انجماد موضعي خطوط لوله حاوي مايعات به منظور فراهم كردن امكان تعميرات

Local Freezing of Liquid Pipelines, in Order to Provide Repairs

يكي از مشكلات موجود بر سر راه تعميرات خطوط لوله حاوي سوخت، و يا هر نوع مايع ديگري در واحدهاي صنعتي و يا تاسيسات ساختمان‌هاي عمومي و مسكوني، وجود سيال در داخل آن و عدم امكان جدا نمودن بخش آسيب ديده از كل سيستم، جهت تعميرات و همچنين جلوگيري از اتلاف سيال مي‌باشد. طرح حاضر سعي در معرفي روشي مبتني بر استفاده از انجماد در تعميرات خطوط لوله را دارد كه ضمن حذف عمليات تخليه لوله در محل، استفاده از آن را به عنوان تكنيك برتر توصيه مي‌كند. در اين روش، با توليد سرما در بيرون لوله و در دو طرف منطقه آسيب ديده، سيال در لوله منجمد شده و مانعي در مسير جريان سيال به وجود مي‌آورد. عمل انجماد با بستن يك پوشش مبرد موقت به دور لوله صورت مي‌گيرد. بدين ترتيب، محل آسيب ديده از بقيه خط لوله جدا شده و تعمير مي‌شود و پس از تعميرات با برداشتن سيستم خنك‌كن، انجماد از بين رفته و خط لوله مجدداً قابل بهره‌برداري مي‌شود. در اين تحقيق، معادله انجماد با روش حل عددي مبتني بر انتگرال‌گيري سيمپسون حل شده و زمان انجماد سيال در لوله با شرايط مرزي مختلف (قطر لوله، نوع و سرعت سيال و...) محاسبه شده است. در انتها، نتايج در روش فوق با نتايج به دست آمده از انجام آزمايش روي دستگاهي كه به همين منظور طراحي و ساخته شده، مقايسه شده است.

One of the problems in repairing pipelines containing fuels or any other liquid in industrial units or public and residential buildings is impossibility of separating damaged part of the whole path for repair, avoiding waste of fluid. The present design attempts to introduce a method based on use of freezing in pipeline repairs, which, while removing pipe discharge operations locally, recommends it as a superior technique. In this method, by producing cold condition outside the pipe and on both sides of the damaged part, the fluid is frozen in the tube and creates an obstacle in the fluid flow path. The freezing operation is performed by closing a temporary refrigerant coating around the tube. Thus, the damaged part is separated from the rest of the pipeline and is repaired. In this research, the freezing equation was first calculated by numerical solution based on Simpsonʹs integration, and the duration of freezing of the fluid in a tube with different boundary conditions (pipe diameter, type and fluid velocity, etc.) was calculated. At the end, the results of the numerical methods were compared with the results of the experiment on a device designed for this purpose.