Ievads

Cauruļvads, kas iet lejup pa raktuvju kalna nogāzi, zīmējumā var izskatīties vienkārši: sekojiet reljefam, savienojiet sekcijas un nogādājiet šķidrumu zemākā pacēlumā. Tomēr ekspluatācijas laikā pacēluma profils ietekmē spiedienu, un pats slīpums var izraisīt kustību, kas rada spiedienu uz cauruli un tās savienojumiem.

Šie jautājumi ir īpaši svarīgi, ja raktuvju drenāžas līnija šķērso atklātas bedres soliņus vai ja vircas cauruļvads iet pa stāvu, nelīdzenu zemi. Trase ir jāvērtē kā pilnīga sistēma, nevis vienkārši kā cauruļu posmu virkne.

Paaugstinājuma maiņa maina spiediena profilu

Stacionāram ūdens stabam vertikālā augstuma starpība aptuveni 10,2 metri atbilst aptuveni 1 bāra spiediena starpībai. Šī attiecība ir noderīga sākotnējai aplēsei, taču tā nevar aizstāt hidraulisko konstrukciju.

Apsveriet ūdensvadu, kas nolaižas 50 metrus. Statiskā spiediena starpība, kas saistīta ar šīm pacēluma izmaiņām, ir aptuveni 4,9 bāri. Sistēmā, kas darbojas, sūkņa spiediens, berzes zudumi, plūsmas apstākļi un pārejoši notikumi arī ietekmē spiedienu dažādos maršruta punktos.

Vircai jāpievērš papildu uzmanība, jo tās blīvums var pārsniegt ūdens blīvumu. Pie vienas un tās pašas vertikālās pacēluma starpības blīvāka virca rada lielāku hidrostatiskā spiediena starpību. Tāpēc ūdens blīvuma izmantošana blīvas vircas aprēķināšanai var par zemu novērtēt paaugstinājuma radīto spiediena ietekmi.

Projektētājam ir jāidentificē spiediens augstajos un zemākajos punktos visā maršrutā un jāpārbauda viss darbības diapazons. Spiediens garā lejupejošā cauruļvada apakšējā galā var regulēt izvēli pat tad, ja spiediens ieplūdes atveres tuvumā ir daudz zemāks.

Slīpums var kustēties tikpat labi kā šķidrums

Spiediens ir tikai puse no problēmas. Stāvā zemē var rasties erozija, augsnes šļūde, sekli zemes nogruvumi vai atšķirīga nosēšanās. Ieraktu cauruli var vilkt vai saliekt, kad zeme pārvietojas, savukārt atklātā caurule var zaudēt atbalstu, ja augsne zem atbalsta erodējas.

Šie apstākļi dažādos veidos ietekmē dažādas cauruļu sistēmas. Elastīga caurule var izturēt zināmu kustību, taču joprojām ir iespējama pārmērīga deformācija vai savienojuma pārvietošanās. Pastiprināšana var uzlabot noteiktas konstrukcijas īpašības, bet tas neatceļ vajadzību novērtēt zemi un atbalsta izvietojumu.

Mainoties pacēlumam vai virzienam, projektētājam ir jāpārbauda ierobežojuma prasības, savienojuma slodzes un veids, kā spiediena spēki tiek pārnesti uz balstiem vai enkuriem. Maršruts arī jāpārskata drenāžas un erozijas kontrolei, jo īpaši, ja notece var apdraudēt pakaišus vai atklātos balstus.

Caurules parametri sākotnējam slīpuma novērtējumam

Tālāk sniegtie piemēri parāda, kā agrīnās projektēšanas laikā var organizēt cauruļu izmērus un pacēluma scenārijus. Tie nav saskaņoti produktu ieteikumi.

Sienas biezums tiek aprēķināts aptuveni no ārējā diametra, kas dalīts ar SDR. Statiskā spiediena atšķirības tiek aprēķinātas, izmantojot ūdens blīvumu aptuveni 1000 kg/m un gravitācijas paātrinājumu 9,81 m/s. Tie neietver sūkņa spiedienu, berzes zudumus, pārejošu spiedienu vai lielāku vircas blīvumu.

SDR piemēri ir izplatītas PE100 atsauces konfigurācijas. Tie nenosaka konkrēta HDPE, UHMWPE vai SRTP produkta piemērotību uzskaitītajiem pacēluma gadījumiem.

Caurules izvēle faktiskajam maršrutam

UHMWPE var būt piemērots abrazīvai vircai, kur nodilumizturība ir galvenā prasība. Stāvai trasei jāpārbauda arī spiediena profils, savienojuma jauda, ​​balstu izvietojums un iespējamā zemes kustība.

HDPE var apsvērt piemērotiem raktuvju drenāžas un ūdens pārvades lietojumiem. Tā SDR un spiediena reitings ir jāizvēlas aprēķinātajiem ekspluatācijas apstākļiem, savukārt atklātajos posmos ir nepieciešami atbalsta pasākumi, kas atbilst siltuma kustībai un maršruta radītajām slodzēm.

SRTP var apsvērt, ja projektam ir nepieciešama pastiprināta kompozītmateriāla spiediena cauruļu sistēma. Norādītajam izstrādājumam ir jāapstiprina faktiskās spiediena robežas, savienojuma jauda un uzvedība balsta vai zemes kustības laikā.

Materiālam jāatbilst apkalpošanas prasībām. Pēc tam trases projektā būtu jānosaka, kā šī caurule tiek atbalstīta, ierobežota, ierakta vai aizsargāta.

FAQ

Cik lielu statisko spiedienu ūdensvadā rada 100 metru kritums?

Aptuveni 9,81 bar spiediena starpība stacionāram ūdens stabam. Faktiskais darba spiediens ir atkarīgs no visas hidrauliskās sistēmas.

Vai HDPE cauruli var uzstādīt stāvā kalna nogāzē?

Tas var būt piemērots dažām lietojumprogrammām. Projektētājam jāpārbauda spiediena profils, SDR, balstu izvietojums, aizturēšana, zemes stabilitāte un uzstādīšanas apstākļi.

Vai tērauda stiepļu stiegrojums padara SRTP imūnu pret slīpuma kustību?

Nē. Pastiprināšana nenovērš zemes nobīdes, savienojuma slodzes vai atbalsta zaudēšanas risku. Ir jānovērtē visa cauruļu sistēma un trase.

Vai vircas cauruļvadam jāizmanto tāds pats spiediena aprēķins kā ūdensvadam?

Neņemot vērā šķidruma blīvumu. Blīvāka virca rada lielāku hidrostatiskā spiediena starpību tajā pašā vertikālajā augstumā.

Secinājums

Stāvā kalnrūpniecības maršrutā pacēlums un zemes kustība ir jāapsver kopā. Pacēlums nosaka daļu no spiediena profila, savukārt slīpuma stabilitāte, erozija un atbalsta apstākļi ietekmē caurules un tās savienojumu slodzes.

Praktiskais sākumpunkts ir maršruta profils, faktiskā pārvadājamā vide un tās blīvums, ekspluatācijas apstākļi un zemes novērtējums. Šīs ievades nodrošina pamatu UHMWPE, HDPE vai SRTP izvēlei un instalācijas projektēšanai, ņemot vērā reālos riskus.

Primārais atslēgvārds

kalnrūpniecības cauruļvadu projektēšana stāvās nogāzēs

Sekundārie atslēgvārdi

kalnrūpniecības cauruļvada pacēluma spiediens, HDPE caurules slīpuma uzstādīšana, UHMWPE vircas cauruļvads, SRTP spiediena caurule, raktuvju cauruļvada zemes kustība, kalnrūpniecības cauruļvada atbalsta projektēšana