كيفية اختيار أحجام أنابيب الصلب

عند استخدام وتركيب الأنابيب الفولاذية ، فإن اختيار الحجم المناسب للأنابيب الفولاذية له أهمية حيوية. يمكن لقطر الأنبوب الصحيح ضمان معدل التدفق وسرعة النظام في ظل ظروف العمل المحددة ، مع تلبية متطلبات مقاومة الضغط والتآكل للتصميم ، وكذلك مراعاة راحة الاقتصاد والبناء. يوفر لك ما يلي مقدمة مفصلة عن الطريقة العلمية لاختيار الأنابيب الفولاذية من جوانب مثل نظام الحجم واختيار سمك الجدار وحساب معدل التدفق والتحقق من تحمل الضغط.

المفهوم الأساسي لـأحجام أنابيب الصلب

القطر الاسمي (NPS) : اصطلاح التسمية الشائع في أمريكا الشمالية (على سبيل المثال ، nps2.8 2) ، قطره الخارجي (OD) لا يساوي 2 بوصة ، و OD of npsَ 2 هو في الواقع 2.375 in. إنه فقط لوضع علامات وليس القطر الداخلي الفعلي.
القطر الاسمي (DN) : معيار دولي ، يعبر عنه بالملليمتر ، قريب بشكل عام من القطر الداخلي. يوجد لها مراسلات مع NPS ، على سبيل المثال ، nps2 يتوافق مع dn، 50.
سمك الجدار (الجدول الزمني) المواصفات: الجدول الزمني (تش) يشير إلى درجة سمك جدار الأنبوب ، مع تلك الشائعة بما في ذلك SCH10 ، SCH40 ، SCH80 ، SCH160 ، إلخ. كلما كان الرقم أكبر ، وسمك سمك الجدار ، وأقوى مقاومة الضغط وقدرة الحمل ، ولكن القطر الداخلي يتناقص في المقابل.
القطر الداخلي الفعلي والقطر الخارجي: القطر الخارجي (OD) : عادة ما يتم تثبيت الأنبوب تحت نفس المواصفات ويختلف فقط مع NPS. القطر الداخلي (معرف): يتعلق بسمك الجدار ، معرف = OD - 2 × سمك الجدار.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على اختيار أحجام أنابيب الصلب

معدل تدفق ونوع متوسط
لكل من السوائل (مثل الماء والزيت) أو الغازات أو الجسيمات الصلبة خصائص تدفق مختلفة ومعدلات تدفق مسموح بها ، والتي يجب تقييمها مع معلمات ميكانيكا السوائل مثل رقم شفرة Poisson ورقم رينولدز.

نظام ضغط العمل ودرجة الحرارة
في البيئات ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية ، يجب اختيار الأنابيب ذات الأداء العالي للضغط ودرجة الحرارة (مثل API 5L ، ASTM A106 ، وما إلى ذلك) ، ويجب اختيار درجة الجدول الزمني بسماكة الجدار الأكبر المقابلة.

طول خط الأنابيب وحد انخفاض الضغط:
في ظل ظروف انخفاض الضغط المحدود ، إذا كان قطر الأنبوب صغيرًا جدًا ، فسوف يولد مقاومة احتكاكي مفرطة ، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الزائد أو الحاجة إلى زيادة قوة المضخة. قطر الأنبوب الكبير جدًا سوف يهدر المواد ومساحة البناء.

بيئة التركيب وقيود المساحة
سيحد تخطيط أو خندق أو مساحة اتصال المعدات في الموقع من الحد الأعلى لقطر الأنبوب. من الضروري مراعاة التصميم المدمج أثناء تلبية متطلبات معدل التدفق وانخفاض الضغط.

الاقتصاد والتكاليف المادية
ستزيد الزيادة في قطر الأنبوب وسمك الجدار من تكاليف المواد وصعوبة البناء. يجب إجراء مقارنة اقتصادية من خلال النظر بشكل شامل في سعر الوحدة للمواد وتكاليف المعالجة واللحام وتكاليف الصيانة اللاحقة.

متطلبات التآكل والحماية:
للوسائط المسببة للتآكل أو البيئات الخارجية (مثل المحيط ، المصانع الكيميائية) ، يجب اختيار البطانة الداخلية ، والطلاء الخارجي المضاد للتآكل أو أنابيب السبائك المقاومة للتآكل. ستؤثر المواصفات المقابلة أيضًا على قطر الأنبوب وسمك الجدار.

عملية اختيار حجم الأنابيب الفولاذية

تحليل الطلب
حدد بوضوح الوسيط الذي ينقله خط الأنابيب ، ومعدل تدفق التصميم ، وضغط التصميم ودرجة الحرارة ، وانخفاض الضغط المسموح به ، والمساحة في الموقع وشروط التركيب.

حساب أولي
حساب انخفاض الضغط أو طاقة المضخة المطلوبة تحت قطارة أنابيب مختلفة بناءً على معادلة برنولي ومعادلة الطاقة. تقدير سرعة تدفق خط الأنابيب باستخدام الصيغ التجريبية.

الجدول المرجعي القياسي
قم بالرجوع إلى جدول مقارنة حجم الأنبوب ، وتأكيد القطر الخارجي وسمك الجدار (الجدول الزمني) المطابق لكل نقطة تتبع ، وحساب القطر الداخلي الفعلي ومنطقة المقطع العرضي ، وإعادة التحقق مما إذا كان معدل التدفق وانخفاض الضغط يفي بالمتطلبات.

مقارنة اقتصادية
مقارنة تكاليف المواد ورسوم المعالجة ورسوم التركيب واستهلاك طاقة التشغيل المقابلة لأقطار الأنابيب المتاحة ، وحدد الحل بأقل تكلفة إجمالية وتلبية متطلبات الأداء.

التحقق والتحسين
بناءً على تصحيح انخفاض الضغط لطول الأنبوب وعدد الملحقات (الصمامات ، والمرفقين ، والتيشيرتات ، وما إلى ذلك) ، قم بضبط قطر الأنبوب أو إضافة خطوط أنابيب فرعية عند الضرورة لتحسين أداء النظام.

الاحتياطات عند اختيار الحجم

هامش الأمان: بالنسبة لخطوط الأنابيب الحرجة ، يجب زيادة سمك الجدار أو قطر الأنبوب بشكل مناسب لضمان هامش أمان كافٍ حتى في ظل التشغيل الزائد أو الظروف القاسية.

الاتساق القياسي: يجب أن يعتمد النظام بأكمله نفس المعيار أو سلسلة قطر الأنبوب الموحد قدر الإمكان ، ويقلل عدد مخفضات الأقطار المختلفة ، ويعزز الموثوقية الكلية للنظام.

بعد الصيانة: على الرغم من أن قطرها الكبير يمكن أن يقلل من انخفاض الضغط ، إلا أنه لا يساعد على الصيانة في الموقع ، ونفخ الأنابيب والتنظيف ، وغيرها من العمليات. يجب أخذ راحة البناء والتشغيل والصيانة في الاعتبار.

وسائط خاصة: الطين والجسيمات الصلبة أو الوسائط عالية اللزوجة حساسة لقطر الأنبوب ومعدل التدفق. من الضروري استشارة مورد المواد أو مهندس السوائل المحترف لإجراء حساب خاص.

يتطلب الاختيار المعقول لحجم الأنابيب الفولاذية دراسة شاملة لعوامل متعددة مثل حساب ميكانيكا الموائع وأداء المواد والاقتصاد وراحة البناء.

اقرأ المزيد:أحجام أنابيب الصلب الكربوني من مخلفات الحرب