Invoering

Een mijndrainageleiding werkt niet onder constante druk.

De druk in een HDPE-mijnleiding kan veranderen telkens wanneer een drainagepomp start, stopt of de bedrijfstoestand ervan verandert. Klepbediening kan nog een snelle drukverandering veroorzaken. In een lange ondergrondse of bovengrondse afvoerleiding kunnen deze gebeurtenissen drukgolven genereren die zich door de leiding voortplanten.

Dit fenomeen staat algemeen bekend als waterslag of drukstoot.

Voor een mijndrainagesysteem is de belangrijke vraag niet alleen of een HDPE-mijnleiding de normale werkdruk kan weerstaan. De leiding moet ook drukomstandigheden tolereren die optreden tijdens de werking van de pomp en de klep.

Dit is met name van belang voor mijndrainage over lange- afstanden, waarbij een drukverstoring aan het ene uiteinde van de pijpleiding zich door een groot deel van het systeem kan verplaatsen.

PE100-richtlijnen onderkennen piek als een korte- drukstijging boven de normale maximale bedrijfsdruk, veroorzaakt door snelle veranderingen in de vloeistofsnelheid. Herhaaldelijke pomp- en klepbedieningen kunnen ook cyclische drukbelasting veroorzaken gedurende de levensduur van een pijpleiding.

Bij HDPE-mijnbouwbuizen speelt het materiaal zelf een belangrijke rol, omdat polyethyleen aanzienlijk flexibeler is dan stijve metalen buizen. Die flexibiliteit verandert de manier waarop de buis reageert op voorbijgaande druk.

Wat gebeurt er in een HDPE-mijnleiding tijdens het uitschakelen van de pomp?

Beschouw een typische mijndrainagepijpleiding.

Een pomp duwt water door een lange HDPE-buis van een ondergronds verzamelpunt naar een lozingspunt aan de oppervlakte. Terwijl de pomp draait, heeft het water een bepaalde snelheid. De buiswand wordt onderworpen aan de interne druk die gepaard gaat met het pompsysteem.

Wanneer de pomp plotseling stopt, stopt het water niet meteen met bewegen.

Water heeft traagheid. Het bewegende water gaat verder terwijl de pomp niet langer dezelfde drijvende kracht levert. Hierdoor ontstaat een snelle verandering in snelheid, en die verandering produceert een drukgolf.

De golf plant zich voort langs de pijpleiding.

Als de drainagepijpleiding enkele honderden meters of meerdere kilometers lang is, kan de drukverstoring zich door een aanzienlijk stuk HDPE-mijnpijpleiding verplaatsen voordat het systeem terugkeert naar zijn normale bedrijfstoestand.

Dit is de reden waarom de druk die tijdens normaal bedrijf op een pompafvoermeter wordt weergegeven, niet noodzakelijkerwijs de hoogste druk is die door de leiding wordt ervaren.

De leiding heeft te maken met zowel de normale bedrijfsdruk als de transiënte druk.

Waarom HDPE-mijnpijpen anders reageren op drukstoten

De wand van een HDPE-mijnbouwbuis is niet zo stijf als een stalen buis.

PE100 heeft een elasticiteitsmodulus op lange- termijn van ongeveer 200 MPa, een Poisson-ratio van ongeveer 0,45 en een rek bij breuk van meer dan 600% volgens PE100+ referentiegegevens.

Deze eigenschappen zijn relevant voor drukstoten, omdat de buiswand enigszins kan vervormen als de interne druk verandert.

Wanneer de druk stijgt, kan de buisdiameter iets toenemen en krijgt de wand een extra rek in de omtrek. Die vervorming absorbeert een deel van de transiënte respons in plaats van de gehele drukverandering in een extreem stijve buiswand te forceren.

Dit betekent niet dat HDPE-mijnbouwpijpen waterslag eenvoudigweg kunnen negeren.

Het betekent dat er rekening moet worden gehouden met de materiële respons ervan bij het evalueren van de drukgeschiedenis van het drainagesysteem.

Een pijpleiding met frequente pompstarts en -stops moet daarom worden beoordeeld op basis van de daadwerkelijke bedrijfscyclus en niet alleen op basis van de statische druk.

Drukwaarde is niet hetzelfde als piekdruk

Dit onderscheid is belangrijk bij de aanschaf van mijndrainage.

Stel dat een HDPE-mijnleiding is gespecificeerd voor een bepaalde PN-drukklasse. Die drukwaarde beschrijft de toegestane werkdruk van de buis onder gedefinieerde ontwerpomstandigheden.

Het uitschakelen van een pomp kan een tijdelijke drukverhoging boven de normale bedrijfsdruk veroorzaken.

Daarom wordt de technische vraag:

Wat is de maximale druk in de HDPE-mijnleiding tijdens de volledige bedrijfscyclus?

Het antwoord hangt af van de pomp, de stroomsnelheid, de lengte van de pijpleiding, de werking van de klep, het hoogteprofiel en de uitschakeltijd.

PE100-richtlijnen bevelen specifiek piekanalyse aan voor pijpleidingen die zijn blootgesteld aan piek- en vermoeiingsbelasting.

Voor mijndrainagesystemen is dit vooral relevant wanneer de pijpleiding een lang stijgend gedeelte heeft van een ondergronds pompstation naar de oppervlakte.

Lange HDPE-mijnleidingen vereisen meer aandacht voor druktransiënten

De lengte van de pijpleiding verandert het belang van drukstoten.

Bij een korte afvoeraansluiting nabij een pomp kan er sprake zijn van een drukverstoring die relatief snel verdwijnt.

Een lange mijndrainagepijpleiding gedraagt ​​zich anders.

De drukgolf kan zich langs de pijpleiding voortbewegen, reflecteren op veranderingen in de pijpgeometrie, kleppen, tanks, bochten of pijpleidinguiteinden, en interageren met andere drukgolven.

Het resultaat kan een drukgeschiedenis zijn die aanzienlijk ingewikkelder is dan simpelweg 'normale druk plus één golf'.

Dit is de reden waarom lange HDPE-mijnleidingsystemen niet alleen op basis van een statische drukwaarde moeten worden geselecteerd.

De buisdiameter is van belang omdat de stroomsnelheid verandert met de diameter. Bij hetzelfde debiet levert een kleinere binnendiameter een hogere watersnelheid op. Een snelle verandering in die snelheid kan een significantere voorbijgaande drukgebeurtenis genereren.

Wanddikte en SDR zijn ook van belang omdat de geometrie van de HDPE-mijnleiding de drukrespons beïnvloedt.

Pompstart-Omhoog kan ook drukveranderingen veroorzaken

Waterslag beperkt zich niet tot noodstops.

Een pomp die tegen een volle pijpleiding start, kan ook een druktransiënt veroorzaken.

Dit wordt belangrijk in mijnen waar drainagepompen automatisch werken op basis van het waterniveau.

Een pomp kan starten wanneer het carter een bepaald niveau bereikt, een tijdje draaien en dan stoppen. Op een normale dag kan de HDPE-mijnleiding veel van dergelijke drukcycli ervaren.

De individuele drukveranderingen zijn mogelijk niet groot genoeg om onmiddellijk falen te veroorzaken.

Het belangrijkste punt is herhaling.

Herhaalde drukvariaties zijn vermoeidheidsbelastingen. PE100-richtlijnen onderscheiden deze cyclische belasting van een enkele piekgebeurtenis en merken op dat de frequentie en amplitude van drukcycli belangrijke factoren zijn.

Daarom is het werkingspatroon van de mijn net zo belangrijk als de nominale pompdruk.

HDPE-mijnpijpparameters die relevant zijn voor pieken

De bovenstaande PE100-waarden zijn materiële referentiewaarden en geen vervanging voor de gecertificeerde productgegevens van de fabrikant.

Voor een daadwerkelijk mijnbouwproject moeten de geselecteerde PN-klasse en wanddikte overeenkomen met de maximale werkdruk, temperatuur, transiënte druk en installatieomstandigheden.

Waar is de HDPE-mijnpijp het meest blootgesteld?

Een drukstoot veroorzaakt niet noodzakelijkerwijs overal in de pijpleiding dezelfde mechanische toestand.

In het pompafvoergedeelte kunnen snelle drukveranderingen optreden. Kleplocaties kunnen gelokaliseerde transiënte omstandigheden genereren. Hoogteverschillen kunnen de statische druk beïnvloeden. Lange verticale secties kunnen ook aanzienlijke hydraulische druk veroorzaken vanwege hoogteverschillen.

Verbindingen verdienen bijzondere aandacht.

Een flens-, klep- of pompverbinding introduceert een lokale verandering in stijfheid en geometrie. De rechte HDPE-mijnbouwbuis kan anders vervormen dan het aansluitsamenstel.

Daarom moet de drukstootanalyse samen met het verbindingsontwerp worden overwogen in plaats van de leiding als een geïsoleerd onderdeel te behandelen.

Hoe moeten kopers HDPE-mijnpijpen beoordelen op drainage?

Een aanbestedingsspecificatie die uitsluitend op "HDPE-buis, PN10" is gebaseerd, beschrijft mogelijk niet de volledige bedrijfstoestand.

Voor een mijndrainagepijpleiding moet de leverancier de vereiste DN, normale werkdruk, maximale druk, pompdebiet, start-/stopfrequentie van de pomp, pijpleidinglengte en hoogteprofiel kennen.

Het verschil tussen de normale werkdruk en de maximale transiënte druk is bijzonder belangrijk.

Een pomp kan bijvoorbeeld normaal gesproken werken bij een druk die ruim onder de nominale drukklasse ligt, maar een snelle uitschakeling kan de druk tijdelijk verhogen. Bij de leidingkeuze moet daarom rekening worden gehouden met het volledige drukbereik.

De PE100+ ontwerprichtlijnen relateren maximale bedrijfsdruk aan materiaalsterkte, SDR en de toepasselijke servicecoëfficiënt, wat aantoont waarom pijpgeometrie en bedrijfsomstandigheden niet los kunnen worden gezien van de drukwaarde.

Conclusie

Waterslag is geen abstract hydraulisch probleem voor een HDPE-mijnleiding.

Het is een echte bedrijfstoestand die wordt gecreëerd door de pompen en kleppen die de mijnafvoer regelen.

Wanneer een pomp stopt, een klep sluit of de watersnelheid snel verandert, kan de druk in de pijpleiding tijdelijk boven de normale werkdruk stijgen. In een lange mijndrainagepijpleiding kan de resulterende drukgolf zich door een groot deel van de HDPE-buis voortplanten.

De flexibiliteit van PE100 verandert de manier waarop de buis reageert op deze voorbijgaande belasting, terwijl de DN, wanddikte, SDR en drukklasse van de buis de structurele capaciteit ervan bepalen.

Om deze reden moet de selectie van HDPE-mijnbouwbuizen voor mijndrainage niet alleen gebaseerd zijn op statische druk. Er moet ook rekening worden gehouden met de feitelijke pompcyclus en de transiënte drukomstandigheden, vooral bij afvoersystemen over lange- afstanden waarbij de pomp regelmatig in werking is.

Voor kopers van mijnbouw is de belangrijkste specificatie niet simpelweg de druk die op de pijp wordt gedrukt. Het gaat erom of het volledige HDPE-mijnleidingsysteem de drukgeschiedenis kan verwerken die ontstaat door de feitelijke drainagewerkzaamheden van de mijn.

Vraag een HDPE-buisofferte aan

Stuur ons voor HDPE-mijnbouwpijpen:

DN + PN/SDR + Medium + Werktemperatuur + Installatiemethode + Pijpleidinglengte + Aantal

Voor mijndrainage- en ontwateringstoepassingen dient u tevens het volgende te verstrekken:

Toepassing + werkdruk + installatieomgeving

Voor mineraal-dat mijnwater bevat, indien beschikbaar:

Waterchemie / pH + temperatuur + zwevende stoffen

Luoyang Zhengju nieuwe materialen Technology Co., Ltd.

Whatsapp: +86 19937270645
E-mail:baibaili456@gmail.com
WeChat: +86 19937270645

Ontvang de beste prijs voor uw HDPE-mijnpijp.