Uvod

Tlak unutar drenažnog cjevovoda rudnika rijetko je tako jednostavan kao jedan fiksni broj.

Rudarska cijev HDPE može raditi pri relativno stabilnom tlaku nekoliko sati, a zatim doživjeti brzu promjenu kada se pumpa pokrene, zaustavi, ventil promijeni položaj ili se promijeni razina vode u sustavu.

Duboka drenaža rudnika dodaje još jedan faktor.

Visinska razlika između podzemnih točaka crpljenja i površine stvara statički tlak vode. Pumpanje zatim dodaje pritisak povrh tog hidrauličkog stanja.

Kao rezultat toga, različiti dijelovi iste HDPE rudarske cijevi mogu imati različite uvjete pritiska.

Cijev blizu dna dubokog okomitog dijela može biti podvrgnuta mnogo većem statičkom tlaku nego cijev blizu točke pražnjenja.

Za rudarske kupce, to je razlog zašto se zahtjevi za tlakom HDPE rudarske cijevi ne mogu odrediti jednostavno gledanjem natpisne pločice pumpe.

Treba razumjeti stvarni pritisak duž cjevovoda.

Tlak vode se mijenja s visinom

Tlak vode raste s dubinom zbog težine vode iznad nje.

Za okomiti vodeni stupac, hidrostatski odnos može se izraziti kao:

P=ρghP=\\rho gh

gdje je PP hidrostatski tlak, ρ\\rho gustoća vode, gg gravitacijsko ubrzanje i hh visina vode.

Formula je jednostavna.

Važan dio za HDPE rudarsku cijev je ono što se događa kada visinska razlika postane velika.

Sustav odvodnje rudnika može premjestiti vodu iz dubokog podzemlja prema površini.

Donji dio cjevovoda stoga može doživjeti značajan statički pritisak.

Tlak pumpe i statička visina tada se kombiniraju u stvarnom operativnom sustavu.

Zbog toga specifikacija cijevi koja se temelji samo na ispusnom tlaku pumpe može dovesti u zabludu ako se ne uzme u obzir visinski profil.

info-400-300

Pritisak nije svugdje isti

Dugačka HDPE rudarska cijev ne doživljava jednoliki pritisak.

Promjene tlaka duž cjevovoda.

Tlak na crpnoj stanici ovisi o pumpi i lokalnim uvjetima.

Kako se voda kreće prema gore, podizanje troši hidraulički pritisak.

Pritisak koji je dostupan dalje duž cjevovoda se stoga mijenja.

Ako se cjevovod znatno podigne, niži dijelovi mogu doživjeti veći pritisak.

Ovo je važno pri odabiru klase tlaka.

Cijev koja je prikladna za jedan dio ne mora nužno biti prikladna za drugi ako su uvjeti tlaka bitno različiti.

U mnogim drenažnim sustavima rudnika, međutim, korištenje više klasa tlaka duž jedne rute možda nije praktično. Stoga je potrebno razmotriti kompletan profil tlaka prije nego što se odredi HDPE rudarska cijev.

Unutarnji tlak neznatno mijenja oblik cijevi

Kada tlak vode raste unutar HDPE rudarske cijevi, stijenka cijevi se gura prema van.

Promjer se lagano povećava.

Zid također doživljava periferno naprezanje.

Kada tlak padne, cijev se pomiče natrag prema svojim prethodnim dimenzijama.

Za krutu cijev ta je deformacija relativno mala.

HDPE se ponaša drugačije jer je polietilen fleksibilniji.

PE100 referentni podaci daju dugoročni-modul od približno 200 MPa i Poissonov omjer od oko 0,45.

Ova svojstva utječu na to kako HDPE rudarska cijev reagira na promjene unutarnjeg tlaka.

Cijev ne ostaje apsolutno dimenzijski fiksirana pri promjeni tlaka.

Ono odgovara.

Taj je odgovor dio normalnog ponašanja HDPE cijevi.

Zašto normalni radni tlak nije dovoljan

Sustav odvodnje rudnika može imati normalan radni tlak od, na primjer, nekoliko MPa.

To je korisna informacija, ali ne predstavlja nužno maksimalni pritisak koji doživljava rudarska cijev HDPE.

Pumpa se može pokrenuti.

Ventil se može zatvoriti.

Protok se može promijeniti.

Tlak se može privremeno pomaknuti iznad stalne radne vrijednosti.

To je isti razlog zašto se vodeni čekić treba razmatrati odvojeno od normalnog tlaka.

PE100+ smjernice identificiraju rad crpke i rad ventila kao potencijalne uzroke prenapona tlaka i preporučuju analizu prenapona tamo gdje su prijelazni uvjeti značajni.

Stoga se rudarska cijev HDPE-a mora procijeniti u odnosu na omotnicu tlaka, a ne prema jednom stalnom očitanju.

Duboka drenaža rudnika stvara problem različitog pritiska

Razmotrite podzemnu crpnu stanicu na znatnoj dubini.

Cjevovod se diže od podzemne razine prema površini.

Pumpa mora savladati visinsku razliku.

Sam vodeni stupac stvara pritisak.

To znači da donji dio sustava može biti izložen značajnom unutarnjem tlaku čak i kada protok nije ekstremno visok.

Ovo je jedan od razloga zašto drenažni sustavi rudnika često zahtijevaju rudarsku cijev od HDPE-a s-ocjenom tlaka umjesto obične drenažne cijevi-niskog tlaka.

Cijev se ne bira samo po količini vode koju nosi.

Odabire se prema pritisku koji nastaje kretanjem te vode kroz rudnik.

Tlak u cijevima i kapacitet protoka su različiti

Ova razlika je lako promašiti.

Velika rudarska cijev HDPE može podnijeti visoku brzinu protoka dok radi s relativno niskim gubitkom trenja.

Manja cijev može zahtijevati veću hidrauličku visinu za prijenos istog protoka.

Ali niti jedna izjava nam ne govori može li stijenka cijevi izdržati pritisak sustava.

Kapacitet protoka jako ovisi o unutarnjem promjeru i hidrauličkom otporu.

Tlačni kapacitet ovisi o čvrstoći materijala, debljini stjenke, SDR-u, temperaturi i projektnim uvjetima.

To dvoje je povezano kroz fizičku geometriju cijevi, ali nisu ista svojstva.

Zbog toga je za specifikaciju rudarske cijevi potreban i promjer i klasa tlaka.

Temperatura mijenja kapacitet tlaka

Temperatura se ne smije zanemariti kada se govori o tlaku HDPE rudarske cijevi.

Referentna svojstva PE100 općenito se temelje na definiranim uvjetima ispitivanja.

Kako temperatura raste, polietilen postaje manje krut i njegova dopuštena dugotrajna tlačna učinkovitost može se smanjiti.

PE100+ smjernice napominju da može biti potrebno smanjenje tlaka pri povišenim temperaturama, ovisno o primjenjivom standardu.

Za podzemnu drenažu rudnika, temperatura vode može ostati relativno stabilna.

Površinski cjevovodi mogu iskusiti mnogo širi temperaturni raspon.

Dugačka HDPE rudarska cijev izložena izravnoj sunčevoj svjetlosti može doseći temperature koje se značajno razlikuju od okolne vode ili tla.

Specifikacija tlaka stoga mora odgovarati stvarnom rasponu radne temperature.

Što se događa kada tlak naglo padne?

Smanjenje tlaka još je jedno stanje koje zaslužuje pozornost.

Ako se pumpa zaustavi ili se stanje protoka brzo promijeni, unutarnji tlak može pasti.

Ovisno o sustavu, tlak može pasti ispod atmosferskog tlaka u određenim dijelovima.

Sada se smjer utovara mijenja.

Umjesto da se voda gura prema van prema stijenci cijevi, vanjski pritisak može postati važniji.

Ako podzemna voda okružuje ukopanu HDPE rudarsku cijev dok unutarnji tlak značajno padne, cijev može doživjeti stanje vanjskog tlaka.

Ovo povezuje varijaciju tlaka s otporom na izvijanje.

Cijev stoga mora preživjeti i visoki unutarnji tlak i suprotno stanje u kojem je unutarnja potpora smanjena.

Parametri HDPE rudarske cijevi za odabir tlaka

Parametar	Tipični raspon / referenca
Nazivni promjer	DN50–DN1200
Klasa tlaka	PN1,0–PN10
Standardna duljina	9 m / 12 m
PE100 GOSPOĐA	10 MPa
Vlačna čvrstoća pri tečenju	Približno . 23 MPa
Istezanje pri prekidu	>600%
Dugoročni-modul	Približno . 200 MPa
Poissonov omjer	Otprilike . 0.45
Koeficijent toplinskog širenja	Približno. 1.3 × 10⁻4/stupanj
Hazen-Williamsov koeficijent	Otprilike. 150–155

Ovo su referentna svojstva PE100. Stvarnu klasu tlaka i dopušteni radni tlak određene HDPE rudarske cijevi treba uzeti iz njezine certificirane specifikacije proizvoda i primjenjivog projektnog standarda.

Tlačna klasa i SDR

Za PE100 cijevi, SDR je izravno povezan s debljinom stijenke u odnosu na vanjski promjer.

Niži SDR znači deblji zid.

Veći SDR znači tanji zid.

PE100+ referentni projektni podaci daju tipične maksimalne vrijednosti radnog tlaka pod određenim pretpostavkama, ilustrirajući odnos između SDR-a i tlačnog kapaciteta.

Za kupca rudničke drenaže ovo je korisnije nego jednostavno tražiti "cijev s debelim zidom".

Klasu tlaka treba jasno definirati.

Ako sustav zahtijeva PN10, geometrija cijevi mora odgovarati primjenjivoj specifikaciji PN10.

Ako je zahtjev za tlakom niži, drugačiji SDR može osigurati veći unutarnji promjer pri istom vanjskom promjeru.

To može poboljšati hidraulički kapacitet.

Opet, tlak i protok povezani su kroz stvarnu geometriju cijevi.

info-400-300

Crpna stanica dio je tlačnog okruženja cijevi

Rudarska cijev HDPE ne bi se trebala ocjenjivati neovisno o crpnoj stanici.

Crpka određuje kako se stvara tlak.

Ventili određuju kako se tlak može mijenjati.

Visinski profil određuje koliki je statički pad.

Promjer cjevovoda određuje koliki će se hidraulički gubici pojaviti.

Stijenka cijevi određuje kako cijev zadržava rezultirajući tlak.

Ove komponente čine jedan sustav.

Ovo je osobito važno u blizini ispusta pumpe.

Prvi dio HDPE rudarske cijevi može doživjeti brze promjene tlaka kada se pumpa pokrene ili zaustavi.

Cijev dalje nizvodno može doživjeti isti val tlaka u različito vrijeme i s različitim uvjetima lokalnog tlaka.

Zbog toga duge rudničke drenažne cjevovode treba promatrati kao cjelovite sustave.

Koje informacije kupac treba dati?

Prilikom traženja HDPE rudarske cijevi za drenažu rudnika, nekoliko informacija čini odabir mnogo pouzdanijim.

Potreban je DN.

Potreban je normalan radni tlak.

Maksimalni pritisak još je važniji.

Za provjeru hidrauličkog kapaciteta potreban je potreban protok.

Duljina cjevovoda i visinska razlika pokazuju uključenu hidrauličku visinu.

Uvjeti pokretanja i zaustavljanja pumpe pomažu identificirati mogući prijelazni tlak.

Metoda postavljanja je važna jer ukopana cijev može iskusiti vanjski pritisak tla i podzemne vode.

Radna temperatura također treba biti poznata, posebno za cjevovode s otvorenom površinom.

Ove pojedinosti omogućuju usklađivanje cijevi sa stvarnim rudnikom, a ne odabir iz jednog broja tlaka.

Zaključak

Tlak unutar HDPE rudarske cijevi nije nužno konstantan.

Duboka drenaža rudnika može stvoriti značajan statički pad zbog visine.

Pumpe dodaju radni tlak.

Zatvaranje ventila i pumpi može stvoriti prolazni tlak.

Temperatura može promijeniti dopušteni tlak PE materijala.

Naglo smanjenje tlaka može čak promijeniti problem s unutarnjeg tlaka na vanjski tlak.

Za PE100 rudarsku cijev, MRS, SDR, debljina stijenke i radna temperatura dio su tlačne konstrukcije.

Zbog toga se drenažna cijev rudnika ne bi trebala birati samo traženjem DN veličine ili usklađivanjem s normalnim tlakom pumpe.

Cijev treba uskladiti s cjelokupnim tlakom okoline.

Za rudarskog kupca, korisna specifikacija nije jednostavno:

"HDPE cijev za drenažu rudnika."

Riječ je o cijevi s definiranimDN, klasa tlaka, debljina stijenke ili SDR, zahtjev za protok i radni uvjeti.

Nakon što su ti uvjeti jasni, HDPE rudarska cijev može se odabrati kao stvarni tlačni cjevovod, a ne jednostavno kao plastična cijev s nominalnim promjerom.

Zatražite ponudu za HDPE cijevi

Korak	Proces	pojedinosti
1	Zahtjevi za slanje	DN, tlak, medij, radna temperatura i primjena
2	Potvrda specifikacije	Tip cijevi, stupanj materijala, nazivni tlak, debljina stijenke/SDR i priključak
3	Citat	Cijena, rok isporuke, uvjeti pakiranja i otpreme
4	Narudžba i proizvodnja	Ugovor, plaćanje i izrada
5	Pregled i isporuka	Provjera kvalitete i otprema