Խողովակները միացնում են քիմիական գործարանների տարբեր սարքեր: Դրանք օգտագործվում են տարբեր հաղորդակցությունների միջև նյութեր փոխանցելու համար: Դիզայնը ներառում է մի քանի առանձին խողովակներ, որոնք միացումների օգնությամբ կազմում են մեկ խողովակաշարային համակարգ։
Խողովակաշարային համակարգ
Խողովակաշար - գլանաձեւ բաղադրիչների համակարգ, որոնք միացված են միացնող տարրերով և օգտագործվում են քիմիական նյութերի և այլ նյութերի տեղափոխման համար: Որպես կանոն, ստորգետնյա խողովակաշարերն օգտագործվում են քիմիական գործարաններում՝ նյութեր տեղափոխելու համար։ Ինչ վերաբերում է տեղադրման ինքնավար և մեկուսացված մասերին, ապա դրանք վերաբերում են նաև խողովակաշարային համակարգին կամ ցանցին։
Խողովակաշարերի ինքնավար համակարգի կազմաձևումը կարող է ներառել՝
- Խողովակներ.
- Միացնող կցամասեր.
- Կնիքը միացնող երկու շարժական հատվածներ։
Այս բոլոր տարրերն արտադրվում են առանձին, որից հետո դրանք միացվում են որպես մեկ խողովակաշարային համակարգ։ Բացի այդ, խողովակաշարերը կարող են լինելապահովված է ջեռուցմամբ և տարբեր նյութերից անհրաժեշտ մեկուսացումով։
Խողովակների և դրանց արտադրության նյութերի չափերը ընտրվում են յուրաքանչյուր առանձին դեպքում սահմանված գործընթացի և հրաժարման պահանջների հիման վրա: Բայց խողովակաշարերի չափերը ստանդարտացնելու համար դրանք դասակարգվեցին և միավորվեցին։ Հիմնական չափանիշը թույլատրելի ճնշումն է, որի դեպքում խողովակաշարի շահագործումը հնարավոր և անվտանգ է։
Անվանական տրամագիծ
Անվանական տրամագիծը խողովակաշարային համակարգերում օգտագործվող պարամետր է, որպես կատարողականի գործոն, որը հավասարեցնում է մասերը, ինչպիսիք են խողովակները, փականները, կցամասերը հիդրավլիկ խողովակաշարերի հաշվարկներում:
Անվանական տրամագիծ - ծավալային արժեք, թվայինորեն հավասար կառուցվածքի ներքին տրամագծին։ Անվանական ներքին տրամագծի օրինակ՝ DN 125.
Անվանական ներքին տրամագիծը նշված չէ գծագրերի վրա և չի փոխարինում իրական խողովակների տրամագիծը: Հիդրավլիկ հաշվարկում այն մոտավորապես համապատասխանում է խողովակաշարի որոշակի հատվածների հստակ տրամագծին: Եթե ենթադրվում են թվային անվանական տրամագծեր, ապա դրանք ընտրվում են խողովակաշարի թողունակությունը մեկ անվանական տրամագծից մյուսը մինչև 40%-ով մեծացնելու համար:
Անվանական տրամագծերը սահմանվում են խողովակաշարում հիդրավլիկ կորուստները հաշվարկելիս մասերի փոխադարձ դասավորվածության հետ կապված խնդիրներից խուսափելու համար: Անվանականը որոշելիստրամագիծը, այս արժեքից ելնելով, ընտրվում է ցուցիչ, որը հնարավորինս մոտ է խողովակի տրամագծին:
Անվանական ճնշում
Անվանական ճնշումը 20 °C պոմպային միջավայրի առավելագույն ճնշմանը համապատասխանող արժեքն է, որն ապահովում է խողովակաշարի երկարաժամկետ շահագործումը նշված չափսերով։ Անվանական ճնշումը` առանց չափի արժեք, չափորոշվել է կուտակված աշխատանքային փորձի հիման վրա:
Խողովակաշարի անվանական ճնշումը հիդրավլիկ կորուստները հաշվարկելիս ընտրվում է շահագործման ընթացքում դրանում ստեղծված ճնշման հիման վրա՝ ընտրելով ամենամեծ արժեքը: Բացի այդ, կցամասերը և փականները նույնպես պետք է համապատասխանեն համակարգում ճնշման նույն մակարդակին: Խողովակի պատի հաստությունը հաշվարկվում է անվանական ճնշման հիման վրա և ապահովում է, որ խողովակը կարող է աշխատել անվանական ճնշմանը հավասար ճնշման տակ:
Թույլատրելի աշխատանքային գերճնշում
Անվանական ճնշումը կիրառվում է միայն 20°C աշխատանքային ջերմաստիճանում: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ խողովակի բեռը նվազում է: Միաժամանակ համապատասխանաբար կրճատվում է թույլատրելի գերճնշումը։ Այս արժեքը ցույց է տալիս առավելագույն գերճնշումը, որը կարող է լինել խողովակաշարի համակարգում, երբ աշխատանքային ջերմաստիճանի արժեքը մեծանում է խողովակաշարի հիդրավլիկ դիմադրությունը հաշվարկելիս:
Ինչի՞ց են պատրաստված խողովակաշարերը
Խողովակաշարերի համակարգերի արտադրության համար նյութեր ընտրելիս հաշվի են առնվում բնութագրերը, ինչպիսիք են փոխադրվող միջավայրի պարամետրերըխողովակաշարի միջոցով և այս համակարգում նախնական աշխատանքային ճնշումը: Ջեռուցման խողովակաշարերի հիդրավլիկ հաշվարկի ժամանակ պետք է հաշվի առնել նաև պատի նյութի վրա ներքին միջավայրի քայքայիչ ազդեցության հնարավորությունը։
Խողովակաշարերի համակարգերի մեծ մասը պատրաստված է պողպատից: Մոխրագույն չուգուն կամ չլեգիրված նմուշները օգտագործվում են խողովակաշարերի համար, որտեղ չկան բարձր մեխանիկական բեռներ կամ քայքայիչ ազդեցություն:
Ջեռուցման խողովակաշարերի հիդրավլիկ հաշվարկում բարձր աշխատանքային ճնշման և կոռոզիայի ակտիվ ազդեցությամբ բեռների բացակայության դեպքում օգտագործվում է բարելավված պողպատե ձուլվածքներից պատրաստված խողովակաշար:
Երբ միջին կոռոզիոն դիմադրությունը բարձր է կամ արտադրանքի մաքրությունը խիստ է, խողովակաշարը պատրաստված է չժանգոտվող պողպատից:
Եթե խողովակաշարի համակարգը պետք է դիմակայել ծովի ջրի ազդեցությանը, դրա արտադրության համար օգտագործվում են պղինձ-նիկելի համաձուլվածքներ: Օգտագործվում են նաև ալյումինի համաձուլվածքներ և մետաղներ, ինչպիսիք են տանտալը կամ ցիրկոնիումը:
Պլաստմասսաների տարբեր տեսակներ հաճախ օգտագործվում են որպես խողովակային նյութեր ճնշման խողովակաշարերի հիդրավլիկ նախագծման մեջ՝ շնորհիվ իր բարձր կոռոզիոն դիմադրության, ցածր քաշի և մշակման հեշտության: Այս նյութը հարմար է կոյուղու խողովակաշարերի համար:
Խողովակաշարի տարրեր
Պլաստիկ խողովակները հարմար են եռակցման համար և նախագծված են տեղում: Նման նյութերը ներառում են պողպատ, ալյումին, ջերմապլաստիկ, պղինձ: Ուղիղ միանալու համարՕգտագործվում են խողովակների հատվածներ, հատուկ պատրաստված ձևավորված տարրեր, օրինակ՝ բաժանարարներ և տրամագծերի կրճատիչներ։ Նման կցամասերը ներառված են խողովակաշարերի ցանկացած համակարգում:
Հատուկ միացումներ օգտագործվում են առանձին մասերի և կցամասերի տեղադրման համար: Դրանք նաև օգտագործվում են խողովակաշարին անհրաժեշտ փականներն ու ապարատները միացնելու համար։
Միացնող տարրերն ընտրվում են՝ կախված հետևյալ պարամետրերից.
- Նյութեր, որոնք օգտագործվում են խողովակների և կցամասերի արտադրության համար. Ընտրության հիմնական չափանիշը եռակցման կարողությունն է։
- Աշխատանքային պայմանները՝ ցածր կամ բարձր ճնշում և ցածր կամ բարձր ջերմաստիճան։
- Խողովակաշարային համակարգի արտադրության պահանջ. ֆիքսված կամ շարժական միացումներ խողովակաշարային համակարգում:
Խողովակների գծային ընդարձակում և դրա փոխհատուցում
Օբյեկտների երկրաչափական ձևը կարող է փոխվել ինչպես ուժի ազդեցությամբ, այնպես էլ դրանց ջերմաստիճանի փոփոխությամբ: Այս ֆիզիկական երևույթները հանգեցնում են նրան, որ խողովակաշարը տեղադրման փուլում ենթարկվում է որոշակի գծային ընդարձակման կամ կծկման՝ առանց ցնցումների և առանց ջերմային ազդեցության, ինչը բացասաբար է անդրադառնում դրա ֆունկցիոնալ բնութագրերի վրա, երբ սպասարկվում է ճնշման և ջերմաստիճանի պատճառով::
Երբ ընդլայնումը չի պահանջվում փոխհատուցելու համար, տեղի է ունենում խողովակաշարի համակարգի դեֆորմացիա: Դա կարող է վնասել եզրային կնիքները և խողովակների միացումները:
Ջերմային գծային ընդլայնում
Հիդրավլիկը հաշվարկելիսԽողովակաշարի և տեղադրման դիմադրությունը պետք է հաշվի առնի ջերմաստիճանի բարձրացման կամ այսպես կոչված ջերմային գծային ընդարձակման հետևանքով պայմանավորված երկարության հնարավոր փոփոխությունը: Այս արժեքը հավասար է 1 մ երկարությամբ խողովակների գծային ընդարձակման արժեքին 1 °C ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։
Խողովակաշարերի հիդրավլիկ հաշվարկի օրինակ՝ Q=(Πd²/4) w
Խողովակների մեկուսացում
Երբ բարձր ջերմաստիճանի միջավայրը տեղափոխվում է խողովակաշարով, այն պետք է մեկուսացված լինի ջերմության կորստից խուսափելու համար: Եթե ցածր ջերմաստիճանի միջավայրը տեղափոխվում է խողովակաշարով, ապա դրա տաքացումը կանխելու համար օգտագործվում է մեկուսացում: Նման դեպքերում մեկուսացումը կատարվում է խողովակների շուրջը փաթաթված հատուկ ջերմամեկուսիչ նյութերի միջոցով։
Սովորաբար օգտագործվում են հետևյալ նյութերը՝
- Մինչև 100 °C ցածր ջերմաստիճանի դեպքում՝ կոշտ փրփուր (պոլիստիրոլ կամ պոլիուրեթան):
- Մոտավորապես 600°C միջին ջերմաստիճանի դեպքում՝ թաղանթների կամ հանքային մանրաթելերի տեսքով, ինչպիսիք են քարե բուրդը կամ ապակյա շղարշը:
- Մոտ 1200 °C բարձր ջերմաստիճանի դեպքում - կերամիկական մանրաթել (ալյումինի սիլիկատ):
ԴՆ 80-ից ցածր անվանական ներքին տրամագծով և 50 մմ-ից պակաս մեկուսիչ շերտի հաստությամբ խողովակները սովորաբար մեկուսացված են կաղապարված մեկուսիչ տարրերով: Այդ նպատակով երկու պատյան փաթաթում են խողովակի շուրջը և ամրացնում մետաղական ժապավենով, այնուհետև փակում թիթեղյա պատյանով:
Նոմոգրամ խողովակաշարերի հիդրավլիկ հաշվարկի համար
Խողովակաշարեր անվանականDN 80-ից բարձր ներքին տրամագծերը պետք է հագեցած լինեն ներքևի պատյան ունեցող ջերմամեկուսացումով: Նման պատյանը պարունակում է սեղմող օղակներ, կեռներ և մետաղական երեսպատում, որը պատրաստված է ցինկապատ մեղմ պողպատից կամ չժանգոտվող պողպատից թիթեղից: Խողովակաշարի և մետաղական պատյանի միջև տարածությունը լցված է մեկուսիչ նյութով։
Մեկուսիչի հաստությունը հաշվարկվում է որպես արտադրության ծախսերի և ջերմության կորստի պատճառով առաջացող կորուստների որոշում և տատանվում է 50-ից մինչև 250 մմ:
Խողովակաշարերի հիդրավլիկ հաշվարկի աղյուսակ
Խողովակաշարերի համակարգի մեկուսացման ճիշտ ընտրությունը լուծում է բազմաթիվ խնդիրներ, ինչպիսիք են՝
- Խուսափեք շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի հանկարծակի անկումից և արդյունքում խնայեք էներգիան։
- Կանխում է գազի փոխանցման համակարգերում ջերմաստիճանը ցողի կետից ցածր իջնելուց, ինչը կանխում է խտացման առաջացումը և կարող է լուրջ վնաս պատճառել:
- Խուսափում գոլորշու գծերում կոնդենսատի արտանետումներից:
Օրինակ՝
| Նյութ | Շարժման արագություն, մ/վ | ||
|---|---|---|---|
| Հեղուկ | Ինքնաբուխություն. | ||
| Մածուցիկ նյութ | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Ցածր մածուցիկության բաղադրիչներ | 0, 5 – 1 | ||
| Պոմպ: | |||
| Suction | 0, 8 – 2 | ||
| Ներարկում | 1, 5 – 3 | ||
Ջերմայինմեկուսացումը պետք է կիրառվի խողովակաշարի համակարգի ողջ երկարությամբ: Ֆլանգավոր միացումներն ու փականները պետք է ապահովված լինեն կաղապարված մեկուսիչ տարրերով: Նրանք ապահովում են անխոչընդոտ մուտք դեպի միացման կետեր՝ առանց օդային կնիքի կոտրվելու դեպքում մեկուսիչ նյութը ամբողջ խողովակաշարային համակարգից հեռացնելու անհրաժեշտության:
