عوامل اصلی در طراحی HDPE Mainfold در سیستم های فشار بالا یا جریان بزرگ چیست؟

در سیستم های فشار بالا یا جریان زیاد ، طراحی منیفولدهای HDPE برای اطمینان از عملکرد ، ایمنی و دوام آنها ، به چندین عامل مهم توجه ویژه ای نیاز دارد. اگرچه مواد HDPE از مقاومت در برابر خوردگی ، انعطاف پذیری و مقاومت شیمیایی بسیار خوبی برخوردار هستند ، اما باید طراحی آنها با دقت محاسبه و بهینه سازی شود تا نیازهای عملیاتی سیستم در شرایط فشار بالا و جریان زیاد باشد. موارد زیر عوامل اصلی در نظر گرفته شده است:

انتخاب مواد و خصوصیات مکانیکی
انتخاب درجه HDPE
HDPE دارای نمرات مختلفی (مانند PE80 ، PE100) است و چگالی و ساختار مولکولی آن مقاومت مکانیکی را تعیین می کند. برای فشار زیاد یا سیستم های جریان بالا ، نمرات استحکام بالا (مانند PE100) باید در برابر فشارهای کار بالاتر مقاومت کنند.
در محیط های فشار بالا ، مقاومت خزش HDPE از اهمیت ویژه ای برخوردار است تا اطمینان حاصل شود که این ماده تحت بارهای بلند مدت تغییر شکل نمی یابد.
طراحی ضخامت دیوار
ضخامت دیواره یک عامل اصلی در تعیین ظرفیت تحمل فشار منیفولدهای HDPE است. با توجه به فشار کار و نیازهای جریان سیستم ، ضخامت دیواره مناسب را مطابق با استانداردهای مربوطه محاسبه کنید (مانند ISO 4427 یا ASTM D3035).
ضخامت کافی دیواره ممکن است منجر به خطر ترکیدن شود ، در حالی که ضخامت بیش از حد باعث افزایش هزینه ها و کاهش انعطاف پذیری لوله می شود.
مقاومت دما
قدرت HDPE در محیط های درجه حرارت بالا کاهش می یابد. بنابراین ، لازم است حداکثر دمای عملیاتی سیستم را روشن کرده و مواد HDPE مناسب (مانند HDPE اصلاح شده در برابر دمای بالا) را در طول طراحی انتخاب کنید.
عملکرد مکانیک سیال
کاهش جریان و فشار
در سیستم های جریان بزرگ ، قطر داخلی و تعداد شاخه های هدر HDPE به طور مستقیم بر راندمان توزیع سیال تأثیر می گذارد. محاسبات مکانیک سیال در طول طراحی مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که جریان هر شاخه به طور مساوی توزیع می شود.
از ابزارهای نرم افزاری (مانند شبیه سازی CFD) برای ارزیابی از دست دادن فشار مایعات برای جلوگیری از سیستم های ناکارآمد به دلیل طراحی نادرست استفاده کنید.
صافی دیواره داخلی خط لوله
مواد HDPE به خودی خود ضریب اصطکاک کم دارد ، اما هنوز هم لازم است اطمینان حاصل شود که دیواره داخلی در طول طراحی صاف است تا مقاومت سیال و از دست دادن انرژی را کاهش دهد.
تلاطم و کنترل ارتعاش
جریان با سرعت بالا ممکن است باعث آشفتگی یا لرزش شود که به نوبه خود باعث سر و صدا یا خستگی لوله می شود. با بهینه سازی زاویه های شاخه و چیدمان در هنگام طراحی ، می توان اثرات آشفتگی را کاهش داد.
روش اتصال و آب بندی
انتخاب روش اتصال

در سیستم های فشار قوی ، روش اتصال هدرهای HDPE بسیار مهم است. روشهای متداول عبارتند از:
فیوژن باسن: مناسب برای محیط های فشار بالا ، قدرت اتصال نزدیک به مواد والدین است.
اتصال الکتروفیوژن: مناسب برای چیدمان خط لوله پیچیده ، فراهم کردن آب بندی قابل اعتماد.
اتصال فلنج: مناسب برای اتصال با خطوط لوله یا تجهیزات سایر مواد.
انتخاب روشهای مختلف اتصال باید با توجه به فشار سیستم ، شرایط نصب و الزامات نگهداری ، جامع در نظر گرفته شود.
عملکرد مهر و موم
در یک محیط فشار بالا ، هر نشت کوچک ممکن است منجر به عواقب جدی شود. هنگام طراحی ، لازم است اطمینان حاصل شود که تمام نقاط اتصال از عملکرد آب بندی مناسب برخوردار هستند و وضعیت مهر و موم ها را به طور مرتب بررسی می کنند.
توزیع استرس و ثبات ساختاری
مشکل غلظت استرس
در سیستم های فشار بالا ، غلظت استرس مستعد در نقاط شاخه و آرنج هدرهای HDPE است. هنگام طراحی ، لازم است با بهینه سازی هندسه استرس را پراکنده کنید (مانند استفاده از انتقال صاف).
برای هدرهای دفن شده ، باید اثرات فشار خاک و بارهای خارجی بر روی خط لوله نیز در نظر گرفته شود.
انبساط و جبران انقباض
مواد HDPE ضریب انبساط حرارتی خاصی دارند. در محیطی با تغییر درجه حرارت زیاد ، خط لوله ممکن است گسترش یا منقبض شود. هنگام طراحی ، لازم است فضای انبساط کافی را رزرو یا نصب اتصالات انبساط را رزرو کنید.
طراحی ایمنی و افزونگی
عامل ایمنی
حاشیه ایمنی خاصی باید در طول طراحی در نظر گرفته شود. معمولاً فشار کار توسط یک عامل ایمنی (مانند 1.5 برابر یا بالاتر) برای مقابله با شرایط اضطراری ضرب می شود.
برای شرایط کار شدید (مانند شوک پر فشار فوری) ، تجزیه و تحلیل پویا برای اطمینان از اینکه هدر می تواند در برابر فشار اوج مقاومت کند ، لازم است.
طراحی افزونگی
در سیستم های بحرانی ، شاخه های یدکی یا ساختارهای دو مدار می توانند برای بهبود قابلیت اطمینان و تحمل گسل سیستم طراحی شوند.

از طریق طراحی علمی و مدیریت دقیق ساخت و ساز ، عملکرد کارآمد و قابلیت اطمینان طولانی مدت هدرهای HDPE تحت فشار زیاد و شرایط بزرگ جریان می تواند تضمین شود. در عین حال ، همراه با فناوری نظارت مدرن و مفاهیم توسعه پایدار ، عملکرد و حفاظت از محیط زیست سیستم می تواند بیشتر بهبود یابد .