Pertimbangan utama untuk pemilihan pipa dan katup dalam desain sistem

Dalam produksi industri, konstruksi kota, dan berbagai bidang teknik,sistem pipa memainkan peran penting sebagai jaringan pembuluh darah yang menghubungkan proses produksi dan memastikan kontinuitas operasiSistem-sistem ini mengangkut cairan yang beragam air, minyak, gas, dan bahan kimia namun desain, instalasi, dan pemeliharaan mereka menimbulkan tantangan yang signifikan.terutama mengenai ukuran pipa standar.

Daerah yang berbeda menggunakan standar yang berbeda:International Organization for Standardization (ISO) DN (Nominal Diameter) dan American Society of Mechanical Engineers (ASME) NPS (Nominal Pipe Size)Perbedaan ini membutuhkan konversi yang tepat selama kolaborasi internasional, pengadaan peralatan, dan pelaksanaan proyek.kehilangan tekanan yang berlebihan, kerusakan peralatan, atau bahaya keamanan.

Panduan ini memberikan metode konversi DN-NPS yang komprehensif dan strategi pemilihan katup melalui analisis berbasis data, meliputi:

• Konsep dasar dan perbedaan standar antara DN dan NPS
• Metodologi konversi termasuk tabel referensi, perkiraan dan perhitungan yang tepat
• Teknik pengukuran pipa praktis (OD, keliling, ID)
• Kriteria utama pemilihan katup: dimensi pipa, persyaratan aliran, tekanan nominal dan kompatibilitas media
• Analisis perbandingan katup full-bore versus valve reduced-bore
• Aplikasi analisis data untuk desain sistem yang dioptimalkan

DN merupakan metode pengukuran standar untuk pipa, fittings, dan katup di bawah standar metrik ISO.Hal ini menyederhanakan spesifikasi komponen dalam aplikasi seperti pasokan airNilai DN yang khas (misalnya, DN15, DN25) sesuai dengan rentang dimensi daripada pengukuran yang tepat.

NPS berfungsi sebagai konvensi ukuran analog di bawah standar ASME, yang terutama digunakan di Amerika Serikat.Nilai nominal ini sama mewakili kategori dimensi daripada pengukuran yang tepat.

Perbedaan utama terletak pada satuan pengukuran (milimeter vs inci) dan kerangka standar (ISO vs ASME).sementara DN20 sesuai dengan NPS 3/4 ∙ membutuhkan referensi yang cermat ke tabel konversi.

NPS (size standard) tidak boleh dikelirukan dengan NPT (National Pipe Thread), yang secara khusus mengacu pada standar threading kerucut untuk koneksi anti kebocoran.

Tabel standar menyediakan metode konversi yang paling mudah.

Untuk perkiraan cepat:

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

Catatan: Akurasi ini membawa ketidakakuratan yang melekat dan seharusnya tidak menggantikan perhitungan yang tepat untuk aplikasi kritis.

Untuk presisi rekayasa:

• NPS = DN ÷ 25.4(milimeter sampai inci)
• DN = NPS × 25.4(inci sampai milimeter)

Rumus-rumus ini berasal dari faktor konversi yang tepat 25,4 mm / inci, meskipun aplikasi praktis harus memperhitungkan toleransi dimensi standar.

Menggunakan kaliper atau pita pengukur, menentukan OD pipa dan referensi silang dengan tabel dimensi standar. variasi ketebalan dinding berarti OD yang sama dapat sesuai dengan ukuran nominal yang berbeda.

Untuk pipa di mana pengukuran OD langsung tidak praktis, hitung OD dari keliling (C) menggunakan:OD = C ÷ π(π≈3.14159).

Gunakan kaliper internal atau pengukur lubang untuk mengukur ID secara langsung, terutama di ujung pipa atau titik akses.

Ukuran nominal katup umumnya harus sesuai dengan pipa penghubung. Pengecualian termasuk aplikasi kontrol aliran di mana perbedaan ukuran yang disengaja mengelola kecepatan atau penurunan tekanan.

Koefisien aliran katup (Cv) menunjukkan kapasitasnya untuk melewati cairan pada perbedaan tekanan tertentu (diukur dalam galon per menit pada 1 psi ΔP)..

Kelas tekanan katup harus melebihi tekanan operasi sistem maksimum untuk mencegah kegagalan.

Pilih bahan yang tahan terhadap karakteristik fluida, baja tahan karat untuk media korosif, plastik untuk ketahanan kimia, dll.

Fitur diameter internal yang cocok dengan pipa yang terhubung, meminimalkan pembatasan aliran dan kehilangan tekanan.

• Sistem aliran tinggi
• Cairan kental
• Aplikasi yang membutuhkan pigging atau pembersihan

Mengintegrasikan saluran aliran yang lebih kecil daripada pipa penghubung, menawarkan penghematan biaya dengan mengorbankan penurunan tekanan yang lebih tinggi.

• Aplikasi industri umum
• Sistem dengan kebutuhan aliran yang sederhana
• Proyek-proyek yang sadar anggaran

Desain sistem yang efektif membutuhkan data terstruktur tentang:

• Spesifikasi pipa:Bahan, dimensi, jenis koneksi
• Sifat cairan:Ketumpatan, viskositas, rentang suhu/tekanan
• Parameter katup:Nilai Cv, bahan, metode pemicu
• Persyaratan sistem:Tingkat aliran, penurunan tekanan yang diizinkan

Perhitungan teknik utama meliputi:

• Analisis aliran:Persamaan Darcy-Weisbach atau Hazen-Williams
• Pemodelan kehilangan tekanan:Akuntansi untuk perlengkapan, perubahan ketinggian
• Ukuran katup:Perhitungan Cv berdasarkan sistem ΔP dan Q
• Algoritma optimasi:Algoritma genetik untuk keseimbangan biaya/kinerja

Representasi grafis (profil tekanan, peta kecepatan aliran) meningkatkan validasi desain dan pemecahan masalah.

Sebuah pabrik kimia membutuhkan katup tahan korosi untuk:

• Aliran: 100 m3/h (≈440 GPM)
• Tekanan: 10 bar (≈145 psi)
• Cairan: Cairan korosif
• Bahan pipa: Baja tahan karat

Cv yang diperlukan pada 1 bar ΔP:

Cv = Q × √(SG/ΔP) = 440 × √(1/1) = 440

Ventil bola stainless steel full-bore yang dipilih dengan:

• Cv > 440
• Kelas tekanan ≥ ANSI 150
• Sambungan flange yang cocok dengan pipa DN

Karena sistem industri menjadi lebih kompleks, mengintegrasikan pengetahuan standar dimensi dengan metodologi analisis menjadi penting untuk operasi yang efisien dan aman.Kemajuan masa depan akan semakin memanfaatkan teknologi pembelajaran mesin dan IoT untuk pemeliharaan prediktif dan optimasi dinamis jaringan fluida.