ท่อเชื่อมอุปกรณ์ต่าง ๆ ของพืชเคมี ใช้ในการถ่ายโอนสารระหว่างการสื่อสารต่างๆ การออกแบบประกอบด้วยท่อแยกหลายท่อ ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของการเชื่อมต่อ จะสร้างระบบไปป์ไลน์เดียว
ระบบท่อ
ท่อส่ง - ระบบของส่วนประกอบทรงกระบอกที่เชื่อมต่อกันด้วยองค์ประกอบเชื่อมต่อและใช้ในการขนส่งสารเคมีและวัสดุอื่นๆ ตามกฎแล้วจะใช้ท่อใต้ดินในโรงงานเคมีเพื่อขนส่งสาร ส่วนการติดตั้งแบบอิสระและแบบแยกส่วนนั้น ยังใช้กับระบบท่อหรือเครือข่ายด้วย
การกำหนดค่าระบบการวางท่ออัตโนมัติอาจรวมถึง:
- ท่อ
- ข้อต่อ
- ซีลเชื่อมต่อสองส่วนที่ถอดออกได้
องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ถูกผลิตขึ้นทีละส่วน หลังจากนั้นจะเชื่อมต่อกันเป็นระบบท่อเดียว นอกจากนี้ท่อยังสามารถติดตั้งเครื่องทำความร้อนและฉนวนที่จำเป็นในวัสดุต่างๆ
ขนาดท่อและวัสดุสำหรับการผลิตจะถูกเลือกตามข้อกำหนดของกระบวนการและการลาออกที่กำหนดไว้ในแต่ละกรณี แต่เพื่อให้ขนาดของท่อส่งเป็นมาตรฐานพวกเขาจึงถูกจำแนกและรวมเป็นหนึ่งเดียว เกณฑ์สำคัญคือแรงดันที่อนุญาตซึ่งการทำงานของท่อส่งก๊าซเป็นไปได้และปลอดภัย
เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด
เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดคือพารามิเตอร์ที่ใช้ในระบบท่อเป็นปัจจัยด้านประสิทธิภาพในการจัดตำแหน่งชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ท่อ วาล์ว อุปกรณ์ในการคำนวณท่อไฮโดรลิก
เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด - ค่าปริมาตร เท่ากับตัวเลขเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของโครงสร้าง ตัวอย่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายในระบุ: DN 125.
เส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่กำหนดไม่ได้ถูกทำเครื่องหมายบนแบบและไม่ได้แทนที่ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางท่อจริง ประมาณสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่ชัดเจนสำหรับบางส่วนของไปป์ไลน์ในการคำนวณไฮดรอลิก หากระบุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุเป็นตัวเลข ระบบจะเลือกให้เพิ่มความจุของไปป์ไลน์ได้สูงสุดถึง 40% จากเส้นผ่านศูนย์กลางระบุหนึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางถัดไป
เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการจัดตำแหน่งชิ้นส่วนร่วมกันเมื่อคำนวณการสูญเสียไฮดรอลิกในท่อ เมื่อกำหนดชื่อเส้นผ่านศูนย์กลางตามค่านี้ จะมีการเลือกตัวบ่งชี้ที่ใกล้กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อมากที่สุด
ความดันปกติ
แรงดันที่กำหนดคือค่าที่สอดคล้องกับแรงดันสูงสุดของตัวกลางที่ถูกสูบที่อุณหภูมิ 20 °C ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานระยะยาวของไปป์ไลน์ตามขนาดที่ระบุ แรงดันเล็กน้อย - ค่าไร้มิติ - ได้รับการปรับเทียบตามประสบการณ์การทำงานที่สะสม
ความดันเล็กน้อยสำหรับท่อเมื่อคำนวณการสูญเสียไฮดรอลิกโดยพิจารณาจากแรงดันที่สร้างขึ้นระหว่างการทำงานโดยเลือกค่าที่ใหญ่ที่สุด นอกจากนี้ อุปกรณ์และวาล์วยังต้องสอดคล้องกับระดับความดันในระบบ ความหนาของผนังท่อคำนวณจากแรงดันปกติและช่วยให้มั่นใจว่าท่อสามารถทำงานได้ที่แรงดันเท่ากับแรงดันปกติ
แรงดันเกินที่อนุญาต
ความดันปกติใช้ที่อุณหภูมิการทำงาน 20°C เท่านั้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ภาระในท่อจะลดลง ในเวลาเดียวกัน แรงดันเกินที่อนุญาตจะลดลงตามลำดับ ค่านี้ระบุถึงแรงดันเกินสูงสุดที่สามารถอยู่ในระบบท่อเมื่อค่าอุณหภูมิการทำงานเพิ่มขึ้นเมื่อคำนวณความต้านทานไฮดรอลิกของท่อ
ท่อส่งทำมาจากอะไร
เมื่อเลือกวัสดุสำหรับการผลิตระบบท่อ จะต้องคำนึงถึงคุณลักษณะด้วย เช่น พารามิเตอร์ของตัวกลางที่จะขนส่งผ่านท่อและแรงดันใช้งานเบื้องต้นในระบบนี้ ควรพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดการกัดกร่อนของสภาพแวดล้อมภายในกับวัสดุผนังในการคำนวณท่อความร้อนด้วยไฮดรอลิก
ระบบท่อส่วนใหญ่ทำจากเหล็ก เหล็กหล่อสีเทาหรือแบบที่ไม่เจือใช้สำหรับท่อที่ไม่มีแรงกดทางกลสูงหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน
ในการคำนวณไฮดรอลิกของท่อความร้อนที่แรงดันใช้งานสูงและไม่มีการโหลดที่มีผลกระทบจากการกัดกร่อน ไปป์ไลน์ที่ทำจากเหล็กหล่อที่ปรับปรุงแล้วจะถูกใช้
เมื่อความต้านทานการกัดกร่อนโดยเฉลี่ยสูงหรือผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์สูง ท่อจะทำจากสแตนเลส
หากระบบท่อต้องทนต่ออิทธิพลของน้ำทะเล จะใช้โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลในการผลิต นอกจากนี้ยังใช้โลหะผสมอลูมิเนียมและโลหะ เช่น แทนทาลัมหรือเซอร์โคเนียม
พลาสติกประเภทต่างๆ มักใช้เป็นวัสดุท่อในการออกแบบท่อแรงดันด้วยระบบไฮดรอลิก เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนสูง น้ำหนักเบา และง่ายต่อการแปรรูป วัสดุนี้เหมาะสำหรับท่อน้ำเสีย
องค์ประกอบท่อ
ท่อพลาสติกเหมาะสำหรับงานเชื่อมและออกแบบหน้างาน วัสดุดังกล่าว ได้แก่ เหล็ก อะลูมิเนียม เทอร์โมพลาสติก ทองแดง หากต้องการเชื่อมต่อ โดยตรงส่วนของท่อที่ใช้องค์ประกอบที่มีรูปร่างพิเศษเช่นตัวแยกและตัวลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง อุปกรณ์ดังกล่าวรวมอยู่ในระบบท่อใดๆ
ข้อต่อพิเศษใช้สำหรับยึดชิ้นส่วนและข้อต่อแต่ละชิ้น พวกเขายังใช้เพื่อเชื่อมต่อวาล์วและอุปกรณ์ที่จำเป็นกับไปป์ไลน์
องค์ประกอบการเชื่อมต่อถูกเลือกโดยขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้:
- วัสดุที่ใช้ผลิตท่อและข้อต่อ เกณฑ์การคัดเลือกหลักคือความสามารถในการเชื่อม
- สภาพการทำงาน: ความกดอากาศต่ำหรือสูง และอุณหภูมิต่ำหรือสูง
- ข้อกำหนดในการผลิตสำหรับระบบท่อ: การเชื่อมต่อแบบตายตัวหรือแบบถอดได้ในระบบท่อ
การขยายท่อเชิงเส้นและการชดเชย
รูปทรงเรขาคณิตของวัตถุสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทั้งโดยแรงกระทำและโดยการเปลี่ยนอุณหภูมิ ปรากฏการณ์ทางกายภาพเหล่านี้ทำให้ไปป์ไลน์เกิดการขยายตัวหรือหดตัวเป็นเส้นตรงในระหว่างขั้นตอนการติดตั้งภายใต้สภาวะที่ไม่มีการกระแทกและไม่มีอิทธิพลจากความร้อน ซึ่งส่งผลกระทบในทางลบต่อลักษณะการทำงาน เมื่อให้บริการเนื่องจากแรงดันและอุณหภูมิ
เมื่อไม่ต้องการการขยายตัวเพื่อชดเชย จะเกิดการเสียรูปของระบบท่อ การทำเช่นนี้อาจทำให้ซีลหน้าแปลนและข้อต่อท่อเสียหาย
การขยายตัวเชิงเส้นด้วยความร้อน
เมื่อคำนวณไฮดรอลิคความต้านทานของท่อและการติดตั้งต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความยาวที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิหรือการขยายตัวเชิงเส้นความร้อนที่เรียกว่า ค่านี้เท่ากับค่าการขยายตัวเชิงเส้นของท่อยาว 1 ม. โดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 °C
ตัวอย่างการคำนวณไฮดรอลิกของท่อ: Q=(Πd²/4) w
ฉนวนท่อ
เมื่อขนส่งตัวกลางที่มีอุณหภูมิสูงผ่านท่อ ควรมีฉนวนป้องกันการสูญเสียความร้อน หากสื่ออุณหภูมิต่ำถูกขนส่งผ่านท่อ ฉนวนจะใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ร้อนขึ้น ในกรณีเช่นนี้ ฉนวนจะทำโดยใช้วัสดุฉนวนพิเศษที่พันรอบท่อ
โดยทั่วไป จะใช้วัสดุต่อไปนี้:
- ที่อุณหภูมิต่ำถึง 100 °C - โฟมแข็ง (โพลีสไตรีนหรือโพลียูรีเทน)
- ที่อุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 600 °C - อยู่ในรูปของปลอกหรือใยแร่ เช่น ขนหินหรือสักหลาดแก้ว
- ที่อุณหภูมิสูงประมาณ 1200 °C - เส้นใยเซรามิก (อะลูมิเนียมซิลิเกต)
ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในระบุต่ำกว่า DN 80 และความหนาของชั้นฉนวนน้อยกว่า 50 มม. มักจะถูกหุ้มฉนวนด้วยส่วนประกอบขึ้นรูปที่เป็นฉนวน ด้วยเหตุนี้ จึงมีปลอกหุ้มสองอันพันรอบท่อและปิดด้วยเทปโลหะ แล้วปิดด้วยกล่องดีบุก
Nomogram สำหรับการคำนวณไฮดรอลิกของท่อ
ไปป์ไลน์ที่มีชื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่เกิน DN 80 จะต้องติดตั้งฉนวนกันความร้อนที่มีเปลือกด้านล่าง ปลอกดังกล่าวประกอบด้วยวงแหวนสำหรับหนีบ ลวดเย็บกระดาษ และเยื่อบุโลหะที่ทำจากเหล็กอ่อนชุบสังกะสีหรือแผ่นสแตนเลส ช่องว่างระหว่างท่อและกล่องโลหะเต็มไปด้วยวัสดุฉนวน
ความหนาของฉนวนคำนวณจากการกำหนดต้นทุนการผลิตและความสูญเสียที่เกิดขึ้นจากการสูญเสียความร้อน และช่วงตั้งแต่ 50 ถึง 250 มม.
ตารางคำนวณท่อไฮโดรลิก
การเลือกฉนวนระบบท่อที่เหมาะสมช่วยแก้ปัญหามากมาย เช่น:
- หลีกเลี่ยงอุณหภูมิแวดล้อมลดลงอย่างกะทันหันและส่งผลให้ประหยัดพลังงาน
- ป้องกันอุณหภูมิในระบบส่งก๊าซไม่ให้ตกลงต่ำกว่าจุดน้ำค้าง ซึ่งป้องกันการควบแน่นจากการก่อตัวและอาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงได้
- หลีกเลี่ยงการปล่อยคอนเดนเสทในท่อไอน้ำ
ตัวอย่าง:
| วัสดุ | ความเร็วเคลื่อนที่ m/s | ||
|---|---|---|---|
| ของเหลว | ความเป็นธรรมชาติ: | ||
| สารหนืด | 0, 1 – 0, 5 | ||
| ส่วนประกอบที่มีความหนืดต่ำ | 0, 5 – 1 | ||
| ปั๊ม: | |||
| ดูด | 0, 8 – 2 | ||
| ฉีด | 1, 5 – 3 | ||
ความร้อนต้องใช้ฉนวนตลอดความยาวของระบบท่อ การเชื่อมต่อแบบมีปีกและวาล์วต้องมีองค์ประกอบฉนวนแบบหล่อ ช่วยให้เข้าถึงจุดเชื่อมต่อได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวางโดยไม่จำเป็นต้องถอดวัสดุฉนวนออกจากระบบท่อทั้งหมดในกรณีที่ซีลอากาศแตก
