Uvod

Rudnički drenažni cjevovod ne radi pod stalnim pritiskom.

Pritisak unutar HDPE rudarske cijevi može se promijeniti svaki put kada se drenažna pumpa pokrene, zaustavi ili promijeni svoje radno stanje. Rad ventila može stvoriti još jednu brzu promjenu tlaka. U dugoj podzemnoj ili površinskoj drenažnoj liniji, ovi događaji mogu generirati valove pritiska koji putuju kroz cijev.

Ovaj fenomen je opšte poznat kao vodeni čekić ili skok pritiska.

Za rudarski drenažni sistem, važno pitanje nije jednostavno da li HDPE rudarska cijev može izdržati normalan radni pritisak. Cijev također treba tolerisati uslove pritiska koji se javljaju tokom rada pumpe i ventila.

Ovo je posebno važno za-odvodnju rudnika na velike udaljenosti, gdje poremećaj pritiska koji se stvara na jednom kraju cjevovoda može proći kroz veliki dio sistema.

PE100 smjernice prepoznaju udar kao kratkoročno-povećanje pritiska iznad normalnog maksimalnog radnog pritiska uzrokovano brzim promjenama brzine fluida. Ponovljene operacije pumpe i ventila također mogu stvoriti ciklično opterećenje tlakom tokom vijeka trajanja cjevovoda.

Za HDPE rudarske cijevi, sam materijal igra važnu ulogu jer je polietilen znatno fleksibilniji od krutih metalnih cijevi. Ta fleksibilnost mijenja način na koji cijev reagira na prolazni pritisak.

Šta se dešava unutar HDPE rudarske cevi tokom gašenja pumpe?

Razmislite o tipičnom cjevovodu za drenažu rudnika.

Pumpa gura vodu kroz dugu HDPE cijev od podzemne sabirne točke prema tački površinskog ispuštanja. Dok pumpa radi, voda ima određenu brzinu. Zid cijevi je podvrgnut unutrašnjem pritisku povezanom sa pumpnim sistemom.

Kada se pumpa iznenada zaustavi, voda ne prestaje odmah da se kreće.

Voda ima inerciju. Voda koja se kreće nastavlja naprijed dok pumpa više ne daje istu pogonsku snagu. Ovo stvara brzu promjenu brzine, a ta promjena proizvodi val pritiska.

Talas putuje duž cjevovoda.

Ako je drenažni cjevovod dugačak nekoliko stotina metara ili nekoliko kilometara, poremećaj pritiska može se kretati kroz značajnu dužinu HDPE rudarske cijevi prije nego što se sistem vrati u normalno radno stanje.

Zbog toga pritisak prikazan na meraču pumpe tokom normalnog rada nije nužno najviši pritisak koji doživljava cev.

Cijev se mora nositi i sa normalnim radnim pritiskom i sa prolaznim pritiskom.

info-400-300

Zašto HDPE rudarske cijevi različito reagiraju na prenapon pritiska

Zid HDPE rudarske cijevi nije krut na isti način kao čelične cijevi.

PE100 ima dugotrajni-modul elastičnosti od približno 200 MPa, Poissonov koeficijent od oko 0,45 i izduženje pri prekidu veće od 600% prema referentnim podacima PE100+.

Ova svojstva su relevantna za skok pritiska jer se zid cijevi može lagano deformirati kako se unutrašnji pritisak mijenja.

Kada pritisak raste, promjer cijevi se može malo povećati i zid razvija dodatno obodno naprezanje. Ta deformacija apsorbira dio prolaznog odziva umjesto da prisili cjelokupnu promjenu tlaka u ekstremno krut zid cijevi.

To ne znači da HDPE rudarske cijevi mogu jednostavno zanemariti vodeni čekić.

To znači da njegov materijalni odgovor treba uzeti u obzir kada se procjenjuje istorijat pritiska u sistemu za odvodnjavanje.

Cjevovod s čestim pokretanjem i zaustavljanjem pumpe treba stoga procijeniti prema njegovom stvarnom radnom ciklusu, a ne samo prema njegovom statičkom pritisku.

Ocena pritiska nije isto što i prenaponski pritisak

Ova razlika je važna za nabavku rudničke drenaže.

Pretpostavimo da je HDPE rudarska cijev specificirana za određenu PN klasu tlaka. Ta ocena pritiska opisuje dozvoljeni radni pritisak cevi pod definisanim projektnim uslovima.

Isključivanje pumpe može dovesti do privremenog povećanja pritiska iznad normalnog radnog pritiska.

Stoga, inženjersko pitanje postaje:

Koliki je maksimalni pritisak unutar HDPE rudarske cijevi tokom cijelog radnog ciklusa?

Odgovor ovisi o pumpi, brzini protoka, dužini cjevovoda, radu ventila, profilu elevacije i vremenu gašenja.

PE100 smjernice posebno preporučuju analizu prenapona za cjevovode izložene udarima i opterećenju od zamora.

Za sisteme za odvodnjavanje rudnika, ovo je posebno važno kada cjevovod ima dugu dionicu koja se diže od podzemne crpne stanice do površine.

Duge HDPE cijevi za rudarenje zahtijevaju više pažnje na prelazne tlakove

Dužina cevovoda menja važnost prenapona pritiska.

Kratak odvodni priključak u blizini pumpe može doživjeti poremećaj tlaka koji se relativno brzo smiri.

Dugački odvodni cjevovod rudnika ponaša se drugačije.

Talas pritiska može da putuje duž cevovoda, da se reflektuje na promene u geometriji cevi, ventilima, rezervoarima, krivinama ili krajevima cevovoda i da stupa u interakciju sa drugim talasima pritiska.

Rezultat može biti istorija pritiska koja je znatno komplikovanija od jednostavnog "normalnog pritiska plus jedan skok".

Zbog toga se sistemi dugih HDPE rudarskih cijevi ne bi trebali birati samo iz vrijednosti statičkog tlaka.

Prečnik cevi je bitan jer se brzina protoka menja sa prečnikom. Za isti protok, manji unutrašnji prečnik proizvodi veću brzinu vode. Brza promjena te brzine može stvoriti značajniji prolazni događaj pritiska.

Debljina stijenke i SDR su također važni jer geometrija HDPE rudarske cijevi utječe na njen odziv na pritisak.

Pokretanje pumpe-Takođe može stvoriti promjene pritiska

Vodeni čekić nije ograničen na isključenja u nuždi.

Pumpa koja se pokreće protiv punog cjevovoda također može stvoriti prolazni tlak.

Ovo postaje važno u rudnicima gdje drenažne pumpe rade automatski prema nivou vode.

Pumpa se može pokrenuti kada rezervoar dostigne određeni nivo, raditi neko vrijeme, a zatim se zaustaviti. Tokom normalnog dana, HDPE rudarska cijev može doživjeti mnogo takvih ciklusa pritiska.

Pojedinačne promjene tlaka možda neće biti dovoljno velike da izazovu trenutni kvar.

Važnije pitanje je ponavljanje.

Ponovljena varijacija pritiska je opterećenje od zamora. PE100 smjernice razlikuju ovo ciklično opterećenje od jednog događaja prenapona i primjećuju da su učestalost i amplituda ciklusa pritiska važni faktori.

Stoga je način rada rudnika važan isto koliko i nominalni pritisak pumpe.

Parametri HDPE rudarske cijevi relevantni za prenapone

Parametar	Tipični opseg / referenca cijevi za rudarstvo HDPE
Nazivni prečnik	DN50–DN1200
Klasa pritiska	PN1.0–PN10
Standardna dužina	9 m / 12 m
PE100 MRS	10 MPa
PE100 vlačna čvrstoća pri razvlačenju	Približno . 23 MPa
PE100 istezanje pri prekidu	>600%
PE100 dugotrajni-modul elastičnosti	Približno . 200 MPa
Poissonov omjer	Približno . 0.45
Hazen{0}}Vilijamsov koeficijent	Približno{0}–155
Colebrook{0}}Bijela hrapavost	Približno . 0.00152 mm

Gore navedene vrijednosti PE100 su referentne vrijednosti materijala, a ne zamjena za sertifikovane podatke o proizvodu proizvođača.

Za stvarni rudarski projekat, odabrana PN klasa i debljina zida moraju odgovarati maksimalnom radnom pritisku, temperaturi, prolaznom pritisku i uslovima instalacije.

info-400-300

Gdje je HDPE rudarska cijev najizloženija?

Prenapon pritiska ne stvara nužno isto mehaničko stanje svuda u cjevovodu.

Ispusni dio pumpe može doživjeti brze promjene tlaka. Lokacije ventila mogu generirati lokalizirane prolazne uvjete. Promjene u elevaciji mogu utjecati na statički pritisak. Dugi vertikalni dijelovi također mogu proizvesti značajan hidraulički pritisak zbog visinskih razlika.

Veze zaslužuju posebnu pažnju.

Prirubnica, ventil ili priključak pumpe uvodi lokalnu promjenu krutosti i geometrije. Ravna HDPE rudarska cijev može se deformirati drugačije od spojnog sklopa.

Stoga, analizu prenapona tlaka treba uzeti u obzir zajedno s projektom priključka, a ne tretirati cijev kao izoliranu komponentu.

Kako bi kupci trebali procijeniti HDPE rudarske cijevi za odvodnju?

Specifikacija nabavke zasnovana samo na "HDPE cijevi, PN10" možda ne opisuje kompletan radni uvjet.

Za cevovod za drenažu iz rudnika, dobavljač treba da razume potrebni DN, normalni radni pritisak, maksimalni pritisak, brzinu protoka pumpe, frekvenciju pokretanja/zaustavljanja pumpe, dužinu cevovoda i profil visine.

Posebno je važna razlika između normalnog radnog pritiska i maksimalnog prolaznog pritiska.

Na primjer, pumpa može normalno raditi pod pritiskom znatno ispod nominalne klase tlaka, ali brzo gašenje može privremeno povećati tlak. Odabir cijevi stoga treba uzeti u obzir cjelokupni tlak.

PE100+ smjernice za dizajn povezuju maksimalni radni pritisak sa čvrstoćom materijala, SDR-om i primjenjivim koeficijentom rada, pokazujući zašto se geometrija cijevi i radni uvjeti ne mogu odvojiti od ocjene tlaka.

Zaključak

Vodeni čekić nije apstraktan hidraulički problem za HDPE rudarske cijevi.

To je pravi radni uvjet koji stvaraju pumpe i ventili koji kontroliraju drenažu rudnika.

Kada se pumpa zaustavi, ventil se zatvori ili se brzina vode brzo mijenja, tlak unutar cjevovoda može privremeno porasti iznad normalnog radnog tlaka. U dugom rudarskom drenažnom cjevovodu, rezultirajući val pritiska može putovati kroz veliki dio HDPE cijevi.

Fleksibilnost PE100 mijenja način na koji cijev reagira na ovo prolazno opterećenje, dok DN cijevi, debljina stijenke, SDR i klasa tlaka određuju njen strukturni kapacitet.

Iz tog razloga, izbor HDPE rudarske cijevi za drenažu rudnika ne bi trebao biti zasnovan samo na statičkom pritisku. Treba uzeti u obzir i stvarni ciklus pumpanja i prolazne uslove pritiska, posebno za sisteme za odvodnjavanje na velike udaljenosti sa čestim radom pumpe.

Za kupce rudarstva, ključna specifikacija nije samo pritisak otisnut na cijevi. Radi se o tome da li kompletan HDPE sistem cijevi za rudarenje može podnijeti istoriju pritiska stvorenu stvarnim radom drenaže rudnika.

Zatražite ponudu HDPE cijevi

Korak	Proces	Detalji
1	Pošalji zahtjeve	DN, pritisak, medij, radna temperatura i primjena
2	Potvrda specifikacije	Tip cijevi, klasa materijala, nazivni tlak, debljina stijenke/SDR i priključak
3	Citat	Cijena, vrijeme isporuke, pakiranje i uvjeti dostave
4	Narudžba i proizvodnja	Ugovor, plaćanje i proizvodnja
5	Pregled i dostava	Kontrola kvaliteta i otprema