لوله ها دستگاه های مختلف کارخانه های شیمیایی را به هم متصل می کنند. آنها برای انتقال مواد بین ارتباطات مختلف استفاده می شوند. این طرح شامل چندین لوله مجزا است که با کمک اتصالات، یک سیستم خط لوله واحد را تشکیل می دهند.
سیستم لوله کشی
Pipeline - سیستمی از اجزای استوانه ای شکل که توسط عناصر اتصال به هم متصل شده و برای حمل مواد شیمیایی و سایر مواد استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، خطوط لوله زیرزمینی در کارخانه های شیمیایی برای انتقال مواد استفاده می شود. همانطور که برای بخش های مستقل و ایزوله نصب، آنها همچنین برای سیستم لوله کشی یا شبکه اعمال می شوند.
پیکربندی سیستم لوله کشی خودکار ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- لوله.
- اتصالات اتصال.
- مهر و موم اتصال دو بخش قابل جابجایی.
همه این عناصر به صورت جداگانه تولید می شوند و پس از آن به عنوان یک سیستم خط لوله واحد به هم متصل می شوند. علاوه بر این، خطوط لوله می تواند باشدمجهز به گرمایش و عایق های لازم در مواد مختلف.
اندازه لوله ها و مواد برای ساخت آنها بر اساس الزامات فرآیند و استعفای تعیین شده در هر مورد جداگانه انتخاب می شود. اما برای استانداردسازی ابعاد خطوط لوله، آنها را طبقه بندی و یکپارچه کردند. معیار کلیدی فشار مجاز است که در آن عملیات خط لوله ممکن و ایمن باشد.
قطر اسمی
قطر اسمی پارامتری است که در سیستم های لوله کشی به عنوان ضریب عملکردی استفاده می شود که قطعاتی مانند لوله ها، شیرها، اتصالات را در محاسبات لوله کشی هیدرولیک تراز می کند.
قطر اسمی - مقدار حجمی، عددی برابر با قطر داخلی سازه است. نمونه ای از قطر داخلی اسمی: DN 125.
قطر داخلی اسمی روی نقشه ها مشخص نشده است و جایگزین قطرهای واقعی لوله نمی شود. تقریباً در محاسبه هیدرولیک مربوط به قطر واضح برای بخش های خاصی از خط لوله است. اگر قطرهای اسمی عددی ذکر شود، آنها برای افزایش ظرفیت خط لوله تا 40٪ از یک قطر اسمی به قطر دیگر انتخاب می شوند.
قطرهای اسمی برای جلوگیری از مشکلات مربوط به تراز متقابل قطعات هنگام محاسبه تلفات هیدرولیکی در خط لوله تنظیم شده است. هنگام تعیین اسمیقطر، بر اساس این مقدار، شاخصی انتخاب می شود که تا حد امکان به قطر لوله نزدیک باشد.
فشار اسمی
فشار اسمی مقدار مربوط به حداکثر فشار محیط پمپ شده در 20 درجه سانتیگراد است که عملکرد طولانی مدت خط لوله را با ابعاد مشخص شده تضمین می کند. فشار اسمی - یک مقدار بدون بعد - بر اساس تجربه عملیاتی انباشته کالیبره شده است.
فشار اسمی خط لوله هنگام محاسبه تلفات هیدرولیکی بر اساس فشار ایجاد شده در آن در حین کار با انتخاب بزرگترین مقدار انتخاب می شود. علاوه بر این، اتصالات و شیرها نیز باید با همان سطح فشار در سیستم مطابقت داشته باشند. ضخامت دیواره لوله بر اساس فشار اسمی محاسبه می شود و تضمین می کند که لوله می تواند در فشاری برابر با فشار اسمی کار کند.
فشار اضافی کارکرد مجاز
فشار اسمی فقط در دمای عملیاتی 20 درجه سانتیگراد اعمال می شود. با افزایش دما، بار روی لوله کاهش می یابد. در همان زمان، فشار بیش از حد مجاز به ترتیب کاهش می یابد. این مقدار نشان دهنده حداکثر فشار بیش از حدی است که می تواند در سیستم خط لوله زمانی که مقدار دمای عملیاتی هنگام محاسبه مقاومت هیدرولیکی خط لوله افزایش می یابد.
خطوط لوله از چه ساخته شده اند؟
هنگام انتخاب مواد برای ساخت سیستم‌های لوله‌کشی، ویژگی‌هایی از جمله پارامترهای محیطی که قرار است حمل شود در نظر گرفته می‌شود.از طریق خط لوله و فشار کاری اولیه در این سیستم. در محاسبه هیدرولیکی خطوط لوله گرمایش نیز باید احتمال اثر خورنده محیط داخلی بر روی مصالح دیوار را در نظر گرفت.
اکثر سیستم های لوله کشی از فولاد ساخته می شوند. چدن خاکستری یا طرح های بدون آلیاژ برای لوله کشی در جایی که بار مکانیکی بالا یا اثرات خورنده وجود ندارد استفاده می شود.
در محاسبات هیدرولیکی خطوط لوله گرمایش در فشار کاری بالا و عدم وجود بارهای با اثر فعال خوردگی، از یک خط لوله ساخته شده از ریخته گری فولادی بهبود یافته استفاده می شود.
وقتی میانگین مقاومت در برابر خوردگی بالا است یا خلوص محصول سخت است، لوله‌کشی از فولاد ضد زنگ ساخته شده است.
اگر سیستم خط لوله باید در برابر نفوذ آب دریا مقاومت کند، از آلیاژهای مس-نیکل برای تولید آن استفاده می شود. آلیاژهای آلومینیوم و فلزات مانند تانتالیوم یا زیرکونیوم نیز استفاده می شود.
انواع پلاستیک ها به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، وزن کم و سهولت پردازش، اغلب به عنوان مواد لوله در طراحی هیدرولیک خطوط لوله تحت فشار استفاده می شوند. این ماده برای خطوط لوله فاضلاب مناسب است.
عناصر لوله کشی
لوله های پلاستیکی برای جوشکاری مناسب هستند و در محل طراحی می شوند. چنین موادی عبارتند از فولاد، آلومینیوم، ترموپلاستیک، مس. برای اتصال مستقیماز بخش هایی از لوله ها، عناصر شکل خاص ساخته شده استفاده می شود، به عنوان مثال، تقسیم کننده ها و کاهش دهنده های قطر. چنین اتصالات در هر سیستم خط لوله گنجانده شده است.
اتصالات ویژه برای نصب قطعات و اتصالات جداگانه استفاده می شود. آنها همچنین برای اتصال شیرها و دستگاه های لازم به خط لوله استفاده می شوند.
عناصر اتصال بسته به پارامترهای زیر انتخاب می شوند:
- مواد مورد استفاده برای تولید لوله و اتصالات. معیار اصلی انتخاب توانایی جوش است.
- شرایط کار: فشار کم یا زیاد و دمای پایین یا بالا.
- نیازهای ساخت برای سیستم لوله کشی: اتصالات ثابت یا قابل جابجایی در سیستم لوله کشی.
انبساط خطی لوله ها و جبران آن
شکل هندسی اجسام را می توان هم با اعمال نیرو و هم با تغییر دمای آنها تغییر داد. این پدیده‌های فیزیکی باعث می‌شوند که خط لوله در طول مرحله نصب تحت شرایط بدون شوک و بدون تأثیر حرارتی دچار انبساط یا انقباض خطی شود و در هنگام سرویس‌دهی به دلیل فشار و دما بر ویژگی‌های عملکردی آن تأثیر منفی بگذارد.
وقتی برای جبران نیازی به انبساط نباشد، تغییر شکل سیستم لوله کشی رخ می دهد. انجام این کار ممکن است به مهر و موم فلنج و اتصالات لوله آسیب برساند.
انبساط خطی حرارتی
هنگام محاسبه هیدرولیکمقاومت خط لوله و نصب باید پتانسیل تغییر طول در اثر افزایش دما یا به اصطلاح انبساط خطی حرارتی را در نظر بگیرد. این مقدار برابر است با مقدار انبساط خطی لوله های به طول 1 متر با افزایش دما 1 درجه سانتی گراد.
نمونه ای از محاسبه هیدرولیک خطوط لوله: Q=(Πd²/4) w
عایق لوله
هنگامی که یک محیط با دمای بالا از طریق خط لوله منتقل می شود، برای جلوگیری از اتلاف گرما باید عایق بندی شود. اگر یک محیط با دمای پایین از طریق خط لوله منتقل شود، از عایق برای جلوگیری از گرم شدن آن استفاده می شود. در چنین مواردی، عایق با استفاده از مواد عایق مخصوص پیچیده شده در اطراف لوله ها ساخته می شود.
معمولاً از مواد زیر استفاده می شود:
- در دماهای پایین تا 100 درجه سانتیگراد - فوم سفت و سخت (پلی استایرن یا پلی اورتان).
- در دمای متوسط حدود 600 درجه سانتیگراد - به شکل غلاف یا الیاف معدنی مانند پشم سنگ یا نمد شیشه ای.
- در دماهای بالا در حدود 1200 درجه سانتیگراد - الیاف سرامیکی (سیلیکات آلومینیوم).
لوله هایی با قطر داخلی اسمی کمتر از DN 80 و ضخامت لایه عایق کمتر از 50 میلی متر معمولاً با عناصر قالب گیری عایق عایق بندی می شوند. برای این منظور، دو پوسته به دور لوله پیچیده شده و با نوار فلزی محکم می‌شوند و سپس با یک صفحه قلع بسته می‌شوند.
نوموگرام برای محاسبه هیدرولیک خطوط لوله
خطوط لوله با اسمیقطرهای داخلی بیش از DN 80 باید مجهز به عایق حرارتی با پوسته پایین باشند. چنین غلاف حاوی حلقه های گیره، منگنه ها و روکش فلزی ساخته شده از فولاد ملایم گالوانیزه یا ورق فولادی ضد زنگ است. فضای بین خط لوله و محفظه فلزی با مواد عایق پر شده است.
ضخامت عایق به عنوان تعیین هزینه های تولید و تلفات ناشی از اتلاف گرما محاسبه می شود و از 50 تا 250 میلی متر متغیر است.
جدول محاسبه هیدرولیک خطوط لوله
انتخاب صحیح عایق سیستم لوله کشی مشکلات متعددی را حل می کند:
- از افت ناگهانی دمای محیط اجتناب کنید و در نتیجه در مصرف انرژی صرفه جویی کنید.
- جلوگیری از کاهش دما در سیستم های انتقال گاز به زیر نقطه شبنم، که از تشکیل تراکم جلوگیری می کند و می تواند آسیب جدی ایجاد کند.
- جلوگیری از انتشار میعانات گازی در خطوط بخار.
مثال:
| مواد | سرعت حرکت، m/s | ||
|---|---|---|---|
| مایع | خودانگیختگی: | ||
| ماده چسبناک | 0, 1 – 0, 5 | ||
| قطعات ویسکوزیته کم | 0, 5 – 1 | ||
| پمپ: | |||
| مکش | 0, 8 – 2 | ||
| تزریق | 1, 5 – 3 | ||
حرارتیعایق باید در تمام طول سیستم لوله کشی اعمال شود. اتصالات و شیرهای فلنجی باید با عناصر عایق قالبی ارائه شوند. آنها دسترسی بدون مانع به نقاط اتصال را بدون نیاز به حذف مواد عایق از کل سیستم لوله کشی در صورت شکستن آب بند هوا فراهم می کنند.
