Hodnocení tlaku v plastovém potrubí: Jak to mění teplota, čas a spoje

Hodnocení tlaku v plastovém potrubí: Co to číslo skutečně znamená

Vedení PN16 při 23 °C není vedení PN16 při 70 °C. Zde je návod, jak inženýři čtou hodnocení termoplastů předtím, než schválí chemickou linku, pokovování nebo linku na odpadní vodu.

Technik závodu nahradí zkorodované kovové vedení trubkou CPVC s hodnocením PN16. O šest měsíců později dva přírubové spoje pláčou a tělo ventilu vykazuje vlasovou trhlinu. Nic nebylo mimo specifikaci. Linka jednoduše běží při 65 °C, kde stejný materiál udrží zhruba 60 procent tlaku, který uvádí při pokojové teplotě.

Hodnoty tlaku vytištěné na plastové trubce, armatuře nebo ventilu jsou referenční hodnotou. Měří se s vodou o teplotě 23 °C na základě definované křivky doby do poruchy a již zahrnuje návrhový faktor. Přípustný pracovní tlak ve vašem závodě je toto číslo korigované na teplotu, chemickou expozici, typ spoje, rázy a nejslabší složku v běhu. Níže uvedené oddíly vysvětlují každou opravu, odkud pocházejí základní údaje a kontroly, které stojí za to provést před podpisem kusovníku.

Co vlastně znamená hodnocení na potrubí, armatuře nebo ventilu

Termoplastické výrobky nesou tři různé skupiny označení a neznamenají totéž. Hodnoty jmenovitého tlaku jako PN10 a PN16 pocházejí z tradice GB, DIN a ISO. Plány jako SCH 40 a SCH 80 popisují tloušťku stěny, nikoli tlak. Třídy přírub, jako je třída 150, popisují rozhraní šroubů a těsnění. Čtení jednoho, jako by to bylo jiné, je nejčastějším zdrojem řádků, které jsou buď přehnaně specifikované, nebo tiše nedostatečně specifikované.

Při porovnávání nabídek od různých dodavatelů pomáhají dva převody: 1 bar se rovná 14,5 psi a 0,1 MPa, takže hodnocení PN10 je asi 145 psi. Trubka DN50 je 2palcová trubka bez ohledu na standardní rodinu, pro kterou byla vyrobena.

Teplota je první korekce, kterou aplikujete

Každý polymer při zahřívání měkne, takže povolený tlak klesá s teplotou. Pokles není ani lineární, ani malý. PVC-U, tahoun studené chemie, drží sotva 40 procent své pokojové teploty, jakmile linka dosáhne 60 °C. CPVC udržuje asi 65 procent při stejné teplotě. To je důvod, proč dýmka, která vypadá na papíře při 23 °C pohodlně předimenzovaná, může být v horkém odpoledni marginální.

Zpracovaný příklad činí efekt konkrétním. CPVC potrubí označené PN16 nabízí zhruba 10,4 barů referenčního tlaku při 60 °C, počítáno jako 16 násobeno 0,65. Pokud vaše norma závodu přidává další návrhový faktor pro chemické provozy, použijte jej spíše po snížení výkonu než předtím, jinak započítáte marži již začleněnou do publikované hodnoty dvakrát.

Materiály nejsou zaměnitelné napříč teplotními pásmy. PVC-U je normálně omezeno na studené a teplé provozy, zatímco PVC-C, PPH a PVDF rozšiřují použitelný rozsah směrem nahoru. Pro korozivní provoz za horka pokrývá potrubí CPVC vyráběné ve velikostech GB od DN15 do DN600 většinu požadavků závodu bez vlastního nářadí.

Časová základna za číslem: HDB, ASTM D1598 a ISO 9080

Termoplastická trubka neselže při jednom pevném tlaku. Selže, když se vnitřní napětí, teplota a čas spojí a spustí pomalou trhlinu. Zkušebny to zachycují tak, že drží vzorky pod konstantním vnitřním tlakem, dokud neprasknou, což je metoda popsaná v ASTM D1598, a poté vynesou výsledný rozptyl bodů porušení podél křivky napětí-roztržení. ASTM D2837 a ISO 9080 definují, jak jsou tyto údaje extrapolovány do dlouhodobé hydrostatické pevnosti, často uváděné jako 50letá hodnota. Publikované hodnocení tlaku je zlomkem této dlouhodobé pevnosti, běžně je poloviční.

Hodnocení je stres, který lze přežít při referenční teplotě a referenčním čase. Změňte buď jedničku a s ní se změní i číslo, takže skutečnou otázkou nikdy není, jaké je hodnocení, ale jaké je hodnocení ve vašich podmínkách.

Tlak v pracovním potrubí pochází také z čerpadla, nejen ze statické hlavy. Plastové odstředivé čerpadlo odolné proti korozi může přidat několik barů výtlačného tlaku a jeho uzavírací výška je nejvyšší hodnota, jakou kdy potrubní potrubí po proudu uvidí, když se ventil uzavře. Dimenzování tohoto potrubí pouze z provozního bodu ponechává potrubí odkryté při každém zablokovaném výtlaku, což je přesně v okamžiku, kdy se nárazové a tlakové špičky spojí.

Spoje, armatury a ventily obvykle nastavují skutečný limit

Trubka zřídka přichází jako jediná délka. Rozpouštědlo-cementované objímky, natupo a tavené spoje, závitové adaptéry a šroubové příruby jsou všechny umístěny uvnitř tlakové obálky a každý má svou vlastní účinnost. Správně svařovaný spoj v PPH nebo PVDF je normálně stejně pevný jako základní trubka, ale studený svar, přehřátá housenka nebo špatně utažená příruba se stávají nejslabším místem v průběhu. Stejná logika platí pro tvarovky: redukční T-kus nebo slepá příruba stejné jmenovité třídy nesmí mít stejnou tloušťku stěny trubky, kterou spojuje.

Ventily si zaslouží samostatnou kontrolu, protože v jednom těle žijí dvě hodnocení. Hodnota skořepiny pokrývá pouzdro, zatímco hodnota sedla nebo membrány pokrývá uzavírací prvek a je obvykle nižší. Membránové ventily jsou běžnou volbou pro kaly a kontaminovaná média, protože médium se dotýká pouze obložení tělesa a membrány, což také dělá z membrány součást, která nastavuje praktický tlakový strop. Teplota a tlak se zde také vzájemně ovlivňují a stojí za to zkontrolovat, jak rozsah provozní teploty a tlaku ovlivňuje výkon a životnost chemického ventilu, než bude model stanoven ve specifikaci.

Vrtání příruby je tichým místem poruchy. Příruba GB a příruba ANSI stejného jmenovitého průměru nejsou automaticky zaměnitelné a vzor JIS se opět liší. Míchání standardních rodin v jedné řadě nebo párování plastových potrubních fitinků z jedné normy s ventily z jiné představuje nákupní riziko, které se objeví pouze během instalace. Držení jedné standardní rodiny v celém běhu nestojí ve fázi návrhu nic a šetří pozdější odstavení.

Praktický kontrolní seznam, než schválíte linii

Většina selhání klasifikace jsou spíše selhání dokumentace než selhání materiálu. Následující sekvence trvá hodinu a většině z nich zabrání.

1. Zaznamenávejte maximální provozní teplotu, včetně cyklů čištění a napařování, nejen běžnou provozní hodnotu.
2. Shromážděte křivku tlaku a teploty pro každý materiál na lince namísto jednoho katalogového čísla.
3. Snižte jmenovitý jmenovitý výkon při této teplotě a poté použijte návrhový faktor vašeho závodu, pokud jej používáte.
4. Zkontrolujte každý komponent zvlášť: trubku, armaturu, těsnění, plášť ventilu a sedlo ventilu.
5. Potvrďte metodu spoje a kvalifikaci svářeče nebo montéra za ní.
6. Přidejte rázovou rezervu pro uzavření ventilu a vypnutí čerpadla a porovnejte ji s krátkodobou pevností materiálu.
7. Fixujte jednu standardní rodinu pro rozměry a vrtání přírub v rámci celého nákupu.

Chyby, které se projeví až po uvedení do provozu

Tři vzory se opakují napříč chemickými projekty, pokovováním a odpadními vodami a všem třem se lze vyhnout spíše u stolu než v závodě.

• Použijte hodnocení 23 °C pro horkou linku a pak obviňte materiál, když spoj začne plakat.
• Pečlivě specifikujte potrubí a ponechte ventily, těsnění a armatury tomu, kdo nabídne nejnižší cenu.
• Ignorování rázů, takže potrubí, které projde zkouškou statického tlaku, později selže na rychlozavíracím ventilu.

Jmenovitý tlak je výchozí podmínkou, nikoli pevnou vlastností plastu. Vezměte nominální hodnotu, opravte ji na teplotu, kterou potrubí skutečně uvidí, zkontrolujte spoje a ventily, které sdílejí stejnou obálku, a ponechte prostor pro rázy. Při práci v tomto pořadí se výběr materiálu stává předvídatelným: PVC-U a CPVC pro střední rozsah, PPH a FRPP, kde záleží na chemické odolnosti a tuhosti, PVDF, kde teplota a agresivní média vylučují vše ostatní. Při práci v jiném pořadí se porucha obvykle objevuje na přírubě, membráně nebo svaru spíše než v samotné trubce a objeví se dlouho po zaplacení faktury.