تغييرات خط أنابيب الطين: ما هو تأثيرها على عمليتك؟

على سبيل المثال:

يُستخدم البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) على نطاق واسع في تطبيقات مثل مخلفات المناجم نظرًا لوزنه الجزيئي الفائق ومقاومته للتآكل. ويتمتع بعمر افتراضي أفضل بكثير من أنابيب الصلب الكربوني غير المبطنة، خاصةً عند التعامل مع الملاط الكاشطة أو المسببة للتآكل. يُستخدم البولي يوريثان بشكل عام في أنابيب الملاط داخل المصنع. وهو مرن ومقاوم للحرارة والتآكل. أنابيب البولي بيوتيلين عبارة عن أنابيب بلاستيكية حرارية مرنة ولها قوة شد أعلى ومقاومة جيدة جدًا للحرارة. إلى جانب ما سبق، هناك أنابيب غير حديدية أخرى غير مقاومة للتآكل منخفضة المقاومة للتآكل للملاط هي PVC (بولي فينيل كلوريد)، PP (بولي بروبيلين)، ABS (أكريلونيتريل بوتادين-ستايرين-ستايرين), و أنابيب الألياف الزجاجية مع رقائق السيراميك الداخلية.

خطوط الأنابيب الفولاذية المبطنة داخليًا، تُستخدم المواد غير الحديدية عمومًا كبطانة داخل الأنبوب الفولاذي للحماية من التآكل والتآكل.

التبطين الموضعي لخطوط الأنابيب الفولاذية، يتم إدخال أنبوب بلاستيكي بقطر أصغر قليلاً في الأنبوب الفولاذي، ثم ملء الفراغ الحلقي بالأسمنت. طريقة أخرى هي أخذ أنبوب بولي إيثيلين عالي الكثافة بقطر أكبر قليلاً وضغطه لتقليل القطر الخارجي. ثم يتم بعد ذلك سحب هذا الأنبوب المضغوط بعناية داخل الأنبوب الفولاذي؛ وعند تحرير قوة التضييق، يضغط الأنبوب الداخلي بقوة على الأنبوب الفولاذي من الداخل.

يتطلب ضخ كمية محددة من السوائل عبر خط أنابيب أن تبذل المضخة كمية محددة من القوة على السائل، مما يدفع السائل عبر خط الأنابيب. وبينما يتم دفع المائع عبر خط الأنابيب وأسفل المضخة لتحقيق الناتج المطلوب، يجب الحفاظ على معدل تدفق محدد. ويشار إلى معدل التدفق المحدد هذا بسرعة المائع.

من الناحية الافتراضية، دعونا نفترض أن مضخة الطين وتم تكوين خط الأنابيب لتحقيق معدل تدفق محدد لسائل ذي لزوجة معينة. لنفترض أيضًا أن جزءًا من الأنابيب، بسبب البيئة القاسية التي يجب أن تتحملها الأنابيب، قد تلف ويجب استبداله. عند استبدال الأنابيب التالفة، إذا كان معدل التدفق نفسه مطلوبًا، استبدل الأنابيب دائمًا بنفس القطر، وتجنب استخدام قطر أصغر. إذا تم تركيب أنابيب بقطر أصغر، فسوف يؤدي ذلك إلى تقييد يسبب زيادة في احتكاك الأنابيب، مما يقلل بدوره من سرعة السائل الذي يتم ضخه – كما ينخفض معدل التدفق أيضًا. في هذا النوع من الحالات، يمكن التغلب على انخفاض معدل التدفق عن طريق زيادة القوة التي تمارسها المضخة على السائل الذي يتم ضخه، ولكن هذا سيقلل من كفاءة المضخة ويزيد من تكلفة عملية الضخ. يمكن أن يؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة تآكل الأنابيب بسبب زيادة الضغط والاحتكاك داخل خط الأنابيب.

عند استبدال الأنابيب الموجودة، من المهم بنفس القدر تجنب تركيب أنابيب قطرها أكبر من الأنابيب التي يتم استبدالها. يمكن أن يكون لتركيب أنابيب ذات قطر أكبر تأثيرات سلبية على معدل التدفق المطلوب. إذا تم تركيب أنابيب ذات قطر أكبر، ينتج انخفاض في معدل التدفق من انخفاض السرعة والضغط داخل خط الأنابيب. سيتطلب هذا الوضع أيضًا زيادة في القوة المبذولة على السائل لتحقيق معدل التدفق المطلوب، مما يزيد من تكلفة عملية الضخ. وفي هذا السيناريو، يمكن أن يؤدي انخفاض السرعة والضغط أيضًا إلى زيادة احتمالية انسداد خط الأنابيب بسبب ترسب الملاط في الجزء السفلي من خط الأنابيب.

استنادًا إلى نوع الطين الذي تضخه ومعدل التدفق المطلوب، من المهم التأكد من أن حجم خط الأنابيب والخرطوم مناسب للمضخة.

سيتطلب هذا الوضع أيضًا زيادة في القوة المبذولة على السائل لتحقيق معدل التدفق المطلوب، مما يزيد من تكلفة عملية الضخ. في هذا السيناريو، يمكن أن يؤدي انخفاض السرعة والضغط أيضًا إلى زيادة احتمالية انسداد خط الأنابيب بسبب ترسب الملاط في الجزء السفلي من خط الأنابيب.

ويعتمد الانخفاض المحدد في السرعة والضغط على طول الأنابيب المضافة. عندما تزداد القوة المبذولة على المائع لتعويض الانخفاض الناتج عن الزيادة في طول الأنابيب، ستزداد أيضًا خسائر الاحتكاك في الأنابيب. ويرجع ذلك إلى أنه كلما زادت مساحة خط الأنابيب تزداد مساحة السطح أيضًا، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الفاقد بسبب الاحتكاك. وهذا عامل حاسم آخر يجب أخذه في الاعتبار عند زيادة طول خط أنابيب التفريغ. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة كمية الطاقة المطلوبة لتشغيل المضخة مما قد يؤدي إلى زيادة تكاليف تشغيل المضخة.

يحدث التأثير المعاكس عند تقليل طول خط أنابيب التفريغ. يمكن أن تزداد سرعة المائع والضغط، مما قد يزيد أيضًا من فقدان الاحتكاك في الأنبوب. في هذا السيناريو، يجب تقليل تشغيل المضخة، والذي يتضمن تقليل القوة المبذولة على المائع لإعادة التشغيل إلى معايير التشغيل التي تتفق مع متطلبات التطبيق.

• يلزم إعادة حساب معلمات تشغيل المضخة كلما تم تغيير قطر خط الأنابيب وطوله.
• أقصر مسافة من منشأ المادة إلى وجهة المادة هي الأكثر فعالية.
• تؤدي الزيادة في قطر خط الأنابيب و/أو المسافة إلى تقليل سرعة السائل والضغط.
• يؤدي الانخفاض في قطر خط الأنابيب و/أو المسافة إلى زيادة سرعة السائل وضغطه.
• تؤدي الزيادات في سرعة المائع والضغط إلى زيادة فقدان الاحتكاك في الأنابيب.
• ستؤدي الزيادات في سرعة المائع والضغط إلى زيادة التآكل بسبب التآكل عند ضخ الملاط الكاشطة.
• يمكن أن تؤدي الزيادات في قطر خط الأنابيب وطوله إلى زيادة الطاقة المطلوبة لتعويض الفقد في سرعة المائع والضغط، مما يؤدي إلى زيادة في تكلفة التشغيل.
• عند اختيار حجم الأنبوب، يشير حجم الأنبوب إلى القطر الداخلي (I.D).
• عند اختيار حجم الخرطوم، يشير حجم الخرطوم إلى القطر الخارجي (O.D.).

في وقت سابق، سينطبق هنا أيضًا التأثيران اللذان شرحناهما سابقًا، أي تغيير القطر وتغيير الطول. كما سيتم استكشاف بعض الطرق الأخرى التي يمكن من خلالها تغيير خط الأنابيب مثل تأثير تغير الارتفاع، والتغيرات في التركيبات والصمامات، والتغيرات في مادة خط الأنابيب.

إذا زاد ارتفاع الأنبوب، ستكون هناك حاجة إلى رأس أو ضغط إضافي لتعويض ذلك.
عندما يغير تدفق السائل اتجاهه، تكون هناك مقاومة. وعلاوة على ذلك، سيحاول السائل التدفق حول الحافة الخارجية للتركيبة. وهذا يقلل من المساحة الفعالة للتركيبة. وبالتالي، ستزداد سرعة السائل وسيزداد أيضًا فقدان الاحتكاك أو انخفاض الضغط. ولذلك، فإن أي تغيير في تجهيزات الأنابيب سيؤثر على انخفاض الضغط أو فقدان الاحتكاك في النظام.

سيحدث تأثير مماثل أيضًا في الصمامات، بسبب مرورها غير الخطي وغير المنتظم. ونتيجة لذلك، سيحدث أيضًا انخفاض في الضغط أو فقدان احتكاك في حالة حدوث أي تغيير في الصمامات. بالإضافة إلى ذلك، تكون الصمامات عرضة للمطرقة المائية وهي موجات صدمية عالية الضغط تنتج عندما يضطر السائل إلى التوقف فجأة في الأنبوب، إما بسبب الصمامات أو توقف المضخة عن العمل.

ستؤدي التغييرات التي يتم إجراؤها على مواد الأنبوب إلى تغيير عامل احتكاك الأنبوب. سيؤثر ذلك أيضًا على نتيجة حسابات انخفاض الضغط أو فقدان الاحتكاك.

كيف يتم قياس قطر خط الأنابيب: تقاس خطوط الأنابيب الأقل من 12 بوصة بقطرها الداخلي. وعلاوة على ذلك، يمكن أن تحتوي خطوط الأنابيب هذه أيضًا على بطانة داخلية للمساعدة في الحماية من المواد الكاشطة أو المسببة للتآكل والتي يجب أخذها في الاعتبار عند تركيب خرطوم الطين.

بالإضافة إلى ذلك، يتم قياس خط الأنابيب الذي يتجاوز قطره الداخلي 12 بوصة بدلاً من ذلك بقطره الخارجي. لذا، بالنسبة لخطوط الأنابيب التي يتجاوز قطرها 12 بوصة، يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند محاولة الملاءمة مع خرطوم أو خط أنابيب الطين الموجود. لحساب القطر الداخلي للأنابيب التي يتجاوز قطرها 12 بوصة، يجب على المشغل معرفة القطر الخارجي للأنبوب والجدول الزمني (السماكة) وما إذا كان النظام مبطنًا. إن معرفة هذه العوامل ستسمح للمشغل بتحديد القياس الدقيق للقطر الداخلي للأنبوب بعناية لمطابقة النظام الحالي تمامًا.

تكلفة المشروع

هندسة التصميم، والمواد، والتصنيع/التصنيع، والبناء/التركيب، والتشغيل التجريبي.

تكلفة العملية

تكاليف الطاقة – الكهرباء والوقود وما إلى ذلك، وتكاليف القوى العاملة – المشغل والعمالة وما إلى ذلك، وزيادة تكلفة المرافق – المياه والغازات والزيوت والشحوم وما إلى ذلك.

تكلفة الصيانة

القوى العاملة – العمالة وما إلى ذلك، والمواد – قطع الغيار والشحوم والزيوت وما إلى ذلك، والمرافق المرتبطة بها.