CEVOVODI Predavanje 2

7/22/2019 CEVOVODI Predavanje 2

1/60

54

CEVOVODI

- Vrsta fluida ..... naftovodi i gasovodi.

- Materijal cevovoda

Na izbor materijala utiu: radni uslovi u kojima e cevovod biti eksploatisan, tj:- Mehaniko optereenje naponi. Usled: pritiska fluida koji se transportuje; teinecevovoda, fluida, armature, izolacije; usled temperaturnih dilatacija.

- Radna temperatura - ponaanje materijala na razliitim temperaturama.- Hemijski sastav fluida koji se transportuju.- Cena.

elik, liveno gvoe, elini liv; ..... izrada cevi: avne, beavne, livene.

eline cevi elik je osnovni materijal za izradu cevi. Zbog vee jaine materijala lake suod livenih i jeftinije. Mogu biti vrlo dugake i preko 16 m, to znatno smanjuje broj nastavaka.Koriste se za veliki broj razli

itih fluida i razli

ite nominalne pritiske. Pre

nici su obi

no 4 do

3000 mm. Za uobiajene elike preporuene radne temperature su do 435 0 C. Za vietemperature koriste se legirani elici (Cr i Mo).Podlone su koroziji (neophodno korienje zatitnih prevlaka).

Po tehnologiji dobijanja razlikuju se:- Cevi sa uzdunim sastavkom ili uzdunim avom: zakovane, zavarene, zalemljene ili

presavijene pa stisnute (falcovane). av moe biti i spiralno izraen u odnosu nauzdunu osu cevi. av moe biti sueoni (za manje radne pritiske) ili preklopni(kotlovske cevi)

- Cevi bez ava, koje mogu biti: valjane i vuene. Vuene mogu biti i drugih porenihpreseka, sem krunog.

avna cev s uzdunim avom nastaje sueonim zavarivanjem hladno pripremljenih limova,traka, pomou jednog od sledeih naina zavarivanja:

a) Elektrozavarivanje

Poduni av se moe zavariti elektrootpornim zavarivanjem i elektroindukcijskimzavarivanjem bez dodatka stranog metala. Zavareni av ovim metodama zavarivanja kod cevikvaliteta iznad X - 42 mora biti termiki obraen posle zavarivanja uz minimalnu temperaturuod 5380C. Za kvalitet X - 42 i ispod toga zavareni av se slino termiki obrauje ili se cevmora proizvesti na takav nain da nikakav odtemperirani martenzit ne ostane.

b) Zavarivanje uronjenim lukom

Poduni av se izrauje automatski zavarivanjem uronjenim lukom. Pri tome najmanje jedanvar mora biti na unutranjoj strani i najmanje jedan var na spoljnoj strani.

c) Elektroluno zavarivanje pod zatitnim gasom


2/60

55

Poduni var se izrauje kontinualnim postupkom elektrolunog zavarivanja pod zatitnimgasom. Mora biti najmanje jedan var na unutranjoj strani i najmanje jedan var na spoljnojstrani cevi. Ovim postupkom zavarivanja spajanje krajeva cevi se ostvaruje zagrevanjempomou luka izmeu elektrode i povrine cevi, elektoroda se topi i obavlja popunjavanjeprostora kojim se ostvaruje spajanje krajeva cevi. U podruje elektrinog luka se dovodizatitni gas, tako da je elektrini luk izolovan od spoljne atmosfere. Ovaj postupak se zove

MIG (metal inert gas) kada se upotrebljava neutralan gas kao zatitni gas, npr. argon, a akose upotrebljava aktivni gas, na primer CO2, onda se postupak naziva MAG (metal activ gas).Zatitni gas titi zavarni metal od oksidacije ili od zagaenja okolne atmosfere.

d) Zavarivanje kombinacijom zavarivanja pod zatitom gasa (MIG) i zavarivanjauronjenim lukom

Kod ovog postupka zavarivanja poduni av se izvodi prvo postupkom zavarivanja podzatitom gasa, a potom sledi zavarivanje postupkom uronjenog luka.

Spiralno zavarene cevi imaju spiralno izveden av, pomou automatskog zavarivanjauronjenim lukom. Mora da postoji najmanje jedan var na unutranjoj strani i najmanje jedanvar na spoljnoj strani.

Postoje cevi koje su proizvedene postupkom kod koga se poduni av izvodi kovakimzavarivanjem. Kod ovih cevi, krajevi lima, trake, pre spajanja se zagrevaju do temperaturezavarivanja, a potom se mehaniki pritiskom postie spajanje krajeva. Ovim postupkom seproizvode cevi samo za GRAD-A-25.

Cevi koje podleu ovoj specifikaciji, izuzev kovako zavarenih, se isporuuju uneekspandiranom stegnutom ili hladnoekspandiranom stanju, sem ako kupac trai drugaije.

U tablici je prikazan proces proizvodnje cevi prema kvalitetu cevi.Kvalitet elika

Proces proizvodnjeA - 25 A i B

X - 42do X - 80

1. Beavne cevi x x x2. Kovaki zavarene cevi x3. Poduno zavarene cevi sa eleketrinim zavarivanjem x x x4. Poduno zavarene cevi sa uronjenim lukom x x5. Poduno zavarene cevi MIG postupkom x x6. Poduno zavarene cevi kombinovanim zavarivanjem x7. Spiralno zavarene cevi x x8. Cevi sa dva poduna ava x x

elik od koga se proizvode cevi je elik dobijen iz Simens Martenovih pei i elektrinih pei,Besemerov ili bazinooksidiran elik.

Cevi od livenog gvoa otpornije su na koroziju od elinih, mogu da izdre pritiske do 16bar-a, u sluaju veih pritisaka koristi se elini liv. Obino se izrauju sa obodom i sanaglavkom. Najee se koristi SL 14, mogu da izdre pritiske do 160 bar-a. Livenjem upesku se rade od 40 do 1200 mm, a centrifugalnim livenjem 80 do 500 mm. maksimalneduine su 4 pa ak i 5 m, za najvee prenike.


3/60

56

Cevi od: mesinga, bakra, olova, aluminijuma, titana.

Cevi od plastinih masa, gumeKod transporta gasa koriste se iskljuivo eline cevi za pritiske preko 4 bara i polietilenskeza nie pritiske. Polietilenske cevi mogu da se koriste na temperaturama od -65 do 80 o C.Zatezna vrstoa polietilena je izmeu 12 i 35 MPa, u zavisnosti od tipa polietilena, a

izduenje moe prei i 150 % (pa ak i do 1000 %). Gustina je ok 0,9 kg/dm

3

. Polietilen sedobro mehaniki obrauje i zavaruje, sklon je puzanju i sakupljanju statikog elektriciteta.Postojan je i prema kiselinama i alkalijama i dosta je providan.

Cevi od keramike, stakla...

NASTAVLJANJE I OBLIKOVANJE CEVI

Cevne instalacije pored cevi poseduju i elemente koji slue za oblikovanje cevovoda iinstalacije. Promena pravca u cevovodima se postiu ugradnjom lukova, izdvajanje usputnihvodova iz glavnog cevovoda se postie ugradnjom T komada koji mogu biti pravi iredukovani. Promena pre

nika cevovoda se izvodi ugradnjom koncentri

nih ili ekscentri

nih

reducira. Ugradnja manjih izvoda na nekom cevovodu se postie preko zavarnih komada(weldolet).

Zatvaranje krajeva cevi se obavlja zavarnim kapama. Svi ovi elementi su poznati podzajednikim nazivom fitinzi.

Fitinzima se spajaju cevi istog ili razliitog materijala pri emu se u izboru fitinga odnosnospecifikaciji za nabavku moraju dati kvaliteti materijala cevi koje se spajaju kao i njihoveosnovne dimenzije. Materijali koji se koriste za proizvodnju fitinga moraju biti kompatabilni upogledu otpornosti i zavarljivosti sa cevima u koje se ugrauju.

Posebnu grupu cevnih elemenata ine prirubnice. Na narednim slikama su prikazane vrsteprirubnica koje se koriste u cevnim instalacijama. Prirubnice se proizvode prema standardimakoji su klasifikovali ove proizvode prema pritisku.

Livene cevi se esto nastavljaju prirubnicama sa grlom:


4/60

57

Pored prirubnica sa grlom koje je izliveno izjedna sa cevi, koriste se i druge vrsteprirubnica koje mogu biti zavarene za cev, ili spojene na neki drugi nain.

Standard ASA B 16.5, eline kovane prirubnice definie na sledei nain:


5/60

58

Izmeu dve prirubnice stavljaju se zaptivai. Primena zaptivaa od gume ili kartonapogodna je za pritiske do 25 bara i temperature do 40o C, a za sloenije radne uslovekoriste se metalno-azbestni zaptivai, teflonski i drugi.


6/60

59

Vodea uputena povrina omoguava korienje nominalno slabijih zaptivaa i pri znatnosloenijim radnim uslovima (do 200 bara i 400 oC)

Nastavljanje cevi moe da se ostvari i pomou naglavka. U zazor f se nabija kudeljanatopljena katranom, pa se ova zaptivna masa zalije olovom. Kao zaptivna masa moe dase koristi i gumeni prsten, tada je pokretljivost cevi neto vea. Ovako spajanje livenih cevise koristi za radne pritiske do 16 bara.

eline cevi manjih prenika esto se nastavljaju pomou navojnih parova. Zaptivanje semoe ostvariti pomou koninog navoja ili umetanjem kudelje ili PVC trake u cilindrininavoj.

Konstrukcijska reenja koja se koriste u konstrukcijama predvienim za brzo i sigurnosastavljanje, baziraju se isto na navojnom spoju dve cevi. Prikazana su reenja sa dvekonine povrine (gornja slika, pozicije 1. i 2.) i sa soivastim zaptivaem (donja slika,pozicija 4). Prsteni 3 i 1 se izrauju od od legiranog elika sa Cr, Mo i V, Rm = 800 MPa


7/60

60

Zaptivase izrauje od legiranog elika sa Cr, Rm = 750 MPa. Ovi materijali omoguavajuprimenu na temperaturama od 40 do 300oC.

Konstrukcija nastavka gumenog creva.

Nastavljanje cevi zavarivanjem.

Cevi od plastinih masa mogu da se nastavljaju lepljenjem i zavarivanjem. Cevi vei prenikamogu da se nastavljaju sueonim zavrivanjem, a za manje prenika je potrebna spojnica kojamoe i da se lepi za cev.


8/60

61

Anker prirubnica predstavlja prirubnicu koja se postavlja na poetku i na kraju cevovoda.Njihova uloga je da apsorbuju odreena dilataciona kretanja cevovoda i da se kretanje neprenosi na deo cevovoda na povrini.

Na izlazu cevovoda iz zemlje ugrauje se izolaciona prirubnica. Njen je zadatak da elektro-izoluje deo cevovoda koji se titi katodno, koji je ukopan i koji se nalazi pod zatitnimpotencijalom, od dela koji se nalazi na povrini. Izolacione prirubnice slue za izolaciju jednesekcije cevovoda od druge.

Izolacione prirubnice imaju prikljuke koji mogu biti sa navojem ili sa krajevima zazavarivanje. Izolacione prirubnice se najee zavaruju za cevovod. Izmeu prirubnica jepostavljena elektrina izolacija u obliku izolirajueg obrua, a izolirajui cilindri ostvarujukontakt preko zavrtnja. Standardi definiu posebne zahteve prema izolacionom materijalu. Naslici je dat prikaz izolacione prirubnice.

Na mestima granjanja ili promene pravca koriste se oblikovani nastavci.


9/60

62

Dimenzije i materijal avnih (JUS C.B5.240) i beavnih cevi (JUS C.B5.221) elinih cevi


10/60

63


11/60

64

Osnovni zahtevi u pogledu kvaliteta proizvodnje cevi prema standardu API - 5L (1988)

- Hemijska svojstva i ispitivanja

Sastav za razliite kvalitete cevi utvren na osnovu analize uzorka uzetog kaikom treba daodgovara hemijskim zahtevima datim u tabeli 6.3. Sastav srednjih kvaliteta-grad (nivo


12/60

65

otpornosti vei od X-42) treba da odgovara zahtevima dogovorenim izmeu kupca iproizvoaa, i ujedno treba da je u skladu sa zahtevima specificiranim u tabeli 6.3 za cevi.Pored toga, elementi i njihovo procentualno uee specificirano u tabeli 6.3 kolone 7, 8, 9 idrugi elementi mogu biti dodati u bilo koju kategoriju, u bilo koji kvalitet (grad) X-42 ili vei, uzsaglasnost izmeu proizvoaa i kupca. Dodavanje ovih inae poeljenih elemenata moepromeniti zavarljivost cevi i zato se mora voditi rauna prilikom odreivanja koliine koja se

moe dodati kod konkretne dimenzije i debljine zida.Analizu uzorka gotovih cevi obavlja proizvoa na uzorcima uzetim iz dve cevi iz svakog(lota) kontigenta. Rezultati analize se stavljaju na raspolaganje kupcu. Koliina koja seodreuje kao kontigent gotovih cevi sa kojih se uzimaju dve cevi radi uzorkovanja jedefinisana u zavisnosti od kvaliteta i prenika cevi.

Hemijske analize se izvode jednom od uobiajenih metoda za odreivanje hemijskog sastava,kao to su spektroskopija, X- zracima, apsorpcija atoma, tehnika sagorevanja.

- Mehanika svojstva i ispitivanjaMehani

ka svojstva kvaliteta grada A-25, A, B, X42, X-46, X-52 , X-56, X-60, X-65, X-70 i X-

80 moraju odgovarati zahtevima u pogledu naprezanja na istezanje specificiranim u tabeli 6.4.Meukvaliteti, meugradi treba da imaju naprezanje na istezanje prema dogovoru izmeukupca i proizvoaa, s tim da zahtevi u vrstoi odgovaraju zahtevima datim u tabeli 2-6. Zahladno ekspandirane cevi odnos izmeu granice elastinosti i vrstoe na istezanje svakeispitane cevi ne sme prei 0,85, osim za grad X-65 sa debljinom zida cevi iznad 0,375 i zakvalitete vee od X-65 za sve debljine zida cevi odnos ne sme prei 0,90 izuzev X-80 gde nesme prei 0,93. Granica elastinosti treba da bude naprezanje na istezanje potrebno da sedobije ukupno izduenje od 0,5% od duine merenja utvrene pomou ekstenzometra.


13/60

66

Zahtevi u pogledu naprezanja na istezanje1 2 3 4 5

Granica elastinosti vrstoa naistezanje

Min.izduenje

Grad

PsiminMPa

minMPa

max MPa % od 50,8

A - 25 2500 172 310 - -A 30000 207 331 - -B 35000 241 413 - -

X - 42 42000 289 413X - 46 46000 317 434 - -

X - 52 52000 358 455 - -X - 56 56000 386 489 - -X - 60 60000 413 517 - -X - 65 65000 448 530 - -X - 70 70000 482 565 - -X - 80 80000 551 620 827 -

Minimalno izduenje na 50,8mm treba da se utvrdi pomou jednaine:

e =1942,57A/ U

gde su:e minimalno izduenje na 50,8mm u procentima zaokrueno na 0,5%.A presek uzorka uzetog na ispitivanje vrstoe na istezanje u mm2 bazirannaspoljnjem preniku i debljini zida zaokruenim na 6,5 mm2.U specifina vrstoa na istezanje, MPa

U oblasti mehanikih ispitivanja, ovim standardom (specifikacijom), je definisano ispitivanjeuzoraka uzetih sa cevi na istezanje, ispitivanje na istezanje uzdunih uzoraka, ispitivanje naistezanje poprenog uzorka, ispitivanje na istezanje ava, ispitivanje na spljotavanja iispitivanje na savijanje.


14/60

67

-Hidrostatika ispitivanjaSvaka cev mora izdrati bez curenja, hidrostatika fabrika ispitivanja izvedena najmanje dospecificiranog pritiska ispitivanja poznatog kao "ispitni pritisak". Pritisak ispitivanja za svebesavne cevi prenika 457,2mm (18) i manje ne sme trajati manje od 5 sekundi. Ispitnipritisak za avne cevi prenika 508mm (20") i vee ne sme trajati manje od 10 sekundi.

Minimalni pritisak ispitivanja treba da bude standardni pritisak ispitivanja ili alternativni pritisakispitivanja kao to je dato u sledeoj tablici ili neki srednji ili vei pritisak prema eljiproizvoaa ukoliko nije to ogranieno od kupca, ili vei pritisak prema dogovoru izmeuproizvoaa i kupca.

Tablica Procenat od specificirane minimalne granice elastinosti

Grad Spoljni prenik Procenat od specificirane minimalnegranice elastinosti

A - 25 59/16" 93,66mm 60 -A 23/8 i vei 60,32mm 60 75B 23/8i vei 60,32mm 60 75

X - 42 59/16i manji 242,88mm 60 75

do X - 80 65/8i 85/8"168,27mm i

203,8275 -

103/4do 18"273mm do457,2mm

85 -

20 i vei 508mm i vei 90 -

Ispitni pritisci koji se primenjuju u fabrici su izraunati pomou formule:

P= 2000 St / Dgde su:

P fabriki hidrostatiki ispitni pritisak u kPa,S naprezanje u MPa koje je odreeno za razliite dimenzije kao odreeni procenat

minimalne granice elastinosti kao to to pokazuje tabela 6.5t specificirana debljina zida u mmD specificirani spoljni prenik u mm

- Dimenzije teine i duine

Cevi moraju biti isporuene sa spoljnim prenikom, debljinom zida i teinama.Spoljni prenik mora biti u granicama tolerancija specificiranih u datoj tablici. Unutranjiprenik je odreen spoljnim prenikom i tolerancijama za teinu. Cevi kvaliteta X - 42 i veeg,sa meuprenicima u odnosu na prenike date u Prilogu 1 su raspoloive u veliinamaspoljnjeg prenika od 508mm (20") i veim po dogovoru kupca i proizvoaa. Takva cev moraodgovarati svim zahtevima ove specifikacije i moraju biti odgovarajue oznaene.

Svaka duina cevi treba da bude izmerena da se utvrdi da li odgovara zahtevima u vezi sdebljinom zida. Debljina zida na bilo kom mestu mora biti unutar tolerancija datih u tabeli 6.6osim za zavarene cevi, kod kojih zavareno podruje nije ogranieno plus tolerancijama.Merenje debljine zida cevi treba da se izvode mehanikim kaliperom ili pravilno kalibrisanim


15/60

68

ureajem za nedestruktivnu kontrolu odgovarajue tanosti. U sluaju odstupanja obavie semerenja sa mehanikim kaliperom.

Svaka cev 242,88mm (59/16") spoljnjeg prenika i veeg prenika mora se posebno izvagati itreba utvrditi vagonsku teinu. Cevi spoljnjeg prenika 114,3mm (41/2") i manje mogu se poelji proizvoaa vagati pojedinano ili u posebnim buntovima i treba utvrditi vagonsku teinu.

Kao vagonska teina smatra se teina od minimum 8144kg.Ako se drukije ne ugovori izmeu kupca i proizvoaa, cevi moraju biti isporuene uduinama datim u tablici, kako je specificirano u narudbi za kupovinu. Duine moraju bitiunutar tolerancija specificiranih u tablici.

Tablica Tolerancija duina

Najkraaduina u

celokupnojisporuci

Najkraaduina u 95%

celokupneisporuke

Najkraa duina90% celokupne

isporuke

Minimalnaprosena

duinacelokupneisporuke

Cevi sa navojem i spojnicamajedna duina 4,88m 5,49m - -dupla duina 6,71m - - 10,67m

Cevi sa ravnim krajevima

jedna duina 2,74m - - 5,33mdupla duina 4,27m - 8,0m 10,67mako suprethodnodogovoreneduine iznad6,1m

40% oddogovorene

proseneduine

-75% od

dogovoreneprosene duine

-

Cevi manje od 114,3mm (41/2") spoljnjeg prenika u kvalitetima grad A - 25, A i B moraju bitirazumno prave. Sve druge cevi moraju biti proverene na pravolinijalnost i odstupanje odprave linije ne sme prei 0,2% od duine. Merenje se moe izvesti nategnutom icom, uzducevi uvrenom na dva kraja, pri emu se meri najvee odstupanje.

Debljina zida cevi se odreuje preko jednaine:

TVf

SDPt

=

20

gde su:t debljina zida cevi u mm,P pritisak u PaD spoljni prenik cevi u mm,S faktor sigurnostif granica elastinosti, MPa,V faktor zavarenog ava za sve cevi po API -5LX je 1,0T faktor temperature koji ima vrednost T= 1 za temperature do 1200C


16/60

69

PRIRUBNICEelina prirubnica sa grlom za zavarivanje, za nominalni pritisak 40 bara, JUS M.B6.165


17/60

70

elina ravna prirubnica za nominalne pritiske do 16 bara, JUS M. B6.182


18/60

71

Lukovi dugog radijusa od 45, 90i 180

Za izraunavanje luka od 450treba teina luka od 900podeliti sa 2, a teinu luka od 1800treba mnoiti teinu.

Lukovi dugog radijusa od 45, 90i 180

Lukovi kratkog radijusa od 90i 180

Za izraunavanje pribline teine luka 1800treba izvriti mnoenje gornjih vrednosti sa 2.


19/60

72

Lukovi kratkog radijusa od 90i 180

T-komadi

Kape


20/60

73


21/60

74

- PRORAUN CEVOVODA

Proraun cevovoda obuhvata:- potreban prenik cevi, debljina zida cevi - usvajanje standardne cevi,- gubici u cevovodu i pritisak na odreenim mestima u cevovodu.

Da bi se proraunao cevovod potrebno je poznavati fizika svojstva fluida, pritisak itemperaturu na odreenim mestima, materijalni i energetski bilans strujanja, reim strujanja ispecifine karakteristike strujanja kroz cevovod.

Gustina , kg/m3

Viskoznost (Dinamika) viskoznost , Pa s; Kinematska viskoznost , m2/s

Stanje fluida: temperatura i pritisak

Reim strujanja, Laminarno i turbulentno strujanje, Rejnoldsov broj: Re.

Bilans strujanja, Jednaina kontinuiteta:, Bernulijeva jednaina pad pritiska:

Koeficijent trenja (hidrauliki otpor) :

Relativna hrapavost cevi: , Veliina apsolutne hrapavosti (visine neravnina) k (mm):

Lokalni otpori :

Koeficijenti lokalnog otpora za razne delove cevovoda


22/60

75


23/60

76


24/60

77


25/60

78


26/60

79


27/60

80

Proraun cevi:

1. proraunavanje unutranjeg prenika cevi na osnovu potrebnog Q.

2. proraunavanje debljine zida cevi na osnovu vrste matertijala, prenika i pritiska u cevi.

21

2.0p

F

2CC

RSdp ++

=

Vrednosti stepena sigurnosti SF- Za cevi sa atestom, za miran protok fluida bez udara: SF= 1,6- sa udarima: SF= 1,7Za cevi bez atesta, za protok fluida bez udara: SF= 1,8- sa udarima: SF= 2,0

Poslednja jednaina se jo koriguje na sledei nain:

- najpre se veliina Rp0.2 (za elik = 240 MPa) mnoi sa koeficijentom slabljenja cevi koji iznosi:

= 1 za cevi bez ava,= 0,9 za cevi obostrano zavarene, arene i ispitane,= 0,8 za cevi obostrano zavarene ili jednostrano zavarene na podmetau,= 0,7 za cevi uzdu jednostrano zavarene,= 0,57 0,63 za zakovane cevi, sa jednim redom zakivka.

- na debljinu zida dodaju se jo:

C1 0,0005 m - dodatak zbog netanosti izrade, odn. tolerancija u proizvodnji.C2 0,001 - 0,0015 m - dodatak zbog korozije i troenja cevi tokom eksploatacije.

Konano, debljina zida cevi se dobija kao:


28/60

81

3. ZADATAK za projekat:

Izraunati i usvojiti prenik cevovoda (naftovoda) sa sledee ulazne podatke:

- Visinska razlika izmeu poetka i kraja cevovoda:- Duina cevovoda:

- Potreban protok:- Srednja brzina:

- Koeficijent otpora strujanju fluida u cevi:

- Broj ventila, kolena, zasuna:

Odrediti stepen sigurnosti zida cevi i nacrtati prirubnicu za nastavljenje cevi.


29/60

82

Cevni zatvarai

ventili, zasuni, slavine, priklopci

Slika 2.1. Cevni zatvarai

VENTILI

Ventili predstavljaju najire korieni i najraznovrsniji tip cevnih zatvaraa.Njihova glavna primena je u regulisanju protoka tenih i gasovitih fluida, u sluajevima estih otvaranjai zatvaranjaZaustavljanje ili pokretanje struje se postie pomeranjem vretena sa peurkom ka seditu odnosno odsedita. Sedite ventila moe biti paralelno sa tokom fluida u telu ventila, a moe biti i pod uglom od90, kao to pokazuje jedna od slika 2.4.

Oni poseduju dobra zaptivna svojstva, meutim, zbog svoje sloene konstrukcije su obino skuplji od drugih cevnihzatvaraa (zapornih elemenata), te se retko upotrebljavaju kod cevovoda prenika veih od 38 mm (u graninimsluajevima i do 80 mm) i pritiske do 16 bar-a (u graninim sluajevima i do 40 bar). Nedostatak ime je i osetljivostna neistoe fluida i veliki veliki koeficijent lokalnog otpora kretanju fluida .

Najeu primenu nalaze u gasovodima niskog pritiska, naroito u gasnim sistemima za domainstva. Tu se oniinstaliraju u cevovodima koji snadbevaju vie meraa gasa, ispred meraa gasa i ispred svakog potroakogaparata.


30/60

83

Standardni ravni ventil Ventil sa navojnim prikljucima

Odbojni ventil sa oprugom (jednosmerni sigurnosni) Ugaoni ventil

Ventil sa zaptivnom membranom i gumiranim telom Ventil sa nepromenjenim tokom fluida


31/60

84

Slika 2.4 Shema ventila

Lokalni otpor

Koeficijent lokalnog otpora kretanju fluida zavisi od intenziteta promene smera kretanja fluida, tj. odkonstrukcije ventila.

Slika 2.6. Veliine koeficijenta lokalnog otpora za razliite konstrukcije ventila pri potpuno otvorenomventilu

Hod tanjiria

Hod tanjiria ventila se odreuje iz uslova da povrina slobodnog prolaza kroz telo ventila prenika d1bude jednaka povrini omotaa cilindra prenika d1i visine hza ravno zaptivno telo tanjiri.

44

11

2

1 dhhdd

==

d1

h

Kod koninog oblika tanjirihodom h treba obezbediti da konini deo bude potpuno iznad sedita, pase uzima:


32/60

85

)mm20...10(4

1 +=d

h

d1

h

Veliina koeficijenta zavisi i od visine h (odnos h/d1).

Koeficijent lokalnog otpora delimino otvorenog

ventila u meri h/d 1

0

10

20

30

40

50

0.06 0.1 0.15 0.2 0.25

h/d 1

koeficijent

ravni tanjiri konini tanjiri

Slika 2.7.

Sila u vretenu

Aksijalna sila u vretenu koja treba da savlada otpore koje prua: pritisak fluida na tanjiri, trenje na kontaktuvretena i zaptivaa, navrtke i trenja na kontaktu vretena i tanjiria.

Bie razmotren slu

aj zatvaranja ventila, kod koga fluid deluje ispod tanjiri

a.


33/60

86

Slika 2.8. Shema ventila za proraun sala na vretenu (a) i detalj konstrukcije vretenasa tanjiriem (b)

Na poetku zatvaranja, kada je ventil dovoljno otvoren, deluje sila trenja vretena o zaptiva i navrtku F i silapritiska fluida na vreteno Ff =p dv

2 / 4. Zatvaranjem tanjiriprekriva prolaz, usled ega opada pritisak iznad

tanjiria i poveava se pad pritiska. Pad pritiska je najvei kada je ventil zatvoren (nema pritiska iznad tanjiria) ijednak je radnom pritisku pr. Fluid u tom sluaju pritiskuje tanjiri silom Fr = pr dn

2 / 4 . Prenik dn ,

predstavlja srednji prenik povrine datog naleganja.

Kada deluje sila Fr , sila Ffje jednaka nuli. Sila trenja F zavisi i od konstrukcije vretena, uvek je u smeru

suprotnom od kretanja vretena.

Maksimalna sila kojom se ventil zatvara Fz=pd dn b.

irina prstenaste povrine b, Dozvoljeni pritisak na kontaktu materijala tanjiria i seditapd.

Najvea sila Fv, kojom treba aksijalno optereti vreteno pri zatvaranju:

Fv =Fr + Fz + F sin

- - ugao uspona zavojnice (komponenta - F sin - deluje u pravcu ose vretena)

Specifini povrinski pritisakps se uspostavlja na dodirnim povrinama sedita i tanjiria kada se ventil zatvarapri dejstvu pritiska fluida. U drugim uslovima, na primer kada se ventil zatvara bez prisustva fluida ili kada je

pritisak manji od najveeg radnog pritiska, na dodirnim povrinama e se uspostaviti neki drugi povrinskipritisak pk, ija veliina zavisi od elstinih karakteristika materijala. Odnos povrinskog pritiskapsi pkmoe dase analizira n asledei nain:


34/60

87

Slika 2.9. Shema elastinih deformacija na seditu i tanjiriu ventila.

ZASUNI

Zasun predstavlja cevni zatvara koji pokretanjem elementa za zatvaranje upravno na smer strujanja obavlja

pokretanje ili zaustavljanje strujanja fluida u cevovodu.

Glavni delovi zasuna, slika 2.1, su runo kolo-1, vreteno-2, zaptivni uloak-3, zaptivka vretena-4, poklopac kuita-5,zavrtanj za spajanje poklopca kuita sa telom kuita-6, telo-7, elemenat za zatvaranje-8 i sedite-9.

Vrste zasuna

Zasuni se mogu podeliti prema obliku elementa za zatvaranje (zaptivnog tela) na:

- Zasun sa klinastim elementom za zatvaranje (slika 2.1), ima voice za klin po kojima se vrinjegovo kretanje. Klin je spojen sa vretenom. Nedostatak ovog zasuna je to pri duem

zatvorenom poloaju zasuna, naroito ako su vie temperature moe doi do zaglavljivanjaklina u seditu.

- Zasun sa diskom, gde se elemenat za zatvaranje sastoji od dva diska koso postavljena, kojipod dejstvom vretena naleu na dva paralelna sedita. ematski poloaj diska za vremeotvaranja i zatvaranja zasuna je prikazan na slici 2.2. Ova vrsta zasuna omoguuje boljezaptivanje u odnosu na zasune sa klinom. Ona trai i manju potrebnu snagu za zatvaranje iotvaranje. Kod ovog tipa je manje i oteenje sedita nego kod prvog.


35/60

88

Slika 2.1 Zasun sa

elementom za zatvaranje u

obliku klina

Slika 2.2 ematski prikaz poloaja diska za

vreme otvaranja i zatvaranja zasuna

U odnosu na sedite zasuna postoje:

- Zasuni sa stabilnim seditem,

- Zasuni sa plivajuim seditem. Sedite u ovom tipu zasuna je sposobno za aksijalno pomeranje.Zaptivanje se postie pomou ''O prstena'' i pomeranja sedita oprugom. Razlika pritiska koja se stvara kodzatvaranja, dovodi do pojave sile koja poboljava zaptivanje.

Primenazasuna

Primena zasuna je zastupljena uglavnom na onim mestima gde elemenat za zatvaranje ima samo otvoren ili samozatvoren poloaj. U eksploataciji zasuni moraju imati kompletno otvoren ili zatvoren poloaj, jer postojanje isturenogelementa za zatvaranje u struji fluida izaziva promenu toka fluida, vrtloenje, vibracije i oteenje ivice elementa zazatvaranje. Ovo je i razlog da se zasuni uopteno ne koriste za namenu priguivanja i u uslovima gde se odravajuekstremne protone brzine i tamo gde se zahteva esto i brzo zatvaranje i otvaranje. Zasuni se mogu koristiti zaugradnju gde je izvesna mogunosti iskljuenja pojedinih delova cevovodner mree u svrhe popravke cevovoda, i sl.

Zasuni se izrauju za nazivne prenke od 50 do 200 mm. Upravljanje zasunima manjih dimenzija je uglavnomruno, a za vee se koristi obino elektrini pogon sa reduktorom, ili hidrauliki, pneumatski. Da bi se smanjiligabariti zasuna, esto se umesto vretena koje se okree i aksijalno pomera element za zaptivanje (pozicija 8 na slici2.1 i pozicije 3 na slikama 2.2 i 2.3.), vreteno samo okree a navrtka koja je spregnuta sa njim i zaptivnim

elementom se aksijalno pomera. U tom smislu razlikuju se :- zasuni sa pokretnim vretenom

- zasuni sa stabilnim vretenom.

Primenu u naftnoj i gasnoj industriji su nali zasuni prenika do 1000 mm i za uslove radnih pritisaka do 60 bara.Proizvodnja zasuna inae podlee standardima, meu kojima je najzastupljeniji u naftnoj i gasnoj industriji API-6D.


36/60

89

Slika 2.3 Konstrukcija zasuna manjih dimenzija sa ravnim elementoom za zaptivanje

Slika 2.4. Zasun velikih dimenzija, sa reduktorom i motornim pogonom (11)


37/60

90

Lokalni otpor kod zasuna

Koeficijent lokalnog otpora kod zasuna je mali u poreenju sa ventilima. Kree se od 0,1 do 1,5. Naelno zavisi odsuenja poprenog preseka (slika 2.5).

Slika 2.5. Koeficijent lokalnog otpora za suenja (isprekidana linija predstavlja ukopan prsten koji slui kao voicaelementa za zaptivanje od koga ne zavisi )

SLAVINE - EPNE I LOPTASTE, LEPTIR VENTILI

Zajednike karakteristike slavina su: brz proces otvaranja, zakretanje kljua za 90o, potrebna velika sila otvaranja(trenje na zaptivnom telu), neprikladnost za podeavanje protoka, mali koeficijent lokalnog otpora (0,4 1).


38/60

91

Slika 2.6 Konstrukcija slavine

epna slavinapredstavlja usavrenu verziju slavine koja se primenjuje venekoliko hiljada godina.

epna slavina se sastoji iz tela i epa. Konini ili cilindrini ep poseduje otvor i njegovim dovoenjemu osu cevi omoguuje se poetak strujanja fluida, odnosno pokretanjem za 90spreava se strujanjefluida. U otvorenom poloaju epne slavine, zbog oblika elementa za zatvaranje-epa, ne mogu daobezbede pun otvor voda. Tipian izgled jedne epne slavine je dat na slici 2.7.

Slika 2.7 ema epne slavine

U odnosu na dimenzije prikljuka (prema API-standard 599-1970), razlikuju se epne slavine sa kratkim, regularnimi venturijevim prikljucima, kao i slavine sa epom sa punim i suenim otvorom u odnosu na oblik prolaza.

Druga vana podela je podela epnih slavina na podmazujue i nepodmazujue.

- Nepodmazujue epne slavine su snadbevene epom sa specijalno obraenom povrinom (putemnanoenja tvrdog metala ili temperaturnom obradom) radi spreavanja habanja izmeu tela i epa.Nepodmazujua epna slavina moe imati obloenu povrinu epa ili unutranjost tela mekim materijalom(plastina masa). Nedostatak epnih slavina sa mekim seditem je ogranienje njihove primene uodreenim temperaturnim podrujima.


39/60

92

- Podmazujue epne slavine su snadbevene sistemom za ubrizgavanje podmazivog sredstva radismanjenja trenja izmeu tela i povrine epa. Ove slavine imaju kanale kroz koje se ubrizgavapodmazujue sredstvo. Podmazivanjem se obezbeuje zaptivnost epne slavine i njen rad bez potekoa.

Jedna od karakteristika epnih slavina je to one mogu biti izvedene sa epom sa vie otvora.Tako jedna epnaslavina moe ekonomino zameniti nekoliko slavina sa jednim otvorom, ime se postiu i odreene utede u cevimai fitinzima.

Loptaste slavine: su poele da dobijaju popularnost poetkom ezdesetih godina u naftnoj i gasnoj industriji. Onepredstavljaju modifikaciju epnih slavina. Umesto epa, polirana lopta sa otvorom se rotira za 90radi pokretanja ilizaustavljanja strujanja fluida. One imaju odreenu prednost obzirom na gabarit, manje su od zasuna, obezbeujudobru zaptivnost i manje su osetljive na prisustvo vrstih estica u fluidu. One se inae karakteriu veoma malimotporom, koji pruaju prilikom strujanja fluida.

Slika 2.8. Loptasta slavina

Dva glavna tipa loptastih slavina su slavine sa punim otvorom i slavine sa suenim otvorom.

Tip slavine sa punim otvorom je vrlo popularan zbog skoro nula otpora fluidu i pogodnosti odravanjacevovoda, kod primene istaa, u koji se oni ugrauju.

Slavine sa suenim otvorom imaju manji gabarit a i cenu. Neznatno vei pad pritiska, u odnosu na pun otvor

moe biti zanemaren u mnogim primenama, naroito u gasovodima. Meutim, tip slavine sa suenimotvorom se ne moe preporuiti za fluide sa visokom brzinom i za fluide sa velikim sadrajem vrstih

estica.

Druga znaajna klasifikacija loptastih slavina je na slavine sa:

- Loptaste slavine sa plivajuom loptom su projektovane da loptu dre dva sedita za loptu,smetena u telo slavine, jedno na ulaznoj strani a drugo na izlaznoj strani. Mehanizam zaptivanja je da ulazni


40/60

93

pritisak potiskuje loptu koja pritiska sedite na izlaznoj strani i prekida-zatvara protok fluida. Habanje sedita i veatorzija za pokretanje moe se smatrati kao nedostatak ovog tipa slavine.

Ponekad je sedite na ulaznoj strani prethodno prenapregnuto radi obezbeenja zaptivanja i na ulaznojstrani. Ovo ini da se postie duplo zaptivanje i mogunost isputanja pritiska u upljini tela slavine bez uticajana ulazni i izlazni pritisak.

Radi smanjenja potekoa vezanih za sedita, sedita se obino izvode od kvalitetnih plastinih materijala ilise izvode tako da su lako zamenljiva. Tip slavine sa plivajuom loptom se primenjuje kod cevovoda manjihdimenzija ili u cevovodima sa malim pritiscima.

- Loptaste slavine sa fiksiranom loptom su izvedene tako to je lopta montirana na dve osovinicesmetene u telu slavine na vrhu i na dnu. Njihov mehanizam zaptivanja je da opruga sedita i ulazni pritisak

pritiskuju sedite lopte na loptu radi zaustavljanja protoka. Ova konstrukcija omoguuje zaptivanje sa obestrane i isputanje suvinog pritiska iz upljine tela slavine.

Slika 2.9 prikazuje emu slavine sa plivajuom loptom, tj. sa loptom koja moe da se aksijalno pomera pomourazlike pritisaka (izmeu ulaznog i izlaznog pritiska) ka seditu slavine. Ovo je dato na emi "a". eme na slici 2.9."b" i "c" prikazuju slavinu sa fiksnom loptom i nain potiskivanja zaptivnog prstena ka lopti.

Slika 2.9. Tipovi loptastih slavina

Loptaste slavine su, u mnogim konstrukcijama, snadbevene plastinim zaptivnim materijalima za sedita lopte,zaptivke vretena i dr. Ovo postavlja pitanje vatrootpornosti, odnosno zaptivnosti slavine posle izlaganja vatri, uuslovima poara, jer visoke temperature mogu dovesti do dekompozicije ili dezintegracije materijala. Jedno reenje

je, za takve uslove primena loptaste slavine koja ima kontakt metal na metal. Standard API-607-1977 daje uslove

ispitivanja loptastih slavina sa mekim zaptivnim seditem koje treba da budu vatrootporne.

Loptaste slavine se generalno ne preporuuju za svrhe priguivanja. Kada se primenjuju u delimino otvorenompoloaju poveana brzina strujanja moe otetiti sedite lopte. Posebno se projektuju loptaste slavine i posebnimaterijali za sedita kada se razmatra primena slavine za priguivanje. Kod malih prenika, sedita lopte su estodovoljno kruta i odupiru se visokim brzinama strujanja fluida. To je i razlog zato se manje loptaste slavine moguprimeniti za uslove priguivanja.


41/60

94

Dobra zaptivnost, kao i brzina zatvaranja i otvaranja epnih i loptastih slavina uinili su ih veoma primenljivim ugasnoj industriji. One su nale primenu i za grubu regulaciju (regulaciju veih koliina) protoka. Za regulaciju protokaone se mogu regulisati runo ili pomou motora. Regulacija pomou motora upotrebljava se pri automatskojregulaciji u svrhu dispeerskog regulisanja koliine protoka prema potronji u pojedinim delovima distributivnogsistema.

Leptir ventil predstavlja veoma jednostavan cevni zatvara. Element za zatvaranje je u obliku diska, ijimpokretanjem za 90Odolazi do zatvaranja protoka.

Zadovoljavajuu nepropusnost ovaj zatvarapostie zahvaljujui zaptivnom materijalu od sintetikog kauuka.

Slika 2.10. Leptirasti ventil

Obzirom na osetljivost zaptivnog materijala ovaj tip ventila je opremljen sa prirubnikim spojem ime se omoguavabrza i laka zamena.

Leptir ventil nalazi najveu primenu u sklopu zaobilaznog voda gde se uglavnom i koristi za runopriguivanje protoka. Njegova primena je uglavnom ograniena na podruje niih pritisaka. Danas se

maksimalni radni pritisci za ovu vrstu zatvaraa kreu do 25 bara.

PRIKLOPCI, KLAPNE

Priklopci se retko sreu , najvie zbog nepouzdanosti zaptivanja, koriste se za prenike do 1 m i pritiske do 10 bar.Osnovna konstrukci priklopca omoguava podeavanje protoka.


42/60

95

Slika 2.11. Konstrukcija priklopca sa el.pogonom i mehanizmom za otvaranje i zatvaranje

Protivpovratna klapna predstavlja zatvarakojim se onemoguuje strujanje u neeljenom smeru. Kretanje struje uneeljenom smeru dovodi do sputanja klapne i do prekida strujanja. Klapna moe biti optereena preko polugenekim tegom.

Slika 2.12. Protiv-povratna klapna

Primena ovog zatvaraa je vezana za vodove u kojima se oekuje promena smera strujanja.


43/60

96

Slika 2.13. Protivpovratni ventil sa

klipom

Slika 2.14. Protivpovratni ventil sa

kuglom

Slika 2.15 Protivpovratni ventil sa

oprugom (podizni)

Slika 2.16. Protivpovratna klapna sa

krilcima

IZBOR CEVNOG ZATVARAA

Cevni zatvarai koji se koriste u transportu i distribuciji prirodnog gasa moraju da zadovolje odreene uslove. Meunjima, je svakako na prvom mestu, nepropustljivost. Jedan cevni zatvaramora da prekine sav protok fluida saulazne strane ka izlaznoj strani, bez ikakvog proputanja u okolinu cevovoda.

Uzrok eventualnog proputanja je:

Nesavrenosti naleganja organa za zatvaranje na sedite. Nesavrenost naleganja seesto doga

a

usled naprezanja na istezanje koje potie od cevovoda i odraava se na telo zatvaraa Prisustvu neistoa, praine, naslaga i dr. na delovima koji se dovode u kontakt u toku zatvaranja.

Kvalitet fluida koji se transportuje i pritisak rada imaju veliki uticaj na izbor, ne samo na konstruktivan materijalrazliitih delova cevnog zatvaraa vei na koncepciju sklopa cevnog zatvaraa.

U veini sluajeva treba izbegavati gubitke pritiska kod proticanja kroz cevni zatvara, pri emu zatvarai sa punimotvorom imaju prednost nad ostalim (koeficijenti lokalnog otpora ).

Cevni zatvarai treba da budu laki za odravanje (podmazivanje, odstranjivanje naslaga i dr.) i da su podesni za lakui brzu manipulacuju. Neki tipovi cevnih zatvaraa ne zahtevaju nita u pogledu odravanja osim periodinogpodmazivanja.


44/60

97

SIGURNOSNI ELEMENTI-

UREAJI ZA ISPUTANJE SUVINOG PRITISKA

Jedan od prvih naina zatite od prekomernog pritiska bila je primena U cevi. Visina stuba tenosti i njenagustina odreuje dozvoljeni pritisak u instalaciji. Pojava veeg pritiska izaziva izbacivanje tenosti iz U cevi iizlaska gasa u atmosferu. Slika 2.17 pokazuje U cev na jednom vodu koji titi od prekomerno-g pritiska.

Slika 2.17 Sistem zatite pomou U cevi

Ovaj nain zatite je jednostavan ali ima ozbiljnih nedostataka vezanih za karakteristike tenosti koja seprimenjuje. Primena vode kao tenosti znai problem isparavanja i zamrzavanja dok je kod primene ulja,problem zapaljivosti a opti nedostatak im je to kod pojave prekomerno-g pritiska dolazi do izbacivanja tenosti.

Sigurnosni ventil (kod gasnih sistema esto se koristi naziv izduvni ventil) predstavlja najprepoznatljivijisigurnosni element. U cevovodu mu je uloga da sprei porast pritiska iznad dozvoljene vrednosti, na taj nain to sedeo fluida proputa i na taj nain se pritisak sniava. Postoje konstrukcije sa tegom i sa oprugom.

c. d.

Slika 2.17. Sigurnosni ventil sa tegom

Telo 1, sedite 2, tanjiri3, potiskiva4, voica 5, poklopac 6, nosapoluge 7, graninik 8, zaptiva9, potiskiva10,elastini prsten 11, poluga 12, nosatega 13, teg 14, zavrtnji 15, zavrtanj 16, navrtka 17.


45/60

98

Jedan od prvih ureaja kojim se mogao podeavati dozvoljeni nivo pritiska i koji se sam automatski zatvara posleizduvavanja usled suvinog pritiska prikazan je na slici 2.17. To je tip sigurnosnog ventila sa tegom kod koga opteretanjirinalee na sedite mlaznice. Suvian pritisak ispod tanjiria podie tanjirii tegove i pri tome se omoguavaisputanje gasa u atmosferu. Optereenje tanjiria se moe izvesti tegom ija se pozicija moe podeavati njegovimpomeranjem na poluzi na kojoj se nalazi.

Ventil sa tegom (slika 2.17. d) se koristi u sistemima gde je pritisak mali, dok se ventil sa

tegom na poluzi (slika 2.17. c) koristi u sistemima srednjeg pritiska.

Prednosti izduvnih ventila sa tegom su: mala cena, pojednostavljen rad, mogunost podeavanja za rad namalim pritiscima. Nedostaci ovog tipa ventila su: pritisak na koji se podeavaju je pod uticajem izlaznog pritiska ito se isputanje u atmosferu s punim kapacitetom ostvaruje kod veih nadpritisaka, to su osetljiviji na promeneulaznog pritiska to moe da dovede do zveckanja i lupanja ventila.

Vei broj tipova izduvnih ventila primenjuje oprugu kao elemenat optereenja. Ona je ekonominija i pogodnijaza podeavanje te je zato i nala veu primenu.

Na slici 2.17 a. prikazan je presek izduvnog ventila sa oprugom sa ematskim prikazom rada sigurnosnog ventilasa oprugom (slika 2.17 c, 2.17 d., peurka = tanjiri). Kod prve konfiguracije izduvnog ventila na slici 2.17 c.,komora u kojoj se nalazi opruga ima komunikaciju sa atmosferom. Kod ove konfiguracije pritisak u izlaznomvodu ventila deluje na sniavanje pritiska podeavanjapritiska na kome poinje otvaranje ventila i isputanjegasa. Kod druge konfiguracije na slici 2.17 d. gde je komora sa oprugom u komunikaciji sa pritiskom u izlaznomvodu iz izduvnog ventila, izlazni pritisak, P2, deluje na poveanje pritiska podeavanja, pritiska na kome seotvara ventil. Ovakav uticaj sledi poto je gornja povrina tanjiria na koju deluje pritisak P2 vea od donjepovrine tanjiria na koju deluje isti pritisak.

Na slici 2.17.b. prikazan je jedan tip spoljnog izduvnog ventila. Ovaj tip ima optereenje oprugom, a membrana zatvamlaznice. Kod pojave suvinog pritiska dolazi do podizanja membrane sa mlaznice i isticanja gasa kroz mlaznicu.

Pojava uticaja izlaznog pritiska na pritisak otvaranja izduvnog ventila je vezana za primere gde se vie izduvnihventila povezuje na zajedniki izlazni vod. U takvom primeru proputanje jednog ventila stvara odreeni pritisaku izlaznom vodu to ima odraza na rad drugih ventila spojenih na ovaj vod.

Prednosti izduvnih ventila sa oprugom su sledee: mala cena, jednostavan rad, lako podeavanje, koristi se uirem opsegu pritisaka. Nedostaci ovog tipa ventiila su: proputanje ventila u uslovima kada je pritisak utienom vodu (ili sudu pod pritiskom) blizu pritisaka podeenosti, pritisak podeenosti je pod uticajem izlaznogpritiska, potreban je vei nadpritisak za postizanje punog kapaciteta isticanja, osetljivost na promene ulaznogpritiska to moe da dovede do zveckanja i lupanja ventila.


46/60

99

a.

b.

telo 1, sedite 2, tanjiri3, voica 4, oslonac 5, lopta 6, potiskiva7, osigura8, draopruge 9, opruga 10, oslonacopruge 11, zaptiva 12, poklopac 13, zavrtanj 14, navrtka 15, granini zavrtanj 16, kontranavrtka 17, navrtka zaprinudno otvaranje 18, osigura19, podiza(slui za proveru funkcionisanja ventila) 20, zglob podizaa 21, polugapodizaa 22, nosa23, osovinica 24, rascepka 25, zavrtanj za uvrivanje nosaa 26


47/60

100

c. d.

Slika 2.17. Sigurnosni ventil sa oprugom

Za sigurnosni ventil sa tegom, odredjuje se sila Fopotrebna da bi tanjiriostao na seditu.

Fo = kpoAn

- k koeficijent preoptereenja ventila,

za dobro obraene povrine sedita i tanjiria k = 1,01 ... 1,05

- An= dn2 / 4 , dn srednji prenik naleganja tanjiria

Sila Fomoe da se odredi i na osnovu jednaine ravnotee, prema slici 2.17., na osnovu teina poluge Gp, iteine tega Gt

Fo l1= Gp l2+Gt l3

Kada pritisak fluida preraste pritisakpo, silu Foine sila pritiska fluida Fr i sila udara struje fluida priotvaranju Fu.

Fo = Fr+ Fu= ( pAn) + (g

Avns

2

2

)


48/60

101

- p - razlika pritiska ispred i iza tanjiria, zavisi od visine podizanja i radnog pritiska p koji jepromenljiv. Moe da se odredi na osnovu poznate jednaine

g

vpp

++=2

)1(2

21

,

1 koeficijent lokalnih otpora pre sedita i 2 posle sedita.

- vs - brzina u otvoru prenika ds(slika 2.17); raunas e na osnovu jednaine kontinuiteta premaotvoru prenika d1(slika 2.17);

As

Avvs

1=

- - koeficijent pada pritiska zbog brzine i geometrije sedita- - koeficijent koji uzima u obzir otpor proticanju zbog oblika tanjiria i njegovog izdizanja iznad

sedita

Za ventile malog hoda moe se priblino uzeti = = 1.

Kod sigurnosnog ventila sa oprugom karakteristino je podeavanje sile u opruzi koja odreuje pritisak pri

kome se podie tanjiri.

Ravnotea sila kod ovog ventila menja se u toku otvaranja, jer se sila u opruzi menja sa visinom otvaranja h:

Fo + c h = Fr+ Fu, gde je c krutost opruge.

Na osnovu poslednje dve jednaine za Fomoe da se odredi brzina vkao i odgovarajui protok kroz ventil.

Na slici 2.18 prikazan je izduvni ventil sa pilotom (pilot, amplifikator, pojaiva, ima za ulogu finoporeavanje pritiska, uie se kasnije u 3. delu detaljnije) . Kod ovog tipa izduvnog ventila koristi se ulaznipritisak za zatvaranje glavnog ventila a pilot za aktiviranje, otvaranje ventila. Ulazni pritisak se prenosi posebniminstrumentalnim vodom preko pilota na gornju stranu tanjiria glavnog ventila i dri glavni ventil u zatvorenompoloaju jer je povrina gornjeg dela tanjiria vea za oko 25% od povrine donjeg dela tanjiria koja pokriva grlomlaznice, na koju deluje takoe ulazni pritisak. to je ulazni pritisak blii pritisku podeenosti (pritisku aktiviranjaizduvnog ventila) to je vea sila zatvaranja ime je eliminisano zveckanje ventila koji se dogaa kod ventila saoprugom kad je ulazni pritisak blizu pritisku podeenosti odnosno aktiviranja. Kada ulazni pritisak dostignepritisak podeenosti dolazi do aktiviranja pilota, ime se blokira dovod ulaznog pritiska iznad tanjiria glavnogventila i oslobaa isputa pritisak u delu iznad tanjiria glavnog ventila to omoguuje podizanje tanjiria t.j.otvaranje glavnog ventila.

Izduvni ventil sa pilotom ima prednost to omoguuje rad blizu pritiska podeenosti bez zveckanja ventila i tonema uticaja ulazni pritisak na funkcionisanje ventila. Izduvni ventil, meutim, ne moe da funkcionie kada pilototkae, to je osnovni nedostatak.. Ukoliko doe do pojave hidrata i vrstih estica u instrumentalnom vodu odglavnog izduvnog ventila do pilota onda to moe dovesti da se glavni ventil ne aktivira na pritisku podeenostivena pritisku koji je za 25% vei od pritiska zarobljenog iznad tanjiria ventila. Radi ovoga, izduvni ventil sapilotom se koristi sa velikom panjom kod gasa sa prisustvom primesa vrstih estica, odnosno kod gasa saneistoama.


49/60

102

Slika 2.18 Izduvni ventil sa pilotom

Nedostatak izduvnog ventila sa pilotom je i taj, da ako u tienom vodu, ili sudu, nema pritiska onda izlaznipritisak moe da dovede do otvaranja glavnog ventila. Ovo bi se moglo dogoditi ako bi tieni vod, ili sud, biozatvoren i rastereen od pritiska na primer radi odravanja, i kada je izlaz ventila povezan na zajedniki vod iako bi dolo do aktiviranja nekog drugog izduvnog ventila i time dolo do pove anja pritiska u izlaznom

zajednikom vodu.

Na slici 2.19 prikazan je aksijalni izduvni ventil sa pilotom. Pojava prekomernog pritiska u tienom vodu, naulazu u izduvni ventil, dovodi do aktiviranja pilota ime dolazi do smanjenja pritiska u kontrolnoj komori glavnogventila.

Izduvni ventil se otvara poto se smanji kontrolni pritisak na gumenoj arapi naglavku. Pritisak uvodu iri arapu na ulaznom kavezu i pomera je sa izlaznog kaveza ime otvara ventil. Kad se pritisaku tienom vodu vrati na normalu, pritisak opruge zatvara pilot ventil, omoguavajui da se pritisak izvoda isputa kroz restrikror. Pritisak narasta u kontrolnoj komori i zatvara ventil. Prednosti i nedostaciizduvnog aksijalnog ventila sa pilotom su iste kao i kod izduvnog ventila sa pilotom.


50/60

103

Slika 2.19 Aksijalni izduvni ventil

Izduvni ventili mogu biti izvedeni i u okviru samog regulatora pri emu se dobija uteda u prostoru.Oni, takozvani, unutranji izduvni ventili mogu biti dimenzionisani za delimino isputanje ili zapotpuno. Primena izduvnog ventila za delimino isputanje je uglavnom kombinovana sa drugimureajima (radi postizanja potrebne sigurnosti instalacije), kao to su blok ventili kojim se postiekompletno zatvaranje. Izduvni ventil za potpuno isputanje je dimenzionisan tako da kod potpunogotvaranja moe da ispusti celu koliinu gasa koju regulator moe da isporui. Kapacitet ovih izduvnihventila treba odreivati uz primenu proizvoakih podataka odnosno tabela.

UREAJI KOJI OGRANIAVAJU PORAST PRITISKA PUTEM PRIGUIVANJA PROTOKA

Monitor regulator-podrazumeva instalaciju dva regulatora u seriji kao sistem zatite od prekomerno-g pritiska.Jedan je radni regulator a drugi je monitornadzorni regulator. Oba regulatora prate pritisak u vodu iz regulatora.Nadzorni regulator je otvoren i nije u funkciji sve dok radni regulator ne ispadne iz rada i dok se ne pojaviodreeni nadpritisak u izlaznom vodu kada se on aktivira. Nadzorni regulator moe biti postavljen ispred i izaradnog regulatora.

Aranman sa nadzornim regulatorom ispred radnog regulatora ima prednost to se nadzorni regulator postavljapre redukcije pritiska radi ega je gas topliji ime se dobija na zaiti od mrnjenja. Takoe, mirniji je rad, samanje buke, jer je manja turbulencija u regulatoru.

Prednost aranmana sa postavljanjem nadzornog regulatora iza radnog regulatora je to radni regulator titinadzorni regulator od stranih materija i zaepljenja i u sluajevima pojave nadpritiska hidrauliki udar bi biomnogo manje jaine u odnosu na aranman sa nadzornim regulatorom ispred radnog regulatora.


51/60

104

Na slici 2.20 prikazan je sistem zatvaranja pomou serijskih monitor sistema pri emu dva regulatora imajuzajedniki ventil.

Slika 2.20 Sistem zatite pomou serijskih regulatora monitor sistem-koji imaju zajedniki ventil

UREAJI ZA OBUSTAVLJANJE PROTOKA

Trei metod zatite je primena blokadnih ventila. Ovi ventili su obino optereeni oprugom koja reagujemomentalno na poveanje pritiska. Na slici 2.21 prikazan je jedan tip ventila za automatsko zatvaranjeblokventil. Ventil poseduje u gornjem delu kuite gde je smetena membrana koja sa donje strane prima dejstvoulaznog pritiska a sa gornje strane dejstvo sile opruge.

Na slici 2.22 je prikazan jedan tip blok ventila sa dve membrane i dve opruge, princip rada ovogventila je isti kao ventila prikazanog na slici 2.21.

Ova membrana dri preko odreenog mehanizma element zatvaranja u otvorenom poloaju. Kada se pojaviporast pritiska iznad odreene vrednosti, iznad pritiska podeenosti, dolazi do pomeranja membrane na vie atime do oslobaanja elementa za zatvaranje koji pod dejstvom posebne opruge nalee na sedite a jaenjegovo naleganje izaziva i stuja gasa i time dolazi do prekida protoka gasa.

Slika 2.21. Princip aktiviranja blok

ventila

Slika 2.22. Ventil za automatsko

zatvaranje


52/60

105

Automatski ventili za zatvaranje protoka mogu biti upravljani ili unutranjim pritiskom ili spoljnim pritiskomdovedenim iz udaljenog izvora posebnim vodom. Ventili za automatsko zatvaranje se obino koriste nainstalacijama fabrika, bolnica, kola i javnih zgrada.

ELEMENTI ZA REDUKCIJU PRITISKA

Na slici 2.23. prikazano je karakteristino reenje reducir ventila koji umanjuje pritisak u odnosu 1:4, s tim dareducirani pritisak bude 0,5 3,5 bar (za pritiske do 16 bara koristi se umesto gumene odgovaraju a jaamembrana).

Pomeranje membrane (5) usled dejstva reduciranog pritiska regulie poloaj tanjiria (4) u odnoosu na sedite

(26), a time i veliinu reduciranog pritiska.

Slika 2.23. Reducir ventil


53/60

106

poklopac sa navojem 1, donji nosa membrane 2, opruga 3, tanjiri membrane 4, membrana 5, ploica 6,navrtka 7, gornj nosa8, zavrtanj 9, navrtka 10, zavarena prirubnica 11, telo ventila 12, zavrtanj 13 i 14, navrtka15 i 16, zaptiva17 i 18, voica 19, nosavoice 20, klizna ipka tanjiria 21, umetak 22, osigura23, navrtka24, ipka membrane 25, sedite 26, poklopac 27, zaptiva28, zavrtanj 29, navrtka 30, navojni ep 31, zaptiva32.

ELEMENTI ZA KOMPENZACIJU DILATACIJA

Veliina izduenja za velike eline cevi moe se uzeti oko 1.1 mm za svaki metar duine i svakih 100o C razlikatemperatura, a za bakarne 1,8 mm.

Kompenzaciona cev

Kompenzacione cevi u obliku lire


54/60

107

Dilataciona kutija

telo sa osloncem 1, nepomerljiv nosapomerljivog prikljuka 2, zaptivaod azbesta natopljen grafitom (u oblikuprstena) 3, zatvara4, zavrtanj i navrtka 5,6.

Talasasta cev (obratiti panju na unutranju cev koja titi od pojave turbulencije fluida)

Slika 2.24. Konstrukcijska reenja elemenata za kompenzaciju cevovoda

ELEMENTI ZA ODVAJANJE KONDENZATA I

ISPUTANJE VAZDUHA

Kada je u telu (1) kondenzat, zvono (8) pada usled sopstvene teine i oslobaa otvor pomerajui kuglicu (14) sasedita (15). Para pritiskom podie zvono i zatvara prolaz. U gornjem delu je predvien mali otvor za izlaz pareiz zvona kada je potiskuje kondenzat. Zvono je sa donje strane otvoreno.


55/60

108

Slika 2.25. Odvajakondezata sa zvonom

telo 1, otvor za navojni ep 2 za isputanje taloga, poklopac 3, zaptiva4, zavrtanj 5, navrtka 6, ep 7, zvono 8,dra9, navrtka 10, osovinica 11, poluga 12, nosakuglice 13, kuglica 14, sedite 15, navrtka 16.

Za isputanje vazduha iz instalacije sa tenou esto se koriste i oduke, koje se obino aktiviraju runo (popotrebi) a mogu da se naprave i mehanizovani sistemi gde se aktiviranje obavlja kontinualno.

OSLONCI I NOSAI CEVOVODA

Za oslanjanje cevovoda koriste se : Kruti oslonci cevovoda i Pomerljivi oslonci cevovoda (cev se oslanja prekovaljia i sl.)

Pritezanje cevi za oslonac pri tome moe da se izvede pomou navojnih parova ili putem zavarivanja.

Ako je cevovod izveden pod nagibom primenjuju se elastini nosai koji omoguavaju dilataciju u vie ravni.


56/60

109

Slika 2.26. Nosaza elastino veanje cevovoda

gornja poluga 1, viljuka 2, zavrtanj 3, navrtka 4, spojni zavrtanj 5, navrtka 6, oslonac opruge 7, opruga 8,donja poluga 9, obujmica 10, zavrtnji 11, navrtka 12.

FILTERI,primena kod prirodnog gasa

Filteri predstavljaju ureaje koji slue za izdvajanje vrstih estica iz prirodnog gasa. Oni se ugrauju sa ciljemobezbeenja normalnog, bezbednog i ekonominog funkcionisanja ugraene opreme.

Prema nainu rada razlikuju se mokri i suvi filteri.

- Mokri filteri rade na principu gravitacionog izdvajanja vrstih estica iz gasa prilikom prolaska gasa kroz tenost.vrste estice se zadravaju u tenosti zbog bolje kvaljivosti i veeg otpora pri prolasku i one sedimentiraju na dnodok oieni gas ide dalje. Kao tenost najee se primenjuje ulje.

Na slici 2.27 prikazan je mokri filter koji koristi ulje kao tenost. Struja neistog ulaznog gasa prolazi kroz ulje, gde se

odmah jedan deo krupnih estica izdvaja. Zauljene sitnije estice koje gas nosi sa sobom u gornji deo filtera,stvaraju vee skupine i odvajaju se u ekstraktoru, odakle padaju kroz drenanu cev u donji deo filtera. istoa gasase moe postii ispod 5 m.

Uljni filteri se ugrauju tamo gde nije potreban veliki kapacitet protoka.

- Suvi filteri rade na principu filtriranja gasa ili na principu ciklona. Na slici 2.28 je prikazan suvi filter koji radi naprincipu ciklona. Neisti gas se usmerava kroz ciklon, u kome se izdvajaju vrste estice pod dejstvom centrifugalnesile i padaju u donji deo filtera koji je odvojen od glavne struje gasa. Broj ugraenih ciklona zavisi od kapaciteta


57/60

110

ciklona. Ova vrsta filtera upotrebljava se kod veih protoka kao to je sluaj na glavnim mernimregulacionimstanicama

Slika 2.27 Mokri filter s uljnom

kupkomSlika 2.28 Suvi filter sa ciklonom

- Gas se moe filtrirati pomou raznih materijala. Najee se kao filter upotrebljava filc debljine od 3 mm. Filc kaofilter odlino odstranjuje vrste estice tako da se postie istoa gasa ispod 2. Preporuuje se da protok kroz filterbude u granicama od 160 dm3/h do 230dm3/h na cm2povrine filtera. U tom sluaju se moe oekivati da e 99,5%neistoa biti odstranjeno. Filteri sa filcom moraju biti tako izvedeni da se filc moe lako izvaditi i oistiti.

Slika 2.29 Suvi filter sa filcom

Na slici 2.29 ematski je prikazan filter sa ulokom od filca. Filc je navuen preko perforirane metalne cevi tako da sestruja gasa usmerava kroz filc u metalnu cev iz koje ist ide dalje u dalji proces. Umesto filca mogu se upotrebljavatii drugi prikladni materijali kao filter. Filteri s vunenim filcom se primenjuju za manje protoke i kao takvi se koristeuglavnom u distribuciji gasa.


58/60

111

- PRORAUN PRIRUBNICA

Spoj dve prirubnice ostvaruje se pritezanjem zavrtnja. Preko zavrtnja u prirubniki spoj seuvode sva radna optereenja, sila pritiska fluida u cevi ili sudu, sila pritiska fluida u prostoruzaptivaa, sila usled pritezanja (reakcije) zaptivaa, kao i druge sile koje mogu nastati ucevovodu i sl.

Prirubnice se naelno usvajaju prema radnom pritisku i preniku cevi. U telu prirubnice vladasloeno naponsko stanje, a nominalni naponi mogu da se provere u kritinim presecima.

Slika Prostiranje napona u telu prirubnice sa konusnim grlom

Uobiajeno se koristi priblian proraun, koji za usvojene standardne prirubnice vri proverunapona na kritinim mestima (preseci AB i BC).

Napon savijanja f, u opasnom preseku AB: f = M/ W fd

Moment savijanja u preseku AB: M = Fz L- Fz - sila pritezanja zavrtnja- L - krak dejstva sile u odnosu na presek AB

Otporni moment Wu preseku AB: W= Dk h2 / 6

Napon savijanja f, u opasnom preseku BC: f1 = M1/ W1fd

Moment savijanja u preseku BC, dobija se na osnovu empirijske formule koja uzima u obzirkrutost prirubnice preko koeficijenta 0,4: M1= 0,4 Fz L1

- Fz - sila pritezanja zavrtnja- L - krak dejstva sile u odnosu na presek BC, L1 = (Do- Dm) / 2


59/60

112

Otporni moment Wu preseku BC: W1= Dm s1

2 / 6

U sluaju zavarene ravne prirubnice, proverava se napon u zavarenim spojevima.

Napon savijanja fv, u avu: fv = M/ W fd

Moment savijanja u odnosu av: M = Fz L- Fz - sila pritezanja zavrtnja- L - krak dejstva sile u odnosu na av

Otporni moment Wu avu: W= Ds (H - h)3 / (6H)

Napon smicanja sv, u avu: sv= Fz/Assd

Fz - sila pritezanja zavrtnja

Povrina ava koja se suprostavlja smicanju: As= 2 0,7 k Ds

Ukupni (svedeni) napon savijanja iv, u avu: iv =2

sv

2

fv + fdv

Dozvoljeni napon za materijal ava: fdv = 0,8 fd

Dozvoljeni napon za osnovni materijal prirubnice: fd = Rm/ S- zatezna vrstoa Rm

- stepen sigurnosti: S= 5


60/60

Za pritiske do 20 bar-a i radne temperature do 200 oC, sa mekim zaptivaima izmeuprirubnica, debljina prirubnice hmoe da se odredi prema empirijskom obrascu:

dde

eDDFCh

fd

oz

=

)(200

)(

-koeficijentC- ako zaptivane dolazi do zavrtnja C= 0,6; ako zavrtnji prolaze kroz zaptivaC= 0,43

- D unutranji prenik prirubnice (jednak nazivnom preniku cevi)

- Do prenik podeonog kruga zavrtnja

- d prenik zavrtnja

- e korak zavrtnja

PRORAUN zavrtnja za vezu dve prirubnice

- Napon istezanja u jezgru zavrtnja usled sile pritezanja + sile usled pritiska fluida.

Documents

CEVOVODI Predavanje 2