Оптимизация нагрузок на трубопроводные системы Часть I

Небрежный подход к конструированию трубопроводных систем может иметь разрушительные последствия для всей производственной цепочки. Это чревато не только существенными финансовыми затратами, но также может привести к нанесению необратимого вреда экологии.

Основной задачей инженера конструктора, проектирующего трубопроводную систему, является сведение к минимуму нагрузки на насос. Трубопроводы, находящиеся в непосредственной близости от насоса, должны иметь надлежащую механическую поддержку, для того чтобы обеспечить безотказную работу оборудования на протяжении всего периода эксплуатации. Если этого не сделать на стадии проектирования, нежелательные нагрузки могут привести к уменьшению срока службы насоса, повышению эксплуатационных расходов, затрат на техническое обслуживание или даже к необратимому разрушению насоса или фланцев воротниковых.

Нагрузки, возникшие в трубах, передаются через фланцы воротниковые к всасывающему и напорному патрубкам насоса и далее на опоры, на которых базируется насос. Если нагрузки достаточно высоки, может произойти повреждение любого из элементов.

С точки зрения нагрузочной способности насосы являются относительно слабым звеном. Их устойчивость несравнима с трубами или анкерными болтами, используемыми для фиксации. Избыточные нагрузки приводят к деформации корпуса насоса, в результате чего возникают увеличенные зазоры между валом, подшипниками и уплотнениями, а также смещение насоса относительно привода. В особо тяжелых случаях под нагрузкой может треснуть корпус насоса.

Оптимальное взаимодействие между трубами, фланцами воротниковыми и насосом не является чем-то само собой разумеющимся. Поэтому пользователи должны проанализировать нагрузки в трубопроводах, обеспечив их снижение до разумных пределов. Если при конструировании трубопроводной системы не допущено ошибок, пользователи смогут устранить или, как минимум, управлять нагрузками, избегая неприятных сценариев при монтаже оборудования.

Наиболее тщательной оценке должны быть подвергнуты трубопроводы, непосредственно прилегающие к насосу. В общем случае нагрузки на трубы подразделяются на три категории:

  • Механические воздействия и остаточные деформации;
  • Силы реакции гидравлического давления;
  • Тепловые расширения или уменьшения размеров.

Часто типовые решения для трубопроводных систем не учитывают все три типа потенциальных источников нагрузок. Если система спроектирована с учетом лишь одного или двух факторов, это может стать проблемой, поскольку неучтенная сила может  привести к разрушительным воздействиям. Инженеры должны учитывать возможность повышенных нагрузок от каждого потенциального источника, с учетом уникальных особенностей конкретной трубопроводной системы.

читать вторую часть

←