संतृप्त लवणीय जल को परिवहन करने संबंधी समस्य
Thread Content
पोस्टर लेखक को संतृप्त लवणीय जल को परिवहन करने हेतु एक प्रणाली डिज़ाइन करने की आवश्यकता है। यह लवणीय जल एक औद्योगिक लवण झील से आता है; यह पहले से ही संतृप्त है, एवं इसमें सोडियम क्लोराइड भी मौजूद है। पोस्टर लेखक को, अलग हुए सोडियम क्लोराइड एवं संतृप्त लवणीय जल को एक साथ ही जल-परिवहन व्यवस्था के माध्यम से भेजना होगा। विलयन का घनत्व एवं विभिन्न घुलनशील पदार्थों की मात्रा नीचे दी गई तालिका में दी गई है:घनत्व: Mg+Ca – 1.25, KCl – 209.95, MgCl2 – 13.82, CaCl2 – 169.39, NaCl – 47.28, 46.52
विलयन का तापमान 15-40 डिग्री के बीच होता है, एवं इसमें ऑक्सीजन की मात्रा बहुत कम होती है। कृपया बताइए कि पाइपलाइनों एवं बोटों के लिए जंग-रोधी डिज़ाइन कैसे किया जाए।
क्या गैर-धातु सामग्रियों पर विचार किया जा सकता है? उदाहरण के लिए, F40 या PFA जैसे पदार्थों को स्प्रे करने पर भी टेट्राफ्लोरो वाले पदार्थ प्राप्त होते हैं!
पाइपलाइन के लिए गैर-धातु सामग्री का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन उसे 5 मेगापास्कल के दबाव को सहन करने में सक्षम होना चाहिए। पाइप का व्यास लगभग 600 मिमी होना चाहिए। बार्ज के ढाँचे के लिए केवल धातु ही उपयुक्त है।
पोस्टर लिखने वाला: नमस्ते! शायद मैंने स्पष्ट रूप से नहीं बताया। मेरे द्वारा उल्लिखित ऐसी सामग्रियों में आमतौर पर स्टील की परत होती है (जैसे F40 से बनी परत की मोटाई लगभग 1 मिमी होती है; इसकी मजबूती धातु पर ही निर्भर है)। हमारी कंपनी द्वारा निर्मित पाइप एवं उपकरण भी धातु से ही बने होते हैं – कार्बन स्टील से। लेकिन इनकी आंतरिक परतों में टेट्राफ्लोरोएथिलीन, PO, PP, PE, F46, PFA, F40, ग्लास-लाइन्ड स्टील आदि होते हैं!
मुझे समझ में आया, आपका मतलब स्टील की पाइपलाइनों से है, जिनकी अंदरूनी सतह पर विभिन्न प्रकार की सामग्रियों की परतें लगी होती हैं। लेकिन मेरी पाइपलाइन में तो संतृप्त लवणीय जल एवं नमक के क्रिस्टलों का मिश्रण ही प्रवाहित हो रहा है। पाइपलाइन में इस मिश्रण के तेज़ प्रवाह के कारण कोटिंग पर घर्षण होता है; मुझे डर है कि समय बीतने के साथ कोटिंग टूटकर गिर जाएगी।
उदाहरण के लिए, यदि 600 कैलिबर के पाइपों के निर्माण हेतु टेट्राफ्लोरोएथिलीन सामग्री का उपयोग किया जाए, तो इसकी मोटाई 4 मिलीमीटर होगी। टेट्राफ्लोरोएथिलीन में घर्षण गुणांक कम होता है; इसलिए इसकी स्व-चिकनाई क्षमता बहुत अच्छी होती है! पूछना चाहता हूँ कि, आपके मिश्रण की प्रवाह गति कितनी है? क्रिस्टलों की मात्रा कितनी है? यदि प्रवाह की गति धीमी हो, तो कोई समस्या नहीं होनी चाहिए।
मिश्रण की गति 5 मीटर/सेकंड है, एवं कोणदार संरचना वाले सोडियम क्लोराइड क्रिस्टलों की सांद्रता लगभग 10-15% है। मुझे लगता है कि घर्षण की मात्रा काफी अधिक है। मैं HDPE पाइपों का उपयोग करने पर विचार कर रहा हूँ… क्या कोई ऐसे पाइपों के बारे में जानता है?
गैर-धात्विक सामग्रियों के घर्षण गुणांक की बात करें तो, टेट्राफ्लोरोइन नामक सामग्री बहुत ही उत्कृष्ट है; यह अन्य गैर-धात्विक सामग्रियों की तुलना में भी बेहतर है। पहले एक प्रयोग करके इसका प्रभाव जाँचा जा सकता है! क्या HDPE सामग्री आमतौर पर शहरी जल आपूर्ति हेतु पाइपों के निर्माण में उपयोग में आती है
DN600 पाइपलाइन, 5 मी/सेकंड की प्रवाह गति। क्या आप वाकई यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि आपकी पाइपलाइन में प्रवाह गति एवं कार्यशील दबाव इतना ही अधिक है? मैंने सिचुआन में ऐसी पाइपलाइनें देखी हैं; इनकी वार्षिक लवण-परिवहन क्षमता लगभग 390,000 वास्तविक घन मीटर है (लगभग 1 मिलियन मानक घन मीटर)। प्रति घंटे का परिवहन मात्रा 55 वास्तविक घन मीटर है, जबकि परिवहन हेतु आवश्यक दबाव 4–6 MPa है। इन पाइपलाइनों हेतु Φ219x7 आकार की स्टील पाइपों का उपयोग किया गया है, एवं पाइपलाइनों की लंबाई लगभग 130 किलोमीटर है। यहाँ दो प्रेशर-स्टेशन भी हैं। पाइपलाइनों में प्रवाह की गति केवल 0.46 मीटर/सेकंड है। मुझे लगता है कि आपकी पाइपलाइनों में प्रवाह की गति एवं दबाव दोनों ही असामान्य हैं। यदि आपकी पाइपलाइनों का व्यास 600 मिमी है एवं कार्यात्मक दबाव 5 MPa है, तो इस उदाहरण के आधार पर आपकी वार्षिक लवण-परिवहन क्षमता लगभग 360,000 वास्तविक घन मीटर होगी; जो मानक घन मीटर में 9 मिलियन होगा। यह तो 900,000 टन वास्तविक नमक के उत्पादन के बराबर है… यह तो काफी अच्छा ही है। लेकिन प्रवाह की गति 5 मीटर/सेकंड तो बहुत ही अधिक है। । । एचडीपीई पाइपों का उपयोग हमारे देश के लवण खनन स्थलों (जैसे कि किंगहाई लवण झील आदि) में निर्माण परियोजनाओं में व्यापक रूप से किया जाता है, और इसके परिणाम भी काफी अच्छे हैं। लेकिन इतना अधिक दबाव नहीं होता; आमतौर पर कार्य संबंधी दबाव 1.6 MPa से कम ही होता है। । यदि वास्तव में 5 MPa का कार्यदबाव हो, तो या तो आप धातुई आवरण वाले एंटी-कॉर्रोसिव पेंट का उपयोग कर सकते हैं (जैसा कि हाईयू ने पहले ही बताया है), या फिर उच्च-दबाव वाले एपॉक्सी रेजिन वाली फाइबरग्लास पाइपों का उपयोग किया जा सकता है; ऐसी पाइपें आपके कार्यदबाव की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं। अच्छे निर्माताओं द्वारा निर्मित, या आयातित उत्पादों में 5.5 MPa का कार्यदबाव संभव है… लेकिन ऐसे उत्पादों की कीमत काफी अधिक होती है। जहाँ तक बार्जों की बात है, आमतौर पर उन पर रसायनीय लेप लगाकर उन्हें सड़न से कैथोडिक सुरक्षा आदि जैसे विशेष उपायों के लिए, पेशेवर निर्माताओं या जहाज निर्माण संयंत्रों से सलाह लेने की सलाह दी जाती है। । नमकीन तरल पदार्थों को परिवहन करने वाली पाइपलाइनें बहुत ही परेशान करने वाली होती हैं; उच्च खनिज सांद्रता वाले तरल पदार्थों में तो जमाव भी हो जाता है। दबाव वाले पंप स्टेशनों में, नमक जमने से बचने हेतु ताजे पानी की आप । यदि मकान मालिक की पाइपलाइनों में वाकई इतना अधिक दबाव है, तो फिर धातु की पाइपलाइनों का उपयोग करना ही बेहतर होगा, साथ ही उन पर एंटी-कोरोजन कोटिंग भी लगानी भले ही यह क्षतिग्रस्त हो जाए, फिर भी इसे मरम्मत किया जा सकता है। ।
खारे पानी के परिवहन हेतु, पाइपों के रूप में स्टील फ्रेम वाले प्लास्टिक संयुक्त पाइपों का उपयोग करना बेहतर होगा। हमने चिंगहाई एवं लुओजिया में ऐसे पाइपों का भरपूर उपयोग किया है; सिचुआन, हेनान एवं शानडोंग में भी इनका व्यापक उपयोग हो रहा है। हालाँकि, इन पाइपों द्वारा परिवहन किया जा सकने वाला दबाव अधिकतम 2 MPa ही है; 5 MPa तक का दबाव सहन नहीं किया जा सकता।
वास्तव में, यह पाइपलाइन क्लोराइड ऑफ सोडियम के क्रिस्टलों एवं संतृप्त लवणीय जल को ले जाने हेतु है। चूँकि क्लोराइड ऑफ सोडियम के क्रिस्टलों का आकार लगभग 2 मिमी होता है, इसलिए प्रवाह दर को 5 मीटर/सेकंड बनाए रखना आवश्यक है; ताकि क्रिस्टल तलछट के रूप में जमकर पाइपलाइन में रुकावट न उत्पन्न करें। सरल गणना के अनुसार, जल-प्रवाह हेतु आवश्यक ढलान i = 1.25 (घनत्व) × 0.012 (लोहे की पाइपों में घर्षण गुणांक) / 0.6 मीटर (पाइप का व्यास) × 5 × 5 (प्रवाह गति का वर्ग) / 2g = 0.031 है। 8 किमी की दूरी तक पानी पहुँचाने हेतु आवश्यक जल-दबाव = 8000 × 0.031 = 250 मीटर = 2.5 मेगापास्कल होगा। लेकिन यह तो केवल तरल पदार्थों का ही परिवहन है। 15% आयतन-सांद्रता वाले सोडियम क्लोराइड के मोटे कणों की उपस्थिति में, घर्षण **बढ़ जाता है**। मॉडल काफी जटिल है, इसकी व्याख्या यहाँ नहीं की जाएगी। पाइपलाइन में दबाव हानि कम से कम 10 मेगापास्कल होती है। बीच में एक रिले पंप लगाना होगा, एवं पाइपों की न्यूनतम दबाव-सहन क्षमता 5 मेगापास्कल होनी चाहिए। यदि HDPE इतने उच्च दबाव को सहन नहीं कर पाता, तो मैं फिर से स्टील की संरचना वाली पाइपों के बारे में ही सोचूँगा। नमक बनने की समस्या से मुझे भी अभी बहुत परेशानी हो रही है। वहाँ स्थानीय रूप से कोई मीठे पानी का स्रोत नहीं ह पता नहीं, पाइपों में सोडियम क्लोराइड के क्रिस्टल, पाइप की दीवारों से घर्षण करके, उन क्रिस्टलों को हटा सकते हैं या नहीं।
वास्तव में, मेरा काम भी पोटैशियम लवण वाली झीलों में ही होता है। पहले चरण में, वाष्पीकरण टैंक में सोडियम क्लोराइड के क्रिस्टल बहुत अधिक मात्रा में बन गए, जिससे सेडिमेंटेशन टैंक की क्षमता प्रभावित हुई। इसलिए हमें उन क्रिस्टलों को हटाना ही पड़ा। मुझे एक पूरा प्रस्ताव तैयार करने की आवश्यकता है। नहीं पता, क्या आपको इस क्षेत्र में कोई अनुभव है?
समस्या को हल करने हेतु अंतराल वाली स्टील-नायलॉन मिश्रित पाइपों का उपयोग किया जा सकता है।
अंतराल वाली स्टील-प्लास्टिक मिश्रित पाइपों का उपयोग क्यों किया जाता है? इसे, दोनों के तन्यता-गुणांकों में मौजूद बहुत बड़े अंतर को दूर करने हेतु बनाया गया है उपरोक्त स्टील फ्रेम वाली प्लास्टिक पाइपें, तापमान में होने वाले परिवर्तनों के कारण आसानी से नष्ट हो जाती हैं। इसके अलावा, इनमें उपयोग किया गया पीई प्लास्टिक बहुत कमजोर होता है; इसलिए ऐसी पाइपों का जीवनकाल भी बहुत कम होता है। इनर लाइन MC नायलॉन-स्टील कंपोजिट पाइप (गैप कंपोजिशन) न केवल तापमान में होने वाले परिवर्तनों के अनुकूल होता है, बल्कि इसकी स्थायित्व-क्षमता भी बहुत अच्छी होती है। यह एक “हाइड्रोलिकली चिकना” पाइप है; द्विफेजीय प्रवाह हेतु इसमें प्रतिरोध, अन्य सामग्रियों से बने पाइपों की तुलना में 20–40% कम होता है।
मोल्डेड स्टील क्लैडेड टेफ्लॉन… हमारी कंपनी में तो पूरी तरह से इसी का उपयोग किया जाता है। इसके लिए हम छोटे-छोटे कारखानों से ही सामान खरीदते हैं… और इसका परिणाम बहुत अच्छा रहता है।
पॉलीएनाइलिन नैनो-संरक्षण रंग का उपयोग करके प्रयास किया जा सकता है। इस कोटिंग की मोहस सख्ती 9 तक हो सकती है, दबाव सहन करने की क्षमता 35 मेगापास्कल तक है, एवं जल-प्रतिरोधकता के कारण यह सुरक्षात्मक कवच का कार्य करता है।