Considérations clés pour la sélection des tuyaux et des vannes dans la conception du système

Dans la production industrielle, la construction municipale et divers domaines d'ingénierie,Les systèmes de tuyauterie jouent un rôle essentiel en tant que réseau vasculaire reliant les processus de production et assurant la continuité opérationnelleCes systèmes transportent divers fluides, eau, pétrole, gaz et produits chimiques, mais leur conception, leur installation et leur entretien posent des défis importants.en particulier en ce qui concerne la dimensionnalisation standardisée des tuyaux.

Les différentes régions utilisent des normes différentes:le DN (diamètre nominal) de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et le NPS (taille nominale du tuyau) de la Société américaine des ingénieurs en mécanique (ASME)Cette divergence nécessite une conversion précise lors des collaborations internationales, de l'approvisionnement en équipements et de la mise en œuvre de projets.perte de pression excessive, des dommages au matériel ou des risques pour la sécurité.

Ce guide fournit des méthodes de conversion DN-NPS complètes et des stratégies de sélection des vannes à travers une analyse basée sur les données, couvrant:

• Concepts fondamentaux et différences standard entre DN et NPS
• Les méthodes de conversion, y compris les tableaux de référence, les approximations et les calculs précis
• Techniques pratiques de mesure des tuyaux (DO, circonférence, ID)
• Critères clés de sélection des soupapes: dimensions des tuyaux, exigences de débit, pressions nominales et compatibilité des supports
• Analyse comparative des vannes à vide complet par rapport aux vannes à vide réduit
• Applications d'analyse des données pour une conception optimisée des systèmes

DN représente une méthode de dimensionnement normalisée pour les tuyaux, raccords et vannes selon les normes métriques ISO.Il simplifie la spécification des composants dans des applications telles que l'approvisionnement en eauLes valeurs DN typiques (par exemple, DN15, DN25) correspondent à des gammes de dimensions plutôt qu'à des mesures exactes.

Le NPS sert de convention de dimensionnement analogue aux normes ASME, principalement utilisées aux États-Unis.Ces valeurs nominales représentent de manière similaire des catégories dimensionnelles plutôt que des mesures précises..

Les principales distinctions se trouvent dans les unités de mesure (millimètres contre pouces) et les cadres standards (ISO contre ASME).alors que DN20 correspond à NPS 3/4· nécessitant une référence attentive aux tableaux de conversion.

NPS (norme de taille) ne doit pas être confondu avec NPT (National Pipe Thread), qui se réfère spécifiquement aux normes de filetage conique pour les connexions à étanchéité.

Les tableaux standardisés fournissent la méthode de conversion la plus simple.

Pour des estimations rapides:

• NPS 1/2" ≈ DN15
• NPS 1" ≈ DN25
• NPS 2" ≈ DN50

Note: Ces approximations comportent des inexactitudes inhérentes et ne devraient pas remplacer les calculs précis pour les applications critiques.

Pour la précision technique:

• NPS = DN ÷ 25.4(millimètres à pouces)
• DN = NPS × 25.4(pouces à millimètres)

Ces formules dérivent du facteur de conversion exact de 25,4 mm/pouce, bien que les applications pratiques devraient tenir compte des tolérances dimensionnelles standard.

À l'aide d'étriers ou de rubans à mesurer, déterminer la DTO du tuyau et le comparer avec les tableaux de dimensions standard.

Pour les tuyaux où la mesure directe de la DSO est peu pratique, calculer la DSO à partir de la circonférence (C) en utilisant:OD = C ÷ π(π≈3,14159).

Utilisez des étriers internes ou des jauges de perçage pour mesurer directement l'ID, en particulier aux extrémités des tuyaux ou aux points d'accès.

Les tailles nominales des vannes doivent généralement correspondre aux tuyaux de connexion.

Le coefficient de débit de la vanne (Cv) indique sa capacité à faire passer le fluide à des différentiels de pression spécifiés (mesurés en gallons par minute à 1 psi ΔP)..

Les classes de pression des vannes doivent dépasser les pressions de fonctionnement maximales du système pour éviter les pannes.

Sélectionnez des matériaux résistants aux caractéristiques des fluides ̇ aciers inoxydables pour les supports corrosifs, plastiques pour la résistance aux produits chimiques, etc.

Caractéristiques de diamètres internes correspondant aux tuyaux connectés, minimisant la restriction du débit et la perte de pression.

• Systèmes à débit élevé
• Fluides visqueux
• Applications nécessitant une transformation en porc ou un nettoyage

Incorporer des passages de débit plus petits que les tuyaux de raccordement, ce qui permet d'économiser des coûts au détriment d'une baisse de pression accrue.

• Applications industrielles générales
• Systèmes avec des besoins en débit modestes
• Projets axés sur le budget

Une conception efficace du système nécessite des données structurées sur:

• Spécifications du tuyau:Matériau, dimensions, types de connexions
• Propriétés du fluide:Densité, viscosité, plage de température/pression
• Paramètres de la soupape:Les valeurs de Cv, les matériaux, les méthodes d'actionnement
• Exigences du système:Débit, baisses de pression admissibles

Les principaux calculs techniques comprennent:

• Analyse des flux:Les équations de Darcy-Weisbach ou Hazen-Williams
• Modélisation de la perte de pression:Comptabilisation des raccords, des changements d'altitude
• La taille de la vanne:Calculs Cv basés sur les systèmes ΔP et Q
• Algorithmes d'optimisation:Algorithmes génétiques pour l'équilibre coût/performance

Les représentations graphiques (profils de pression, cartes de vitesse de débit) améliorent la validation de la conception et le dépannage.

Une usine chimique a besoin de vannes résistantes à la corrosion pour:

• Débit: 100 m3/h (≈440 GPM)
• Pour les véhicules à moteur à commande autonome, la valeur de l'indicateur d'alimentation doit être supérieure à:
• Fluide: liquide corrosif
• Matériau des tuyaux: acier inoxydable

Cv requis à 1 bar ΔP:

Le nombre d'émissions de CO2 est calculé en fonction de l'indice de CO2 de l'établissement.

une puissance de sortie de l'air supérieure ou égale à 5 W;

• Résumé de vie > 440
• Classe de pression ≥ 150 selon l'ANSI
• Les connexions par brides correspondant au tuyau DN

Au fur et à mesure que les systèmes industriels deviennent plus complexes, l'intégration des connaissances en normes dimensionnelles avec les méthodes d'analyse devient essentielle pour des opérations efficaces et sûres.Les progrès futurs tireront de plus en plus parti de l'apprentissage automatique et des technologies IoT pour la maintenance prédictive et l'optimisation dynamique des réseaux fluides.