導入

鉱山排水パイプライン内の圧力が 1 つの固定数値ほど単純であることはほとんどありません。

HDPE 採掘パイプは数時間比較的安定した圧力で動作する場合がありますが、その後、ポンプの始動、ポンプの停止、バルブの位置の変更、システム内の水位の変化などにより、急激な変化が発生することがあります。

鉱山の深部排水は別の要因を追加します。

地下のポンプポイントと地表との高低差により、静的な水圧が発生します。次に、ポンピングにより、その油圧状態に加えて圧力が追加されます。

その結果、同じ HDPE 採掘パイプの異なるセクションで異なる圧力条件が発生する可能性があります。

深い垂直セクションの底部近くのパイプは、排出点近くのパイプよりもはるかに高い静圧を受ける可能性があります。

採掘バイヤーにとって、HDPE 採掘パイプの圧力要件をポンプの銘板を見るだけでは判断できないのはこのためです。

パイプラインに沿った実際の圧力を理解する必要があります。

標高による水圧の変化

水圧は水の上にある水の重さにより深さが増すにつれて増加します。

垂直水柱の場合、静水圧関係は次のように表すことができます。

P=ρghP=\\rho gh

ここで、PP は静水圧、ρ\\rho は水の密度、gg は重力加速度、hh は水頭です。

式は簡単です。

HDPE マイニングパイプにとって重要な部分は、高低差が大きくなったときに何が起こるかです。

鉱山の排水システムは、水を地下深部から地表に向かって移動させる場合があります。

したがって、パイプラインの下部セクションではかなりの静水頭が発生する可能性があります。

ポンプ圧力と静水頭は実際のオペレーティング システムで組み合わされます。

このため、標高プロファイルを考慮しない場合、ポンプ吐出圧力のみに基づいた配管仕様は誤解を招く可能性があります。

プレッシャーはどこでも同じではない

長い HDPE 採掘パイプには均一な圧力がかかりません。

パイプラインに沿って圧力が変化します。

ポンプ場の圧力はポンプと地域の状況によって異なります。

水が上に移動すると、上昇によって水頭が消費されます。

したがって、パイプラインに沿ってさらに遠くで利用可能な圧力は変化します。

パイプラインが大幅に上昇すると、下部セクションでより高い圧力がかかる可能性があります。

これは圧力クラスを選択する際に重要になります。

圧力条件が大幅に異なる場合、あるセクションに適したパイプが別のセクションに適しているとは限りません。

ただし、多くの鉱山排水システムでは、1 つのルートに沿って複数の圧力クラスを使用することは現実的ではない場合があります。したがって、HDPE 採掘パイプを指定する前に、完全な圧力プロファイルを考慮する必要があります。

内圧によりパイプの形状がわずかに変化します

HDPE 採掘パイプ内の水圧が上昇すると、パイプ壁が外側に押されます。

直径は若干大きくなります。

壁にも円周方向の歪みが生じます。

圧力が低下すると、パイプは元の寸法に戻ります。

硬いパイプの場合、この変形は比較的小さいです。

HDPE はポリエチレンの方が柔軟性があるため、動作が異なります。

PE100 参照データによると、長期弾性率は約 200 MPa、ポアソン比は約 0.45 です。-

これらの特性は、HDPE 採掘パイプが内圧の変化にどのように反応するかに影響します。

パイプは、圧力が変化しても寸法が完全に固定されたままではありません。

反応します。

この応答は、通常の HDPE パイプの動作の一部です。

通常の動作圧力では不十分な理由

鉱山の排水システムの通常の動作圧力は、たとえば数 MPa です。

これは有益な情報ですが、必ずしも HDPE 採掘パイプが受ける最大圧力を表すものではありません。

ポンプが始動する可能性があります。

バルブが閉まってしまう可能性があります。

流れが変わるかもしれません。

圧力は一時的に定常動作値を超える可能性があります。

これは、ウォーターハンマーを常圧とは別に考慮する必要があるのと同じ理由です。

PE100+ ガイダンスでは、圧力サージの潜在的な原因としてポンプの動作とバルブの動作を特定し、過渡状態が重要な場合にはサージ解析を推奨しています。

したがって、HDPE 採掘パイプは、一定のゲージ読み取り値ではなく、圧力エンベロープに対して評価する必要があります。

鉱山深部の排水は別の圧力問題を引き起こす

かなりの深さにある地下ポンプ場を考えてみましょう。

パイプラインは地下から地上に向かって伸びています。

ポンプは高低差を乗り越えなければなりません。

水柱自体が圧力を生み出します。

これは、流量が極端に高くない場合でも、システムの下部がかなりの内圧にさらされる可能性があることを意味します。

これが、鉱山排水システムが通常の低圧排水パイプではなく、耐圧 HDPE 鉱山パイプを必要とする場合が多い理由の 1 つです。{0}{1}{1}

パイプは、運ぶ水の量だけで選ばれているわけではありません。

鉱山内を水が移動することによって生じる圧力を考慮して選ばれています。

配管圧力と流量が異なる

この区別は見落としがちです。

大型の HDPE マイニング パイプは、比較的低い摩擦損失で動作しながら、高い流量を運ぶことができます。

パイプが小さくなると、同じ流れを運ぶためにより多くの水頭が必要になる場合があります。

しかし、どちらの記述も、パイプ壁がシステムの圧力に耐えられるかどうかを示しません。

流量は内径と油圧抵抗に大きく依存します。

圧力容量は、材料の強度、壁の厚さ、SDR、温度、設計条件によって異なります。

この 2 つはパイプの物理的形状を通じて関連付けられていますが、同じプロパティではありません。

このため、採掘パイプの仕様には直径と圧力クラスの両方が必要です。

温度により圧力容量が変化する

HDPE 採掘パイプの圧力について議論する際には、温度を無視してはなりません。

PE100 参照特性は通常、定義された試験条件に基づいています。

温度が上昇すると、ポリエチレンの剛性が低下し、許容される長期圧力性能が低下する可能性があります。{0}}

PE100+ のガイダンスでは、適用される規格に応じて、高温では圧力のディレーティングが必要になる場合があると記載されています。

鉱山の地下排水では、水温が比較的安定している可能性があります。

地表パイプラインは、はるかに広い温度範囲にさらされる可能性があります。

直射日光にさらされた長い HDPE 採掘パイプは、周囲の水や土壌とは大幅に異なる温度に達する可能性があります。

したがって、圧力仕様は実際の動作温度範囲と一致する必要があります。

圧力が突然低下するとどうなりますか?

圧力の低下も注意が必要な状態です。

ポンプが停止したり、流量状態が急激に変化した場合、内圧が低下することがあります。

システムによっては、特定のセクションで圧力が大気圧を下回る場合があります。

これで読み込み方向が変わります。

水がパイプ壁を外側に押し出す代わりに、外部圧力がより重要になる場合があります。

内部圧力が大幅に低下しているときに、埋設された HDPE 採掘パイプの周囲に地下水が存在すると、パイプは外部圧力状態にさらされる可能性があります。

これは、圧力変動と座屈抵抗を結び付けます。

したがって、パイプは、高い内部圧力と、内部サポートが減少する逆の状態の両方に耐える必要があります。

圧力選択のための HDPE 採掘パイプ パラメータ

PE100の参考特性です。特定の HDPE 採掘パイプの実際の圧力クラスと許容動作圧力は、その認定された製品仕様と該当する設計標準から取得する必要があります。

圧力クラスとSDR

PE100 パイプの場合、SDR は外径に対する肉厚に直接関係します。

SDR が低いということは、壁が厚いことを意味します。

SDR が高いほど壁が薄いことを意味します。

PE100+ の参照設計データは、指定された仮定の下での典型的な最大動作圧力値を示し、SDR と圧力容量の関係を示しています。

鉱山排水の購入者にとって、これは単に「肉厚のパイプ」を要求するよりも便利です。

圧力クラスは明確に定義する必要があります。

システムが PN10 を必要とする場合、パイプの形状は該当する PN10 仕様に対応している必要があります。

圧力要件が低い場合、異なる SDR を使用すると、同じ外径でより大きな内径が得られる場合があります。

これにより、油圧能力を向上させることができます。

繰り返しますが、圧力と流量は実際のパイプの形状を通じて接続されます。

ポンプ ステーションはパイプの圧力環境の一部です

HDPE 採掘パイプはポンプ場から独立して評価すべきではありません。

ポンプは圧力の生成方法を決定します。

バルブは圧力がどのように変化するかを決定します。

標高プロファイルにより、静的水頭がどの程度存在するかが決まります。

パイプラインの直径によって、発生する油圧損失の量が決まります。

パイプ壁は、パイプ内に生じる圧力をどのように保持するかを決定します。

これらのコンポーネントは 1 つのシステムを形成します。

これはポンプの吐出口付近で特に重要です。

HDPE 採掘パイプの最初のセクションでは、ポンプの起動時または停止時に急激な圧力変化が発生する可能性があります。

さらに下流のパイプでは、異なる時間に異なる局所的な圧力条件で同じ圧力波が発生する可能性があります。

そのため、長い鉱山排水パイプラインは完全なシステムとして考慮される必要があります。

購入者はどのような情報を提供する必要がありますか?

鉱山排水用の HDPE 採掘パイプをリクエストする場合、いくつかの情報により選択がより確実になります。

必要なDNは必須です。

通常の使用圧力が必要です。

最大圧力はさらに重要です。

油圧能力を確認するには必要流量が必要です。

パイプラインの長さと標高差は、関係する水頭数を示します。

ポンプの開始条件と停止条件は、発生する可能性のある過渡圧力を特定するのに役立ちます。

埋設パイプは外部の土壌や地下水の圧力を受ける可能性があるため、設置方法が重要です。

特に露出した表面のパイプラインの場合、動作温度も把握しておく必要があります。

これらの詳細により、パイプを 1 つの圧力番号から選択するのではなく、実際の鉱山に適合させることができます。

結論

HDPE 採掘パイプ内の圧力は必ずしも一定ではありません。

鉱山の深い排水では、標高によりかなりの静水頭が発生する可能性があります。

ポンプは動作圧力を加えます。

バルブやポンプの停止により、過渡的な圧力が発生する可能性があります。

温度により、PE 素材の許容圧力性能が変化する可能性があります。

急激な圧力低下により、問題が内部圧力から外部圧力に変わることもあります。

PE100 採掘パイプの場合、MRS、SDR、肉厚、動作温度はすべて圧力設計の一部です。

このため、DN サイズやポンプの常用圧力の一致だけで鉱山排水管を選択すべきではありません。

パイプは完全な圧力環境に適合させる必要があります。

したがって、マイニング購入者にとって有用な仕様は、次のような単純なものではありません。

「鉱山排水用HDPEパイプ」

定義されたパイプですDN、圧力クラス、壁厚またはSDR、流量要件および動作条件.

これらの条件がクリアされると、HDPE 採掘パイプを単に公称直径のプラスチック パイプとしてではなく、実際の圧力パイプラインとして選択できます。

HDPE パイプの見積もりをリクエストする

HDPE マイニング パイプについては、以下をお送りください:

DN + PN/SDR + 中型 + 使用温度 + 設置方法 + パイプラインの長さ + 数量

鉱山の排水および脱水用途の場合は、以下も提供してください。

用途＋使用圧力＋設置環境

ミネラルを含む鉱山水の場合、-（利用可能な場合）:

水の化学 / pH + 温度 + 浮遊物質

洛陽正居新材料技術有限公司

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