Katilo vamzdžiai yra esminė šildymo sistemos dalis. Tinkamai parinktas vamzdžių diametras užtikrina efektyvų šildymo sistemos darbą ir optimalų energijos suvartojimą. Šiame straipsnyje aptarsime katilo vamzdžius, jų tipus, gamybos procesus, standartus ir tinkamo skersmens parinkimą.
Kas yra katilų vamzdžiai ir kur jie naudojami?
Katilo vamzdžiai yra metaliniai vamzdžiai, esantys katilo viduje, naudojami vandeniui šildyti garui gaminti. Jie skirstomi į besiūlius ir suvirintus vamzdžius, pagamintus iš anglies arba legiruotojo plieno.
Katilo vamzdžiai plačiai naudojami:
- Garo katiluose
- Energijos gamyboje
- Iškastinio kuro gamyklose
- Pramoninio perdirbimo įmonėse
- Elektrinėse
- Ugnies vamzdžių katiluose / ugnies vamzdžių garo katiluose
- Trikampio vamzdžio katiluose / trikampio vamzdžio katiluose
- Vandens vamzdžių katiluose
- Dūmų vamzdžių katiluose
Katilo vamzdžiai gali būti vidutinio slėgio katilų vamzdžiai arba aukšto slėgio katilų vamzdžiai.
Yra du pagrindiniai vamzdinių katilų tipai: vandens vamzdiniai katilai ir ugnies vamzdiniai katilai. Vandenvamzdiniame katile vanduo cirkuliuoja vamzdžių viduje ir yra šildomas išorėje krosnyje susidarančiomis karštomis dujomis.
Kaip gaminami katilų vamzdžiai?
Tiek vidutinio, tiek aukšto slėgio katilų vamzdžiams taikomas tas pats pradinis gamybos procesas, įskaitant smulkų tempimą, paviršiaus šviesinimą, karštą valcavimą, šaltą tempimą ir terminį plėtimąsi. Tačiau imamasi šių veiksmų, kad aukšto slėgio vamzdžiai būtų stipresni ir atsparesni korozijai.
Terminis apdorojimas
Tai apima aukšto slėgio katilo vamzdžio šildymą ir aušinimą, todėl pagerėjo tvirtumas, kietumas ir atsparumas dilimui. Įvairūs terminio apdorojimo etapai apima grūdinimą, grūdinimą ir atkaitinimą.
Gesinimas
Gesinimas yra daroma siekiant padidinti aukšto slėgio katilo vamzdžių kietumą. Vamzdžiai tolygiai kaitinami iki tinkamos temperatūros, o po to greitai panardinami į vandenį arba aliejų, kad būtų galima akimirksniu atvėsinti. Tada jis atšaldomas ore arba užšalimo zonoje.
Grūdinimas
Grūdinimas naudojamas vamzdžio trapumui pašalinti. Dėl gesinimo vamzdis gali nuslysti arba lūžti.
Atkaitinimas
Atkaitinimas pašalina vidinius įtempius vamzdyje. Šio proceso metu besiūliai vamzdžiai pašildomi iki kritinės temperatūros, o po to lėtai atšaldomi pelenais arba kalkėmis.
Pagrindinis rūdžių šalinimo būdas
Rūdžių šalinimas yra svarbus procesas siekiant užtikrinti katilo vamzdžių ilgaamžiškumą.
Valymas
Tirpiklio ir emulsijos naudojimas aukšto slėgio katilo vamzdžio paviršiaus valymui, siekiant pašalinti alyvą, riebalus, dulkes, tepalus ir panašias organines medžiagas. Tačiau jis negali pašalinti dulkių, odos oksidacijos, suvirinimo vaistų ir pan. Taigi tai tik kaip papildomas metodas antikorozinėje gamyboje.
Įrankis
Įrankių rūdžių šalinimui dažniausiai naudojamas vielinis šepetys ir kiti įrankiai aukšto slėgio katilo vamzdžio paviršiui šlifuoti. Jis gali pašalinti atsilaisvinusią arba deformuotą oksido odą, rūdis, suvirinimo šlaką ir pan. Rankinis įrankis gali pasiekti SA2 lygį, elektrinis įrankis gali pasiekti SA3 lygį. Jei geležies oksido apnašos prisitvirtins prie paviršiaus, jos negali pasiekti tvirtinimo gylio, reikalingo antikorozinei konstrukcijai.
Valymas rūgštimi
Aukšto slėgio katilo vamzdis paprastai naudoja cheminius ir elektrolitinius ėsdinimo metodus.
Purškiamas rūdžių šalinimas
Purškiamas rūdžių pašalinimas ne tik visiškai pašalina rūdis, oksidą ir nešvarumus, bet ir aukšto slėgio katilo vamzdis gali pasiekti reikiamą vienodą šiurkštumą, veikiant abrazyviniam smūgiui ir trinties jėgai.
Rudžių pašalinimas ne tik padidina fizinę adsorbciją ant aukšto slėgio katilo vamzdžio paviršiaus, bet ir sustiprina mechaninį sukibimą tarp antikorozinio sluoksnio ir vamzdžio paviršiaus.
Dažniausiai naudojamų katilų vamzdžių standartai ir klasės
Yra keletas standartų, reglamentuojančių katilų vamzdžių gamybą ir naudojimą. Štai keletas iš jų:
- ASTM A213 / ASME SA213
Apima mažai legiruoto plieno vamzdžius ir minimalaus sienelių storio, besiūlius feritinį ir austenitinį plieną, katilų ir perkaitintuvų vamzdžius bei austenitinio plieno šilumokaičio vamzdžius.
Paskirti pažymiai: ASTM A213 / ASME SA213 lydinio besiūlis plieno vamzdis - ASTM A213 T9 šilumos mainų vamzdelis/vamzdis, ASME SA213T12 šilumokaičio vamzdis, ASME SA213T11 vamzdis(tubo astm a213 t11), ASTM A213 T22 šilumos mainų vamzdeliai(tubo astm a213 t22), A213T91 vamzdeliai, A213 9kr vamzdeliai, ASTM A213 TP304/tp304L hidraulinis besiūlis vamzdis, ASTM A213 Tp316/tp316l nerūdijančio plieno vamzdis, ASTM A213 Tp317 ss vamzdelis, ASTM A213 Tp321 nerūdijančio plieno vamzdžiai, ASME SA213 Tp347(ss 347h) besiūlis vamzdis, ASTM A213 smo s31254 besiūliai vamzdžiai, ASTM A213 Nerūdijantis plienas 904l vamzdeliai.
Naudojimas: bendrosios paslaugos (naftos, maisto, chemijos, popieriaus, trąšų, tekstilės, aviacijos ir branduolinės), skysčių, dujų ir naftos transportavimas, slėgis ir šilumos perdavimas, statyba ir apdaila, katiliniai šilumokaičiai, dekoratyvinės paskirties (gatvių apšvietimo įrenginiai, tiltų turėklai, greitkelių turėklai, autobusų stotys, oro uostai ir stadionai) katilai, automobilių dalys, medicinos įranga, statybinės medžiagos, maisto pramonė.
- ASTM A335 / ASME SA335
Lydinio vamzdis yra besiūlis feritinio legiruoto plieno vamzdis, skirtas naudoti aukštoje temperatūroje. Šie vamzdžiai yra universalūs ir gali būti naudojami vandeniui, naftai ir dujoms transportuoti. Chromo ir molibdeno lydinio vamzdžių sudėties raktas yra chromo ir molibdeno pridėjimas.
Pagrindinės klasės: ASTM A335P91 chromo moly besiūlis vamzdis (1 tipas ir 2 tipas), ASTM A335P92 legiruoto plieno vamzdis, ASME SA335P5 vamzdis, ASTM A335 P9 lydinio vamzdis, A335 GR P11 lydinio besiūliai plieniniai vamzdžiai, A335 P12 legiruoto plieno vamzdžiai, KAIP AŠ SA335 P22 vamzdis.
Naudojimas: naudojami naftos chemijos pramonėje. Tokios kaip: elektrinės, naftos perdirbimo gamyklos, chemijos gamyklos ir naftos telkinių platformos, kuriose skysčių ir dujų temperatūra ir slėgis transportuojant yra itin aukšta.
Savybės: didelis atsparumas plyšimui esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui, gali būti naudojamas vandenilio sulfido korozijos paslaugoms, atsparus įtrūkimams dėl vandenilio poveikio ir trapumui, atsparus karšto sulfido korozijos įtrūkimams, gali būti naudojamas NACE programoms, kuriose rūgščioje aplinkoje yra aukšta temperatūra ir slėgis, idealiai tinka valkšnumo plyšimo programoms, atlaiko aukštą temperatūrą ir labai mažas elastingumas.
Taikomos vamzdžių jungiamosios detalės: ASTM A335 legiruotojo plieno vamzdis tinka ASTM A234 WPx serijos sandūrinio suvirinimo jungiamosioms detalėms (WP5, WP9, WP91) ir A182 Fx kaltinėms jungiamosioms detalėms ir flanšams (A182 F5, F9, F11, F22, F91). Visos šios medžiagos turi panašias chemines ir mechanines savybes ir gali būti sujungtos arba suvirintos.
- ASTM A106 / ASME SA106
Besiūlis slėginis vamzdis dažniausiai naudojamas statant naftos ir dujų perdirbimo gamyklas, elektrines, naftos chemijos gamyklas, katilus ir laivus, kur vamzdynai turi transportuoti skysčius ir dujas, kurių temperatūra ir slėgis yra aukštesnės. ASME kodas taikomas suvirinimo, flanšinių ir lenkimo paslaugų vamzdžiams. Tai slėginiai vamzdžiai, naudojami aukštos temperatūros ir aukšto slėgio skysčiams ir dujoms transportuoti.
Įvertinimai: B ir C
Naudojimas: vandens tiekimo sistemos, transporto sistemos, gamtinių dujų pramonė, bendrosios paskirties įrenginiai, gamybos pramonė, naftos pramonė, konstrukciniai vamzdžiai, naftos ir dujų pramonė, jūroje ir sausumoje esantys vamzdynai, gręžiant, Deep Sour Wells.
- ASTM A178
Reiškia pasipriešinimo suvirintą vamzdį, kurio sienelės storis yra minimalus. Medžiaga yra anglinis plienas ir anglinis mangano plienas. Gali būti naudojamas katilo vamzdžiui, katilo dūmtakiui, perkaitintuvo dūmtakiui ir apsauginiam galui.
Plieno rūšys: A178 klasė A(mažai anglies plienas), A178 C klasė(vidutinio anglies plieno) arba A178 klasė D(anglies mangano plienas).
Gamybos procesas: ERW
- ASTM A179
Besiūliai anglies šalto tempimo plieniniai vamzdžiai yra standartas, taikomas besiūliams šalto tempimo mažo anglies plieno šilumokaičiams ir kondensatoriaus vamzdžiams.
Įvertinimas: A179
Programos: Farmacinė įranga, chemijos įranga, jūros vandens įranga, šilumokaičiai, kondensatoriai, celiuliozės ir popieriaus pramonė, naftos gręžimo įmonės atviroje jūroje, energijos gamyba, naftos chemijos produktai, dujų perdirbimas, specialios cheminės medžiagos, farmacijos produktai.
- EN10216-1/EN10216-2
EN 10216-2 yra Europos standartas, tinkamas besiūliams plieniniams vamzdžiams slėgio tikslais.
Įvertinimas:P195GH, P235GH,P265GH16Mo3, 14 MoV6-3,13CrMo4-510CrMo9-10,15NiCuMoNb5-6-4X10CrMoVNb9-1, 25CrMo4
Remiantis derybomis, gali būti tiekiami kitų rūšių plieniniai vamzdžiai
Kaip pasirinkti tinkamą katilo vamzdžio skersmenį?
Vamzdžių skersmuo yra vienas iš svarbiausių aspektų projektuojant ir įrengiant šildymo sistemą. Jis tiesiogiai priklauso nuo reikiamo vandens srauto ir priimtino hidraulinio pasipriešinimo. Tinkamai parinktas vamzdžių diametras užtikrina efektyvų šildymo sistemos darbą ir optimalų energijos suvartojimą.
Šildymo galios ir vandens srauto nustatymas
Pirmiausia, būtina nustatyti reikiamą šildymo galią. Jeigu Jums reikia tik šildymo ir nereikia papildomai dar ruošti ir karšto vandens, tada reikiamą šildymui vandens srautą nustatysime taip: priklausomai nuo namo stogo ir sienų apšiltinimo, reikiama šildymo galia gali skirtis kelis kartus. Jeigu namas neapšiltintas, tai gali reikėti apie 100 w/m2, jeigu gerai apšiltintas, tada užtektų ir 50 W/m2. Tokiu būdu namo šildymui jums reikėtų nuo 5 iki 10 kW galios.
Priklausomai nuo šildymo sistemos tipo ir temperatūros, vandens temperatūrų skirtumas gali būti nuo 10 iki 20 laipsnių. Imame patį blogiausią variantą - 10 kW galią ir temperatūrų skirtumą 10 laipsnių. Tada reikiamas vandens srautas būtų apie 0,86 m3/h arba 860 l/h.
Hidraulinio pasipriešinimo įvertinimas
Kitas svarbus etapas - nustatyti leistiną vamzdžių hidraulinį pasipriešinimą. Turime galvoje, kad vanduo turi ne tik nutekėti į namą, bet ir grįžti, todėl bendras vamzdžių ilgis dvigubinasi ir sudaro 40 m. Turint galvoje, kad cirkuliacinis siurblys turi nugalėti ne tik šios trasos vamzdžių pasipriešinimą, bet taip pat ir namo šildymo sistemos bei pačio katilo, reguliavimo ventilio (maišytuvo, jeigu toks bus reikalingas), filtro ir katilinės vamzdynų pasipriešinimą, tai bendrą pasipriešinimą priimkime 2 m vandens stulpo arba 200 mbar. Priimame, kad vamzdynų trasos pasipriešinimas neturėtų viršyti 0,5 m v. st. arba 50 mbar.
Tada iš vamzdynų pasipriešinimų techninių duomenų (lentelių ar skaičiavimo programos) renkame vamzdžio skersmenį, kad 1 m vamzdžio ilgio pasipriešinimas sudarytų ne daugiau, kaip 1,25 mbar. Tokiu būdu randame vidinį vamzdžio skersmenį - jis turėtų būti ne mažesnis kaip 25 mm.
Vamzdžių tipai ir jų skersmenys
Atsižvelgiant į skirtingus vamzdžių tipus, rekomenduojami skersmenys gali skirtis. Svarbu atsižvelgti į medžiagos savybes ir gamintojo rekomendacijas.
Taigi, jeigu tai plieninis vamzdis, tai jis būtų DN 25, jeigu tai varinis vamzdis, tai būtų 28x1,5 mm, jeigu PEX arba PEX/AL/PEX - 32x3,0 mm, jeigu PP, tai priklausomai nuo gamintojo ir sienelės storio (PN 20, stabilizuotas su aliuminio sluoksniu), pvz.: 40x6,7 mm, ir pan. Reikia atkreipti dėmesį, kad čia svarbus yra vidinis vamzdžio skersmuo, kur teka vanduo, o visų vamzdžių, išskyrus plieninius, skersmuo matuojamas pagal išorę.
Vamzdžių skersmenų palyginimas pagal medžiagą:
| Vamzdžio medžiaga | Rekomenduojamas skersmuo |
|---|---|
| Plienas | DN 25 |
| Varis | 28x1,5 mm |
| PEX/AL/PEX | 32x3,0 mm |
| PP (PN 20, stabilizuotas su aliuminio sluoksniu) | 40x6,7 mm |
Radiatorių pajungimui naudojami 1/2 (15mm) vamzdžiai. Iš dujinio katilo iki kolektoriaus pajungimui naudojami labai įvairūs, viskas priklauso nuo gaminio. Iš kolektoriaus iki radiatoriaus dedasi euronipeliai ir euro veržlės. Vėlgi priklauso nuo gaminio.
Iš katilo į kolektorinę šildymo sistemą optimaliausia būtų 25 ppr, šalto vandens padavimui ir karšto išėjimui 20 ppr. Iš kolektorinės link radiatorių 20 ppr arba 18 daugiasluoksnis. Radiatorių pajungimui naudojamas 16 diametro daugiasluoksnis vamzdis.
Dujinio katilo ir kolektoriaus sujungimui geriausia naudoti tokį diametrą, koks yra dujinio katilo išėjimuose. Renkantis PPR vamzdžius magistralinei linijai tarp dujinio katilo ir nutolusios katilinės, svarbu atsižvelgti į srautą ir slėgio nuostolius. Kadangi turite ilgą atstumą - apie 20 metrų - ir gana daug šildymo kontūrų (grindinio ir radiatorių), rekomenduojama pasirinkti didesnio diametro vamzdį, t.y., 32 mm. Tai padės sumažinti slėgio nuostolius, užtikrins pakankamą vandens srautą ir efektyvų šildymo sistemos veikimą. Taigi, 32 mm PPR vamzdžiai yra optimalus pasirinkimas šioje situacijoje.
Dr. Arūnas Stikliūnas, UAB Gilius ir Ko, pabrėžia, kad renkantis vamzdžius svarbu atsižvelgti į visus šildymo sistemos parametrus ir individualius poreikius.
Plieniniai vamzdžiai ir jų matmenys
Plieninių vamzdžių matmenys apibūdinami trimis pagrindiniais simboliais: išoriniu skersmeniu (OD), sienelės storiu (WT) ir vamzdžio ilgiu. Šie matmenys leidžia apskaičiuoti vamzdžio svorį, atsparumą slėgiui ir kainą.
Yra skirtingi standartai, apibūdinantys plieninio vamzdžio dydį, OD ir sienelės storį. Daugiausia yra ASME B 36.10, ASME B 36.19. Atitinkama standartinė specifikacija ASME B 36.10M ir B 36.19M.
ASME B36.10 ir B36.19 yra standartinės plieno vamzdžio ir priedų matmenų specifikacijos. ASME B36.10M standartas apima plieninių vamzdžių matmenų ir dydžių standartizavimą. Šie vamzdžiai yra besiūliai arba suvirinti ir naudojami esant aukštai arba žemai temperatūrai ir slėgiui.
Pagal šį standartą, vamzdžio išorinis skersmuo mažesnis nei 12,75 colio (NPS 12, DN 300), vamzdžio faktinis skersmuo yra didesnis nei NPS (vardinis vamzdžio dydis) arba DN (vardinis skersmuo). Kalbant apie plieno vamzdžių matmenis, tikrasis išorinis skersmuo sutampa su visų dydžių vamzdžio numeriu.
Plieninių vamzdžių grafikas (Schedule)
Plieninių vamzdžių grafikas yra orientacinis metodas, atstovaujamas ASME B 36.10, taip pat naudojamas daugelyje kitų standartų, pažymėtų "Sch". Sch yra tvarkaraščio santrumpa, paprastai pateikiama Amerikos plieno vamzdžių standarte, kuris yra serijos numerio priešdėlis. Pavyzdžiui, Sch 80, 80 yra vamzdžio numeris iš diagramos / lentelės ASME B 36.10.
Vamzdžių grafiko formulė: Sch.=P/[ó]t×1000. P yra numatytasis slėgis, vienetai MPa; [ó]t yra leistinas medžiagų įtempis esant projektinei temperatūrai, vienetai MPa.
Apibūdinant plieninio vamzdžio parametrą, mes paprastai naudojame vamzdžių grafiką, tai yra metodas, kuris nurodo vamzdžio sienelės storį su skaičiumi. Vamzdžių grafikas ( sch. ) yra ne sienelės storis, o sienelės storio serija. Skirtingas vamzdžių grafikas reiškia skirtingą sienelės storį to paties skersmens plieniniam vamzdžiui. Dažniausiai nurodomos schemos: SCH 5, 5S, 10, 10S, 20, 20S, 30, 40, 40S, 60, 80, 80S, 100, 120, 140, 160. Kuo didesnis lentelės numeris, tuo storesnis paviršius vamzdžio sienelė, tuo didesnis atsparumas slėgiui.
Nominalus vamzdžio dydis (NPS) ir vardinis skersmuo (DN)
Nominalus vamzdžio dydis (NPS) yra Šiaurės Amerikos standartinių dydžių rinkinys, skirtas vamzdžiams, naudojamiems esant aukštam arba žemam slėgiui ir temperatūrai. Vamzdžio dydis nurodomas dviem nematmenų skaičiais: vardiniu vamzdžio dydžiu (NPS), pagrįstu coliais, ir grafiku (schema arba schema).
Nominalus skersmuo taip pat reiškia išorinį skersmenį. Kadangi vamzdžio sienelė yra labai plona, plieninio vamzdžio išorinis ir vidinis skersmuo yra beveik vienodi, todėl vidutinė abiejų parametrų vertė naudojama kaip vamzdžio skersmens pavadinimas.
DN (vardinis skersmuo) yra bendras įvairių vamzdžių ir vamzdynų priedų skersmuo. Vienodo vardinio skersmens vamzdis ir vamzdžių jungiamosios detalės gali būti sujungti tarpusavyje, jis turi pakeičiamumą. Nors vertė yra artima vidiniam vamzdžio skersmeniui arba jam lygi, tai nėra tikroji vamzdžio skersmens prasmė.
Vardinis dydis nurodomas skaitmeniniu simboliu, po kurio yra raidė „DN“, o po simbolio pažymėkite vienetą milimetrais. Pavyzdžiui, DN50, vamzdis, kurio vardinis skersmuo yra 50 mm.
Žemo ir vidutinio slėgio katilų vamzdžiai paprastai reiškia besiūlius plieninius vamzdžius, naudojamus žemo slėgio katiluose (slėgis mažesnis arba lygus 2,5 MPa) ir vidutinio slėgio katiluose (slėgis mažesnis arba lygus 3,9 MPa). Iš jų galima gaminti perkaitinto garo vamzdžius, verdančio vandens vamzdžius, vandens aušinimo vamzdžius žemo ir vidutinio slėgio katilams. Sieniniai vamzdžiai, dūmų vamzdžiai ir arkiniai plytų vamzdžiai ir kt. Paprastai gaminami iš karšto valcavimo arba šalto valcavimo aukštos kokybės anglinio konstrukcinio plieno, tokio kaip Nr. 10 ir Nr. 20.