Šiame straipsnyje apžvelgiama, kaip apskaičiuoti plieninio vamzdžio svorį pagal dydį ir diagramą, kokia yra plieninių vamzdžių vieneto masė (kg/m arba lb/ft), ir kaip šie duomenys padeda projektuojant vamzdynų sistemas bei biudžetuojant projektus. Aptariama, kaip rinktis vamzdžio dydį, sienelės storį ir tinkamą tvarkaraštį (SCH), taip pat kaip skaityti diagramas bei standartus, kurių laikomasi gaminant ir tiekiančiant vamzdžius.
Vamzdžio storis ir vieneto svoris: pagrindinės nuostatos
Vamzdžio vieneto svoris (kg/m arba lb/ft) yra vienas iš pagrindinių būdų išreikšti vamzdžio dydžio grafiką, taip pat naudojamas apskaičiuojant maksimalų vamzdžio slėgį ir formuojant viso vamzdžio biudžetą. Yra du pagrindiniai būdai apskaičiuoti plieninį vamzdį svorį vienam metrui ar vienai pėdai: naudojant formulę arba remiantis plieno vamzdžio svorio diagrama.
Vandens ir dujų inžinerijoje svarbu, kad vamzdžio vardinė masė atitiktų ilgio ir masės ilgio vienetą (pėdą arba metrą). Pavyzdžiui, API 5L besiūlių plieninių vamzdžių aprašymas nurodo išorinį skersmenį ir sienelės storį, o diagrama padeda nustatyti svarbą SCH ir WGT klasėms. Iš šio skyriaus išskiriami svarbūs terminai: OD - išorinis skersmuo milimetrais (arba coliais), WT - sienelės storis, P1 - svorio formulėje naudojamas koeficientas, D - išorinis skersmuo, t - sienelės storis, C - konstantos, naudojamos skaičiavimams SI (0,02466) arba USC (10,69).
Kaip apskaičiuoti plieninį vamzdį pagal formulę
- Plieninio vamzdžio vieneto svoris (kg/m arba lb/ft) apskaičiuojamas pagal formulę: P1 = t(D-t) * C. D - išorinis skersmuo milimetrais (arba coliais), t - sienelės storis milimetrais (arba coliais). C - 0,02466 SI vienetams ir 10,69 USC vienetams.
- Vandens vamzdžių atveju, pvz., API 5L besiūlių linijų vamzdyje, išorinis skersmuo 168,3 mm, sienelės storis SCH 40 (7,11 mm), ilgio 12 metrų, vieneto svoris kg/m skaičiuojamas kaip: 7,11 x (168,3-7,11) x 0,02466 = 28,26 kg/m; lb/ft atitinkamai 0,28 x (6-0,28) x 10,69 = 18,99 lb/ft.
- Vandens srautui ir sistemos slėgiui apskaičiuojant naudojamas diagramos langas: grafikas nurodo vardinį skersmenį, sienelės storį, SCH klasę ir atitinkamą svorį lb/ft arba kg/m.
Kokią reikšmę turi sienelių storis ir tvarkaraštis?
Vamzdžio sienelės storis dažnai nurodomas pagal sch (Sch 5, 10, 20, 30, 40, 80, 120, 160) arba STD/XS/XXS. Kuo didesnis grafiko numeris, tuo storesnė vamzdžio sienelė ir didesnė atsparuma slėgiui. Tačiau svarbu atsiminti, kad skirtingų gamintojų grafikai gali būti skirtingi, todėl būtina patikrinti tikslų dydžių ir storio derinį diagramoje. Jei NPS viršija tam tikrą dydį (dažnai dideliems vamzdžiams), gali būti naudinga atnaujinti grafiko pasirinkimą kartu su tiekėju.
Vamzdžių dydžiai ir jų žymėjimas
Vamzdžių dydžiai nurodomi dviem ne matmenų skaičiais: vardinis vamzdžio dydis (NPS) coliais ir tvarkaraščio numeris (SCH). Taip pat gali būti naudojama matavimo sistema DN (mm) metriniam sektoriui. Dydžius apibūdina keli pagrindiniai prefiksai:
- NPS x SCH - populiariausia žymėjimo forma JAV rinkoje. Pavyzdžiui, NPS 3 x Sch 40 arba NPS 4 x Sch 40.
- NPS x WGT - NPS dydis ir svorio klasė (STD/XS/XXS).
- OD x WT - išorinis skersmuo x sienelės storis (milimetrai arba coliai).
- OD x lb/ft arba DN x mm - desniniai/metrinių standartų su žymėjimu pagal OD ir svorį arba nominalų skersmenį.
NPS ir DN konversijos yra tokios: 1 colis = 25,4 mm. DN konvertavimas tokiais pavyzdžiais: DN50 tariama su NPS 2, DN80 - NPS 3 ar 4 priklausomai nuo sienelių storio. Svarbu suprasti, kad DN - nominalusis skersmuo, kuris dažnai skiriasi nuo tikrojo išorinio ar vidinio skersmens, ypač mažesniuose vamzdžiuose.
Didelių ir mažesnių skersmenų vamzdžių matmenų standartai
ASME B36.10M ir ASME B36.19 yra pagrindiniai matmenų standartai anglinio ir nerūdijančio plieno vamzdžiams. B36.10M taikomas anglinio plieno vamzdžiams (STD, XS, XXS) bei SCH grafikai iki tam tikrų dydžių; B36.19 skirtas nerūdijančiam plienui ir dažnai turi šiek tiek kitus storio atspalvius, ypač didesniems NPS dydžiams. Didesni nei NPS 12 vamzdžiai dažnai turi OD ir ID santykį, priklausomai nuo grafiko, todėl svarbu patikrinti specifikaciją. NPS 12 ir didesnėje skalėje sienelės storis gali skirtis tarp 40 ir STD diagramų, o kai kuriais atvejais ir tarp 80 grafikų.
Didelio skersmens plieno vamzdžių gamyba ir paviršiaus apdirbimai
Didelio skersmens plieniniai vamzdžiai gaminami LSAW (ilginių suvirinimų po fliusu), SSAW (spiraliniai suvirinimai po fliusu) ir SMLS (karšto apdirbimo besiūliai). LSAW vamzdžiai dažnai naudojami didelio slėgio naftos ir dujų trasose dėl jų didelio stiprumo, nors jų įranga brangi ir gamybos efektyvumas mažesnis. SSAW vamzdžiai dažnai naudojami žemo slėgio srautams arba konstrukciniams tikslams. SMLS vamzdžiai užtikrina aukštą kokybę ir atsparumą, tačiau jų kaina didesnė. Paviršiaus apdirbimo būdai apima išorinį dažymą, 3PE, FBE, 3PP dangas, o vidinis paviršius taip pat gali būti dažomas ar padengiamas kitomis dangomis, kad būtų sumažintas korozijos rizikas ir pagerintas skysčių tekėjimas.
Nerūdijančio plieno vamzdžių matmenys ir savybės
Nerūdijančio plieno vamzdžiai gali būti suvirinti arba besiūliai (AISI 304, 304L, 316, 316L ir kt.). Jie pasižymi aukšta atsparia korozijai, o paviršiaus apdorojimas dažnai nėra būtinas, tačiau gali būti atliekamas siekiant papildomų savybių. Nerūdijančio plieno vamzdžiai dažnai naudojami naftos chemijos, perdirbimo, maisto ir kitose pramonėse dėl jų ilgaamžiškumo, higienos ir atsparumo korozijai. Besiūlių nerūdijančio plieno vamzdžių charakteristikos yra su ASTM A312, A358 ar A376, priklausomai nuo tipo ir naudojimo srities.
Vamzdžių žymėjimas ir ženklinimas
Vamzdžiai ženklinami pagal ASTM arba API standartus. Žymėjimai nurodo išorinį skersmenį, sienelės storį, tipo (suvirintas ar besiūlis), grafiko numerį ir kitus svarbius duomenis. Patikra ir identifikavimas užtikrina, kad užsakytas vamzdis atitiktų projekto reikalavimus. Dangos tipai (pvz., epoksidinė arba cinkuota) priklauso nuo darbo aplinkos ir naudotojo reikalavimų.
Praktiški patarimai kuriant vamzdynų projektus
- Pasirinkite tinkamą vamzdžio dydį (NPS ar DN) bei SCH atspalvį pagal numatytą slėgį ir ambulatingą skysčių srautą.
- Aptarkite su tiekėju konkrečią grafiko versiją ir jos poveikį svoriui bei sienelės storio tolerancijoms, kad projektas būtų tikslus.
- Įvertinkite projekto biudžetą ne tik vamzdžiams, bet ir sujungimo detalėms, laikykite atsižvelgęs į ilgaamžiškumo ir priežiūros sąnaudas.
- Atkreipkite dėmesį į tiekimo laiką, kokybės sertifikatus (ISO, API) ir tiekėjo reputaciją siekiant užtikrinti kokybę.
Kaip naudoti diagramas plieniniam vamzdžiui apskaičiuoti: pavyzdžiai
Paveiksliams ir diagramoms pateikiama informacija apie vamzdio vardinį skersmenį, sienelių storį, SCH klasę ir svorį. Įsigyjant didelio skersmens vamzdžius, svarbu žinoti, kad:
- Sch 40 arba Sch 80 gali būti naudojami su plieniniais vamzdžiais, tačiau tikslus vartojimas priklauso nuo specifikacijų ir pramoninių reikalavimų.
- NPS dydžiai virš 12 dažnai turi skirtingus ID/OD profilius, todėl būtina patikrinti konkrečią diagramą.
- Nerūdijančio plieno grafikai gali būti skirtingi nei anglinio plieno grafikai; visada peržiūrėkite atitinkamą diagramą tam tikros medžiagos tipui.
Ką reiškia vamzdžių išdėstymo grafikai? | Metalo prekybos centrai
Rinkimosi kriterijai: ką įtraukti į pirkimo sąrašą
Kalbant apie didelio skersmens plieninius vamzdžius, svarbu atsižvelgti į:
- Vamzdžio dydį (NPS ar DN), SCH ir WGT klasę;
- Medžiagą (anglinis plienas, nerūdijantis plienas arba kitos legiruotosios medžiagos);
- Paviršiaus apdirbimą ir dangų tipus (dažai, epoksidinės dangos, 3PE, FBE, 3PP, celiuliozės);
- Galimi tiekėjų laikai, kokybės sertifikatai ir aptarnavimas po pardavimo;
- Kainos ir ilgaamžiškumo santykis bei projekto grąža.
Santrauka: kaip tinkamai matuoti ir taikyti vamzdžių dydžius
Vamzdžio dydis turi būti aprašytas viename iš šių vienetų ar derinių: OD x WT (išorinis skersmuo x sienelės storis), NPS x SCH, NPS x WGT arba OD x lb/ft. Svarbiausia - laikytis konkrečios konkrečios specifikacijos (A 106 B, API 5L, A53 ar kitų) ir patikrinti DIN/DN, NPS ar SCH konversijas, kad būtų išvengta klaidų perkant ir projektuojant.