Cevi povezuju različite aparate hemijskih postrojenja. Koriste se za prijenos tvari između različitih komunikacija. Dizajn uključuje nekoliko odvojenih cijevi, koje uz pomoć priključaka čine jedinstveni cjevovodni sistem.
Cjevovodni sistem
Cjevovod - sistem cilindričnih komponenti povezanih spojnim elementima i koji se koriste za transport hemikalija i drugih materijala. Po pravilu, podzemni cjevovodi se koriste u kemijskim postrojenjima za transport tvari. Što se tiče autonomnih i izolovanih delova instalacije, oni se takođe primenjuju na cevovodni sistem ili mrežu.
Konfiguracija autonomnog sistema cjevovoda može uključivati:
- Cijevi.
- Priključni elementi.
- Brtva koja povezuje dva odvojiva dijela.
Svi ovi elementi se proizvode pojedinačno, nakon čega se spajaju kao jedan cjevovodni sistem. Osim toga, cjevovodi mogu bitiopremljen grijanjem i potrebnom izolacijom od različitih materijala.
Veličina cijevi i materijala za njihovu proizvodnju bira se na osnovu zahtjeva procesa i odstupanja utvrđenih u svakom pojedinačnom slučaju. Ali kako bi se standardizirale dimenzije cjevovoda, oni su klasifikovani i unificirani. Ključni kriterijum je dozvoljeni pritisak pri kojem je rad cevovoda moguć i siguran.
Nominalni prečnik
Nominalni prečnik je parametar koji se koristi u sistemima cjevovoda kao faktor performansi koji poravnava dijelove kao što su cijevi, ventili, fitinzi u hidrauličkim proračunima cjevovoda.
Nominalni prečnik - volumetrijska vrednost, numerički jednaka unutrašnjem prečniku konstrukcije. Primjer nominalnog unutrašnjeg prečnika: DN 125.
Nominalni unutrašnji prečnik nije označen na crtežima i ne zamenjuje stvarne prečnike cevi. Približno odgovara čistom promjeru za određene dijelove cjevovoda u hidrauličkom proračunu. Ako se podrazumijevaju numerički nazivni prečnici, oni se biraju da povećaju kapacitet cjevovoda do 40% od jednog nominalnog prečnika do drugog.
Nominalni prečnici su podešeni da bi se izbegli problemi sa međusobnim poravnanjem delova prilikom izračunavanja hidrauličnih gubitaka u cevovodu. Prilikom određivanja nominalnogprečnika, na osnovu ove vrednosti, bira se indikator koji je što je moguće bliži prečniku cevi.
Nominalni pritisak
Nominalni pritisak je vrednost koja odgovara maksimalnom pritisku dizanog medija na 20 °C, čime se obezbeđuje dugotrajan rad cevovoda sa navedenim dimenzijama. Nominalni pritisak - bezdimenzionalna vrijednost - je kalibriran na osnovu akumuliranog radnog iskustva.
Nominalni pritisak za cevovod pri proračunu hidrauličnih gubitaka se bira na osnovu pritiska koji se u njemu stvara tokom rada izborom najveće vrednosti. Osim toga, armature i ventili također moraju odgovarati istom nivou pritiska u sistemu. Debljina stijenke cijevi se izračunava na osnovu nominalnog tlaka i osigurava da cijev može raditi pod pritiskom jednakim nominalnom pritisku.
Dozvoljeni radni nadpritisak
Nominalni pritisak važi samo za radnu temperaturu od 20°C. Kako temperatura raste, opterećenje cijevi se smanjuje. Istovremeno se na odgovarajući način smanjuje dozvoljeni nadtlak. Ova vrijednost označava maksimalni nadpritisak koji može biti u sistemu cjevovoda kada se vrijednost radne temperature poveća pri izračunavanju hidrauličkog otpora cjevovoda.
Od čega se sastoje cjevovodi?
Prilikom odabira materijala za izradu cevovodnih sistema uzimaju se u obzir karakteristike, kao što su parametri medija koji se transportujekroz cevovod, i preliminarni radni pritisak u ovom sistemu. Mogućnost korozivnog uticaja unutrašnje sredine na materijal zida takođe treba uzeti u obzir u hidrauličkom proračunu toplovoda.
Većina sistema cjevovoda je napravljena od čelika. Sivi liveni ili nelegirani dizajni se koriste za cevi gde nema velikih mehaničkih opterećenja ili korozivnih efekata.
U hidrauličkom proračunu cevovoda za grejanje pri visokom radnom pritisku i odsustvu opterećenja sa aktivnim dejstvom korozije, koristi se cevovod od poboljšanih čeličnih odlivaka.
Kada je prosječna otpornost na koroziju visoka ili je čistoća proizvoda stroga, cijevi su izrađene od nehrđajućeg čelika.
Ako sistem cjevovoda mora izdržati utjecaj morske vode, za njegovu proizvodnju koriste se legure bakra i nikla. Koriste se i legure aluminijuma i metali kao što su tantal ili cirkonijum.
Različite vrste plastike se često koriste kao materijali za cijevi u hidrauličkom dizajnu tlačnih cjevovoda zbog svoje visoke otpornosti na koroziju, male težine i lakoće obrade. Ovaj materijal je pogodan za kanalizacione cjevovode.
Elementi cijevi
Plastične cijevi su pogodne za zavarivanje i dizajnirane su na licu mjesta. Takvi materijali uključuju čelik, aluminij, termoplast, bakar. Za direktno povezivanjekoriste se dijelovi cijevi, posebno izrađeni oblikovani elementi, na primjer, razdjelnici i reduktori promjera. Takvi fitinzi su uključeni u bilo koji sistem cjevovoda.
Posebni priključci se koriste za montažu pojedinačnih dijelova i okova. Koriste se i za povezivanje potrebnih ventila i aparata na cjevovod.
Priključni elementi se biraju u zavisnosti od sledećih parametara:
- Materijal koji se koristi za proizvodnju cijevi i fitinga. Glavni kriterij odabira je sposobnost zavarivanja.
- Uslovi rada: nizak ili visoki pritisak i niska ili visoka temperatura.
- Proizvodni zahtev za cevovodni sistem: fiksni ili uklonjivi priključci u cevovodnom sistemu.
Linearno širenje cijevi i njegova kompenzacija
Geometrijski oblik objekata može se promijeniti i djelovanjem sile i promjenom njihove temperature. Ove fizičke pojave dovode do toga da se cevovod podvrgne određenom linearnom širenju ili kontrakciji tokom faze instalacije u uslovima bez udara i toplotnog uticaja, što negativno utiče na njegove funkcionalne karakteristike, kada se servisira usled pritiska i temperature.
Kada ekspanzija nije potrebna za kompenzaciju, dolazi do deformacije cevovodnog sistema. To može oštetiti prirubničke zaptivke i spojeve cijevi.
Termička linearna ekspanzija
Prilikom izračunavanja hidraulikeOtpor cjevovoda i instalacije mora uzeti u obzir potencijalnu promjenu dužine zbog porasta temperature ili takozvanog termičkog linearnog širenja. Ova vrijednost je jednaka vrijednosti linearnog širenja cijevi dužine 1 m sa porastom temperature od 1 °C.
Primjer hidrauličkog proračuna cjevovoda: Q=(Πd²/4) w
Izolacija cijevi
Kada se medij visoke temperature transportuje kroz cjevovod, treba ga izolirati kako bi se izbjegao gubitak topline. Ako se medij niske temperature transportira kroz cjevovod, koristi se izolacija kako bi se spriječilo njegovo zagrijavanje. U takvim slučajevima, izolacija se radi pomoću posebnih izolacijskih materijala omotanih oko cijevi.
Obično se koriste sljedeći materijali:
- Na niskim temperaturama do 100 °C - kruta pjena (polistiren ili poliuretan).
- Na prosječnim temperaturama oko 600°C - u obliku omotača ili mineralnih vlakana kao što su kamena vuna ili stakleni filc.
- Na visokim temperaturama oko 1200 °C - keramička vlakna (aluminijum silikat).
Cevi sa nominalnim unutrašnjim prečnikom ispod DN 80 i debljinom izolacionog sloja manjom od 50 mm obično se izoluju izolacionim profilisanim elementima. U tu svrhu, dvije školjke su omotane oko cijevi i pričvršćene metalnom trakom, a zatim zatvorene futrolom od limene ploče.
Nomogram za hidraulički proračun cjevovoda
Cjevovodi sa nominalnomunutrašnji prečnici preko DN 80 moraju biti opremljeni toplotnom izolacijom sa donjom školjkom. Takav omotač sadrži stezne prstenove, spajalice i metalnu oblogu od pocinčanog mekog čelika ili lima od nehrđajućeg čelika. Prostor između cjevovoda i metalnog kućišta ispunjen je izolacijskim materijalom.
Debljina izolacije se izračunava kao određivanje troškova proizvodnje i gubitaka koji nastaju usled gubitka toplote, a kreće se od 50 do 250 mm.
Tabela za hidraulički proračun cjevovoda
Odgovarajući izbor izolacije cevovodnog sistema rešava brojne probleme kao što su:
- Izbjegnite nagli pad temperature okoline i uštedite energiju kao rezultat.
- Sprečavanje pada temperature u sistemima za prenos gasa ispod tačke rose, što sprečava stvaranje kondenzacije i može izazvati ozbiljna oštećenja.
- Izbjegavanje emisije kondenzata u parovodima.
Primjer:
| Materijal | Brzina kretanja, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Tečnost | Spontanost: | ||
| Viskozna supstanca | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Komponente niske viskoznosti | 0, 5 – 1 | ||
| Pumpa: | |||
| Usisavanje | 0, 8 – 2 | ||
| Injekcija | 1, 5 – 3 | ||
Thermalizolacija mora biti postavljena duž cijele dužine cijevnog sistema. Prirubnički priključci i ventili moraju biti opremljeni profilisanim izolacionim elementima. Oni pružaju nesmetan pristup priključnim tačkama bez potrebe za uklanjanjem izolacionog materijala iz čitavog cevovodnog sistema u slučaju loma vazdušne zaptivke.
