Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 51. Испытания трубопроводов для отвода конденсата

23 ноября 2019
Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 51. Испытания трубопроводов для отвода конденсата

Конденсация и рекуперация очищенной воды характерны для паровых систем высокого давления на многих промышленных предприятиях. Возврат воды многократного использования в электростанцию или ее дренаж в водоём или канализацию осуществляются через гравитационные системы, которые должны выдерживать температуру конденсата от +15 °C до +87 °C. Трубопроводы, используемые в этих системах, традиционно изготавливались из нержавеющей стали, углеродистой стали или некоторых других прочных металлических сплавов, поскольку агрессивный конденсат быстро разъедает обычную трубу из мягкой стали. Теперь дадим слово американским инженерам из «Института чугунных труб для монтажа в грунте», которые снова решили сравнить чугунные трубы с пластиковыми, разумеется, для того, чтобы показать, что чугун идеален для отвода конденсата. После переводной части мы, как обычно, подвергнем критическому рассмотрению некоторые постулаты американских коллег.

Итак, на нескольких заводах, принадлежащих и эксплуатируемых крупными предприятиями, как открытые, так и подземные линии отвода конденсата под действием силы тяжести традиционно изготавливались из труб из нержавеющей стали. В целях экономии стоимости материалов для трубопроводов была проведена основная оценка альтернативных материалов. Программы оценки продолжалась в течение нескольких месяцев и включали в себя испытания нескольких типов армированных волокном пластиковых труб (соединения, выполненные с помощью клея и растворителя) и чугунных труб, соединенных при помощи неопреновых уплотнений. Результаты показали, что чугунные трубы демонстрировали удовлетворительные эксплуатационные характеристики в течение всего периода испытаний, которые были эквивалентны характеристикам пластиковых труб. Кроме того, из-за более низких материальных затрат и простоты монтажа, чугунные трубы оказались намного более экономичной, чем любая из пластиковых систем. Детали программы оценки рассматриваются ниже.

Для начала о сборке и установке трубопроводов, допустимых для использования в линиях отвода конденсата. Испытываемые системы чугунных труб были соединены с неопреновыми компрессионными прокладками, разработанными в основном для использования с промышленными и жилыми дренажными, сточными и вентиляционными трубопроводами. До введения неопреновых уплотнительных швов чугунная труба, несмотря на свою коррозионную стойкость, не использовалась в линиях отвода парового конденсата, поскольку традиционно используемые соединения из свинца не остались бы без утечек при возникающих значительных температурных колебаниях. У нескольких протестированных торговых марок пластиковых труб, армированных волокном, затраты на материалы оказались в одном и том же ценовом диапазоне, и все они использовали клеевые методы для изготовления соединений. Основные различия между ними заключались в чистоте внешней поверхности и толщине стенки.

Касательно процедуры сборки и сравнительных затрат американцы также утверждают, что время подготовки пластиковых труб варьировалось в зависимости от типа. На некоторых из них, будто бы, был налёт, который должен был быть удален с помощью установки с пылесборником для безопасности, и тем самым увеличивалось время подготовки к монтажу. Кроме того, все пластиковые трубы требовали строгой чистоты, чтобы получить удовлетворительное соединение. Как минимум, поверхности должны были быть отшлифованными, протерты растворителем и высушены. В холодную погоду перед сборкой пластиковое соединение труб и клей необходимо было нагреть до температуры выше +15 °C. Время совместного отверждения также зависело от температуры. При температуре выше +27 °C клей необходимо было хранить в холодном виде или смешивать в очень небольших количествах, чтобы продлить срок годности. Без этих мер предосторожности в теплую погоду срок годности клея составил бы всего пять минут.

Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 51. Испытания трубопроводов для отвода конденсата

Седёлки использовались, чтобы соединить линии воды, пара и конденсата с пластиковыми трубами. Это было сделано быстро, за исключением труб из грубого (неочищенного) пластика, который требовал более чем вдвое больше времени для соединения, чем два других. Некоторые соединения в чугунной системе были собраны в сухом виде; другие были сделаны с использованием рекомендованной комбинации «смазка/клей». Во время установки проблем не возникало, и соединения были сделаны быстро и без затруднений. Предыдущий опыт использования этой системы доказал, что установка была практичной при любой температуре или при любых погодных условиях, в которых человек мог бы работать. После завершения тестовой сборки стало очевидно, что стоимость чугунных труб с неопреновыми уплотнениями оказалась значительно ниже, чем любой из армированных волокном пластиковых труб. Это было в первую очередь результатом незначительной подготовки соединения, которая была необходима для сборки чугунной системы по сравнению со строгими требованиями к чистоте и температуре сборки для пластиковой трубы.

Одна сборка каждого испытуемого материала была собрана из труб диаметром 50 мм, с соединением, расположенным приблизительно через каждый метр вдоль линии. Каждая установка состояла из стека высотой 3 м и горизонтальной трассы длиной 10 м, с поворотом на 90° примерно посередине. Нижний конец каждой системы оставлен открытым. Шаровой клапан был установлен в верхней части каждой сборки, чтобы обеспечить небольшое повышение давления в системе. (При фактическом обслуживании верхний конец вентиляционной системы гравитационного дренажа будет открыт.) Отдельные впускные отверстия для воды, пара и конденсата выполнялись вблизи верхней части каждой трубы. Первоначально холодная водопроводная вода подавалась для периодического ручного термоциклирования. (Это было частично изменено в ходе теста на теплую воду, и система была оборудована для автоматического термоциклирования.) Пар подавался от регулятора. Для подачи конденсата использовалась ловушка (конденсатоотводчик) импульсного типа с дополнительной водой, впрыскиваемой вверх по потоку, чтобы увеличить поток примерно до 8 литров в минуту на секцию. В каждой линии были установлены две термопары для измерения температуры стенки трубы. Одна была расположена в первых 50 мм сборки или на горизонтальном проходе, а вторая примерно в 3,5 м ниже первой.

Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 51. Испытания трубопроводов для отвода конденсата

Теперь о самих испытаниях. Испытательные сборки были введены в эксплуатацию, и после двух месяцев эксплуатации все испытательные линии были изолированы тонким стекловолокном с покрытием, пропитанным асфальтом, для поддержания удовлетворительной температуры труб во время зимней погоды и для моделирования подземного монтажа. В течение первых пяти месяцев испытания тепло в трубопроводах подавалось системой впрыска конденсатной воды. Температура стенок труб в среднем составляла +65 °C до изоляции и +75 °C после неё. В течение следующих двух месяцев использовался только паровой конденсат. Температура труб за это время упала до +50 °C. Затем линия подачи холодной воды была заменена на сброс теплой воды из другого теста. Это давало температуру воды от +45 °C до +50 °C в каждой сборке в течение двух минут из восьми. В это время также было начато введение непрерывного пара низкого давления в каждую сборку. Максимальные температуры труб были тогда примерно +85 °C. Они снизились примерно до +65 °C (у пластика) и +70 °C (у чугуна) во время цикла промывки водой. Скорость работы составляла примерно один цикл в час.

Через девять месяцев системы были модифицированы для циклического перехода от холодной воды (+15 °C) к атмосферному пару (+100 °C) с альтернативными 10-минутными интервалами. Температуры труб, зарегистрированные термопарами, варьировались от +35 °C до +95 °C в чугунных трубах до +30 °C и +85 °C в пластиковых трубах. Три тысячи холодных и горячих циклов были проведены в этих условиях. Через месяц система снова была модифицирована на холодную воду (+20 °C) и пар (+105 °C) в режиме 10 минут «включён» и 10 минут «выключен». Зарегистрированные температуры варьировались от +35 °C до +90 °C у чугунных и от +30 °C до +80 °C у пластиковых труб. Во время первого цикла давления якобы были обнаружены мелкие трещины в колене одной из пластиковых труб, а после трёхсот циклов у того же материала был замечен дефект адгезии и этот трубопровод был затем выведен из испытаний. На остальных системах испытания продолжились и составили ещё 1500 циклов. В следующей части рассмотрим всё это более подробно.

Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 51. Испытания трубопроводов для отвода конденсата

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад