Zpracujte potrubí - Process duct work

Zpracujte potrubí dopravuje velké množství horkého, prašného vzduchu z zařízení na zpracování do mlýnů, pytlů na jiné technologické zařízení. Proces potrubí práce mohou být kulaté nebo obdélníkové. Přestože je výroba kulatého potrubí nákladnější než výroba obdélníkového potrubí, vyžaduje méně výztuh a je v mnoha aplikacích upřednostňována před obdélníkovým vedením.

Vzduch v procesním potrubí může být při okolních podmínkách nebo může pracovat až do 482 ° C. Procesní potrubí se liší velikostí od průměru 2 stopy do průměru 20 stop nebo do obdélníkového průřezu 20 stop x 40 stop.

Velké technologické potrubí může být naplněno prachem, v závislosti na sklonu, až do 30% průřezu, který může vážit 2 až 4 tuny na lineární stopu.

Kruhové potrubí podléhá sání potrubí a vyžaduje ztužení, aby se to minimalizovalo, ale je efektivnější z hlediska materiálu než práce s obdélníkovým vedením.

Neexistují žádné komplexní konstrukční reference pro návrh práce potrubí. Reference ASCE pro návrh návrhu potrubí potrubí elektrárny poskytuje určité obecné pokyny pro návrh potrubí, ale konkrétně neposkytuje návrhářům dostatečné informace pro návrh práce potrubí v procesu.

Potrubí strukturálních procesů

Konstrukční procesní potrubí přenáší velké množství prašného vzduchu o vysoké teplotě mezi kusy technologického zařízení. Konstrukce tohoto potrubí vyžaduje pochopení interakce tepelného změkčování kovy potenciální účinky nahromadění prachu ve velkých potrubích a strukturální design zásady. Existují dva základní tvary pro potrubí strukturálních procesů: obdélníkový a kulatý. Obdélníkové potrubí je zakryto ASCE „Strukturální návrh vzduchových a plynových potrubí pro procesní elektrárny a průmyslové aplikace“.

V praktickém návrhu primárně kulatého potrubí se strukturálním procesem v cement, Limetka a Vést průmyslová odvětví, velikost potrubí se pohybuje od 18 palců (45 cm) do 30 stop (10 m). Teplota vzduchu se může pohybovat od 515 ° C do 1000 ° F. Procesní potrubí je vystaveno velkému zatížení v důsledku nahromadění prachu, sacího tlaku ventilátoru, větru a zemětřesení síly. Od roku 2009 Procesní potrubí o průměru 30 stop může stát 7 000 $ za tunu. Nesprávná integrace návrhových sil může vést ke katastrofickému zhroucení potrubí. Přepracování potrubí je drahé.

Kruhový a obdélníkový potrubní konstrukční návrh

Konstrukční návrh potrubí je založen na vzpěru deskového prvku. Konstrukce kruhového potrubí je založena na poměrech průměrů k tloušťkám potrubí a přípustná napětí jsou obsažena v několika referencích, jako je US ocelová deska, ASME / ANSI STS-1, SMNACA, Trubkové ocelové konstrukcea další odkazy. Ve skutečnosti je kruhové potrubí ohnuté v ohybu přibližně o 30% silnější než podobný tvar v tlaku, ale při ohýbání se používají stejná přípustná napětí jako v případě tlaku.

Kulaté kanály vyžadují typické výztuhy s roztečí zhruba 3 průměrů nebo zhruba 20 stop O.C. pro požadavky na oválné zpracování a výrobu a požadavky na přepravu nákladních vozidel. Kulaté kanály o průměru více než 6 stop 6 palců (1,98 m) (deska 1/4 ") vyžadují výztuhy podpěrných kroužků. Potrubí menšího průměru nemusí vyžadovat výztuhy podpěrných kroužků, ale mohou být navrženy se sedlovými podpěrami. Když jsou výztužné kroužky jsou tradičně navrženy na základě „Roarku“, i když tento odkaz je docela konzervativní.

Přípustná namáhání kolenového potrubí jsou menší než přípustná napětí pro přímé potrubí o faktor K = 1,65 / (h 2 / 3příkon), kde [h = t (potrubí) * R (koleno) / (r (potrubí) * r (potrubí Tato rovnice nebo podobné rovnice se nacházejí v Trubkové ocelové konstrukce část 9.9.

Obdélníkové konstrukční vlastnosti potrubí jsou založeny na poměrech šířky k tloušťce. To je zjednodušeno, obvykle na šířku = t / 16, od rohových prvků nebo rohových výztuh, ačkoli ve skutečnosti se celá horní a boční deska potrubí podílí, poněkud ve vlastnostech průřezu kanálu.

Logika potrubí

Logika potrubí je proces plánování tepelného pohybu potrubí v kombinaci s plánováním k minimalizaci výpadku prachu v potrubí.

Potrubí se pohybuje se změnami vnitřní teploty. Předpokládá se, že potrubí má stejnou teplotu jako jejich vnitřní plyny, které mohou být až 900 ° F. Pokud vnitřní teplota potrubí přesáhne 1000 ° F, použije se žáruvzdorná vyzdívka k minimalizaci povrchové teploty potrubí. Při 1000 ° F mohou kanály růst přibližně 5/8 palce na 10 stop délky. Tento pohyb musí být pečlivě naplánován pro, s látkovými (nebo kovovými) kompenzátory na každé přírubě zařízení a jedním spojem na každou přímou část potrubí.

Skloněné potrubí ve směru nebo nad úhlem uložení prachu v potrubí minimalizuje nahromadění prachu. Proto mnoho potrubí nesoucích vysoké prachové zatížení má sklon 30 stupňů nebo strmější.

Geometrie loketního potrubí

Aby se minimalizovala tlaková ztráta v kolenou potrubí, je typický poloměr lokte 1 1/2 násobek průměru potrubí. V případech, kdy tento poloměr lokte není proveditelný, jsou do potrubí přidány otočné lopatky.

Přechod stohu na konkrétní stoh

Přechod potrubí a rozložení kolena

Procesní potrubí je často velké (průměr 6 stop až 18 stop) a přenáší velké množství horkých špinavých plynů rychlostí 3 000 až 4 500 stop za minutu. Ventilátory používané k pohybu těchto plynů jsou také velké, 250 až 4000 koňských sil. Proto je důležité minimalizovat pokles tlaku v potrubí minimalizací turbulence v loktech a přechodech. Poloměr kolena potrubí je obvykle 1 1/2 až 2krát větší než velikost potrubí. Boční svahy přechodů jsou obvykle 10 až 30 stupňů.

Poznámka: Rychlost potrubí je zvolena tak, aby se minimalizoval výpadek prachu v potrubí. Rychlost potrubí cementu a vápna při běžném provozu je 3000 až 3200 stop za minutu, rychlosti olověných rostlin jsou 4000 až 4500 stop za minutu, protože prach je těžší. Ostatní průmyslová odvětví, jako je obilí, mají nižší rychlosti plynu. Vyšší rychlost plynového potrubí může vyžadovat výkonnější ventilátory než nižší rychlosti potrubí.

Typy podpory potrubí

  • Pevné podpěry jsou obvykle navrženy tak, aby odolávaly bočnímu pohybu potrubí. V závislosti na geometrii podpěry mohou pevné podpěry také odolat rotaci potrubí, které tvoří podpěru.
  • Posuvné podpěry jsou obvykle podepřeny na teflonových podložkách (nebo jiných materiálech), izolovaných od potrubí, takže teplota a prach nepoškodí kluznou plochu.
  • Linkové podpěry jsou často „ohnuté“ nebo vyztužené rámy dolů z prstencového podpěrného prstence (rámu) do základu nebo roviny podpory. pokud je ohnutý dostatečně dlouhý, nejsou nutné závěsy, které by umožňovaly tepelný růst potrubí.
  • Podpěry prutů nebo závěsů jsou podobné podpěrám článků, ale díky flexibilitě podpěr prutů je jejich design a detaily snazší.
  • Vodicí podpěry: Často kroužky uvnitř konstrukčního rámu s úhlovými vodítky, které umožňují, aby potrubí rostlo svisle, zatímco brání potrubí bočně pro zatížení větrem.
  • Neobvyklé podmínky „podpory“ (podrobnosti):
    • Závěsy na dilatačních spárách
    • Napínací vazby přes dvě pevné podpěry
    • Designy, které umožňují ohýbání loketních kolen za neobvyklých podmínek podpory
    • Další neobvyklé designové modely.

Zatížení návrhu potrubí

U potrubí na zpracování cementárny a vápna jsou zatížení potrubí kombinací:

  1. Mrtvá zatížení potrubí: jsou často zjednodušena (při použití v cementárnách) použitím hmotnosti desky potrubí, vynásobené 1,15 jako přídavku výztuhy, protože výztuhy potrubí obvykle váží méně než 15% hmotnosti desky potrubí. Příspěvek na vyztužení potrubí pro potrubní vedení obdélníkových elektráren může být 50% až 100% hmotnosti desky potrubí.
  2. Vnitřní zatížení prachu v potrubí (spodní část potrubí): které se značně liší podle sklonu potrubí. Tyto zátěže musí být schváleny klientem, ale často se používají následovně:

U potrubí se sklonem 0 stupňů až 30 stupňů je vnitřní prach potrubí 25% průřezu potrubí. U potrubí se sklonem 30 stupňů až 45 stupňů je zatížení prachem v potrubí sníženo na 15% průřezu plus zatížení vnitřním potahem potrubí. U potrubí se sklonem 45 stupňů až 85 stupňů je vnitřní prach potrubí 5% z průřezu potrubí plus zatížení vnitřním potahem potrubí. U potrubí se sklonem nad 85 stupňů. Z důvodu potenciálu vysokého zatížení prachem je většina potrubních vedení procesu vedena se sklonem 30 až 45 stupňů.

2a) Napouštění do potrubí v neprocesních potrubích (průměr 2 stopy a menší), jako jsou odvzdušňovací kanály dopravníků, jsou někdy vedeny vodorovně a lze je naplnit na 100% průřezu.

2b) Energetická zatížení vnitřního potrubí elektrárny jsou koordinována s klientem a někdy se používají v interních dávkách popela 1 až 2 stopy.

3) Vnitřní potrubní potah prachu, který se někdy používá jako 2 "(50 mm) potah prachu na vnitřním obvodu.

4) Zatížení sacího tlaku v potrubí. Většina zatížení procesního potrubí má konstrukční tlaky od 25 palců (600 mm) do 40 palců (1000 mm) tlaku vody. Tento sací tlak působí tak, že způsobuje pokles sacího tlaku na bočních stěnách potrubí. Tento tlak také působí kolmo na „dilatační spáry“ potrubí a vytváří další zatížení na podpěrách potrubí, které zvyšuje mrtvé a živé zatížení. Pamatujte: tlakové zatížení v potrubí se mění s teplotou, protože hustota plynu se mění s teplotou. Tlak v potrubí 25 palců H2O při pokojové teplotě se může při provozních tlacích v potrubí stát 12 palců až 6 palců.

5) Zatížení větrem do potrubí

6) Seizmické zatížení potrubí

7) Zatížení sněhovým potrubím, obvykle bezvýznamné, protože sníh se rychle roztaje, pokud není zařízení v režimu vypnutí.

8) Horní část prachového množství v potrubí, často používaná jako nulová, protože tvorba prachu v rostlinách je nyní mnohem menší než v minulosti.

9) Sací tlakové zatížení potrubí, působí kolmo na konec průřezu potrubí a může být významné. Pro potrubí určené pro 25 "vody při počáteční teplotě 70 stupňů F, na potrubí o průměru 8 stop, se to rovná 8000 liber na každém konci potrubí.

Pevná podpora potrubí

Kulaté potrubí

Většina potrubí procesu výroby cementárny je kulatá. Je to proto, že se kulatý tvar potrubí neohne mezi obvodovými výztuhami. Proto nejsou nutné ohýbací výztuhy a kulaté potrubí vyžaduje méně a lehčích mezilehlých výztuh než obdélníkové potrubí. Kulaté výztuhy potrubí pro cementárny jsou někdy asi 5% hmotnosti potrubí. Obdélníkové výztuhy potrubí cementárny jsou 15 až 20% vyšší než hmotnost potrubí. Potrubí elektrárny je často větší. Potrubí elektrárny je obvykle obdélníkové, s hmotností výztuže 50% (nebo více) násobkem hmotnosti desky potrubí. (to je založeno na osobních zkušenostech a liší se podle zatížení, velikosti potrubí a průmyslových standardů)

Velké, kulaté procesní potrubí je obvykle vymyslel od 1 / 4palcového (6 mm) plechu z měkké oceli s oválnými výztužnými kroužky ve středu 15 až 20 stop (5 až 6 M), bez ohledu na průměr. Tyto délky umožňují odolnost proti oválnému větru a odolnost proti převýšení při přepravě nákladním automobilem. To také funguje dobře s výrobcem zařízení.

Typické mezikroužky jsou určeny pro ohýbání větrem zdůrazňuje, snížené podle požadavků mez kluzu redukce při pracovních teplotách. Typické kroužky jsou vyrobeny z válcovaného ocelového plechu, úhelníků nebo svarů T-kusu, aby se vytvořil požadovaný průřez kroužku. Prsteny jsou vyrobeny z jakékoli kombinace talíře, odpaliště nebo tvaru W, které může obchod válcovat. Kroužky jsou obvykle z měkké uhlíkové oceli, desky ASTM A36 nebo ekvivalentní. Umístění prstencových svarů na tupo by mělo být přednostně posunuto o 15 stupňů (+/-) od bodu maximálního napětí, aby se minimalizoval účinek pórovitosti svaru na přípustné napětí svaru.

Vidět US Steel Deska, objem II pro empirické rozestupy prstenců a napětí v ohybu větrem: Rozteč = Ls = 60 sqrt [Do (ft) * t deska (in) / tlak větru (psf)] Sekce = p * L (rozteč, ft) * Do (ft) * Do (ft) / Fb (20 000 při okolním T) Tato reference je starší, ale je dobrým výchozím bodem pro návrh potrubí.

Kapitola 4 SMACNA (vydání 2ND) obsahuje mnoho užitečných vzorců pro kulatá potrubí, přípustná napětí, rozteč kroužků, vliv prachu, ledu a živých zatížení. Základní faktor bezpečnosti pro SMACNA, 3, je větší, než se obvykle používá na typických projektech pozemního stavitelství, 1,6. Pod SMACNA je kritická rozteč kroužků pro kroužky L = 1,25 * D (ft) sqrt (D (ft) / t ( palce)), což je podobné trubkovým ocelovým konstrukcím, L = 3,13 * R sqrt (R / t). Ve skutečnosti je použití Spacing = 60 sqrt [Do (ft) * t plate (in) / wind pressure (psf)] konzervativní.

Přípustné ohybové a tlakové napětí v potrubí může pocházet z několika zdrojů.

Viz API 560 pro konstrukci výztuh oválného větru

V části Trubkové ocelové konstrukce, kapitoly 2, 9 a 12 jsou uvedena přípustná napětí pro tenká, kulatá potrubí, jejich přípustná napětí, lokty, koeficienty změkčení loktů a některé postupy pro konstrukci podpěrných kroužků potrubí. Tato povolená napětí lze ověřit vybraným přehledem kapitol US Steel Plate, Blodgett Design of plate structures, Roark & ​​Young nebo API 650.

Kulaté podpěrné kroužky potrubí jsou rozmístěny, často ve třech průměrech, nebo podle potřeby až ve středech asi 50 stop (14 m). V tomto rozestupu jsou hlavní opěrné kroužky navrženy pro součet sací tlak napětí a podpora ohybových momentů.

Kruhové potrubí dovolené tlakové napětí je = 662 / (d / t) +339 * Fy (ocelové konstrukce z trubek, kapitola 2). Jiné reference používají podobné rovnice.

Typické poklesy tlaku v cementárně jsou: 60% až 80% vysokoteplotních procesů v potrubí tlaková ztráta se vyskytuje v technologickém zařízení, baghouse, mlýnech a cyklónech. Jelikož výkon motoru 1 (jeden) stál zhruba 1 000 USD ročně (USD) (2005), je důležitá účinnost potrubí. Minimalizace poklesu tlaku v potrubí může snížit provozní náklady plánu. většina potrubí, pokles tlaku mimo zařízení nastává při přechodech a změnách směrů (lokty). Nejlepším způsobem, jak minimalizovat pokles tlaku v potrubí nebo minimalizovat provozní náklady zařízení, je použití kolen s poloměrem kolena k poloměru potrubí přesahujícím 1,5. (U potrubí o délce 15 stop by se tedy poloměr lokte rovnal nebo přesahoval 22,5 stopy.)

Poklesy tlaku v procesním potrubí (praxe v USA) se obvykle měří v palcích vody. Typické potrubí pracuje při celkovém sacím tlaku přibližně - 25 palců (160 psf.), S přibližně 75% tlakovou ztrátou ve vaku a 10% tlakové ztráty při tření v potrubí a 15% (nominální) ztrátě v lokti turbulence. Hlavním hlediskem návrhu potrubí je minimalizace tlakových ztrát v potrubí, turbulence, protože špatná geometrie potrubí zvyšuje turbulenci a zvyšuje elektrické využití zařízení.

Kolapsu tlaku v kruhovém potrubí je zabráněno kroužky na podpěrách a zhruba 3 středech průměru.

Kruhové podpěrné kroužky jsou tradičně navrženy z receptury nalezené v Roark & ​​Young. Tato reference je však založena na bodovém zatížení prstenců, zatímco skutečná zatížení prstenců jsou založena na téměř rovnoměrném spodním prachu. Proto je možné tyto formulace ukázat pomocí Rama nebo jiných analytických metod, které mají faktor konzervatismu zhruba 2 nad napětími uvedenými v Roarkovi. Síly mrtvého, živého a prachového kroužku v potrubí je nutné kombinovat s tlakovými silami. Sací tlakové síly se soustředí na prstence, protože jsou nejpevnějším přítomným prvkem.

Kulaté potrubí s kolenem je přípustné napětí sníženo díky zakřivení lokte. Různé odkazy poskytují podobné výsledky pro tuto redukci. Trubkové ocelové konstrukce, část 9.9 uvádí (Beskinův) redukční faktor K = 1,65 / (h (výkon 2/3)), kde h = t (deska) * R (koleno) / r (potrubí) (kde jsou sací tlaky menší ). Toto K snižuje I faktor potrubí I efektivní = I / K.

Kruhové potrubní kroužky jsou vyrobeny z válcovaných T-kusů, úhelníků nebo desek, svařovaných do požadovaného tvaru. Obvykle jsou navrženy s vlastnostmi ASTM A-36.

Faktory bezpečnosti

Typický faktor bezpečnosti kulaté desky potrubí (tradiční faktor bezpečnosti) by měl být 1,6, protože ohýbání desky potrubí a vzpěr je většinou řízeno typickou konstrukcí mezikroužku.

Typický faktor bezpečnosti mezikroužku by měl být 1,6, protože v různých kódech (API 360 atd.) Existuje dostatek důkazů, že mezikroužky určené pro oválné větrání a kombinace sacího tlaku jsou bezpečné.

Typický faktor bezpečnosti hlavního podpůrného prstence, pokud je navržen podle "Roarkových" vzorců, by měl být 1,6 (Pokud je konstruován podle Roarkovy normální 1% z kulaté standardní tolerance), protože různými metodami lze prokázat, že tyto vzorce jsou alespoň faktorem ze dvou, nad tři výsledky analýzy kruhového potrubí atd.

Typický faktor bezpečnosti loketního kolena by měl být vyšší než 1,6, protože může být obtížné prokázat, že zásilka mimo lokální kolena odpovídá normální 1% z kulaté standardní tolerance. (různé kódy a referenční poznámky).

Kruhové konstrukční dopravníkové trubky

Kulaté konstrukční trubky se někdy používají k podepření a uložení dopravníků přepravujících uhlí, olověný koncentrát nebo jiný prašný materiál přes okresní silnice, přístupové cesty k rostlinám nebo nakládací zařízení říčních člunů. Pokud se pro tyto účely použijí trubky, mohou mít průměr 10 '- 6 "až 12 stop a délku až 250 stop, přičemž se použijí výztuhy desky a oválného prstence do průměru 1/2 stopy ve vzdálenosti 8 stop (do středů 20 stop). Na jednom takovém projektu přidala moje firma L8x8x3 / 4 na horním místě 45 stupňů, aby vyztužila desku poblíž bodu maximálního namáhání trubek (podle Timoshenko a dalších).

Někteří prodejci poskytují galerie dopravníků pro stejný účel.

Obdélníkové potrubí

Obdélníkové potrubí pro cementárny je často 1/4 "(6 mm) potrubní deska s výztuhami rozmístěnými kolem 2'-6", v závislosti na sacím tlaku a teplotě. Tenčí deska vyžaduje užší rozteč výztuh. Výztuhy se obvykle považují za připnutý konec. Potrubní vedení elektrárny může být 5/16 "silná potrubní deska s výztuhami" s pevným koncem "W ve vzdálenosti přibližně 2'-5". Vzhledem k tomu, že se pravoúhlý potrubní plech ohýbá, jsou v přiměřeně malé vzdálenosti nutné výztuhy. Potrubní deska 3/16 "nebo tenčí, může umýt nádobí nebo vydávat hluk, a proto je třeba se jí vyhnout.

Vlastnosti obdélníkového úseku potrubí se počítají ze vzdálenosti mezi horními a dolními rohy potrubí potrubí. Plochy přírub jsou založeny na velikosti rohových úhlů plus šířka desky potrubí na základě poměru tloušťky desky 16 * t. (viz návrh konstrukčního potrubí AISC níže) Pro vlastnosti řezu je deska „web“ ignorována.

Typický rozestup výztuží pro práce v potrubí cementárny je obvykle založen na ohýbání plechu M = W * L * L / 8. Je to proto, že použití podmínky pevné a pevné vyžaduje obtížně navržitelné upevnění desky. Elektrárna a další větší potrubí obvykle procházejí náklady na vytvoření rohového momentu s „pevným koncem“. všechny výztuhy pro obdélníkové potrubí vyžadují zohlednění bočních výztuh torzního vyztužení.

Vliv teploty na mez kluzu potrubí

Potrubí jsou obvykle navržena tak, jako by se teplota desky potrubí a výztuhy shodovala s teplotami vnitřního potrubí. Pro teploty měkkých uhlíkových ocelí (ASTM A36) je návrhový poměr meze kluzu při teplotě 300 ° F 84% napětí při pokojové teplotě. Při 500 ° F je návrhový poměr meze kluzu 77% napětí při pokojové teplotě. Při 700 ° F je návrhový poměr meze kluzu asi 71% namáhání pokojovou teplotou. Teploty nad 800 ° F mohou způsobit deformaci měkké uhlíkové oceli. Je to proto, že v tomto teplotním rozmezí se struktura krystalové mřížky z uhlíkové oceli mění s teplotami nad asi 800 stupňů F (odkaz, US Steel Plate, ocel se zvýšenou teplotou).

U potrubí pracujících nad 800 stupňů F by měl materiál potrubní desky odolávat deformaci. Pro potrubní desku mezi 800 ° F a 1200 ° F lze použít nerezovou ocel Core-ten nebo ASTM A304, deska Core-ten je levnější než nerezová ocel.

Cortenovy oceli mají v podstatě stejné poměry meze kluzu jako Corten přes 700 ° F. Při 900 ° F je poměr meze kluzu 63%. Při 1100 ° F je poměr meze kluzu 58% (tabulky AISC). Ocele Corten by se neměly používat při teplotách vyšších než 1100 ° F.

Pokud není potrubí a jeho výztuhy izolované, mohou být výztuhy navrženy z ocelí ASTM A36, a to i při teplotě potrubí 1000 ° F. Je to proto, že teplota výztuhy je o několik stovek stupňů (F) nižší než teplota potrubí. Předpokládá se, že teploty výztužného potrubí klesnou asi o 100 ° F na palec hloubky (pokud nejsou izolované) (není k dispozici žádná reference).

Odolnost proti korozi a opotřebení

Koroze

Jelikož se snižování ztrát tepla v zařízeních v průběhu let změnilo, potrubí nyní spojuje více kusů zařízení než kdykoli předtím. Je třeba dbát na to, aby nedocházelo ke kondenzaci vlhkosti v potrubí rostlin. Jakmile dojde ke kondenzaci, může kondenzace absorbovat CO2, další složky v proudu plynu a na oceli s nízkým obsahem uhlíku korodovat. Metody, jak se tomuto problému vyhnout, mohou zahrnovat

  1. Izolace potrubí
  2. speciální oceli, jako jsou oceli COR-10 nebo A304 SS nebo A316L SS,
  3. Vnitřní potahy potrubí. Vnitřní potahy potrubí jsou drahé a mohou stát více než chráněná stohovací deska. Nepokryté komíny cementárenských komínů s kondenzací vykazují méně než dva roky.

Útok kyselinou sírovou může vyžadovat potrubí z nerezové oceli, potrubí ze skleněných vláken atd.

Odolnost proti opotřebení

Mnoho rostlinných výfukových plynů obsahuje prach s vysokým potenciálem opotřebení. Oceli odolné proti opotřebení obvykle nejsou užitečné při odolávání opotřebení potrubí, zejména při vyšších teplotách. Ocelové potrubí odolné proti opotřebení se těžko vyrábí a žáruvzdorné povlaky jsou obvykle levnější než ocelové potrubí odolné proti opotřebení. Každé odvětví může mít různé přístupy k odolávání opotřebení potrubí.

Prach ze slínku z cementárny je abrazivnější než písek. U vysokoteplotních potrubí nebo potrubí s potenciálem opotřebení je 2 1/2-palcový žáruvzdorný materiál často ukotven k desce potrubí pomocí V kotev při 6 "OC (+/-), aby odolával a) teplotě nebo b) opotřebení v loktech nebo kombinace těchto efektů. Keramické dlaždice nebo keramické malty se občas ukotví do potrubí, aby odolaly teplotě a opotřebení.

Trupy obilných rostlin jsou také velmi abrazivní. Někdy se plastové vložky používají k odolávání opotřebení v obilných zařízeních, kde jsou teploty nižší než v zařízeních na zpracování minerálů.

Typy kompenzátorů

Potrubní segmenty jsou obvykle odděleny kovovými nebo látkovými kompenzátory. Tyto spoje jsou navrženy a podrobně popsány pro sací tlak, teploty a pohyby mezi segmenty potrubí. Tkaninové spoje se často volí k oddělení segmentů potrubí, protože obvykle stojí o 40% méně než kovové spoje. Také kovové spoje kladou na segmenty potrubí další zatížení. Kovové spoje preferují axiální pohyby a poskytují významné boční zatížení na segmenty potrubí. klouby z tkaniny stojí 100 až 200 dolarů za čtvereční stopu spoje (2010). Kovové spoje mohou stát dvojnásobek této částky.

Předpokládá se, že síly v potrubí pro expanzi tkaniny jsou 0 # / palec. Síly kovových dilatačních spár u kovových spojů potrubí o průměru 24 palců jsou řádově 850 # / palec pohybu pro axiální pružinu a 32 500 # / palec pro boční pohyb. Tyto koeficienty se budou lišit podle velikosti potrubí, tloušťky spáry a u obdélníkových kanálů se zvětší (na základě jedné nedávné úlohy).

Životnost dilatačního spáry v terénu je asi 5 let. Mnoho rostlin upřednostňuje přístupové plošiny v blízkosti spojů pro výměnu spojovací tkaniny.

Software konečných prvků

V současné době je k dispozici software pro modelování potrubí ve 3D. Tento software je třeba používat opatrně, protože návrhová pravidla pro šířku a tloušťku a koeficienty změkčení loktů atd. Nemusí být do návrhového programu vložena.

Přechod potrubí a výztuž

Kreslení prezentace a kótování

Je snadné kreslit kanály ve 3D bez správného kótování. Výkresy by měly být rozloženy pomocí:

  • Pracovní body s nadmořskými výškami a kótování plánu.
  • Poloměr ohybu, průměry potrubí nebo rozměry šířky a tloušťky, rozměry tečného úhlu (skutečný pohled a půdorys a pohledy na výšku)
  • Sloupové mřížky, kóty mezi podpěrami, ukazující pracovní body
  • Nedostatek rozměrů ve 3D generovaných výkresech ztěžuje sledování výkresů.
  • podpěry je třeba koordinovat s nadmořskými výškami.

Speciální podmínky zatížení potrubí

Mimo podmínky mrtvých, živých, prašných a teplotních podmínek se mohou vyskytnout zvláštní podmínky zatížení potrubí. Potrubí spojené s mlýny na uhlí, mlecími zařízeními koksu a do jisté míry i zařízeními na zpracování obilí mohou podléhat výbušným prachům. Potrubí určené pro výbušný prach je obvykle určeno pro vnitřní tlak 50 psi a bude mít obvykle jeden odlehčení výbuchu, jeden průduch na sekci potrubí. pravděpodobnost výbuchu prachu v systému nepřímého uhelného mlýna je časem 100%. To může vytvořit švestku ohně o průměru 5 stop až 15 stop a délce 20 stop až 30 stop. Proto přístup do oblastí obklopujících ventilační otvory omezuje osobní přístup se zamčeným přístupem.

Velké vstupní a výstupní potrubí baghouse

Detaily potrubí

Potrubí se dopravují z výrobního zařízení na pracoviště na nákladních vozech, po železnici nebo na nákladních člunech v délkách odpovídajících druhu dopravy, často v 20 stopových úsecích. Tyto části jsou spojeny přírubami nebo svarovými pásky. Příruby jsou k dispozici na dilatačních spárách nebo ke spojení částí potrubí s nízkým napětím. Příruby mohou být pro síly potrubí omezené. Těsnění příruby dodávají přírubám flexibilitu, díky níž je jejich schopnost přenášet síly problematická. Proto se pro připojení potrubí s vyšším namáháním běžně používají svarové pásky (krátké ocelové pásky).

Různé fotografie potrubí

Bližší pohled na fotografii podpory pevného potrubí ukazuje několik vlastností nebo podpory kruhových kroužků. Ve středu jsou výztuhy zhruba 60 stupňů. Tento potrubní kroužek je vyroben ze dvou válcovaných WT, svařených ve středu. Jedná se o menší potrubí s malým zatížením, takže spodní příruba byla mírně upravena požadavky na vůli podpěr. Je zobrazena malá mezera pro umístění kluzného ložiska z PTFE potrubí, i když do této mezery lze také vložit pevnou podpěru. Na pozadí této fotografie je příruba potrubí. Příruba potrubí má normálně 3/4 "šrouby na 6" nominálním; vzdálenost. Tloušťka úhlu příruby potrubí musí být navržena pro tahová napětí potrubí, protože příruby se ohnou. Běžné jsou tloušťky úhlů 5/16 "nebo 3/8".

Viz výše fotka kulatých kolen, přechodů a výztuh. Poloměr ohybu potrubí je od 1 1/2 do 2násobku průměru potrubí. Kruhové potrubí má oválné a přepravní kroužky ve jmenovité vzdálenosti 20 stop a větší podpěrné kroužky na podpěrách. Dělená osa Y má v průsečíku potrubí sací výztuhy. Všimněte si přechodu vstupu ventilátoru 3000 HP a přechodu vstupu zásobníku také na této fotografii.

Sousední fotografie také ukazuje několik principů procesního potrubí. Ukazuje velké potrubí přívodu baghouse. Sací potrubí je zúžené, aby se minimalizoval výpadek prachu. Mělké zúžení, jako je toto, také snižuje tlakové ztráty při změně průměrů potrubí. Všimněte si, že rozteč kruhových potrubí je ve středu přibližně 2'-6 ". Kruhový kanál je vyztužen poblíž každého odbočného potrubí.

Zdroje

Existuje několik referencí pro práci v potrubí. Tyto odkazy jsou společně zpracovány, aby se zkontrolovaly procesy návrhu potrubí. Další reference se často používají pro návrh potrubí, ale poskytují podobné výsledky. Návrh metody konečných prvků v procesu potrubí je možný, ale pro správnou interpretaci modelu konečných prvků je vyžadován požadavek teorie návrhu a přípustných napětí.

  • ASCE - Strukturální design vzduchových a plynových potrubí pro elektrárny a průmyslové kotle
  • Roark & ​​Young. Vzorce pro stres a napětí, různá vydání
  • US Steel Plate, Plate Structures, Volume I & II
  • US Steel Plate, Steels for Elevated Service Teploutions 1974
  • AISC, grafy teploty oceli proti výtěžku a grafy teploty oceli proti Youngovu modulu.
  • Lincoln Obloukové svařování „Návrh svařovaných konstrukcí, Omar Blodgett, kapitola 6, část 6.6
  • Lincoln Arc Welding, Trubkové ocelové konstrukce, Troitsky
  • Ocelové konstrukce tvářené za studena
  • ASHRE, pro návrh poklesu tlaku, kolen a ventilátorů
  • API 560, obsahuje odkazy na minimalizaci oválu větru
  • SMNACA lze také použít jako referenci
  • Process Vendor, 2005, Process Ducting Load
  • Podobné reference k designu, vyprodáno, Gaylord & Gaylord, Design of Bins.

Cement, vápno a olovo přijatelné průmyslovým zatížením (pro konstrukční zatížení) jsou: Potrubí procesu je určeno k dopravě velkého množství prachu. část tohoto prachu se usadí na dně potrubí během výpadků proudu a normálního provozu.

Procento průřezu potrubí naplněného prachem se často považuje za následující:

  • Svahy potrubí leží na úrovni 30 stupňů, 25% průřezu.
  • Svahové kanály, 30 stupňů až 45 stupňů, 15% průřezu
  • Svahové kanály, 45 stupňů až 85 stupňů, 5%
  • Nad 85 stupňů je 50 mm vnitřní vrstva prachu.
  • Tato zatížení jsou vždy potvrzena klientem před použitím, ale výše uvedené v běžné praxi v USA

Aby se minimalizovalo nahromadění prachu, každý materiál má minimální rychlost přenosu, vápno = přibližně 2800 fpm., Cement asi 3200 fpm a olověný prach asi 4200 fpm.

Hustota prachu závisí na průmyslovém odvětví. Normálně se jedná o: hustotu cementového prachu = 94 pcf, vápenný průmysl = 50 pcf, oxid olovnatý prach = 200 pcf.

Opotřebení potrubí: Vysokoteplotní potrubí často přenáší velké objemy horkého abrazivního prachu. Návrhová teplota potrubí nebo abrazivita prachu často brání použití ocelí odolných vůči abrazi. V těchto případech může být žáruvzdorný materiál ukotven uvnitř potrubí nebo jsou na vnitřní stranu potrubí přivařeny dlaždice odolné proti abrazi se svařovacími maticemi.

Tepelný pohyb v potrubí

Trubkové oceli expandují s teplotou. Každý typ oceli může mít jiný koeficient tepelné roztažnosti, typické měkké uhlíkové oceli expandují s koeficientem 0,0000065 (viz AISC).

Reference