Пры праектаванні сістэмы напорных трубаправодаў інжынер, які прызначае, часта паказвае, што трубаправоды сістэмы павінны адпавядаць адной або некалькім часткам Кодэкса напорных трубаправодаў ASME B31. Як інжынерам належным чынам прытрымлівацца патрабаванняў кодэкса пры праектаванні сістэм трубаправодаў?
Па-першае, інжынер павінен вызначыць, якую спецыфікацыю канструкцыі трэба выбраць. Для сістэм напорных трубаправодаў гэта не абавязкова абмяжоўваецца ASME B31. Іншыя коды, выдадзеныя ASME, ANSI, NFPA або іншымі кіруючымі арганізацыямі, могуць рэгулявацца месцазнаходжаннем праекта, прымяненнем і г.д. У ASME B31 у цяперашні час дзейнічаюць сем асобных раздзелаў.
Электрычныя трубаправоды ASME B31.1: у гэтым раздзеле разглядаюцца трубаправоды на электрастанцыях, прамысловых і інстытуцыйных прадпрыемствах, геатэрмальных сістэмах ацяплення і сістэмах цэнтральнага і цэнтралізаванага ацяплення і ахалоджвання. Сюды ўваходзяць знешнія і знешнія трубаправоды катлоў, якія выкарыстоўваюцца для ўстаноўкі катлоў раздзела I ASME. Гэты раздзел не распаўсюджваецца на абсталяванне, на якое распаўсюджваецца Кодэкс ASME аб катлах і сасудах высокага ціску, некаторыя размеркавальныя трубаправоды ацяплення і ахалоджвання нізкага ціску і розныя іншыя сістэмы, апісаныя ў параграфе 1 00.1.3 ASME B31.1. Вытокі ASME B31.1 можна прасачыць у 1920-х гадах, а першае афіцыйнае выданне было апублікавана ў 1935 годзе. Звярніце ўвагу, што першае выданне, уключаючы дадаткі, было менш за 30 старонак, а цяперашняе выданне займае больш за 300 старонак.
ASME B31.3 тэхналагічныя трубаправоды: у гэтым раздзеле разглядаюцца трубаправоды нафтаперапрацоўчых заводаў;хімічныя, фармацэўтычныя, тэкстыльныя, папяровыя, паўправадніковыя і крыягенныя заводы;і звязаныя з імі перапрацоўчыя прадпрыемствы і тэрміналы. Гэты раздзел вельмі падобны на ASME B31.1, асабліва пры разліку мінімальнай таўшчыні сценкі для прамых труб. Гэты раздзел першапачаткова быў часткай B31.1 і ўпершыню быў выпушчаны асобна ў 1959 годзе.
ASME B31.4 Сістэмы трубаправоднай транспарціроўкі вадкасцей і шламу: у гэтым раздзеле разглядаюцца трубаправоды, якія транспартуюць у асноўным вадкія прадукты паміж заводамі і тэрміналамі, а таксама ўнутры тэрміналаў, помпавых станцый, кандыцыянераў і дазавальных станцый. Гэты раздзел першапачаткова быў часткай B31.1 і ўпершыню быў выпушчаны асобна ў 1959 годзе.
ASME B31.5 Халадзільныя трубаправоды і кампаненты цеплаперадачы: у гэтым раздзеле разглядаюцца трубаправоды для хладагентаў і другасных астуджальных вадкасцей. Першапачаткова гэтая частка была часткай B31.1 і ўпершыню была выпушчана асобна ў 1962 годзе.
ASME B31.8 Сістэмы трубаправодаў для перадачы і размеркавання газу: гэта ўключае ў сябе трубаправоды для транспарціроўкі ў асноўным газападобных прадуктаў паміж крыніцамі і тэрміналамі, уключаючы кампрэсары, станцыі кандыцыянавання і вымяральныя станцыі;і трубаправоды для збору газу. Першапачаткова гэты раздзел быў часткай B31.1 і ўпершыню быў выпушчаны асобна ў 1955 годзе.
ASME B31.9 Трубаправоды будаўнічых паслуг: у гэтым раздзеле разглядаюцца трубаправоды, якія звычайна сустракаюцца ў прамысловых, інстытуцыйных, камерцыйных і грамадскіх будынках;і шматкватэрныя жылыя дамы, якія не патрабуюць дыяпазонаў памераў, ціску і тэмпературы, ахопленых ASME B31.1. Гэты раздзел падобны на ASME B31.1 і B31.3, але менш кансерватыўны (асабліва пры разліку мінімальнай таўшчыні сцен) і змяшчае менш дэталяў. Ён абмежаваны прымяненнямі пры нізкім ціску і нізкіх тэмпературах, як паказана ў параграфе 900.1.2 ASME B31.9. Гэта ўпершыню было апублікавана ў 1982 годзе. .
ASME B31.12 Вадародныя трубаправоды і трубаправоды: у гэтым раздзеле разглядаюцца трубаправоды ў газападобным і вадкім вадародзе, а таксама ў газападобным вадародзе. Гэты раздзел быў упершыню апублікаваны ў 2008 годзе.
Які праектны код павінен выкарыстоўвацца, у канчатковым рахунку, залежыць ад уладальніка. Ва ўводзінах да ASME B31 гаворыцца: «Уладальнік нясе адказнасць за выбар раздзела кода, які найбольш дакладна адпавядае прапанаванай устаноўцы трубаправода».У некаторых выпадках «некалькі раздзелаў кода могуць прымяняцца да розных раздзелаў усталявання».
Выданне ASME B31.1 2012 г. будзе служыць у якасці асноўнай спасылкі для наступных абмеркаванняў. Мэта гэтага артыкула - накіраваць інжынера, які прызначае, па некаторых асноўных этапах распрацоўкі сістэмы напорных трубаправодаў, сумяшчальнай з ASME B31. Выкананне рэкамендацый ASME B31.1 дае добрае прадстаўленне агульнай канструкцыі сістэмы. Падобныя метады праектавання выкарыстоўваюцца, калі выконваюцца ASME B31.3 або B31.9. ASME B31 выкарыстоўваецца ў больш вузкіх прылажэннях, у першую чаргу для пэўных сістэм або прыкладанняў, і не будзе абмяркоўвацца далей. Нягледзячы на ​​тое, што ключавыя этапы ў працэсе праектавання будуць вылучаны тут, гэта абмеркаванне не з'яўляецца вычарпальным, і падчас праектавання сістэмы заўсёды трэба спасылацца на поўны код. Усе спасылкі на тэкст спасылаюцца на ASME B31.1, калі не пазначана іншае.
Пасля выбару правільнага кода распрацоўшчык сістэмы таксама павінен азнаёміцца ​​з патрабаваннямі да канструкцыі, характэрнымі для сістэмы. У параграфе 122 (частка 6) прадстаўлены патрабаванні да канструкцыі сістэм, якія звычайна сустракаюцца ў электрычных трубаправодах, такіх як пара, пажыўная вада, прадуўка і прадуўка, трубаправоды кантрольна-вымяральных прыбораў і сістэмы скіду ціску. ASME B31.3 змяшчае параграфы, падобныя на ASME B31.1, але з меншай колькасцю дэталяў. Меркаванні ў параграфе 122 уключаюць спецыфічны ціск у сістэме. патрабаванні да тэмпературы, а таксама розныя юрысдыкцыйныя абмежаванні, абмежаваныя паміж самім катлом, знешнімі трубаправодамі катла і знешнімі трубаправодамі, якія не ўваходзяць у кацёл, падлучанымі да трубаправодаў катла ASME Part I.азначэнне. Малюнак 2 паказвае гэтыя абмежаванні барабаннага катла.
Распрацоўшчык сістэмы павінен вызначыць ціск і тэмпературу, пры якіх сістэма будзе працаваць, і ўмовы, якім павінна адпавядаць сістэма.
Згодна з параграфам 101.2, унутраны разліковы ціск не павінен быць меншым за максімальны бесперапынны працоўны ціск (MSOP) у сістэме трубаправодаў, уключаючы эфект статычнага напору. Трубаправоды, якія падвяргаюцца вонкавым ціскам, павінны быць разлічаны на максімальны перапад ціскаў, які чакаецца ва ўмовах працы, адключэння або выпрабаванняў. Акрамя таго, неабходна ўлічваць уздзеянне на навакольнае асяроддзе. У адпаведнасці з параграфам 101.4, калі астуджэнне вадкасці можа знізіць ціск у трубе ніжэй за атмасферны, труба павінна быць спраектавана каб супрацьстаяць знешняму ціску, або павінны быць прыняты меры, каб парушыць вакуум. У сітуацыях, калі пашырэнне вадкасці можа павялічыць ціск, сістэмы трубаправодаў павінны быць распрацаваны такім чынам, каб вытрымліваць павышаны ціск, або павінны быць прыняты меры для зняцця залішняга ціску.
Пачынаючы з раздзела 101.3.2, тэмпература металу для канструкцыі трубаправода павінна быць рэпрэзентатыўнай для чаканых максімальных устойлівых умоў. Для прастаты звычайна мяркуецца, што тэмпература металу роўная тэмпературы вадкасці. Пры жаданні можна выкарыстоўваць сярэднюю тэмпературу металу, пакуль вядомая тэмпература вонкавай сценкі. Асаблівую ўвагу трэба таксама звярнуць на вадкасці, якія паступаюць праз цеплаабменнікі або з абсталявання для гарэння, каб улічыць найгоршыя тэмпературныя ўмовы.
Часта дызайнеры дадаюць запас трываласці да максімальнага працоўнага ціску і/або тэмпературы. Велічыня запасу залежыць ад прымянення. Пры вызначэнні разліковай тэмпературы таксама важна ўлічваць матэрыяльныя абмежаванні. Вызначэнне высокіх разліковых тэмператур (больш за 750 F) можа запатрабаваць выкарыстання легаваных матэрыялаў, а не больш стандартнай вугляродзістай сталі. Значэнні напружання ў Абавязковым дадатку А прыведзены толькі для дапушчальных тэмператур для кожнага матэрыялу. Напрыклад, вугляродзістая сталь можа ствараць толькі напружанне значэння да 800 F. Працяглае ўздзеянне вугляродзістай сталі на тэмпературу вышэй за 800 F можа прывесці да карбанізацыі трубы, што робіць яе больш далікатнай і схільнай да адмовы. Пры працы пры тэмпературы вышэй за 800 F варта таксама ўлічваць паскоранае пашкоджанне пры паўзучасці, звязанае з вугляродзістай сталлю. Глядзіце пункт 124 для поўнага абмеркавання межаў тэмпературы матэрыялу.
Часам інжынеры могуць таксама ўказваць выпрабавальны ціск для кожнай сістэмы. Параграф 137 дае рэкамендацыі па нагрузачным выпрабаванням. Звычайна гідрастатычныя выпрабаванні будуць вызначацца пры ціску, які ў 1,5 разы перавышае праектны;аднак, аручы і падоўжныя напружання ў трубаправодзе не павінны перавышаць 90% мяжы цякучасці матэрыялу ў параграфе 102.3.3 (B) падчас выпрабаванні ціскам. Для некаторых знешніх сістэм трубаправодаў без катла праверка на герметычнасць падчас эксплуатацыі можа быць больш практычным метадам праверкі на герметычнасць з-за цяжкасцей з ізаляцыяй частак сістэмы або проста таму, што канфігурацыя сістэмы дазваляе правесці просты тэст на герметычнасць падчас першапачатковага абслугоўвання.Пагадзіцеся, гэта прымальна.
Пасля таго, як устаноўлены ўмовы праектавання, можна вызначыць трубаправод. Перш за ўсё трэба вырашыць, які матэрыял выкарыстоўваць. Як згадвалася раней, розныя матэрыялы маюць розныя межы тэмпературы. Параграф 105 дае дадатковыя абмежаванні на розныя матэрыялы трубаправодаў. Выбар матэрыялу таксама залежыць ад сістэмнай вадкасці, напрыклад, выкарыстанне нікелевых сплаваў у каразійных хімічных трубаправодах, выкарыстанне нержавеючай сталі для падачы чыстага паветра ў прыборы або выкарыстанне вугляродзістай сталі з высокім утрыманнем хрому (больш за 0,1%) для прадухілення карозія з паскораным патокам. Паскораная карозія патоку (FAC) - гэта з'ява эрозіі/карозіі, якое, як было паказана, выклікае сур'ёзнае станчэнне сценкі і выхад з ладу труб у некаторых з найбольш крытычных сістэм трубаправодаў. Невыкананне належнага ўліку патанчэння кампанентаў сантэхнікі можа мець і мела сур'ёзныя наступствы, напрыклад, у 2007 годзе, калі лопнула труба асушальніка на электрастанцыі IATAN кампаніі KCP&L, забіўшы двух рабочых і атрымаўшы сур'ёзныя траўмы траціна.
Ураўненне 7 і ўраўненне 9 у параграфе 104.1.1 вызначаюць адпаведна мінімальную неабходную таўшчыню сценкі і максімальны ўнутраны разліковы ціск для прамой трубы, якая падвяргаецца ўнутранаму ціску. Зменныя ў гэтых ураўненнях ўключаюць максімальнае дапушчальнае напружанне (з Абавязковага дадатку A), вонкавы дыяметр трубы, каэфіцыент матэрыялу (як паказана ў табліцы 104.1.2 (A)) і любыя дадатковыя дапушчэнні па таўшчыні (як апісана ніжэй). З вялікай колькасцю зменных Указанне адпаведнага матэрыялу трубаправода, намінальнага дыяметра і таўшчыні сценкі можа быць ітэрацыйным працэсам, які можа таксама ўключаць у сябе хуткасць вадкасці, падзенне ціску, а таксама выдаткі на трубаправоды і прапампоўку. Незалежна ад прымянення неабходна праверыць мінімальную таўшчыню сценкі.
Дадатковы прыпуск на таўшчыню можа быць дададзены для кампенсацыі па розных прычынах, уключаючы FAC. Прыпускі могуць спатрэбіцца з-за выдалення разьбы, пазаў і г. д. матэрыялу, неабходнага для стварэння механічных злучэнняў. У адпаведнасці з параграфам 102.4.2 мінімальны прыпуск павінен быць роўны глыбіні разьбы плюс допуск апрацоўкі. Прыпуск таксама можа спатрэбіцца для забеспячэння дадатковай трываласці для прадухілення пашкоджання трубы, калапсу, празмернага прагіну або выгнутасці з-за накладзеных нагрузак. або іншыя прычыны, якія абмяркоўваюцца ў параграфе 102.4.4. Прыпускі таксама могуць быць дададзены для ўліку зварных злучэнняў (параграф 102.4.3) і локцяў (параграф 102.4.5). Нарэшце, допускі могуць быць дададзены для кампенсацыі карозіі і/або эрозіі. Таўшчыня гэтага прыпуску вызначаецца на меркаванне распрацоўніка і павінна адпавядаць чаканаму тэрміну службы трубаправода ў адпаведнасці з пунктам 102.4.1.
Неабавязковы Дадатак IV дае рэкамендацыі па барацьбе з карозіяй. Ахоўныя пакрыцця, катодная абарона і электрычная ізаляцыя (напрыклад, ізаляцыйныя фланцы) - гэта метады прадухілення знешняй карозіі заглыбленых або пагружаных у ваду трубаправодаў. Для прадухілення ўнутранай карозіі можна выкарыстоўваць інгібітары карозіі або ўкладышы. Варта таксама паклапаціцца аб выкарыстанні вады для гідрастатычных выпрабаванняў адпаведнай чысціні і, пры неабходнасці, цалкам зліць трубаправод пасля гідрастатычнага тэставанне.
Мінімальная таўшчыня сценкі трубы або графік, неабходныя для папярэдніх разлікаў, могуць быць нязменнымі па дыяметры трубы і могуць патрабаваць спецыфікацый для розных графікаў для розных дыяметраў. Адпаведны графік і значэнні таўшчыні сценкі вызначаны ў ASME B36.10 Зварныя і бясшвовыя кованые сталёвыя трубы.
Пры ўказанні матэрыялу трубы і выкананні разлікаў, разгледжаных раней, важна пераканацца, што максімальна дапушчальныя значэнні напружання, якія выкарыстоўваюцца ў разліках, адпавядаюць зададзенаму матэрыялу. Напрыклад, калі труба з нержавеючай сталі A312 304L няправільна ўказана замест трубы з нержавеючай сталі A312 304, прадстаўленая таўшчыня сценкі можа быць недастатковай з-за значнай розніцы ў максімальна дапушчальных значэннях напружання паміж двума матэрыяламі. Сапраўды гэтак жа, метад вытворчасць трубы павінна быць адпаведным чынам указана. Напрыклад, калі для разліку выкарыстоўваецца максімальна дапушчальнае значэнне напружання для бясшвоўнай трубы, павінна быць указана бясшвовая труба. У адваротным выпадку вытворца/устаноўшчык можа прапанаваць шовную зварную трубу, што можа прывесці да недастатковай таўшчыні сценкі з-за меншых максімальна дапушчальных значэнняў напружання.
Напрыклад, выкажам здагадку, што разліковая тэмпература трубаправода складае 300 F, а разліковы ціск 1200 фунтаў на квадратны дюйм, 2″ і 3″. Будзе выкарыстоўвацца дрот з вугляродзістай сталі (бясшвоўны A53, клас B). Вызначце адпаведны план трубаправода, які трэба ўказаць у адпаведнасці з патрабаваннямі ASME B31.1 Equation 9. Спачатку тлумачацца ўмовы праектавання:
Затым вызначце максімальна дапушчальныя значэнні напружання для A53 Grade B пры вышэйзгаданых разліковых тэмпературах з табліцы A-1. Звярніце ўвагу, што выкарыстоўваецца значэнне для бясшвовых труб, таму што ўказана бясшвовая труба:
Прыпуск на таўшчыню таксама павінен быць дададзены. Для гэтага прымянення 1/16 цалі. Мяркуецца прыпуск на карозію. Асобны допуск на фрэзераванне будзе дададзены пазней.
3 цалі. Спачатку будзе вызначана труба. Мяркуючы, што труба 40 і допуск фрэзеравання 12,5%, вылічыце максімальны ціск:
Труба дыяметрам 40 з'яўляецца здавальняючай для трубы дыяметрам 3 цалі ў указаных вышэй умовах праектавання. Затым праверце 2 цалі. Трубаправод выкарыстоўвае тыя ж здагадкі:
2 цалі. У канструктыўных умовах, указаных вышэй, трубаправод патрабуе большай таўшчыні сценкі, чым у спісе 40. Паспрабуйце 2 цалі. Трубы ў спісе 80:
У той час як таўшчыня сценкі трубы часта з'яўляецца абмежавальным фактарам пры распрацоўцы ціску, усё роўна важна пераканацца, што фітынгі, кампаненты і злучэнні, якія выкарыстоўваюцца, падыходзяць для вызначаных праектных умоў.
Як правіла, у адпаведнасці з параграфамі 104.2, 104.7.1, 106 і 107, усе клапаны, фітынгі і іншыя кампаненты, якія ўтрымліваюць ціск, вырабленыя ў адпаведнасці са стандартамі, пералічанымі ў табліцы 126.1, павінны лічыцца прыдатнымі для выкарыстання ў нармальных працоўных умовах або ніжэй за намінальныя паказчыкі ціску і тэмпературы стандартаў, указаныя ў . Карыстальнікі павінны ведаць, што калі некаторыя стандарты або вытворцы могуць накласці больш жорсткія абмежаванні на адхіленні ад нармальнай працы, чым указана ў ASME B31.1, прымяняюцца больш строгія абмежаванні.
У месцах скрыжавання труб рэкамендуюцца траякі, папярочкі, крыжавіны, зварныя злучэнні адгалінаванняў і г.д., вырабленыя ў адпаведнасці са стандартамі, пералічанымі ў табліцы 126.1. У некаторых выпадках для перасячэнняў трубаправодаў могуць спатрэбіцца ўнікальныя злучэнні адгалінаванняў. У пункце 104.3.1 прадугледжаны дадатковыя патрабаванні да злучэнняў адгалінаванняў, каб гарантаваць, што ў трубаправодзе дастаткова матэрыялу, які вытрымлівае ціск.
Каб спрасціць канструкцыю, дызайнер можа задаць больш высокія праектныя ўмовы, каб адпавядаць наміналу фланца пэўнага класа ціску (напрыклад, клас ASME 150, 300 і г.д.), як гэта вызначана класам ціску-тэмпературы для канкрэтных матэрыялаў, указаных у ASME B16 .5 Трубныя фланцы і фланцавыя злучэнні або аналагічныя стандарты, пералічаныя ў табліцы 126.1. Гэта прымальна, пакуль не прыводзіць да непатрэбнага павелічэння таўшчыні сценкі. або іншыя канструкцыі кампанентаў.
Важнай часткай праектавання трубаправодаў з'яўляецца забеспячэнне захавання структурнай цэласнасці сістэмы трубаправодаў пасля ўздзеяння ціску, тэмпературы і знешніх сіл. Структурная цэласнасць сістэмы часта не ўлічваецца ў працэсе праектавання і, калі яна не выканана якасна, можа стаць адной з больш дарагіх частак канструкцыі. Структурная цэласнасць абмяркоўваецца ў асноўным у двух месцах, Параграф 104.8: Аналіз кампанентаў трубаправода і Параграф 119: Пашырэнне і гнуткасць.
Параграф 104.8 пералічвае асноўныя кодавыя формулы, якія выкарыстоўваюцца для вызначэння таго, ці перавышае сістэма трубаправода дапушчальныя нагрузкі. Гэтыя кодавыя ўраўненні звычайна называюць бесперапыннымі нагрузкамі, выпадковымі нагрузкамі і нагрузкамі зрушэння. Устойлівая нагрузка - гэта ўздзеянне ціску і вагі на трубаправодную сістэму. Выпадковыя нагрузкі - гэта бесперапынныя нагрузкі плюс магчымыя ветравыя нагрузкі, сейсмічныя нагрузкі, нагрузкі на мясцовасць і іншыя кароткачасовыя нагрузкі. Мяркуецца, што кожная прыкладзеная выпадковая нагрузка будзе не ўздзейнічаюць адначасова на іншыя пабочныя нагрузкі, таму кожная пабочная нагрузка будзе асобным выпадкам нагрузкі на момант аналізу. Выцясняльныя нагрузкі - гэта наступствы цеплавога росту, перамяшчэння абсталявання падчас працы або любой іншай выцясняльнай нагрузкі.
У параграфе 119 абмяркоўваецца, як справіцца з пашырэннем і гнуткасцю трубаправодаў у сістэмах трубаправодаў і як вызначыць рэакцыйную нагрузку. Гнуткасць сістэм трубаправодаў часта з'яўляецца найбольш важнай пры злучэннях абсталявання, паколькі большасць злучэнняў абсталявання могуць вытрымліваць толькі мінімальную колькасць сілы і моманту, якія прыкладаюцца ў кропцы злучэння. У большасці выпадкаў цеплавое павелічэнне сістэмы трубаправодаў аказвае найбольшы ўплыў на рэакцыйную нагрузку, таму важна кантраляваць цеплавы рост у сістэме адпаведна.
Каб забяспечыць гнуткасць сістэмы трубаправодаў і пераканацца, што сістэма належным чынам абапіраецца, добрай практыкай з'яўляецца апора сталёвых труб у адпаведнасці з табліцай 121.5. Калі дызайнер імкнецца адпавядаць стандартным інтэрвалам паміж апорамі для гэтай табліцы, ён дасягае трох рэчаў: мінімізуе прагін уласнай вагі, памяншае працяглыя нагрузкі і павялічвае даступнае напружанне для нагрузак зрушэння. Калі дызайнер размяшчае апору ў адпаведнасці з табліцай 121.5 гэта звычайна прыводзіць да перамяшчэння ўласнай вагі або прагіну паміж апорамі трубы менш чым на 1/8 цалі. Звядзенне да мінімуму прагіну ўласнай вагі дапамагае знізіць верагоднасць узнікнення кандэнсату ў трубах, якія праводзяць пару або газ. Выкананне рэкамендацый па інтэрвалах у табліцы 121.5 таксама дазваляе распрацоўніку паменшыць устойлівае напружанне ў трубаправодзе прыкладна да 50% ад працягла дапушчальнага кода Згодна з ураўненнем 1B, дапушчальнае напружанне для нагрузак перамяшчэння знаходзіцца ў зваротнай залежнасці ад устойлівых нагрузак. Такім чынам, мінімізуючы ўстойлівую нагрузку, можна павялічыць дапушчальнае напружанне пры зрушэнні. Рэкамендаваны інтэрвал для апор для труб паказаны на малюнку 3.
Каб пераканацца, што рэакцыйныя нагрузкі трубаправоднай сістэмы належным чынам улічваюцца і што кодавыя нагрузкі выконваюцца, агульным метадам з'яўляецца выкананне кампутарнага аналізу напружання ў трубаправодзе сістэмы. Ёсць некалькі розных пакетаў праграмнага забеспячэння для аналізу напружання ў трубаправодзе, такіх як Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex або адзін з іншых пакетаў, даступных у продажы. Перавага выкарыстання камп'ютэрнага аналізу напружання ў трубаправодзе заключаецца ў тым, што ён дазваляе распрацоўніку ствараць канечнаэлементную мадэль трубаправоднай сістэмы для лёгкай праверкі і магчымасці ўнясення неабходных змяненняў у канфігурацыю. На малюнку 4 паказаны прыклад мадэлявання і аналізу ўчастка трубаправода.
Пры распрацоўцы новай сістэмы распрацоўшчыкі сістэмы звычайна вызначаюць, што ўсе трубаправоды і кампаненты павінны быць выраблены, звараны, сабраны і г.д., як таго патрабуе любы кодэкс, які выкарыстоўваецца. Аднак у некаторых мадэрнізацыях або іншых прылажэннях можа быць карысным, каб прызначаны інжынер даваў рэкамендацыі па пэўных тэхналогіях вытворчасці, як апісана ў Раздзеле V.
Распаўсюджанай праблемай пры мадэрнізацыі з'яўляецца папярэдні нагрэў зварнога шва (параграф 131) і тэрмічная апрацоўка пасля зваркі (параграф 132). Сярод іншых пераваг, гэтыя тэрмічныя апрацоўкі выкарыстоўваюцца для зняцця напружання, прадухілення расколін і павышэння трываласці зварнога шва. Элементы, якія ўплываюць на патрабаванні да тэрмічнай апрацоўкі перад зваркай і пасля зваркі, уключаюць, але не абмяжоўваюцца імі: групоўку нумароў P, хімічны склад матэрыялу і таўшчыню матэрыялу ў месцы злучэння. звараны. Кожнаму матэрыялу, пералічанаму ў Абавязковым дадатку А, прысвоены нумар P. Для папярэдняга нагрэву ў параграфе 131 указана мінімальная тэмпература, да якой павінен быць нагрэты асноўны метал перад зваркай. Для PWHT табліца 132 паказвае дыяпазон тэмператур вытрымкі і працягласць часу ўтрымання зоны зваркі. Хуткасці нагрэву і астуджэння, метады вымярэння тэмпературы, метады нагрэву і іншыя працэдуры павінны строга адпавядаць рэкамендацыям, выкладзеным у кодэксе. ўздзеянне на зварную зону можа адбыцца з-за недастатковай тэрмічнай апрацоўкі.
Яшчэ адной патэнцыйнай праблемай у сістэмах трубаправодаў пад ціскам з'яўляюцца выгібы труб. Згінанне труб можа прывесці да патанчэння сценкі, што прыводзіць да недастатковай таўшчыні сценкі. У адпаведнасці з параграфам 102.4.5, кодэкс дазваляе выгібы, калі мінімальная таўшчыня сценкі адпавядае той жа формуле, якая выкарыстоўваецца для разліку мінімальнай таўшчыні сценкі прамой трубы. Як правіла, для ўліку таўшчыні сценкі дадаецца прыпуск. Табліца 102.4.5 змяшчае рэкамендаваны прыпуск на памяншэнне выгібу. s для розных радыусаў выгібу. Выгібы таксама могуць патрабаваць тэрмічнай апрацоўкі перад згінаннем і/або пасля згінання. Параграф 129 дае рэкамендацыі па вырабе локцяў.
Для многіх сістэм напорных трубаправодаў неабходна ўсталяваць ахоўны або ахоўны клапан, каб прадухіліць залішні ціск у сістэме. Для гэтых прыкладанняў дадатковы Дадатак II: Правілы праектавання ўстаноўкі ахоўнага клапана з'яўляецца вельмі каштоўным, але часам малавядомым рэсурсам.
У адпаведнасці з пунктам II-1.2, ахоўныя клапаны характарызуюцца цалкам адкрытым дзеяннем для працы з газам або парай, у той час як ахоўныя клапаны адчыняюцца адносна статычнага ціску на ўваходзе і выкарыстоўваюцца ў асноўным для працы з вадкасцямі.
Блокі ахоўных клапанаў характарызуюцца тым, ці з'яўляюцца яны адкрытымі або закрытымі выпускнымі сістэмамі. У адкрытай выхлапной трубе калена на выхадзе ахоўнага клапана звычайна выцякае ў выхлапную трубу ў атмасферу. Як правіла, гэта прывядзе да меншага супрацьціску. Калі ў выхлапной трубе ствараецца дастатковы супрацьціск, частка выхлапных газаў можа быць выкінута або зваротна прамыта з уваходнага канца выхлапной трубы. Памер выхлапной трубы павінен быць вялікім дастаткова, каб прадухіліць зваротны ўдар. У прылажэннях з закрытай вентыляцыяй ціск нарастае на выхадзе ахоўнага клапана з-за сціску паветра ў вентыляцыйнай лініі, што можа выклікаць распаўсюджванне хваляў ціску. У параграфе II-2.2.2 рэкамендуецца, каб разліковы ціск у закрытай напорнай лініі быў як мінімум у два разы большы за працоўны ціск у стацыянарным стане. На малюнках 5 і 6 паказана ўстаноўка ахоўнага клапана ў адкрытым і закрытым стане адпаведна.
Устаноўкі ахоўнага клапана могуць падвяргацца ўздзеянню розных сіл, як паказана ў параграфе II-2. Гэтыя сілы ўключаюць эфект цеплавога пашырэння, узаемадзеянне некалькіх ахоўных клапанаў, якія выпускаюцца адначасова, сейсмічныя і/ці вібрацыйныя эфекты, а таксама ўздзеянне ціску падчас падзей скіду ціску. Хоць разліковы ціск на выхадзе з ахоўнага клапана павінен супадаць з разліковым ціскам у напорнай трубе, разліковы ціск у напорнай сістэме залежыць ад канфігурацыі сістэмы нагнятання і характарыстыкі ахоўнага клапана. Ураўненні прыводзяцца ў параграфе II-2.2 для вызначэння ціску і хуткасці на выпускным патрубку, на ўваходзе ў выпускную трубу і на выхадзе з выпускной трубы для адкрытых і закрытых выпускных сістэм. З дапамогай гэтай інфармацыі можна разлічыць і ўлічыць сілы рэакцыі ў розных кропках выхлапной сістэмы.
Прыклад задачы для прымянення адкрытага разраду прыведзены ў параграфе II-7. Існуюць і іншыя метады разліку характарыстык патоку ў сістэмах нагнятання ахоўных клапанаў, і чытачу рэкамендуецца пераканацца, што выкарыстоўваны метад дастаткова кансерватыўны. Адзін з такіх метадаў апісаны Г. С. Ляо ў «Аналіз выпускных груп бяспекі электрастанцыі і клапана скіду ціску», апублікаваным ASME у Journal of Electrical Engineering, кастрычнік 1975 г. .
Размяшчэнне ахоўнага клапана павінна падтрымліваць мінімальную адлегласць прамой трубы ад любога выгібу. Гэтая мінімальная адлегласць залежыць ад эксплуатацыі і геаметрыі сістэмы, як гэта вызначана ў параграфе II-5.2.1. Для ўстановак з некалькімі ахоўнымі клапанамі рэкамендаваны інтэрвал для злучэнняў адгалінаванняў клапана залежыць ад радыусу адгалінавання і абслугоўваючага трубаправода, як паказана ў заўвазе (10)(c) табліцы D-1. У адпаведнасці з параграфам II-5.7.1 можа спатрэбіцца злучыць апоры трубаправодаў, размешчаныя на скід ахоўнага клапана на працоўны трубаправод, а не на прылеглую структуру, каб мінімізаваць уплыў цеплавога пашырэння і сейсмічных узаемадзеянняў. Рэзюмэ гэтых і іншых канструктыўных меркаванняў пры распрацоўцы ахоўных клапанаў можна знайсці ў параграфе II-5.
Відавочна, што немагчыма ахапіць усе патрабаванні да праектавання ASME B31 у рамках гэтага артыкула. ​​Але любы прызначаны інжынер, які ўдзельнічае ў праектаванні сістэмы напорных трубаправодаў, павінен, па меншай меры, быць знаёмым з гэтым праектным кодам. Спадзяюся, з прыведзенай вышэй інфармацыяй чытачы знойдуць ASME B31 больш каштоўным і даступным рэсурсам.
Монтэ К. Энгелькемір з'яўляецца кіраўніком праекта ў Stanley Consultants. Энгелькемір з'яўляецца членам Інжынернага таварыства штата Аёва, NSPE і ASME, а таксама працуе ў камітэце і падкамітэце кодэкса электрычных трубаправодаў B31.1. Ён мае больш чым 12-гадовы досвед працы ў кампаноўцы сістэм трубаправодаў, праектаванні, ацэнцы мацаванняў і аналізе напружання. Мэт Уілкі - інжынер-механік у Stanley Consultants. мае больш чым 6-гадовы прафесійны вопыт праектавання сістэм трубаправодаў для розных камунальных, муніцыпальных, інстытуцыйных і прамысловых кліентаў і з'яўляецца членам ASME і Інжынернага таварыства Аёвы.
Ці ёсць у вас вопыт і веды па тэмах, закранутых у гэтым змесціве? Вам варта падумаць аб тым, каб унесці свой уклад у нашу рэдакцыйную каманду CFE Media і атрымаць прызнанне, якое заслугоўваеце вы і ваша кампанія. Націсніце тут, каб пачаць працэс.