בעת תכנון מערכת צנרת לחץ, המהנדס המייעד יציין לעתים קרובות שצנרת המערכת צריכה להתאים לחלק אחד או יותר של קוד צנרת הלחץ ASME B31. כיצד מהנדסים פועלים כראוי לדרישות הקוד בעת תכנון מערכות צנרת?
ראשית, על המהנדס לקבוע איזה מפרט תכנון יש לבחור. עבור מערכות צנרת לחץ, זה לא בהכרח מוגבל ל-ASME B31. קודים אחרים שהונפקו על ידי ASME, ANSI, NFPA, או ארגונים שלטוניים אחרים עשויים להיות כפופים למיקום הפרויקט, יישום וכו'. ב-ASME B31, ישנם כיום שבעה סעיפים נפרדים בתוקף.
צנרת חשמל ASME B31.1: סעיף זה מכסה צנרת בתחנות כוח, מפעלים תעשייתיים ומוסדיים, מערכות חימום גיאותרמיות, ומערכות חימום וקירור מרכזי ומחוזי. זה כולל צנרת חיצונית של דוודים ולא דוודים המשמשים להתקנת דודי ASME סעיף I. סעיף זה אינו חל על ציוד המכוסה בקוד ASME לדודים וכלי חלוקה לחימום בלחץ נמוך, המתוארים בסעיף 10 ועוד מערכות קירור בלחץ נמוך, ועוד. 3 של ASME B31.1. מקורו של ASME B31.1 ניתן לייחס לשנות העשרים של המאה הקודמת, כאשר המהדורה הרשמית הראשונה פורסמה בשנת 1935. שימו לב שהמהדורה הראשונה, כולל הנספחים, הייתה פחות מ-30 עמודים, והמהדורה הנוכחית היא באורך של למעלה מ-300 עמודים.
ASME B31.3 צנרת תהליך: סעיף זה מכסה צנרת בבתי זיקוק;צמחים כימיים, פרמצבטיים, טקסטיל, נייר, מוליכים למחצה וצמחים קריוגניים;ומפעלי עיבוד ומסופים קשורים. סעיף זה דומה מאוד ל-ASME B31.1, במיוחד כאשר מחשבים את עובי הדופן המינימלי עבור צינור ישר. סעיף זה היה במקור חלק מ-B31.1 והוא שוחרר לראשונה בנפרד ב-1959.
ASME B31.4 Pipeline Transportation Systems for Liquids and Slurry: סעיף זה מכסה צנרת שמובילה בעיקר מוצרים נוזליים בין מפעלים ומסופים, ובתוך מסופים, תחנות שאיבה, מיזוג ומדידה. סעיף זה היה במקור חלק מ-B31.1 והוצא לראשונה בנפרד ב-1959.
ASME B31.5 צנרת קירור ורכיבי העברת חום: סעיף זה מכסה צנרת עבור נוזלי קירור ונוזלי קירור משניים. חלק זה היה במקור חלק מ-B31.1 והוצא לראשונה בנפרד בשנת 1962.
ASME B31.8 מערכות צנרת להולכה והפצה של גז: זה כולל צנרת להובלת מוצרים גזיים בעיקר בין מקורות ומסופים, לרבות מדחסים, תחנות מיזוג ומדידה;וצנרת איסוף גז. חלק זה היה במקור חלק מ-B31.1 והוצא לראשונה בנפרד ב-1955.
ASME B31.9 שירותי בניין צנרת: סעיף זה מכסה צנרת הנמצאת בדרך כלל במבנים תעשייתיים, מוסדיים, מסחריים וציבוריים;ודירות מרובות יחידות שאינן דורשות את טווחי הגודל, הלחץ והטמפרטורות המכוסים ב-ASME B31.1. סעיף זה דומה ל-ASME B31.1 ו-B31.3, אך הוא פחות שמרני (במיוחד בעת חישוב עובי דופן מינימלי) ומכיל פחות פרטים. הוא מוגבל ללחץ נמוך, יישומי טמפרטורה נמוכה כפי שצוין ב-ASME B302.1 זה פורסם בסעיף 2309.
ASME B31.12 צנרת מימן וצנרת: סעיף זה מכסה צנרת בשירות מימן גז ונוזלי, וצנרת בשירות מימן גז. סעיף זה פורסם לראשונה בשנת 2008.
באיזה קוד עיצוב יש להשתמש תלוי בסופו של דבר בבעלים. ההקדמה ל-ASME B31 קובעת, "באחריות הבעלים לבחור את קטע הקוד שמקרוב ביותר את התקנת הצנרת המוצעת."במקרים מסוימים, "חלקי קוד מרובים עשויים לחול על חלקים שונים של ההתקנה."
מהדורת 2012 של ASME B31.1 תשמש כאסמכתא העיקרית לדיונים הבאים. מטרת מאמר זה היא להדריך את המהנדס המייעד דרך כמה מהשלבים העיקריים בתכנון מערכת צנרת לחץ תואמת ASME B31. בעקבות ההנחיות של ASME B31.1 מספק ייצוג טוב של תכנון מערכת כללית B13 אם נעשה שימוש בשיטת התכנון B13 או ב-ASME. של ASME B31 משמש ביישומים צרים יותר, בעיקר עבור מערכות או יישומים ספציפיים, ולא יידונו עוד. בעוד שלבי המפתח בתהליך התכנון יודגשו כאן, דיון זה אינו ממצה ויש תמיד להתייחס לקוד המלא במהלך עיצוב המערכת. כל ההפניות לטקסט מתייחסות ל-ASME B31.1 אלא אם צוין אחרת.
לאחר בחירת הקוד הנכון, על מעצב המערכת גם לסקור את כל דרישות התכנון הספציפיות למערכת. סעיף 122 (חלק 6) מספק דרישות תכנון הקשורות למערכות הנפוצות ביישומי צנרת חשמלית, כגון קיטור, מי הזנה, נשיפה ונשיפה, צנרת מכשור ומערכות שחרור לחץ.ASME B31.3 מכיל פסקאות דומות ל-ASME B31.3 עם דרישות לחץ ספציפיות של ASME B31, אך כוללות פחות פירוט של מערכת הלחץ, פסקה B31. כמו גם מגבלות שיפוט שונות המתוחמות בין הדוד עצמו, צנרת חיצונית של הדוד וצנרת חיצונית שאינה לדוד המחוברת לצנרת הדוד ASME Part I.הגדרה.איור 2 מציג מגבלות אלו של דוד התוף.
על מתכנן המערכת לקבוע את הלחץ והטמפרטורה שבהם המערכת תפעל ואת התנאים שהמערכת אמורה להיות מתוכננת לעמוד בהם.
לפי סעיף 101.2, לחץ התכנון הפנימי לא יפחת מלחץ העבודה הרציף המקסימלי (MSOP) בתוך מערכת הצנרת, כולל השפעת ראש סטטי. צנרת הנתונה ללחץ חיצוני יתוכננו ללחץ ההפרש המקסימלי הצפוי בתנאי הפעלה, כיבוי או בדיקה. בנוסף, יש לקחת בחשבון השפעות סביבתיות. לפי סעיף 101.4, אם הלחץ של הצינור יתכן ויפחית את הלחץ בצינור ב-mosph. להיות מתוכנן לעמוד בלחץ חיצוני או שיינקטו אמצעים לשבירת הוואקום. במצבים שבהם התפשטות הנוזל עלולה להגביר את הלחץ, יש לתכנן את מערכות הצנרת כדי לעמוד בלחץ המוגבר או לנקוט באמצעים להורדת לחץ עודף.
החל מסעיף 101.3.2, טמפרטורת המתכת לתכנון הצנרת תהיה מייצגת את התנאים המתמשכים המקסימליים הצפויים. למען הפשטות, מניחים בדרך כלל שטמפרטורת המתכת שווה לטמפרטורת הנוזל. אם תרצה, ניתן להשתמש בטמפרטורת המתכת הממוצעת כל עוד ידועה טמפרטורת הקיר החיצוני. יש לשים לב במיוחד גם לנוזלים הנמשכים דרך מחליפי החום הטובים ביותר או כדי להבטיח שהנוזלים יילקחו דרך מחליפי החום.
לעתים קרובות, מעצבים מוסיפים מרווח בטיחות ללחץ העבודה ו/או הטמפרטורה המקסימליים. גודל השוליים תלוי ביישום. חשוב לקחת בחשבון גם אילוצי חומר בעת קביעת טמפרטורת התכנון. ציון טמפרטורות עיצוב גבוהות (מעל 750 F) עשוי לדרוש שימוש בחומרי סגסוגת ולא בפלדת פחמן סטנדרטית יותר. ערכי הלחץ החסרים בטמפרטורה חובה מסופקים עבור כל ערך פחמן בלבד עבור נספח פלדה א' בלבד. s עד 800 F. חשיפה ממושכת של פלדת פחמן לטמפרטורות מעל 800 F עלולה לגרום לצינור להתפחם, מה שהופך אותו לשביר יותר ונוטה לכישלון. אם פועלים מעל 800 F, יש לקחת בחשבון גם את נזקי הזחילה המואצים הקשורים לפלדת פחמן. ראה סעיף 124 לדיון מלא על מגבלות טמפרטורת החומר.
לפעמים מהנדסים יכולים גם לציין לחצי בדיקה עבור כל מערכת. סעיף 137 מספק הנחיות לגבי בדיקות מאמץ. בדרך כלל, בדיקות הידרוסטטיות יצוינו לפי 1.5 לחץ התכנון;עם זאת, המתחים החישוקים והאורכיים בצנרת לא יעלו על 90% מחוזק התפוקה של החומר בסעיף 102.3.3 (ב) במהלך בדיקת הלחץ. עבור מערכות צנרת חיצוניות שאינן דוודים מסוימות, בדיקת נזילות בשימוש עשויה להיות שיטה מעשית יותר לבדיקת נזילות עקב קשיים בבידוד חלקים של המערכת, או פשוט בגלל ביצוע בדיקה ראשונית של הדליפה.מסכים, זה מקובל.
לאחר קביעת תנאי התכנון, ניתן לציין את הצנרת. הדבר הראשון שיש להחליט הוא באיזה חומר להשתמש. כפי שצוין קודם לכן, לחומרים שונים יש מגבלות טמפרטורה שונות. סעיף 105 מספק הגבלות נוספות על חומרי צנרת שונים. בחירת החומר תלויה גם בנוזל המערכת, כגון שימוש בסגסוגות ניקל ביישומי צנרת כימית קורוזיבית, שימוש בפלדת אל חלד כדי לספק זרימת אוויר נקייה של פחמן עד 0% פחמן גבוה יותר מאשר רמת פחמן-0% יותר. קורוזיה נעלמה. קורוזיה מואצת בזרימה (Flow Accelerated Corrosion) היא תופעת שחיקה/קורוזיה שהוכחה כגורמת לדילול קירות חמור ולכשל בצנרת בכמה ממערכות הצנרת הקריטיות ביותר. אי לשקול כראוי דילול של רכיבי אינסטלציה עלולה והיו לה השלכות חמורות, כמו בשנת 2007, כאשר תחנת צנרת פוצלה ברצינות, תחנת חשמל ו-KATL. פציעה שליש.
משוואה 7 ומשוואה 9 בסעיף 104.1.1 מגדירים את עובי הדופן המינימלי הנדרש ולחץ התכנון הפנימי המרבי, בהתאמה, עבור צינור ישר הנתון ללחץ פנימי. המשתנים במשוואות אלה כוללים את המתח המרבי המותר (מתוך נספח חובה א'), הקוטר החיצוני של הצינור, גורם החומר (כמתואר בטבלה 104.1.2 המתוארים בטבלה 104.1.2 כל שאר העוביים המעורבים, ופרטים רבים נוספים המעורבים להלן). קביעת חומר הצנרת המתאים, הקוטר הנומינלי ועובי הדופן יכול להיות תהליך איטרטיבי שעשוי לכלול גם מהירות נוזל, ירידת לחץ ועלויות הצנרת והשאיבה. ללא קשר ליישום, יש לוודא את עובי הדופן המינימלי הנדרש.
ניתן להוסיף קצבת עובי נוספת כדי לפצות מסיבות שונות, כולל FAC. יתכן שיידרשו קצבאות עקב הסרת הברגים, חריצים וכו' חומר הנדרש ליצירת חיבורים מכניים. על פי סעיף 102.4.2, הקצבה המינימלית תהיה שווה לעומק ההברגה בתוספת סובלנות העיבוד. יתכן שיידרש תוספת נוספת, כדי למנוע פגיעה, נפילה או צניחה נוספת של צינור כדי לספק חוזק יתירה, עומסים מוטלים או סיבות אחרות הנדונות בסעיף 102.4.4. ניתן להוסיף קצבאות גם כדי לקחת בחשבון את המפרקים המרותכים (סעיף 102.4.3) והמרפקים (סעיף 102.4.5). בהתאם לסעיף 102.4.1.
נספח 4 האופציונלי מספק הנחיות לגבי בקרת קורוזיה. ציפויים מגנים, הגנה קתודית ובידוד חשמלי (כגון אוגנים מבודדים) הם כל השיטות למניעת קורוזיה חיצונית של צינורות קבורים או שקועים. ניתן להשתמש במעכבי קורוזיה או ספינות למניעת קורוזיה פנימית. יש להקפיד גם על בדיקת ניקיון ההידרוסטט המתאימה, לאחר בדיקת ההידרוסטט המתאימה, במידת הצורך. ing.
עובי דופן הצינור המינימלי או לוח הזמנים הנדרש לחישובים קודמים עשויים שלא להיות קבועים על פני קוטר הצינור ועשויים לדרוש מפרטים עבור לוחות זמנים שונים עבור קטרים ​​שונים. ערכי לוח זמנים מתאימים ועובי דופן מוגדרים ב-ASME B36.10 צינור פלדה מרותך וחסר תפרים.
כאשר מציינים את חומר הצינור ומבצעים את החישובים שנדונו קודם לכן, חשוב לוודא שערכי המתח המרבי המותרים שנעשה בהם שימוש בחישובים תואמים את החומר שצוין. לדוגמה, אם צינור נירוסטה A312 304L צוין בצורה שגויה במקום צינור נירוסטה A312 304, עובי הדופן המסופק עשוי לאפשר את ההבדל בין שני החומרים המקסימליים. של ייצור הצינור יצוין כראוי. לדוגמה, אם נעשה שימוש בערך המתח המרבי המותר עבור צינור ללא תפר לחישוב, יש לציין צינור ללא תפרים. אחרת, היצרן/מתקין עשויים להציע צינור מרותך בתפר, מה שעלול לגרום לעובי דופן לא מספיק עקב ערכי מתח מקסימליים מותרים נמוכים יותר.
לדוגמה, נניח שטמפרטורת התכנון של הצינור היא 300 F ולחץ התכנון הוא 1,200 psig.2 אינץ' ו-3 אינץ'. ישמש חוט פלדת פחמן (A53 Grade B ללא תפרים). קבע את תוכנית הצנרת המתאימה לציון כדי לעמוד בדרישות של ASME B31.1 משוואה 9. תנאי התכנון מוסברים:
לאחר מכן, קבע את ערכי הלחץ המרביים המותרים עבור A53 דרגה B בטמפרטורות התכנון הנ"ל מטבלה A-1. שים לב שהערך עבור צינור ללא תפר משמש מכיוון שצוין צינור ללא תפר:
יש להוסיף גם קצבת עובי. עבור יישום זה, 1/16 אינץ'. ההנחה היא קצבת קורוזיה. סובלנות כרסום נפרדת תתווסף מאוחר יותר.
3 אינץ'. הצינור יצוין תחילה. בהנחה של צינור 40 וסובלנות כרסום של 12.5%, חשב את הלחץ המרבי:
צינור לוח 40 מספק עבור 3 אינצ'ים.צינור בתנאי התכנון שצוינו לעיל. לאחר מכן, בדוק 2 אינץ'. הצינור משתמש באותן הנחות:
2 אינץ'. בתנאי התכנון המפורטים לעיל, הצנרת תדרוש עובי דופן עבה יותר מאשר תכנית 40. נסה 2 אינץ'. צינורות 80:
בעוד שעובי דופן הצינור הוא לעתים קרובות הגורם המגביל בתכנון הלחץ, עדיין חשוב לוודא שהאביזרים, הרכיבים והחיבורים שבהם נעשה שימוש מתאימים לתנאי התכנון שצוינו.
ככלל, בהתאם לסעיפים 104.2, 104.7.1, 106 ו-107, כל השסתומים, האביזרים ורכיבים המכילים לחץ אחרים המיוצרים לפי התקנים המפורטים בטבלה 126.1 ייחשבו כמתאימים לשימוש בתנאי הפעלה רגילים או מתחת לאותם תקנים, אם דירוגי לחץ-טמפרטורת לחץ-טמפרטורת יקבעו ב-. פעולה רגילה מאלה המפורטות ב-ASME B31.1, יחולו המגבלות המחמירות.
בהצטלבויות צנרת, מומלצים טיז, רוחביים, צלבים, חיבורים מרותכים ענפים וכו', המיוצרים לפי התקנים המפורטים בטבלה 126.1. במקרים מסוימים, מפגשי צנרת עשויים לדרוש חיבורי הסתעפות ייחודיים. סעיף 104.3.1 מספק דרישות נוספות לחיבורי הסתעפות כדי להבטיח שיש מספיק חומר צנרת שיעמוד בלחץ.
כדי לפשט את התכנון, המתכנן יכול לבחור להגדיר את תנאי התכנון גבוהים יותר כדי לעמוד בדירוג האוגן של דרגת לחץ מסוימת (למשל ASME class 150, 300 וכו') כפי שהוגדר על ידי דרגת הלחץ-טמפרטורת החומרים הספציפיים המצוינים ב-ASME B16 .5 אוגני צינור וחיבורי אוגן, או תקנים דומים המפורטים בטבלה 126.1, זה לא מתקבל על הדעת כיוון שעובי אחר אינו מקובל בקיר. עיצובי רכיבים.
חלק חשוב בתכנון הצנרת הוא להבטיח שהשלמות המבנית של מערכת הצנרת נשמרת ברגע שהשפעות הלחץ, הטמפרטורה והכוחות החיצוניים מופעלות. לעיתים קרובות מתעלמים מהשלמות המבנית של המערכת בתהליך התכנון, ואם לא עושים זאת היטב, היא יכולה להיות אחד החלקים היקרים יותר של התכנון. שלמות מבנית נדונה בעיקר בסעיף 104 וסעיף 104, סעיף 19, ניתוח, סעיף 104, ניתוח. רצון וגמישות.
סעיף 104.8 מפרט את נוסחאות הקוד הבסיסיות המשמשות כדי לקבוע אם מערכת צנרת חורגת מהלחצים המותרים בקוד. משוואות קוד אלו מכונה בדרך כלל עומסים מתמשכים, עומסים מזדמנים ועומסי עקירה. עומס מתמשך הוא ההשפעה של לחץ ומשקל על מערכת צנרת. עומסים מקריים הם עומסים מתמשכים, עומסים אפשריים של רוח, ועוד עומסים רציפים. s. ההנחה היא שכל עומס מקרי המופעל לא יפעל על עומסים נלווים אחרים בו זמנית, ולכן כל עומס מקרי יהיה מקרה עומס נפרד בזמן הניתוח. עומסי תזוזה הם ההשפעות של צמיחה תרמית, תזוזה של ציוד במהלך הפעולה, או כל עומס תזוזה אחר.
סעיף 119 דן כיצד לטפל בהרחבת צינור וגמישות במערכות צנרת וכיצד לקבוע עומסי תגובה. גמישות מערכות הצנרת היא לרוב החשובה ביותר בחיבורי ציוד, מכיוון שרוב חיבורי הציוד יכולים לעמוד רק בכמות המינימלית של כוח ומומנט המופעלים בנקודת החיבור. ברוב המקרים, לצמיחה התרמית של מערכת הצנרת יש את ההשפעה הגדולה ביותר על עומס התגובה במערכת, ולכן היא חשובה לצמיחה במערכת.
כדי להתאים את הגמישות של מערכת הצנרת וכדי להבטיח שהמערכת נתמכת כראוי, עדיף לתמוך בצינורות פלדה בהתאם לטבלה 121.5. אם מעצב שואף לעמוד במרווח התמיכה הסטנדרטי עבור טבלה זו, הוא משיג שלושה דברים: ממזער את הסטת המשקל העצמי, מפחית את העומסים המתמשכים עבור המתכננים, ומגדיל את העומסים הניתנים לתמיכה ב-T1 בהתאמה. 1.5, זה יגרום בדרך כלל לתזוזה או שקיעה של משקל עצמי של פחות מ-1/8 אינץ'. בין תומכי הצינור. צמצום הסטת המשקל העצמית עוזרת להפחית את הסיכוי להתעבות בצינורות המובילים אדים או גז. בעקבות המלצות המרווח בטבלה 121.5 מאפשרת למעצב גם להפחית את הערך המתמשך של ה-Pi-Accord ל-E0. בשאלה 1B, המתח המותר לעומסי תזוזה עומד ביחס הפוך לעומסים מתמשכים. לכן, על ידי מזעור העומס הנמשך, ניתן למקסם את סובלנות מתח התזוזה. המרווח המומלץ לתומכי צינור מוצג באיור 3.
כדי להבטיח שעומסי התגובה של מערכת הצנרת נלקחים בחשבון כראוי ועמידה במתחי הקוד, שיטה נפוצה היא לבצע ניתוח מתח צנרת בעזרת מחשב של המערכת. קיימות מספר חבילות תוכנה שונות לניתוח מתח של צינורות זמינות, כגון Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, או אחת החבילות האחרות הזמינות מסחרית מאפשרת יצירת חבילות צנרת, היתרון של שימוש במודל המתח של צנרת. מערכת לאימות קלה ויכולת לבצע שינויים נחוצים בתצורה.איור 4 מציג דוגמה של דוגמנות וניתוח קטע של צינור.
בעת תכנון מערכת חדשה, מתכנני מערכות בדרך כלל מציינים שכל הצנרת והרכיבים צריכים להיות מיוצרים, מרותכים, מורכבים וכו' כנדרש על פי כל קוד שבו נעשה שימוש. עם זאת, בחלק מהשיפורים או ביישומים אחרים, ייתכן שמהנדס ייעודי יספק הנחיות לגבי טכניקות ייצור מסוימות, כמתואר בפרק V.
בעיה נפוצה בה נתקלים ביישומי תיקון לאחר ריתוך היא חימום מקדים לריתוך (סעיף 131) וטיפול בחום לאחר ריתוך (סעיף 132). בין היתר, טיפולי חום אלו משמשים להפגת מתח, מניעת סדקים והגברת חוזק הריתוך. פריטים המשפיעים על דרישות טיפול בחום לפני ריתוך ואחרי ריתוך כוללים, אך אינם מוגבלים לקבוצת החומרים, הריתוך והריתוך הבאים: .לכל חומר הרשום בנספח חובה א' מוקצה מספר P. לחימום מוקדם, סעיף 131 מספק את הטמפרטורה המינימלית שאליה יש לחמם את המתכת הבסיסית לפני שניתן לבצע ריתוך. עבור PWHT, טבלה 132 מספקת את טווח טמפרטורת ההחזקה ואת משך הזמן להחזקת אזור הריתוך. קצבי חימום וקירור, שיטות מדידת טמפרטורה וטכניקות חימום אחרות צריכות להגדיר את הנחיות ההליכים, וטכניקות חימום אחרות. השפעות על האזור המרותך יכולות להתרחש עקב אי טיפול נכון בחום.
תחום דאגה פוטנציאלי נוסף במערכות צנרת בלחץ הוא כיפופי צנרת. כיפוף צינורות עלול לגרום לדילול דופן, וכתוצאה מכך עובי דופן לא מספיק. בהתאם לסעיף 102.4.5, הקוד מאפשר כיפופים כל עוד עובי הדופן המינימלי עומד באותה נוסחה המשמשת לחישוב עובי הדופן המינימלי עבור דופן ישר. מומלץ להוסיף עובי דופן ישר באופן טיפוסי 4. קצבאות הפחתת כיפוף עבור רדיוסי כיפוף שונים. כפיפות עשויות לדרוש גם טיפול בחום לפני כיפוף ו/או לאחר כיפוף. סעיף 129 מספק הנחיות לייצור מרפקים.
עבור מערכות צנרת לחץ רבות, יש צורך להתקין שסתום בטיחות או שסתום שחרור כדי למנוע לחץ יתר במערכת. עבור יישומים אלה, הנספח II האופציונלי: כללי תכנון התקנת שסתום בטיחות הוא משאב בעל ערך רב אך לעיתים מעט ידוע.
בהתאם לסעיף II-1.2, שסתומי בטיחות מאופיינים בפעולת פופ-אפ פתוחה לחלוטין עבור שירות גז או קיטור, בעוד שסתומי בטיחות נפתחים ביחס ללחץ סטטי במעלה הזרם ומשמשים בעיקר לשירות נוזלי.
יחידות שסתום בטיחות מתאפיינות בכך שהן מערכות פריקה פתוחות או סגורות. בפליטת פליטה פתוחה, המרפק ביציאה של שסתום הבטיחות ייצא בדרך כלל לתוך צינור הפליטה לאטמוספירה. בדרך כלל, זה יגרום ללחץ אחורי קטן יותר. אם נוצר לחץ אחורי מספיק בצינור הפליטה, חלק מגז הפליטה עשוי להיות הוצאת מהצינור בקצה הפליטה או יש להוציא אותו בגודלו בקצה הפליטה של ​​צינור הפליטה. נשיפה לאחור. ביישומי אוורור סגור, לחץ מצטבר במוצא שסתום השחרור עקב דחיסת אוויר בקו האוורור, שעלול לגרום להתפשטות גלי לחץ. בסעיף II-2.2.2, מומלץ שהלחץ התכנוני של קו הפריקה הסגור יהיה גדול לפחות פי שניים מלחץ העבודה במצב יציב. איורים 5 ו-6 סגורים מציגים את ההתקנה סגורה בהתאמה.
התקנות שסתומי בטיחות עלולות להיות כפופות לכוחות שונים, כפי שסוכמו בפסקה II-2. כוחות אלו כוללים השפעות התפשטות תרמית, אינטראקציה של מספר שסתומי הקלה הנפתחים בו-זמנית, השפעות סיסמיות ו/או רטט, והשפעות לחץ במהלך אירועי שחרור לחץ. למרות שהלחץ התכנוני עד ליציאת שסתום הבטיחות צריך להתאים למבנה הלחץ של מערכת הפריקה והפריקה בתכנון של מערכת הפריקה. s של שסתום הבטיחות.משוואות מסופקות בפסקה II-2.2 לקביעת לחץ ומהירות במרפק הפריקה, כניסת צינור הפריקה ויציאת צינור הפריקה למערכות פריקה פתוחות וסגורות.באמצעות מידע זה, ניתן לחשב ולהתייחס לכוחות התגובה בנקודות שונות במערכת הפליטה.
בעיה לדוגמה עבור יישום פריקה פתוחה מסופקת בסעיף II-7. קיימות שיטות אחרות לחישוב מאפייני זרימה במערכות פריקת שסתומי הקלה, והקורא מוזהר לוודא שהשיטה שבה נעשה שימוש היא שמרנית מספיק. שיטה אחת כזו מתוארת על ידי GS Liao ב"Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group in the Journal of Electrical Engineering Analysis, October 195.
המיקום של שסתום הבטיחות צריך לשמור על מרחק מינימלי של צינור ישר מכל עיקול. מרחק מינימלי זה תלוי בשירות ובגיאומטריה של המערכת כפי שהוגדרו בסעיף II-5.2.1. עבור מתקנים עם מספר שסתומי שחרור, המרווח המומלץ לחיבורי ענף שסתומים תלוי ברדיוסים של הענף וצנרת השירות, כפי שמוצג בהערה (10)(ג) של טבלה D-1, בהתאם לתמיכה בסעיף D, ב-Pi. s הממוקם ביציאת שסתום ההקלה לצנרת ההפעלה ולא למבנה הסמוך כדי למזער את ההשפעות של התפשטות תרמית ואינטראקציות סיסמיות. סיכום של שיקולי תכנון אלו ואחרים בתכנון מכלולי שסתום בטיחות ניתן למצוא בסעיף II-5.
ברור שלא ניתן לכסות את כל דרישות התכנון של ASME B31 במסגרת מאמר זה. אבל כל מהנדס ייעודי המעורב בתכנון של מערכת צנרת לחץ צריך לפחות להכיר את קוד התכנון הזה. בתקווה, עם המידע לעיל, הקוראים ימצאו את ASME B31 משאב יקר ונגיש יותר.
Monte K. Engelkemier הוא מוביל הפרויקט ב-Stanley Consultants.Engelkemier הוא חבר באגודת ההנדסה של Iowa, NSPE, ו-ASME, ומכהן בוועדת קוד צנרת החשמל B31.1 ובוועדת המשנה. יש לו למעלה מ-12 שנות ניסיון מעשית בפריסת מערכות צנרת, תכנון, הערכת חיזוק וניתוח מתחים ב-Stanley Wilkey הוא ניסיון מקצועי ב-Stanley Wilkey. מערכות צנרת עבור מגוון לקוחות שירותים, עירוניים, מוסדיים ותעשייתיים והוא חבר ב-ASME ובחברת ההנדסה של איווה.
האם יש לך ניסיון ומומחיות בנושאים המכוסים בתוכן זה? עליך לשקול לתרום לצוות העריכה של CFE Media ולקבל את ההכרה המגיעות לך ולחברה שלך. לחץ כאן כדי להתחיל בתהליך.