Miten valita tilapäinen kartiosihti: Koko, metalliverkko ja paineluokka putkiston käynnistyssuojausta varten

Väliaikainen kartiosihti on ruostumattomasta teräksestä valmistettu putkiston käynnistyssihti, jossa on laippojen väliin puristettava kartiomainen kudottu metalliverkkosihtielementti. Se asennetaan uuden tai korjatun linjan alkuun ja poistetaan, kun järjestelmä on huuhdeltu puhtaaksi. Se toimitetaan yleensä Class 150- tai Class 300 -paineluokissa, ja se on varustettu kudotulla ruostumattomalla teräsverkolla, jonka tiheys vaihtelee välillä 20 mesh (noin 840 mikronia) – 200 mesh (noin 74 mikronia). Se on mitoitettu siten, että nesteen virtausnopeus tehokkaan sihtipinta-alan läpi pysyy sihtiteollisuuden suosituksen mukaisella alueella 0,3–0,9 m/s. Koska väliaikainen kartiosihti suojaa linjan loppupään pumppuja, venttiilejä, säätökuristimia ja instrumentteja hitsausroiskeilta, hilseeltä, hiekalta ja muulta rakennusjätteeltä, se on yksi kustannustehokkaimmista vakuutuksista, jonka omistaja voi asentaa putkiston käyttöönoton aikana – ja sen oikea valinta riippuu kolmesta luvusta: koosta, mesh-tiheydestä ja paineluokasta.

Mitä väliaikainen kartiosihti tekee käyttöönoton aikana

Jokainen uusi putkisto kuljettaa mukanaan rakennusjätettä. Hitsausroiskeet, leikkauskuona, ruostehilse, hioma-ainejäämät, PTFE-teipin palaset ja laippojen sisään jääneet vieraat esineet liikkuvat kaikki ensimmäisen virtauksen mukana. Jos tämä jäte pääsee pumpun juoksupyörään, säätöventtiilin istukkaan, virtausmittariin tai kompressoriin, vauriot ovat välittömiä ja kalliita. Väliaikainen kartiosihti sijoitetaan haavoittuvimpien laitteiden ylävirtaan pyydystämään tämä jäte ennen kuin se pääsee perille.

Sihti asennetaan kahden vakiolaipan väliin – ilman hitsausta tai linjan muutoksia – käyttämällä samoja tiivisteitä ja pultteja, jotka ovat jo liitoksessa. Kartio osoittaa alavirtaan, virtauksen suuntaan, jolloin jäte kerääntyy kartion sisäpinnalle samalla kun sitä ympäröivä rengasmainen alue pysyy vapaana. Kun käyttöönotto ja huuhtelu on suoritettu, laippa avataan, sihti nostetaan ulos ja pysyvä tiiviste asennetaan takaisin. Laitteen kokonaiskustannus on yleensä vain murto-osa sen suojaaman ensimmäisen pumpun tai venttiilin hinnasta, minkä vuoksi väliaikaiset kartiosihdit ovat vakiokäytäntö öljy-, kaasu- ja petrokemianteollisuus, sekä energiantuotannossa ja vesienkäsittelyssä.

Yhtä seikkaa on syytä korostaa: tilapäinen kartiosihti ei ole suodatin, eikä sitä ole tarkoitettu jäämään linjaan. Sen verkko on tarkoituksella karkea prosessin lopullisiin suodatustarpeisiin nähden, ja sen sallittu painehäviö mitataan vain muutamassa psi-yksikössä. Se on uhrautuva laite, joka ottaa kiinni suuret roskat käyttöönoton lyhyen ja likaisen vaiheen aikana.

Miten kartiosihdin geometria toimii

Sihdin tunnusomainen kartiomainen muoto tekee siitä tehokkaan huuhtelusovelluksissa. Koska kartio kapenee virtaussuuntaan, sihtiverkko tarjoaa suuren kokonaispinta-alan samalla kun se vie vain vähän aksiaalista tilaa laippojen välissä. Kartio, jonka kärkikulma on 15–30 astetta, pitää sihtipinnan riittävän suurena, jotta sihti ei kurista huuhteluvirtausta silloinkaan, kun osa kartion pinnasta on jo täyttynyt roskista.

Kaksi kuormitusreittiä on tärkeää. Normaalin huuhtelun aikana suurin osa virtauksesta kulkee kartion etuosan läpi, joten etupinta tekee suurimman osan suodatustyöstä. Kun roskia kertyy, tehollinen vapaa pinta-ala pienenee ja painehäviö kartion yli nousee. Operaattorit valvovat paine-eroa sihdin yli; kun se lähestyy suunnittelurajaa – yleensä 2–5 psi järjestelmästä riippuen – sihti on puhdistettava tai vaihdettava. Kartion kyky kerätä roskia koko pinnalleen tasaisen levyn sijaan on juuri se syy, miksi kartiosihtejä suositaan tasosihtien sijaan käyttöönotossa: ne sitovat enemmän likaa ja rajoittavat virtausta vähemmän.

Oikean sihtikoon valinta

Tilapäisen kartiosihdin mitoitus alkaa putkikoosta, mutta se ei pääty siihen. Ohjaavana sääntönä on pitää nesteiden virtausnopeus sihdin avoimen pinta-alan läpi välillä 0,3–0,9 m/s (noin 1–3 ft/s). Alle noin 0,3 m/s nopeudella sihdin pinta-alasta tulee epätaloudellisen suuri; yli noin 0,9 m/s nopeudella jopa vähän kuormitettu sihti aiheuttaa liiallisen painehäviön, ja sihti alkaa toimia kuristimen tavoin.

Käytännön seurauksena sihti on usein yhtä kokoa suurempi kuin putken nimelliskoko. Esimerkiksi DN150 (6 tuuman) putkisto, jossa on suuri huuhteluvirtaus, saattaa vaatia DN200 (8 tuuman) kartiosihdin, koska kartion ja sihdin rungon välinen rengasmainen pinta-ala on lisättävä sihdin pinta-alaan ennen virtausnopeuden arviointia. Kudotun verkon kokonaisavoin pinta-ala – joka on verkon avoimen pinta-alan suhde kerrottuna sihdin geometrisella pinta-alalla – on luku, jonka on täytettävä virtausnopeuden raja-arvo.

Kolme mitoituksen lähtötietoa ovat välttämättömiä:

• Mitoitusvirtausnopeus. Suurin huuhteluvirtaus, ei normaali käyttövirtaus, koska käynnistysvirtaukset ovat usein suurimpia, joita putkistossa koskaan esiintyy.
• Nesteen tiheys ja viskositeetti. Korkean viskositeetin nesteet vaativat alhaisempia sallittuja virtausnopeuksia, jotta painehäviö pysyy hyväksyttävänä.
• Käytettävissä oleva paine-ero. Huuhtelun aikana käytettävissä olevan järjestelmäpaineen on ylitettävä sihdin puhtaan ja likaisen tilan painehäviöt riittävällä marginaalilla.

Varovainen mitoitusmenetelmä on laskea tarvittava sihdin avoin pinta-ala virtausnopeuden ja 0,3–0,9 m/s virtausnopeusalueen perusteella, jakaa se sitten verkon avoimen pinta-alan suhteella geometrisen kartion pinta-alan saamiseksi ja lopuksi varmistaa, että valittu nimelliskoko tarjoaa kyseisen pinta-alan. KAIFILin suunnittelutiimi tekee tämän laskelman rutiininomaisesti asiakkaille ja toimittaa toiminnalliset mitat jokaisen tarjouksen mukana, mikä poistaa suurimman osan arvailusta käynnistyssihdin valinnassa.

Metallilankaverkon ja mikroniluokituksen valinta

Tilapäisen kartiosihdin verkon valinnassa on tasapainoiltava merkittävien epäpuhtauksien talteenoton ja riittävän alhaisen painehäviön säilyttämisen välillä, jotta huuhtelu toimii. Lähtökohtana on suojata herkin alavirran komponentti – yleensä pumppu, säätöventtiili tai instrumentti. Sihdin verkon on oltava hienompi kuin kyseisen komponentin välykset, mutta karkeampi kuin lopullinen prosessisuodatus, koska sihti on tilapäinen.

Mesh-luku ja mikronikoko liittyvät suoraan toisiinsa. Kudotussa metalliverkossa mesh-luku tarkoittaa aukkojen määrää lineaarituumalla, ja mikronikoko kuvaa nimellistä aukkokokoa. Tilapäisten kartiosihtien yleisiä valintoja ovat:

• 20 mesh — noin 840 mikronin aukkokoko, jota käytetään erittäin karkeaan suojaukseen suurten pyörivien laitteiden ylävirrassa, kun painehäviö on pidettävä mahdollisimman pienenä.
• 40 mesh — noin 400 mikronin aukkokoko, yleinen oletusvalinta pumpun yleiseen suojaukseen käyttöönoton aikana.
• 60 mesh — noin 250 mikronin aukkokoko, jota käytetään, kun alavirran välykset ovat tiukemmat tai kun epäpuhtaudet ovat hienojakoista hilsettä hitsausroiskeiden sijaan.
• 100 mesh — noin 150 mikronin aukkokoko, joka määritetään, kun instrumentteja tai pieniä säätöaukkoja on suojattava.
• 200 mesh — noin 74 mikronin aukkokoko, joka on tilapäisen kartiosihdin käytännöllisen alueen hienoin pää, sillä hienompi verkko nostaisi painehäviötä hyväksymättömän paljon ja tukkeutuisi muutamassa minuutissa likaisen huuhtelun aikana.

Alla oleva taulukko tiivistää tyypilliset ohjeet käyttöönoton valintaan. Huomaa, että nämä ovat vain lähtökohtia — lopullinen valinta on aina tarkistettava alavirran komponenttien välysten ja käytettävissä olevan painehäviön mukaan.

Kudontarakenteella on myös merkitystä. Palttinakudottu metalliverkko, jossa jokainen lanka kulkee vuorotellen poikkilankojen yli ja ali, tarjoaa suurimman vapaan pinta-alan tietylle mesh-luvulle ja on vakiovalinta kartiosihtien sihtiverkoille. Kun tarvitaan lisälujuutta vastustamaan muodonmuutoksia korkeassa paine-erossa, Hollantilaiskudottu metalliverkko — rakenne, jossa ohuemmat loimilangat on pakattu tiiviisti yhteen — tarjoaa tiukemman ja tiheämmän sihtiverkon, joskin pienemmällä vapaalla pinta-alalla ja suuremmalla puhtaan suodattimen painehäviöllä. Yksityiskohtaisemman selityksen mesh-luvun ja mikroniluokituksen välisestä suhteesta löydät meidän opas suodatinverkon silmäkoon ja mikroniluokituksen valintaan käy läpi laskutoimitukset. Jos terminologia ei ole sinulle entuudestaan tuttua, metallilankaverkon sanastomme määrittelee silmäluvun, aukon koon, langan halkaisijan ja avoimen pinta-alan selkeällä kielellä.

Paineluokituksen valinta

Väliaikaisen kartiosihdin paineluokitus määrittelee suurimman sallitun käyttöpaineen, jolle se voi turvallisesti altistua, ja sen on vastattava tai ylitettävä sen liitoksen laippaluokka, johon sihti asennetaan. Kaksi yleisintä luokkaa ovat:

• Class 150 — mitoitettu noin 19 bar (285 psi) paineelle 38 °C:n lämpötilassa kyseisten laippojen ASME B16.5 -standardin mukaisesti. Tämä kattaa useimmat vesi-, apuaine- ja matalapaineiset prosessilinjat.
• Class 300 — mitoitettu noin 49 bar (720 psi) paineelle 38 °C:n lämpötilassa, määritelty korkeapaineisempiin prosessilinjoihin, hiilivetysovelluksiin ja höyrynkäynnistysjärjestelmiin.

Luokitus määräytyy sihdin laipparenkaan ja kauluksen, ei verkon mukaan. Itse sihtiverkko on ohut kudottu elementti, joka ei koskaan kestäisi täyttä linjapainetta yksinään; sihdin lujuus perustuu laippaliitokseen asennettavaan ruostumattomasta teräksestä valmistettuun renkaaseen ja kartion tukirakenteeseen. Kaksi suunnitteluyksityiskohtaa suojaa sihtiverkkoa huuhtelun aikana: kartio on muotoiltu ja tuettu siten, ettei se luhistu paine-eron vaikutuksesta, ja avoin pinta-ala on riittävän suuri, jotta sihdin yli vaikuttava paine-ero — joka on verkon todellinen kuormitus — pysyy pienenä silloinkin, kun linjapaine on korkea.

Myös lämpötilan aiheuttama paineluokituksen aleneminen on otettava huomioon. Paineluokat ilmoitetaan 38 °C:n vakiovertailulämpötilassa, ja sallittu käyttöpaine laskee lämpötilan noustessa. Esimerkiksi 260 °C:n lämpötilassa ruostumattomasta teräksestä valmistettu Class 300 -kokoonpano säilyttää huomattavasti vähemmän huoneenlämpötilan paineluokituksestaan. Höyrypuhalluksessa tai kuumakoekäytössä käytettävän käyttöönotto-sihdin luokitus on siksi tarkistettava todellisessa huuhtelulämpötilassa, ei pelkästään suunnittelupaineessa.

Materiaalivalinta noudattaa samaa logiikkaa kuin pysyvässä putkistossa. Austeniittiset ruostumattomat teräkset — yleisimmin 304L ja 316L — tarjoavat korroosionkestävyyden ja hitsattavuuden, joita tarvitaan useimmissa kemian, petrokemian ja vedenkäsittelyn sovelluksissa. Jos virtaava aine on syövyttävää tavalliselle ruostumattomalle teräkselle tai jos kloridijännityskorroosio on huolenaiheena, verkko ja rengas voidaan toimittaa korkeammista seoksista valmistettuina. KAIFIL valmistaa kartiosihtejä samoista metallilankaverkko- ja levylaaduista, joita käytetään muissa sihtituotteissamme, joten materiaalien jäljitettävyys ja sertifikaatit vastaavat muuta valmistettua kokonaisuutta. Kokoonpanoille, joiden on integroiduttava osaksi suurempaa pysyvää sihtijärjestelmää sen sijaan, että ne poistettaisiin käyttöönoton jälkeen, meidän hitsatut lankaverkkosuodatinkokoonpanot osoittavat samat valmistusstandardit, joita sovelletaan linjakäyttöön.

Kartiosihdit vs. korisihdit

Kun linja on otettu käyttöön, väliaikainen kartiosihti yleensä poistetaan ja tilalle voidaan asentaa pysyvä korisihti. Ero on syytä ymmärtää, sillä nämä kaksi sekoitetaan usein keskenään ja toisinaan niitä määritetään väärin.

Nämä kaksi rakennetta täydentävät toisiaan, eivätkä kilpaile keskenään. Kartiosihti on paras valinta käyttöönoton lyhyeen, likaiseen ja runsaasti roskia sisältävään vaiheeseen, koska se on edullinen, helppo poistaa eikä vaadi erillistä koteloa. Korisihti taas on paras jatkuvaan suojaukseen, sillä se voidaan puhdistaa avaamatta linjaa ja se on rakennettu kestämään vuosien käyttöä. Jos haluat vertailla sihtirakenteita tarkemmin, artikkelimme metallilankaverkosta valmistetuista korisihdeistä elintarvike- ja juomateollisuudessa tarjoaa käytännönläheisen katsauksen siitä, miten pysyvät korisihtirakenteet määritetään – kun taas tässä oppaassa esitetty väliaikaisten kartiosihtien valintalogiikka noudattaa samaa mitoituskäytäntöä.

Asennuksen, valvonnan ja poiston parhaat käytännöt

Väliaikainen kartiosihti suojaa linjaa vain, jos se on asennettu oikein ja sitä valvotaan aktiivisesti huuhtelun aikana. Muutamat käytännön toimet erottavat sujuvan käyttöönoton nolosta ja kalliista vikaantumisesta:

• Asenna kartio osoittamaan virtaussuuntaan. Kartion kärki osoittaa virtausta vasten. Sen asentaminen väärinpäin tuhoaa sen kapasiteetin ja luo roskapadon sihdin sijaan.
• Käytä oikeita tiivisteitä ja pulttien kiristysmomenttia. Sihdin rengas korvaa liitoksen tiivisteen, joten laippapintojen on oltava kohdistettuina ja pultit on kiristettävä samaan momenttiin kuin pysyvässä liitoksessa.
• Asenna paine-eromittari. Yksinkertainen T-haara- ja mittarijärjestely sihdin yli kertoo käyttäjälle, milloin kartio kuormittuu. Sihdin poistaminen paine-eron noustessa äkillisesti suojaa sihtiverkkoa luhistumiselta ja osoittaa, että huuhtelu on tehnyt tehtävänsä.
• Puhdista tai vaihda, älä koskaan käytä uudelleen sokeasti. Jos huuhtelu tehdään vaiheittain, sihti voidaan poistaa, puhdistaa ja asentaa uudelleen – mutta vain, jos sen sihtiverkko tarkastetaan ensin reikien ja vääntymien varalta.
• Kirjaa poisto lokiin. Kirjaa ylös, mikä sihti asennettiin minnekin ja milloin se poistettiin, jotta käyttöönottopöytäkirjat osoittavat jokaisen linjan olleen suojattu ja jokaisen väliaikaisen laitteen tulleen kerätyksi talteen.

Kun huuhtelu on valmis ja linja on todettu puhtaaksi, tilapäinen kartiosihti poistetaan ja pysyvä liitos palautetaan. Tämä poistovaihe tekee laitteesta ”tilapäisen” – ja se on myös syy siihen, miksi laitetta ei pitäisi koskaan korvata pysyvällä suodatinelementillä, jonka käyttöönottotiimi saattaa unohtaa poistaa.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä eroa on tilapäisellä kartiosihdillä ja pysyvällä korisihdillä? Tilapäinen kartiosihti on edullinen, laippojen väliin asennettava laite, jossa on kartiomainen kudottu metalliverkkosegmentti. Se asennetaan vain putkiston käyttöönoton ja huuhtelun ajaksi ja poistetaan sen jälkeen. Korisihti taas on pysyvä, linjaan asennettava kotelo, jossa on puhdistettava lieriömäinen kori ja joka pysyy käytössä jatkuvaa prosessisuojausta varten. Kartiosihti on optimoitu keräämään suuria määriä asennusjätettä lyhyessä ajassa minimaalisella painehäviöllä; korisihti on optimoitu pitkäaikaiseen, puhdistettavaan käyttöön.

Mitä silmäkokoa minun pitäisi käyttää käyttöönoton kartiosihdissä? Valitse verkko, joka on hienompi kuin herkimmän alavirran komponentin välykset, mutta karkeampi kuin lopullinen prosessisuodatus. Käytännössä 20 mesh (~840 mikronia) soveltuu suurten pyörivien laitteiden karkeaan suojaukseen, 40 mesh (~400 mikronia) on yleinen oletusarvo pumppujen yleissuojaukseen, ja 60–100 mesh (~250–~150 mikronia) määritetään, kun säätöventtiilejä tai instrumentteja on suojattava. Koska hienompi verkko kasvattaa painehäviötä ja tukkeutuu nopeammin likaisen huuhtelun aikana, karkein laitteistoa suojaava verkko on yleensä oikea valinta.

Miten mitoitan kartiosihdin putkistooni? Mitoita se suurimman huuhteluvirtauksen, älä pelkän putken nimelliskoon perusteella. Pidä virtausnopeus sihdin vapaan pinta-alan läpi nesteillä välillä 0,3–0,9 m/s, mikä tarkoittaa usein yhden nimelliskoon suuremman sihdin valitsemista kuin itse linja. Jaa vaadittu vapaa pinta-ala verkon vapaan pinta-alan suhteella saadaksesi kartion pinta-alan, ja varmista sitten, että käytettävissä oleva järjestelmäpaine ylittää sihdin puhtaan ja likaisen tilan painehäviöt.

Minkä paineluokan tarvitsen – Class 150 vai Class 300? Sovita sihdin paineluokka yhteen sen liitoksen laippaluokan kanssa, johon se asennetaan. Class 150 soveltuu useimpiin vesi-, apuaine- ja matalapaineisiin prosessilinjoihin (noin 19 bar lämpötilassa 38 °C), kun taas Class 300 kattaa korkeapaineisemmat hiilivety-, kemikaali- ja höyrykäyttöönotot (noin 49 bar lämpötilassa 38 °C). Tarkista luokitus aina todellisessa huuhtelulämpötilassa, sillä sallittu paine laskee lämpötilan noustessa.

Milloin tilapäinen kartiosihti pitäisi poistaa? Heti kun huuhtelu on valmis ja linja on todettu puhtaaksi – tyypillisesti silloin, kun paine-ero sihdin yli lakkaa nousemasta ja kerätyssä näytteessä olevan roskan määrä laskee hyväksyttävälle tasolle. Laite on suunniteltu poistettavaksi, ja sen jättäminen paikalleen aiheuttaa riskin, että siitä tulee pysyvä virtausrajoitus ja unohdettu roskaloukku.

Pyydä räätälöity tarjous KAIFILilta

Oikean koon, silmäkoon ja paineluokan valitseminen tilapäiselle kartiosihdille tiivistyy kolmeen lukuun ja yhteen rehelliseen arvioon loppupään laitteistostasi – mutta valmistusyksityiskohtien saaminen oikein on aivan yhtä tärkeää. KAIFIL on kiinalainen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen metalliverkkosuodattimien valmistaja, jolla on vuosikymmenten kokemus kudotuista metalliverkoista ja valmistetuista sihdeistä, ja valmistamme tilapäisiä kartiosihtejä Class 150- ja Class 300 -konfiguraatioissa palttinasidos- ja hollantilaissidos-sihtiverkoilla, varustettuna materiaalisertifikaateilla ja mittapiirustuksilla. Mitoitamme rutiininomaisesti sihtejä öljy-, kaasu- ja petrokemianteollisuuden käyttöönottoja varten, ja meidän räätälöityjen metalliverkko-osien valmistuskykymme tarkoittaa, että voimme valmistaa tuotteet juuri sinun linjakokosi, silmäkokosi ja metalliseosmäärityksesi mukaisesti sen sijaan, että joutuisit sovittamaan väkisin standardia luettelotuotetta. Ota yhteyttä KAIFILiin ja ilmoita linjakokosi, huuhteluvirtaamasi, loppupään laitteistoluettelosi ja paineluokkasi, niin insinöörimme vastaavat mitoitetulla, hinnoitellulla ja dokumentoidulla kartiosihtitarjouksella seuraavaa putkiston käyttöönottoasi varten.