Paineputkistojärjestelmää suunniteltaessa nimeävä insinööri määrittelee usein, että järjestelmän putkiston tulee olla ASME B31 -paineputkisäännöstön yhden tai useamman osan mukainen. Kuinka insinöörit noudattavat koodivaatimuksia oikein suunnitellessaan putkistojärjestelmiä?
Ensinnäkin insinöörin on määritettävä, mikä suunnitteluspesifikaatio tulee valita. Paineputkistojärjestelmissä tämä ei välttämättä rajoitu ASME B31:een. Muita ASME:n, ANSI:n, NFPA:n tai muiden johtavien organisaatioiden antamia koodeja voivat ohjata projektin sijainti, sovellus jne. ASME B31:ssä on tällä hetkellä voimassa seitsemän erillistä osaa.
ASME B31.1 Sähköputket: Tämä osio kattaa putkistot voimalaitoksissa, teollisuus- ja laitoslaitoksissa, maalämpöjärjestelmät sekä keskus- ja kaukolämpö- ja jäähdytysjärjestelmät. Tämä sisältää kattiloiden ulko- ja ulkopuoliset putket, joita käytetään ASME:n osan I kattiloiden asennukseen. Tämä osio ei koske laitteita, jotka kuuluvat ASME:n kattila- ja paineastiajärjestelmän 1 kappaleessa kuvattuihin putkistoihin ja jäähdytysjärjestelmiin. ASME B31.1. ASME B31.1:n alkuperä voidaan jäljittää 1920-luvulle, ja ensimmäinen virallinen painos julkaistiin vuonna 1935. Huomaa, että ensimmäinen painos liitteineen oli alle 30 sivua ja nykyinen painos on yli 300 sivua pitkä.
ASME B31.3 Prosessiputkistot: Tämä jakso kattaa jalostamoiden putkistot;kemian-, lääke-, tekstiili-, paperi-, puolijohde- ja kryogeeniset kasvit;ja siihen liittyvät käsittelylaitokset ja terminaalit.Tämä osa on hyvin samanlainen kuin ASME B31.1, varsinkin kun lasketaan suoran putken seinämän vähimmäispaksuus.Tämä osa oli alun perin osa B31.1:tä ja julkaistiin ensimmäisen kerran erikseen vuonna 1959.
ASME B31.4 Nesteiden ja lietteen kuljetusjärjestelmät: Tämä osio kattaa putkistot, jotka kuljettavat pääasiassa nestemäisiä tuotteita tehtaiden ja terminaalien välillä sekä terminaaleissa, pumppaus-, ilmastointi- ja mittausasemissa. Tämä osa oli alun perin osa B31.1:tä ja julkaistiin ensimmäisen kerran erikseen vuonna 1959.
ASME B31.5 -jäähdytysputket ja lämmönsiirtokomponentit: Tämä osio kattaa kylmä- ja toisiojäähdytysnesteiden putket. Tämä osa oli alun perin osa B31.1:tä ja julkaistiin ensimmäisen kerran erikseen vuonna 1962.
ASME B31.8 Kaasun siirto- ja jakeluputkistojärjestelmät: Tämä sisältää putkistot pääasiassa kaasumaisten tuotteiden kuljettamiseen lähteiden ja terminaalien välillä, mukaan lukien kompressorit, ilmastointi- ja mittausasemat;ja kaasunkeräysputket. Tämä osa oli alun perin osa B31.1:tä ja julkaistiin ensimmäisen kerran erikseen vuonna 1955.
ASME B31.9 Kiinteistöteknisten palvelujen putkistot: Tämä osio kattaa putkistot, joita tavallisesti esiintyy teollisuus-, laitos-, liike- ja julkisissa rakennuksissa;ja monikerroksiset asunnot, jotka eivät vaadi ASME B31.1:n kattamia koko-, paine- ja lämpötila-alueita.Tämä osio on samanlainen kuin ASME B31.1 ja B31.3, mutta se on vähemmän konservatiivinen (etenkin kun lasketaan vähimmäisseinäpaksuutta) ja sisältää vähemmän yksityiskohtia.Se rajoittuu matalapaineisiin ja matalan lämpötilan sovelluksiin, kuten ASME B31.1.9:n ensimmäisessä kappaleessa on ilmoitettu.9.9 julkaistiin.
ASME B31.12 Vetyputket ja -putket: Tämä osio kattaa putkistot kaasumaisessa ja nestemäisessä vedyssä sekä putkistot kaasumaisessa vedyssä. Tämä osio julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 2008.
Se, mitä suunnittelukoodia tulisi käyttää, on viime kädessä omistajan päätettävissä. ASME B31:n johdannossa todetaan: "Omistajan vastuulla on valita koodiosio, joka vastaa eniten ehdotettua putkistoasennusta."Joissakin tapauksissa "useita koodiosioita voi koskea asennuksen eri osia".
ASME B31.1:n vuoden 2012 painos toimii ensisijaisena viitteenä myöhemmissä keskusteluissa.Tämän artikkelin tarkoituksena on opastaa nimeävää insinööriä ASME B31 -yhteensopivan paineputkijärjestelmän suunnittelun tärkeimpien vaiheiden läpi. ASME B31.1:n ohjeiden noudattaminen antaa hyvän esityksen yleisestä järjestelmän suunnittelusta. Samanlaisia ​​suunnittelumenetelmiä käytetään, jos ASME B311:tä käytetään. käytetään suppeammissa sovelluksissa, ensisijaisesti tietyissä järjestelmissä tai sovelluksissa, eikä niistä keskustella enempää. Vaikka suunnitteluprosessin tärkeimmät vaiheet korostetaan tässä, tämä keskustelu ei ole tyhjentävä, ja koko koodiin tulee aina viitata järjestelmän suunnittelun aikana.Kaikki viittaukset tekstiin viittaavat ASME B31.1:een, ellei toisin mainita.
Oikean koodin valinnan jälkeen järjestelmän suunnittelijan on myös tarkasteltava järjestelmäkohtaisia ​​suunnitteluvaatimuksia. Kohdassa 122 (osa 6) esitetään suunnitteluvaatimukset, jotka liittyvät yleisesti sähköputkistoissa esiintyviin järjestelmiin, kuten höyry, syöttövesi, puhallus ja puhallus, instrumentointiputket ja paineenalennusjärjestelmät. ASME B31.3 sisältää samanlaisia ​​kappaleita kuin ASME B31.3 sisältää samanlaisia ​​kappaleita kuin ASME B31.1, mutta sisältää vähemmän yksityiskohtaisia ​​lämpötilavaatimuksia. sekä erilaiset lainkäyttörajoitukset, jotka on rajattu kattilan rungon, kattilan ulkoisten putkien ja ASME:n osan I kattilan putkistoon liitettyjen ei-kattilaputkien välillä.Kuva 2 esittää nämä rumpukattilan rajoitukset.
Järjestelmän suunnittelijan on määritettävä paine ja lämpötila, joissa järjestelmä toimii, ja olosuhteet, joita järjestelmän tulee täyttää.
Kohdan 101.2 mukaan sisäinen suunnittelupaine ei saa olla pienempi kuin suurin jatkuva käyttöpaine (MSOP) putkistossa, mukaan lukien staattisen paineen vaikutus. Ulkoiselle paineelle altistetut putkistot on suunniteltava käyttö-, sammutus- tai testiolosuhteissa odotettavissa olevaa suurinta paine-eroa varten. Lisäksi on otettava huomioon ympäristövaikutukset. Kohdan 101.4 mukaan putken paineen on suunniteltava putken ilmanpaineen alapuolelle, jos putken jäähdytys on todennäköistä alemmaksi, kestää ulkoista painetta tai tyhjiön katkaisemiseksi on ryhdyttävä toimenpiteisiin. Tilanteissa, joissa nesteen laajeneminen voi lisätä painetta, putkijärjestelmät tulee suunnitella kestämään lisääntynyt paine tai ryhdyttävä toimenpiteisiin ylipaineen poistamiseksi.
Kohdasta 101.3.2 alkaen putkiston suunnittelussa käytettävän metallin lämpötilan tulee edustaa odotettavissa olevia maksimikestoolosuhteita. Yksinkertaisuuden vuoksi yleensä oletetaan, että metallin lämpötila on yhtä suuri kuin nesteen lämpötila. Haluttaessa voidaan käyttää metallin keskilämpötilaa niin kauan kuin ulkoseinän lämpötila tiedetään. Erityistä huomiota tulee kiinnittää myös nesteisiin, jotka vedetään lämmönvaihtimien tai polttolaitteiden läpi lämpötilaan.
Usein suunnittelijat lisäävät turvamarginaalin maksimikäyttöpaineeseen ja/tai -lämpötilaan. Marginaalin koko riippuu sovelluksesta. On myös tärkeää ottaa huomioon materiaalirajoitukset suunnittelulämpötilaa määritettäessä. Korkeiden suunnittelulämpötilojen määrittäminen (yli 750 F) saattaa edellyttää seosmateriaalien käyttöä tavallisemman hiiliteräksen sijaan. Pakollisen liitteen A jännitysarvot sisältävät vain esimerkin hiiliteräksen jännitysarvoista sallituille lämpötiloille. 800 F.Pitkäaikainen altistuminen hiiliteräkselle yli 800 F lämpötiloille voi aiheuttaa putken hiiltymisen, mikä tekee siitä hauraamman ja alttiimman vioittumiselle.Jos käytetään yli 800 F, hiiliteräkseen liittyvät nopeutuneet virumisvauriot tulee myös ottaa huomioon.Katso kappale 124, jos haluat lisätietoja materiaalin lämpötilarajoista.
Joskus insinöörit voivat myös määrittää testipaineet kullekin järjestelmälle. Kohdassa 137 annetaan ohjeita stressitestaukseen.Yleensä hydrostaattinen testaus määritetään 1,5 kertaa suunnittelupaineeseen verrattuna;putkiston kehä- ja pituussuuntaiset jännitykset eivät kuitenkaan saa ylittää 90 %:a kohdan 102.3.3 (B) materiaalin myötölujuudesta painetestin aikana. Joissakin ei-kattilaisissa ulkoisissa putkistojärjestelmissä käytönaikainen vuototestaus voi olla käytännöllisempi menetelmä vuotojen tarkistamiseksi, koska järjestelmän osien eristäminen on vaikeaa, tai yksinkertaisesti siksi, että järjestelmän osien asennuksen aikana on mahdollista vain vuototestaus.Samaa mieltä, tämä on hyväksyttävää.
Kun suunnitteluolosuhteet on määritetty, voidaan määrittää putkisto. Ensin on päätettävä, mitä materiaalia käytetään. Kuten aiemmin mainittiin, eri materiaaleilla on erilaiset lämpötilarajat. Kohdassa 105 on lisärajoituksia eri putkimateriaaleille. Materiaalin valinta riippuu myös järjestelmän nesteestä, kuten nikkelilejeeringit syövyttävissä kemiallisissa putkisovelluksissa, ruostumaton teräs tuottamaan puhdasta ilmaa (korkea pitoisuus) tai hiiliteräs. Rosion.Flow Accelerated Corrosion (FAC) on eroosio-/korroosioilmiö, jonka on osoitettu aiheuttavan vakavaa seinämän ohenemista ja putkivikoja joissakin kriittisimmistä putkijärjestelmistä. LVI-osien ohenemisen huomioimatta jättäminen voi ja on aiheuttanut vakavia seurauksia, kuten vuonna 2007, kun lämmönpoistoputki KCP&L:n voimalaitoksella tuhosi kaksi kolmannen vakavan työntekijän IATANjuringin.
Yhtälöt 7 ja yhtälöt 9 kappaleessa 104.1.1 määrittävät pienimmän vaaditun seinämän paksuuden ja suurimman sisäisen suunnittelupaineen suoralle putkelle, johon kohdistuu sisäinen paine. Näiden yhtälöiden muuttujat sisältävät suurimman sallitun jännityksen (pakollisesta liitteestä A), putken ulkohalkaisijan, materiaalitekijän (kuten taulukossa 104.1 on esitetty), W ja muut mahdolliset muut vaihtelut (A)1. , sopivan putkimateriaalin, nimellishalkaisijan ja seinämän paksuuden määrittäminen voi olla iteratiivinen prosessi, joka voi sisältää myös nesteen nopeuden, painehäviön sekä putkisto- ja pumppauskustannukset. Sovelluksesta riippumatta vaadittava seinämän vähimmäispaksuus on tarkistettava.
Ylimääräistä paksuusvaraa voidaan lisätä kompensoimaan useista syistä, mukaan lukien FAC.Hyvitykset voivat olla tarpeen mekaanisten liitosten tekemiseen tarvittavien kierteiden, rakojen jne. materiaalin poistamisen vuoksi. Kohdan 102.4.2 mukaan vähimmäisvaran on oltava yhtä suuri kuin kierteen syvyys plus koneistustoleranssi. Lupaa voidaan vaatia myös liiallisen kuormituksen, ylikuormituksen tai putken repeämisen tai painumisen estämiseksi. Varauksia voidaan lisätä myös hitsausliitosten (kohta 102.4.3) ja kulmakappaleiden (kohta 102.4.5) huomioon ottamiseksi. Lopuksi voidaan lisätä toleransseja korroosion ja/tai eroosion kompensoimiseksi. Tämän ylityksen paksuus on johdonmukainen kappaleen1 mitoituksen ja käyttöiän4 kanssa. .
Valinnainen liite IV antaa ohjeita korroosion torjuntaan.Suojapinnoitteet, katodisuojaus ja sähköeristys (kuten eristyslaipat) ovat kaikki menetelmiä, joilla estetään haudattujen tai upotettujen putkistojen ulkoinen korroosio. Korroosionestoaineita tai vuorauksia voidaan käyttää estämään sisäinen korroosio. On myös huolehdittava asianmukaisen tyhjennystestin, vesistaattisen testauksen, täydellisen testauksen jälkeen.
Aiemmissa laskelmissa vaadittu putken seinämän vähimmäispaksuus tai aikataulu ei välttämättä ole vakio koko putken halkaisijalla, ja se voi edellyttää eritelmiä eri aikatauluille eri halkaisijoille. Asianmukaiset aikataulu- ja seinämänpaksuusarvot on määritelty kohdassa ASME B36.10 Hitsattu ja saumaton taottu teräsputki.
Putken materiaalia määritettäessä ja aiemmin käsiteltyjä laskelmia suoritettaessa on tärkeää varmistaa, että laskelmissa käytetyt suurimmat sallitut jännitysarvot vastaavat määritettyä materiaalia. Jos esimerkiksi A312 304L ruostumaton teräsputki on nimetty väärin ruostumattomaksi teräsputkeksi A312 304 Li, annettu seinämänpaksuus voi olla riittämätön kahden materiaalin suurimman sallitun jännitysarvon eron vuoksi. putki on määriteltävä asianmukaisesti. Jos laskennassa käytetään esimerkiksi saumattoman putken suurinta sallittua jännitysarvoa, tulee määrittää saumaton putki. Muuten valmistaja/asentaja voi tarjota saumahitsattua putkea, mikä voi johtaa riittämättömään seinämänpaksuuteen alhaisten enimmäisjännitysarvojen vuoksi.
Oletetaan esimerkiksi, että putkilinjan suunnittelulämpötila on 300 F ja suunnittelupaine 1 200 psig.2″ ja 3″. Käytetään hiiliteräslankaa (A53 luokan B saumaton). Määritä sopiva putkistosuunnitelma ASME B31.1:n yhtälön 9 vaatimusten täyttämiseksi. Ensin selitetään suunnitteluehdot:
Määritä seuraavaksi A53-luokan B suurimmat sallitut jännitysarvot yllä olevissa suunnittelulämpötiloissa taulukosta A-1. Huomaa, että saumattoman putken arvoa käytetään, koska saumaton putki on määritetty:
Paksuusvara on myös lisättävä.Tässä sovelluksessa oletetaan 1/16 tuuman korroosiovaraa. Erillinen jyrsintätoleranssi lisätään myöhemmin.
3 tuumaa. Putki määritetään ensin. Olettaen Schedule 40 -putken ja 12,5 %:n jyrsintätoleranssin, laske suurin paine:
Aikataulun 40 putki on tyydyttävä 3 tuumalle.putkelle yllä määritellyissä suunnitteluolosuhteissa. Tarkista seuraavaksi 2 tuumaa. Putkilinjassa käytetään samoja oletuksia:
2 tuumaa.Yllä määritellyissä suunnitteluolosuhteissa putkisto vaatii paksumman seinämän kuin taulukossa 40. Kokeile 2 tuumaa. Aikataulu 80 putket:
Vaikka putken seinämän paksuus on usein rajoittava tekijä painesuunnittelussa, on silti tärkeää varmistaa, että käytetyt liittimet, komponentit ja liitännät sopivat määriteltyihin suunnitteluolosuhteisiin.
Yleissääntönä on, että kohtien 104.2, 104.7.1, 106 ja 107 mukaisesti kaikki taulukossa 126.1 lueteltujen standardien mukaisesti valmistetut venttiilit, liittimet ja muut painetta sisältävät komponentit katsotaan sopiviksi käytettäviksi normaaleissa käyttöolosuhteissa tai näiden standardien alapuolella. tiukempia rajoja sovelletaan.
Putkien risteyskohdissa suositellaan taulukossa 126.1 lueteltujen standardien mukaan valmistettuja tee-, poikittais-, risti-, haarahitsausliitoksia jne.. Joissakin tapauksissa putkilinjojen risteykset voivat vaatia ainutlaatuisia haaraliitoksia. Kohdassa 104.3.1 esitetään lisävaatimuksia haaraliitoksille sen varmistamiseksi, että putkistossa on riittävästi materiaalia kestämään painetta.
Suunnittelun yksinkertaistamiseksi suunnittelija voi valita korkeammat suunnitteluehdot täyttämään tietyn paineluokan (esim. ASME-luokka 150, 300 jne.) paine-lämpötilaluokissa määritellyn paine-lämpötilaluokan ASME B16 .5 Putken laipat ja laippaliitokset tai vastaavat taulukossa 126 luetellut standardit tai vastaavat taulukossa 126 luetellut standardit, koska tämä ei ole hyväksyttävää, koska se ei voi johtaa muuhun komponenttien pituuteen. mallit.
Tärkeä osa putkiston suunnittelua on varmistaa, että putkiston rakenteellinen eheys säilyy paineen, lämpötilan ja ulkoisten voimien vaikutuksesta. Järjestelmän rakenteellinen eheys jätetään usein huomiotta suunnitteluprosessissa, ja jos sitä ei tehdä hyvin, se voi olla yksi suunnittelun kalliimmista osista. Rakenteellista eheyttä käsitellään ensisijaisesti kahdessa paikassa, Kappale 104.8: Putkilinjan laajennusosa.
Kohdassa 104.8 luetellaan peruskoodikaavat, joita käytetään sen määrittämiseen, ylittääkö putkijärjestelmä koodin sallitut jännitykset. Näitä koodiyhtälöitä kutsutaan yleisesti jatkuviksi kuormituksiksi, satunnaisiksi kuormituksiksi ja siirtymäkuormituksiksi. Jatkuva kuorma on paineen ja painon vaikutus putkistojärjestelmään. Satunnaiset kuormat ovat jatkuvat kuormitukset plus mahdolliset tuulikuormat, maaperän kuormitukset ja muut maaperän kuormitukset, jotka eivät ole maakuormituksia. vaikuttavat muihin satunnaisiin kuormiin samanaikaisesti, joten jokainen satunnainen kuorma on erillinen kuormitustapaus analysointihetkellä.Siirtymäkuormat ovat lämmön kasvun, laitteiden siirtymän käytön aikana tai minkä tahansa muun siirtymäkuorman vaikutuksia.
Kappaleessa 119 käsitellään putkien laajenemisen ja joustavuuden käsittelyä putkistojärjestelmissä ja reaktiokuormituksen määrittämistä. Putkijärjestelmien joustavuus on usein tärkeintä laiteliitännöissä, koska useimmat laiteliitännät kestävät vain vähimmäismäärän liitoskohtaan kohdistettua voimaa ja momenttia. Useimmissa tapauksissa putkiston lämpökasvulla on suurin vaikutus järjestelmän reaktiokuormituksen hallintaan, joten lämpökasvu on tärkeää.
Putkiston joustavuuden huomioon ottamiseksi ja järjestelmän asianmukaisen tuen varmistamiseksi on hyvä käytäntö tukea teräsputkia taulukon 121.5 mukaisesti. Jos suunnittelija pyrkii täyttämään tämän taulukon vakiotukivälit, se saavuttaa kolme asiaa: minimoi omapainon taipuman, vähentää kestäviä kuormia If-suunnittelijapaikoissa ja lisää käytettävissä olevia jännityksiä T2.1f. , se johtaa tyypillisesti alle 1/8 tuuman omapainoiseen siirtymään tai painumiseen.putken kannattimien välillä.Oman painon taipuman minimoiminen auttaa vähentämään kondensaation mahdollisuutta höyryä tai kaasua kuljettavissa putkissa. Taulukon 121.5 etäisyyssuositusten noudattaminen antaa suunnittelijalle myös mahdollisuuden vähentää jatkuvaa jännitystä putkiston jatkuvaan jännitysarvoon.50 %. Kuvassa 1B siirtokuormituksen sallittu jännitys on käänteisesti verrannollinen jatkuviin kuormiin. Siksi minimoimalla jatkuva kuormitus voidaan maksimoida siirtymäjännityksen toleranssi. Suositeltu etäisyys putken kannattimille on esitetty kuvassa 3.
Jotta voidaan varmistaa, että putkiston reaktiokuormitukset huomioidaan oikein ja koodijännitykset täyttyvät, yleinen menetelmä on suorittaa järjestelmälle tietokoneavusteinen putkien jännitysanalyysi. Saatavilla on useita erilaisia ​​putkiston jännitysanalyysiohjelmistopaketteja, kuten Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex tai jokin muu kaupallisesti saatavilla oleva paketti. helpottaa tarkistamista ja mahdollisuutta tehdä tarvittavat muutokset kokoonpanoon. Kuvassa 4 on esimerkki putkilinjan osan mallintamisesta ja analysoinnista.
Uutta järjestelmää suunniteltaessa järjestelmän suunnittelijat yleensä määrittävät, että kaikki putket ja komponentit on valmistettava, hitsattava, koottava jne. käytettävän koodin edellyttämällä tavalla. Joissakin jälkiasennuksissa tai muissa sovelluksissa voi kuitenkin olla hyödyllistä, että nimetty insinööri antaa ohjeita tietyistä valmistustekniikoista, kuten luvussa V on kuvattu.
Yleinen jälkiasennussovelluksissa kohdattava ongelma on hitsin esilämmitys (kohta 131) ja hitsin jälkeinen lämpökäsittely (kohta 132). Muiden etujen ohella näitä lämpökäsittelyjä käytetään vähentämään jännitystä, estämään halkeilua ja lisäämään hitsin lujuutta. Esi- ja hitsauksen jälkeisiin lämpökäsittelyvaatimuksiin vaikuttavia kohteita ovat mm. seuraavat, mutta niihin rajoittumatta, materiaalien hitsaus, hitsattujen materiaalien paksuus ja ryhmittely. Pakollisessa liitteessä A luetellulla P-numerolla. Esilämmityksen osalta kappale 131 antaa vähimmäislämpötilan, johon perusmetalli on lämmitettävä, ennen kuin hitsaus voi tapahtua. PWHT:n osalta taulukko 132 sisältää pitolämpötilan alueen ja hitsausalueen pituuden. Lämpenemis- ja jäähdytysnopeudet, lämpötilan mittausmenetelmät, lämmitystekniikat ja muut haitalliset vaikutukset voivat noudattaa annettuja ohjeita tiukasti. asianmukaisen lämpökäsittelyn epäonnistuminen.
Toinen mahdollinen huolenaihe paineistetuissa putkijärjestelmissä on putkien mutkat. Putkien taivuttaminen voi aiheuttaa seinämän ohenemista, mikä johtaa riittämättömään seinämänpaksuuteen. Kohdan 102.4.5 mukaan koodi sallii taivutukset niin kauan kuin seinämän vähimmäispaksuus täyttää saman kaavan, jota käytetään laskettaessa pienimmän seinämän paksuus suoralle putkelle. Yleensä suositeltu seinämänpaksuuden pienennys on T5.5.2. eri taivutussäteet. Taivutukset voivat vaatia myös esitaivutus- ja/tai jälkitaivutuslämpökäsittelyä. Kohdassa 129 annetaan ohjeita kyynärpäiden valmistukseen.
Monissa paineputkijärjestelmissä on tarpeen asentaa varoventtiili tai varoventtiili ylipaineen estämiseksi järjestelmässä. Näissä sovelluksissa valinnainen Liite II: Varoventtiilin asennuksen suunnittelusäännöt on erittäin arvokas, mutta joskus vähän tunnettu resurssi.
Kohdan II-1.2 mukaisesti varoventtiileille on ominaista täysin avoin ponnahdustoiminto kaasu- tai höyryhuoltoa varten, kun taas varoventtiilit avautuvat suhteessa ylävirran staattiseen paineeseen ja niitä käytetään ensisijaisesti nestehuoltoon.
Varoventtiiliyksiköille on tunnusomaista, ovatko ne avoimia vai suljettuja poistojärjestelmiä. Avoimessa pakokaasussa varoventtiilin ulostulossa oleva mutka poistuu yleensä pakoputkeen ilmakehään. Yleensä tämä johtaa pienempään vastapaineeseen. Jos pakoputkeen syntyy riittävä vastapainetta, osa pakokaasusta voi poistua tai huuhtoutua takaisin pakoputken sisääntulopäästä. Pakoputken paineen tulee olla riittävän suuri suljetussa poistoputkessa. ylipaineventtiilin poistoaukko ilmauslinjassa olevan ilman puristumisesta, mikä saattaa aiheuttaa paineaaltojen leviämistä. Kohdassa II-2.2.2 suositellaan, että suljetun poistolinjan suunnittelupaine on vähintään kaksi kertaa suurempi kuin vakiotilan käyttöpaine. Kuvissa 5 ja 6 on esitetty varoventtiilin asennus auki ja kiinni.
Varoventtiiliasennuksiin voi kohdistua erilaisia ​​voimia, kuten kappaleessa II-2 on tiivistetty. Näitä voimia ovat lämpölaajenemisvaikutukset, useiden samanaikaisesti ilmaavien varoventtiilien vuorovaikutus, seismiset ja/tai tärinävaikutukset ja painevaikutukset paineenalennustapahtumien aikana. Vaikka suunnittelupaineen varoventtiilin ulostuloon asti tulisi vastata alaslaskuputken suunnittelupainetta, poistojärjestelmän suunnittelupaine riippuu poistojärjestelmän konfiguraatiopaineesta ja II kappaleesta. 2.2 paineen ja nopeuden määrittämiseen poistokulmassa, poistoputken sisääntulossa ja poistoputken ulostulossa avoimissa ja suljetuissa poistojärjestelmissä. Näiden tietojen avulla voidaan laskea ja ottaa huomioon reaktiovoimat pakojärjestelmän eri kohdissa.
Avopurkaussovelluksen esimerkkiongelma on esitetty kappaleessa II-7. On olemassa muita menetelmiä virtausominaisuuksien laskemiseen varoventtiilin poistojärjestelmissä, ja lukijaa kehotetaan varmistamaan, että käytetty menetelmä on riittävän konservatiivinen. Yhden tällaisen menetelmän on kuvaillut GS Liao julkaisussa "Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis", jonka on julkaissut Electrical Engineering 95 Journal of Electrical Engineering 95:ssä.
Varoventtiili on sijoitettava vähintään suoran putken etäisyydelle kaikista mutkista. Tämä vähimmäisetäisyys riippuu järjestelmän toiminnasta ja geometriasta, kuten on määritelty kohdassa II-5.2.1. Asennuksissa, joissa on useita ylipaineventtiilejä, suositeltu venttiilin haaraliitäntöjen etäisyys riippuu haaran ja huoltoputkien säteistä, kuten huomautuksessa (10)(c) näkyy taulukon D-1-5 mukaisesti. ylipaineventtiilit purkautuvat käyttöputkistoon mieluummin kuin vierekkäisiin rakenteisiin lämpölaajenemisen ja seismisen vuorovaikutuksen vaikutusten minimoimiseksi. Yhteenveto näistä ja muista varoventtiilikokoonpanojen suunnittelussa olevista näkökohdista löytyy kappaleesta II-5.
Ilmeisestikään ei ole mahdollista kattaa kaikkia ASME B31:n suunnitteluvaatimuksia tämän artikkelin puitteissa. Mutta jokaisen paineputkijärjestelmän suunnitteluun osallistuvan insinöörin tulee ainakin tuntea tämä suunnittelukoodi. Toivottavasti lukijat pitävät ASME B31:stä arvokkaamman ja helpommin saatavilla olevan tiedon avulla.
Monte K. Engelkemier on Stanley Consultantsin projektijohtaja. Engelkemier on Iowa Engineering Societyn, NSPE:n ja ASME:n jäsen ja toimii B31.1 Electrical Piping Code -komiteassa ja -alakomiteassa. Hänellä on yli 12 vuoden käytännön kokemus putkijärjestelmien asettelusta, suunnittelusta, jäykistysten arvioinnista ja stressianalyysistä. 6 vuoden ammatillinen kokemus putkijärjestelmien suunnittelusta erilaisille kunnallis-, instituutio- ja teollisuusasiakkaille ja on ASME:n ja Iowa Engineering Societyn jäsen.
Onko sinulla kokemusta ja asiantuntemusta tässä sisällössä käsitellyistä aiheista? Sinun tulisi harkita osallistumista CFE Media -toimitustiimiimme ja saada tunnustus, jonka sinä ja yrityksesi ansaitsette. Aloita prosessi napsauttamalla tätä.