Obliczanie skoków ciśnienia

W instalacjach procesowych nieustannie pojawiają się uszkodzenia mechaniczne, które przy dokładniejszej kontroli mogą być spowodowane skokami ciśnienia. Nawet jeśli wybrana konstrukcja instalacji uwzględnia stacjonarne ciśnienia robocze, skoki ciśnienia mogą prowadzić do awarii komponentów. Zjawiska te dotyczą głównie dłuższych rurociągów transportujących ciecze, rurociągów i sieci dostawczych.

Obciążenia dynamiczne związane z nieustalonymi procesami przepływu

Skoki ciśnienia mogą powstawać w każdym przypadku, gdy na procesy przepływu wpływa się w sposób zamierzony lub z powodu wadliwego działania. Typowymi przykładami są:

• awaria pomp
• zamykanie armatury
• (opóźnione) zamykanie zaworów zwrotnych
• pęknięcie rur w wymiennikach ciepła
• otwieranie zaworów bezpieczeństwa

Wysokość występujących szczytów ciśnienia zależy na przykład od prędkości zamykania armatury oraz od ściśliwości układu. Im szybciej następuje zmiana, tym większe są siły bezwładności, a co za tym idzie, występujące szczyty ciśnienia. Im szybciej następuje zmiana, tym większe są siły bezwładności, a co za tym idzie, występujące szczyty ciśnienia.

Symulacja numeryczna zapobiegająca uszkodzeniom spowodowanym przez skoki ciśnienia

Wielkość występujących skoków ciśnienia można dokładnie przewidzieć tylko w pojedynczych przypadkach za pomocą symulacji numerycznych. W tym celu na rynku dostępnych jest obecnie szereg narzędzi.

Zastosowanie takiego narzędzia i przeprowadzenie szczegółowej analizy daje tutaj istotne możliwości:

• określenie możliwych skoków ciśnienia i porównanie z parametrami projektowymi
• analiza awarii i uszkodzeń poprzez ponowne obliczenie
• obliczenia zmian również w odniesieniu do rachunku kosztów i korzyści
• systematyczne wyłączanie pomp i zamykanie armatury
• optymalizacja czasu zamykania armatury i zaworów
• konstrukcja powietrzników jako elementów tłumiących

Podstawę dla wymagań dotyczących obliczania skoków ciśnienia stanowi dyrektywa 2014/68/UE w sprawie „udostępniania urządzeń ciśnieniowych” z dnia 15 maja 2014 r., znana również jako „dyrektywa w sprawie urządzeń ciśnieniowych”. Tematyka jest tu ujęta w załączniku I, pkt 2.2. 2.2. „Projektowanie mające na celu odpowiednią wytrzymałość”. Przy obliczaniu skoków ciśnienia grupa weyer bazuje również na następujących normach i przepisach:

• DIN EN 13480-3 Rurociągi przemysłowe metalowe – Część 3: Projektowanie i obliczenia
• AD 2000-Merkblatt HP 100 R – Przepisy budowlane – rurociągi wykonane z materiałów metalowych –

Grupa weyer posiada szeroki zakres specjalistycznej wiedzy w zakresie projektowania systemów rurociągowych oraz oceny bezpieczeństwa zaistniałych uszkodzeń. Pozwala to również na wykonanie wszystkich usług, które są wymagane oprócz typowych obliczeń skoków ciśnienia w trakcie projektowania instalacji, np. obliczeń statycznych rur („Obliczenia naprężeń”), jak również na szczegółowe planowanie rurociągów, które jest obsługiwane przez grupę weyer.

Usługi

• kontrola szczytów ciśnienia i występujących sił hydraulicznych
• profilaktyczne bezpieczeństwo procesów poprzez obliczanie skoków ciśnienia
• analiza awarii i wypadków poprzez ponowne obliczenie
• systematyczne wyłączanie pomp i zamykanie armatury
• optymalizacja czasu zamykania armatury i zaworów
• planowanie wdrożenia wszystkich środków pochodnych do momentu uruchomienia