මෙම දළ විශ්ලේෂණය හයිඩ්‍රජන් බෙදා හැරීම සඳහා නල පද්ධති ආරක්ෂිතව සැලසුම් කිරීම සඳහා නිර්දේශ සපයයි.
හයිඩ්‍රජන් යනු කාන්දු වීමේ ඉහළ ප්‍රවණතාවක් සහිත ඉතා වාෂ්පශීලී ද්‍රවයකි. එය ඉතා භයානක හා මාරාන්තික ප්‍රවණතා සංයෝජනයකි, පාලනය කිරීමට අපහසු වාෂ්පශීලී ද්‍රවයකි. මේවා ද්‍රව්‍ය, ගෑස්කට් සහ මුද්‍රා තෝරාගැනීමේදී සලකා බැලිය යුතු ප්‍රවණතා මෙන්ම එවැනි පද්ධතිවල සැලසුම් ලක්ෂණ වේ. වායුමය H2 බෙදා හැරීම පිළිබඳ මෙම මාතෘකා මෙම සාකච්ඡාවේ කේන්ද්‍රය වන අතර H2, ද්‍රව H2 හෝ ද්‍රව H2 නිෂ්පාදනය නොවේ (දකුණු පැති තීරුව බලන්න).
හයිඩ්‍රජන් සහ H2-වාතය මිශ්‍රණය තේරුම් ගැනීමට ඔබට උපකාරී වන ප්‍රධාන කරුණු කිහිපයක් මෙන්න. හයිඩ්‍රජන් දහනය ආකාර දෙකකින් සිදු වේ: විජලනය සහ පිපිරීම.
විඝටනය. විඝටනය යනු මිශ්‍රණය හරහා උපධ්වනි වේගයෙන් ගිනිදැල් ගමන් කරන පොදු දහන ආකාරයකි. මෙය සිදු වන්නේ, උදාහරණයක් ලෙස, හයිඩ්‍රජන්-වායු මිශ්‍රණයේ නිදහස් වලාකුළක් කුඩා ජ්වලන ප්‍රභවයක් මගින් දැල්වූ විටය. මෙම අවස්ථාවේ දී, දැල්ල තත්පරයට අඩි දහයේ සිට සිය ගණනක් දක්වා වේගයෙන් චලනය වේ. උණුසුම් වායුවේ වේගවත් ප්‍රසාරණය පීඩන තරංග නිර්මාණය කරන අතර එහි ශක්තිය වලාකුළේ ප්‍රමාණයට සමානුපාතික වේ. සමහර අවස්ථාවලදී, කම්පන තරංගයේ බලය ගොඩනැගිලි ව්‍යුහයන් සහ එහි මාර්ගයේ අනෙකුත් වස්තූන්ට හානි කිරීමට සහ තුවාල ඇති කිරීමට ප්‍රමාණවත් විය හැකිය.
පුපුරා යයි. එය පුපුරා ගිය විට, ගිනිදැල් සහ කම්පන තරංග මිශ්‍රණය හරහා අධිධ්වනික වේගයෙන් ගමන් කරයි. පිපිරුම් තරංගයක පීඩන අනුපාතය පිපිරුමකට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය. වැඩිවන බලය නිසා, පිපිරීම මිනිසුන්ට, ගොඩනැගිලි සහ අසල ඇති වස්තූන්ට වඩාත් භයානක ය. සීමිත අවකාශයක දැල්වූ විට සාමාන්‍ය පිපිරුම පිපිරීමක් ඇති කරයි. එවැනි පටු ප්‍රදේශයක, අවම ශක්තියකින් ජ්වලනය ඇති විය හැක. නමුත් අසීමිත අවකාශයක හයිඩ්‍රජන්-වායු මිශ්‍රණයක් පිපිරවීම සඳහා, වඩා බලවත් ජ්වලන ප්‍රභවයක් අවශ්‍ය වේ.
හයිඩ්‍රජන්-වායු මිශ්‍රණයක පිපිරුම් තරංගය හරහා පීඩන අනුපාතය 20 ක් පමණ වේ. වායුගෝලීය පීඩනයේදී, 20 ක අනුපාතයක් 300 psi වේ. මෙම පීඩන තරංගය නිශ්චල වස්තුවක් සමඟ ගැටෙන විට, පීඩන අනුපාතය 40-60 දක්වා වැඩි වේ. මෙය නිශ්චල බාධකයකින් පීඩන තරංගයක් පරාවර්තනය වීම නිසාය.
කාන්දු වීමේ ප්‍රවණතාවය. එහි අඩු දුස්ස්‍රාවීතාවය සහ අඩු අණුක බර නිසා, H2 වායුව කාන්දු වීමට සහ විවිධ ද්‍රව්‍ය විනිවිද යාමට හෝ විනිවිද යාමට පවා ඉහළ ප්‍රවණතාවක් ඇත.
හයිඩ්‍රජන් ස්වභාවික වායුවට වඩා 8 ගුණයකින් සැහැල්ලුයි, වාතයට වඩා 14 ගුණයකින් සැහැල්ලුයි, ප්‍රොපේන් වලට වඩා 22 ගුණයකින් සැහැල්ලුයි සහ පෙට්‍රල් වාෂ්පයට වඩා 57 ගුණයකින් සැහැල්ලුයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ එළිමහනේ ස්ථාපනය කරන විට, H2 වායුව ඉක්මනින් ඉහළ ගොස් විසුරුවා හරින අතර ඒකාකාර කාන්දුවීම් වල ඕනෑම සලකුණු අඩු කරන බවයි. නමුත් එය දෙබිඩි කඩුවක් විය හැකිය. වෑල්ඩින් කිරීමට පෙර කාන්දු හඳුනාගැනීමේ අධ්‍යයනයකින් තොරව H2 කාන්දුවකට ඉහළින් හෝ පහළට එළිමහන් ස්ථාපනයක් මත වෑල්ඩින් කිරීම සිදු කරන්නේ නම් පිපිරීමක් සිදුවිය හැකිය. සංවෘත අවකාශයක, H2 වායුව සිවිලිමේ සිට පහළට නැඟී එකතු විය හැකි අතර, එය බිම අසල ජ්වලන ප්‍රභවයන් සමඟ සම්බන්ධ වීමට වැඩි ඉඩක් ඇති වීමට පෙර විශාල පරිමාවන් දක්වා ගොඩනැගීමට ඉඩ සලසන තත්වයකි.
අහම්බෙන් සිදුවන ගින්නක්. ස්වයං-ජ්වලනය යනු වායු හෝ වාෂ්ප මිශ්‍රණයක් බාහිර ජ්වලන ප්‍රභවයක් නොමැතිව ස්වයංසිද්ධව දැල්වෙන සංසිද්ධියකි. එය "ස්වයංසිද්ධ දහනය" හෝ "ස්වයංසිද්ධ දහනය" ලෙසද හැඳින්වේ. ස්වයං-ජ්වලනය පීඩනය මත නොව උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී.
ස්වයංක්‍රීය ජ්වලන උෂ්ණත්වය යනු වාතය සමඟ ස්පර්ශ වන විට බාහිර ජ්වලන ප්‍රභවයක් හෝ ඔක්සිකාරක කාරකයක් නොමැති විට ඉන්ධනයක් ජ්වලනයට පෙර ස්වයංසිද්ධව දැල්වෙන අවම උෂ්ණත්වයයි. තනි කුඩු වල ස්වයංක්‍රීය ජ්වලන උෂ්ණත්වය යනු ඔක්සිකාරක කාරකයක් නොමැති විට එය ස්වයංසිද්ධව දැල්වෙන උෂ්ණත්වයයි. වාතයේ වායුමය H2 හි ස්වයං-ජ්වලන උෂ්ණත්වය 585°C වේ.
ජ්වලන ශක්තිය යනු දහනය කළ හැකි මිශ්‍රණයක් හරහා දැල්ලක් පැතිරීම ආරම්භ කිරීමට අවශ්‍ය ශක්තියයි. අවම ජ්වලන ශක්තිය යනු නිශ්චිත උෂ්ණත්වයක සහ පීඩනයක දී නිශ්චිත දහනය කළ හැකි මිශ්‍රණයක් දැල්වීමට අවශ්‍ය අවම ශක්තියයි. වාතයේ 1 atm එකක වායුමය H2 සඳහා අවම පුළිඟු ජ්වලන ශක්තිය = 1.9 × 10–8 BTU (0.02 mJ).
පිපිරුම් සීමාවන් යනු පිපිරීමක් සිදුවන වාතයේ හෝ ඔක්සිජන් වල වාෂ්ප, මීදුම හෝ දූවිලි වල උපරිම සහ අවම සාන්ද්‍රණයන් වේ. පරිසරයේ ප්‍රමාණය සහ ජ්‍යාමිතිය මෙන්ම ඉන්ධන සාන්ද්‍රණය සීමාවන් පාලනය කරයි. "පිපිරුම් සීමාව" සමහර විට "පිපිරුම් සීමාව" සඳහා සමාන පදයක් ලෙස භාවිතා කරයි.
වාතයේ H2 මිශ්‍රණ සඳහා පුපුරන සුලු සීමාවන් 18.3 vol.% (පහළ සීමාව) සහ 59 vol.% (ඉහළ සීමාව) වේ.
නල පද්ධති සැලසුම් කිරීමේදී (රූපය 1), පළමු පියවර වන්නේ එක් එක් වර්ගයේ තරල සඳහා අවශ්‍ය ගොඩනැගිලි ද්‍රව්‍ය තීරණය කිරීමයි. තවද සෑම තරලයක්ම ASME B31.3 ඡේදයට අනුකූලව වර්ගීකරණය කෙරේ. 300(b)(1) හි සඳහන් වන්නේ, "D, M පන්තිය, අධි පීඩනය සහ ඉහළ සංශුද්ධතාවය සහිත නල මාර්ග තීරණය කිරීම සහ විශේෂිත ගුණාත්මක පද්ධතියක් භාවිතා කළ යුතුද යන්න තීරණය කිරීම සඳහා හිමිකරු වගකිව යුතුය."
තරල වර්ගීකරණය මඟින් පරීක්ෂණ මට්ටම සහ අවශ්‍ය පරීක්ෂණ වර්ගය මෙන්ම තරල කාණ්ඩය මත පදනම් වූ තවත් බොහෝ අවශ්‍යතා නිර්වචනය කරයි. මේ සඳහා හිමිකරුගේ වගකීම සාමාන්‍යයෙන් හිමිකරුගේ ඉංජිනේරු දෙපාර්තමේන්තුවට හෝ බාහිරින් ලබාගත් ඉංජිනේරුවෙකුට පැවරේ.
B31.3 ක්‍රියාවලි නල මාර්ග කේතය හිමිකරුට නිශ්චිත තරලයක් සඳහා කුමන ද්‍රව්‍ය භාවිතා කළ යුතු දැයි නොකියන අතර, එය ශක්තිය, ඝණකම සහ ද්‍රව්‍ය සම්බන්ධතා අවශ්‍යතා පිළිබඳ මග පෙන්වීමක් සපයයි. කේතයේ හැඳින්වීමේදී පැහැදිලිව සඳහන් ප්‍රකාශ දෙකක් ද ඇත:
ඉහත පළමු ඡේදය පුළුල් කරමින්, B31.3 ඡේදයේ 300(b)(1) මෙසේද සඳහන් වේ: “නල මාර්ග ස්ථාපනයක හිමිකරු මෙම නීති සංග්‍රහයට අනුකූල වීම සහ නල මාර්ගය කොටසක් වන සියලුම තරල හැසිරවීම හෝ ක්‍රියාවලිය පාලනය කරන සැලසුම්, ඉදිකිරීම්, පරීක්ෂාව, පරීක්ෂා කිරීම සහ පරීක්ෂණ අවශ්‍යතා ස්ථාපිත කිරීම සඳහා සම්පූර්ණයෙන්ම වගකිව යුතුය. ස්ථාපනය.” එබැවින්, තරල සේවා කාණ්ඩ නිර්වචනය කිරීම සඳහා වගකීම් සහ අවශ්‍යතා සඳහා මූලික නීති කිහිපයක් නියම කිරීමෙන් පසු, හයිඩ්‍රජන් වායුව ගැලපෙන ස්ථානය බලමු.
හයිඩ්‍රජන් වායුව කාන්දුවීම් සහිත වාෂ්පශීලී ද්‍රවයක් ලෙස ක්‍රියා කරන බැවින්, හයිඩ්‍රජන් වායුව ද්‍රව සේවය සඳහා සාමාන්‍ය ද්‍රවයක් හෝ B31.3 කාණ්ඩය යටතේ M පන්තියේ ද්‍රවයක් ලෙස සැලකිය හැකිය. ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, තරල හැසිරවීමේ වර්ගීකරණය හිමිකරුගේ අවශ්‍යතාවයකි, එය B31.3 හි විස්තර කර ඇති තෝරාගත් කාණ්ඩ සඳහා මාර්ගෝපදේශ සපුරාලන්නේ නම්, 300.2 ඡේදයේ “හයිඩ්‍රොලික් සේවා” කොටසේ අර්ථ දැක්වීම්. සාමාන්‍ය තරල සේවාව සහ M පන්තියේ තරල සේවාව සඳහා පහත අර්ථ දැක්වීම් ඇත:
“සාමාන්‍ය තරල සේවාව: මෙම කේතයට යටත්ව බොහෝ නල මාර්ග සඳහා අදාළ වන තරල සේවාව, එනම් D, M පන්ති සඳහා වන රෙගුලාසිවලට යටත් නොවේ, ඉහළ උෂ්ණත්වය, ඉහළ පීඩනය හෝ ඉහළ තරල පිරිසිදුකම.
(1) තරලයේ විෂ සහිත බව කොතරම්ද යත්, කාන්දුවක් හේතුවෙන් ඇති වන තරලයේ ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයකට එක් වරක් නිරාවරණය වීමෙන් ආශ්වාස කරන හෝ එය සමඟ ස්පර්ශ වන අයට බරපතල ස්ථිර තුවාල සිදුවිය හැකිය, ක්ෂණික ප්‍රතිසාධන පියවර ගනු ලැබුවද.
(2) නල මාර්ග සැලසුම, අත්දැකීම්, මෙහෙයුම් තත්වයන් සහ ස්ථානය සලකා බැලීමෙන් පසු, හිමිකරු තීරණය කරන්නේ තරලයේ සාමාන්‍ය භාවිතය සඳහා වන අවශ්‍යතා නිරාවරණයෙන් පිරිස් ආරක්ෂා කිරීමට අවශ්‍ය තද බව සැපයීමට ප්‍රමාණවත් නොවන බවයි. ”
ඉහත M අර්ථ දැක්වීමේදී, හයිඩ්‍රජන් වායුව (1) ඡේදයේ නිර්ණායක සපුරාලන්නේ නැත, මන්ද එය විෂ සහිත ද්‍රවයක් ලෙස නොසැලකේ. කෙසේ වෙතත්, (2) උපවගන්තිය යෙදීමෙන්, "...නල නිර්මාණය, අත්දැකීම්, මෙහෙයුම් තත්වයන් සහ ස්ථානය..." නිසි සලකා බැලීමෙන් පසු M පන්තියේ හයිඩ්‍රොලික් පද්ධති වර්ගීකරණය කිරීමට නීති සංග්‍රහය අවසර දෙයි. සාමාන්‍ය තරල හැසිරවීම තීරණය කිරීමට හිමිකරු අවසර දෙයි. හයිඩ්‍රජන් ගෑස් නල පද්ධති සැලසුම් කිරීම, ඉදිකිරීම, පරීක්ෂා කිරීම, පරීක්ෂා කිරීම සහ පරීක්ෂා කිරීමේදී ඉහළ මට්ටමේ අඛණ්ඩතාවක් සඳහා අවශ්‍යතාවය සපුරාලීමට අවශ්‍යතා ප්‍රමාණවත් නොවේ.
ඉහළ උෂ්ණත්ව හයිඩ්‍රජන් විඛාදනය (HTHA) සාකච්ඡා කිරීමට පෙර කරුණාකර 1 වගුව බලන්න. මෙම වගුවේ කේත, ප්‍රමිතීන් සහ රෙගුලාසි ලැයිස්තුගත කර ඇති අතර, එහි HTHA ඇතුළත් පොදු විඛාදන විෂමතාවයක් වන හයිඩ්‍රජන් ඛාදනය (HE) යන මාතෘකාව පිළිබඳ ලේඛන හයක් ඇතුළත් වේ. OH අඩු සහ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී සිදුවිය හැක. විඛාදනයේ ආකාරයක් ලෙස සලකනු ලබන එය ක්‍රම කිහිපයකින් ආරම්භ කළ හැකි අතර පුළුල් පරාසයක ද්‍රව්‍යවලට ද බලපායි.
HE හි විවිධ ආකාර ඇති අතර ඒවා හයිඩ්‍රජන් ඉරිතැලීම් (HAC), හයිඩ්‍රජන් ආතති ඉරිතැලීම් (HSC), ආතති විඛාදන ඉරිතැලීම් (SCC), හයිඩ්‍රජන් විඛාදන ඉරිතැලීම් (HACC), හයිඩ්‍රජන් බුබුලු දැමීම (HB), හයිඩ්‍රජන් ඉරිතැලීම් (HIC) ලෙස බෙදිය හැකිය. )), ආතති නැඹුරු හයිඩ්‍රජන් ඉරිතැලීම් (SOHIC), ප්‍රගතිශීලී ඉරිතැලීම් (SWC), සල්ෆයිඩ් ආතති ඉරිතැලීම් (SSC), මෘදු කලාප ඉරිතැලීම් (SZC) සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව හයිඩ්‍රජන් විඛාදනය (HTHA) ලෙස බෙදිය හැකිය.
එහි සරලම ආකාරයෙන්, හයිඩ්‍රජන් ඛාදනය යනු ලෝහ ධාන්‍ය මායිම් විනාශ කිරීම සඳහා වන යාන්ත්‍රණයකි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පරමාණුක හයිඩ්‍රජන් විනිවිද යාම හේතුවෙන් ductility අඩු වේ. මෙය සිදුවන ආකාරය විවිධාකාර වන අතර ඒවායේ අදාළ නම් මගින් අර්ධ වශයෙන් අර්ථ දක්වා ඇත, එනම් HTHA, එහිදී එකවර ඉහළ උෂ්ණත්ව සහ අධි පීඩන හයිඩ්‍රජන් ඛාදනය සඳහා අවශ්‍ය වන අතර, සහ SSC, එහිදී පරමාණුක හයිඩ්‍රජන් සංවෘත වායු සහ හයිඩ්‍රජන් ලෙස නිපදවනු ලැබේ. අම්ල විඛාදනය හේතුවෙන්, ඒවා ලෝහ නඩු වලට කාන්දු වන අතර එය බිඳෙනසුලු වීමට හේතු විය හැක. නමුත් සමස්ත ප්‍රතිඵලය ඉහත විස්තර කර ඇති සියලුම හයිඩ්‍රජන් ඛාදනය වීමේ අවස්ථාවන්ට සමාන වේ, එහිදී ලෝහයේ ශක්තිය එහි අවසර ලත් ආතති පරාසයට වඩා ඛාදනය වීමෙන් අඩු වන අතර, එමඟින් ද්‍රවයේ අස්ථාවරත්වය ලබා දී ඇති විභව ව්‍යසනකාරී සිදුවීමක් සඳහා වේදිකාව සකසයි.
බිත්ති ඝණකම සහ යාන්ත්‍රික සන්ධි ක්‍රියාකාරිත්වයට අමතරව, H2 ගෑස් සේවාව සඳහා ද්‍රව්‍ය තෝරාගැනීමේදී සලකා බැලිය යුතු ප්‍රධාන සාධක දෙකක් තිබේ: 1. ඉහළ උෂ්ණත්ව හයිඩ්‍රජන් (HTHA) වලට නිරාවරණය වීම සහ 2. විභව කාන්දු වීම පිළිබඳ බරපතල ගැටළු. මාතෘකා දෙකම දැනට සාකච්ඡා වෙමින් පවතී.
අණුක හයිඩ්‍රජන් මෙන් නොව, පරමාණුක හයිඩ්‍රජන් ප්‍රසාරණය විය හැකි අතර, හයිඩ්‍රජන් ඉහළ උෂ්ණත්ව හා පීඩනවලට නිරාවරණය කරමින්, විභව HTHA සඳහා පදනම නිර්මාණය කරයි. මෙම තත්වයන් යටතේ, පරමාණුක හයිඩ්‍රජන් කාබන් වානේ නල ද්‍රව්‍ය හෝ උපකරණ තුළට විසරණය වීමට සමත් වන අතර, එහිදී එය ලෝහමය ද්‍රාවණයක කාබන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ධාන්‍ය මායිම්වල මීතේන් වායුව සාදයි. ගැලවීමට නොහැකි වූ විට, වායුව ප්‍රසාරණය වන අතර, පයිප්පවල හෝ භාජනවල බිත්තිවල ඉරිතැලීම් සහ ඉරිතැලීම් ඇති කරයි - මෙය HTGA වේ. 8″ බිත්තියේ ඉරිතැලීම් සහ ඉරිතැලීම් පැහැදිලිව පෙනෙන HTHA ප්‍රතිඵල රූපය 2 හි ඔබට පැහැදිලිව දැකගත හැකිය. මෙම තත්වයන් යටතේ අසමත් වන නාමික ප්‍රමාණයේ (NPS) පයිප්පයේ කොටස.
ක්‍රියාකාරී උෂ්ණත්වය 500°F ට අඩුවෙන් පවත්වා ගෙන යන විට කාබන් වානේ හයිඩ්‍රජන් සේවය සඳහා භාවිතා කළ හැක. ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, හයිඩ්‍රජන් වායුව ඉහළ අර්ධ පීඩනයකින් සහ ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී රඳවා ගන්නා විට HTHA ඇතිවේ. හයිඩ්‍රජන් අර්ධ පීඩනය 3000 psi පමණ වන අතර උෂ්ණත්වය 450°F පමණ වන විට කාබන් වානේ නිර්දේශ නොකරයි (රූපය 2 හි අනතුරු තත්ත්වය මෙයයි).
API 941 වෙතින් අර්ධ වශයෙන් ලබාගත් රූපය 3 හි වෙනස් කරන ලද නෙල්සන් ප්‍රස්ථාරයෙන් දැකිය හැකි පරිදි, ඉහළ උෂ්ණත්වය හයිඩ්‍රජන් බල කිරීම කෙරෙහි විශාලතම බලපෑමක් ඇති කරයි. 500°F දක්වා උෂ්ණත්වවලදී ක්‍රියාත්මක වන කාබන් වානේ සමඟ භාවිතා කරන විට හයිඩ්‍රජන් වායුවේ අර්ධ පීඩනය 1000 psi ඉක්මවිය හැක.
රූපය 3. මෙම වෙනස් කරන ලද නෙල්සන් ප්‍රස්ථාරය (API 941 අනුව අනුවර්තනය කරන ලදී) විවිධ උෂ්ණත්වවලදී හයිඩ්‍රජන් සේවය සඳහා සුදුසු ද්‍රව්‍ය තෝරා ගැනීමට භාවිතා කළ හැක.
රූපයේ. 3 හයිඩ්‍රජන් ප්‍රහාරයෙන් වැළකී සිටීමට සහතික වන වානේ තෝරා ගැනීම පෙන්වයි, එය හයිඩ්‍රජන්හි ක්‍රියාකාරී උෂ්ණත්වය සහ අර්ධ පීඩනය මත රඳා පවතී. ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේ HTHA වලට සංවේදී නොවන අතර සියලු උෂ්ණත්ව හා පීඩනවලදී සතුටුදායක ද්‍රව්‍ය වේ.
ඔස්ටෙනිටික් 316/316L මල නොබැඳෙන වානේ යනු හයිඩ්‍රජන් යෙදීම් සඳහා වඩාත්ම ප්‍රායෝගික ද්‍රව්‍යය වන අතර එය ඔප්පු කළ වාර්තාවක් ඇත. වෑල්ඩින් කිරීමේදී අවශේෂ හයිඩ්‍රජන් ගණනය කිරීමට සහ වෑල්ඩින් කිරීමෙන් පසු තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාප (HAZ) දෘඪතාව අඩු කිරීමට කාබන් වානේ සඳහා පශ්චාත්-වෑල්ඩින් තාප පිරියම් කිරීම (PWHT) නිර්දේශ කර ඇතත්, ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේ සඳහා එය අවශ්‍ය නොවේ.
තාප පිරියම් කිරීම සහ වෙල්ඩින් කිරීම නිසා ඇතිවන තාප තාප බලපෑම් ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග කෙරෙහි එතරම් බලපෑමක් ඇති නොකරයි. කෙසේ වෙතත්, සීතල වැඩ කිරීමෙන් ශක්තිය සහ දෘඪතාව වැනි ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග වැඩිදියුණු කළ හැකිය. ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේ වලින් පයිප්ප නැමීම සහ සෑදීමේදී, ද්‍රව්‍යයේ ප්ලාස්ටික් බව අඩුවීම ඇතුළුව ඒවායේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග වෙනස් වේ.
ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේ සඳහා සීතල සෑදීම අවශ්‍ය නම්, ද්‍රාවණ ඇනීල් කිරීම (ආසන්න වශයෙන් 1045°C දක්වා රත් කිරීමෙන් පසුව නිවාදැමීම හෝ වේගවත් සිසිලනය) ද්‍රව්‍යයේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග ඒවායේ මුල් අගයන්ට ප්‍රතිස්ථාපනය කරයි. එය සීතල වැඩ කිරීමෙන් පසු ලබා ගන්නා මිශ්‍ර ලෝහ වෙන් කිරීම, සංවේදීකරණය සහ සිග්මා අවධිය ද ඉවත් කරයි. ද්‍රාවණ ඇනීල් කිරීම සිදු කරන විට, නිසි ලෙස හසුරුවා නොගතහොත් වේගවත් සිසිලනය අවශේෂ ආතතිය නැවත ද්‍රව්‍යයට දැමිය හැකි බව මතක තබා ගන්න.
H2 සේවාව සඳහා පිළිගත හැකි ද්‍රව්‍ය තේරීම් සඳහා ASME B31 හි GR-2.1.1-1 පයිප්ප සහ නල එකලස් කිරීමේ ද්‍රව්‍ය පිරිවිතර දර්ශකය සහ GR-2.1.1-2 පයිප්ප ද්‍රව්‍ය පිරිවිතර දර්ශකය බලන්න. පයිප්ප ආරම්භ කිරීමට හොඳ ස්ථානයකි.
සම්මත පරමාණුක බර 1.008 පරමාණුක ස්කන්ධ ඒකක (amu) සමඟ, හයිඩ්‍රජන් යනු ආවර්තිතා වගුවේ සැහැල්ලුම සහ කුඩාම මූලද්‍රව්‍යය වන අතර එම නිසා කාන්දු වීමේ ඉහළ ප්‍රවණතාවක් ඇති අතර විනාශකාරී ප්‍රතිවිපාක ඇති බව මම එකතු කරමි. එබැවින්, ගෑස් නල මාර්ග පද්ධතිය යාන්ත්‍රික ආකාරයේ සම්බන්ධතා සීමා කරන සහ සැබවින්ම අවශ්‍ය සම්බන්ධතා වැඩිදියුණු කරන ආකාරයෙන් නිර්මාණය කළ යුතුය.
විභව කාන්දුවීම් ස්ථාන සීමා කිරීමේදී, උපකරණ, නල මාර්ග මූලද්‍රව්‍ය සහ සවි කිරීම් මත ෆ්ලැන්ජ් සම්බන්ධතා හැර, පද්ධතිය සම්පූර්ණයෙන්ම වෑල්ඩින් කළ යුතුය. හැකිතාක් දුරට නූල් සම්බන්ධතා වළක්වා ගත යුතුය, සම්පූර්ණයෙන්ම නොවේ නම්. කිසිදු හේතුවක් නිසා නූල් සම්බන්ධතා වළක්වා ගත නොහැකි නම්, නූල් සීලන්ට් නොමැතිව ඒවා සම්පූර්ණයෙන්ම සම්බන්ධ කර වෑල්ඩය මුද්‍රා තැබීම රෙකමදාරු කරනු ලැබේ. කාබන් වානේ පයිප්ප භාවිතා කරන විට, නල සන්ධි බට් වෑල්ඩින් කර පශ්චාත් වෑල්ඩින් තාප පිරියම් කළ යුතුය (PWHT). වෑල්ඩින් කිරීමෙන් පසු, තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාපයේ (HAZ) පයිප්ප පරිසර උෂ්ණත්වයේ දී පවා හයිඩ්‍රජන් ප්‍රහාරයට නිරාවරණය වේ. හයිඩ්‍රජන් ප්‍රහාරය ප්‍රධාන වශයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී සිදු වුවද, PWHT අවධිය පරිසර තත්වයන් යටතේ පවා මෙම හැකියාව සම්පූර්ණයෙන්ම අඩු කරයි, ඉවත් නොකරයි නම්.
සම්පූර්ණයෙන්ම වෑල්ඩින් කරන ලද පද්ධතියේ දුර්වල ස්ථානය වන්නේ ෆ්ලැන්ජ් සම්බන්ධතාවයයි. ෆ්ලැන්ජ් සම්බන්ධතාවල ඉහළ තද බවක් සහතික කිරීම සඳහා, කැම්ප්‍රොෆයිල් ගෑස්කට් (රූපය 4) හෝ වෙනත් ආකාරයක ගෑස්කට් භාවිතා කළ යුතුය. නිෂ්පාදකයින් කිහිප දෙනෙකු විසින් පාහේ එකම ආකාරයකින් සාදන ලද මෙම පෑඩ් ඉතා සමාව දෙයි. එය මෘදු, විකෘති කළ හැකි මුද්‍රා තැබීමේ ද්‍රව්‍ය අතර සැන්ඩ්විච් කරන ලද දත් සහිත සියලුම ලෝහ මුදු වලින් සමන්විත වේ. අඩු ආතතියක් සහිත තද ගැළපීමක් ලබා දීම සඳහා දත් කුඩා ප්‍රදේශයක බෝල්ට් එකේ බර සාන්ද්‍රණය කරයි. එය අසමාන ෆ්ලැන්ජ් මතුපිට මෙන්ම උච්චාවචනය වන මෙහෙයුම් තත්වයන් සඳහා වන්දි ලබා දිය හැකි ආකාරයට නිර්මාණය කර ඇත.
රූපය 4. Kammprofile ගෑස්කට් වල මෘදු පිරවුමක් සමඟ දෙපසම බන්ධනය වූ ලෝහ හරයක් ඇත.
පද්ධතියේ අඛණ්ඩතාවයේ තවත් වැදගත් සාධකයක් වන්නේ කපාටයයි. කඳ මුද්‍රාව සහ බඳ ෆ්ලැන්ජ් වටා කාන්දු වීම සැබෑ ගැටළුවකි. මෙය වළක්වා ගැනීම සඳහා, සීනු මුද්‍රාවක් සහිත කපාටයක් තෝරා ගැනීම රෙකමදාරු කරනු ලැබේ.
අඟල් 1ක් භාවිතා කරන්න. පහත අපගේ උදාහරණයේ ඇති පාසල් 80 කාබන් වානේ පයිප්පයේ, ASTM A106 Gr B ට අනුකූලව නිෂ්පාදන ඉවසීම්, විඛාදන සහ යාන්ත්‍රික ඉවසීම් ලබා දී ඇති විට, උපරිම අවසර ලත් වැඩ පීඩනය (MAWP) 300°F දක්වා උෂ්ණත්වවලදී පියවර දෙකකින් ගණනය කළ හැකිය (සටහන: "...300ºF දක්වා උෂ්ණත්වයන් සඳහා..." සඳහා හේතුව ASTM A106 Gr B ද්‍රව්‍යයේ අවසර ලත් ආතතිය (S) උෂ්ණත්වය 300ºF ඉක්මවන විට පිරිහීමට පටන් ගන්නා බැවිනි.(S), එබැවින් සමීකරණය (1) 300ºF ට වැඩි උෂ්ණත්වයන්ට ගැලපීම අවශ්‍ය වේ.)
සූත්‍රය (1) ට යොමු කරමින්, පළමු පියවර වන්නේ නල මාර්ගයේ න්‍යායාත්මක පිපිරුම් පීඩනය ගණනය කිරීමයි.
T = නල බිත්ති ඝණකම, යාන්ත්‍රික, විඛාදන සහ නිෂ්පාදන ඉවසීම් අඩු කර, අඟල් වලින්.
ක්‍රියාවලියේ දෙවන කොටස වන්නේ සමීකරණය (2) ට අනුව ප්‍රතිඵලය P ට ආරක්ෂිත සාධකය S f යෙදීමෙන් නල මාර්ගයේ උපරිම අවසර ලත් වැඩ පීඩනය Pa ගණනය කිරීමයි:
මේ අනුව, 1″ පාසල් 80 ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරන විට, පිපිරුම් පීඩනය පහත පරිදි ගණනය කෙරේ:
ඉන්පසු ASME පීඩන යාත්‍රා නිර්දේශ වගන්තිය VIII-1 2019, 8 වන ඡේදයට අනුකූලව 4 ක ආරක්ෂිත Sf යොදනු ලැබේ. UG-101 පහත පරිදි ගණනය කෙරේ:
ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන MAWP අගය 810 psi. අඟල් යනු පයිප්ප සඳහා පමණි. පද්ධතියේ අවම ශ්‍රේණිගත කිරීම සහිත ෆ්ලැන්ජ් සම්බන්ධතාවය හෝ සංරචකය පද්ධතියේ අවසර ලත් පීඩනය තීරණය කිරීමේදී තීරණය කරන සාධකය වනු ඇත.
ASME B16.5 අනුව, කාබන් වානේ ෆ්ලැන්ජ් සවි කිරීම් 150 ක් සඳහා උපරිම අවසර ලත් වැඩ පීඩනය -20°F සිට 100°F දක්වා අඟල් 285 කි. පන්තිය 300 හි උපරිම අවසර ලත් වැඩ පීඩනය 740 psi වේ. පහත ද්‍රව්‍ය පිරිවිතර උදාහරණයට අනුව පද්ධතියේ පීඩන සීමා සාධකය මෙය වනු ඇත. එසේම, ජල ස්ථිතික පරීක්ෂණ වලදී පමණක්, මෙම අගයන් 1.5 ගුණයකින් ඉක්මවිය හැක.
මූලික කාබන් වානේ ද්‍රව්‍ය පිරිවිතරයක උදාහරණයක් ලෙස, 740 psi අඟල් සැලසුම් පීඩනයකට වඩා අඩු පරිසර උෂ්ණත්වයකදී ක්‍රියාත්මක වන H2 ගෑස් සේවා මාර්ග පිරිවිතරයක, වගුව 2 හි දක්වා ඇති ද්‍රව්‍ය අවශ්‍යතා අඩංගු විය හැකිය. පිරිවිතරයට ඇතුළත් කිරීමට අවධානය යොමු කළ යුතු වර්ග පහත දැක්වේ:
නල මාර්ගයට අමතරව, සවි කිරීම්, කපාට, රේඛීය උපකරණ ආදිය වැනි නල පද්ධතිය සෑදෙන බොහෝ අංග තිබේ. මෙම අංග බොහොමයක් විස්තරාත්මකව සාකච්ඡා කිරීම සඳහා නල මාර්ගයක එකට එකතු කරනු ලැබුවද, මේ සඳහා ඉඩ සැලසිය හැකි ප්‍රමාණයට වඩා පිටු අවශ්‍ය වනු ඇත. මෙම ලිපිය.