Caurules savieno dažādus ķīmisko rūpnīcu aparātus. Tos izmanto vielu pārsūtīšanai starp dažādiem sakariem. Projektā ir iekļautas vairākas atsevišķas caurules, kas ar savienojumu palīdzību veido vienotu cauruļvadu sistēmu.
Cauruļvadu sistēma
Cauruļvads - cilindrisku komponentu sistēma, kas savienota ar savienojošiem elementiem un tiek izmantota ķīmisko vielu un citu materiālu transportēšanai. Parasti ķīmiskajās rūpnīcās vielu transportēšanai izmanto pazemes cauruļvadus. Kas attiecas uz instalācijas autonomajām un izolētajām daļām, tās attiecas arī uz cauruļvadu sistēmu vai tīklu.
Autonomās cauruļvadu sistēmas konfigurācija var ietvert:
- Caurules.
- Savieno armatūra.
- Blīvējums, kas savieno divas noņemamas daļas.
Visi šie elementi tiek ražoti atsevišķi, pēc tam tie tiek savienoti kā vienota cauruļvadu sistēma. Turklāt cauruļvadi var būtaprīkots ar apkuri un nepieciešamo izolāciju no dažādiem materiāliem.
Cauruļu un to izgatavošanas materiālu izmēri tiek izvēlēti, pamatojoties uz procesa un atkāpšanās prasībām, kas noteiktas katrā atsevišķā gadījumā. Bet, lai standartizētu cauruļvadu izmērus, tie tika klasificēti un unificēti. Galvenais kritērijs ir pieļaujamais spiediens, pie kura ir iespējama un droša cauruļvada darbība.
Nominālais diametrs
Nominālais diametrs ir parametrs, ko izmanto cauruļvadu sistēmās kā veiktspējas faktoru, kas izlīdzina daļas, piemēram, caurules, vārstus, veidgabalus hidraulisko cauruļvadu aprēķinos.
Nominālais diametrs - tilpuma vērtība, skaitliski vienāda ar konstrukcijas iekšējo diametru. Nominālā iekšējā diametra piemērs: DN 125.
Nominālais iekšējais diametrs rasējumos nav norādīts un neaizstāj faktiskos caurules diametrus. Tas aptuveni atbilst skaidrajam diametram noteiktām cauruļvada sekcijām hidrauliskajā aprēķinā. Ja ir norādīti skaitliski nominālie diametri, tie tiek izvēlēti, lai palielinātu cauruļvada jaudu līdz pat 40% no viena nominālā diametra uz nākamo.
Nominālie diametri ir iestatīti, lai izvairītos no problēmām ar detaļu savstarpēju izlīdzināšanu, aprēķinot hidrauliskos zudumus cauruļvadā. Nosakot nominālodiametrs, pamatojoties uz šo vērtību, tiek izvēlēts indikators, kas ir pēc iespējas tuvāks caurules diametram.
Nominālais spiediens
Nominālais spiediens ir vērtība, kas atbilst maksimālajam sūknējamās vides spiedienam pie 20 °C, kas nodrošina ilgstošu cauruļvada darbību ar norādītajiem izmēriem. Nominālais spiediens - bezizmēra vērtība - ir kalibrēts, pamatojoties uz uzkrāto ekspluatācijas pieredzi.
Nominālais spiediens cauruļvadam, aprēķinot hidrauliskos zudumus, tiek izvēlēts, pamatojoties uz spiedienu, kas tajā rodas darbības laikā, izvēloties lielāko vērtību. Turklāt veidgabaliem un vārstiem arī jāatbilst vienādam spiediena līmenim sistēmā. Caurules sienas biezums tiek aprēķināts, pamatojoties uz nominālo spiedienu, un tas nodrošina, ka caurule var darboties ar spiedienu, kas vienāds ar nominālo spiedienu.
Pieļaujamais darba pārspiediens
Nominālais spiediens ir spēkā tikai 20°C darba temperatūrā. Temperatūrai paaugstinoties, caurules slodze samazinās. Tajā pašā laikā tiek attiecīgi samazināts pieļaujamais pārspiediens. Šī vērtība norāda maksimālo pārspiedienu, kas var būt cauruļvadu sistēmā, kad darba temperatūras vērtība palielinās, aprēķinot cauruļvada hidraulisko pretestību.
No kā sastāv cauruļvadi?
Izvēloties materiālus cauruļvadu sistēmu ražošanai, tiek ņemtas vērā īpašības, piemēram, transportējamās vides parametricaur cauruļvadu, un iepriekšējais darba spiediens šajā sistēmā. Apkures cauruļvadu hidrauliskajā aprēķinos jāņem vērā arī iekšējās vides korozīvās ietekmes iespēja uz sienas materiālu.
Lielākā daļa cauruļvadu sistēmu ir izgatavotas no tērauda. Pelēkā čuguna vai neleģēta konstrukcija tiek izmantota cauruļvadiem, kur nav lielas mehāniskās slodzes vai korozijas.
Apkures cauruļvadu hidrauliskajā aprēķinā pie augsta darba spiediena un bez slodzēm ar aktīvu korozijas efektu tiek izmantots cauruļvads, kas izgatavots no uzlabotiem tērauda lējumiem.
Ja vidējā izturība pret koroziju ir augsta vai produkta tīrība ir stingra, cauruļvadi ir izgatavoti no nerūsējošā tērauda.
Ja cauruļvadu sistēmai ir jāiztur jūras ūdens ietekme, tās ražošanai tiek izmantoti vara-niķeļa sakausējumi. Tiek izmantoti arī alumīnija sakausējumi un metāli, piemēram, tantals vai cirkonijs.
Dažādu veidu plastmasu bieži izmanto kā cauruļu materiālus spiediena cauruļvadu hidrauliskajā projektēšanā, jo tā ir augsta izturība pret koroziju, mazs svars un ērta apstrāde. Šis materiāls ir piemērots notekūdeņu cauruļvadiem.
Cauruļvadu elementi
Plastmasas caurules ir piemērotas metināšanai un tiek projektētas uz vietas. Šādi materiāli ir tērauds, alumīnijs, termoplasts, varš. Lai izveidotu tiešu savienojumucauruļu sekcijas, tiek izmantoti speciāli izgatavoti formas elementi, piemēram, sadalītāji un diametra reduktori. Šādi veidgabali ir iekļauti jebkurā cauruļvadu sistēmā.
Atsevišķu detaļu un veidgabalu montāžai tiek izmantoti īpaši savienojumi. Tos izmanto arī, lai cauruļvadam pievienotu nepieciešamos vārstus un aparātus.
Savienojošie elementi tiek atlasīti atkarībā no šādiem parametriem:
- Cauruļu un veidgabalu ražošanā izmantotie materiāli. Galvenais izvēles kritērijs ir spēja metināt.
- Darba apstākļi: zems vai augsts spiediens un zema vai augsta temperatūra.
- Ražošanas prasības cauruļvadu sistēmai: fiksēti vai noņemami savienojumi cauruļvadu sistēmā.
Cauruļu lineāra izplešanās un tās kompensācija
Priekšmetu ģeometrisko formu var mainīt gan ar spēku, gan mainot to temperatūru. Šīs fizikālās parādības izraisa cauruļvada lineāru izplešanos vai saraušanos uzstādīšanas posmā bez triecieniem un bez termiskās ietekmes, negatīvi ietekmējot tā funkcionālos raksturlielumus, veicot apkopi spiediena un temperatūras dēļ.
Kad kompensācijai nav nepieciešama izplešanās, notiek cauruļvadu sistēmas deformācija. Tas var sabojāt atloku blīves un cauruļu savienojumus.
Lineārā termiskā izplešanās
Aprēķinot hidrauliskoCauruļvada un uzstādīšanas pretestībā jāņem vērā iespējamās garuma izmaiņas temperatūras paaugstināšanās vai tā sauktās termiskās lineārās izplešanās dēļ. Šī vērtība ir vienāda ar 1 m garu cauruļu lineārās izplešanās vērtību ar temperatūras pieaugumu par 1 °C.
Cauruļvadu hidrauliskā aprēķina piemērs: Q=(Πd²/4) w
Cauruļu izolācija
Kad augstas temperatūras vide tiek transportēta pa cauruļvadu, tai jābūt izolētai, lai izvairītos no siltuma zudumiem. Ja zemas temperatūras vide tiek transportēta pa cauruļvadu, tiek izmantota izolācija, lai novērstu tās sasilšanu. Šādos gadījumos izolāciju veic, izmantojot īpašus izolācijas materiālus, kas aptīti ap caurulēm.
Parasti tiek izmantoti šādi materiāli:
- Zemā temperatūrā līdz 100 °C - stingras putas (polistirols vai poliuretāns).
- Vidējā temperatūrā ap 600°C - apvalku vai minerālšķiedru, piemēram, akmens vates vai stikla filca, veidā.
- Augstajā temperatūrā ap 1200 °C - keramikas šķiedra (alumīnija silikāts).
Caurules, kuru nominālais iekšējais diametrs ir mazāks par DN 80 un izolācijas slāņa biezums ir mazāks par 50 mm, parasti izolē ar izolējošiem formētiem elementiem. Šim nolūkam ap cauruli aptin divus apvalkus un nostiprina ar metāla lenti, un pēc tam aizver ar skārda apvalku.
Nomogramma cauruļvadu hidrauliskajam aprēķinam
Cauruļvadi ar nomināloiekšējie diametri virs DN 80 jāaprīko ar siltumizolāciju ar apakšējo apvalku. Šādā apvalkā ir savilkšanas gredzeni, skavas un metāla oderējums, kas izgatavots no cinkota vieglā tērauda vai nerūsējošā tērauda loksnes. Telpa starp cauruļvadu un metāla korpusu ir piepildīta ar izolācijas materiālu.
Izolācijas biezums tiek aprēķināts, nosakot ražošanas izmaksas un zudumus, kas rodas siltuma zuduma dēļ, un svārstās no 50 līdz 250 mm.
Tabula cauruļvadu hidrauliskajiem aprēķiniem
Pareiza cauruļvadu sistēmas izolācijas izvēle atrisina daudzas problēmas, piemēram:
- Izvairieties no pēkšņas apkārtējās vides temperatūras pazemināšanās un tādējādi ietaupiet enerģiju.
- Novērst temperatūras pazemināšanos gāzes pārvades sistēmās zem rasas punkta, kas novērš kondensāta veidošanos un var radīt nopietnus bojājumus.
- Izvairīšanās no kondensāta emisijām tvaika līnijās.
Piemērs:
| Materiāls | Kustības ātrums, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Šķidrums | Spontanitāte: | ||
| Viskoza viela | 0, 1–0, 5 | ||
| Zemas viskozitātes komponenti | 0, 5–1 | ||
| Sūknis: | |||
| Iesūkšana | 0, 8–2 | ||
| Injekcija | 1, 5–3 | ||
Siltumaizolācija jāuzliek visā cauruļvadu sistēmas garumā. Atloku savienojumiem un vārstiem jābūt aprīkotiem ar veidotiem izolācijas elementiem. Tie nodrošina netraucētu piekļuvi pieslēguma punktiem bez nepieciešamības noņemt izolācijas materiālu no visas cauruļvadu sistēmas gadījumā, ja plīst gaisa blīvējums.
