Uvod

Rudniški drenažni cevovod ne deluje pod stalnim pritiskom.

Tlak v rudarski cevi HDPE se lahko spremeni vsakič, ko se drenažna črpalka zažene, ustavi ali spremeni stanje delovanja. Delovanje ventila lahko povzroči še eno hitro spremembo tlaka. V dolgem podzemnem ali površinskem drenažnem vodu lahko ti dogodki ustvarijo tlačne valove, ki potujejo skozi cev.

Ta pojav je splošno znan kot vodni udar ali tlačni udar.

Za rudarski drenažni sistem pomembno vprašanje ni le, ali lahko rudarska cev iz HDPE prenese normalni delovni tlak. Cev mora prenašati tudi pogoje tlaka, ki nastanejo med delovanjem črpalke in ventila.

To je še posebej pomembno za-odvodnjavanje rudnikov na velike razdalje, kjer lahko tlačna motnja, ki nastane na enem koncu cevovoda, potuje skozi velik del sistema.

Smernice PE100 prepoznajo val kot kratkotrajno-zvišanje tlaka nad običajnim najvišjim delovnim tlakom, ki ga povzročijo hitre spremembe hitrosti tekočine. Ponavljajoče se delovanje črpalke in ventila lahko povzroči tudi ciklično tlačno obremenitev v celotni življenjski dobi cevovoda.

Za rudarske cevi iz HDPE ima sam material pomembno vlogo, saj je polietilen bistveno bolj prožen kot toge kovinske cevi. Ta prožnost spremeni, kako se cev odziva na prehodni tlak.

Kaj se zgodi v rudarski cevi HDPE med zaustavitvijo črpalke?

Razmislite o tipičnem drenažnem cevovodu rudnika.

Črpalka potiska vodo skozi dolgo cev iz HDPE iz podzemnega zbirnega mesta proti površinskemu iztočnemu mestu. Med delovanjem črpalke ima voda določeno hitrost. Stena cevi je izpostavljena notranjemu tlaku, povezanemu s črpalnim sistemom.

Ko se črpalka nenadoma ustavi, se voda ne ustavi takoj.

Voda ima vztrajnost. Voda se premika naprej, medtem ko črpalka ne zagotavlja več enake pogonske sile. To povzroči hitro spremembo hitrosti, ta sprememba pa povzroči tlačni val.

Val potuje po cevovodu.

Če je drenažni cevovod dolg nekaj sto metrov ali nekaj kilometrov, se lahko tlačna motnja premakne skozi precejšnjo dolžino rudarske cevi HDPE, preden se sistem vrne v normalno stanje delovanja.

Zato tlak, prikazan na manometru črpalke med normalnim delovanjem, ni nujno najvišji tlak, ki ga doživlja cev.

Cev mora prenašati normalni delovni tlak in prehodni tlak.

Zakaj se rudarske cevi iz HDPE drugače odzivajo na tlačne skoke

Stena rudarske cevi HDPE ni tako toga kot jeklena cev.

PE100 ima dolgoročni-modul elastičnosti približno 200 MPa, Poissonovo razmerje približno 0,45 in raztezek ob pretrgu večji od 600 % glede na referenčne podatke PE100+.

Te lastnosti so pomembne za tlačne skoke, ker se lahko stena cevi rahlo deformira, ko se notranji tlak spremeni.

Ko tlak naraste, se lahko premer cevi rahlo poveča in stena razvije dodatno obodno obremenitev. Ta deformacija absorbira del prehodnega odziva, namesto da bi prisilila celotno spremembo tlaka v izjemno togo steno cevi.

To ne pomeni, da lahko rudarske cevi HDPE enostavno prezrejo vodni udar.

To pomeni, da je treba pri ocenjevanju zgodovine tlaka drenažnega sistema upoštevati njegov materialni odziv.

Cevovod s pogostimi zagoni in zaustavitvami črpalke je zato treba ovrednotiti glede na njegov dejanski obratovalni cikel in ne le glede na statični tlak.

Nazivni tlak ni enak udarnemu tlaku

To razlikovanje je pomembno za nabavo rudniških drenaž.

Recimo, da je rudarska cev iz HDPE določena za določen tlačni razred PN. Ta nazivni tlak opisuje dovoljeni delovni tlak cevi pod določenimi konstrukcijskimi pogoji.

Zaustavitev črpalke lahko povzroči začasno povišanje tlaka nad običajni delovni tlak.

Zato postane inženirsko vprašanje:

Kakšen je najvišji tlak v rudarski cevi HDPE med celotnim delovnim ciklom?

Odgovor je odvisen od črpalke, hitrosti pretoka, dolžine cevovoda, delovanja ventila, višinskega profila in časa zaustavitve.

Smernice PE100 izrecno priporočajo analizo prenapetosti za cevovode, ki so izpostavljeni obremenitvi zaradi prenapetosti in utrujenosti.

Za drenažne sisteme rudnikov je to še posebej pomembno, če ima cevovod dolg odsek od podzemne črpalne postaje do površine.

Dolge HDPE rudarske cevi potrebujejo več pozornosti za prehode tlaka

Dolžina cevovoda spremeni pomen valov tlaka.

Kratka drenažna povezava v bližini črpalke lahko povzroči motnjo tlaka, ki se relativno hitro umiri.

Dolg rudniški drenažni cevovod se obnaša drugače.

Tlačni val lahko potuje vzdolž cevovoda, se odbija ob spremembah geometrije cevi, ventilov, rezervoarjev, zavojev ali koncev cevovoda in vpliva na druge tlačne valove.

Rezultat je lahko zgodovina tlaka, ki je precej bolj zapletena kot preprosto "normalni tlak plus en skok".

Zato dolgih HDPE rudarskih cevnih sistemov ne bi smeli izbrati samo glede na vrednost statičnega tlaka.

Premer cevi je pomemben, ker se hitrost pretoka spreminja s premerom. Pri enakem pretoku manjši notranji premer povzroči večjo hitrost vode. Hitra sprememba te hitrosti lahko povzroči pomembnejši prehodni tlačni dogodek.

Debelina stene in SDR sta prav tako pomembna, ker geometrija rudarske cevi HDPE vpliva na njen odziv na pritisk.

Zagon-črpalke lahko povzroči tudi spremembe tlaka

Vodno kladivo ni omejeno na izklop v sili.

Črpalka, ki se zažene proti polnemu cevovodu, lahko povzroči tudi prehodni tlak.

To postane pomembno v rudnikih, kjer drenažne črpalke delujejo samodejno glede na nivo vode.

Črpalka se lahko zažene, ko zbiralnik doseže določeno raven, deluje nekaj časa in se nato ustavi. V običajnem dnevu lahko rudarska cev HDPE doživi veliko takih tlačnih ciklov.

Posamezne spremembe tlaka morda niso dovolj velike, da bi povzročile takojšnjo odpoved.

Pomembnejše vprašanje je ponavljanje.

Ponavljajoča se sprememba tlaka je obremenitev zaradi utrujenosti. Smernice PE100 razlikujejo to ciklično obremenitev od posameznega udarnega dogodka in ugotavljajo, da sta pogostost in amplituda tlačnih ciklov pomembna dejavnika.

Zato je vzorec delovanja rudnika pomemben prav toliko kot nazivni tlak črpalke.

Parametri rudarske cevi HDPE, pomembni za val

Zgornje vrednosti PE100 so referenčne vrednosti materiala in ne nadomestek za proizvajalčeve podatke o izdelku.

Za dejanski rudarski projekt se morata izbrani razred PN in debelina stene ujemati z najvišjim delovnim tlakom, temperaturo, prehodnim tlakom in pogoji vgradnje.

Kje je rudarska cev HDPE najbolj izpostavljena?

Tlačni sunki ne ustvarjajo nujno enakih mehanskih pogojev povsod v cevovodu.

Izpustni del črpalke lahko doživi hitre spremembe tlaka. Lokacije ventilov lahko povzročijo lokalizirana prehodna stanja. Spremembe višine lahko vplivajo na statični tlak. Dolgi navpični odseki lahko povzročijo tudi znaten hidravlični tlak zaradi višinskih razlik.

Povezave si zaslužijo posebno pozornost.

Povezava prirobnice, ventila ali črpalke povzroči lokalno spremembo togosti in geometrije. Ravna rudarska cev HDPE se lahko deformira drugače kot povezovalni sklop.

Zato je treba analizo tlačnih sunkov obravnavati skupaj z načrtom povezave, namesto da bi cev obravnavali kot izolirano komponento.

Kako naj kupci ocenijo rudarske cevi HDPE za odvodnjavanje?

Specifikacija javnega naročila, ki temelji samo na "cevi HDPE, PN10", morda ne opisuje celotnega delovnega stanja.

Za drenažni cevovod iz rudnika mora dobavitelj razumeti zahtevani DN, normalni delovni tlak, največji tlak, pretok črpalke, frekvenco zagona/ustavljanja črpalke, dolžino cevovoda in profil višine.

Še posebej pomembna je razlika med običajnim delovnim tlakom in največjim prehodnim tlakom.

Na primer, črpalka lahko običajno deluje pri tlaku, ki je precej nižji od nazivnega tlačnega razreda, vendar lahko hitra zaustavitev začasno poveča tlak. Zato je treba pri izbiri cevi upoštevati celotno tlačno ovojnico.

Smernice za načrtovanje PE100+ povezujejo največji delovni tlak z trdnostjo materiala, SDR in veljavnim delovnim koeficientom, kar dokazuje, zakaj geometrije cevi in ​​pogojev delovanja ni mogoče ločiti od nazivnega tlaka.

Zaključek

Vodno kladivo ni abstrakten hidravlični problem za rudarsko cev HDPE.

To je dejansko obratovalno stanje, ki ga ustvarjajo črpalke in ventili, ki nadzorujejo drenažo rudnika.

Ko se črpalka ustavi, se zapre ventil ali se hitrost vode hitro spremeni, lahko tlak v cevovodu začasno naraste nad običajni delovni tlak. V dolgem rudniškem drenažnem cevovodu lahko nastali tlačni val potuje skozi velik del cevi HDPE.

Fleksibilnost PE100 spremeni, kako se cev odziva na to prehodno obremenitev, medtem ko DN cevi, debelina stene, SDR in tlačni razred določajo njeno konstrukcijsko zmogljivost.

Zato izbira rudarskih cevi HDPE za drenažo rudnikov ne sme temeljiti le na statičnem tlaku. Upoštevati je treba tudi dejanski cikel črpanja in pogoje prehodnega tlaka, zlasti pri drenažnih sistemih-na velike razdalje s pogostim delovanjem črpalke.

Za rudarske kupce ključna specifikacija ni le tlak, natisnjen na cevi. Odvisno je od tega, ali lahko celoten sistem rudarskih cevi iz HDPE prenese zgodovino tlaka, ki ga ustvari dejanska operacija drenaže v rudniku.

Zahtevajte ponudbo za cevi HDPE

Za rudarske cevi HDPE nam pošljite:

DN + PN/SDR + medij + delovna temperatura + način namestitve + dolžina cevovoda + količina

Za aplikacije drenaže in odvodnjavanja rudnikov navedite tudi:

Uporaba + delovni tlak + okolje namestitve

Za mineralno-vsebujočo rudniško vodo, če je na voljo:

Kemija vode / pH + temperatura + suspendirane trdne snovi

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

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

Zagotovite si najboljšo ceno za svoje rudarske cevi HDPE.