Wstęp

Ciśnienie wewnątrz rurociągu odwadniającego kopalnie rzadko jest tak proste, jak jedna stała liczba.

Rura wydobywcza HDPE może pracować pod stosunkowo stabilnym ciśnieniem przez kilka godzin, a następnie ulegać gwałtownym zmianom w przypadku uruchomienia pompy, zatrzymania pompy, zmiany położenia zaworu lub zmiany poziomu wody w instalacji.

Głęboki drenaż kopalni dodaje kolejny czynnik.

Różnica wzniesień pomiędzy podziemnymi punktami pomp a powierzchnią powoduje statyczne ciśnienie wody. Pompowanie zwiększa następnie ciśnienie poza stanem hydraulicznym.

W rezultacie różne odcinki tej samej rury wydobywczej HDPE mogą podlegać różnym ciśnieniom.

Rura znajdująca się w pobliżu dna głębokiego przekroju pionowego może podlegać znacznie wyższemu ciśnieniu statycznemu niż rura znajdująca się w pobliżu punktu zrzutu.

Dlatego też w przypadku nabywców z branży górniczej nie można określić wymagań ciśnieniowych rury wydobywczej HDPE po prostu patrząc na tabliczkę znamionową pompy.

Należy poznać rzeczywiste ciśnienie panujące wzdłuż rurociągu.

Zmiany ciśnienia wody wraz z wysokością

Ciśnienie wody wzrasta wraz z głębokością ze względu na ciężar wody znajdującej się nad nią.

W przypadku pionowego słupa wody zależność hydrostatyczną można wyrazić jako:

P=ρghP=\\rho gh

gdzie PP to ciśnienie hydrostatyczne, ρ\\rho to gęstość wody, gg to przyspieszenie grawitacyjne, a hh to słup wody.

Formuła jest prosta.

Ważną częścią rury wydobywczej HDPE jest to, co dzieje się, gdy różnica wzniesień staje się duża.

System odwadniania kopalń może przemieszczać wodę z głębokich podziemi w kierunku powierzchni.

W związku z tym w dolnej części rurociągu może wystąpić znaczne ciśnienie statyczne.

Ciśnienie pompy i wysokość statyczna są następnie łączone w rzeczywistym systemie operacyjnym.

Z tego powodu specyfikacja rury oparta wyłącznie na ciśnieniu tłoczenia pompy może wprowadzać w błąd, jeśli nie zostanie uwzględniony profil wysokości.

Ciśnienie nie jest wszędzie takie samo

Długa rura wydobywcza HDPE nie podlega jednemu równomiernemu ciśnieniu.

Zmiany ciśnienia wzdłuż rurociągu.

Ciśnienie w przepompowni zależy od pompy i warunków lokalnych.

Gdy woda przemieszcza się w górę, wysokość zużywa wysokość hydrauliczną.

Zmienia się zatem ciśnienie dostępne w dalszej części rurociągu.

Jeżeli rurociąg znacznie się podniesie, w dolnych odcinkach może wystąpić wyższe ciśnienie.

Ma to znaczenie przy wyborze klasy ciśnienia.

Rura, która jest odpowiednia dla jednego odcinka, niekoniecznie będzie odpowiednia dla innego, jeśli warunki ciśnienia są zasadniczo różne.

Jednakże w wielu systemach odwadniania kopalń stosowanie wielu klas ciśnienia na jednej trasie może nie być praktyczne. Dlatego przed określeniem rury wydobywczej HDPE należy wziąć pod uwagę cały profil ciśnienia.

Ciśnienie wewnętrzne nieznacznie zmienia kształt rury

Kiedy ciśnienie wody w rurze wydobywczej HDPE wzrasta, ścianka rury jest wypychana na zewnątrz.

Średnica nieznacznie wzrasta.

Ściana podlega również naprężeniom obwodowym.

Kiedy ciśnienie spada, rura cofa się do swoich poprzednich wymiarów.

W przypadku sztywnej rury odkształcenie to jest stosunkowo małe.

HDPE zachowuje się inaczej, ponieważ polietylen jest bardziej elastyczny.

Dane referencyjne PE100 dają-długoterminowy moduł sprężystości około 200 MPa i współczynnik Poissona około 0,45.

Właściwości te wpływają na reakcję rury wydobywczej HDPE na zmiany ciśnienia wewnętrznego.

Rura nie pozostaje całkowicie niezmienna wymiarowo przy zmianach ciśnienia.

Odpowiada.

Taka reakcja jest częścią normalnego zachowania rur HDPE.

Dlaczego normalne ciśnienie robocze nie wystarczy

W systemie odwadniania kopalń normalne ciśnienie robocze może wynosić na przykład kilka MPa.

Jest to przydatna informacja, ale niekoniecznie odzwierciedla maksymalne ciśnienie występujące w rurze wydobywczej HDPE.

Może uruchomić się pompa.

Zawór może się zamknąć.

Przepływ może się zmienić.

Ciśnienie może chwilowo wzrosnąć powyżej stałej wartości roboczej.

Z tego samego powodu uderzenie wodne należy rozpatrywać oddzielnie od normalnego ciśnienia.

Wytyczne PE100+ identyfikują działanie pompy i działanie zaworu jako potencjalne przyczyny gwałtownego wzrostu ciśnienia i zalecają analizę udaru w przypadku znaczących warunków przejściowych.

Dlatego rurę wydobywczą HDPE należy oceniać pod kątem koperty ciśnieniowej, a nie jednego stałego odczytu manometru.

Głębokie drenaż kopalni powoduje inny problem ciśnienia

Rozważmy podziemną przepompownię na znacznej głębokości.

Rurociąg wznosi się od poziomu podziemnego w kierunku powierzchni.

Pompa musi pokonać różnicę wysokości.

Sam słup wody wytwarza ciśnienie.

Oznacza to, że dolna część systemu może być narażona na znaczne ciśnienie wewnętrzne, nawet jeśli natężenie przepływu nie jest bardzo wysokie.

Jest to jeden z powodów, dla których systemy odwadniania kopalń często wymagają-ciśnieniowych rur górniczych HDPE zamiast zwykłych niskociśnieniowych-rur drenażowych.

Rura nie jest dobierana tylko ze względu na ilość wody, którą transportuje.

Jest on wybierany ze względu na ciśnienie wytwarzane przez przepływ tej wody przez kopalnię.

Ciśnienie w rurze i przepustowość są różne

To rozróżnienie łatwo przeoczyć.

Duża rura wydobywcza HDPE może przenosić duże natężenie przepływu podczas pracy przy stosunkowo niskich stratach tarcia.

Mniejsza rura może wymagać większej głowicy hydraulicznej, aby zapewnić ten sam przepływ.

Żadne ze stwierdzeń nie mówi nam jednak, czy ściana rury wytrzyma ciśnienie w systemie.

Wydajność przepływu zależy w dużym stopniu od średnicy wewnętrznej i oporu hydraulicznego.

Wytrzymałość ciśnieniowa zależy od wytrzymałości materiału, grubości ścianki, SDR, temperatury i warunków projektowych.

Są one powiązane fizyczną geometrią rury, ale nie są tą samą właściwością.

Dlatego też specyfikacja rur górniczych wymaga zarówno średnicy, jak i klasy ciśnienia.

Temperatura Zmienia pojemność ciśnieniową

Omawiając ciśnienie w rurach wydobywczych HDPE, nie należy ignorować temperatury.

Właściwości referencyjne PE100 są generalnie oparte na zdefiniowanych warunkach testowych.

Wraz ze wzrostem temperatury polietylen staje się mniej sztywny, a jego dopuszczalne-długoterminowe działanie pod ciśnieniem może się zmniejszyć.

Wytyczne PE100+ wskazują, że w podwyższonych temperaturach może być wymagane obniżenie ciśnienia, w zależności od obowiązującej normy.

W przypadku podziemnego odwadniania kopalń temperatura wody może pozostać stosunkowo stabilna.

Rurociągi powierzchniowe mogą pracować w znacznie szerszym zakresie temperatur.

Długa rura wydobywcza HDPE wystawiona na bezpośrednie działanie promieni słonecznych może osiągnąć temperatury znacznie różniące się od otaczającej wody lub gleby.

Dlatego specyfikacja ciśnienia musi odpowiadać rzeczywistemu zakresowi temperatur roboczych.

Co się stanie, gdy ciśnienie nagle spadnie?

Obniżenie ciśnienia to kolejny warunek, który zasługuje na uwagę.

Jeśli pompa zatrzyma się lub warunki przepływu szybko się zmienią, ciśnienie wewnętrzne może spaść.

W zależności od systemu, w niektórych sekcjach ciśnienie może spaść poniżej ciśnienia atmosferycznego.

Teraz zmienia się kierunek ładowania.

Zamiast napierania wody na zewnątrz na ściankę rury, ważniejsze może stać się ciśnienie zewnętrzne.

Jeżeli woda gruntowa otacza zakopaną rurę wydobywczą HDPE, a ciśnienie wewnętrzne znacznie spada, w rurze może panować ciśnienie zewnętrzne.

Łączy to zmianę ciśnienia z oporem na wyboczenie.

Dlatego rura musi wytrzymać zarówno wysokie ciśnienie wewnętrzne, jak i warunki odwrotne, w których wewnętrzne podparcie jest zmniejszone.

Parametry rur górniczych HDPE do doboru ciśnienia

Są to właściwości referencyjne PE100. Rzeczywistą klasę ciśnienia i dopuszczalne ciśnienie robocze konkretnej rury wydobywczej HDPE należy zaczerpnąć z jej certyfikowanej specyfikacji produktu i obowiązującej normy projektowej.

Klasa ciśnienia i SDR

W przypadku rury PE100 SDR jest bezpośrednio powiązany z grubością ścianki w stosunku do średnicy zewnętrznej.

Niższy SDR oznacza grubszą ściankę.

Wyższy SDR oznacza cieńszą ściankę.

Dane projektowe referencyjne PE100+ podają typowe maksymalne wartości ciśnienia roboczego przy określonych założeniach, ilustrując związek pomiędzy SDR a wydajnością ciśnieniową.

Dla nabywcy drenażu kopalni jest to bardziej przydatne niż zwykłe proszenie o „rurę o grubych ściankach”.

Klasa ciśnienia powinna być jasno określona.

Jeśli system wymaga PN10, geometria rury musi odpowiadać obowiązującej specyfikacji PN10.

Jeśli zapotrzebowanie na ciśnienie jest niższe, inny SDR może zapewnić większą średnicę wewnętrzną przy tej samej średnicy zewnętrznej.

Może to poprawić wydajność hydrauliczną.

Ponownie ciśnienie i przepływ są powiązane poprzez rzeczywistą geometrię rury.

Stacja pomp jest częścią środowiska ciśnieniowego rurociągu

Rury kopalnianej HDPE nie należy oceniać niezależnie od pompowni.

Pompa określa sposób wytwarzania ciśnienia.

Zawory określają, jak może zmieniać się ciśnienie.

Profil wysokości określa, ile istnieje ciśnienie statyczne.

Średnica rurociągu określa wielkość strat hydraulicznych.

Ściana rury określa, w jaki sposób rura utrzymuje powstałe ciśnienie.

Elementy te tworzą jeden system.

Jest to szczególnie ważne w pobliżu wylotu pompy.

W pierwszym odcinku rury wydobywczej HDPE mogą wystąpić gwałtowne zmiany ciśnienia podczas uruchamiania lub zatrzymywania pompy.

W rurze położonej dalej w dół rzeki może wystąpić ta sama fala ciśnienia w innym czasie i przy innych lokalnych warunkach ciśnienia.

Dlatego też długie rurociągi odwadniające kopalnie należy traktować jako systemy kompletne.

Jakie informacje powinien podać kupujący?

Zamawiając rurę górniczą HDPE do odwadniania kopalń, kilka informacji znacznie zwiększa pewność wyboru.

Wymagana nazwa wyróżniająca jest konieczna.

Konieczne jest normalne ciśnienie robocze.

Maksymalne ciśnienie jest jeszcze ważniejsze.

Do sprawdzenia wydajności hydraulicznej potrzebne jest wymagane natężenie przepływu.

Długość rurociągu i różnica wysokości pokazują wysokość podnoszenia hydraulicznego.

Warunki uruchomienia i zatrzymania pompy pomagają zidentyfikować możliwe ciśnienie przejściowe.

Metoda instalacji ma znaczenie, ponieważ zakopana rura może podlegać zewnętrznemu ciśnieniu gruntu i wód gruntowych.

Należy również znać temperaturę roboczą, szczególnie w przypadku rurociągów na powierzchni odsłoniętej.

Te szczegóły pozwalają dopasować rurę do rzeczywistej kopalni, a nie wybrać ją na podstawie jednego numeru ciśnienia.

Wniosek

Ciśnienie wewnątrz rury wydobywczej HDPE nie musi być stałe.

Głęboki drenaż kopalni może powodować znaczne ciśnienie statyczne ze względu na wysokość.

Pompy zwiększają ciśnienie robocze.

Zawory i wyłączenia pomp mogą powodować przejściowe ciśnienie.

Temperatura może zmienić dopuszczalne ciśnienie materiału PE.

Nagła redukcja ciśnienia może nawet zmienić problem z ciśnienia wewnętrznego na ciśnienie zewnętrzne.

W przypadku rur górniczych PE100 współczynniki MRS, SDR, grubość ścianki i temperatura robocza są częścią projektu ciśnieniowego.

Dlatego też nie należy dobierać rury odwadniającej kopalni jedynie poprzez zapytanie o średnicę DN lub dopasowanie do normalnego ciśnienia pompy.

Rura musi być dopasowana do pełnego środowiska ciśnieniowego.

Dlatego też dla nabywcy z sektora górniczego użyteczną specyfikacją nie jest po prostu:

„Rura HDPE do odwadniania kopalń.”

Jest to rura o zdefiniowanymDN, klasa ciśnienia, grubość ścianki lub SDR, wymagania dotyczące przepływu i warunki pracy.

Po ustaleniu tych warunków rurę wydobywczą HDPE można wybrać jako rzeczywisty rurociąg ciśnieniowy, a nie tylko rurę z tworzywa sztucznego o średnicy nominalnej.

Poproś o wycenę rur HDPE

W przypadku rur górniczych HDPE wyślij nam:

DN + PN/SDR + Medium + Temperatura robocza + Metoda instalacji + Długość rurociągu + Ilość

W przypadku zastosowań związanych z odwadnianiem i odwadnianiem kopalń należy również podać:

Zastosowanie + ciśnienie robocze + środowisko instalacji

W przypadku wody mineralnej-zawierającej wodę kopalnianą, jeśli jest dostępna:

Chemia wody / pH + temperatura + zawiesiny stałe

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

WhatsApp: +86 19937270645
E-mail:baibaili456@gmail.com
WeChat: +86 19937270645

Uzyskaj najlepszą cenę za rurę wydobywczą HDPE.