Vamzdžiai jungia įvairius chemijos gamyklų aparatus. Jie naudojami medžiagoms perduoti tarp skirtingų ryšių. Projektą sudaro keli atskiri vamzdžiai, kurie jungčių pagalba sudaro vieną vamzdynų sistemą.
Vamzdynų sistema
Vamzdynas – cilindrinių komponentų, sujungtų jungiamaisiais elementais, sistema, naudojama chemikalams ir kitoms medžiagoms transportuoti. Paprastai chemijos gamyklose medžiagoms transportuoti naudojami požeminiai vamzdynai. Kalbant apie autonomines ir izoliuotas įrenginio dalis, jos taip pat taikomos vamzdynų sistemai arba tinklui.
Autonominės vamzdynų sistemos konfigūracija gali apimti:
- Vamzdžiai.
- Jungiamosios detalės.
- Sandariklis, jungiantis dvi nuimamas dalis.
Visi šie elementai gaminami atskirai, po to jie sujungiami kaip viena vamzdynų sistema. Be to, vamzdynai gali būtiįrengtas šildymas ir reikalinga izoliacija iš skirtingų medžiagų.
Vamzdžių dydis ir jų gamybai reikalingos medžiagos parenkamos atsižvelgiant į kiekvienu individualiu atveju nustatytus proceso ir atsisakymo reikalavimus. Tačiau siekiant standartizuoti vamzdynų matmenis, jie buvo klasifikuojami ir suvienodinti. Pagrindinis kriterijus yra leistinas slėgis, kuriam esant galima ir saugu eksploatuoti dujotiekį.
Nominalus skersmuo
Nominalus skersmuo yra parametras, naudojamas vamzdynų sistemose kaip našumo faktorius, sulygiuojantis tokias dalis kaip vamzdžiai, vožtuvai, jungiamosios detalės skaičiuojant hidraulinius vamzdynus.
Nominalus skersmuo – tūrinė vertė, skaitinė lygi vidiniam konstrukcijos skersmeniui. Vardinio vidinio skersmens pavyzdys: DN 125.
Vardinis vidinis skersmuo brėžiniuose nepažymėtas ir nepakeičia tikrojo vamzdžio skersmens. Hidrauliniame skaičiavime jis maždaug atitinka tam tikrų dujotiekio sekcijų aiškų skersmenį. Jei numanomi skaitiniai vardiniai skersmenys, jie pasirenkami siekiant padidinti dujotiekio pralaidumą iki 40 % nuo vieno vardinio skersmens iki kito.
Vardiniai skersmenys nustatomi taip, kad būtų išvengta problemų, susijusių su dalių tarpusavio išlygiavimu, skaičiuojant hidraulinius nuostolius vamzdyne. Nustatant vardinįskersmuo, remiantis šia verte, parenkamas indikatorius, kuris kuo artimesnis vamzdžio skersmeniui.
Nominalus slėgis
Nominalus slėgis – tai reikšmė, atitinkanti didžiausią siurbiamos terpės slėgį esant 20 °C, užtikrinantį ilgalaikį vamzdyno veikimą nurodytais matmenimis. Nominalus slėgis – bematė vertė – buvo kalibruotas remiantis sukaupta eksploatavimo patirtimi.
Vardinis dujotiekio slėgis, skaičiuojant hidraulinius nuostolius, parenkamas pagal eksploatacijos metu jame susidariusį slėgį, pasirenkant didžiausią reikšmę. Be to, jungiamosios detalės ir vožtuvai taip pat turi atitikti tą patį slėgio lygį sistemoje. Vamzdžio sienelės storis apskaičiuojamas pagal vardinį slėgį ir užtikrina, kad vamzdis gali veikti esant slėgiui, lygiam vardiniam slėgiui.
Leidžiamas darbinis viršslėgis
Vardinis slėgis taikomas tik esant 20°C darbinei temperatūrai. Kylant temperatūrai vamzdžio apkrova mažėja. Tuo pačiu metu atitinkamai sumažinamas leistinas viršslėgis. Ši reikšmė rodo didžiausią viršslėgį, kuris gali būti dujotiekio sistemoje, kai darbinės temperatūros reikšmė didėja, skaičiuojant dujotiekio hidraulinį pasipriešinimą.
Iš ko pagaminti vamzdynai?
Renkantis medžiagas vamzdynų sistemoms gaminti, atsižvelgiama į charakteristikas, pvz., gabenamos terpės parametrusper dujotiekį, ir preliminarus darbinis slėgis šioje sistemoje. Atliekant šildymo vamzdynų hidraulinius skaičiavimus, taip pat reikėtų atsižvelgti į vidinės aplinkos korozinio poveikio sienų medžiagai galimybę.
Dauguma vamzdynų sistemų yra pagamintos iš plieno. Pilkasis ketaus arba nelegiruotojo konstrukcijos naudojamas vamzdynams, kuriuose nėra didelių mechaninių apkrovų ar korozinio poveikio.
Šildymo vamzdynų hidrauliniam skaičiavimui esant dideliam darbiniam slėgiui ir nesant apkrovų, turinčių aktyvų korozijos poveikį, naudojamas vamzdynas, pagamintas iš patobulintų plieno liejinių.
Kai vidutinis atsparumas korozijai yra didelis arba gaminio grynumas yra griežtas, vamzdynas pagamintas iš nerūdijančio plieno.
Jei vamzdynų sistema turi atlaikyti jūros vandens įtaką, jos gamybai naudojami vario-nikelio lydiniai. Taip pat naudojami aliuminio lydiniai ir metalai, pvz., tantalas ar cirkonis.
Įvairių rūšių plastikai dažnai naudojami kaip vamzdžių medžiagos slėginių vamzdynų projektavimui dėl didelio atsparumo korozijai, mažo svorio ir lengvo apdirbimo. Ši medžiaga tinka nuotekų vamzdynams.
Vamzdynų elementai
Plastikiniai vamzdžiai tinka suvirinimui ir yra suprojektuoti vietoje. Tokios medžiagos yra plienas, aliuminis, termoplastas, varis. Norėdami prisijungti tiesiogiaivamzdžių sekcijų, naudojami specialiai pagaminti formos elementai, pavyzdžiui, skirstytuvai ir skersmens reduktoriai. Tokios jungiamosios detalės yra įtrauktos į bet kurią vamzdynų sistemą.
Specialios jungtys naudojamos atskiroms dalims ir jungiamosioms detalėms montuoti. Jie taip pat naudojami reikiamiems vožtuvams ir aparatams prijungti prie dujotiekio.
Susijungiantys elementai parenkami atsižvelgiant į šiuos parametrus:
- Vamzdžių ir jungiamųjų detalių gamybai naudojamos medžiagos. Pagrindinis atrankos kriterijus yra galimybė suvirinti.
- Darbo sąlygos: žemas arba aukštas slėgis ir žema arba aukšta temperatūra.
- Vamzdynų sistemos gamybos reikalavimai: fiksuotos arba nuimamos jungtys vamzdynų sistemoje.
Tiesinis vamzdžių plėtimas ir jo kompensavimas
Daiktų geometrinę formą galima keisti tiek jėga, tiek keičiant jų temperatūrą. Dėl šių fizinių reiškinių dujotiekis tiesiškai išsiplečia arba susitraukia ties instaliavimo etape be smūgių ir be šiluminės įtakos, o tai neigiamai veikia jo funkcines charakteristikas, kai atliekama techninė priežiūra dėl slėgio ir temperatūros.
Kai kompensuoti nereikia plėtimosi, susidaro vamzdynų sistemos deformacija. Taip galite sugadinti flanšo sandariklius ir vamzdžių jungtis.
Šiluminis linijinis plėtimasis
Skaičiuojant hidraulinęNustatant vamzdyno ir įrengimo varžą, reikia atsižvelgti į galimą ilgio pokytį dėl temperatūros kilimo arba vadinamojo šiluminio linijinio plėtimosi. Ši vertė lygi 1 m ilgio vamzdžių tiesinio plėtimosi vertei, kai temperatūra padidėja 1 °C.
Vamzdynų hidraulinio skaičiavimo pavyzdys: Q=(Πd²/4) w
Vamzdžių izoliacija
Kai aukštos temperatūros terpė transportuojama vamzdynu, ji turi būti izoliuota, kad būtų išvengta šilumos nuostolių. Jei žemos temperatūros terpė transportuojama vamzdynu, naudojama izoliacija, kad ji neįkaistų. Tokiais atvejais izoliacija atliekama naudojant specialias izoliacines medžiagas, apvyniotas aplink vamzdžius.
Paprastai naudojamos šios medžiagos:
- Esant žemai temperatūrai iki 100 °C – standus putplastis (polistirenas arba poliuretanas).
- Esant vidutinei temperatūrai apie 600°C – apvalkalų arba mineralinio pluošto, pvz., akmens vatos arba stiklo veltinio, pavidalu.
- Esant aukštai temperatūrai apie 1200 °C – keramikos pluoštas (aliuminio silikatas).
Vamzdžiai, kurių vardinis vidinis skersmuo mažesnis nei DN 80, o izoliacijos sluoksnio storis mažesnis nei 50 mm, dažniausiai izoliuojami izoliuojančiais liejimo elementais. Šiuo tikslu du apvalkalai apvyniojami aplink vamzdį ir pritvirtinami metaline juostele, o tada uždaromi skardos dėklu.
Vamzdynų hidraulinio skaičiavimo nomograma
Vamzdynai su vardiniuJei vidinis skersmuo didesnis nei DN 80, turi būti įrengta šilumos izoliacija su apatiniu apvalkalu. Tokiame apvalkale yra suspaudimo žiedai, kabės ir metalinis pamušalas iš cinkuoto švelnaus plieno arba nerūdijančio plieno lakšto. Tarpas tarp dujotiekio ir metalinio korpuso užpildytas izoliacine medžiaga.
Izoliacijos storis skaičiuojamas kaip gamybos sąnaudų ir nuostolių, atsirandančių dėl šilumos praradimo, nustatymas ir svyruoja nuo 50 iki 250 mm.
Vamzdynų hidraulinio skaičiavimo lentelė
Tinkamas vamzdynų sistemos izoliacijos pasirinkimas išsprendžia daugybę problemų, tokių kaip:
- Venkite staigaus aplinkos temperatūros kritimo ir dėl to sutaupykite energijos.
- Neleisti, kad temperatūra dujų perdavimo sistemose nukristų žemiau rasos taško, o tai neleidžia susidaryti kondensatui ir gali sukelti rimtą žalą.
- Kaip išvengti kondensato išmetimo garų linijose.
Pavyzdys:
| Medžiaga | Judėjimo greitis, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Skystas | Spontaniškumas: | ||
| Klampi medžiaga | 0, 1–0, 5 | ||
| Mažo klampumo komponentai | 0, 5–1 | ||
| Siurblys: | |||
| Siurbimas | 0, 8–2 | ||
| Injekcija | 1, 5–3 | ||
Šiluminisizoliacija turi būti atliekama per visą vamzdynų sistemos ilgį. Flanšinės jungtys ir vožtuvai turi būti su suformuotais izoliaciniais elementais. Jie suteikia netrukdomą prieigą prie prijungimo taškų ir nereikia nuimti izoliacinės medžiagos iš visos vamzdynų sistemos, jei nutrūktų oro sandariklis.
