info@gerb.com
Viskózní tlumiče pro snížení vibrací v potrubních systémech v petrochemickém závodě
Společnost GERB byla oslovena petrochemickou společností z oblasti Blízkého východu, aby pomohla zmírnit problémy s vibracemi v jednom z jejích závodů na zpracování aminů.
Bylo nutno vyřešit celkem 4 jednotky, protože úroveň vibrací překračovala přípustné limity (viz Obrázek 1). Interní procesní studie zákazníka odhalila, že v potrubí dochází k laminárnímu proudění, které vyvolává vnitřní síly, jež nelze eliminovat. Vzhledem k omezením, jako jsou velké průměry (36″) potrubí, dlouhé vertikální trasy a skutečnost, že většina podpěr je připevněna k tlakové nádobě, nelze provést úpravu vedení potrubí ani stávajícího uložení. Tlumiče potrubí společnosti GERB jsou vhodným řešením těchto problémů díky vynikajícím vlastnostem při dodatečné montáži a obecně velkým schopnostem snižovat vibrace. Cílem bylo snížit stupeň klasifikace situace z úrovně „Upozornění“ na úroveň „Přijatelná“ v místech 6 a 7 v první instalační jednotce (a na podobných, ale mírně odlišných bodech v dalších jednotkách).
Vytvoření modelu a simulace
Zákazník poskytl data modelu CEASAR II, která byla importována do modelu Rohr2. Přehled potrubního systému viz obrázek 2 a představa o instalaci s tlumiči viz obrázek 3.
Aby bylo možné pochopit dopad, byla ověřena různá nastavení a uspořádání tlumičů, např. dva nebo čtyři tlumiče na jeden úsek potrubí. Obrázek 3 ilustruje systém se dvěma nainstalovanými tlumiči.
Viz [1] pro podrobné vysvětlení modelování viskózních tlumičů nebo [2] pro konkrétnější vysvětlení, jak se tyto aplikace pro potrubní systémy používají.
Výsledky simulace
Porovnávala se následující nastavení:
- s tlumiči
- bez tlumičů
- se čtyřmi tlumiči (dva tlumiče na každém místě v tandemovém uspořádání)
Je patrné, že pro body 1010 a 1050, které se nacházejí v blízkosti míst instalace tlumičů, lze dosáhnout podstatného snížení vibrací. Pro bod 1060, který je od místa instalace tlumičů vzdálenější, je efekt snížení menší.
Výběr tlumičů
Počet tlumičů byl zvolen tak, aby bylo dosaženo co největšího snížení úrovně vibrací, a to podle místních podmínek pro instalaci a možností uložení:
- Maximální síly vyvíjené na uložení nesmějí přesáhnout 5 kN
- Počet vhodných míst pro instalaci uložení byl omezen
V této jednotce bylo rozhodnuto nainstalovat celkem 4 středně velké tlumiče. Velikost tlumičů byla zvolena tak, aby se snížily požadavky na potřebnou pevnost a tuhost místního uložení. Bylo také rozhodnuto nainstalovat tlumiče v tzv. tandemovém uspořádání, aby se snížil možný kroutící moment na podpěrách i samotném potrubí. Obrázek 7 ilustruje takové schéma instalace.
Konstrukce třecí svorky
Zákazník požádal společnost GERB, aby pro toto tandemové uspořádání zajistila také složitou konstrukci a výrobu třecích svorek. Ve fázi návrhu bylo s ohledem na potrubí z nerezové oceli a svorkám z uhlíkové oceli nutno zvážit záležitosti jako třecí schopnost, tepelná roztažnost a ochrana proti korozi. Níže je uveden zkrácený seznam požadavků:
- 30palcová trubka z nerezové oceli
- Svorky z uhlíkové oceli v tandemovém uspořádání
- Provozní teplota kapaliny 107 °C
- Okolní teplota +5 °C … +55 °C
- Všechny potřebné tlumicí síly bylo nutné přenášet prostřednictvím třecích sil upevnění.
- Všechny součásti musí splňovat nezbytné pevnostní požadavky podle platných norem a předpisů.
- Užitečné tipy pro instalaci.
Aby se zabránilo korozi kontaktů, byla mezi svorku a trubku vsunuta vložka z nerezové oceli. Samotná svorka je z materiálu S355. Konstrukce navíc vyhovuje výše uvedeným požadavkům a zároveň není drahá a její instalace není složitá.
Výroba
Kompletní výroba tlumičů a svorek probíhala v centrále společnosti GERB v německém Berlíně. Sledování kvality a dokumentace výroby probíhalo za použití platných norem a podrobného plánu zajištění kvality (QAP) dohodnutého se zákazníkem (viz obrázek 8). Výroba byla realizována včas a následně byly součásti dodány zákazníkovi.
Instalace a dohled
Proces montáže proběhl ve spolupráci s koncovým zákazníkem. Jeřáb a personál pro montáž poskytl zákazník. Na samotný proces montáže dohlížel přímo na místě zkušený inženýr společnosti GERB. Příručka kvality obsahovala podrobná vysvětlení všech nutných kroků montáže.
Na obrázcích 9 a 10 je pro představu stránka této příručky pro montáž. [3] je odkaz na standardní příručku pro montáž tlumičů společnosti GERB. Instalace každé svorky je věnována konkrétní příručka vytvořená přesně pro dané instalační schéma.
Potvrzení s měřením
Tabulka 2 ukazuje výsledky situace ve 4 různých jednotkách před montáží tlumičů a po montáži tlumičů. S výjimkou systému 2 – který od počátku nevzbuzoval pochyby – bylo možné u všech systémů snížit klasifikaci z úrovně „Upozornění“ na úroveň „Přijatelná“. Průměrné snížení se pohybovalo zhruba mezi 60 % a 80 %, přičemž celkový průměr činil 68 % (pro systémy 1, 3 a 4). To je přibližně o 20 % více, než předpokládala simulace, při níž bylo dosaženo snížení v průměru o 45 %.
Jedná se o vysokou průměrnou hodnotu snížení, která svědčí o tom, že plánování, výběr, výroba a montáž tlumičů byly provedeny správně.
Závěr
Tato případová studie ukazuje, že použití viskózních tlumičů potrubí může být velmi účinné pro snížení provozních vibrací v potrubních systémech s laminárním tokem a podobnými jevy. Popsána instalace je vysoce nákladově efektivní a montáž lze provést i během provozu celého závodu. Tím se zkracují prostoje zařízení a snižují se dodatečné náklady způsobené odstávkami.
Průměrné snížení o zhruba 68 % je vyšší, než bylo vypočteno při simulaci, a ukazuje na určitou konzervativnost v přístupu k modelování. Zároveň to ukazuje, že plánování přípravy opěrných bodů a celková instalace byly provedeny profesionálně, což je nezbytné pro dosažení co nejlepší výkonnosti tlumiče. Při návrhu tlumiče a spojovacích prvků byly zohledněny všechny parametry související s projektem. To podtrhuje fakt, že simulace a použití tlumičů potrubí je proveditelný a nákladově efektivní nástroj pro zmírnění vibrací v petrochemických závodech.
REFERENCE
[1] Popis frekvenčně závislých charakteristik viskózních elastických tlumičů
Barutzki, GERB, prosinec 2006, pdf
[2] Prodloužení životnosti a zvýšení bezpečnosti potrubních systémů pomocí viskózních tlumičů, pro Konferenci o statice na Blízkém východě 2018
Fischer, Barutzki, GERB, březen 2018, pdf
[3] Pokyny pro přepravu, montáž, údržbu a likvidaci všech typů tlumičů potrubí
Fischer, Barutzki, GERB, duben 2020, pdf
Neváhejte nás kontaktovat ohledně výše uvedených odkazů.
Sdílet tento příspěvek
Další zdroje
Potřebujete další informace o tomto tématu?
Neváhejte se na nás obrátit s konkrétním dotazem.
Jeden z našich projektových inženýrů se vám brzy ozve.
Viskózní tlumiče pro snížení vibrací v potrubních systémech v petrochemickém závodě
Společnost GERB byla oslovena petrochemickou společností z oblasti Blízkého východu, aby pomohla zmírnit problémy s vibracemi v jednom z jejích závodů na zpracování aminů.
Bylo nutno vyřešit celkem 4 jednotky, protože úroveň vibrací překračovala přípustné limity (viz Obrázek 1). Interní procesní studie zákazníka odhalila, že v potrubí dochází k laminárnímu proudění, které vyvolává vnitřní síly, jež nelze eliminovat. Vzhledem k omezením, jako jsou velké průměry (36″) potrubí, dlouhé vertikální trasy a skutečnost, že většina podpěr je připevněna k tlakové nádobě, nelze provést úpravu vedení potrubí ani stávajícího uložení. Tlumiče potrubí společnosti GERB jsou vhodným řešením těchto problémů díky vynikajícím vlastnostem při dodatečné montáži a obecně velkým schopnostem snižovat vibrace. Cílem bylo snížit stupeň klasifikace situace z úrovně „Upozornění“ na úroveň „Přijatelná“ v místech 6 a 7 v první instalační jednotce (a na podobných, ale mírně odlišných bodech v dalších jednotkách).
Viskózní tlumiče pro snížení vibrací v potrubních systémech v petrochemickém závodě
Společnost GERB byla oslovena petrochemickou společností z oblasti Blízkého východu, aby pomohla zmírnit problémy s vibracemi v jednom z jejích závodů na zpracování aminů.
Bylo nutno vyřešit celkem 4 jednotky, protože úroveň vibrací překračovala přípustné limity (viz Obrázek 1). Interní procesní studie zákazníka odhalila, že v potrubí dochází k laminárnímu proudění, které vyvolává vnitřní síly, jež nelze eliminovat. Vzhledem k omezením, jako jsou velké průměry (36″) potrubí, dlouhé vertikální trasy a skutečnost, že většina podpěr je připevněna k tlakové nádobě, nelze provést úpravu vedení potrubí ani stávajícího uložení. Tlumiče potrubí společnosti GERB jsou vhodným řešením těchto problémů díky vynikajícím vlastnostem při dodatečné montáži a obecně velkým schopnostem snižovat vibrace. Cílem bylo snížit stupeň klasifikace situace z úrovně „Upozornění“ na úroveň „Přijatelná“ v místech 6 a 7 v první instalační jednotce (a na podobných, ale mírně odlišných bodech v dalších jednotkách).
Vytvoření modelu a simulace
Zákazník poskytl data modelu CEASAR II, která byla importována do modelu Rohr2. Přehled potrubního systému viz obrázek 2 a představa o instalaci s tlumiči viz obrázek 3.
Aby bylo možné pochopit dopad, byla ověřena různá nastavení a uspořádání tlumičů, např. dva nebo čtyři tlumiče na jeden úsek potrubí. Obrázek 3 ilustruje systém se dvěma nainstalovanými tlumiči. Viz [1] pro podrobné vysvětlení modelování viskózních tlumičů nebo [2] pro konkrétnější vysvětlení, jak se tyto aplikace pro potrubní systémy používají.
Výsledky simulace
Porovnávala se následující nastavení:
- s tlumiči
- bez tlumičů
- se čtyřmi tlumiči (dva tlumiče na každém místě v tandemovém uspořádání)
Je patrné, že pro body 1010 a 1050, které se nacházejí v blízkosti míst instalace tlumičů, lze dosáhnout podstatného snížení vibrací. Pro bod 1060, který je od místa instalace tlumičů vzdálenější, je efekt snížení menší.
Výběr tlumičů
Počet tlumičů byl zvolen tak, aby bylo dosaženo co největšího snížení úrovně vibrací, a to podle místních podmínek pro instalaci a možností uložení:
- Maximální síly vyvíjené na uložení nesmějí přesáhnout 5 kN
- Počet vhodných míst pro instalaci uložení byl omezen
V této jednotce bylo rozhodnuto nainstalovat celkem 4 středně velké tlumiče. Velikost tlumičů byla zvolena tak, aby se snížily požadavky na potřebnou pevnost a tuhost místního uložení. Bylo také rozhodnuto nainstalovat tlumiče v tzv. tandemovém uspořádání, aby se snížil možný kroutící moment na podpěrách i samotném potrubí. Obrázek 7 ilustruje takové schéma instalace.
Konstrukce třecí svorky
Zákazník požádal společnost GERB, aby pro toto tandemové uspořádání zajistila také složitou konstrukci a výrobu třecích svorek. Ve fázi návrhu bylo s ohledem na potrubí z nerezové oceli a svorkám z uhlíkové oceli nutno zvážit záležitosti jako třecí schopnost, tepelná roztažnost a ochrana proti korozi. Níže je uveden zkrácený seznam požadavků:
- 30palcová trubka z nerezové oceli
- Svorky z uhlíkové oceli v tandemovém uspořádání
- Provozní teplota kapaliny 107 °C
- Okolní teplota +5 °C … +55 °C
- Všechny potřebné tlumicí síly bylo nutné přenášet prostřednictvím třecích sil upevnění.
- Všechny součásti musí splňovat nezbytné pevnostní požadavky podle platných norem a předpisů.
- Užitečné tipy pro instalaci.
Aby se zabránilo korozi kontaktů, byla mezi svorku a trubku vsunuta vložka z nerezové oceli. Samotná svorka je z materiálu S355. Konstrukce navíc vyhovuje výše uvedeným požadavkům a zároveň není drahá a její instalace není složitá.
Výroba
Kompletní výroba tlumičů a svorek probíhala v centrále společnosti GERB v německém Berlíně. Sledování kvality a dokumentace výroby probíhalo za použití platných norem a podrobného plánu zajištění kvality (QAP) dohodnutého se zákazníkem (viz obrázek 8). Výroba byla realizována včas a následně byly součásti dodány zákazníkovi.
Instalace a dohled
Proces montáže proběhl ve spolupráci s koncovým zákazníkem. Jeřáb a personál pro montáž poskytl zákazník. Na samotný proces montáže dohlížel přímo na místě zkušený inženýr společnosti GERB. Příručka kvality obsahovala podrobná vysvětlení všech nutných kroků montáže.
Na obrázcích 9 a 10 je pro představu stránka této příručky pro montáž. [3] je odkaz na standardní příručku pro montáž tlumičů společnosti GERB. Instalace každé svorky je věnována konkrétní příručka vytvořená přesně pro dané instalační schéma.
Potvrzení s měřením
Tabulka 2 ukazuje výsledky situace ve 4 různých jednotkách před montáží tlumičů a po montáži tlumičů. S výjimkou systému 2 – který od počátku nevzbuzoval pochyby – bylo možné u všech systémů snížit klasifikaci z úrovně „Upozornění“ na úroveň „Přijatelná“. Průměrné snížení se pohybovalo zhruba mezi 60 % a 80 %, přičemž celkový průměr činil 68 % (pro systémy 1, 3 a 4). To je přibližně o 20 % více, než předpokládala simulace, při níž bylo dosaženo snížení v průměru o 45 %.
Jedná se o vysokou průměrnou hodnotu snížení, která svědčí o tom, že plánování, výběr, výroba a montáž tlumičů byly provedeny správně.
Závěr
Tato případová studie ukazuje, že použití viskózních tlumičů potrubí může být velmi účinné pro snížení provozních vibrací v potrubních systémech s laminárním tokem a podobnými jevy. Popsána instalace je vysoce nákladově efektivní a montáž lze provést i během provozu celého závodu. Tím se zkracují prostoje zařízení a snižují se dodatečné náklady způsobené odstávkami.
Průměrné snížení o zhruba 68 % je vyšší, než bylo vypočteno při simulaci, a ukazuje na určitou konzervativnost v přístupu k modelování. Zároveň to ukazuje, že plánování přípravy opěrných bodů a celková instalace byly provedeny profesionálně, což je nezbytné pro dosažení co nejlepší výkonnosti tlumiče. Při návrhu tlumiče a spojovacích prvků byly zohledněny všechny parametry související s projektem. To podtrhuje fakt, že simulace a použití tlumičů potrubí je proveditelný a nákladově efektivní nástroj pro zmírnění vibrací v petrochemických závodech.
Vytvoření modelu a simulace
Zákazník poskytl data modelu CEASAR II, která byla importována do modelu Rohr2. Přehled potrubního systému viz obrázek 2 a představa o instalaci s tlumiči viz obrázek 3.
Aby bylo možné pochopit dopad, byla ověřena různá nastavení a uspořádání tlumičů, např. dva nebo čtyři tlumiče na jeden úsek potrubí. Obrázek 3 ilustruje systém se dvěma nainstalovanými tlumiči.
Výsledky simulace
Porovnávala se následující nastavení:
- s tlumiči
- bez tlumičů
- se čtyřmi tlumiči (dva tlumiče na každém místě v tandemovém uspořádání)
Je patrné, že pro body 1010 a 1050, které se nacházejí v blízkosti míst instalace tlumičů, lze dosáhnout podstatného snížení vibrací. Pro bod 1060, který je od místa instalace tlumičů vzdálenější, je efekt snížení menší.
Výběr tlumičů
Počet tlumičů byl zvolen tak, aby bylo dosaženo co největšího snížení úrovně vibrací, a to podle místních podmínek pro instalaci a možností uložení:
- Maximální síly vyvíjené na uložení nesmějí přesáhnout 5 kN
- Počet vhodných míst pro instalaci uložení byl omezen
V této jednotce bylo rozhodnuto nainstalovat celkem 4 středně velké tlumiče. Velikost tlumičů byla zvolena tak, aby se snížily požadavky na potřebnou pevnost a tuhost místního uložení. Bylo také rozhodnuto nainstalovat tlumiče v tzv. tandemovém uspořádání, aby se snížil možný kroutící moment na podpěrách i samotném potrubí. Obrázek 7 ilustruje takové schéma instalace.
Konstrukce třecí svorky
Zákazník požádal společnost GERB, aby pro toto tandemové uspořádání zajistila také složitou konstrukci a výrobu třecích svorek. Ve fázi návrhu bylo s ohledem na potrubí z nerezové oceli a svorkám z uhlíkové oceli nutno zvážit záležitosti jako třecí schopnost, tepelná roztažnost a ochrana proti korozi. Níže je uveden zkrácený seznam požadavků:
- 30palcová trubka z nerezové oceli
- Svorky z uhlíkové oceli v tandemovém uspořádání
- Provozní teplota kapaliny 107 °C
- Okolní teplota +5 °C … +55 °C
- Všechny potřebné tlumicí síly bylo nutné přenášet prostřednictvím třecích sil upevnění.
- Všechny součásti musí splňovat nezbytné pevnostní požadavky podle platných norem a předpisů.
- Užitečné tipy pro instalaci.
Aby se zabránilo korozi kontaktů, byla mezi svorku a trubku vsunuta vložka z nerezové oceli. Samotná svorka je z materiálu S355. Konstrukce navíc vyhovuje výše uvedeným požadavkům a zároveň není drahá a její instalace není složitá.
Výroba
Kompletní výroba tlumičů a svorek probíhala v centrále společnosti GERB v německém Berlíně. Sledování kvality a dokumentace výroby probíhalo za použití platných norem a podrobného plánu zajištění kvality (QAP) dohodnutého se zákazníkem (viz obrázek 8). Výroba byla realizována včas a následně byly součásti dodány zákazníkovi.
Instalace a dohled
Proces montáže proběhl ve spolupráci s koncovým zákazníkem. Jeřáb a personál pro montáž poskytl zákazník. Na samotný proces montáže dohlížel přímo na místě zkušený inženýr společnosti GERB. Příručka kvality obsahovala podrobná vysvětlení všech nutných kroků montáže.
Na obrázku 9 je pro představu stránka této příručky. [3] je odkaz na standardní příručku pro montáž tlumičů společnosti GERB. Instalace každé svorky je věnována konkrétní příručka vytvořená přesně pro dané instalační schéma.
Potvrzení s měřením
Tabulka 2 ukazuje výsledky situace ve 4 různých jednotkách před montáží tlumičů a po montáži tlumičů. S výjimkou systému 2 – který od počátku nevzbuzoval pochyby – bylo možné u všech systémů snížit klasifikaci z úrovně „Upozornění“ na úroveň „Přijatelná“. Průměrné snížení se pohybovalo zhruba mezi 60 % a 80 %, přičemž celkový průměr činil 68 % (pro systémy 1, 3 a 4). To je přibližně o 20 % více, než předpokládala simulace, při níž bylo dosaženo snížení v průměru o 45 %.
Jedná se o vysokou průměrnou hodnotu snížení, která svědčí o tom, že plánování, výběr, výroba a montáž tlumičů byly provedeny správně.
Závěr
Tato případová studie ukazuje, že použití viskózních tlumičů potrubí může být velmi účinné pro snížení provozních vibrací v potrubních systémech s laminárním tokem a podobnými jevy. Popsána instalace je vysoce nákladově efektivní a montáž lze provést i během provozu celého závodu. Tím se zkracují prostoje zařízení a snižují se dodatečné náklady způsobené odstávkami.
Průměrné snížení o zhruba 68 % je vyšší, než bylo vypočteno při simulaci, a ukazuje na určitou konzervativnost v přístupu k modelování. Zároveň to ukazuje, že plánování přípravy opěrných bodů a celková instalace byly provedeny profesionálně, což je nezbytné pro dosažení co nejlepší výkonnosti tlumiče. Při návrhu tlumiče a spojovacích prvků byly zohledněny všechny parametry související s projektem. To podtrhuje fakt, že simulace a použití tlumičů potrubí je proveditelný a nákladově efektivní nástroj pro zmírnění vibrací v petrochemických závodech.
REFERENCE
[1] Popis frekvenčně závislých charakteristik viskózních elastických tlumičů
Barutzki, GERB, prosinec 2006, pdf
[2] Prodloužení životnosti a zvýšení bezpečnosti potrubních systémů pomocí viskózních tlumičů, pro Konferenci o statice na Blízkém východě 2018
Fischer, Barutzki, GERB, březen 2018, pdf
[3] Pokyny pro přepravu, montáž, údržbu a likvidaci všech typů tlumičů potrubí
Fischer, Barutzki, GERB, duben 2020, pdf
Neváhejte nás kontaktovat ohledně výše uvedených odkazů.
REFERENCE
[1] Popis frekvenčně závislých charakteristik viskózních elastických tlumičů
Barutzki, GERB, prosinec 2006, pdf
[2] Prodloužení životnosti a zvýšení bezpečnosti potrubních systémů pomocí viskózních tlumičů, pro Konferenci o statice na Blízkém východě 2018
Fischer, Barutzki, GERB, březen 2018, pdf
[3] Pokyny pro přepravu, montáž, údržbu a likvidaci všech typů tlumičů potrubí
Fischer, Barutzki, GERB, duben 2020, pdf
Neváhejte nás kontaktovat ohledně výše uvedených odkazů.
Sdílet tento příspěvek
Sdílet tento příspěvek
Další zdroje
Potřebujete další informace o tomto tématu?
Neváhejte se na nás obrátit s konkrétním dotazem.
Jeden z našich projektových inženýrů se vám brzy ozve.
Další zdroje
Potřebujete další informace o tomto tématu?
Neváhejte se na nás obrátit s konkrétním dotazem.
Jeden z našich projektových inženýrů se vám brzy ozve.