Nalika ngrancang sistem pipa tekanan, insinyur sing ditunjuk bakal kerep nemtokake manawa pipa sistem kudu cocog karo siji utawa luwih bagean Kode Pipa Tekanan ASME B31. Kepiye insinyur ngetutake syarat kode nalika ngrancang sistem pipa?
Kaping pisanan, insinyur kudu nemtokake spesifikasi desain sing kudu dipilih.Kanggo sistem pipa tekanan, iki ora kudu diwatesi ing ASME B31.Kode liyane sing ditanggepi dening ASME, ANSI, NFPA, utawa organisasi panguwasa liyane bisa diatur dening lokasi proyek, aplikasi, lan sapiturute. Ing ASME B31, saiki ana pitung bagean kapisah sing ditrapake.
ASME B31.1 Piping Listrik: Bagean iki nyakup pipa ing pembangkit listrik, pabrik industri lan institusi, sistem pemanasan panas bumi, lan sistem pemanasan lan pendinginan pusat lan distrik. Iki kalebu pipa njaba njaba lan non-boiler boiler sing digunakake kanggo nginstal boiler ASME Bagean I. Bagean iki ora ditrapake kanggo peralatan sing dilindhungi dening Boiler ASME lan sistem distribusi tekanan rendah 0, lan sawetara sistem distribusi tekanan rendah lan paragraf liyane. .1.3 saka ASME B31.1.Asal-usul saka ASME B31.1 bisa ditelusuri bali menyang 1920s, karo edition resmi pisanan diterbitake ing 1935. Elinga yen edition pisanan, kalebu lampiran, kurang saka 30 kaca, lan edition saiki dawane luwih saka 300 kaca.
ASME B31.3 Proses Piping: Bagian iki kalebu pipa ing kilang;tanduran kimia, farmasi, tekstil, kertas, semikonduktor, lan cryogenic;lan tanduran pangolahan lan terminal sing gegandhengan. Bagean iki meh padha karo ASME B31.1, utamane nalika ngitung kekandelan tembok minimal kanggo pipa lurus. Bagean iki asline minangka bagean saka B31.1 lan pisanan dirilis kanthi kapisah ing taun 1959.
Sistem Transportasi Pipa ASME B31.4 kanggo Cairan lan Slurry: Bagean iki kalebu pipa sing ngeterake produk cair utamane ing antarane tanduran lan terminal, lan ing terminal, pompa, kahanan, lan stasiun pangukuran. Bagean iki asline minangka bagean saka B31.1 lan pisanan dirilis kanthi kapisah ing taun 1959.
ASME B31.5 Piping Pendingin lan Komponen Transfer Panas: Bagean iki nyakup pipa kanggo refrigeran lan pendingin sekunder. Bagean iki asline minangka bagean saka B31.1 lan pisanan dirilis kanthi kapisah ing taun 1962.
ASME B31.8 Sistem Pipa Transmisi lan Distribusi Gas: Iki kalebu pipa kanggo ngeterake produk utamane gas antarane sumber lan terminal, kalebu kompresor, kahanan lan stasiun pangukuran;lan pipa kumpul gas.Bagian iki wiwitane minangka bagéan saka B31.1 lan pisanan dirilis kanthi kapisah ing taun 1955.
ASME B31.9 Layanan Bangunan Piping: Bagian iki nyakup pipa sing umum ditemokake ing bangunan industri, institusi, komersial, lan umum;lan omah-omah multi-unit sing ora mbutuhake ukuran, tekanan, lan kisaran suhu sing katutup ing ASME B31.1. Bagean iki padha karo ASME B31.1 lan B31.3, nanging kurang konservatif (utamane nalika ngitung kekandelan tembok minimal) lan ngemot kurang rinci.
ASME B31.12 Piping lan Pipa Hidrogen: Bagean iki kalebu pipa ing layanan hidrogen gas lan cair, lan pipa ing layanan hidrogen gas. Bagean iki pisanan diterbitake ing 2008.
Kode desain sing kudu digunakake pungkasane nganti pemilik. Pambuka kanggo ASME B31 nyatakake, "Tanggung jawab pemilik kanggo milih bagean kode sing paling cedhak karo instalasi pipa sing diusulake."Ing sawetara kasus, "bagean kode bisa uga ditrapake kanggo macem-macem bagean instalasi."
ASME B31.1 edisi 2012 bakal dadi referensi utama kanggo diskusi sakteruse.Tujuan artikel iki kanggo nuntun insinyur sing ditunjuk liwat sawetara langkah utama kanggo ngrancang sistem pipa tekanan sing cocog karo ASME B31. Nututi pedoman ASME B31.1 nyedhiyakake perwakilan sing apik yen desain sistem umum digunakake. B31 digunakake ing aplikasi sing luwih sempit, utamane kanggo sistem utawa aplikasi tartamtu, lan ora bakal dibahas maneh. Nalika langkah-langkah kunci ing proses desain bakal disorot ing kene, diskusi iki ora lengkap lan kode lengkap kudu tansah dirujuk sajrone desain sistem. Kabeh referensi teks deleng ASME B31.1 kajaba nyatakake.
Sawise milih kode sing bener, desainer sistem uga kudu nliti syarat desain khusus sistem.Paragraf 122 (Part 6) nyedhiyakake syarat desain sing ana gandhengane karo sistem sing umum ditemokake ing aplikasi pipa listrik, kayata uap, feedwater, blowdown lan blowdown, pipa instrumentasi, lan sistem relief tekanan. ASME B31.3 ngemot paragraf sing padha karo ASME B31.1. , uga macem-macem watesan yurisdiksi sing digambarake ing antarane boiler dhewe, pipa eksternal boiler, lan pipa eksternal non-boiler sing disambungake menyang pipa boiler ASME Part I.definisi.Figure 2 nuduhake watesan iki saka ketel drum.
Perancang sistem kudu nemtokake tekanan lan suhu ing ngendi sistem bakal operate lan kahanan sing kudu didesain sistem.
Miturut paragraf 101.2, tekanan desain internal ora bakal kurang saka tekanan kerja terus-terusan maksimum (MSOP) ing sistem pipa, kalebu efek kepala statis. Piping sing kena tekanan eksternal kudu dirancang kanggo tekanan diferensial maksimum sing dikarepake ing kondisi operasi, mati utawa tes. Kajaba iku, dampak lingkungan kudu dianggep. Kanggo nahan tekanan njaba utawa langkah-langkah kudu ditindakake kanggo ngilangi vakum. Ing kahanan ekspansi cairan bisa nambah tekanan, sistem pipa kudu dirancang kanggo nahan tekanan sing tambah utawa langkah-langkah sing kudu ditindakake kanggo nyuda tekanan sing berlebihan.
Diwiwiti ing Bagean 101.3.2, suhu logam kanggo desain pipa bakal dadi wakil saka kondisi maksimum sing dikarepake. Kanggo kesederhanaan, umume dianggep yen suhu logam padha karo suhu cairan. Yen dikarepake, suhu logam rata-rata bisa digunakake anggere suhu tembok njaba dikenal.
Asring, desainer nambahake wates safety kanggo tekanan kerja maksimum lan / utawa suhu. Ukuran wates gumantung ing aplikasi. Sampeyan uga penting kanggo nimbang watesan materi nalika nemtokake suhu desain. Nemtokake suhu desain dhuwur (luwih saka 750 F) bisa uga mbutuhake nggunakake bahan campuran tinimbang baja karbon sing luwih standar. 800 F.Paparan ingkang dipun danguaken saka baja karbon kanggo Suhu ndhuwur 800 F bisa nimbulaké pipo kanggo carbonize, nggawe luwih brittle lan rawan kanggo Gagal.Yen operasi ndhuwur 800F, karusakan creep digawe cepet sing digandhengake karo baja karbon uga kudu dianggep.Waca paragraf 124 kanggo diskusi lengkap watesan suhu materi.
Kadhangkala insinyur uga bisa nemtokake tekanan tes kanggo saben sistem.Paragraf 137 nyedhiyakake panuntun dhumateng tes stres.Biasane, tes hidrostatik bakal ditemtokake ing 1,5 kaping tekanan desain;Nanging, tekanan hoop lan longitudinal ing pipa ora kudu ngluwihi 90% saka kekuatan ngasilake materi ing paragraf 102.3.3 (B) sajrone tes tekanan.Setuju, iki bisa ditampa.
Sawise kondisi desain ditetepake, pipa bisa ditemtokake.Kaping pisanan kanggo mutusake yaiku bahan apa sing bakal digunakake. Kaya kasebut ing ndhuwur, bahan sing beda-beda duwe watesan suhu sing beda-beda.Paragraf 105 nyedhiyakake watesan tambahan ing macem-macem bahan pipa.Pilihan materi uga gumantung marang cairan sistem, kayata nggunakake paduan nikel ing aplikasi pipa kimia korosif, nggunakake baja tahan karat kanggo ngirimake baja karbon resik tinimbang agre. corrosion.Flow Accelerated Corrosion (FAC) minangka fenomena erosi / korosi sing wis ditampilake nyebabake tembok tipis lan gagal pipa ing sawetara sistem pipa sing paling kritis. Gagal kanggo nimbang tipis komponen pipa bisa lan duwe akibat sing serius, kayata ing 2007 nalika pipa desuperheating ing KCP & L, sing nyebabake loro pembangkit listrik tenaga kerja IATAN sing bledosan serius.
Persamaan 7 lan Persamaan 9 ing paragraf 104.1.1 nemtokake kekandelan tembok minimal sing dibutuhake lan tekanan desain internal maksimum, masing-masing, kanggo pipa lurus sing tundhuk tekanan internal. ifying materi pipa cocok, diameteripun nominal, lan kekandelan tembok bisa dadi proses iteratif sing uga kalebu kacepetan adi, drop meksa, lan piping lan pumping biaya. Preduli saka aplikasi, kekandelan tembok minimal dibutuhake kudu diverifikasi.
Tunjangan kekandelan tambahan bisa ditambahake kanggo ngimbangi macem-macem alasan kalebu FAC.Tunjangan bisa uga dibutuhake amarga mbusak benang, slot, lan liya-liyane. materi sing dibutuhake kanggo nggawe sambungan mekanik.Miturut paragraf 102.4.2, tunjangan minimal kudu padha karo ambane benang ditambah toleransi mesin.Allowance bisa uga dibutuhake kanggo nyegah pipa, karusakan super, kekandelan tambahan kanggo nyediakake pipa, karusakan super, buckg. beban nuduhke utawa sabab liyane rembugan ing paragraf 102.4.4.Allowances uga bisa ditambahake kanggo akun gandheng joints (paragraf 102.4.3) lan elbows (paragraf 102.4.5).Pungkasan, toleransi bisa ditambahake kanggo ijol kanggo karat lan / utawa erosi tunjangan. grafik 102.4.1.
Lampiran IV opsional nyedhiyakake panuntun dhumateng kontrol karat. Lapisan protèktif, proteksi katodik, lan isolasi listrik (kayata flanges insulasi) iku kabeh cara kanggo nyegah korosi eksternal saka pipa sing dikubur utawa tenggelam. Inhibitor korosi utawa liner bisa digunakake kanggo nyegah korosi internal.
Kekandelan tembok pipa minimal utawa jadwal sing dibutuhake kanggo petungan sadurunge bisa uga ora tetep ing diameter pipa lan mbutuhake spesifikasi kanggo jadwal sing beda kanggo diameter sing beda. Jadwal sing cocog lan nilai ketebalan tembok ditetepake ing ASME B36.10 Welded lan Seamless Forged Steel Pipe.
Nalika nemtokake materi pipa lan nindakake petungan sing wis dibahas sadurunge, penting kanggo mesthekake yen nilai stres maksimum sing diidini digunakake ing petungan cocog karo materi sing ditemtokake. Contone, yen pipa baja tahan karat A312 304L ora ditemtokake tinimbang pipa baja tahan karat A312 304, ketebalan tembok sing diwenehake bisa uga ora cukup amarga bedane bahan sing signifikan, amarga bedane bahan sing signifikan. saka pipe bakal jumbuh specified.Contone, yen maksimum allowable Nilai kaku kanggo pipe rapi digunakake kanggo pitungan, pipe rapi kudu specified.Yen ora, Produsèn / installer bisa kurban jahitan pipe gandheng, kang bisa kasil ing kekandelan tembok ora nyukupi amarga Nilai kaku maksimum allowable ngisor.
Contone, umpamane suhu desain pipa yaiku 300 F lan tekanan desain yaiku 1,200 psig.2 ″ lan 3″. Kawat baja karbon (A53 Grade B mulus) bakal digunakake.
Sabanjure, nemtokake nilai stres maksimum sing diidinake kanggo A53 Grade B ing suhu desain ndhuwur saka Tabel A-1. Elinga yen nilai kanggo pipa lancar digunakake amarga pipa mulus ditemtokake:
Sangu kekandelan uga kudu ditambahake.Kanggo aplikasi iki, 1/16 inch.Tunjangan korosi dianggep.Toleransi panggilingan sing kapisah bakal ditambahake mengko.
3 inci. Pipa kasebut bakal ditemtokake dhisik. Kanthi asumsi pipa Jadwal 40 lan toleransi penggilingan 12,5%, ngitung tekanan maksimum:
Jadwal 40 pipe cukup kanggo 3 inches.tube ing kondisi desain kasebut ing ndhuwur.Next, mriksa 2 inches.The pipeline nggunakake pemanggih padha:
2 inci. Ing kahanan desain kasebut ing ndhuwur, pipa mbutuhake kekandelan tembok sing luwih kenthel tinimbang Jadwal 40. Coba 2 inci. Jadwal 80 Pipa:
Nalika kekandelan tembok pipa asring faktor watesan ing desain meksa, iku isih penting kanggo verifikasi sing fittings, komponen lan sambungan digunakake cocok kanggo kondisi desain tartamtu.
Minangka aturan umum, selaras karo paragraf 104.2, 104.7.1, 106 lan 107, kabeh katup, fitting lan komponen liyane sing ngemot tekanan sing diprodhuksi miturut standar sing kadhaptar ing Tabel 126.1 bakal dianggep cocog kanggo panggunaan ing kahanan operasi normal utawa ing ngisor standar kasebut. Ing panyimpangan saka operasi normal tinimbang sing kasebut ing ASME B31.1, watesan sing luwih ketat bakal ditrapake.
Ing persimpangan pipa, tee, transversal, salib, sambungan las cabang, lan liya-liyane, diprodhuksi miturut standar sing kadhaptar ing Tabel 126.1 dianjurake. Ing sawetara kasus, persimpangan pipa bisa mbutuhake sambungan cabang sing unik. Paragraf 104.3.1 nyedhiyakake syarat tambahan kanggo sambungan cabang kanggo mesthekake yen ana bahan pipa sing cukup kanggo nahan tekanan.
Kanggo nyederhanakake desain, desainer bisa milih nyetel kondisi desain sing luwih dhuwur kanggo nyukupi rating flange saka kelas tekanan tartamtu (umpamane kelas ASME 150, 300, lan sapiturute) kaya sing ditetepake dening kelas suhu tekanan kanggo bahan tartamtu sing ditemtokake ing ASME B16 .5 Pipa flanges lan flange joints, utawa standar sing padha kadhaptar ing Tabel 126.1. rancangan.
Bagéyan penting saka desain pipa yaiku mesthekake yen integritas struktur sistem pipa dijaga yen efek saka tekanan, suhu lan pasukan eksternal ditrapake.Integritas struktur sistem asring diabaikan ing proses desain lan, yen ora rampung kanthi apik, bisa dadi salah siji bagéan sing luwih larang saka desain.Integritas struktural dibahas utamane ing rong panggonan: Paragraf104, Paragraf104, Paragraf104. sion lan Fleksibilitas.
Paragraf 104.8 nyathet rumus kode dhasar sing digunakake kanggo nemtokake manawa sistem pipa ngluwihi tegangan sing diidini kode. Persamaan kode iki umume diarani minangka beban terus-terusan, beban kadang-kadang, lan beban pamindahan. Beban sing tetep yaiku efek tekanan lan bobot ing sistem pipa. Dianggep saben beban insidental sing ditrapake ora bakal tumindak ing beban insidental liyane ing wektu sing padha, saengga saben beban insidental bakal dadi kasus beban sing kapisah nalika analisa.
Paragraf 119 mbahas babagan cara nangani ekspansi pipa lan keluwesan ing sistem pipa lan carane nemtokake beban reaksi. Fleksibilitas sistem pipa asring paling penting ing sambungan peralatan, amarga paling sambungan peralatan mung bisa tahan jumlah minimal pasukan lan wayahe sing ditrapake ing titik sambungan.
Kanggo nampung keluwesan saka sistem pipa lan kanggo mesthekake yen sistem wis bener didhukung, iku laku apik kanggo ndhukung pipo baja selaras karo Tabel 121.5. Yen desainer usaha kanggo ketemu standar spasi support kanggo Tabel iki, iku accomplishes telung prakara: nyilikake poto-bobot deflection, nyuda kathah bablas, lan nambah kaku kasedhiya kanggo displaced dening desainer. biasane nyebabake kurang saka 1/8 inch pamindahan bobot dhewe utawa sag.between tabung ndhukung.Nyilikake defleksi bobot dhewe mbantu ngurangi kasempatan kondensasi ing pipo mawa uap utawa gas.Following Rekomendasi let ing Tabel 121.5 uga ngidini Desainer kanggo ngurangi kaku bablas ing pipa allowable kanggo kira-kira '50% B. kaku kanggo beban pamindahan kuwalik gegandhengan karo beban tetep.Mulane, kanthi minimalake beban tetep, toleransi stres pamindahan bisa maksimal. Jarak sing disaranake kanggo penyangga pipa ditampilake ing Gambar 3.
Kanggo mesthekake yen beban reaksi sistem perpipaan dianggep kanthi bener lan tekanan kode bisa ditindakake, cara umum yaiku nindakake analisis stres pipa sing dibantu komputer saka sistem kasebut. Ana sawetara paket piranti lunak analisis stres pipa sing beda-beda sing kasedhiya, kayata Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, utawa salah sawijining paket sing kasedhiya ing komersial liyane. verifikasi gampang lan kemampuan kanggo nggawe owah-owahan perlu kanggo konfigurasi.Figure 4 nuduhake conto modeling lan nganalisa bagean pipeline.
Nalika ngrancang sistem anyar, perancang sistem biasane nemtokake manawa kabeh pipa lan komponen kudu digawe, dilas, dirakit, lan sapiturute kaya sing dibutuhake dening kode apa wae sing digunakake.
Masalah umum sing ditemoni ing aplikasi retrofit yaiku preheat weld (paragraf 131) lan perawatan panas post-weld (paragraf 132). Antarane keuntungan liyane, perawatan panas iki digunakake kanggo nyuda stres, nyegah retak, lan nambah kekuatan las. ing Apendiks Wajib A nduweni nomer P sing diutus. Kanggo preheating, paragraf 131 nyedhiyakake suhu minimal sing logam dasar kudu dipanasake sadurunge welding bisa kedadeyan. bisa kedadeyan amarga gagal perawatan panas kanthi bener.
Area potensial liyane saka keprihatinan ing sistem pipa bertekanan yaiku pipa bends. Pipa mlengkung bisa nyebabake tembok tipis, nyebabake kekandelan tembok ora cukup. Miturut paragraf 102.4.5, kode kasebut ngidini bends anggere kekandelan tembok minimal nyukupi rumus sing padha digunakake kanggo ngetung kekandelan tembok minimal kanggo pipa lurus. Biasane, kekandelan tembok sing disaranake 10. s kanggo beda bend radii.Bends uga mbutuhake pre-mlengkung lan / utawa sawise mlengkung perawatan panas.Paragraf 129 menehi panuntun dhumateng ing Pabrik elbows.
Kanggo akeh sistem pipa tekanan, perlu nginstal katup safety utawa katup relief kanggo nyegah overpressure ing sistem.Kanggo aplikasi kasebut, Apendiks II opsional: Aturan Desain Instalasi Safety Valve minangka sumber daya sing larang banget nanging kadhangkala kurang dikenal.
Sesuai karo paragraf II-1.2, katup safety ditondoi kanthi tumindak pop-up sing mbukak kanggo layanan gas utawa uap, dene katup safety mbukak relatif marang tekanan statis hulu lan digunakake utamane kanggo layanan cair.
Unit katup safety ditondoi kanthi apa sistem mbukak utawa ditutup. Ing knalpot sing mbukak, sikut ing stopkontak katup safety biasane bakal mlebu menyang pipa knalpot menyang atmosfer. Biasane, iki bakal nyebabake tekanan bali kurang. blowback.Ing aplikasi ventilasi tertutup, meksa di bangun munggah ing stopkontak tutup relief amarga kompresi online ing baris ventilasi, duweni potensi nyebabake gelombang meksa kanggo propagate. Ing paragraf II-2.2.2, disaranake supaya tekanan desain saka baris discharge ditutup paling ora kaping pindho luwih saka tekanan kerja steady state. Tokoh 5 lan 6 nuduhake, instalasi tutup safety mbukak lan ditutup.
Panginstalan katup safety bisa tundhuk karo macem-macem pasukan kaya sing diringkes ing paragraf II-2. Kekuwatan kasebut kalebu efek ekspansi termal, interaksi saka pirang-pirang katup relief ventilasi bebarengan, efek seismik lan / utawa getaran, lan efek tekanan sajrone acara relief tekanan. grafik II-2.2 kanggo nemtokake tekanan lan kecepatan ing sikut discharge, inlet pipe discharge, lan outlet pipa discharge kanggo sistem discharge mbukak lan ditutup. Nggunakake informasi iki, pasukan reaksi ing macem-macem titik ing sistem exhaust bisa diitung lan diitung.
Masalah conto kanggo aplikasi discharge mbukak kasedhiya ing paragraf II-7.Cara liyane ana kanggo ngetung karakteristik aliran ing sistem discharge katup relief, lan maca wis cautioned kanggo verifikasi sing cara digunakake cukup konservatif.Salah siji cara kuwi diterangake dening GS Liao ing "Power Plant Safety lan Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis "diterbitake dening 1 Electrical 5 Jurnal Exhaust Group Analysis, 5 Oktober.
Lokasi katup safety kudu njaga jarak minimal saka pipa lurus saka bend wae. Jarak minimal iki gumantung marang layanan lan geometri sistem kaya sing ditegesake ing paragraf II-5.2.1. Kanggo instalasi karo sawetara katup relief, jarak sing disaranake kanggo sambungan cabang katup gumantung saka radius cabang lan pipa layanan, kaya sing dituduhake ing Wigati (10)(c) saka Tabel D-1-5, bisa uga cocog karo dhukungan kanggo paragraf D-1. discharge katup menyang piping operasi tinimbang struktur jejer kanggo nyilikake efek saka expansion termal lan interaksi seismik.Ringkesan iki lan pertimbangan desain liyane ing desain rakitan tutup safety bisa ditemokaké ing paragraf II-5.
Temenan, ora bisa nutupi kabeh syarat desain ASME B31 ing ruang lingkup artikel iki.Nanging insinyur sing ditunjuk sing melu desain sistem pipa tekanan kudu paling ora ngerti kode desain iki.Muga-muga, kanthi informasi ing ndhuwur, para pamaca bakal nemokake ASME B31 minangka sumber daya sing luwih terkenal lan bisa diakses.
Monte K. Engelkemier minangka pimpinan proyek ing Stanley Consultants.Engelkemier minangka anggota Iowa Engineering Society, NSPE, lan ASME, lan njabat ing B31.1 Electrical Piping Code Committee and Subcommittee. Dheweke duwe pengalaman luwih saka 12 taun ing tata letak sistem pipa, desain, evaluasi bracing lan analisis stres. klien utilitas, kotamadya, institusi lan industri lan minangka anggota ASME lan Iowa Engineering Society.
Apa sampeyan duwe pengalaman lan keahlian babagan topik sing dibahas ing konten iki? Sampeyan kudu nimbang kontribusi kanggo tim editorial CFE Media lan entuk pangenalan sing pantes sampeyan lan perusahaan sampeyan. Klik ing kene kanggo miwiti proses kasebut.