Описание ситуации:
Вы работаете инженером в компании, которая занимается проектированием и установкой трубопроводных систем для различных промышленных объектов. Перед вами стоит задача выбрать подходящие трубы, фитинги и арматуру для нового участка химического завода, где будет транспортироваться агрессивная химическая среда при высоких температурах и давлении.
Исходные данные:
1. Рабочая среда:
◦ Химическое вещество: серная кислота (концентрация 98%).
◦ Рабочая температура: 120°C.
◦ Рабочее давление: 21 атм.
◦ Температура застывания серной кислоты: -100 С
2. Требования к системе:
◦ Длина трубопровода: 800 метров.
◦ Пропускная способность: 50 кубометров в час.
◦ Срок службы системы: не менее 10 лет без необходимости замены основных компонентов.
◦ Рельеф для прокладки трубопровода не ровный.
◦ Зимой температура окружающей среды спускается до – 300 С электричество не стабильное.
3. Технические параметры:
◦ Коррозионная стойкость: высокий уровень из-за агрессивной среды.
◦ Температурная стойкость: устойчивость к высоким температурам.
◦ Давление: стойкость к высокому рабочему давлению.
4. Дополнительные условия:
◦ Минимизация потерь давления в системе.
◦ Легкость в обслуживании и ремонте.
◦ Экономическая эффективность (сочетание стоимости материалов и срока службы).
Вопросы для анализа и решения задачи:
1. Выбор материалов для труб:
◦ Какие материалы подойдут для транспортировки серной кислоты при указанных условиях?
◦ Какие материалы обладают необходимой коррозионной и температурной стойкостью?
2. Выбор трубопроводной арматуры:
◦ Какие виды арматуры (задвижки, клапаны, фитинги) подойдут для работы в таких условиях?
◦ Какие материалы для арматуры обеспечат необходимую стойкость и надежность?
3. Расчет трубопровода:
◦ Какого диаметра должны быть трубы, чтобы обеспечить пропускную способность 50 кубометров в час?
◦ На какой класс давления должны быть рассчитана арматура?
◦ Какие меры можно принять для минимизации потерь давления в системе?
4. Оценка надежности и экономической эффективности:
◦ Как можно обеспечить долгий срок службы системы?
◦ Какие альтернативные материалы и технологии могут быть использованы для снижения стоимости без потери качества?
Задание:
1. Обосновать выбор материалов для труб с учетом всех условий эксплуатации.
2. Предоставить рекомендации по выбору арматуры, включая типы и материалы.
3. Провести экспресс- расчет диаметра труб и оценить потери давления в системе.
4. Дать предложения по повышению надежности и экономической эффективности системы.