Bij het ontwerpen van een drukleidingsysteem zal de aanwijzende ingenieur vaak specificeren dat de systeemleidingen moeten voldoen aan een of meer delen van de ASME B31-code voor drukleidingen. Hoe volgen ingenieurs de codevereisten op de juiste manier bij het ontwerpen van leidingsystemen?
Eerst moet de ingenieur bepalen welke ontwerpspecificatie moet worden geselecteerd. Voor drukleidingsystemen is dit niet noodzakelijkerwijs beperkt tot ASME B31. Andere codes uitgegeven door ASME, ANSI, NFPA of andere regerende organisaties kunnen worden beheerst door projectlocatie, toepassing, enz. In ASME B31 zijn er momenteel zeven afzonderlijke secties van kracht.
ASME B31.1 Elektrische leidingen: Deze sectie behandelt leidingen in elektriciteitscentrales, industriële en institutionele installaties, geothermische verwarmingssystemen en centrale en stadsverwarmings- en koelsystemen. Dit omvat ketelbuiten- en niet-ketelbuitenleidingen die worden gebruikt om ASME Sectie I-ketels te installeren. Deze sectie is niet van toepassing op apparatuur die valt onder de ASME Boiler and Pressure Vessel Code, bepaalde lagedruk verwarmings- en koeldistributieleidingen en diverse andere systemen beschreven in paragraaf 100.1.3 van ASME B31.1. De oorsprong van ASME B3 1.1 is terug te voeren tot de jaren 1920, met de eerste officiële editie gepubliceerd in 1935. Merk op dat de eerste editie, inclusief de bijlagen, minder dan 30 pagina's besloeg en de huidige editie meer dan 300 pagina's lang is.
ASME B31.3 Procesleidingen: dit gedeelte behandelt leidingen in raffinaderijen;chemische, farmaceutische, textiel-, papier-, halfgeleider- en cryogene fabrieken;en bijbehorende verwerkingsfabrieken en terminals. Deze sectie lijkt sterk op ASME B31.1, vooral bij het berekenen van de minimale wanddikte voor rechte buizen. Deze sectie maakte oorspronkelijk deel uit van B31.1 en werd voor het eerst afzonderlijk uitgebracht in 1959.
ASME B31.4 Transportsystemen voor pijpleidingen voor vloeistoffen en drijfmest: dit gedeelte behandelt leidingen die voornamelijk vloeibare producten vervoeren tussen fabrieken en terminals, en binnen terminals, pomp-, conditionerings- en meetstations. Dit gedeelte was oorspronkelijk onderdeel van B31.1 en werd voor het eerst afzonderlijk uitgebracht in 1959.
ASME B31.5 Componenten voor koelingsleidingen en warmteoverdracht: dit gedeelte behandelt leidingen voor koelmiddelen en secundaire koelvloeistoffen. Dit onderdeel was oorspronkelijk onderdeel van B31.1 en werd voor het eerst afzonderlijk uitgebracht in 1962.
ASME B31.8 Gastransmissie- en distributieleidingsystemen: Dit omvat leidingen om voornamelijk gasvormige producten te transporteren tussen bronnen en terminals, inclusief compressoren, conditionering en meetstations;en gasverzamelleidingen. Deze sectie was oorspronkelijk onderdeel van B31.1 en werd voor het eerst afzonderlijk uitgebracht in 1955.
ASME B31.9 Leidingen voor gebouwinstallaties: dit gedeelte behandelt leidingen die vaak worden aangetroffen in industriële, institutionele, commerciële en openbare gebouwen;en woningen met meerdere units die niet de grootte-, druk- en temperatuurbereiken vereisen die worden beschreven in ASME B31.1. Deze sectie is vergelijkbaar met ASME B31.1 en B31.3, maar is minder conservatief (vooral bij het berekenen van de minimale wanddikte) en bevat minder details. Het is beperkt tot toepassingen met lage druk en lage temperatuur zoals aangegeven in ASME B31.9 paragraaf 900.1.2. Dit werd voor het eerst gepubliceerd in 1982.
ASME B31.12 Waterstofleidingen en leidingen: deze sectie behandelt leidingen in gasvormige en vloeibare waterstofservice en leidingen in gasvormige waterstofservice. Deze sectie werd voor het eerst gepubliceerd in 2008.
Welke ontwerpcode moet worden gebruikt, is uiteindelijk aan de eigenaar. In de inleiding tot ASME B31 staat: "Het is de verantwoordelijkheid van de eigenaar om de codesectie te selecteren die de voorgestelde installatie van leidingen het best benadert."In sommige gevallen kunnen "meerdere codesecties van toepassing zijn op verschillende secties van de installatie."
De 2012-editie van ASME B31.1 zal dienen als de primaire referentie voor latere discussies. Het doel van dit artikel is om de aanwijzende ingenieur door enkele van de belangrijkste stappen te leiden bij het ontwerpen van een ASME B31-compatibel drukleidingsysteem. Het volgen van de richtlijnen van ASME B31.1 biedt een goede weergave van het algemene systeemontwerp. Soortgelijke ontwerpmethoden worden gebruikt als ASME B31.3 of B31.9 wordt gevolgd. De rest van ASME B31 wordt gebruikt in smallere toepassingen, voornamelijk voor specifieke systemen of toepassingen, en zal niet verder worden besproken. Hoewel de belangrijkste stappen in het ontwerpproces hier worden benadrukt, is deze bespreking niet uitputtend en moet tijdens het systeemontwerp altijd naar de volledige code worden verwezen. Alle verwijzingen naar tekst verwijzen naar ASME B31.1, tenzij anders vermeld.
Na het selecteren van de juiste code, moet de systeemontwerper ook alle systeemspecifieke ontwerpvereisten beoordelen. Paragraaf 122 (Deel 6) bevat ontwerpvereisten met betrekking tot systemen die gewoonlijk worden aangetroffen in toepassingen met elektrische leidingen, zoals stoom, voedingswater, spuien en spuien, instrumentatieleidingen en drukontlastingssystemen. ASME B31.3 bevat paragrafen die vergelijkbaar zijn met ASME B31.1, maar minder gedetailleerd. ketel zelf, externe leidingen van de ketel en externe leidingen die niet van de ketel zijn, aangesloten op ASME Part I ketelleidingen.definitie. Figuur 2 toont deze beperkingen van de trommelketel.
De systeemontwerper moet de druk en temperatuur bepalen waarbij het systeem zal werken en de voorwaarden waaraan het systeem moet voldoen.
Volgens paragraaf 101.2 mag de interne ontwerpdruk niet lager zijn dan de maximale continue werkdruk (MSOP) binnen het leidingsysteem, inclusief het effect van statische opvoerhoogte. Leidingen die aan externe druk worden blootgesteld, moeten zijn ontworpen voor het maximale drukverschil dat wordt verwacht onder bedrijfsomstandigheden, stopzetting of testomstandigheden. Bovendien moet rekening worden gehouden met de gevolgen voor het milieu. Volgens paragraaf 101.4 moet de leiding worden ontworpen om externe druk te weerstaan ​​als door afkoeling van de vloeistof de druk in de leiding waarschijnlijk zal dalen tot onder de atmosferische druk. om het vacuüm te verbreken. In situaties waarin vloeistofuitzetting de druk kan verhogen, moeten leidingsystemen worden ontworpen om de verhoogde druk te weerstaan ​​of moeten er maatregelen worden genomen om overdruk te ontlasten.
Beginnend met paragraaf 101.3.2, moet de metaaltemperatuur voor het ontwerpen van leidingen representatief zijn voor de verwachte maximale aanhoudende omstandigheden. Voor de eenvoud wordt algemeen aangenomen dat de metaaltemperatuur gelijk is aan de vloeistoftemperatuur. Indien gewenst kan de gemiddelde metaaltemperatuur worden gebruikt zolang de temperatuur van de buitenmuur bekend is. Bijzondere aandacht moet ook worden besteed aan vloeistoffen die door warmtewisselaars of uit verbrandingsapparatuur worden gezogen om ervoor te zorgen dat rekening wordt gehouden met de slechtste temperatuuromstandigheden.
Vaak voegen ontwerpers een veiligheidsmarge toe aan de maximale werkdruk en/of temperatuur. De grootte van de marge hangt af van de toepassing. Het is ook belangrijk om rekening te houden met materiaalbeperkingen bij het bepalen van de ontwerptemperatuur. Het specificeren van hoge ontwerptemperaturen (hoger dan 750 F) kan het gebruik van legeringsmaterialen vereisen in plaats van het meer standaard koolstofstaal. koolstofstaal tot temperaturen boven 800 F kan ervoor zorgen dat de buis verkoolt, waardoor deze brosser en vatbaarder wordt voor defecten. Bij gebruik boven 800 F moet ook rekening worden gehouden met de versnelde kruipschade die gepaard gaat met koolstofstaal. Zie paragraaf 124 voor een volledige bespreking van materiaaltemperatuurlimieten.
Soms kunnen ingenieurs ook testdrukken specificeren voor elk systeem.Paragraaf 137 geeft richtlijnen voor stresstesten.Normaal gesproken worden hydrostatische testen gespecificeerd op 1,5 keer de ontwerpdruk;de hoepel- en longitudinale spanningen in de leidingen mogen echter niet meer bedragen dan 90% van de rekgrens van het materiaal in paragraaf 102.3.3 (B) tijdens de druktest. Voor sommige externe leidingsystemen die geen ketel zijn, kan in-service lektesten een meer praktische methode zijn om op lekken te controleren vanwege moeilijkheden bij het isoleren van delen van het systeem, of simpelweg omdat de systeemconfiguratie een eenvoudige lektest tijdens het eerste onderhoud mogelijk maakt.Mee eens, dit is acceptabel.
Zodra de ontwerpvoorwaarden zijn vastgesteld, kunnen de leidingen worden gespecificeerd. Het eerste dat u moet beslissen, is welk materiaal moet worden gebruikt. Zoals eerder vermeld, hebben verschillende materialen verschillende temperatuurlimieten. Paragraaf 105 bevat aanvullende beperkingen voor verschillende leidingmaterialen. De materiaalkeuze hangt ook af van de systeemvloeistof, zoals het gebruik van nikkellegeringen in corrosieve chemische leidingtoepassingen, het gebruik van roestvrij staal om schone instrumentlucht te leveren of het gebruik van koolstofstaal met een hoog chroomgehalte (meer dan 0,1%) om doorstromingsversnelde corrosie te voorkomen. ion (FAC) is een erosie-/corrosieverschijnsel waarvan is aangetoond dat het ernstige wandverdunning en pijpstoringen veroorzaakt in enkele van de meest kritieke leidingsystemen. Het niet goed overwegen van het dunner worden van sanitaire componenten kan en heeft ernstige gevolgen gehad, zoals in 2007 toen een desuperheating-leiding in de IATAN-krachtcentrale van KCP&L barstte, waarbij twee arbeiders om het leven kwamen en een derde ernstig gewond raakte.
Vergelijking 7 en Vergelijking 9 in paragraaf 104.1.1 definiëren respectievelijk de minimaal vereiste wanddikte en maximale interne ontwerpdruk voor rechte buizen die onderhevig zijn aan interne druk. De variabelen in deze vergelijkingen omvatten de maximaal toelaatbare spanning (uit Verplichte Bijlage A), de buitendiameter van de buis, de materiaalfactor (zoals getoond in Tabel 104.1.2 (A)) en eventuele extra diktetoeslagen (zoals hieronder beschreven). Met zoveel variabelen kan het specificeren van het geschikte leidingmateriaal, de nominale diameter en de wanddikte een iteratief proces zijn dat ook vloeistofsnelheid, drukval en leiding- en pompkosten kan omvatten. Ongeacht de toepassing moet de minimaal vereiste wanddikte worden geverifieerd.
Er kan extra diktetoeslag worden toegevoegd ter compensatie van verschillende redenen, waaronder FAC. Er kunnen toeslagen nodig zijn vanwege het verwijderen van schroefdraad, sleuven, enz. materiaal dat nodig is om mechanische verbindingen te maken. Volgens paragraaf 102.4.2 moet de minimale toeslag gelijk zijn aan de schroefdraaddiepte plus de bewerkingstolerantie. Er kan ook toeslag nodig zijn om extra sterkte te bieden om schade aan de pijp, instorting, overmatige doorbuiging of knik als gevolg van op elkaar geplaatste belastingen of andere oorzaken die worden besproken in paragraaf 102.4.4 te voorkomen. s kunnen ook worden toegevoegd om rekening te houden met lasverbindingen (paragraaf 102.4.3) en ellebogen (paragraaf 102.4.5). Ten slotte kunnen toleranties worden toegevoegd om corrosie en/of erosie te compenseren.
De optionele bijlage IV biedt richtlijnen voor corrosiebeheersing. Beschermende coatings, kathodische bescherming en elektrische isolatie (zoals isolerende flenzen) zijn allemaal methoden om externe corrosie van ingegraven of ondergedompelde pijpleidingen te voorkomen. Corrosie-inhibitoren of voeringen kunnen worden gebruikt om interne corrosie te voorkomen. Er moet ook op worden gelet hydrostatisch testwater van de juiste zuiverheid te gebruiken en, indien nodig, de leidingen volledig leeg te laten lopen na hydrostatische testen.
De minimale buiswanddikte of het minimale schema dat vereist is voor eerdere berekeningen is mogelijk niet constant over de buisdiameter en vereist mogelijk specificaties voor verschillende schema's voor verschillende diameters. Passend schema en wanddiktewaarden zijn gedefinieerd in ASME B36.10 gelaste en naadloze gesmede stalen buis.
Bij het specificeren van het buismateriaal en het uitvoeren van de eerder besproken berekeningen, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de maximaal toegestane spanningswaarden die in de berekeningen worden gebruikt, overeenkomen met het gespecificeerde materiaal. Als bijvoorbeeld een A312 304L roestvrijstalen buis onjuist is gespecificeerd in plaats van een A312 304 roestvrijstalen buis, kan de geleverde wanddikte onvoldoende zijn vanwege het aanzienlijke verschil in maximaal toegestane spanningswaarden tussen de twee materialen. Evenzo moet de fabricagemethode van de buis op de juiste manier worden gespecificeerd. Voor de berekening wordt de spanningswaarde voor naadloze buizen gebruikt, naadloze buizen moeten worden gespecificeerd. Anders kan de fabrikant/installateur naadgelaste buizen aanbieden, wat kan resulteren in onvoldoende wanddikte als gevolg van lagere maximaal toelaatbare spanningswaarden.
Stel bijvoorbeeld dat de ontwerptemperatuur van de pijpleiding 300 F is en de ontwerpdruk 1.200 psig.2″ en 3″. Koolstofstaal (A53 Grade B naadloos) draad zal worden gebruikt. Bepaal het juiste leidingplan om te specificeren om te voldoen aan de vereisten van ASME B31.1 Vergelijking 9. Eerst worden de ontwerpvoorwaarden uitgelegd:
Bepaal vervolgens de maximaal toegestane spanningswaarden voor A53 klasse B bij de bovenstaande ontwerptemperaturen uit tabel A-1. Merk op dat de waarde voor naadloze buis wordt gebruikt omdat naadloze buis is gespecificeerd:
Diktetoeslag moet ook worden toegevoegd. Voor deze toepassing wordt een 1/16 inch gerekend. Corrosietoeslag wordt verondersteld. Een aparte freestolerantie wordt later toegevoegd.
3 inch. De buis wordt eerst gespecificeerd. Uitgaande van een Schedule 40-buis en een freestolerantie van 12,5%, berekent u de maximale druk:
Schedule 40 pijp voldoet voor 3 inch.buis in de hierboven gespecificeerde ontwerpvoorwaarden.Controleer vervolgens 2 inch.De pijpleiding gebruikt dezelfde aannames:
2 inch. Onder de hierboven gespecificeerde ontwerpvoorwaarden hebben de leidingen een dikkere wanddikte nodig dan Schedule 40. Probeer 2 inch. Schema 80 leidingen:
Hoewel de wanddikte van de buis vaak de beperkende factor is bij het ontwerp van de druk, is het nog steeds belangrijk om te controleren of de gebruikte fittingen, componenten en verbindingen geschikt zijn voor de gespecificeerde ontwerpvoorwaarden.
Als algemene regel geldt dat, in overeenstemming met paragrafen 104.2, 104.7.1, 106 en 107, alle kleppen, fittingen en andere drukbevattende componenten vervaardigd volgens de normen vermeld in tabel 126.1 geschikt worden geacht voor gebruik onder normale bedrijfsomstandigheden of onder de normen voor druk-temperatuurwaarden gespecificeerd in . Er zijn limieten van toepassing.
Bij pijpkruisingen worden T-stukken, dwarsverbindingen, kruisen, gelaste aftakverbindingen, enz. aanbevolen, vervaardigd volgens de normen vermeld in tabel 126.1. In sommige gevallen kunnen pijpleidingkruisingen unieke aftakverbindingen vereisen. Paragraaf 104.3.1 bevat aanvullende vereisten voor aftakverbindingen om ervoor te zorgen dat er voldoende leidingmateriaal is om de druk te weerstaan.
Om het ontwerp te vereenvoudigen, kan de ontwerper ervoor kiezen om de ontwerpvoorwaarden hoger in te stellen om te voldoen aan de flensclassificatie van een bepaalde drukklasse (bijv. ASME-klasse 150, 300, enz.) zoals gedefinieerd door de druk-temperatuurklasse voor specifieke materialen gespecificeerd in ASME B16 .5 Pijpflenzen en flensverbindingen, of vergelijkbare normen vermeld in tabel 126.1. Dit is acceptabel zolang het niet leidt tot een onnodige toename van de wanddikte of andere componentontwerpen.
Een belangrijk onderdeel van het ontwerpen van leidingen is ervoor te zorgen dat de structurele integriteit van het leidingsysteem behouden blijft zodra de effecten van druk, temperatuur en externe krachten worden toegepast. Structurele integriteit van het systeem wordt vaak over het hoofd gezien in het ontwerpproces en kan, als het niet goed wordt uitgevoerd, een van de duurdere onderdelen van het ontwerp zijn. Structurele integriteit wordt voornamelijk op twee plaatsen besproken, Paragraaf 104.8: Analyse van pijpleidingcomponenten en Paragraaf 119: Uitbreiding en flexibiliteit.
Paragraaf 104.8 somt de basiscodeformules op die worden gebruikt om te bepalen of een leidingsysteem de toegestane spanningen overschrijdt. Deze codevergelijkingen worden gewoonlijk continue belastingen, incidentele belastingen en verplaatsingsbelastingen genoemd. Aanhoudende belasting is het effect van druk en gewicht op een leidingsysteem. Incidentele belastingen zijn continue belastingen plus mogelijke windbelastingen, seismische belastingen, terreinbelastingen en andere kortetermijnbelastingen. afzonderlijk belastinggeval op het moment van analyse. Verplaatsingsbelastingen zijn de effecten van thermische groei, verplaatsing van apparatuur tijdens bedrijf of enige andere verplaatsingsbelasting.
Paragraaf 119 bespreekt hoe om te gaan met leidinguitzetting en flexibiliteit in leidingsystemen en hoe reactiebelastingen te bepalen. Flexibiliteit van leidingsystemen is vaak het belangrijkst bij apparatuuraansluitingen, aangezien de meeste apparatuuraansluitingen alleen bestand zijn tegen de minimale hoeveelheid kracht en moment die op het verbindingspunt wordt uitgeoefend. In de meeste gevallen heeft de thermische groei van het leidingsysteem het grootste effect op de reactiebelasting, dus het is belangrijk om de thermische groei in het systeem dienovereenkomstig te regelen.
Om tegemoet te komen aan de flexibiliteit van het leidingsysteem en om ervoor te zorgen dat het systeem goed wordt ondersteund, is het een goede gewoonte om stalen buizen te ondersteunen in overeenstemming met Tabel 121.5. Als een ontwerper ernaar streeft om te voldoen aan de standaard steunafstand voor deze tafel, bereikt hij drie dingen: minimaliseert de doorbuiging van het eigen gewicht, vermindert aanhoudende belastingen en verhoogt de beschikbare spanning voor verplaatsingsbelastingen. Door de doorbuiging van het eigen gewicht tot een minimum te beperken, verkleint u de kans op condensatie in leidingen die stoom of gas vervoeren. Door de aanbevolen afstanden in tabel 121.5 te volgen, kan de ontwerper ook de aanhoudende spanning in de leidingen verminderen tot ongeveer 50% van de continu toelaatbare waarde van de norm. Volgens vergelijking 1B is de toelaatbare spanning voor verplaatsingsbelastingen omgekeerd evenredig met aanhoudende belastingen. pijpsteunen wordt getoond in figuur 3.
Om ervoor te zorgen dat de reactiebelastingen van het leidingsysteem goed in aanmerking worden genomen en dat aan de normspanningen wordt voldaan, is een veelgebruikte methode het uitvoeren van een computerondersteunde leidingspanningsanalyse van het systeem. Er zijn verschillende softwarepakketten voor leidingspanningsanalyse beschikbaar, zoals Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex of een van de andere in de handel verkrijgbare pakketten. Het voordeel van het gebruik van computerondersteunde leidingspanningsanalyse is dat de ontwerper hiermee een eindig-elementenmodel van het leidingsysteem kan maken voor eenvoudige verificatie en de mogelijkheid om de nodige wijzigingen in de configuratie aan te brengen. 4 toont een voorbeeld van het modelleren en analyseren van een stuk pijpleiding.
Bij het ontwerpen van een nieuw systeem specificeren systeemontwerpers doorgaans dat alle leidingen en componenten moeten worden gefabriceerd, gelast, geassembleerd, enz. zoals vereist door welke code dan ook wordt gebruikt. Bij sommige retrofits of andere toepassingen kan het echter nuttig zijn voor een aangewezen ingenieur om advies te geven over bepaalde fabricagetechnieken, zoals beschreven in hoofdstuk V.
Een veelvoorkomend probleem bij retrofit-toepassingen is het voorverwarmen van lassen (paragraaf 131) en warmtebehandeling na het lassen (paragraaf 132). Naast andere voordelen worden deze warmtebehandelingen gebruikt om spanning te verlichten, scheuren te voorkomen en de lassterkte te vergroten. Items die van invloed zijn op de vereisten voor warmtebehandeling vóór en na het lassen zijn onder meer: ​​P-nummergroepering, materiaalchemie en dikte van het materiaal bij de te lassen verbinding. Elk materiaal vermeld in verplichte bijlage A heeft een toegewezen P Voor voorverwarmen geeft paragraaf 131 de minimumtemperatuur waartoe het basismetaal moet worden verwarmd voordat er kan worden gelast. Voor PWHT geeft tabel 132 het houdtemperatuurbereik en de tijdsduur om de laszone vast te houden. Verwarmings- en afkoelsnelheden, temperatuurmeetmethoden, verwarmingstechnieken en andere procedures moeten strikt de richtlijnen volgen die in de code zijn uiteengezet. Onverwachte nadelige effecten op het gelaste gebied kunnen optreden als gevolg van een gebrekkige warmtebehandeling.
Een ander potentieel punt van zorg in leidingsystemen onder druk zijn pijpbochten. Buigen van pijpen kan wandverdunning veroorzaken, wat resulteert in onvoldoende wanddikte. Volgens paragraaf 102.4.5 staat de code bochten toe zolang de minimale wanddikte voldoet aan dezelfde formule die wordt gebruikt om de minimale wanddikte voor rechte buizen te berekenen. Doorgaans wordt een toeslag toegevoegd om rekening te houden met wanddikte. vereisen ook een warmtebehandeling vóór het buigen en/of na het buigen. Paragraaf 129 geeft richtlijnen voor de fabricage van ellebogen.
Voor veel drukleidingsystemen is het noodzakelijk om een ​​veiligheidsklep of ontlastklep te installeren om overdruk in het systeem te voorkomen. Voor deze toepassingen is de optionele bijlage II: Ontwerpregels voor installatie van veiligheidskleppen een zeer waardevol maar soms weinig bekend hulpmiddel.
In overeenstemming met paragraaf II-1.2 worden veiligheidskleppen gekenmerkt door een volledig open pop-up-actie voor gas- of stoombediening, terwijl veiligheidskleppen openen ten opzichte van de stroomopwaartse statische druk en voornamelijk worden gebruikt voor vloeistofbediening.
Veiligheidsklepunits worden gekenmerkt door het feit of het open of gesloten afvoersystemen zijn. Bij een open uitlaat zal de elleboog bij de uitlaat van de veiligheidsklep gewoonlijk in de uitlaatpijp uitmonden in de atmosfeer. Dit zal meestal resulteren in minder tegendruk. Als er voldoende tegendruk wordt gecreëerd in de uitlaatpijp, kan een deel van het uitlaatgas worden verdreven of teruggespoeld vanaf het inlaatuiteinde van de uitlaatpijp. De afmeting van de uitlaatpijp moet groot genoeg zijn om terugslag te voorkomen. de ontluchtingsleiding, waardoor mogelijk drukgolven zich voortplanten. In paragraaf II-2.2.2 wordt aanbevolen dat de ontwerpdruk van de gesloten persleiding ten minste twee keer zo hoog is als de werkdruk in stationaire toestand. Figuren 5 en 6 tonen de installatie van de veiligheidsklep respectievelijk geopend en gesloten.
Veiligheidsklepinstallaties kunnen onderhevig zijn aan verschillende krachten, zoals samengevat in paragraaf II-2. Deze krachten omvatten thermische uitzettingseffecten, de interactie van meerdere ontlastkleppen die tegelijkertijd ontluchten, seismische en/of trillingseffecten en drukeffecten tijdens drukontlastingsgebeurtenissen. Hoewel de ontwerpdruk tot aan de uitlaat van de veiligheidsklep overeen moet komen met de ontwerpdruk van de standleiding, hangt de ontwerpdruk in het afvoersysteem af van de configuratie van het afvoersysteem en de kenmerken van de veiligheidsklep. Vergelijkingen worden gegeven in paragraaf II-2.2 voor het bepalen van druk en snelheid bij de afvoerelleboog. , afvoerleidinginlaat en afvoerleidinguitlaat voor open en gesloten afvoersystemen. Met behulp van deze informatie kunnen de reactiekrachten op verschillende punten in het uitlaatsysteem worden berekend en verantwoord.
Een voorbeeld van een probleem voor een toepassing met open afvoer wordt gegeven in paragraaf II-7. Er bestaan ​​andere methoden voor het berekenen van stromingskarakteristieken in afvoersystemen met overdrukkleppen, en de lezer wordt gewaarschuwd om te controleren of de gebruikte methode voldoende conservatief is. Een dergelijke methode wordt beschreven door GS Liao in "Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis", gepubliceerd door ASME in het Journal of Electrical Engineering, oktober 1975.
De locatie van de veiligheidsklep moet een minimale afstand van de rechte leiding tot elke bocht aanhouden. Deze minimale afstand hangt af van de service en de geometrie van het systeem zoals gedefinieerd in paragraaf II-5.2.1. Voor installaties met meerdere overdrukkleppen hangt de aanbevolen afstand voor klepaftakkingen af ​​van de radii van de aftak- en serviceleidingen, zoals aangegeven in opmerking (10)(c) van tabel D-1. In overeenstemming met paragraaf II-5.7.1 kan het nodig zijn om de leidingsteunen bij de uitlaat van de overdrukklep aan te sluiten op de werkende leiding in plaats van de aangrenzende constructie om de effecten van thermische uitzetting en seismische interacties te minimaliseren. Een samenvatting van deze en andere ontwerpoverwegingen bij het ontwerp van veiligheidsklepconstructies is te vinden in paragraaf II-5.
Het is duidelijk dat het niet mogelijk is om alle ontwerpvereisten van ASME B31 binnen de reikwijdte van dit artikel te dekken. Maar elke aangewezen ingenieur die betrokken is bij het ontwerp van een drukleidingsysteem moet op zijn minst bekend zijn met deze ontwerpcode. Hopelijk zullen lezers met de bovenstaande informatie ASME B31 een waardevollere en toegankelijkere bron vinden.
Monte K. Engelkemier is de projectleider bij Stanley Consultants. Engelkemier is lid van de Iowa Engineering Society, NSPE en ASME, en is lid van de B31.1 Electrical Piping Code Committee and Subcommittee. Hij heeft meer dan 12 jaar praktijkervaring in het ontwerpen, ontwerpen, evalueren van verstevigingen en spanningsanalyse van leidingsystemen. Matt Wilkey is werktuigbouwkundig ingenieur bij Stanley Consultants. klanten en is lid van ASME en de Iowa Engineering Society.
Hebt u ervaring en expertise op het gebied van de onderwerpen die in deze inhoud worden behandeld? U zou moeten overwegen om bij te dragen aan ons redactieteam van CFE Media en de erkenning te krijgen die u en uw bedrijf verdienen. Klik hier om het proces te starten.