Тръбите свързват различни апарати на химически заводи. Те се използват за прехвърляне на вещества между различни комуникации. Дизайнът включва няколко отделни тръби, които с помощта на връзки образуват единна тръбопроводна система.
Тръбна система
Тръбопровод - система от цилиндрични компоненти, свързани чрез свързващи елементи и използвани за транспортиране на химикали и други материали. По правило подземните тръбопроводи се използват в химически заводи за транспортиране на вещества. Що се отнася до автономните и изолирани части на инсталацията, те се отнасят и за тръбопроводната система или мрежа.
Конфигурацията на автономна тръбопроводна система може да включва:
- тръби.
- Свързващи фитинги.
- Уплътнение, свързващо две подвижни секции.
Всички тези елементи се произвеждат поотделно, след което се свързват като една тръбопроводна система. Освен това тръбопроводите могат да бъдатоборудвано с отопление и необходимата изолация от различни материали.
Размерът на тръбите и материалите за тяхното производство се избира въз основа на изискванията на процеса и оставката, установени във всеки отделен случай. Но за да се стандартизират размерите на тръбопроводите, те бяха класифицирани и унифицирани. Основният критерий е допустимото налягане, при което работата на тръбопровода е възможна и безопасна.
Номинален диаметър
Номиналният диаметър е параметър, използван в тръбопроводните системи като коефициент на производителност, който подравнява части като тръби, клапани, фитинги при изчисления на хидравличните тръбопроводи.
Номинален диаметър - обемна стойност, числено равна на вътрешния диаметър на конструкцията. Пример за номинален вътрешен диаметър: DN 125.
Номиналният вътрешен диаметър не е отбелязан на чертежите и не замества действителните диаметри на тръбите. Приблизително съответства на чист диаметър за определени участъци от тръбопровода в хидравличното изчисление. Ако се предполагат цифрови номинални диаметри, те се избират да увеличат капацитета на тръбопровода с до 40% от един номинален диаметър до следващия.
Номиналните диаметри са зададени, за да се избегнат проблеми с взаимното подравняване на частите при изчисляване на хидравличните загуби в тръбопровода. При определяне на номиналадиаметър, въз основа на тази стойност, се избира индикатор, който е възможно най-близък до диаметъра на тръбата.
Номинално налягане
Номинално налягане е стойността, съответстваща на максималното налягане на изпомпваната среда при 20 °C, което осигурява дълготрайна работа на тръбопровода с посочените размери. Номиналното налягане - безразмерна стойност - е калибрирано въз основа на натрупания експлоатационен опит.
Номиналното налягане за тръбопровода при изчисляване на хидравличните загуби се избира въз основа на налягането, създадено в него по време на работа, като се избира най-голямата стойност. В допълнение, фитингите и клапаните също трябва да отговарят на същото ниво на налягане в системата. Дебелината на стената на тръбата се изчислява въз основа на номиналното налягане и гарантира, че тръбата може да работи при налягане, равно на номиналното налягане.
Допустимо работно свръхналягане
Номиналното налягане се прилага само при работна температура 20°C. С повишаване на температурата натоварването на тръбата намалява. В същото време допустимото свръхналягане съответно се намалява. Тази стойност показва максималното свръхналягане, което може да бъде в тръбопроводната система, когато стойността на работната температура се увеличи при изчисляване на хидравличното съпротивление на тръбопровода.
От какво са направени тръбопроводите?
При избора на материали за производството на тръбопроводни системи се вземат предвид характеристиките, като параметрите на средата, която ще се транспортирапрез тръбопровода и предварителното работно налягане в тази система. Възможността за корозивно въздействие на вътрешната среда върху материала на стената също трябва да се вземе предвид при хидравличното изчисление на отоплителните тръбопроводи.
Повечето тръбопроводни системи са направени от стомана. Сив чугун или нелегиран дизайн се използват за тръбопроводи, където няма високи механични натоварвания или корозивни ефекти.
При хидравличното изчисление на отоплителните тръбопроводи при високо работно налягане и отсъствие на натоварвания с активен ефект на корозия се използва тръбопровод от подобрени стоманени отливки.
Когато средната устойчивост на корозия е висока или чистотата на продукта е строга, тръбопроводите са изработени от неръждаема стомана.
Ако тръбопроводната система трябва да издържи на въздействието на морска вода, за нейното производство се използват медно-никелови сплави. Използват се също алуминиеви сплави и метали като тантал или цирконий.
Различни видове пластмаси често се използват като тръбни материали в хидравличното проектиране на тръбопроводи под налягане поради високата си устойчивост на корозия, ниско тегло и лекота на обработка. Този материал е подходящ за канализационни тръбопроводи.
Тръбни елементи
Пластмасовите тръби са подходящи за заваряване и се проектират на място. Такива материали включват стомана, алуминий, термопласт, мед. За директно свързванесе използват секции от тръби, специално изработени профилни елементи, например сплитери и редуктори на диаметър. Такива фитинги са включени във всяка тръбопроводна система.
Използват се специални връзки за монтиране на отделни части и фитинги. Използват се и за свързване на необходимите клапани и апарати към тръбопровода.
Свързващите елементи се избират в зависимост от следните параметри:
- Материали, използвани за производството на тръби и фитинги. Основният критерий за избор е способността за заваряване.
- Условия на работа: ниско или високо налягане и ниска или висока температура.
- Изискване за производство за тръбопроводна система: фиксирани или подвижни връзки в тръбопроводната система.
Линейно разширение на тръбите и неговата компенсация
Геометричната форма на обектите може да се променя както чрез действие на сила, така и чрез промяна на тяхната температура. Тези физически явления карат тръбопровода да претърпи известно линейно разширение или свиване по време на фазата на монтаж при условия без удари и без термично въздействие, което се отразява негативно на неговите функционални характеристики, когато се обслужва поради налягане и температура..
Когато не е необходимо разширение за компенсиране, възниква деформация на тръбопроводната система. Това може да повреди уплътненията на фланците и тръбните връзки.
Термично линейно разширение
При изчисляване на хидравликатаСъпротивлението на тръбопровода и инсталацията трябва да отчита потенциалната промяна в дължината поради повишаване на температурата или така нареченото термично линейно разширение. Тази стойност е равна на стойността на линейното разширение на тръби с дължина 1 m с повишаване на температурата с 1 °C.
Пример за хидравлично изчисляване на тръбопроводи: Q=(Πd²/4) w
Изолация на тръби
Когато високотемпературна среда се транспортира през тръбопровод, тя трябва да бъде изолирана, за да се избегне загубата на топлина. Ако нискотемпературна среда се транспортира през тръбопровод, се използва изолация, за да се предотврати нагряване. В такива случаи изолацията се извършва със специални изолационни материали, увити около тръбите.
Обикновено се използват следните материали:
- При ниски температури до 100 °C - твърда пяна (полистирол или полиуретан).
- При средни температури около 600°C - под формата на обвивки или минерални влакна като каменна вата или стъклен филц.
- При високи температури около 1200 °C - керамични влакна (алуминиев силикат).
Тръбите с номинален вътрешен диаметър под DN 80 и дебелина на изолационния слой по-малка от 50 mm обикновено се изолират с изолационни формовани елементи. За тази цел две черупки се увиват около тръбата и се закрепват с метална лента, след което се затварят с калай.
Номограма за хидравлично изчисляване на тръбопроводи
Тръбопроводи с номиналвътрешни диаметри над DN 80 трябва да бъдат оборудвани с топлоизолация с долна обвивка. Такава обвивка съдържа затягащи пръстени, скоби и метална облицовка, изработена от поцинкована мека стомана или лист от неръждаема стомана. Пространството между тръбопровода и металната кутия е запълнено с изолационен материал.
Дебелината на изолацията се изчислява като определяне на производствените разходи и загубите, възникващи поради загуба на топлина, и варира от 50 до 250 mm.
Таблица за хидравлично изчисляване на тръбопроводи
Правилният избор на изолация на тръбната система решава множество проблеми като:
- Избягвайте внезапно спадане на температурата на околната среда и пестете енергия като резултат.
- Предотвратяване на падането на температурите в газопреносните системи под точката на оросяване, което предотвратява образуването на конденз и може да причини сериозни щети.
- Избягване на емисиите на кондензат в паропроводите.
Пример:
| Материал | Скорост на движение, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Течност | Спонтанност: | ||
| Вискозна субстанция | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Компоненти с нисък вискозитет | 0, 5 – 1 | ||
| Помпа: | |||
| Всмукване | 0, 8 – 2 | ||
| Инжекция | 1, 5 – 3 | ||
Термичентрябва да се постави изолация по цялата дължина на тръбопроводната система. Фланцовите връзки и клапаните трябва да бъдат снабдени с формовани изолационни елементи. Те осигуряват безпрепятствен достъп до точките на свързване без необходимост от премахване на изолационния материал от цялата тръбопроводна система в случай, че въздушното уплътнение се счупи.
