Wanneer 'n drukpypstelsel ontwerp word, sal die aanwysende ingenieur dikwels spesifiseer dat die stelselpype moet voldoen aan een of meer dele van die ASME B31 Drukpypkode. Hoe volg ingenieurs die kodevereistes behoorlik wanneer hulle pypstelsels ontwerp?
Eerstens moet die ingenieur bepaal watter ontwerpspesifikasie gekies moet word. Vir drukpypstelsels is dit nie noodwendig beperk tot ASME B31 nie. Ander kodes wat deur ASME, ANSI, NFPA of ander regerende organisasies uitgereik word, kan beheer word deur projekligging, toepassing, ens. In ASME B31 is daar tans sewe afsonderlike afdelings van krag.
ASME B31.1 Elektriese Pypleidings: Hierdie afdeling dek pypleidings in kragstasies, industriële en institusionele aanlegte, geotermiese verhittingstelsels, en sentrale en distriksverhitting- en verkoelingstelsels. Dit sluit in die buitekant en buitekant van ketelpype wat gebruik word om ASME Afdeling I-ketels te installeer. Hierdie afdeling is nie van toepassing op toerusting wat onder die ASME Ketel- en Drukvatkode val nie, sekere laedrukverhitting- en verkoelingsverspreidingspype, en verskeie ander stelsels wat in paragraaf 100.1.3 van ASME B31.1 beskryf word. Die oorsprong van ASME B31.1 kan teruggevoer word na die 1920's, met die eerste amptelike uitgawe wat in 1935 gepubliseer is. Let daarop dat die eerste uitgawe, insluitend die bylaes, minder as 30 bladsye was, en die huidige uitgawe is meer as 300 bladsye lank.
ASME B31.3 Prosespypleidings: Hierdie afdeling dek pypleidings in raffinaderye; chemiese, farmaseutiese, tekstiel-, papier-, halfgeleier- en kriogeniese aanlegte; en geassosieerde verwerkingsaanlegte en terminale. Hierdie afdeling is baie soortgelyk aan ASME B31.1, veral wanneer die minimum wanddikte vir reguit pype bereken word. Hierdie afdeling was oorspronklik deel van B31.1 en is die eerste keer afsonderlik in 1959 vrygestel.
ASME B31.4 Pyplynvervoerstelsels vir vloeistowwe en slurry: Hierdie afdeling dek pypleidings wat hoofsaaklik vloeibare produkte tussen aanlegte en terminale, en binne terminale, pomp-, kondisionerings- en meetstasies vervoer. Hierdie afdeling was oorspronklik deel van B31.1 en is die eerste keer in 1959 afsonderlik vrygestel.
ASME B31.5 Verkoelingspype en Hitte-oordragkomponente: Hierdie afdeling dek pype vir verkoelmiddels en sekondêre verkoelmiddels. Hierdie deel was oorspronklik deel van B31.1 en is die eerste keer afsonderlik in 1962 vrygestel.
ASME B31.8 Gasoordrag- en Verspreidingspypstelsels: Dit sluit pype in om hoofsaaklik gasvormige produkte tussen bronne en terminale te vervoer, insluitend kompressors, kondisionerings- en meetstasies; en gasversamelingspype. Hierdie afdeling was oorspronklik deel van B31.1 en is die eerste keer in 1955 afsonderlik vrygestel.
ASME B31.9 Geboudienstepypwerk: Hierdie afdeling dek pypwerk wat algemeen in industriële, institusionele, kommersiële en openbare geboue voorkom; en wonings met meerdere eenhede wat nie die grootte-, druk- en temperatuurreekse benodig wat in ASME B31.1 gedek word nie. Hierdie afdeling is soortgelyk aan ASME B31.1 en B31.3, maar is minder konserwatief (veral wanneer die minimum wanddikte bereken word) en bevat minder besonderhede. Dit is beperk tot lae druk, lae temperatuur toepassings soos aangedui in ASME B31.9 paragraaf 900.1.2. Dit is die eerste keer in 1982 gepubliseer.
ASME B31.12 Waterstofpypleidings en -pypwerk: Hierdie afdeling dek pypleidings in gasvormige en vloeibare waterstofdiens, en pypleidings in gasvormige waterstofdiens. Hierdie afdeling is die eerste keer in 2008 gepubliseer.
Watter ontwerpkode gebruik moet word, is uiteindelik aan die eienaar. Die inleiding tot ASME B31 lui: "Dit is die eienaar se verantwoordelikheid om die kode-afdeling te kies wat die voorgestelde pypinstallasie die beste benader." In sommige gevalle kan "verskeie kode-afdelings op verskillende afdelings van die installasie van toepassing wees."
Die 2012-uitgawe van ASME B31.1 sal dien as die primêre verwysing vir daaropvolgende besprekings. Die doel van hierdie artikel is om die aanwysende ingenieur deur sommige van die hoofstappe in die ontwerp van 'n ASME B31-voldoenende drukpypstelsel te lei. Deur die riglyne van ASME B31.1 te volg, word 'n goeie voorstelling van algemene stelselontwerp verskaf. Soortgelyke ontwerpmetodes word gebruik indien ASME B31.3 of B31.9 gevolg word. Die res van ASME B31 word in nouer toepassings gebruik, hoofsaaklik vir spesifieke stelsels of toepassings, en sal nie verder bespreek word nie. Terwyl belangrike stappe in die ontwerpproses hier uitgelig sal word, is hierdie bespreking nie volledig nie en moet daar altyd na die volledige kode verwys word tydens stelselontwerp. Alle verwysings na teks verwys na ASME B31.1 tensy anders vermeld.
Nadat die korrekte kode gekies is, moet die stelselontwerper ook enige stelselspesifieke ontwerpvereistes hersien. Paragraaf 122 (Deel 6) verskaf ontwerpvereistes met betrekking tot stelsels wat algemeen in elektriese pyptoepassings voorkom, soos stoom, voerwater, afblaas en afblaas, instrumentasiepype en drukverligtingstelsels. ASME B31.3 bevat soortgelyke paragrawe as ASME B31.1, maar met minder detail. Oorwegings in paragraaf 122 sluit stelselspesifieke druk- en temperatuurvereistes in, sowel as verskeie jurisdiksionele beperkings wat afgebaken word tussen die ketelliggaam, ketel se eksterne pype en nie-ketel eksterne pype wat aan ASME Afdeling I ketelpype gekoppel is. definisie. Figuur 2 toon hierdie beperkings van die dromketel.
Die stelselontwerper moet die druk en temperatuur bepaal waaronder die stelsel sal werk en die toestande waarvoor die stelsel ontwerp moet word.
Volgens paragraaf 101.2 mag die interne ontwerpdruk nie minder wees as die maksimum deurlopende werkdruk (MSOP) binne die pypstelsel nie, insluitend die effek van statiese druk. Pype wat aan eksterne druk onderwerp word, moet ontwerp word vir die maksimum differensiële druk wat verwag word onder bedryfs-, afskakel- of toetstoestande. Daarbenewens moet omgewingsimpakte in ag geneem word. Volgens paragraaf 101.4, indien die afkoeling van die vloeistof waarskynlik die druk in die pyp tot onder atmosferiese druk sal verminder, moet die pyp ontwerp word om eksterne druk te weerstaan ​​of moet maatreëls getref word om die vakuum te verbreek. In situasies waar vloeistofuitsetting die druk kan verhoog, moet pypstelsels ontwerp word om die verhoogde druk te weerstaan ​​of moet maatreëls getref word om oortollige druk te verlig.
Vanaf Afdeling 101.3.2 moet die metaaltemperatuur vir pypontwerp verteenwoordigend wees van die verwagte maksimum volgehoue ​​toestande. Vir eenvoud word daar oor die algemeen aanvaar dat die metaaltemperatuur gelyk is aan die vloeistoftemperatuur. Indien verlang, kan die gemiddelde metaaltemperatuur gebruik word solank die buitewandtemperatuur bekend is. Besondere aandag moet ook gegee word aan vloeistowwe wat deur hitteruilers of van verbrandingstoerusting getrek word om te verseker dat die slegste temperatuurtoestande in ag geneem word.
Ontwerpers voeg dikwels 'n veiligheidsmarge by die maksimum werkdruk en/of temperatuur. Die grootte van die marge hang af van die toepassing. Dit is ook belangrik om materiaalbeperkings in ag te neem wanneer die ontwerptemperatuur bepaal word. Die spesifisering van hoë ontwerptemperature (groter as 750 F) mag die gebruik van legeringsmateriale vereis eerder as die meer standaard koolstofstaal. Die spanningswaardes in Verpligte Aanhangsel A word slegs vir die toelaatbare temperature vir elke materiaal verskaf. Koolstofstaal kan byvoorbeeld slegs spanningswaardes tot 800 F verskaf. Langdurige blootstelling van koolstofstaal aan temperature bo 800 F kan veroorsaak dat die pyp karboniseer, wat dit meer bros en geneig tot mislukking maak. Indien dit bo 800 F werk, moet die versnelde kruipskade wat met koolstofstaal geassosieer word, ook in ag geneem word. Sien paragraaf 124 vir 'n volledige bespreking van materiaaltemperatuurlimiete.
Soms kan ingenieurs ook toetsdrukke vir elke stelsel spesifiseer. Paragraaf 137 verskaf leiding oor spanningstoetsing. Tipies sal hidrostatiese toetsing gespesifiseer word teen 1.5 keer die ontwerpdruk; die hoepel- en longitudinale spannings in die pype mag egter nie 90% van die vloeigrens van die materiaal in paragraaf 102.3.3 (B) tydens die druktoets oorskry nie. Vir sommige eksterne pypstelsels sonder ketel, kan lektoetsing tydens diens 'n meer praktiese metode wees om lekkasies na te gaan as gevolg van probleme met die isolering van dele van die stelsel, of bloot omdat die stelselkonfigurasie eenvoudige lektoetsing tydens aanvanklike diens moontlik maak. Stem saam, dit is aanvaarbaar.
Sodra die ontwerpvoorwaardes vasgestel is, kan die pype gespesifiseer word. Die eerste ding om te besluit, is watter materiaal om te gebruik. Soos vroeër genoem, het verskillende materiale verskillende temperatuurlimiete. Paragraaf 105 bied bykomende beperkings op verskeie pypmateriale. Materiaalkeuse hang ook af van die stelselvloeistof, soos nikkellegerings in korrosiewe chemiese pyptoepassings, vlekvrye staal om skoon instrumentlug te lewer, of koolstofstaal met 'n hoë chroominhoud (groter as 0.1%) om vloeiversnelde korrosie te voorkom. Vloeiversnelde Korrosie (VVK) is 'n erosie-/korrosieverskynsel wat getoon is om ernstige wandverdunning en pypversaking in sommige van die mees kritieke pypstelsels te veroorsaak. Versuim om die verdunning van loodgieterkomponente behoorlik te oorweeg, kan en het ernstige gevolge gehad, soos in 2007 toe 'n desuperverhittingspyp by KCP&L se IATAN-kragstasie gebars het, twee werkers dood en 'n derde ernstig beseer het.
Vergelyking 7 en Vergelyking 9 in paragraaf 104.1.1 definieer onderskeidelik die minimum vereiste wanddikte en maksimum interne ontwerpdruk vir reguit pype wat onderworpe is aan interne druk. Die veranderlikes in hierdie vergelykings sluit in die maksimum toelaatbare spanning (uit Verpligte Aanhangsel A), die buitediameter van die pyp, die materiaalfaktor (soos getoon in Tabel 104.1.2 (A)), en enige bykomende diktetoelaes (soos hieronder beskryf). Met soveel veranderlikes betrokke, kan die spesifisering van die toepaslike pypmateriaal, nominale diameter en wanddikte 'n iteratiewe proses wees wat ook vloeistofsnelheid, drukval, en pyp- en pompkoste kan insluit. Ongeag die toepassing, moet die minimum vereiste wanddikte geverifieer word.
Bykomende diktetoelaag kan bygevoeg word om te vergoed vir verskeie redes, insluitend FAC. Toelaes kan vereis word as gevolg van die verwydering van drade, gleuwe, ens. materiaal wat benodig word om meganiese verbindings te maak. Volgens paragraaf 102.4.2 moet die minimum toelaag gelyk wees aan die draaddiepte plus die masjineringstoleransie. Toelaag kan ook vereis word om bykomende sterkte te verskaf om pypskade, ineenstorting, oormatige deursakking of knik as gevolg van bo-opgelegde laste of ander oorsake wat in paragraaf 102.4.4 bespreek word, te voorkom. Toelaes kan ook bygevoeg word om rekening te hou met sweisverbindings (paragraaf 102.4.3) en elmboë (paragraaf 102.4.5). Laastens kan toleransies bygevoeg word om te vergoed vir korrosie en/of erosie. Die dikte van hierdie toelaag is na goeddunke van die ontwerper en moet ooreenstem met die verwagte lewensduur van die pype in ooreenstemming met paragraaf 102.4.1.
Opsionele Aanhangsel IV verskaf leiding oor korrosiebeheer. Beskermende bedekkings, katodiese beskerming en elektriese isolasie (soos isolerende flense) is alles metodes om eksterne korrosie van begrawe of ondergedompelde pypleidings te voorkom. Korrosie-inhibeerders of voerings kan gebruik word om interne korrosie te voorkom. Sorg moet ook gedra word om hidrostatiese toetswater van die toepaslike suiwerheid te gebruik en, indien nodig, die pype heeltemal te dreineer na hidrostatiese toetsing.
Die minimum pypwanddikte of skedule wat vir vorige berekeninge vereis word, is moontlik nie konstant oor die pypdiameter nie en mag spesifikasies vir verskillende skedules vir verskillende diameters vereis. Toepaslike skedule- en wanddiktewaardes word gedefinieer in ASME B36.10 Gelaste en Naatlose Gesmede Staalpyp.
Wanneer die pypmateriaal gespesifiseer word en die vroeër bespreekte berekeninge uitgevoer word, is dit belangrik om te verseker dat die maksimum toelaatbare spanningswaardes wat in die berekeninge gebruik word, ooreenstem met die gespesifiseerde materiaal. Byvoorbeeld, as A312 304L vlekvrye staalpyp verkeerdelik as A312 304 vlekvrye staalpyp aangewys word, kan die wanddikte wat verskaf word onvoldoende wees as gevolg van die beduidende verskil in maksimum toelaatbare spanningswaardes tussen die twee materiale. Net so moet die vervaardigingsmetode van die pyp toepaslik gespesifiseer word. Byvoorbeeld, as die maksimum toelaatbare spanningswaarde vir naatlose pyp vir die berekening gebruik word, moet naatlose pyp gespesifiseer word. Andersins kan die vervaardiger/installeerder naatgesweisde pyp aanbied, wat kan lei tot onvoldoende wanddikte as gevolg van laer maksimum toelaatbare spanningswaardes.
Byvoorbeeld, veronderstel die ontwerptemperatuur van die pyplyn is 300 F en die ontwerpdruk is 1 200 psig. 2″ en 3″. Koolstofstaal (A53 Graad B naatlose) draad sal gebruik word. Bepaal die toepaslike pypplan om te spesifiseer om aan die vereistes van ASME B31.1 Vergelyking 9 te voldoen. Eerstens word die ontwerpvoorwaardes verduidelik:
Bepaal vervolgens die maksimum toelaatbare spanningswaardes vir A53 Graad B by die bogenoemde ontwerptemperature uit Tabel A-1. Let daarop dat die waarde vir naatlose pyp gebruik word omdat naatlose pyp gespesifiseer word:
Diktetoelaag moet ook bygevoeg word. Vir hierdie toepassing word 'n 1/16 duim. Korrosietoelaag word aanvaar. 'n Afsonderlike freestoleransie sal later bygevoeg word.
3 duim. Die pyp sal eerste gespesifiseer word. As ons 'n Bylae 40-pyp en 'n 12.5% ​​freestoleransie aanneem, bereken die maksimum druk:
'n Bylae 40-pyp is bevredigend vir 'n 3-duim-buis in die ontwerptoestande wat hierbo gespesifiseer is. Kontroleer vervolgens 2 duim. Die pyplyn gebruik dieselfde aannames:
2 duim. Onder die ontwerptoestande wat hierbo gespesifiseer is, sal die pype 'n dikker wanddikte as Bylae 40 benodig. Probeer 2 duim. Bylae 80 Pype:
Alhoewel pypwanddikte dikwels die beperkende faktor in drukontwerp is, is dit steeds belangrik om te verifieer dat die toebehore, komponente en verbindings wat gebruik word, geskik is vir die gespesifiseerde ontwerptoestande.
As 'n algemene reël, in ooreenstemming met paragrawe 104.2, 104.7.1, 106 en 107, sal alle kleppe, toebehore en ander drukhoudende komponente wat vervaardig word volgens die standaarde wat in Tabel 126.1 gelys word, as geskik geag word vir gebruik onder normale bedryfstoestande of onder die standaarde wat in [Gebruikers] gespesifiseer word. Gebruikers moet bewus wees dat indien sekere standaarde of vervaardigers strenger perke op afwykings van normale werking mag stel as dié wat in ASME B31.1 gespesifiseer word, die strenger perke van toepassing sal wees.
By pypkruisings word T-stukke, dwarsstukke, kruisstukke, taksweislasse, ens., vervaardig volgens die standaarde wat in Tabel 126.1 gelys word, aanbeveel. In sommige gevalle mag pyplynkruisings unieke takverbindings vereis. Paragraaf 104.3.1 verskaf addisionele vereistes vir takverbindings om te verseker dat daar voldoende pypmateriaal is om die druk te weerstaan.
Om die ontwerp te vereenvoudig, kan die ontwerper kies om die ontwerpvoorwaardes hoër te stel om te voldoen aan die flensgradering van 'n sekere drukklas (bv. ASME klas 150, 300, ens.) soos gedefinieer deur die druk-temperatuurklas vir spesifieke materiale gespesifiseer in ASME B16.5 Pypflense en flensverbindings, of soortgelyke standaarde wat in Tabel 126.1 gelys word. Dit is aanvaarbaar solank dit nie lei tot 'n onnodige toename in wanddikte of ander komponentontwerpe nie.
'n Belangrike deel van pypontwerp is om te verseker dat die strukturele integriteit van die pypstelsel gehandhaaf word sodra die effekte van druk, temperatuur en eksterne kragte toegepas word. Die strukturele integriteit van die stelsel word dikwels oor die hoof gesien in die ontwerpproses en, indien dit nie goed gedoen word nie, kan dit een van die duurder dele van die ontwerp wees. Strukturele integriteit word hoofsaaklik op twee plekke bespreek, Paragraaf 104.8: Pyplynkomponentanalise en Paragraaf 119: Uitbreiding en Buigsaamheid.
Paragraaf 104.8 lys die basiese kodeformules wat gebruik word om te bepaal of 'n pypstelsel die toelaatbare spannings van die kode oorskry. Hierdie kodevergelykings word algemeen na verwys as deurlopende laste, af en toe laste en verplasingslaste. Volgehoue ​​las is die effek van druk en gewig op 'n pypstelsel. Toevallige laste is deurlopende laste plus moontlike windlaste, seismiese laste, terreinlaste en ander korttermynlaste. Daar word aanvaar dat elke toevallige las wat toegepas word nie gelyktydig op ander toevallige laste sal inwerk nie, dus sal elke toevallige las 'n aparte lasgeval wees ten tyde van analise. Verplasingslaste is die effekte van termiese groei, toerustingverplasing tydens werking, of enige ander verplasingslas.
Paragraaf 119 bespreek hoe om pypuitsetting en buigsaamheid in pypstelsels te hanteer en hoe om reaksiebelastings te bepaal. Buigsaamheid van pypstelsels is dikwels die belangrikste in toerustingverbindings, aangesien die meeste toerustingverbindings slegs die minimum hoeveelheid krag en moment wat by die verbindingspunt toegepas word, kan weerstaan. In die meeste gevalle het die termiese groei van die pypstelsel die grootste effek op die reaksiebelasting, daarom is dit belangrik om die termiese groei in die stelsel dienooreenkomstig te beheer.
Om die buigsaamheid van die pypstelsel te akkommodeer en te verseker dat die stelsel behoorlik ondersteun word, is dit goeie praktyk om staalpype te ondersteun in ooreenstemming met Tabel 121.5. As 'n ontwerper daarna streef om aan die standaard ondersteuningsafstand vir hierdie tabel te voldoen, bereik dit drie dinge: minimaliseer selfgewig-defleksie, verminder volgehoue ​​laste en verhoog beskikbare spanning vir verplasingslaste. As die ontwerper die ondersteuning plaas in ooreenstemming met Tabel 121.5, sal dit tipies minder as 1/8 duim selfgewig-verplasing of -versagting tussen die buissteune tot gevolg hê. Die minimalisering van selfgewig-defleksie help om die kans op kondensasie in pype wat stoom of gas dra, te verminder. Deur die spasiëringsaanbevelings in Tabel 121.5 te volg, kan die ontwerper ook die volgehoue ​​spanning in die pype verminder tot ongeveer 50% van die kode se deurlopende toelaatbare waarde. Volgens Vergelyking 1B is die toelaatbare spanning vir verplasingslaste omgekeerd verwant aan volgehoue ​​laste. Daarom, deur die volgehoue ​​lading te minimaliseer, kan die verplasingsspanningstoleransie gemaksimeer word. Die aanbevole spasiëring vir pypsteune word in Figuur 3 getoon.
Om te help verseker dat die reaksielaste van die pypstelsel behoorlik in ag geneem word en dat kodespannings nagekom word, is 'n algemene metode om 'n rekenaargesteunde pypspanningsanalise van die stelsel uit te voer. Daar is verskeie verskillende pyplynspanningsanalise-sagtewarepakkette beskikbaar, soos Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, of een van die ander kommersieel beskikbare pakkette. Die voordeel van die gebruik van rekenaargesteunde pyplynspanningsanalise is dat dit die ontwerper toelaat om 'n eindige elementmodel van die pypstelsel te skep vir maklike verifikasie en die vermoë om die nodige veranderinge aan die konfigurasie aan te bring. Figuur 4 toon 'n voorbeeld van modellering en analise van 'n gedeelte van 'n pyplyn.
Wanneer 'n nuwe stelsel ontwerp word, spesifiseer stelselontwerpers tipies dat alle pype en komponente vervaardig, gesweis, saamgestel, ens. moet word soos vereis deur watter kode ook al gebruik word. In sommige opknappings of ander toepassings kan dit egter voordelig wees vir 'n aangewese ingenieur om leiding te gee oor sekere vervaardigingstegnieke, soos beskryf in Hoofstuk V.
'n Algemene probleem wat in retrofit-toepassings ondervind word, is sweisvoorverhitting (paragraaf 131) en hittebehandeling na sweis (paragraaf 132). Onder andere voordele word hierdie hittebehandelings gebruik om spanning te verlig, krake te voorkom en sweissterkte te verhoog. Items wat die vereistes vir hittebehandeling voor en na sweis beïnvloed, sluit in, maar is nie beperk tot, die volgende: P-nommergroepering, materiaalchemie en dikte van materiaal by die las wat gesweis moet word. Elke materiaal wat in Verpligte Aanhangsel A gelys word, het 'n toegekende P-nommer. Vir voorverhitting verskaf paragraaf 131 die minimum temperatuur waartoe die basismetaal verhit moet word voordat sweiswerk kan plaasvind. Vir PWHT verskaf Tabel 132 die houtemperatuurreeks en tydsduur om die sweissone te hou. Verhittings- en verkoelingstempo's, temperatuurmetingsmetodes, verhittingstegnieke en ander prosedures moet streng die riglyne wat in die kode uiteengesit word, volg. Onverwagte nadelige effekte op die gesweisde area kan voorkom as gevolg van versuim om behoorlik hitte te behandel.
Nog 'n potensiële bron van kommer in drukpypstelsels is pypbuigings. Die buiging van pype kan wandverdunning veroorsaak, wat lei tot onvoldoende wanddikte. Volgens paragraaf 102.4.5 laat die kode buigings toe solank die minimum wanddikte voldoen aan dieselfde formule wat gebruik word om die minimum wanddikte vir reguit pype te bereken. Tipies word 'n toelaag bygevoeg om rekening te hou met wanddikte. Tabel 102.4.5 verskaf aanbevole buigverminderingstoelaes vir verskillende buigradii. Buigings kan ook voorbuiging en/of nabuiging hittebehandeling vereis. Paragraaf 129 verskaf leiding oor die vervaardiging van elmboë.
Vir baie drukpypstelsels is dit nodig om 'n veiligheidsklep of oordrukklep te installeer om oordruk in die stelsel te voorkom. Vir hierdie toepassings is die opsionele Aanhangsel II: Veiligheidsklepinstallasie-ontwerpreëls 'n baie waardevolle, maar soms min bekende bron.
In ooreenstemming met paragraaf II-1.2 word veiligheidskleppe gekenmerk deur 'n volledig oop opwip-aksie vir gas- of stoomdiens, terwyl veiligheidskleppe relatief tot stroomop statiese druk oopmaak en hoofsaaklik vir vloeistofdiens gebruik word.
Veiligheidsklep-eenhede word gekenmerk deur of hulle oop of geslote uitlaatstelsels is. In 'n oop uitlaat sal die elmboog by die uitlaat van die veiligheidsklep gewoonlik in die uitlaatpyp na die atmosfeer uitlaat. Tipies sal dit lei tot minder teendruk. As voldoende teendruk in die uitlaatpyp geskep word, kan 'n gedeelte van die uitlaatgas uit die inlaat-einde van die uitlaatpyp uitgestoot of teruggespoel word. Die grootte van die uitlaatpyp moet groot genoeg wees om terugslag te voorkom. In geslote ontlugtingstoepassings bou druk op by die uitlaat van die oorlaatklep as gevolg van lugkompressie in die ontlugtingslyn, wat moontlik veroorsaak dat drukgolwe voortplant. In paragraaf II-2.2.2 word aanbeveel dat die ontwerpdruk van die geslote uitlaatlyn ten minste twee keer groter is as die bestendige werkdruk. Figure 5 en 6 toon die veiligheidsklepinstallasie onderskeidelik oop en toe.
Veiligheidsklepinstallasies kan onderhewig wees aan verskeie kragte soos opgesom in paragraaf II-2. Hierdie kragte sluit in termiese uitbreidingseffekte, die interaksie van verskeie ontlaskleppe wat gelyktydig ontlug, seismiese en/of vibrasie-effekte, en drukeffekte tydens drukontlasgebeurtenisse. Alhoewel die ontwerpdruk tot by die uitlaat van die veiligheidsklep moet ooreenstem met die ontwerpdruk van die afpyp, hang die ontwerpdruk in die ontlasstelsel af van die konfigurasie van die ontlasstelsel en die eienskappe van die veiligheidsklep. Vergelykings word in paragraaf II-2.2 verskaf vir die bepaling van druk en snelheid by die ontlas-elmboog, ontlaspypinlaat en ontlaspyputlaat vir oop en geslote ontlasstelsels. Deur hierdie inligting te gebruik, kan die reaksiekragte op verskeie punte in die uitlaatstelsel bereken en verreken word.
'n Voorbeeldprobleem vir 'n oop ontladingstoepassing word in paragraaf II-7 verskaf. Ander metodes bestaan ​​vir die berekening van vloei-eienskappe in ontlasklep-ontladingstelsels, en die leser word gewaarsku om te verifieer dat die metode wat gebruik word voldoende konserwatief is. Een so 'n metode word beskryf deur GS Liao in "Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis" gepubliseer deur ASME in die Journal of Electrical Engineering, Oktober 1975.
Die aflasklep moet op 'n minimum afstand van reguit pype van enige buigings geleë wees. Hierdie minimum afstand hang af van die diens en geometrie van die stelsel soos gedefinieer in paragraaf II-5.2.1. Vir installasies met veelvuldige aflaskleppe, hang die aanbevole spasiëring vir kleptakverbindings af van die radiusse van die tak- en dienspype, soos getoon in Nota (10)(c) van Tabel D-1. In ooreenstemming met paragraaf II-5.7.1, mag dit nodig wees om pypsteune wat by aflasklep-ontladings geleë is, aan bedryfspype te koppel eerder as aangrensende strukture om die effekte van termiese uitbreiding en seismiese interaksies te verminder. 'n Opsomming van hierdie en ander ontwerpoorwegings in die ontwerp van veiligheidsklepsamestellings kan in paragraaf II-5 gevind word.
Dit is natuurlik nie moontlik om alle ontwerpvereistes van ASME B31 binne die bestek van hierdie artikel te dek nie. Maar enige aangewese ingenieur wat betrokke is by die ontwerp van 'n drukpypstelsel moet ten minste vertroud wees met hierdie ontwerpkode. Hopelik sal lesers met bogenoemde inligting ASME B31 'n meer waardevolle en toeganklike hulpbron vind.
Monte K. Engelkemier is die projekleier by Stanley Consultants. Engelkemier is 'n lid van die Iowa Engineering Society, NSPE, en ASME, en dien op die B31.1 Elektriese Pypleidingkodekomitee en Subkomitee. Hy het meer as 12 jaar praktiese ervaring in pypstelseluitleg, ontwerp, verstewigingsevaluering en spanningsanalise. Matt Wilkey is 'n Meganiese Ingenieur by Stanley Consultants. Hy het meer as 6 jaar professionele ervaring in die ontwerp van pypstelsels vir 'n verskeidenheid nutsdienste, munisipale, institusionele en industriële kliënte en is 'n lid van ASME en die Iowa Engineering Society.
Het jy ervaring en kundigheid oor die onderwerpe wat in hierdie inhoud gedek word? Jy moet oorweeg om by te dra tot ons CFE Media-redaksiespan en die erkenning te kry wat jy en jou maatskappy verdien. Klik hier om die proses te begin.