείδωτο χάλυβα.
Εάν το σύστημα αγωγών πρέπει να αντέχει την επίδραση του θαλασσινού νερού, χρησιμοποιούνται κράματα χαλκού-νικελίου για την παραγωγή του. Χρησιμοποιούνται επίσης κράματα αλουμινίου και μέταλλα όπως το ταντάλιο ή το ζιρκόνιο.
Διάφοροι τύποι πλαστικών χρησιμοποιούνται συχνά ως υλικά σωληνώσεων στον υδραυλικό σχεδιασμό αγωγών πίεσης λόγω της υψηλής αντοχής στη διάβρωση, του χαμηλού βάρους και της ευκολίας επεξεργασίας. Αυτό το υλικό είναι κατάλληλο για αγωγούς λυμάτων.
Στοιχεία σωληνώσεων
Οι πλαστικοί σωλήνες είναι κατάλληλοι για συγκόλληση και σχεδιάζονται επί τόπου. Τέτοια υλικά περιλαμβάνουν χάλυβα, αλουμίνιο, θερμοπλαστικό, χαλκό. Για απευθείας σύνδεσηχρησιμοποιούνται τμήματα σωλήνων, ειδικά κατασκευασμένα διαμορφωμένα στοιχεία, για παράδειγμα, διαχωριστές και μειωτήρες διαμέτρου. Τέτοια εξαρτήματα περιλαμβάνονται σε οποιοδήποτε σύστημα σωληνώσεων.
Ειδικές συνδέσεις χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση μεμονωμένων εξαρτημάτων και εξαρτημάτων. Χρησιμοποιούνται επίσης για τη σύνδεση των απαραίτητων βαλβίδων και συσκευών στον αγωγό.
Τα στοιχεία σύνδεσης επιλέγονται ανάλογα με τις ακόλουθες παραμέτρους:
- Υλικά που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή σωλήνων και εξαρτημάτων. Το κύριο κριτήριο επιλογής είναι η ικανότητα συγκόλλησης.
- Συνθήκες εργασίας: χαμηλή ή υψηλή πίεση και χαμηλή ή υψηλή θερμοκρασία.
- Απαίτηση κατασκευής για σύστημα σωληνώσεων: σταθερές ή αφαιρούμενες συνδέσεις στο σύστημα σωληνώσεων.
Γραμμική διαστολή σωλήνων και αντιστάθμισή της
Το γεωμετρικό σχήμα των αντικειμένων μπορεί να αλλάξει τόσο με δράση δύναμης όσο και με αλλαγή της θερμοκρασίας τους. Αυτά τα φυσικά φαινόμενα προκαλούν στον αγωγό να υποστεί κάποια γραμμική διαστολή ή συστολή κατά τη φάση εγκατάστασης υπό συνθήκες χωρίς κραδασμούς και χωρίς θερμική επίδραση, επηρεάζοντας αρνητικά τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του, όταν συντηρείται λόγω πίεσης και θερμοκρασίας.
Όταν δεν απαιτείται διαστολή για αντιστάθμιση, εμφανίζεται παραμόρφωση του συστήματος σωληνώσεων. Κάτι τέτοιο μπορεί να προκαλέσει ζημιά στις στεγανοποιήσεις φλάντζας και τις συνδέσεις σωλήνων.
Θερμική γραμμική διαστολή
Κατά τον υπολογισμό του υδραυλικούΗ αντίσταση του αγωγού και της εγκατάστασης πρέπει να λαμβάνει υπόψη την πιθανή μεταβολή του μήκους λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας ή της λεγόμενης θερμικής γραμμικής διαστολής. Αυτή η τιμή είναι ίση με την τιμή της γραμμικής διαστολής σωλήνων μήκους 1 m με αύξηση θερμοκρασίας 1 °C.
Παράδειγμα υδραυλικού υπολογισμού αγωγών: Q=(Πd²/4) w
Μόνωση σωλήνων
Όταν ένα υλικό υψηλής θερμοκρασίας μεταφέρεται μέσω αγωγού, θα πρέπει να μονώνεται για να αποφευχθεί η απώλεια θερμότητας. Εάν ένα μέσο χαμηλής θερμοκρασίας μεταφέρεται μέσω αγωγού, χρησιμοποιείται μόνωση για να αποτραπεί η θέρμανση του. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η μόνωση γίνεται χρησιμοποιώντας ειδικά μονωτικά υλικά τυλιγμένα γύρω από τους σωλήνες.
Συνήθως, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα υλικά:
- Σε χαμηλές θερμοκρασίες έως 100 °C - άκαμπτος αφρός (πολυστυρένιο ή πολυουρεθάνη).
- Σε μέσες θερμοκρασίες γύρω στους 600°C - με τη μορφή θηκών ή ορυκτών ινών όπως πετροβάμβακα ή γυάλινη τσόχα.
- Σε υψηλές θερμοκρασίες περίπου 1200 °C - κεραμικές ίνες (πυριτικό αλουμίνιο).
Σωλήνες με ονομαστική εσωτερική διάμετρο κάτω από DN 80 και πάχος μονωτικού στρώματος μικρότερο από 50 mm συνήθως μονώνονται με μονωτικά χυτά στοιχεία. Για το σκοπό αυτό, δύο κελύφη τυλίγονται γύρω από τον σωλήνα και στερεώνονται με μεταλλική ταινία και στη συνέχεια κλείνονται με μια θήκη από κασσίτερο.
Ονομόγραμμα για υδραυλικό υπολογισμό αγωγών
Αγωγοί με ονομαστικήΟι εσωτερικές διάμετροι πάνω από το DN 80 πρέπει να είναι εξοπλισμένες με θερμομόνωση με κέλυφος πυθμένα. Ένα τέτοιο περίβλημα περιέχει δακτυλίους σύσφιξης, συνδετήρες και μεταλλική επένδυση από γαλβανισμένο μαλακό χάλυβα ή φύλλο ανοξείδωτου χάλυβα. Ο χώρος μεταξύ του αγωγού και της μεταλλικής θήκης είναι γεμάτος με μονωτικό υλικό.
Το πάχος της μόνωσης υπολογίζεται ως προσδιορισμός του κόστους παραγωγής και των απωλειών που προκύπτουν λόγω απώλειας θερμότητας και κυμαίνεται από 50 έως 250 mm.
Πίνακας για υδραυλικό υπολογισμό αγωγών
Η σωστή επιλογή μόνωσης συστήματος σωληνώσεων επιλύει πολλά προβλήματα όπως:
- Αποφύγετε την απότομη πτώση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και εξοικονομήστε ενέργεια ως αποτέλεσμα.
- Αποτροπή πτώσης της θερμοκρασίας στα συστήματα μεταφοράς αερίου κάτω από το σημείο δρόσου, γεγονός που αποτρέπει το σχηματισμό συμπύκνωσης και μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ζημιά.
- Αποφυγή εκπομπών συμπυκνωμάτων στις γραμμές ατμού.
Παράδειγμα:
| Υλικό | Ταχύτητα κίνησης, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Υγρό | Αυθορμητισμός: | ||
| Παχύρρευστη ουσία | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Στοιχεία χαμηλού ιξώδους | 0, 5 – 1 | ||
| Αντλία: | |||
| Αναρρόφηση | 0, 8 – 2 | ||
| Ένεση | 1, 5 – 3 | ||
ΘερμικόΗ μόνωση πρέπει να εφαρμόζεται σε όλο το μήκος του συστήματος σωληνώσεων. Οι συνδέσεις με φλάντζα και οι βαλβίδες πρέπει να είναι εφοδιασμένες με χυτευμένα μονωτικά στοιχεία. Παρέχουν ανεμπόδιστη πρόσβαση στα σημεία σύνδεσης χωρίς την ανάγκη αφαίρεσης του μονωτικού υλικού από ολόκληρο το σύστημα σωληνώσεων σε περίπτωση που σπάσει τσιμούχα αέρα.
