Tubos conectam vários aparelhos de plantas químicas. Eles são usados para transferir substâncias entre diferentes comunicações. O projeto inclui vários tubos separados, que, com a ajuda de conexões, formam um único sistema de tubulação.
Sistema de tubulação
Pipeline - um sistema de componentes cilíndricos conectados por elementos de conexão e usados para transportar produtos químicos e outros materiais. Como regra, as tubulações subterrâneas são usadas em fábricas de produtos químicos para transportar substâncias. Quanto às partes autônomas e isoladas da instalação, também se aplicam ao sistema de tubulação ou rede.
A configuração do sistema de tubulação autônomo pode incluir:
- Tubos.
- Acessórios de conexão.
- Selo conectando duas seções removíveis.
Todos esses elementos são produzidos individualmente, após o que são conectados como um único sistema de tubulação. Além disso, as tubulações podem serequipado com aquecimento e o isolamento necessário em diferentes materiais.
O tamanho dos tubos e materiais para sua fabricação é selecionado com base nos requisitos do processo e na resignação estabelecida em cada caso individual. Mas para padronizar as dimensões dos dutos, eles foram classificados e unificados. O critério chave é a pressão permitida na qual a operação da tubulação é possível e segura.
Diâmetro nominal
Diâmetro nominal é um parâmetro utilizado em sistemas de tubulação como fator de desempenho que alinha peças como tubos, válvulas, conexões em cálculos de tubulações hidráulicas.
Diâmetro nominal - valor volumétrico, numericamente igual ao diâmetro interno da estrutura. Exemplo de diâmetro interno nominal: DN 125.
O diâmetro interno nominal não está marcado nos desenhos e não substitui os diâmetros reais do tubo. Corresponde aproximadamente a um diâmetro claro para certas seções da tubulação no cálculo hidráulico. Se os diâmetros nominais numéricos estiverem implícitos, eles são escolhidos para aumentar a capacidade da tubulação em até 40% de um diâmetro nominal para o próximo.
Diâmetros nominais são definidos para evitar problemas de alinhamento mútuo de peças ao calcular as perdas hidráulicas na tubulação. Ao determinar o valor nominaldiâmetro, com base neste valor, um indicador é selecionado o mais próximo possível do diâmetro do tubo.
Pressão nominal
Pressão nominal é o valor correspondente à pressão máxima do meio bombeado a 20 °C, o que garante a operação de longo prazo da tubulação com as dimensões especificadas. A pressão nominal - um valor adimensional - foi calibrada com base na experiência operacional acumulada.
A pressão nominal da tubulação ao calcular as perdas hidráulicas é selecionada com base na pressão criada na mesma durante a operação, escolhendo o maior valor. Além disso, conexões e válvulas também devem corresponder ao mesmo nível de pressão no sistema. A espessura da parede do tubo é calculada com base na pressão nominal e garante que o tubo possa operar a uma pressão igual à pressão nominal.
Sobrepressão operacional permitida
A pressão nominal só se aplica à temperatura de operação de 20°C. À medida que a temperatura aumenta, a carga no tubo diminui. Ao mesmo tempo, a sobrepressão permitida é correspondentemente reduzida. Este valor indica a sobrepressão máxima que pode estar no sistema de tubulação quando o valor da temperatura de operação aumenta ao calcular a resistência hidráulica da tubulação.
De que são feitos os dutos?
Na seleção de materiais para a fabricação de sistemas de tubulação, são levadas em consideração características, como os parâmetros do meio a ser transportadoatravés da tubulação, e a pressão de trabalho preliminar neste sistema. A possibilidade de um efeito corrosivo do ambiente interno sobre o material da parede também deve ser levada em consideração no cálculo hidráulico das tubulações de aquecimento.
A maioria dos sistemas de tubulação são feitos de aço. Projetos de ferro fundido cinzento ou sem liga são usados para tubulações onde não há altas cargas mecânicas ou efeitos corrosivos.
No cálculo hidráulico de tubulações de aquecimento em alta pressão de operação e na ausência de cargas com efeito ativo de corrosão, é usada uma tubulação feita de fundições de aço aprimoradas.
Quando a resistência média à corrosão é alta ou a pureza do produto é rigorosa, a tubulação é feita de aço inoxidável.
Se o sistema de tubulação deve suportar a influência da água do mar, ligas de cobre-níquel são usadas para sua produção. Ligas de alumínio e metais como tântalo ou zircônio também são usados.
Vários tipos de plásticos são frequentemente usados como materiais de tubulação no projeto hidráulico de tubulações de pressão devido à sua alta resistência à corrosão, baixo peso e facilidade de processamento. Este material é adequado para tubulações de esgoto.
Elementos de tubulação
Tubos de plástico são adequados para soldagem e são projetados no local. Tais materiais incluem aço, alumínio, termoplástico, cobre. Para conectar diretoseções de tubos, são usados elementos moldados especialmente, por exemplo, divisores e redutores de diâmetro. Esses acessórios estão incluídos em qualquer sistema de tubulação.
Conexões especiais são usadas para montar peças e acessórios individuais. Eles também são usados para conectar as válvulas e aparelhos necessários à tubulação.
Os elementos de conexão são selecionados dependendo dos seguintes parâmetros:
- Materiais utilizados para a produção de tubos e conexões. O principal critério de seleção é a capacidade de soldar.
- Condições de trabalho: baixa ou alta pressão e baixa ou alta temperatura.
- Requisito de fabricação para sistema de tubulação: conexões fixas ou removíveis no sistema de tubulação.
Expansão linear de tubos e sua compensação
A forma geométrica dos objetos pode ser alterada tanto pela ação da força quanto pela mudança de sua temperatura. Esses fenômenos físicos fazem com que a tubulação sofra alguma expansão ou contração linear durante a fase de instalação em condições sem choque e sem influência térmica, afetando negativamente suas características funcionais, quando atendidas por pressão e temperatura.
Quando a expansão não é necessária para compensar, ocorre a deformação do sistema de tubulação. Isso pode danificar as vedações do flange e as conexões dos tubos.
Expansão linear térmica
Ao calcular o hidráulicoA resistência da tubulação e da instalação deve levar em consideração a possível mudança de comprimento devido ao aumento da temperatura ou à chamada expansão linear térmica. Este valor é igual ao valor da expansão linear de tubos de 1 m de comprimento com um aumento de temperatura de 1 °C.
Exemplo de cálculo hidráulico de dutos: Q=(Πd²/4) w
Isolamento de tubos
Quando um meio de alta temperatura é transportado por uma tubulação, ele deve ser isolado para evitar perda de calor. Se um meio de baixa temperatura for transportado através de uma tubulação, o isolamento é usado para evitar que ele aqueça. Nesses casos, o isolamento é feito com materiais de isolamento especiais enrolados nos tubos.
Normalmente, os seguintes materiais são usados:
- Em baixas temperaturas até 100 °C - espuma rígida (poliestireno ou poliuretano).
- Em temperaturas médias em torno de 600°C - na forma de bainhas ou fibras minerais como lã de rocha ou feltro de vidro.
- Em altas temperaturas em torno de 1200 °C - fibra cerâmica (silicato de alumínio).
Tubos com diâmetro interno nominal inferior a DN 80 e espessura da camada isolante inferior a 50 mm são normalmente isolados com elementos isolantes moldados. Para isso, duas conchas são enroladas ao redor do cano e presas com fita metálica e, em seguida, fechadas com uma caixa de folha de flandres.
Nomograma para cálculo hidráulico de tubulações
Oleodutos com nominaldiâmetros internos superiores a DN 80 devem ser equipados com isolamento térmico com revestimento inferior. Essa bainha contém anéis de fixação, grampos e um revestimento metálico feito de aço macio galvanizado ou chapa de aço inoxidável. O espaço entre a tubulação e a caixa de metal é preenchido com material isolante.
A espessura do isolamento é calculada como uma determinação dos custos de produção e perdas que ocorrem devido à perda de calor, e varia de 50 a 250 mm.
Tabela para cálculo hidráulico de tubulações
A seleção adequada do isolamento do sistema de tubulação resolve vários problemas, como:
- Evite a queda repentina da temperatura ambiente e economize energia como resultado.
- Evitando que as temperaturas nos sistemas de transmissão de gás caiam abaixo do ponto de orvalho, o que evita a formação de condensação e pode causar sérios danos.
- Evitando emissões de condensado em linhas de vapor.
Exemplo:
| Material | Velocidade do movimento, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Líquido | Espontaneidade: | ||
| Substância viscosa | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Componentes de baixa viscosidade | 0, 5 – 1 | ||
| Bomba: | |||
| Sucção | 0, 8 – 2 | ||
| Injeção | 1, 5 – 3 | ||
Térmicoisolamento deve ser aplicado ao longo de todo o comprimento do sistema de tubulação. As conexões flangeadas e as válvulas devem ser fornecidas com elementos isolantes moldados. Eles fornecem acesso desobstruído aos pontos de conexão sem a necessidade de remover o material isolante de todo o sistema de tubulação em caso de quebra de vedação de ar.
