Buizen verbinden verschillende apparaten van chemische fabrieken. Ze worden gebruikt om stoffen over te dragen tussen verschillende communicatiemiddelen. Het ontwerp omvat meerdere afzonderlijke leidingen, die met behulp van verbindingen één leidingsysteem vormen.
Leidingsysteem
Pipeline - een systeem van cilindrische componenten verbonden door verbindingselementen en gebruikt om chemicaliën en andere materialen te transporteren. In chemische fabrieken worden in de regel ondergrondse leidingen gebruikt om stoffen te transporteren. De autonome en geïsoleerde delen van de installatie zijn ook van toepassing op het leidingsysteem of netwerk.
Autonome configuratie van leidingsystemen kan het volgende omvatten:
- Pijpen.
- Verbindingsbeslag.
- Seal die twee verwijderbare secties verbindt.
Al deze elementen worden afzonderlijk geproduceerd, waarna ze als één leidingsysteem met elkaar worden verbonden. Daarnaast kunnen pijpleidingen wordenvoorzien van verwarming en de nodige isolatie in verschillende materialen.
De maat van buizen en materialen voor hun fabricage wordt geselecteerd op basis van de vereisten van het proces en de terugtrekking die in elk afzonderlijk geval worden vastgesteld. Maar om de afmetingen van pijpleidingen te standaardiseren, werden ze geclassificeerd en verenigd. Het belangrijkste criterium is de toelaatbare druk waarbij de werking van de pijpleiding mogelijk en veilig is.
Nominale diameter
Nominale diameter is een parameter die in leidingsystemen wordt gebruikt als prestatiefactor voor het uitlijnen van onderdelen zoals leidingen, kleppen en fittingen in berekeningen van hydraulische leidingen.
Nominale diameter - volumetrische waarde, numeriek gelijk aan de interne diameter van de constructie. Voorbeeld nominale binnendiameter: DN 125.
Nominale binnendiameter is niet aangegeven op de tekeningen en vervangt niet de werkelijke leidingdiameters. Het komt ongeveer overeen met een vrije diameter voor bepaalde delen van de pijpleiding in de hydraulische berekening. Als er sprake is van numerieke nominale diameters, worden deze gekozen om de capaciteit van de pijpleiding met maximaal 40% te vergroten van de ene nominale diameter naar de andere.
Nominale diameters zijn ingesteld om problemen met onderlinge uitlijning van onderdelen te voorkomen bij het berekenen van de hydraulische verliezen in de pijpleiding. Bij het bepalen van de nominalediameter, op basis van deze waarde wordt een indicator gekozen die zo dicht mogelijk bij de diameter van de leiding ligt.
Nominale druk
Nominale druk is de waarde die overeenkomt met de maximale druk van het verpompte medium bij 20 °C, wat zorgt voor een langdurige werking van de pijpleiding met de gespecificeerde afmetingen. De nominale druk - een dimensieloze waarde - is gekalibreerd op basis van verzamelde operationele ervaring.
De nominale druk voor de pijpleiding bij het berekenen van hydraulische verliezen wordt geselecteerd op basis van de druk die erin wordt gecreëerd tijdens bedrijf door de grootste waarde te kiezen. Bovendien moeten fittingen en afsluiters ook overeenkomen met hetzelfde drukniveau in het systeem. De buiswanddikte wordt berekend op basis van de nominale druk en zorgt ervoor dat de buis kan werken met een druk gelijk aan de nominale druk.
Toelaatbare bedrijfsoverdruk
Nominale druk geldt alleen bij 20°C bedrijfstemperatuur. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de belasting op de leiding af. Tegelijkertijd wordt de toelaatbare overdruk dienovereenkomstig verminderd. Deze waarde geeft de maximale overdruk aan die in het leidingsysteem kan zijn wanneer de bedrijfstemperatuur stijgt bij het berekenen van de hydraulische weerstand van de leiding.
Waar zijn pijpleidingen van gemaakt?
Bij het selecteren van materialen voor de vervaardiging van leidingsystemen wordt rekening gehouden met kenmerken, zoals de parameters van het te transporteren mediumdoor de pijpleiding, en de voorlopige werkdruk in dit systeem. Bij de hydraulische berekening van verwarmingsleidingen moet ook rekening worden gehouden met de mogelijkheid van een corrosief effect van de interne omgeving op het wandmateriaal.
De meeste leidingsystemen zijn gemaakt van staal. Grijs gietijzer of ongelegeerde ontwerpen worden gebruikt voor leidingen waar geen hoge mechanische belastingen of corrosieve effecten zijn.
Bij de hydraulische berekening van verwarmingspijpleidingen bij hoge werkdruk en de afwezigheid van belastingen met een actief effect van corrosie, wordt een pijpleiding gemaakt van verbeterde stalen gietstukken gebruikt.
Wanneer de gemiddelde corrosieweerstand hoog is of de zuiverheid van het product strikt is, zijn de leidingen gemaakt van roestvrij staal.
Als het pijpleidingsysteem de invloed van zeewater moet weerstaan, worden voor de productie koper-nikkellegeringen gebruikt. Aluminiumlegeringen en metalen zoals tantaal of zirkonium worden ook gebruikt.
Verschillende soorten kunststoffen worden vaak gebruikt als buismateriaal in het hydraulisch ontwerp van drukleidingen vanwege de hoge corrosieweerstand, het lage gewicht en de gemakkelijke verwerking. Dit materiaal is geschikt voor rioolbuizen.
Pijpelementen
Kunststof buizen zijn geschikt om te lassen en worden ter plaatse ontworpen. Dergelijke materialen omvatten staal, aluminium, thermoplast, koper. Direct verbindensecties van buizen, speciaal gemaakte vormelementen worden gebruikt, bijvoorbeeld splitters en diameterverloopstukken. Dergelijke fittingen zijn opgenomen in elk pijpleidingsysteem.
Speciale verbindingen worden gebruikt voor het monteren van afzonderlijke onderdelen en fittingen. Ze worden ook gebruikt om de benodigde afsluiters en apparatuur op de pijpleiding aan te sluiten.
Verbindende elementen worden geselecteerd afhankelijk van de volgende parameters:
- Materialen die worden gebruikt voor de productie van buizen en hulpstukken. Het belangrijkste selectiecriterium is het vermogen om te lassen.
- Arbeidsomstandigheden: lage of hoge druk en lage of hoge temperatuur.
- Vervaardigingseis voor leidingsysteem: vaste of verwijderbare verbindingen in leidingsysteem.
Lineaire uitzetting van buizen en de compensatie ervan
De geometrische vorm van objecten kan zowel door krachtwerking als door hun temperatuur te veranderen. Deze fysieke verschijnselen zorgen ervoor dat de pijpleiding enige lineaire uitzetting of samentrekking ondergaat tijdens de installatiefase onder schokvrije omstandigheden en zonder thermische invloed, wat een negatieve invloed heeft op de functionele kenmerken, wanneer onderhoud door druk en temperatuur.
Als er geen expansie nodig is om te compenseren, treedt vervorming van het leidingsysteem op. Hierdoor kunnen flensafdichtingen en pijpverbindingen beschadigd raken.
Thermische lineaire uitzetting
Bij het berekenen van de hydraulischeDe weerstand van de leiding en installatie moet rekening houden met de mogelijke lengteverandering door temperatuurstijging of de zogenaamde thermische lineaire uitzetting. Deze waarde is gelijk aan de waarde van de lineaire uitzetting van leidingen van 1 m lang bij een temperatuurstijging van 1 °C.
Voorbeeld van hydraulische berekening van pijpleidingen: Q=(Πd²/4) w
Pijpisolatie
Wanneer een medium met hoge temperatuur door een pijpleiding wordt getransporteerd, moet het worden geïsoleerd om warmteverlies te voorkomen. Als een medium met een lage temperatuur door een pijpleiding wordt getransporteerd, wordt isolatie gebruikt om te voorkomen dat het opwarmt. In dergelijke gevallen wordt de isolatie gemaakt met speciaal isolatiemateriaal dat om de leidingen is gewikkeld.
Meestal worden de volgende materialen gebruikt:
- Bij lage temperaturen tot 100 °C - hardschuim (polystyreen of polyurethaan).
- Bij gemiddelde temperaturen rond de 600°C - in de vorm van omhulsels of minerale vezels zoals steenwol of glasvilt.
- Bij hoge temperaturen rond 1200 °C - keramische vezel (aluminiumsilicaat).
Buizen met een nominale binnendiameter kleiner dan DN 80 en een isolatielaagdikte van minder dan 50 mm worden doorgaans geïsoleerd met isolerende vormstukken. Hiertoe worden twee schalen om de buis gewikkeld en vastgezet met metalen tape, en vervolgens afgesloten met een blikken behuizing.
Nomogram voor hydraulische berekening van pijpleidingen
Pijpenlijnen met nominaalbinnendiameters groter dan DN 80 moeten zijn voorzien van thermische isolatie met een bodemschaal. Zo'n omhulsel bevat klemringen, nietjes en een metalen voering van gegalvaniseerd zacht staal of roestvast stalen plaat. De ruimte tussen de pijpleiding en de metalen behuizing is gevuld met isolatiemateriaal.
De dikte van de isolatie wordt berekend als een bepaling van productiekosten en verliezen die optreden als gevolg van warmteverlies, en varieert van 50 tot 250 mm.
Tabel voor hydraulische berekening van pijpleidingen
Een juiste keuze van leidingsysteemisolatie lost tal van problemen op, zoals:
- Vermijd een plotselinge daling van de omgevingstemperatuur en bespaar daardoor energie.
- Voorkomen dat temperaturen in gastransportsystemen onder het dauwpunt komen, waardoor condensvorming wordt voorkomen en ernstige schade kan worden veroorzaakt.
- Het vermijden van condensaatemissies in stoomleidingen.
Voorbeeld:
| Materiaal | Bewegingssnelheid, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Vloeistof | Spontaniteit: | ||
| Kleverige substantie | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Lage viscositeit componenten | 0, 5 – 1 | ||
| Pomp: | |||
| Zuig | 0, 8 – 2 | ||
| Injectie | 1, 5 – 3 | ||
Thermischover de gehele lengte van het leidingsysteem moet isolatie worden aangebracht. Flensverbindingen en afsluiters moeten voorzien zijn van gegoten isolatie-elementen. Ze bieden onbelemmerde toegang tot aansluitpunten zonder dat het isolatiemateriaal van het hele leidingsysteem hoeft te worden verwijderd voor het geval een luchtafdichting breekt.
