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正文內(nèi)容

塑料管道綜合手冊(cè)(編輯修改稿)

2024-07-14 00:35 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度需要超過20英尺,則應(yīng)設(shè)設(shè)撓性的偏置管(off書et)或D形管。為了不超過管道最大容許應(yīng)變,搞置管或墨形管應(yīng)提供的展開長(zhǎng)度可從下列公式計(jì)算求得:f=愚臂梁末端的最大撓廢,英、5—P=端點(diǎn)力,磅;1=受彎曲應(yīng)力的管子長(zhǎng)度.改令兄=抗彎彈性模數(shù),蔭/英個(gè);I=慣性矩,英寸‘。D=外直徑,英1;R=外半徑,英寸;r=內(nèi)半徑,英寸;t=壁厚,英寸,P=應(yīng)變;S=結(jié)構(gòu)應(yīng)力=半 z=斷面模數(shù),英寸’; 從=彎矩=PL,磅—英寸。注: f也可作為容許的最大膨脹或吸收量(英寸)。對(duì)于管子,其壁厚相對(duì)于外直徑來說是大的,則I;—x‘,M z=—于(旦?!?。當(dāng)壁厚相對(duì)于外直徑來說,并不算大的情況),這些公式可寫成 I=R’t 和 z=n尺’t對(duì)于大多數(shù)塑料管道。 4PL‘ 2D 2tPz絆 f=26J‘2— ‘ :iIiI)l=;(留i)”: 曰IJ=(盟)”’ (:) 當(dāng)最大許用廢力1;變,采用(2)式,當(dāng)最大容許應(yīng)變固定不變,采用(3)式。當(dāng)采用(2)式時(shí),抗彎彈性模數(shù)必需要知道。若特殊復(fù)合物的模數(shù)不能獲得的情況下,通常可采用下列近似乎均值, 復(fù)合物 PV出120 yVCu N AB6u1D ABS6N PE 2M6 P2n陽L值時(shí),公式復(fù)臺(tái)物抗彎模數(shù)耐英個(gè)可簡(jiǎn)化為: 公式(2)L英寸 u.6[Df),A 這樣格出現(xiàn)一個(gè)]8(Df)’”英寸的近似值,這對(duì)用于現(xiàn)行的人sTM標(biāo)準(zhǔn)所包括的大多數(shù)熱塑性塑料管.在多數(shù)情況下,是足夠精確的。 另—方面,采用o.01最大容許應(yīng)變值,則公式[3]可以詢化為 在佐一、二個(gè)家庭的房屋巾的丫木、排污和放空設(shè)施,由于管道中免不了有短管出現(xiàn),故很少會(huì)因膨脹和收縮而出現(xiàn)問題。但在高層建筑巾,有長(zhǎng)的通大氣管道,達(dá)就需要引起注意。有三種可以調(diào)節(jié)膨脹和收縮的方法敘述于下: (a)在建筑物的下水和排污通大氣管中,可采用偏置管以調(diào):情膨脹和收縮。偏置管的展開長(zhǎng)度燈按上述公式計(jì)算。例如: 一根管道的直管段,如一根建筑物的下水或排污通大氣管,有一個(gè)支管接頭位于留子錨固點(diǎn)或依移約束點(diǎn)的10英尺處,直皆的溫差為50。F,在支管接口處的調(diào)爺員約3/8英寸。為了調(diào)節(jié)這個(gè)膨脹量,支管必須具有足夠的展開長(zhǎng)度進(jìn)行彎曲或扭轉(zhuǎn)而不會(huì)發(fā)生過量的應(yīng)變。采用人BS—DWVo材料(入盯M D 2661)制作的支管,對(duì)其不同規(guī)格計(jì)算所得的最小長(zhǎng)度,應(yīng)變不超過1%,其數(shù)據(jù)如下:b)在適用的規(guī)范允許情況下,可使用膨脹節(jié)。好多設(shè)汁中采用基本的帶彈性密封的伸細(xì)節(jié)頭,有的采用波紋管。每30英尺(最大)應(yīng)安裝一個(gè),并應(yīng)按照制造廠的建議處理。除了在低溫或高溫的情況下,膨脹節(jié)一級(jí)處在中性位置安裝,從而使它能在兩個(gè)方向移動(dòng)以吸收膨脹或收縮。在垂直管道中,應(yīng)在靠近膨脹節(jié)處用例向入口管或管卡固定管子,以防止由于通大氣管的重量使膨脹節(jié)疊縮在一起。制造廠的建議匝予以考慮。 (c)第三個(gè)方法是針對(duì)ABs—Dwv設(shè)施——應(yīng)用約束的方法。工程調(diào)查說明了每30英尺管子取一個(gè)約束點(diǎn)以防止位移是可行的。由于收縮或膨脹所產(chǎn)生的拉伸或壓縮力很容易銨管道所吸收而不會(huì)損壞管道。特殊誦大氣管的固定裝置可以買到并應(yīng)按制造廠的建議進(jìn)行安裝. 耐化學(xué)徑 熱塑性塑料能耐許多化學(xué)品的侵蝕,因此它們適用于制作輸送這類化學(xué)品的管道。決定每種具體制品的適用性和使用壽命的因索有下列幾個(gè)方面: n.化學(xué)特設(shè)和濃度; h。用以制作管于或管件的特定的塑料復(fù)合物, c.連接方法; 6.管子和管件尺寸, e.壓力, 1.況空? R.接眺周期; 11.可導(dǎo)致管子或管件內(nèi)部血力集中的其它使用條件。 當(dāng)一種特殊的塑料管道系統(tǒng)在所要求的特定條件下被用于輸送一種持殊的化學(xué)品之的,強(qiáng)烈要求每個(gè)使用者必須通過試驗(yàn)或從已往的經(jīng)驗(yàn)中確實(shí)了解清楚能否使用。至于本節(jié)資料何體為一船性的引導(dǎo)。 化學(xué)品 雖然每種化學(xué)品的作用各異,但某些化學(xué)品可按它們與各種不同的特定塑料的反應(yīng)分成若于類別。中性無機(jī)鹽水溶液—‘般和普通水一樣,對(duì)于熱塑性管道材料具有相同的作用。例如氯化鈉、鉀礬、氯化鈣、硫酸銅、硫酸鉀和氯化鋅溶液與水一樣具有相同的炸用。有些氧化性鹽溶液在溫度升高和(或)高濃度時(shí),可能會(huì)侵蝕某些特定肋塑料。 對(duì)于一個(gè)特定系列內(nèi)的有機(jī)化學(xué)品,諸如醇類、兩類和酸類等,個(gè)別塑料的耐蝕性隨著化學(xué)品的分子且增加而增強(qiáng)。因此,一種聚氯乙烯在73。lr時(shí)不適用于輸送醋酸乙酯,但在該溫度下可用于輸送醋酸丁酪。 一股情況下,個(gè)別塑料的耐蝕性隨著特定化學(xué)品的濃度增加而降低,例如在73。F時(shí),聚乙烯管子能用以輸送70%的硫酸,但對(duì)于95%的硫酸就不適用了。 化學(xué)品侵蝕塑料有兩種類型。一種是可镕性或泡膿現(xiàn)象,在這種情況下,若化學(xué)品從塑料上全部去除,則塑料一般可恢復(fù)原狀,即塑料本身不會(huì)受損,但是若塑料有一種朗溶解在化學(xué)品中的化合物,由于該成分的被溶解,塑料的性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生變化。在過后一個(gè)例子今,通過管線的化學(xué)品將明顯地核污染。但這種情況是很少會(huì)發(fā)生的,因?yàn)樵诠懿牡膹?fù)合物中是不會(huì)采用這類成分或用且極檄,團(tuán)此,它《嚇會(huì)被镕解到任何有危害的程度。 另一種侵蝕的類型是聚合物或基本樹脂的分子發(fā)生變化,例如分裂成小分子(斷鉸作用),交聯(lián)、氧化或置換反應(yīng)。這些用于深度變化將化學(xué)品除去后,塑料的原有性質(zhì)不能恢復(fù)。這種類型的侵蝕例子如:在N o。貯時(shí)的56%格面對(duì)聚氯乙烯積料;友72丫時(shí).王水對(duì)庚氯乙烯塑料,在73。Z時(shí),9黔;硫酸對(duì)聚乙烯塑料和濕氯氣對(duì)聚氯乙烯初聚乙烯8料的度蝕。 塑科的樊型 不同類型塑料的耐化學(xué)性變化很大,不僅在類與類(9如PVC,ABS,PE等)之間如此,而且在同類型、不同品9 (例如PVC 1120至PVC 2110或I’廈 1404盈P遼 340,竿)之間也變化很大。在問類敵問一品級(jí)的工業(yè)制品中也女能有微小的差別。 期料管道的耐化學(xué)性基本L是隨(,)所聞復(fù)合物的而化學(xué)性和(13)使塑料能充分發(fā)揮耐化學(xué)性能的加工方法幣變化的。 通常所用的復(fù)合添加劑量愈小則耐化學(xué)性愈好?,F(xiàn)fAgrM規(guī)范中所包括的大多數(shù)塑料管了的復(fù)合村,除1PVc[型和C入B塑科外,其它都采用最小量的復(fù)合成分。PVc K型管子復(fù)合科臺(tái)有抗沖擊改性劑,這些要比用在Pv(電組絕緣、薄膜和板材復(fù)合物以及C人B塑料中的單體增塑印不易受化學(xué)侵蝕。 接觸的時(shí)間 塑料的強(qiáng)度與應(yīng)力和時(shí)間相關(guān),例如對(duì)于23宅的水,P1rc 1120塑料當(dāng)圓周應(yīng)力約為6900磅/英妒,平均連續(xù)鍍用一小時(shí)將會(huì)破壞,但是當(dāng)圓周應(yīng)力連續(xù)保持在5200磅屈寸’,則管子平均約1000小時(shí)才會(huì)破壞;劉于100,ooo小時(shí)朽應(yīng)的圓周應(yīng)力為4300磅/英小。 , 化學(xué)品侵蝕理科有—定的速率,有的快些,有的慢些。但達(dá)速率隨溫度和應(yīng)力的增加而增加。當(dāng)要估計(jì)預(yù)期壽命時(shí),則必須要考慮特定的速率。在一些化工廠中已觀測(cè)到,由于某些條件的組合,估計(jì)壽命僅為6個(gè)月是經(jīng)濟(jì)可行的。當(dāng)在其它情況下,這期限可能是幾年、25年或更長(zhǎng)。每種樹料費(fèi)用、安裝費(fèi)用和使用壽命的綜合考慮必須對(duì)它的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和簽定。 耐化學(xué)慢表 有關(guān)PE、PvClCPvC、陽和ABs塑料對(duì)各種特定6t化學(xué)品的耐化學(xué)性更多的資料,可查閱PPI的技術(shù)報(bào)告TR 29《用于輸送化學(xué)品的塑料管道入其中更多的細(xì)節(jié)采用寇格形式列出. 流動(dòng)特性 液體在塑料管道系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)財(cái)產(chǎn)生壓頭損失的計(jì)算同其它常規(guī)管道系統(tǒng)的計(jì)算方法相類似。在系的吸入和排出例以及系統(tǒng)的進(jìn)出口處發(fā)生其它方面的損失,進(jìn)出口處的損失調(diào)常可采用稍微放大進(jìn)口處或出口處管徑的辦法來補(bǔ)償(例Ar般在吸入管線上安裝一個(gè)喇叭口管件)。 最重要的損失是由管子的長(zhǎng)度和管件所造成的,于下列的因素: n.流體的流速; b.輸送的流體的類型,待別是粘度; c.管子內(nèi)徑; J.管子內(nèi)壁的粗糙皮; G.管線的長(zhǎng)度。 液體 在塑料管道中,不同流速的水的壓頭損失可采用\\”山入圃s和Hazen公式計(jì)算,式中 f;阻力頭,英尺水拄/100英尺管子, d=管子內(nèi)徑,英寸; q=流量,美加侖/分 C=管子內(nèi)部租糙度常數(shù)(對(duì)于熱塑性塑料C=150) 除采取特殊措施外,一段推薦液體流速不超過5英尺/秒。對(duì)于各種規(guī)格的管六其流率數(shù)據(jù)在PH的技術(shù)報(bào)告TR14《熱塑性塑料管子的水流動(dòng)特性》中用圖表列出。 幾年前,采用新管和正在位用的管子所檄的試驗(yàn),試驗(yàn)得出的系數(shù)C值在160到165之間*因此上述公式對(duì)于水推薦使用系數(shù)值150是稍保守些。 塑料管具有非常光滑的表面,因此它的摩擦阻力要比其它許多管材小得多。在時(shí)間延續(xù)很長(zhǎng)的情況下,表面仍能保持恒定。對(duì)照某些管材,c值隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低。因此如處在完全湍流狀態(tài)的供水系統(tǒng),塑料管的流通能力要比其它許多管材大。 圖8示出了不同標(biāo)準(zhǔn)商品規(guī)格的熱理性理料管,水的流通能力的列線因,用速度和阻力損失來表示,單位為壓頭和磅/英寸’。該列線圖比PPI TRl4中的表和線圖準(zhǔn)確性要差。若計(jì)算結(jié)果要求不高,則采用該列線圖進(jìn)行計(jì)算,既快又方便。 在因8中,標(biāo)線的水量用美加侖/分表示,貿(mào)于內(nèi)徑用英寸表示。壓頭損失用每10 o英尺管子,磅/英廣’)和每too英尺管子,英尺(英尺水往八帥英速度用英R/秒表示。這些數(shù)值按wm 6am’ 和Ha2eM公式求得。 列線團(tuán)的用法:利用宜尺或宜邊格標(biāo)尺上的值連起來。必須定兩個(gè)獨(dú)立的變數(shù)來求取其它值。舉例:圖8中策<1)條線表示在壓頭損失約為o.65磅/英寸’速度為6英尺/秒的條件下,可以用一根內(nèi)徑為6英寸的管子得到流量為500加侖/分。第(2)條線表示內(nèi)徑為2.I英寸的管子,在每Ioo英尺管子壓頭損失為2磅/英寸’時(shí),得到約6D加侖/分的流量。第(3)條線和第(3)條虛線表示管子內(nèi)徑為2.I英寸變到2英寸,要得到流量為70加侖/分時(shí),則壓頭損失就得從3磅/英個(gè)增加到4蕩/英寸“。 氣體 在天然氣分配系統(tǒng)中流動(dòng)情況的調(diào)查指出p設(shè)計(jì)的流動(dòng)狀態(tài)通常處在局部湍流的范圍內(nèi)。圖9展示了氣體分配系統(tǒng)中正常的流動(dòng)范圍。在這范圍中,可應(yīng)用光滑管流動(dòng)公式,瞥壁的粗艙度是無關(guān)緊耍的。因此,在天然氣應(yīng)用中,用于確定鋼管的尺寸流量公式同樣可適用于確定塑料管的尺寸. 完全湍流(祖糙管子流動(dòng)定律) 對(duì)于完全湍流的方程式如下: 局部湍流(光滑管流動(dòng)定律) 任一適用于氣體放流量公式,如Mllell‘I.,PoIe,sP計(jì)381ass,W‘ymouth,或者下列的比T分布方程式可以使用,f)=管子內(nèi)徑6=比重;1‘=管段長(zhǎng)度,英尺6IIh=基本壓力,磅/英寸’(絕壓),tr=—k游壓力,磅/英寸’(絕壓)八;下游壓力,磅/英寸’(絕壓),Q;氣體流率,千標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí);1=基本溫度。R,T;流體的平均溫度。RIZ;平均壓縮因子;”;粘度,磅/英尺—趴k;管子表面有效粗隧皮, ;o.ooo06英才對(duì)于塑料 *o*oo07英勺’對(duì)于鋼 =o.01英寸“對(duì)于鑄鐵 a.G.G.\叭1s。n和R.了.K11inR協(xié)n“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算用的選擇流量公式”氣體45—56(1958華9月) 在某些特定情況下,當(dāng)流量稍高,并要求在塑料管和鋼管或鑄鐵管之間進(jìn)行壓力降比較,則建議采用下列方法: 利用已知流量和管于規(guī)格,從圖9中決定應(yīng)用哪個(gè)流量公式。 若圖9所示的流量范圍,對(duì)于鋼或鑄鐵曾子可考慮采用光滑管流動(dòng)定律方程式或?qū)恿鞣匠淌綍r(shí),則在流量方面對(duì)塑料管不利。 若圖9所示采用粗循管流動(dòng)定律,則在流量方面對(duì)塑料管子有利。 該固是以IGT分布方程式和完全湍流方程式為基礎(chǔ)的,對(duì)于鈞鐵K=o.01英寸,對(duì)于鋼K=o.oo07英寸,對(duì)于塑料K=0。00006英寸,G=O.60,A=0.0105厘泊。 對(duì)于主要籃子尺寸,在氣體分配系統(tǒng)中的正常流量范圍用黑體尺寸線(一)表示。 額定壓力 用于有關(guān)圓周應(yīng)力、內(nèi)壓和塑料管于、方程式如下:式中 H=圓周應(yīng)力,磅/英才’; 1=內(nèi)壓,磅/英寸’<炭壓); ()D’=平均外徑,英寸; ID=平均內(nèi)徑,英寸; t‘最小壁厚,英寸。 對(duì)于塑料管于的推薦流體靜壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是按照AgrM D 2837在應(yīng)力破壞試驗(yàn)中所取得的長(zhǎng)期流體靜壓強(qiáng)度值進(jìn)行分類而產(chǎn)生的。合適的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),對(duì)于介質(zhì)和溫度的使用系數(shù)以及管子尺寸被代入下列具體的方程式中,以得到特定介質(zhì)和所考慮的溫度的額定壓力。這樣方程式就變?yōu)椋菏街? P=額定隅力,磅/英寸’(表壓); 5=流體靜壓沒計(jì)基準(zhǔn),磅/英寸’’ f;使用系數(shù), 射=為某。特定塑料的流體靜壓設(shè)計(jì)府力(11DG),用于在最大使用溫度時(shí)的某一特定介質(zhì)。 例如:對(duì)1:一根PVC 1120管1t,S;40 oo磅/英寸’,對(duì)于73。F的水, f;0.50因此,S1=40000.50=2000磅/英小這就是Fvc 11助管子用于門。I/水的流體靜壓設(shè)計(jì)應(yīng)力。 可以注意到當(dāng)額定壓力值墊為特定額定壓力值時(shí)
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