در زمینه‌هایی مانند مهندسی شیمی، جداسازی هوا، LNG و ذخیره‌سازی انرژی هیدروژن مایع، خطوط لوله برودتی (۰ درجه تا -۱۹۶ درجه و پایین‌تر) خط حیاتی اصلی سیستم هستند. در مقایسه با خطوط لوله دمای محیط، لوله کشی برودتی باید بر سه چالش اصلی غلبه کند: تنش انقباض سرد، نشت گرما (یخ زدگی)، و شکنندگی مواد. جزئیات ساخت و طراحی مستقیماً ایمنی و کارایی عملیاتی سیستم را تعیین می کند. این مقاله با تکیه بر تجربه مهندسی تجهیزات سرمایشی DOER در تجهیزات برودتی، نکات اصلی را برای جلوگیری از مشکلات در لوله‌کشی برودتی خلاصه می‌کند و کل فرآیند طراحی، نصب و ساخت را پوشش می‌دهد.
1. طرح‌بندی لوله‌ها: ذخیره اجازه انقباض سرد و اطمینان از انعطاف‌پذیری سیستم
خطوط لوله برودتی به دلیل تفاوت دما دچار تغییر شکل قابل توجهی می شوند. علاوه بر این، ضخامت عایق برای اجزایی مانند شیرها و فلنج ها بسیار بیشتر از ضخامت دیواره لوله است. هسته چیدمان متعادل کردن جابجایی دینامیکی با فضای مورد نیاز برای نصب عایق است.
فاصله عایق دینامیکی ذخیره: طراحی باید هم فاصله استاتیکی خطوط لوله و هم جابجایی دینامیکی آنها پس از انقباض سرد را در نظر بگیرد و فضای ابعادی اجزای عایق ضخیم را به طور کامل در بر بگیرد. سوراخ های رزرو شده برای خطوط لوله که از دیوارها یا کف عبور می کنند باید بزرگ شوند تا از تیرهای باربری-مهندسی عمران جلوگیری شود. این امر از فشرده سازی ساختاری و آسیب عایق در طول انقباض سرد جلوگیری می کند و از مسائلی مانند عایق بسته نشده یا نصب مانع جلوگیری می کند.
بهینه سازی انعطاف پذیری و طراحی ضد لرزش: محیط های با دمای پایین{1}}تنش مجاز مواد لوله را کاهش می دهد و شکنندگی را افزایش می دهد. لوله کشی باید استفاده از مسیر طبیعی خط لوله را برای جبران انقباض سرد در اولویت قرار دهد. اگر تغییر شکل کافی نیست، باید حلقه های انبساط یا درزهای انبساط دم اضافه شود. به طور همزمان، خطوط لوله را از منابع ارتعاشی مانند پمپ ها و کمپرسورها دور نگه دارید تا از خطر شکستگی شکننده و آسیب خستگی ناشی از تشدید خط لوله جلوگیری کنید.
2. ساپورت ها و کفش های لوله: کنترل شدید انسداد عایق برای از بین بردن خطرات پل سرد
قفسه های لوله نقاط ضعف در عایق بندی برودتی خط لوله هستند و به شدت مستعد تشکیل "پل های سرد" هستند. این منجر به از دست دادن خنک کننده، یخ زدگی و خوردگی تکیه گاه ها می شود و آن را به یک حلقه کنترل اصلی در ساخت لوله ها تبدیل می کند.
عایق استاندارد و طراحی ضد{0} پل سرد: همه تکیه گاه ها و آویزهای عایق خط لوله باید به بلوک های چوبی عایق (یا بلوک های عایق) مجهز شوند. طول عایق باید 3-4 برابر ضخامت لایه عایق خط لوله باشد تا مسیر انتقال حرارت به طور کامل مسدود شود. ضخامت بلوک چوبی باید 5 میلی متر ضخیم تر از لایه عایق استاندارد باشد تا انقباض سرد خط لوله را جبران کند و از تماس مستقیم بین بدنه لوله و تکیه گاه جلوگیری کند. صفحات کشویی فولاد ضد زنگ باید روی سطح کشویی پیکربندی شوند تا مقاومت اصطکاک جابجایی کاهش یابد.
کنترل منطقی دهانه و ارتفاع: لوله های فولادی ضد زنگ برودتی دارای دیواره های نازک و استحکام کم هستند. بنابراین، دهانه پشتیبانی باید از لوله‌های فولاد کربنی در دمای محیط کوچکتر باشد تا از انحراف بیش از حد جلوگیری شود. برای مقاطع لوله با قطر متغیر، ضخامت بلوک‌های عایق باید یکسان شود و فقط ضخامت لایه عایق بیرونی تنظیم شود-تا کفی صاف و یکدست-در{3}}ارتفاع لوله تضمین شود.
3. شیرها و لوازم جانبی: مشخصات دقیق برای جلوگیری از خطرات نشت و ترکیدگی
مشخصات نصب شیرهای برودتی، فلنج‌ها و لوازم جانبی ابزار مستقیماً بر آب‌بندی و عمر سرویس سیستم تأثیر می‌گذارد و نیاز به کنترل دقیق روی جزئیات نصب دارد.
الزامات نصب شیر برودتی: میل سوپاپ باید به صورت عمودی به سمت بالا نصب شود تا از انباشتگی متوسط تبخیر و یخ زدگی بسته بندی جلوگیری شود-. فضای کافی برای عملیات تعمیر و نگهداری باید رزرو شود. برای دریچه‌های دروازه برودتی با سوراخ کاهش فشار حفره بدن، اطمینان حاصل کنید که سوراخ کمکی در معرض دید، بدون مانع و در گوشه‌ای مرده قرار ندارد و خطر ترکیدن بدنه دریچه ناشی از انبساط حرارتی متوسط را از بین می‌برد.
نصب بهینه فلنج ها و ابزارها: جوش دادن فلنج ها به طور مستقیم در زانوها یا سه راهی ها اکیداً ممنوع است. برای کاهش تمرکز تنش، تسهیل تعمیر و نگهداری در آینده و جلوگیری از آسیب به لایه عایق خط لوله، باید بخش های مستقیم گسترش لوله اضافه شود. نازل های ابزار، مانند ترموکوپل ها، باید از نصب در پایین خط لوله اجتناب کنند تا در صورت آسیب دیدن عایق، از یخ زدگی پایه و آسیب تجهیزات جلوگیری شود. مشخصات عایق ابزار باید با استانداردهای خط لوله یکسان شود.
4. نتیجه گیری
لوله کشی برودتی یک پروژه مهندسی سیستماتیک است که علم مواد، ترمودینامیک و مکانیک سازه را ادغام می کند. مهارت های ظریف مانند رزرو ترخیص، محافظت از عایق، و جبران انقباض سرد، کلید عملکرد ایمن، کارآمد و طولانی مدت سیستم هستند. تجهیزات کریو{3} DOER در مخازن ذخیره برودتی، جداسازی هوا و مجموعه تجهیزات کامل LNG تخصص دارند. با تکیه بر فرآیندهای دقیق لوله کشی و استانداردهای ساخت و ساز تصفیه شده، بر چالش های فنی متعددی در صنعت غلبه کرده است. برای تکنسین‌های مهندسی، رعایت دقیق مشخصات اصلی لوله‌های برودتی می‌تواند به طور موثری از دوباره کاری ساخت و ساز و خطرات تجهیزات جلوگیری کند و کیفیت ساخت پروژه و پایداری عملیاتی سیستم را به طور جامع بهبود بخشد.