Prilikom projektiranja sustava tlačnog cjevovoda, inženjer zadužen za imenovanje često će specificirati da cjevovod sustava treba biti u skladu s jednim ili više dijelova ASME B31 kodeksa tlačnog cjevovoda. Kako inženjeri pravilno slijede zahtjeve koda pri projektiranju sustava cjevovoda?
Prvo, inženjer mora odrediti koju specifikaciju dizajna treba odabrati. Za sustave tlačnih cjevovoda, ovo nije nužno ograničeno na ASME B31. Ostali kodovi koje izdaju ASME, ANSI, NFPA ili druge upravljačke organizacije mogu biti regulirani lokacijom projekta, primjenom itd. U ASME B31 trenutno postoji sedam zasebnih odjeljaka na snazi.
ASME B31.1 Električni cjevovod: Ovaj odjeljak pokriva cjevovode u elektranama, industrijskim i institucionalnim postrojenjima, sustavima geotermalnog grijanja te sustavima centralnog i daljinskog grijanja i hlađenja. Ovo uključuje vanjske cijevi kotlova i vanjske cijevi koji se koriste za ugradnju kotlova odjeljka I ASME. Ovaj odjeljak ne odnosi se na opremu obuhvaćenu ASME Kodeksom za kotlove i tlačne posude, određene niskotlačne distribucijske cijevi za grijanje i hlađenje i razne druge sustave opisane u paragrafu 1 00.1.3 ASME B31.1. Porijeklo ASME B31.1 može se pratiti unatrag do 1920-ih, s prvim službenim izdanjem objavljenim 1935. Imajte na umu da je prvo izdanje, uključujući dodatke, bilo manje od 30 stranica, a trenutno izdanje ima više od 300 stranica.
ASME B31.3 Procesni cjevovodi: Ovaj odjeljak pokriva cjevovode u rafinerijama;kemijska, farmaceutska, tekstilna, papirna, poluvodička i kriogena postrojenja;i pridružena postrojenja za preradu i terminale. Ovaj je odjeljak vrlo sličan ASME B31.1, posebno kada se izračunava minimalna debljina stijenke za ravne cijevi. Ovaj je odjeljak izvorno bio dio B31.1 i prvi put je odvojeno objavljen 1959. godine.
ASME B31.4 Sustavi cjevovodnog transporta za tekućine i mulj: Ovaj odjeljak pokriva cjevovode koji prvenstveno transportiraju tekuće proizvode između postrojenja i terminala, te unutar terminala, pumpnih stanica, stanica za kondicioniranje i mjerenja. Ovaj odjeljak je izvorno bio dio B31.1 i prvi put je zasebno objavljen 1959. godine.
ASME B31.5 Rashladni cjevovod i komponente prijenosa topline: Ovaj odjeljak pokriva cjevovode za rashladna sredstva i sekundarne rashladne tekućine. Ovaj je dio izvorno bio dio B31.1 i prvi put je zasebno objavljen 1962.
ASME B31.8 Sustavi cjevovoda za prijenos i distribuciju plina: Ovo uključuje cjevovode za transport prvenstveno plinovitih proizvoda između izvora i terminala, uključujući kompresore, kondicione i mjerne stanice;i cjevovod za skupljanje plina. Ovaj dio je izvorno bio dio B31.1 i prvi put je odvojeno pušten 1955. godine.
ASME B31.9 Cijevi za građevinske usluge: Ovaj odjeljak pokriva cjevovode koji se obično nalaze u industrijskim, institucionalnim, komercijalnim i javnim zgradama;i višestambeni objekti koji ne zahtijevaju raspon veličine, tlaka i temperature obuhvaćenih u ASME B31.1. Ovaj je odjeljak sličan ASME B31.1 i B31.3, ali je manje konzervativan (osobito kada se izračunava minimalna debljina stijenke) i sadrži manje detalja. Ograničen je na primjene s niskim tlakom i niskom temperaturom kao što je naznačeno u ASME B31.9 stavku 900.1.2. Ovo je prvi put objavljeno 1982. .
ASME B31.12 Cijevi za vodik i cjevovod: Ovaj odjeljak pokriva cjevovode za plinoviti i tekući vodik i cjevovode za plinoviti vodik. Ovaj je odjeljak prvi put objavljen 2008.
Vlasnik odlučuje koji će se kod dizajna koristiti. Uvod u ASME B31 navodi: "Vlasnik je odgovoran da odabere odjeljak koda koji je najpribližniji predloženoj instalaciji cjevovoda."U nekim slučajevima, "više odjeljaka koda može se primijeniti na različite dijelove instalacije."
Izdanje ASME B31.1 iz 2012. poslužit će kao primarna referenca za naknadne rasprave. Svrha ovog članka je voditi inženjera koji je odredio kroz neke od glavnih koraka u projektiranju tlačnog cjevovodnog sustava koji je usklađen sa standardom ASME B31. Slijeđenje smjernica ASME B31.1 daje dobar prikaz općeg dizajna sustava. Slične metode projektiranja koriste se ako se slijede ASME B31.3 ili B31.9. Ostatak ASME B31 koristi se u užim primjenama, primarno za specifične sustave ili aplikacije, te se o njemu neće dalje raspravljati. Iako će ovdje biti istaknuti ključni koraci u procesu projektiranja, ova rasprava nije iscrpna i tijekom projektiranja sustava treba se uvijek pozivati ​​na cijeli kod. Sve reference na tekst odnose se na ASME B31.1 osim ako nije drugačije navedeno.
Nakon odabira ispravnog koda, dizajner sustava također mora pregledati sve zahtjeve dizajna specifične za sustav. Stavak 122 (6. dio) daje zahtjeve dizajna koji se odnose na sustave koji se obično nalaze u primjenama električnih cjevovoda, kao što su parna, napojna voda, propuhivanje i ispuhivanje, instrumentacijski cjevovodi i sustavi za rasterećenje tlaka. ASME B31.3 sadrži paragrafe slične ASME B31.1, ali s manje detalja. Razmatranja u paragrafu 122 uključuju tlak specifičan za sustav i temperaturne zahtjeve, kao i različita jurisdikcijska ograničenja razgraničena između samog kotla, vanjskih cjevovoda kotla i vanjskih cjevovoda koji nisu kotao spojenih na ASME Dio I cjevovod kotla.definicija.Slika 2 prikazuje ova ograničenja bubanj kotla.
Projektant sustava mora odrediti tlak i temperaturu na kojoj će sustav raditi te uvjete koje bi sustav trebao zadovoljiti.
Prema stavku 101.2, unutarnji projektirani tlak ne smije biti manji od maksimalnog kontinuiranog radnog tlaka (MSOP) unutar sustava cjevovoda, uključujući učinak statičkog tlaka. Cijev podvrgnuta vanjskom tlaku mora biti projektirana za maksimalni diferencijalni tlak koji se očekuje u uvjetima rada, isključivanja ili ispitivanja. Osim toga, treba uzeti u obzir utjecaje na okoliš. Prema stavku 101.4, ako je vjerojatno da će hlađenje tekućine smanjiti tlak u cijevi ispod atmosferskog tlaka, cijev će biti projektirana da izdrži vanjski pritisak ili će se poduzeti mjere za prekidanje vakuuma. U situacijama kada ekspanzija tekućine može povećati tlak, sustave cjevovoda treba projektirati da izdrže povećani tlak ili treba poduzeti mjere za smanjenje viška tlaka.
Počevši od odjeljka 101.3.2, temperatura metala za projektiranje cjevovoda mora biti reprezentativna za očekivane maksimalne trajne uvjete. Radi jednostavnosti, općenito se pretpostavlja da je temperatura metala jednaka temperaturi tekućine. Ako se želi, može se koristiti prosječna temperatura metala sve dok je poznata temperatura vanjske stijenke. Posebnu pozornost također treba obratiti na tekućine koje se izvlače kroz izmjenjivače topline ili iz opreme za izgaranje kako bi se osiguralo da su najgori temperaturni uvjeti uzeti u obzir.
Dizajneri često dodaju sigurnosnu granicu maksimalnom radnom tlaku i/ili temperaturi. Veličina margine ovisi o primjeni. Također je važno uzeti u obzir materijalna ograničenja pri određivanju projektne temperature. Određivanje visokih projektnih temperatura (više od 750 F) može zahtijevati upotrebu legura, a ne standardnijeg ugljičnog čelika. Vrijednosti naprezanja u Obveznom dodatku A navedene su samo za dopuštene temperature za svaki materijal. Na primjer, ugljični čelik može pružiti samo naprezanje vrijednosti do 800 F. Dugotrajno izlaganje ugljičnog čelika temperaturama iznad 800 F može uzrokovati karbonizaciju cijevi, čineći je lomljivijom i sklonijom kvaru. Ako se radi na temperaturama iznad 800 F, također treba uzeti u obzir oštećenje od ubrzanog puzanja povezano s ugljičnim čelikom. Pogledajte odlomak 124 za potpunu raspravu o ograničenjima temperature materijala.
Ponekad inženjeri također mogu specificirati ispitne tlakove za svaki sustav. Paragraf 137 pruža smjernice za ispitivanje naprezanja. Obično će se hidrostatsko ispitivanje specificirati na 1,5 puta većem od projektiranog tlaka;međutim, obručna i uzdužna naprezanja u cjevovodu ne smiju premašiti 90% granice razvlačenja materijala u paragrafu 102.3.3 (B) tijekom ispitivanja tlakom. Za neke sustave vanjskih cjevovoda koji nisu bojleri, ispitivanje curenja tijekom rada može biti praktičnija metoda provjere curenja zbog poteškoća u izoliranju dijelova sustava ili jednostavno zato što konfiguracija sustava omogućuje jednostavno ispitivanje curenja tijekom početnog rada.Slažem se, ovo je prihvatljivo.
Nakon što se utvrde projektni uvjeti, cjevovod se može specificirati. Prva stvar koju treba odlučiti je koji materijal koristiti. Kao što je ranije spomenuto, različiti materijali imaju različita temperaturna ograničenja. Paragraf 105 daje dodatna ograničenja za različite materijale cjevovoda. Odabir materijala također ovisi o tekućini sustava, kao što je upotreba legura nikla u korozivnim kemijskim cjevovodima, upotreba nehrđajućeg čelika za isporuku čistog zraka za instrumente ili upotreba ugljičnog čelika s visokim sadržajem kroma (većim od 0,1%) za sprječavanje korozija ubrzana protokom. Korozija ubrzanog protoka (FAC) je fenomen erozije/korozije za koji se pokazalo da uzrokuje ozbiljno stanjivanje stijenki i kvarove cijevi u nekim od najkritičnijih sustava cjevovoda. Neuspjeh da se ispravno razmotri stanjivanje komponenti vodovoda može i ima ozbiljne posljedice, kao što je 2007. kada je pukla cijev za odvodnjavanje u IATAN elektrani KCP&L, usmrtivši dva radnika i teško ozlijedivši trećina.
Jednadžba 7 i jednadžba 9 u stavku 104.1.1 definiraju minimalnu potrebnu debljinu stijenke i maksimalni unutarnji proračunski tlak, redom, za ravnu cijev podložnu unutarnjem tlaku. Varijable u ovim jednadžbama uključuju maksimalno dopušteno naprezanje (iz Obveznog dodatka A), vanjski promjer cijevi, materijalni faktor (kao što je prikazano u tablici 104.1.2 (A)) i sve dodatne dopuštene debljine (kako je opisano u nastavku). S toliko varijabli Određivanje odgovarajućeg materijala cjevovoda, nominalnog promjera i debljine stjenke može biti iterativni proces koji također može uključivati ​​brzinu tekućine, pad tlaka i troškove cjevovoda i pumpanja. Bez obzira na primjenu, mora se provjeriti potrebna minimalna debljina stjenke.
Dodatni dodatak za debljinu može se dodati kako bi se kompenzirao iz raznih razloga, uključujući FAC. Dodaci mogu biti potrebni zbog uklanjanja navoja, utora itd. materijala potrebnog za izradu mehaničkih spojeva. Prema paragrafu 102.4.2, minimalni dodatak mora biti jednak dubini navoja plus tolerancija strojne obrade. Dodatak također može biti potreban za pružanje dodatne čvrstoće kako bi se spriječilo oštećenje cijevi, kolaps, prekomjerno savijanje ili izvijanje zbog naloženih opterećenja ili drugi uzroci razmotreni u paragrafu 102.4.4. Dodaci se također mogu dodati da bi se uzeli u obzir zavareni spojevi (paragraf 102.4.3) i koljena (paragraf 102.4.5). Konačno, dozvoljena odstupanja se mogu dodati radi kompenzacije korozije i/ili erozije. Debljina ovog dodatka je prema nahođenju projektanta i mora biti u skladu s očekivanim vijekom trajanja cjevovoda u skladu sa stavkom 102.4.1.
Neobavezni Dodatak IV pruža smjernice za kontrolu korozije. Zaštitni premazi, katodna zaštita i električna izolacija (kao što su izolacijske prirubnice) sve su metode sprječavanja vanjske korozije ukopanih ili uronjenih cjevovoda. Inhibitori korozije ili obloge mogu se koristiti za sprječavanje unutarnje korozije. Također treba paziti da se koristi voda za hidrostatsko ispitivanje odgovarajuće čistoće i, ako je potrebno, da se cjevovod potpuno isprazni nakon hidrostatičkog testiranje.
Minimalna debljina stijenke cijevi ili raspored potreban za prethodne izračune možda neće biti konstantan po promjeru cijevi i može zahtijevati specifikacije za različite rasporede za različite promjere. Odgovarajući raspored i vrijednosti debljine stijenke definirani su u ASME B36.10 Šavne i bešavne kovane čelične cijevi.
Prilikom određivanja materijala cijevi i izvođenja proračuna o kojima smo govorili ranije, važno je osigurati da najveće dopuštene vrijednosti naprezanja korištene u izračunima odgovaraju navedenom materijalu. Na primjer, ako je cijev od nehrđajućeg čelika A312 304L pogrešno navedena umjesto cijevi od nehrđajućeg čelika A312 304, navedena debljina stijenke može biti nedovoljna zbog značajne razlike u maksimalnim dopuštenim vrijednostima naprezanja između dva materijala. Isto tako, metoda proizvodnja cijevi mora biti na odgovarajući način specificirana. Na primjer, ako se za izračun koristi najveća dopuštena vrijednost naprezanja za bešavnu cijev, treba navesti bešavnu cijev. U suprotnom, proizvođač/instalater može ponuditi šavno zavarenu cijev, što može rezultirati nedovoljnom debljinom stijenke zbog nižih najvećih dopuštenih vrijednosti naprezanja.
Na primjer, pretpostavimo da je projektirana temperatura cjevovoda 300 F, a projektirani tlak 1200 psig. 2" i 3". Koristit će se žica od ugljičnog čelika (bešavne A53 razreda B). Odredite odgovarajući plan cjevovoda koji treba specificirati kako bi se ispunili zahtjevi ASME B31.1 jednadžbe 9. Prvo, objašnjeni su projektni uvjeti:
Zatim odredite najveće dopuštene vrijednosti naprezanja za A53 Grade B na gore navedenim projektnim temperaturama iz Tablice A-1. Imajte na umu da se koristi vrijednost za bešavne cijevi jer je navedena bešavna cijev:
Također se mora dodati dodatak za debljinu. Za ovu primjenu, 1/16 inča. Pretpostavlja se dodatak za koroziju. Zasebna tolerancija glodanja bit će dodana kasnije.
3 inča. Prvo će biti navedena cijev. Uz pretpostavku da je cijev Schedule 40 i tolerancija glodanja od 12,5%, izračunajte maksimalni tlak:
Cijev Schedule 40 je zadovoljavajuća za cijev od 3 inča u gore navedenim projektnim uvjetima. Zatim provjerite 2 inča. Cjevovod koristi iste pretpostavke:
2 inča. Prema gore navedenim projektnim uvjetima, cjevovod će zahtijevati deblju debljinu stijenke od rasporeda 40. Pokušajte s 2 inča. Raspored 80 cijevi:
Dok je debljina stijenke cijevi često ograničavajući čimbenik u proračunu tlaka, ipak je važno provjeriti jesu li upotrijebljeni spojni dijelovi, komponente i spojevi prikladni za specificirane projektne uvjete.
Kao opće pravilo, u skladu s paragrafima 104.2, 104.7.1, 106 i 107, svi ventili, armature i druge komponente koje sadrže tlak proizvedene prema standardima navedenim u tablici 126.1 smatrat će se prikladnima za upotrebu u normalnim radnim uvjetima ili ispod onih standardnih vrijednosti tlaka i temperature navedenih u . Korisnici trebaju biti svjesni da ako određeni standardi ili proizvođači mogu nametnuti stroža ograničenja odstupanja od normalnog rada od onih navedenih u ASME B31.1, primjenjivat će se stroža ograničenja.
Na sjecištima cijevi preporučuju se T-krakovi, poprečni, križni, račvasti zavareni spojevi, itd., proizvedeni prema standardima navedenim u tablici 126.1. U nekim slučajevima, raskrižja cjevovoda mogu zahtijevati jedinstvene granske spojeve. Paragraf 104.3.1 daje dodatne zahtjeve za račvaste spojeve kako bi se osiguralo da ima dovoljno materijala za cjevovod da izdrži pritisak.
Kako bi pojednostavio dizajn, projektant može odlučiti postaviti više projektne uvjete kako bi zadovoljio nazivnu vrijednost prirubnice određene klase tlaka (npr. ASME klasa 150, 300, itd.) kako je definirana klasom tlaka i temperature za specifične materijale navedene u ASME B16 .5 Prirubnice cijevi i prirubnički spojevi ili sličnim standardima navedenim u tablici 126.1. Ovo je prihvatljivo sve dok ne rezultira nepotrebnim povećanjem debljine stijenke ili dizajn drugih komponenti.
Važan dio projektiranja cjevovoda je osiguravanje održavanja strukturalnog integriteta cjevovodnog sustava nakon primjene učinaka tlaka, temperature i vanjskih sila. Strukturni integritet sustava često se zanemaruje u procesu projektiranja i, ako se ne izvede dobro, može biti jedan od skupljih dijelova dizajna. Strukturni integritet raspravlja se prvenstveno na dva mjesta, Paragraf 104.8: Analiza komponenti cjevovoda i Paragraf 119: Proširenje i fleksibilnost.
Stavak 104.8 navodi osnovne kodne formule koje se koriste za određivanje prelazi li sustav cjevovoda naprezanja dopuštena kodom. Ove kodne jednadžbe obično se nazivaju kontinuiranim opterećenjima, povremenim opterećenjima i pomačnim opterećenjima. Trajno opterećenje je učinak pritiska i težine na cjevovodni sustav. Slučajna opterećenja su kontinuirana opterećenja plus moguća opterećenja vjetrom, seizmička opterećenja, opterećenja terena i druga kratkotrajna opterećenja. Pretpostavlja se da će svako primijenjeno usputno opterećenje ne djeluju na druga slučajna opterećenja u isto vrijeme, tako da će svako slučajno opterećenje biti zaseban slučaj opterećenja u vrijeme analize. Opterećenja pomaka su učinci toplinskog rasta, pomaka opreme tijekom rada ili bilo kojeg drugog opterećenja pomaka.
Paragraf 119 govori o tome kako se nositi s širenjem cijevi i fleksibilnošću u sustavima cjevovoda i kako odrediti reakcijska opterećenja. Fleksibilnost sustava cjevovoda često je najvažnija na spojevima opreme, budući da većina spojeva opreme može izdržati samo minimalnu količinu sile i momenta koji se primjenjuju na točki spajanja. U većini slučajeva, toplinsko povećanje sustava cjevovoda ima najveći učinak na reakcijsko opterećenje, pa je važno kontrolirati toplinsko povećanje u sustavu u skladu s tim.
Kako bi se prilagodila fleksibilnost sustava cjevovoda i kako bi se osiguralo da je sustav pravilno poduprt, dobra je praksa podupirati čelične cijevi u skladu s tablicom 121.5. Ako projektant nastoji zadovoljiti standardni razmak potpore za ovu tablicu, postiže tri stvari: minimizira progib vlastite težine, smanjuje dugotrajna opterećenja i povećava dostupno naprezanje za opterećenja pomaka. Ako projektant postavlja potporu u skladu s s Tablicom 121.5, obično će rezultirati manjim od 1/8 inča pomaka vlastite težine ili progiba između nosača cijevi. Minimiziranje otklona vlastite težine pomaže u smanjenju mogućnosti kondenzacije u cijevima koje prenose paru ili plin. Slijedeći preporuke za razmak u Tablici 121.5 također omogućuje dizajneru smanjenje trajnog naprezanja u cjevovodu na približno 50% kontinuirano dopuštenog koda vrijednost. Prema jednadžbi 1B, dopušteno naprezanje za opterećenja pomaka je obrnuto proporcionalno trajnim opterećenjima. Stoga, minimiziranjem trajnog opterećenja, tolerancija naprezanja pomaka može se maksimizirati. Preporučeni razmak za nosače cijevi prikazan je na slici 3.
Kako bi se osiguralo pravilno razmatranje opterećenja reakcija sustava cjevovoda i zadovoljenje naprezanja koda, uobičajena metoda je izvođenje računalno potpomognute analize naprezanja u cjevovodu sustava. Dostupno je nekoliko različitih softverskih paketa za analizu naprezanja u cjevovodu, kao što su Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex ili neki od drugih komercijalno dostupnih paketa. Prednost korištenja računalno potpomognute analize naprezanja u cjevovodu je ta što dizajneru omogućuje izradu modela konačnih elemenata sustava cjevovoda za jednostavnu provjeru i mogućnost unošenja potrebnih promjena u konfiguraciju. Slika 4 prikazuje primjer modeliranja i analize dijela cjevovoda.
Prilikom projektiranja novog sustava, dizajneri sustava obično određuju da svi cjevovodi i komponente trebaju biti izrađeni, zavareni, sastavljeni itd. kako zahtijeva bilo koji kodeks koji se koristi. Međutim, u nekim naknadnim ugradnjama ili drugim primjenama, može biti korisno da imenovani inženjer pruži smjernice o određenim tehnikama proizvodnje, kao što je opisano u poglavlju V.
Uobičajeni problem koji se susreće u primjenama za naknadnu ugradnju je predgrijavanje zavarivanja (paragraf 131) i toplinska obrada nakon zavarivanja (paragraf 132). Među ostalim prednostima, ti se toplinski tretmani koriste za ublažavanje naprezanja, sprječavanje pucanja i povećanje čvrstoće zavarivanja. Stavke koje utječu na zahtjeve toplinske obrade prije zavarivanja i poslije zavarivanja uključuju, ali nisu ograničene na sljedeće: grupiranje P brojeva, kemiju materijala i debljinu materijala na spoju koji treba izvršiti. zavaren. Svaki materijal naveden u Obaveznom dodatku A ima dodijeljeni P broj. Za predgrijavanje, paragraf 131 daje minimalnu temperaturu do koje se osnovni metal mora zagrijati prije nego što može doći do zavarivanja. Za PWHT, tablica 132 daje raspon temperature zadržavanja i duljinu vremena za zadržavanje zone zavarivanja. Brzine zagrijavanja i hlađenja, metode mjerenja temperature, tehnike zagrijavanja i drugi postupci trebaju strogo slijediti smjernice navedene u kodu. Neočekivana nepogoda mogu se pojaviti učinci na zavarenom području zbog neispravne toplinske obrade.
Još jedno potencijalno područje zabrinjavanja u sustavima cjevovoda pod tlakom su zavoji cijevi. Savijanje cijevi može uzrokovati stanjivanje stijenke, što rezultira nedovoljnom debljinom stijenke. Prema paragrafu 102.4.5, kodeks dopušta zavoje sve dok minimalna debljina stijenke zadovoljava istu formulu koja se koristi za izračun minimalne debljine stijenke za ravne cijevi. Tipično, dodatak se dodaje za debljinu stijenke. Tablica 102.4.5 daje preporučeni dodatak za smanjenje savijanja s za različite radijuse savijanja. Savijanja također mogu zahtijevati toplinsku obradu prije savijanja i/ili nakon savijanja. Paragraf 129 daje smjernice za proizvodnju koljena.
Za mnoge sustave tlačnih cjevovoda potrebno je ugraditi sigurnosni ventil ili rasteretni ventil kako bi se spriječio prekomjerni tlak u sustavu. Za ove primjene, izborni Dodatak II: Pravila za projektiranje sigurnosnih ventila vrlo je vrijedan, ali ponekad malo poznat izvor.
U skladu sa stavkom II-1.2, sigurnosne ventile karakterizira potpuno otvorena radnja iskakanja za opskrbu plinom ili parom, dok se sigurnosni ventili otvaraju u odnosu na uzvodni statički tlak i koriste se prvenstveno za opskrbu tekućinom.
Jedinice sigurnosnih ventila karakteriziraju jesu li otvoreni ili zatvoreni ispusni sustavi. Kod otvorenog ispuha, koljeno na izlazu sigurnosnog ventila obično će ispuhnuti u ispušnu cijev u atmosferu. Obično će to rezultirati manjim protutlakom. Ako se u ispušnoj cijevi stvori dovoljan protutlak, dio ispušnog plina može biti izbačen ili povratno ispuhan s ulaznog kraja ispušne cijevi. Veličina ispušne cijevi treba biti velika. dovoljno da se spriječi povratni udar. U primjenama zatvorenog ventila, tlak se povećava na izlazu sigurnosnog ventila zbog kompresije zraka u ventilacijskom vodu, potencijalno uzrokujući širenje tlačnih valova. U paragrafu II-2.2.2, preporučuje se da projektirani tlak zatvorenog ispusnog voda bude najmanje dva puta veći od radnog tlaka u stabilnom stanju. Slike 5 i 6 prikazuju instalaciju sigurnosnog ventila otvorenu odnosno zatvorenu.
Instalacije sigurnosnih ventila mogu biti podložne različitim silama kao što je sažeto u paragrafu II-2. Te sile uključuju učinke toplinske ekspanzije, interakciju višestrukih ventila za otpuštanje zraka koji simultano izlaze, seizmičke i/ili vibracijske učinke i učinke tlaka tijekom događaja rasterećenja tlaka. Iako projektirani tlak do izlaza sigurnosnog ventila treba odgovarati projektiranom tlaku nizvodne cijevi, projektirani tlak u sustavu pražnjenja ovisi o konfiguraciji sustava pražnjenja i karakteristike sigurnosnog ventila. Jednadžbe su dane u stavku II-2.2 za određivanje tlaka i brzine na ispusnom koljenu, ulazu ispusne cijevi i izlazu ispusne cijevi za otvorene i zatvorene sustave pražnjenja. Koristeći ove informacije, sile reakcije na različitim točkama u ispušnom sustavu mogu se izračunati i uzeti u obzir.
Primjer problema za otvorenu primjenu pražnjenja naveden je u paragrafu II-7. Postoje i druge metode za izračunavanje karakteristika protoka u sustavima pražnjenja s reljefnim ventilom, a čitatelja se upozorava da provjeri je li korištena metoda dovoljno konzervativna. Jednu takvu metodu opisao je GS Liao u "Analizi grupe ispušnih ventila za sigurnost i tlak u elektrani" koju je objavio ASME u Journal of Electrical Engineering, listopad 1975. .
Položaj sigurnosnog ventila trebao bi održavati minimalnu udaljenost ravne cijevi od bilo kojeg zavoja. Ta minimalna udaljenost ovisi o usluzi i geometriji sustava kako je definirano u paragrafu II-5.2.1. Za instalacije s višestrukim ventilima za rasterećenje, preporučeni razmak za priključke grane ventila ovisi o polumjerima grane i servisnog cjevovoda, kao što je prikazano u bilješci (10)(c) Tablice D-1. U skladu sa paragrafom II-5.7.1, možda će biti potrebno spojiti nosače cjevovoda koji se nalaze na ispust rasterećenog ventila na radni cjevovod, a ne na susjednu strukturu kako bi se smanjili učinci toplinske ekspanzije i seizmičkih međudjelovanja. Sažetak ovih i drugih razmatranja dizajna u dizajnu sklopova sigurnosnih ventila može se pronaći u paragrafu II-5.
Očito, nije moguće pokriti sve zahtjeve dizajna ASME B31 unutar opsega ovog članka. Ali svaki imenovani inženjer uključen u projektiranje sustava tlačnog cjevovoda trebao bi barem biti upoznat s ovim projektnim kodom. Nadajmo se da će čitatelji s gornjim informacijama smatrati ASME B31 vrednijim i pristupačnijim resursom.
Monte K. Engelkemier je voditelj projekta u Stanley Consultants. Engelkemier je član Iowa Engineering Society, NSPE i ASME, te služi u B31.1 Electrical Piping Code Committee and Subcommitee. On ima više od 12 godina praktičnog iskustva u postavljanju sustava cjevovoda, projektiranju, procjeni ukrućenja i analizi naprezanja. Matt Wilkey je inženjer strojarstva u Stanley Consultants. ima više od 6 godina profesionalnog iskustva u projektiranju sustava cjevovoda za različite komunalne, općinske, institucionalne i industrijske klijente te je član ASME i Iowa Engineering Society.
Imate li iskustva i stručnosti o temama obuhvaćenim ovim sadržajem? Trebali biste razmisliti o doprinosu našem uredničkom timu CFE Media i dobiti priznanje koje vi i vaša tvrtka zaslužujete. Kliknite ovdje da započnete proces.