Кіріспе

Құбырлар жүйесі сұйықтықтарды тасымалдау үшін қолданылады, тоқыма өрнегі. Өнеркәсіпте құбырлар – сұйықтықтарды (сұйықтар мен газдарды) бір жерден екінші жерге тасымалдауға арналған құбырлар жүйесі. Құбырларды жобалау инженерлік саласы сұйықтықты тиімді тасымалдауды зерттейді. Өнеркәсіптік құбырлар (және құрастырма бөліктері) ағаштан, шыны талшықтан, шыныдан, болаттан, алюминийден, пластиктен, мыстан және бетоннан жасалуы мүмкін. Құрастырма бөліктері – фитингтер, клапандар және басқа да құрылғылар әдетте тасымалданатын сұйықтықтың қысымын, ағымын және температурасын бақылайды және сезінеді, әдетте құбырларды жобалау (немесе құбырлар инженериясы) саласына жатады, бірақ сенсорлар мен автоматты басқару құрылғылары аспаптар және басқару жүйесін жобалау бөлігі ретінде қарастырылуы мүмкін. Құбырлар жүйелері құбырлар мен аспаптар сызбаларында (P&ID) көрсетіледі. Қажет болған жағдайда құбырларды құбыр тазалау арқылы тазалауға болады. Құбырлар кейде құбырлардың орналасуын, яғни өндірістік орналастыру немесе коммерциялық ғимараттың физикалық құбырлар орналасуын егжей-тегжейлі сипаттауды білдіреді. Бұрын мұны жобалау, техникалық сызу, инженерлік сызу және дизайн деп атаған, бірақ қазіргі таңда автоматтандырылған компьютерлік сызу немесе компьютерлік көмекпен жобалау (CAD) бағдарламалық жасақтамасын пайдаланатын дизайнерлер орындайды. Сумен және отынмен қамтамасыз ету үшін қолданылатын сұйықтықтарды тасымалдау түрі ретінде көпшілікке құбырлар жақсы таныс. Құбырлар сондай-ақ канализация түріндегі қалдықтарды алып тастайды және канализация газдарының сыртқа шығуына мүмкіндік береді. Өрт сөндіру жүйелері де құбырларды пайдаланады және ауыз суды немесе басқа өрт сөндіру сұйықтықтарын тасымалдауы мүмкін. Құбырлар өте маңызды, өйткені олар шикі және жартылай өңделген сұйықтықтарды тазарту арқылы пайдалы өнімдерге айналдыру үшін көптеген өнеркәсіптік қолдануларға ие. Құбырлар құрылысында қолданылатын кейбір сирек кездесетін материалдар – инконел, титан, хром-молибден және әртүрлі болат қорытпалары.

Стресс-талдау

Процесс құбырлары мен қуат құбырларын құбырлардағы кернеуді есептеуші инженерлер әдетте құбыр трассасының, муфталық жүктемелердің, ілмектердің және тіректердің дұрыс орналастырылғанын және таңдалғанын тексеру үшін қарастырады, соның салдарынан ASME B31, EN 13480, GOST 32388, RD 10 249 немесе басқа қолданылатын нормалар мен стандарттарда белгіленгендей, тұрақты жүктемелер, жұмыс жүктемелері, қысымды сынау жүктемелері сияқты әртүрлі жағдайлардағы жүктемелерде құбырдың рұқсат етілген кернеулері аспауы тиіс. Құбырдың механикалық мінез-құлқын, әдеттегі жүктемелерде (ішкі қысым және жылулық кернеулер) және сейсмикалық оқиғалар, қатты жел, ерекше діріл немесе су соққысы сияқты эпизодтық және уақытша жүктемелерде бағалау қажет. Мұндай бағалау әдетте AutoPIPE, CAEPIPE, CAESAR, PASS/START PROF немесе ROHR2 сияқты арнайы (шекті элементтер әдісін қолданатын) құбырлардағы кернеуді талдауға арналған компьютерлік бағдарламалардың көмегімен жүзеге асырылады. Криогендік құбыр тіректерінде температура қалыпты жұмыс жағдайларынан төмендегенде көптеген болаттардың қатайып, сынуға бейімділігі артады, сондықтан криогендік жағдайлар үшін температура таралуын білу қажет. Болат конструкцияларда дизайнның өткір бұрыштарынан немесе материалдың құрамындағы қоспалардан туындаған жоғары кернеулі аймақтар болуы мүмкін.

Тарих

Алғашқы ағаш құбырлар ортасынан бойлық саңылау жасалған бөліктерден құрастырылған. Кейін ағаш құбырлар, ағаш бөшкелерді жасау сияқты, таяқшалар мен шегелермен жасалды. Таяқшалы құбырлардың артықшылығы – оларды вагонда ықшамдап, бөліктерге бөліп оңай тасымалдауға болады, ал жұмыс орнында құбыр ретінде жинастыруға болады. Ағаш құбырлар, әсіресе таулы аймақтарда кең таралған, себебі ауыр темір немесе бетон құбырларды тасымалдау қиын болған. Ағаш құбырларды металл құбырларға қарағанда күтіп ұстау оңай болды, өйткені ағаш температура өзгергенде металл сияқты кеңейіп немесе жиырылмайды, сондықтан кеңейтім буындары мен иілістер қажет болмады. Ағаштың қалыңдығы құбырларға жылу оқшаулағыш қасиеттер берді, бұл металл құбырларға қарағанда мұзданудың алдын алды. Су құбырына қолданылатын ағаш тез шірімейді. Электролиз ағаш құбырларға ешқандай әсер етпейді, себебі ағаш электр тогын жақсы өткізбейді. АҚШ-тың батысында құбыр жасау үшін секвоя ағашы қолданылғанда, оның "ерекше қасиеттері" анықталды, ол оны ауа райының әсерінен, қышқылдардан, жәндіктерден және саңырақтардан қорғайды. Секвоя құбырлары ұзақ жылдар бойы тегіс және таза күйінде қалады, ал темір құбырлар керісінше, тез тоза бастайды және коррозияға ұшырайды, соңында коррозиядан біте қалады.