8/18/2019 02. CJEVOVODI

1/40

Cjevovodi

8/18/2019 02. CJEVOVODI

2/40

Sastavni dio svakoga brodskog sustava  čine  cjevovodi koji služe za transport fluida od  početnog do krajnjeg stanja, a većinom su kružnog oblika.

Cjevovodi služe za transport energetskih i drugih tekućina.

Svaki cjevovod sustava ima svoje  specifične   probleme i zahtjeve, koji  potječu  od vrstesustava i tekućine koja se transportira u tom cjevovodu, o njezinim  fizičkim i kemijskimsvojstvima, radnom tlaku i temperaturi te o njihovim promjenama, kao i uvjetima stanja

sustava.

Za važnije sustave klasifikacijski zavodi izdaju propise za sigurnost broda, u kojima su

uključene  dimenzije i materijal cjevovoda kao važan dio sigurnosti brodskoga strojnogkompleksa.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

3/40

Gustoća i masa tekućine

Gustoća ( ρ) je masa tekućine sadržana u jedinici volumena.

Masa m je stalna veličina ovisna o količini tekućine, a gustoća ρ je promjenljiva veličinaovisna o temperaturi i tlaku.

Specifični volumen (v) neke tekućine je omjer volumena tekućine i njezine mase.

Recipročan je gustoći.

3

m kg

V m ρ  

=

3V m

vm kg

=

3

1   kgv

m ρ 

=

8/18/2019 02. CJEVOVODI

4/40

Poznavanje mase i ubrzanja   omogućuje utvrđivanje   sile (umnožak mase od 1 kg subrzanjem od l ms-2 definira jedinicu sile):

Tekućina se giba pod utjecajem sile, te se umnožak mase  tekućine m [kg] s gravitacijom g[m/s2] definira kao sila kojom tekućina djeluje na podlogu (težina tekućine).

Gustoća plinova utvrđuje se jednadžbom stanja

 p   - apsolutni tlak, N/m2;

 R   - individualna plinska konstanta, J/kgK ;

T    - apsolutna temperatura, K ;

K

8/18/2019 02. CJEVOVODI

5/40

Ako apsolutni tlak u cjevovodu ne prelazi 25 bara, usvoja se da je gustoća idealnih plinova približno jednaka gustoći realnog plina.

Porastom temperatura koeficijent  K  poprima vrijednost bliže jedinici, te  gustoća  plinova postaje bliža gustoći idealnih plinova.

Pri projektiranju cjevovoda često je poznata gustoća plinova r  u normalnom stanju (T0=273K; po=1,013 · 10

5 Pa), a gustoća u nekome drugom stanju nije poznata.

Ta nepoznata gustoća stanja može određuje se izjednačenjem jednadžbi stanja

 p k R T  ρ = ⋅ ⋅ ⋅

0 0 0 p R T  ρ = ⋅ ⋅

0 0 0

3

0 0 0

 p p T p kg R

T k T k p T m

 ρ  ρ 

 ρ ρ 

⋅ ⋅   = = ⇒ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅  

8/18/2019 02. CJEVOVODI

6/40

Strujanje

Ovisno o brzini strujanja, dimenzijama i obliku cijevi, svojstvima tvari koja pro1 ječe,strujanje se može biti:

-   Laminarno ili slojevito strujanje (lat. lamina = traka, sloj). Kod laminarnog strujanjačestice tekućine   se

  gibaju u slojevima bez medusobnog miješanja. Brzine pojedinih

slojeva raspoređene su u cijevi kako je to prikazano na slici. Maksimalna je brzina usredini, dok su uz stijenke brzine jednake nuli. Brzina se od ruba do sredine mijenja po

 paraboli. Laminarno strujanje nastaje samo kod razmjerno malenih brzina (gibanje ulja

u spravama za mjerenje viskoznosti, gibanja ulja kod podmazivanja, gibanja vode kod 

sustava grijanja toplom vodom, pri prolazu tekućine kroz filtre).

8/18/2019 02. CJEVOVODI

7/40

-   Turbulentno ili vrtložno strujanje   (lat.   turbo =   vrtlog). Kod turbulentnog strujanja

tekućina   se miješa. Osim glavnog gibanja u smjeru strujanja, postoje istovremenosporedna gibanja u smjeru okomitom na glavno gibanje. Na slici je prikazan raspored 

 brzina u cijevi kod turbulentnog strujanja. I kod ovog je strujanja brzina uz stijenku

 jednaka nuli, a maksimalna je brzina u sredini. Razlika u brzinama nije toliko velika kao

kod laminarnog strujanja, što se može rastumačiti miješanjem tekućine. Koji će načinstrujanja negdje nastupiti, ovisi o dimenzijama cijevi, kanala, o brzini strujanja i o

žilavosti tekućine. Velika većina strujanja u prirodi i tehnici jest turbulentna.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

8/40

Uvjet da strujanje bude stacionirano, tj. ustaljeno, jest da se brzine u nekom presjeku s

vremenom ne mijenjaju. Pri stacioniranom strujanju, laminamog i turbulentnog strujanja

dobiva se srednja brzina u nekom presjeku, kao što je to predočeno na predhodnim slikama.Ta brzina ws bit će:

gdje je:

- volumni protok, m3/s;

- protok mase tvari, kg/s;

ws   - brzina protoka, m/s;

F    - površina presjeka cijevi, m2;

v   - specifični volumen, m3/kg.

s

V m v mw

F F s

⋅   = =

 

V 

m

8/18/2019 02. CJEVOVODI

9/40

Mijenja li se presjek cijevi, mijenja se i brzina duž cijevi. U pojediniin presjeciina, brzina

iznosi:

Budući da je protok u svakom presjeku jednak, jednadžba kontinuiteta glasi:

1 2 3

1 2 3

1 2 3

; ;m v m v m v

w w wF F F 

⋅ ⋅ ⋅= = =

1 1 2 2 3 3

1 2 3

w F w F w F kgm

v v v s

⋅ ⋅ ⋅   = = =

8/18/2019 02. CJEVOVODI

10/40

•   Za dobivanje unutarnjeg promjera cjevovoda, potrebno je poznavanje m [kg/h], V  [m3/h]

i w [m/s], pa slijedi:

unutarnji promjer cjevovoda:

22   4

;3600 4 3600

V d V F F d 

w w

π 

π 

⋅   = = ⇒ = ⋅ ⋅ ⋅

[ ]2 24

1,88 10 1,88 103600

V V md m

w w wπ ρ 

− −= ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅⋅ ⋅

 

8/18/2019 02. CJEVOVODI

11/40

•   Kada je zadano d [m], p [kg/m3], V [kg/h] dobiva se izraz za srednju brzinu protoka.

•   Za izraz protočne količine  potrebno je poznavanje  w [m/s], d [m] i  ρ  [kg/m3], pa semože pisati:

3

6

2 2 2

41, 273 3353, 67 10

V V V m m mw w

F d d h d sπ ρ 

− = = ⋅ = ⋅ ⇒ = ⋅ ⋅     ⋅

 

2 3 3

2 20, 78539 2827, 4

4

d m mV F w w d w V d w

s h

π    ⋅= ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ = ⋅ ⋅

2 23600 2827, 4

4

d kgm w d wh

π   ρ ρ  ⋅   = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅  

8/18/2019 02. CJEVOVODI

12/40

Viskoznost

U realnim tekućinama postoji trenje između čestica. Zbog adhezijskih sila čestice tekućine prianjaju uza stijenke uronjenog tijela odnosno uza stijenke cijevi kroz koje struje, pa je uza

stijenke brzina jednaka nuli.

Ako ploču stavimo u gibanje brzinom w, i sloj tekućine uz ploču imat će brzinu w, a brzinasloja uz dno bit  će   jednaka nuli. Pri strujanju realnih   tekućina  uspostavlja se tzv.  profilbrzine  koji je rezultat trenja   između   stijenke cijevi i   tekućine,   odnosno   između česticatekućine. Uvijek se mora   računati   s nekom  prosječnom   brzinom. Za jednoliko gibanje ploče, sila P treba biti jednaka sili trenja T  i ona iznosi:

8/18/2019 02. CJEVOVODI

13/40

Gdje je:

F    - površina ploče, m2;

w   - brzina ploče, ms-1;

 y   - udaljenost ploče od podloge, m;

η   - dinamička viskoznost, Nsm-2, (koeficijent trenja, koeficijent dinamičke žilavostiili koeficijent dinamičke viskoznosti).

22

F w N m N sT 

m y m

m s

η 

⋅ ⋅ ⋅

= ⋅ = ⋅

8/18/2019 02. CJEVOVODI

14/40

Dinamička   žilavost ovisi o temperaturi pa se porastom temperature kod kapljevinasmanjuje, a kod plinova raste. Kod kapljevina i plinova koji se vladaju. Osim dinamičkeviskoznosti, u praksi se   često   upotrebljava kinematička   viskoznost   koja se dobivadijeljenjem dinamičke viskoznosti gustoćom ρ [kg/m3], tj.:

Kinematička viskoznost kapljevina ovisi o temperaturi, a plinova i o temperaturi i o tlaku.

Dinamička viskoznost izražava se u poazima P („Poise“) i centipoazima cP.

Jedinica za kinematičku viskoznost je stok  St  („Stok“), odnosno centistok  cSt .

33 3 2

2 2

2 2 2 2

3

 Ns kg ms m

 N s m kg m s m mm svkg   kg m kg m s m s

m

η 

 ρ 

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= = = = = ⋅ ⋅ ⋅

21 0,1 ; 1 0, 01 Ns

P cP Pm

= =

2

41 10 ; 1 0, 01

mSt cSt St  

s

−= =

8/18/2019 02. CJEVOVODI

15/40

Kinematička viskoznost određuje se pomoću viskozimetra.

 Najpoznatiji je Englerov viskozimetar pa se podaci daju u stupnjevima Englera °E . Prema

njemu, voda pri 20°C ima  kinematički  viskozitet od 1°E. Viskoznost ostalih kapljevinaodređuje se prema formuli:

Stupnjevi Englera °E  preračunavaju se u s pomoću raznih formula, npr.

3

3

200cm

200 cm 20 C

vrijemeistjecanja tekućine E 

vrijemeistjecanja vode pri° =

°

2

66,317, 32 10v E 

 E 

m

s

−   = ° − ⋅   °  

8/18/2019 02. CJEVOVODI

16/40

 Reynoldsov br oj

Osborne Reynolds ustanovio je pokusima da strujanje  tekućina kroz cijevi karakteriziraju brzina w, unutrašnji promjer cijevi d  i kinematička viskoznost v.

Ovisno o bezdimenzionalnom broju koji se dobiva iz odnosa tih veličina, može se zaključiti je li strujanje  tekućina  laminarno ili turbulentno. Taj bezdimenzionalni odnos navedenihveličina nazvan je, prema Reynoldsu, Re-značajka ili broj:

Kad  tekućina struji kroz presjek koji nije kružni, npr. kvadratni, pravokutni itd., u gornjiizraz, uvrštava se u Re-značajni ekvivalentni promjer presjeka:

gdje je F  [m2] površina presjeka strujanja toka, a O [m] opseg te površine.

Re  w d w d  

v

 ρ 

η 

⋅ ⋅ ⋅= =

[ ]4   F 

de mO

⋅=

8/18/2019 02. CJEVOVODI

17/40

Hoće li strujanje biti lamilarno ili turbulentno, ovisi o Re-broju. Za  R  > 2320 strujanje će biti turbulentno, a za Re < 2320 laminarno.

Ta granica prijelaza iz laminarnog u turbulentno nije apsolutna jer se može dobiti laminarno

strujanje i za  R > 2320 ako je ulaz u cijev postupan i ako je cijev izolirana od vanjskih

 potresa. Ako je cijev izložena intenzivnim vibracijama, nastat će  turbulentno strujanje i za Re   < 2320;   međutim, čim   vanjski   poremećaj   prestane, strujanje ponovno prelazi ulamilamo.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

18/40

 Pad tlaka pri strujanju tekućina

Pri strujanju realne   tekućine   zbog trenja o stijenke cijevi, vrtloženja i miješanja, diomehaničke energije prelazi u toplinu. Tu toplinu ne možemo pretvoriti natrag u energijutlaka ili   kinetičku   energiju, pa je s   hidrauličkog   stajališta smatramo izgubljenom, te

govorimo o gubicima pri strujanju. Gubici energije izražavaju se bilo kao visina gubitka  h,ili kao pad tlaka Δ p.

Za gubitak u ravnim cijevima konstantnog promjera vrijedi izraz:

ili

Koeficijent otpora  λ   ovisi pri laminarnom strujanju o Reynoldsovom broju   Re,   a pri

turbulentnom strujanju i o relativnoj hrapavosti  k/d,  gdje je  d  promjer cijevi, a  k  visina

neravnina stijenke.

2

21

2w N  p

d mλ ρ    ∆ = ⋅ ⋅ ⋅

[ ]

21

2t 

wh md gλ ρ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

8/18/2019 02. CJEVOVODI

19/40

Da se koeficijent otpora ne računa svaki put, u Tablici 1 dane vrijednosti λ za razne d/k.

Ako se cjevovod  račva,  ukupni pad tlaka  utvrđuje  se sumiranjem padova tlaka pojedinih

dionica.

Osim otpora trenja i ubrzanja, pojavljuju se i lokalni otpori uzrokovani   ugrađenimventilima, cijevnim lukovima, suženjima ili proširenjima cijevi itd. Ti su otpori posljedica

 pojava na mjestu gdje se stvaraju, a obuhvačaju:

- promjenljivost brzina;

- deformaciju profila brzina;

- sekundarna strujanja i vrtloženja;

- lokalne promjene tlaka.

d/k 100 200 400 600 800 1000 1500

λ   0,0379 0,0304 0,0249 0,0233 0,0207 0,0197 0,0178

d/k   2000 2500 3000 4000 5000 7000 10000

λ   0,0167 0,0159 0,0153 0,0144 0,0137 0,0128 0,0120

8/18/2019 02. CJEVOVODI

20/40

U Tablici 2 dane su apsotutne hrapavosti za određene materijale i stanje hrapavosti stjenke.

Materijali i stanje stijenke cijevi

Apsolutna hrapavost

k(mm)Vučene cijevi od bakra, aluminija, stakla, umjetnihmasa itd.

  0,0015 - 0,002

Vučene čelične cijevi, nove

- malo zahrđale,

- s jakim inkrustacijama.

0,02 -0,10

do 0,4

do 3,0Zavarene čelične cijevi, nove

- rabljene jednoliko zabrđale,

- nakon dugogodišnje upotrebe,

- s malim inkrustacijama,

- s jakim inkrustacijama.

0,04 -0,1

0,15

0,5

1,5

2,4

Pocinčane čelične cijevi, nove.   0,07 - 0,15

8/18/2019 02. CJEVOVODI

21/40

Pad tlaka ili visina gubitka računa se prema izrazima:

- vrijednost lokalnih otpora čija veličina ovisi o geometrijskom obliku elemenata

u kojem se pojavljuju lokalni otpori i utjecaj viskoznosti,   gustoće   i brzinestrujanja tekućina.

2

22

w N  p

mξ ρ 

  ∆ = ⋅ ⋅

[ ]2

2t 

wh m

gξ = ⋅

⋅

ξ 

8/18/2019 02. CJEVOVODI

22/40

Odabir promjera cijevi

Promjer cijevi odabire se tako da:

•   Otpor protjecanja u sustavu   određuje   protok pa se tlakovi postižu uporabomodgovarajućih   pumpi i snage kompresora (ili za gravitacijski protok  odgovarajućih

stupnjeva).

•   Popratne brzine fluida ne proizvode nepotrebne turbulencije, eroziju ili buku.

•   Učinak   ugradbenih strojeva bude   prilagođen   promjeru cjevovoda s obzirom nazahtjevne tlakove i brzine strujanja.

U Tablici 3 prikazane su dopuštene brzine fluida u cijevi.

Medij Brzina fluida (m/s)

Viskozni fluidi ≤ 1

Voda i malo viskozni fluidi   1 do 3

Čisti plinovi   12 do 16

Suha para   30 do 50

Pregrijana para   50 do 75

Razrijeđena para   100 - 200

8/18/2019 02. CJEVOVODI

23/40

Toplinska dilatacija cjevovoda

Toplinska dilatacija cjevovoda podrazumijeva  povećanje  ili smanjenje volumena stijenkecjevovoda pri promjeni temperature.   Budući   da je  poprečni   prosjek stijenke cjevovodazanemarivo malen u odnosu na dužinu cjevovoda, zanemarivo   če   biti i   povećanje   ili

smanjenje debljine stijenke cjevovoda u odnosu prema linearnom produljenju ili  skraćenjucjevovoda. Zato se u računu uzimaju samo linearne dilatacije.

Linearne dilatacije cjevovoda utvrduje se izrazom:

 L1   - početna duljina cjevovoda na temperaturi t 1, m;

 L2   - konačna duljina cjevovoda na temperaturi t 2, m;

 ΔL   - promjena duljine cjevovoda, m;

α   - koeficijent linearnog produljenja, m/m°C .

Koeficijent linearne dilatacije ovisi o materijalu stijenke cjevovoda i o temperaturnom

 području.

( )   [ ]2 3 2 1 L L L L t t mα ∆ = − = ⋅ ⋅ −

8/18/2019 02. CJEVOVODI

24/40

Veličine  koeficijenta linearnog produljenja α za pojedine materijale koji se upotrebljavajuna brodu, pri početnoj temperaturi t 1 = 0°C, dani su u Tablici 4.

U cjevovodima koji ne mogu slobodno dilatirati pri promjeni temperature, javljaju se

naprezanje prema zakonu   čvrstoće. Kada je cjevovod ukliješten (upet) na krajevima,naprezanje se određuje prema izraza:

t2 = -190°C + 100°C + 200°C + 300°C

Aluminij α = -18,0·10-6 23,8·10-6 24,5·10-6 25,5·10-6

Bakar α = -13,9·10-6 16,5·10-6 16,9·10-6 17,6·10-6

Čelik α = -8,80·10-6 12,2·10-6 12,6·10-6 12,8·10-6

Lijevano željezo α = -8,40·10-6 10,4·10-6 11,0·10-6 11,6·10-6

[ ]   ( )   [ ]2 11

P L E Pa E t t Pa

F Lτ τ α 

∆= = ⋅ ⇒ = ⋅ ⋅ −

8/18/2019 02. CJEVOVODI

25/40

gdje je:

F    - poprečni presjek stijenke cijevi, m2;

P   - aksijalna sila u upetom cjevovodu, N ;

 ΔL   - linearna toplinska dilatacija neukliještenog cjevovoda duljine L, m;

 E    - modul elastičnosti materijala stijenke cijevi, Pa;

 ΔL /L   - relativna linearna dilatacija (produljenje).

Aksijalna sila koja djeluje na uporište upetog cjevovoda dobiva se iz izraza:

Modul   elastičnosti   je empirijski koeficijent kojim se izražava proporcionalnost   izmeđunaprezanja i relativnih linearnih dilatacija. Vrijednosti modula  elastičnosti pri temperaturi

od 20°C za neke materijale jesu:- Alumunij 7,2·1010 [Pa],

- Bakar 11·1010 [Pa],

- Čelik  20·1010 [Pa],

- Lijevano željezo (12 do 16)· 1010 [Pa].

( )   [ ]2 1P F F E t t N  τ α = ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ −

8/18/2019 02. CJEVOVODI

26/40

 Materijali

Da bi zadovoljili namjenu, materijali od kojih se   izrađuju  cijevi i elementi cjevovoda,moraju zadovoljiti sljedeće karakteristike:

- Dovoljna   čvrstoća   ili sposobnost podnošenja   opterećenja   radi odupiranja izloženimopterećenjima pri radnoj temperaturi;

- Otpornost na rastezanje i podnošenje udara pri svim radnim temperaturama;

-  Zadovoljavajuća   otpornost na koroziju i eroziju pri unutarnjem ili vanjskom izlaganjutekućinama;

- Otpornost na potrošnju trenjem pri   međusobnom  dodiru dvaju materijala u relativnomgibanju;

- Nemogućnost zagađenja tekućina u dodiru s materijalom.

Dodatni  čimbenici   koji  utječu  na izbor materijala  uključuju  cijenu, trajnost, sposobnost

spajanja, gustoću, raspoloživost te vrijeme potrebno za proizvodnju.U Tablici 5 je prikazan Tipični izbor materijala za cjevovode.

PVC (eng. PolyV inyl C hloride - polivinil klorid)

GRP (eng. Glass- Reinforced  Plastic - armirana staklo-plastika), ili

RTRP (eng. Reinforced  T hermosetting Resine Plastic).

8/18/2019 02. CJEVOVODI

27/40

Sustavi Materijali

MORSKA VODA (glavni protupožarni sustav - suhi,kaljuža, balast)

ugljični čelik, galvanizirani čelik

MORSKA VODA (hlađenje, destiliranje, glavniprotupožarni sustav - mokri)

  90-10 Cu-Ni, GRP

SLATKA VODA hlađenje ugljični čelik, GRPPITKA VODA bakar, PVC

RASHLAĐENA VODA bakar, PVCULJA ZA PODMAZNANJE ugljični čelikGORIVO ugljični čelik

TERET: NAFTA ugljični čelik, rastezljivo željezoPARA legirani čelik, ugljični čelikKONDENZAT ugljični čelik, bakarNAPOJNA VODA ugljični čelikODVODNI CJEVOVOD (slatka voda) ugljični čelik, PVC, GRPODVODNI CJEVOVOD (morska voda)

ODUŠNICIKOMPRIMIRANI ZRAK

ugljični čelik, PVC, GRP

ugljični čelik, PVC, GRP

ugljični čelik, bakar

HIDRAULIKA ugljični čelik, nehrđajući čelik, bakar

RASHLADNA SREDSTVA bakarCO2 ugljični čelik

PJENA ugljični čelik

8/18/2019 02. CJEVOVODI

28/40

Spojevi ci  jevi

•   Brodske cijevi izložene su neprekidnim vibracijama i savijanjima i zbog toga su

 potrebni pouzdani spojevi.

•   Spojevi  uključuju: prirubnice s vijcima,  poprečno  zavarivanje, zavarivanje zglobova,lemljenje zglobova, spajanje utiskivanjem, narezivanje, spajanje stezanjem te vezivanje

kutnih spojeva (plastičnim i sintetičkim materijalima).

•   Odabir spojeva za određene cjevovode uvjetovan je: tlakom, temperaturom, sigurnošću,okolnim uvjetima, promjerom cijevi, materijal od kojeg je   izrađena   cijev,

 jednostavnošću   montaže u radionici ili na brodu,   lakoćom   provjere ispravnosti ikvalitete osiguranja,   uporabljivošću   komponenti na krajevima spojeva,   stručnošću potrebnom za postavljanje, ograničenja postavljenih od nadležnih tijela, klasifikacijskihdruštava i zahtjeva brodovlasnika.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

29/40

•   Spojevi prirubnicama, prikazani na donjoj slici, zadovoljavaju sve raspone tlakova i

temperatura brodskih sustava. Brtve treba odabrati prema tlaku i temperaturi, a površine

nalijeganja prirubnica potrebno je obraditi.

a) Vijčana   b) Upuštena c) Zglobno zavarena

d) Pločasta   e) Zavareno koljeno s prirubnicom

8/18/2019 02. CJEVOVODI

30/40

g) Prirubnički spoj za visoke tlakove

1. Prirubnica

2. Prirubnica

3. Vijak 

4. Matica5.Brtva

f) Prirubnički spoj cijevi od Al-Ms slitine

1. Vanjski čelični prsten2. Naglavak od Al-Ms slitine

3. Utor za lemnjenje

4. Cijev od Al-Ms slitine

8/18/2019 02. CJEVOVODI

31/40

•   Cijevni spojevi

a) Čeono   b) Zglobno c) Zglobno d) S utisnutim e) Vijčanizavareni zavareni lemljeni odvojcima spoj

f) Konusni g) Spajanje h) Spajanje spojkom i) dvostruko utičnivijčani spoj Hollenderovom spoj

maticom

8/18/2019 02. CJEVOVODI

32/40

 j) Spoj s konusom k) Spoj sa zasječenim prstenom

8/18/2019 02. CJEVOVODI

33/40

Ventili

Razlikujemo:

•   Zaporne ventile, (ventili za zatvaranje protoka fluida),

•   Zaporno-regulacijske ventile (zatvaranje i prigušivanje izvodi se  ručno   ili s  pomoćudijelova s prisilnim upravljanjem),

•   Ventile s automatskim zatvaranjem (promjenom tlaka i brzine smjera strujanja),

•   Ventile kao radne dijelove sustava (pumpa, puhala, motora, kompresora i drugih

strojeva),

•   Ventile za specijalnu namjenu (u sustavu tekućih i komprimiranih plinova).

8/18/2019 02. CJEVOVODI

34/40

•   Zaporni ventili ugrađuju se u sustave u kojima je potrebno zaustaviti ili smanjiti protok fluida. Četiri su osnovna zaporna ventila prikazana su na nižim slikama.

a) Zasun b) Zaporni ventil

c) Kuglasti ventil d) Leptirasti ventil

8/18/2019 02. CJEVOVODI

35/40

- Zasun je cijevni zatvarač (ventil) u kojem funkciju zatvaranja ili otvaranja ima pločastotijelo (zaporno tijelo) koje je postavljeno okomito na os cijevi. U zatvorenom položaju

leži na sjedištu odgovarajućeg oblika s kružnim otvorima. Prolaz medija ostvaruje setako da se pločasto tijelo udaljava od sjedišta pravocrtno, okomito na smjer protjecanjamedija. Zasun se otvara i zatvara djelovanjem vanjske sile preko   odgovarajućegmehanizma. Zasuni nisu pogodni za prigušivanje jer se time stvaraju snažne

turbulencije.

- Zaporni ventili se na brodu najviše ugrađuju. S obzirom na smjer protjecanja medija,dijele se na ravne i kutne. Kutni imaju  veći  gubitak otpora zbog promjene smjerastrujanja fluida. Ventil se sastoji od  kućišta, poklopca ventila, sjedišta, vretena, jarma i

kola. Odabir materijala pojedinih dijelova ovisi o vrsti protoka fluida. Najpogodniji za prigušivanje te uspješno održavaju kontrolne karakteristike.

- Kuglasti ventili imaju razmjerno kratak pogonski mehanizam i duljinu tijela te

zahtijevaju manje prostora za ugradnju. Kuglasti ventil osigurava nesmetano protjecanje

s niskim gubicima tlaka. Ventili se zakreću od otvora do potpuno zatvorenog ventila pod 

kutom od 90°, što ih  čini  posebno pogodnima gdje je god potrebna brza reakcija idaljinsko pokretanje. Najrašireniji oblik sastoji se od sjedišta zabrtvljenog i prema ulazui prema izlazu, što  ograničava   uporabu u odnosu na radne temperature. Za visoketemperature upotrebljavaju se i metalna sjedišta. Ne smiju se koristiti za prigušenje

 protoka. Pogodni su za daljinsko upravljanje.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

36/40

- Leptirasti ventili najkompaktniji su od svih zapornih ventila. U građuju se na cjevovodurashladne morske vode, balastnom cjevovodu, cjevovodu   tekućeg   tereta. Leptirastiventili velikog promjera imaju prednost zbog uštede prostora i protoka   tekućine.Osiguravaju protok u oba smjera i gotovo pun presjek strujanja fluida s neznatnim

 padom tlaka. Tim se ventilima može upravljati   ručno, hidraulično, električno   ili pneumatski. Nepropusnost zatvaranja postiže se prstenom od gume uglavljene u kučištena koju naliježe metalni disku. Radni tlak tih ventila je do 25 bara.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

37/40

•   Zaporno ne povratni ventili , tri su osnovna tipa zaporno-nepovratnih ventila.

a) Zaporno-nepovratni ventil, ravni, otvara se

djelovanjem tlaka medija na zaporno tijelo s donje

strane, ali se to otvaranje omogućuje ako je mehanizam

za otvaranje ventila u otvorenom položaju, dok zatvaranje može uslijediti nezavisno, bilo djelovanjem,

medija ili djelovanjem vanjske sile na mehanizam.

Medij teče kroz ventil samo u jednom smjeru.

 b) Nepovratno ravni ventili otvaraju se samo

djelovanjem tlaka medija na zaporno tijelo ventila

(pladanj), a zatvaranje se izvodi kombiniranim

djelovanjem medija i težine pladnja. Kroz ventil medij protječe samo u jednom smjeru.

8/18/2019 02. CJEVOVODI

38/40

c) Nepovratni ventil s oprugom, gdje sila u opruzi

određuje tlak otvaranja ventila

d) Nepovratni ventil s klapnom. Najčešće se koriste kod sistema odljeva otpadnih voda (crne i sive) na oplati

 broda. Otvaraju ga otpadne vode, a zatvara voda

(more).

Si i i l i ili l ž š i k l ( d d l k ) j

8/18/2019 02. CJEVOVODI

39/40

•   Sigurnosni i alarmni ventili  služe za zaštitu kotlova (posuda pod tlakom), strojeva,

aparata i cijevnih vodova od štetnih posljedica uslijed  povećanja tlaka. Otvaraju se kad se postigne maksimalno dopušten tlak, a moraju biti tako dimenzionirani da su uvijek u

stanju propustiti   određene količine   medija da bi se   spriječio   daljnji porast tlaka.Potrebna sila za otvaranje sigurnosnih ventila dobiva se s pomoću utega na kraku ili s

 pomoću opruga tako da se pri povećanju tlaka otvara sigurnosni ventil.

Sigurnosni ventil Redukciski ventil

I l ij

j d

8/18/2019 02. CJEVOVODI

40/40

 Izolacija cjevovoda

•   Izolacija na cijevima s visokim temperaturama potrebna je za ograničavanje površinsketemperature radi: zaštite posade, smanjenja gubitka topline iz sustava ili  sprječavanjaštetnog povečanja temperature u zatvorenim sustavima.

•   U potpunosti izolirani dijelovi ili   čitave   cijevi u sustavima, dovoda i odvoda pare,dovoda i odvoda goriva i sustava vruće pitke vode i sl.

•   Za izolaciju od visoke i niske temperature često se koriste sljedeći materijali:

- vlaknasti anorganski materijal, spojen smolom, npr. mineralna vuna,

- ekspandirani plastični materijal (poliuretan).

•   Izolacija se primjenjuje u oblicima: omotači, blokovi i kalupi.

•   Debljina izolacije ovisi o temperaturi cijevi, površinskoj temperaturi izolacije, širini

cijevi i količini prijenosa topline odabranog izolacijskoga materijala. Za cjevovode na brodu, debljina   općenito   treba osigurati potrebnu zaštitu posade broda. Cijevi kojesadrže fluid na temperaturi većoj od 65°C, trebaju imati izolaciju dovoljne debljine da površinska temperatura izolacije ne prelazi 60°C radi zaštite posade. Cijevi s

 površinskom temperaturom između 50 i 65°C trebaju imati bar oblogu ili  omotač  od trake.

•   Da bi se izolacija zaštitila od   oštećenja,   preko nje se postavljaju obloge (trake od l i i k ij d l i ij k i )