Quan dissenyen un sistema de canonades a pressió, l'enginyer designador sovint especificarà que les canonades del sistema han de complir una o més parts del Codi de canonades a pressió ASME B31. Com segueixen correctament els requisits del codi els enginyers quan dissenyen sistemes de canonades?
Primer, l'enginyer ha de determinar quina especificació de disseny s'ha de seleccionar. Per als sistemes de canonades a pressió, això no es limita necessàriament a l'ASME B31. Altres codis emesos per ASME, ANSI, NFPA o altres organitzacions governamentals poden estar regits per la ubicació del projecte, l'aplicació, etc. A l'ASME B31, actualment hi ha set seccions separades en vigor.
ASME B31.1 Canonades elèctriques: Aquesta secció cobreix les canonades en centrals elèctriques, plantes industrials i institucionals, sistemes de calefacció geotèrmica i sistemes de calefacció i refrigeració centrals i de districte. Això inclou les canonades exteriors de calderes i exteriors que no són de calderes que s'utilitzen per instal·lar calderes de la Secció I de l'ASME. Aquesta secció no s'aplica als equips coberts pel Codi de calderes i recipients a pressió de l'ASME, certes canonades de distribució de calefacció i refrigeració a baixa pressió i diversos altres sistemes descrits al paràgraf 100.1.3 de l'ASME B31.1. Els orígens de l'ASME B31.1 es remunten a la dècada de 1920, amb la primera edició oficial publicada el 1935. Cal tenir en compte que la primera edició, inclosos els apèndixs, tenia menys de 30 pàgines i l'edició actual té més de 300 pàgines.
ASME B31.3 Canonades de procés: Aquesta secció cobreix les canonades en refineries; plantes químiques, farmacèutiques, tèxtils, papereres, de semiconductors i criogèniques; i plantes de processament i terminals associades. Aquesta secció és molt similar a l'ASME B31.1, especialment a l'hora de calcular el gruix mínim de paret per a canonades rectes. Aquesta secció formava part originalment de la B31.1 i es va publicar per primera vegada per separat el 1959.
ASME B31.4 Sistemes de transport per canonades per a líquids i fangs: Aquesta secció tracta les canonades que transporten principalment productes líquids entre plantes i terminals, i dins de terminals, estacions de bombament, condicionament i mesurament. Aquesta secció formava part originalment de B31.1 i es va publicar per primera vegada per separat el 1959.
ASME B31.5 Canonades de refrigeració i components de transferència de calor: Aquesta secció tracta les canonades per a refrigerants i refrigerants secundaris. Aquesta part formava part originalment de B31.1 i es va publicar per primera vegada per separat el 1962.
ASME B31.8 Sistemes de canonades de transmissió i distribució de gas: Això inclou les canonades per transportar principalment productes gasosos entre fonts i terminals, inclosos els compressors, les estacions de condicionament i mesurament; i les canonades de recollida de gas. Aquesta secció formava part originalment de B31.1 i es va publicar per primera vegada per separat el 1955.
ASME B31.9 Canonades de serveis d'edificis: Aquesta secció cobreix les canonades que es troben habitualment en edificis industrials, institucionals, comercials i públics; i habitatges multifamiliars que no requereixen els rangs de mida, pressió i temperatura que s'indiquen a ASME B31.1. Aquesta secció és similar a ASME B31.1 i B31.3, però és menys conservadora (especialment a l'hora de calcular el gruix mínim de la paret) i conté menys detalls. Està limitada a aplicacions de baixa pressió i baixa temperatura, tal com s'indica a l'apartat 900.1.2 de ASME B31.9. Aquesta secció es va publicar per primera vegada el 1982.
ASME B31.12 Canonades i canonades d'hidrogen: Aquesta secció tracta les canonades en servei d'hidrogen gasós i líquid, i les canonades en servei d'hidrogen gasós. Aquesta secció es va publicar per primera vegada el 2008.
Quin codi de disseny s'ha d'utilitzar depèn en última instància del propietari. La introducció a ASME B31 estableix: "És responsabilitat del propietari seleccionar la secció de codi que més s'aproximi a la instal·lació de canonades proposada". En alguns casos, "es poden aplicar diverses seccions de codi a diferents seccions de la instal·lació".
L'edició del 2012 d'ASME B31.1 servirà com a referència principal per a debats posteriors. L'objectiu d'aquest article és guiar l'enginyer designador a través d'alguns dels passos principals en el disseny d'un sistema de canonades a pressió compatible amb ASME B31. Seguir les directrius d'ASME B31.1 proporciona una bona representació del disseny general del sistema. S'utilitzen mètodes de disseny similars si es segueix ASME B31.3 o B31.9. La resta d'ASME B31 s'utilitza en aplicacions més reduïdes, principalment per a sistemes o aplicacions específiques, i no es tractarà més. Tot i que els passos clau del procés de disseny es destacaran aquí, aquest debat no és exhaustiu i sempre s'ha de fer referència al codi complet durant el disseny del sistema. Totes les referències al text fan referència a ASME B31.1 tret que s'indiqui el contrari.
Després de seleccionar el codi correcte, el dissenyador del sistema també ha de revisar els requisits de disseny específics del sistema. El paràgraf 122 (Part 6) proporciona els requisits de disseny relacionats amb els sistemes que es troben habitualment en aplicacions de canonades elèctriques, com ara vapor, aigua d'alimentació, purga i descàrrega, canonades d'instrumentació i sistemes d'alleujament de pressió. L'ASME B31.3 conté paràgrafs similars a l'ASME B31.1, però amb menys detalls. Les consideracions del paràgraf 122 inclouen els requisits de pressió i temperatura específics del sistema, així com diverses limitacions jurisdiccionals delimitades entre la caldera en si, les canonades externes de la caldera i les canonades externes que no són de la caldera connectades a les canonades de la caldera de la Part I de l'ASME. definició. La figura 2 mostra aquestes limitacions de la caldera de tambor.
El dissenyador del sistema ha de determinar la pressió i la temperatura a les quals funcionarà el sistema i les condicions que ha de complir el sistema.
Segons el paràgraf 101.2, la pressió interna de disseny no ha de ser inferior a la pressió màxima contínua de treball (MSOP) dins del sistema de canonades, inclòs l'efecte de l'alçada estàtica. Les canonades sotmeses a pressió externa s'han de dissenyar per a la pressió diferencial màxima esperada en condicions de funcionament, aturada o prova. A més, cal tenir en compte els impactes ambientals. Segons el paràgraf 101.4, si és probable que el refredament del fluid redueixi la pressió a la canonada per sota de la pressió atmosfèrica, la canonada s'ha de dissenyar per suportar la pressió externa o s'han de prendre mesures per trencar el buit. En situacions en què l'expansió del fluid pot augmentar la pressió, els sistemes de canonades s'han de dissenyar per suportar l'augment de pressió o s'han de prendre mesures per alleujar l'excés de pressió.
A partir de la secció 101.3.2, la temperatura del metall per al disseny de les canonades ha de ser representativa de les condicions màximes sostingudes esperades. Per simplicitat, generalment se suposa que la temperatura del metall és igual a la temperatura del fluid. Si es desitja, es pot utilitzar la temperatura mitjana del metall sempre que es conegui la temperatura de la paret exterior. També s'ha de prestar especial atenció als fluids extrets a través d'intercanviadors de calor o d'equips de combustió per garantir que es tinguin en compte les pitjors condicions de temperatura.
Sovint, els dissenyadors afegeixen un marge de seguretat a la pressió i/o temperatura màximes de treball. La mida del marge depèn de l'aplicació. També és important tenir en compte les restriccions del material a l'hora de determinar la temperatura de disseny. Especificar temperatures de disseny elevades (superiors a 750 F) pot requerir l'ús de materials d'aliatge en lloc de l'acer al carboni més estàndard. Els valors de tensió de l'Apèndix A obligatori es proporcionen només per a les temperatures permeses per a cada material. Per exemple, l'acer al carboni només pot proporcionar valors de tensió de fins a 800 F. L'exposició prolongada de l'acer al carboni a temperatures superiors a 800 F pot fer que la canonada es carbonitzi, fent-la més fràgil i propensa a fallades. Si funciona per sobre de 800 F, també s'ha de tenir en compte el dany per fluència accelerada associat a l'acer al carboni. Vegeu el paràgraf 124 per a una discussió completa dels límits de temperatura del material.
De vegades, els enginyers també poden especificar pressions de prova per a cada sistema. El paràgraf 137 proporciona orientació sobre les proves d'esforç. Normalment, les proves hidrostàtiques s'especificaran a 1,5 vegades la pressió de disseny; tanmateix, les tensions circulars i longitudinals a la canonada no han de superar el 90% del límit elàstic del material del paràgraf 102.3.3 (B) durant la prova de pressió. Per a alguns sistemes de canonades externes que no siguin calderes, les proves de fuites en servei poden ser un mètode més pràctic per comprovar si hi ha fuites a causa de les dificultats per aïllar parts del sistema o simplement perquè la configuració del sistema permet proves de fuites senzilles durant el servei inicial. D'acord, això és acceptable.
Un cop establertes les condicions de disseny, es poden especificar les canonades. El primer que cal decidir és quin material utilitzar. Com s'ha esmentat anteriorment, els diferents materials tenen diferents límits de temperatura. El paràgraf 105 proporciona restriccions addicionals sobre diversos materials de canonades. La selecció del material també depèn del fluid del sistema, com ara l'ús d'aliatges de níquel en aplicacions de canonades químiques corrosives, l'ús d'acer inoxidable per subministrar aire net per a instruments o l'ús d'acer al carboni amb un alt contingut de crom (superior al 0,1%) per evitar la corrosió accelerada pel flux. La corrosió accelerada pel flux (FAC) és un fenomen d'erosió/corrosió que s'ha demostrat que causa un aprimament greu de la paret i fallades de les canonades en alguns dels sistemes de canonades més crítics. No considerar adequadament l'aprimament dels components de fontaneria pot tenir i ha tingut conseqüències greus, com ara el 2007 quan va esclatar una canonada de desreescalfament a la central elèctrica IATAN de KCP&L, matant dos treballadors i ferint greument un tercer.
L'equació 7 i l'equació 9 del paràgraf 104.1.1 defineixen el gruix mínim de paret requerit i la pressió màxima de disseny interna, respectivament, per a canonades rectes sotmeses a pressió interna. Les variables d'aquestes equacions inclouen la tensió màxima admissible (de l'apèndix obligatori A), el diàmetre exterior de la canonada, el factor de material (com es mostra a la taula 104.1.2 (A)) i qualsevol tolerança de gruix addicional (com es descriu a continuació). Amb tantes variables implicades, especificar el material de canonada, el diàmetre nominal i el gruix de paret adequats pot ser un procés iteratiu que també pot incloure la velocitat del fluid, la caiguda de pressió i els costos de canonada i bombament. Independentment de l'aplicació, s'ha de verificar el gruix mínim de paret requerit.
Es pot afegir una tolerancia de gruix addicional per compensar diverses raons, inclosa la FAC. Es poden requerir tolerancies a causa de l'eliminació de rosques, ranures, etc., material necessari per fer unions mecàniques. Segons el paràgraf 102.4.2, la tolerancia mínima ha de ser igual a la profunditat de la rosca més la tolerància de mecanitzat. També es pot requerir una tolerancia per proporcionar resistència addicional per evitar danys a la canonada, col·lapse, flacciditat excessiva o vinclament a causa de càrregues superposades o altres causes que es discuteixen al paràgraf 102.4.4. També es poden afegir tolerancies per tenir en compte les unions soldades (paràgraf 102.4.3) i els colzes (paràgraf 102.4.5). Finalment, es poden afegir toleràncies per compensar la corrosió i/o l'erosió. El gruix d'aquesta tolerancia queda a discreció del dissenyador i ha de ser coherent amb la vida útil prevista de la canonada d'acord amb el paràgraf 102.4.1.
L'annex IV opcional proporciona orientació sobre el control de la corrosió. Els recobriments protectors, la protecció catòdica i l'aïllament elèctric (com ara brides aïllants) són mètodes per prevenir la corrosió externa de les canonades enterrades o submergides. Es poden utilitzar inhibidors de corrosió o revestiments per prevenir la corrosió interna. També s'ha de tenir cura d'utilitzar aigua de prova hidrostàtica de la puresa adequada i, si cal, drenar completament la canonada després de la prova hidrostàtica.
El gruix mínim de la paret de la canonada o el programa requerit per als càlculs anteriors pot no ser constant al llarg del diàmetre de la canonada i pot requerir especificacions per a diferents programacions per a diferents diàmetres. Els valors adequats de programació i gruix de paret es defineixen a la norma ASME B36.10 Tubs d'acer forjats soldats i sense soldadura.
A l'hora d'especificar el material de la canonada i realitzar els càlculs comentats anteriorment, és important assegurar-se que els valors de tensió màxima admissible utilitzats en els càlculs coincideixin amb el material especificat. Per exemple, si s'especifica incorrectament la canonada d'acer inoxidable A312 304L en lloc de la canonada d'acer inoxidable A312 304, el gruix de la paret proporcionat pot ser insuficient a causa de la diferència significativa en els valors de tensió màxima admissible entre els dos materials. De la mateixa manera, s'ha d'especificar adequadament el mètode de fabricació de la canonada. Per exemple, si s'utilitza el valor de tensió màxima admissible per a canonades sense costura per al càlcul, s'ha d'especificar la canonada sense costura. En cas contrari, el fabricant/instal·lador pot oferir canonades soldades per costura, cosa que pot resultar en un gruix de paret insuficient a causa de valors de tensió màxima admissible més baixos.
Per exemple, suposem que la temperatura de disseny de la canonada és de 300 F i la pressió de disseny és de 1.200 psig. S'utilitzarà filferro d'acer al carboni (A53 Grau B sense soldadura). Determineu el pla de canonades adequat per especificar per complir els requisits de l'equació 9 de l'ASME B31.1. Primer, s'expliquen les condicions de disseny:
A continuació, determineu els valors de tensió màxima admissible per a A53 Grau B a les temperatures de disseny anteriors de la Taula A-1. Tingueu en compte que el valor per a canonades sense soldadura s'utilitza perquè les canonades sense soldadura s'especifiquen:
També cal afegir una tolerancia de gruix. Per a aquesta aplicació, es considera una tolerancia de corrosió d'1/16 de polzada. Més endavant s'afegirà una tolerància de fresat independent.
3 polzades. Primer s'especificarà la canonada. Suposant una canonada de Schedule 40 i una tolerància de fresat del 12,5%, calculeu la pressió màxima:
La canonada de la Schedule 40 és satisfactòria per a un tub de 3 polzades en les condicions de disseny especificades anteriorment. A continuació, comproveu les 2 polzades. La canonada utilitza les mateixes suposicions:
2 polzades. En les condicions de disseny especificades anteriorment, la canonada requerirà un gruix de paret més gruixut que el de la Schedule 40. Proveu amb 2 polzades. Canonades de la Schedule 80:
Tot i que el gruix de la paret de la canonada sovint és el factor limitant en el disseny de pressió, encara és important verificar que els accessoris, components i connexions utilitzats siguin adequats per a les condicions de disseny especificades.
Com a regla general, d'acord amb els paràgrafs 104.2, 104.7.1, 106 i 107, totes les vàlvules, accessoris i altres components que contenen pressió fabricats segons les normes que figuren a la taula 126.1 es consideraran adequats per al seu ús en condicions normals de funcionament o per sota de les normes de pressió-temperatura especificades a . Els usuaris han de tenir en compte que si certes normes o fabricants poden imposar límits més estrictes a les desviacions del funcionament normal que els especificats a ASME B31.1, s'aplicaran els límits més estrictes.
A les interseccions de canonades, es recomanen connexions en T, transversals, creus, unions soldades de ramificació, etc., fabricades segons els estàndards que figuren a la taula 126.1. En alguns casos, les interseccions de canonades poden requerir connexions de ramificació úniques. El paràgraf 104.3.1 estableix requisits addicionals per a les connexions de ramificació per garantir que hi hagi prou material de canonada per suportar la pressió.
Per simplificar el disseny, el dissenyador pot optar per establir les condicions de disseny més altes per complir amb la classificació de la brida d'una determinada classe de pressió (per exemple, ASME classe 150, 300, etc.) tal com es defineix per la classe de pressió-temperatura per a materials específics especificats a ASME B16 .5 Brides de canonades i unions de brida, o normes similars que figuren a la Taula 126.1. Això és acceptable sempre que no provoqui un augment innecessari del gruix de la paret o d'altres dissenys de components.
Una part important del disseny de canonades és garantir que la integritat estructural del sistema de canonades es mantingui un cop s'hagin aplicat els efectes de la pressió, la temperatura i les forces externes. La integritat estructural del sistema sovint es passa per alt en el procés de disseny i, si no es fa bé, pot ser una de les parts més cares del disseny. La integritat estructural es tracta principalment en dos llocs, el paràgraf 104.8: Anàlisi de components de canonades i el paràgraf 119: Expansió i flexibilitat.
El paràgraf 104.8 enumera les fórmules bàsiques del codi que s'utilitzen per determinar si un sistema de canonades supera les tensions admissibles del codi. Aquestes equacions del codi es coneixen habitualment com a càrregues contínues, càrregues ocasionals i càrregues de desplaçament. La càrrega sostinguda és l'efecte de la pressió i el pes sobre un sistema de canonades. Les càrregues incidentals són càrregues contínues més les possibles càrregues de vent, càrregues sísmiques, càrregues del terreny i altres càrregues a curt termini. Se suposa que cada càrrega incidental aplicada no actuarà sobre altres càrregues incidentals al mateix temps, de manera que cada càrrega incidental serà un cas de càrrega separat en el moment de l'anàlisi. Les càrregues de desplaçament són els efectes del creixement tèrmic, el desplaçament de l'equip durant el funcionament o qualsevol altra càrrega de desplaçament.
El paràgraf 119 tracta com gestionar l'expansió i la flexibilitat de les canonades en els sistemes de canonades i com determinar les càrregues de reacció. La flexibilitat dels sistemes de canonades sovint és més important a les connexions dels equips, ja que la majoria de les connexions dels equips només poden suportar la quantitat mínima de força i moment aplicats al punt de connexió. En la majoria dels casos, el creixement tèrmic del sistema de canonades té el major efecte sobre la càrrega de reacció, per la qual cosa és important controlar el creixement tèrmic del sistema en conseqüència.
Per adaptar-se a la flexibilitat del sistema de canonades i garantir que el sistema estigui correctament suportat, és una bona pràctica suportar les canonades d'acer d'acord amb la Taula 121.5. Si un dissenyador s'esforça per complir amb l'espaiat estàndard de suport per a aquesta taula, aconsegueix tres coses: minimitza la deflexió del pes propi, redueix les càrregues sostingudes i augmenta la tensió disponible per a les càrregues de desplaçament. Si el dissenyador col·loca el suport d'acord amb la Taula 121.5, normalment resultarà en menys de 1/8 de polzada de desplaçament o fletxa del pes propi entre els suports del tub. Minimitzar la deflexió del pes propi ajuda a reduir la possibilitat de condensació a les canonades que transporten vapor o gas. Seguir les recomanacions d'espaiat de la Taula 121.5 també permet al dissenyador reduir la tensió sostinguda a la canonada a aproximadament el 50% del valor continu admissible del codi. Segons l'Equació 1B, la tensió admissible per a les càrregues de desplaçament està inversament relacionada amb les càrregues sostingudes. Per tant, en minimitzar la càrrega sostinguda, es pot maximitzar la tolerància a la tensió de desplaçament. L'espaiat recomanat per als suports de les canonades es mostra a la Figura 3.
Per ajudar a garantir que les càrregues de reacció del sistema de canonades es considerin correctament i que es compleixin les tensions del codi, un mètode comú és realitzar una anàlisi de tensions de canonades assistida per ordinador del sistema. Hi ha diversos paquets de programari d'anàlisi de tensions de canonades disponibles, com ara Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex o un dels altres paquets disponibles comercialment. L'avantatge d'utilitzar l'anàlisi de tensions de canonades assistida per ordinador és que permet al dissenyador crear un model d'elements finits del sistema de canonades per a una fàcil verificació i la capacitat de fer els canvis necessaris a la configuració. La figura 4 mostra un exemple de modelatge i anàlisi d'una secció de canonada.
Quan dissenyen un sistema nou, els dissenyadors de sistemes solen especificar que totes les canonades i components s'han de fabricar, soldar, muntar, etc., segons el que requereixi el codi que s'utilitzi. Tanmateix, en algunes reformes o altres aplicacions, pot ser beneficiós que un enginyer designat proporcioni orientació sobre determinades tècniques de fabricació, tal com es descriu al capítol V.
Un problema comú que es troba en les aplicacions de remodelació és el preescalfament de la soldadura (paràgraf 131) i el tractament tèrmic posterior a la soldadura (paràgraf 132). Entre altres avantatges, aquests tractaments tèrmics s'utilitzen per alleujar l'estrès, prevenir les esquerdes i augmentar la resistència de la soldadura. Els elements que afecten els requisits del tractament tèrmic previ i posterior a la soldadura inclouen, entre d'altres, els següents: l'agrupació del número P, la química del material i el gruix del material a la unió que s'ha de soldar. Cada material que figura a l'Apèndix A obligatori té un número P assignat. Per al preescalfament, el paràgraf 131 proporciona la temperatura mínima a la qual s'ha d'escalfar el metall base abans que es pugui produir la soldadura. Per a la PWHT, la Taula 132 proporciona el rang de temperatura de manteniment i la durada del temps per mantenir la zona de soldadura. Les velocitats d'escalfament i refredament, els mètodes de mesura de la temperatura, les tècniques d'escalfament i altres procediments han de seguir estrictament les directrius establertes al codi. Es poden produir efectes adversos inesperats a la zona soldada a causa d'un tractament tèrmic inadequat.
Una altra àrea potencial de preocupació en els sistemes de canonades pressuritzades són els corbs de les canonades. Corbar les canonades pot causar un aprimament de la paret, resultant en un gruix de paret insuficient. Segons el paràgraf 102.4.5, el codi permet corbs sempre que el gruix mínim de la paret satisfaci la mateixa fórmula que s'utilitza per calcular el gruix mínim de la paret per a canonades rectes. Normalment, s'afegeix una tolerança per tenir en compte el gruix de la paret. La taula 102.4.5 proporciona tolerancies de reducció de corb recomanades per a diferents radis de corb. Els corbs també poden requerir un tractament tèrmic previ al corb i/o posterior al corb. El paràgraf 129 proporciona orientació sobre la fabricació de colzes.
Per a molts sistemes de canonades a pressió, cal instal·lar una vàlvula de seguretat o una vàlvula d'alleujament per evitar la sobrepressió al sistema. Per a aquestes aplicacions, l'Apèndix II opcional: Normes de disseny per a la instal·lació de vàlvules de seguretat és un recurs molt valuós però de vegades poc conegut.
D'acord amb el paràgraf II-1.2, les vàlvules de seguretat es caracteritzen per una acció de desplegament completament oberta per al servei de gas o vapor, mentre que les vàlvules de seguretat s'obren en relació amb la pressió estàtica aigües amunt i s'utilitzen principalment per al servei de líquids.
Les unitats de vàlvules de seguretat es caracteritzen per si són sistemes de descàrrega oberts o tancats. En un escapament obert, el colze a la sortida de la vàlvula de seguretat normalment s'escaparà al tub d'escapament a l'atmosfera. Normalment, això provocarà menys contrapressió. Si es crea una contrapressió suficient al tub d'escapament, una part dels gasos d'escapament pot ser expulsada o retrolavada des de l'extrem d'entrada del tub d'escapament. La mida del tub d'escapament ha de ser prou gran per evitar el retrocés. En aplicacions de ventilació tancada, la pressió s'acumula a la sortida de la vàlvula de seguretat a causa de la compressió de l'aire a la línia de ventilació, cosa que pot provocar la propagació d'ones de pressió. Al paràgraf II-2.2.2, es recomana que la pressió de disseny de la línia de descàrrega tancada sigui almenys dues vegades més gran que la pressió de treball en estat estacionari. Les figures 5 i 6 mostren la instal·lació de la vàlvula de seguretat oberta i tancada, respectivament.
Les instal·lacions de vàlvules de seguretat poden estar sotmeses a diverses forces, tal com es resumeix al paràgraf II-2. Aquestes forces inclouen els efectes de dilatació tèrmica, la interacció de múltiples vàlvules de seguretat que es ventilen simultàniament, els efectes sísmics i/o de vibració i els efectes de pressió durant els esdeveniments de descàrrega. Tot i que la pressió de disseny fins a la sortida de la vàlvula de seguretat ha de coincidir amb la pressió de disseny del tub de baixada, la pressió de disseny al sistema de descàrrega depèn de la configuració del sistema de descàrrega i de les característiques de la vàlvula de seguretat. Al paràgraf II-2.2 es proporcionen equacions per determinar la pressió i la velocitat al colze de descàrrega, l'entrada del tub de descàrrega i la sortida del tub de descàrrega per a sistemes de descàrrega oberts i tancats. Amb aquesta informació, es poden calcular i comptabilitzar les forces de reacció en diversos punts del sistema d'escapament.
Un exemple de problema per a una aplicació de descàrrega oberta es proporciona al paràgraf II-7. Existeixen altres mètodes per calcular les característiques de flux en sistemes de descàrrega de vàlvules de seguretat, i es recomana al lector que verifiqui que el mètode utilitzat sigui prou conservador. Un d'aquests mètodes el descriu GS Liao a "Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis" publicat per ASME al Journal of Electrical Engineering, l'octubre de 1975.
La ubicació de la vàlvula de seguretat ha de mantenir una distància mínima de canonada recta de qualsevol corba. Aquesta distància mínima depèn del servei i la geometria del sistema, tal com es defineix al paràgraf II-5.2.1. Per a instal·lacions amb diverses vàlvules de seguretat, l'espai recomanat per a les connexions de les derivacions de la vàlvula depèn dels radis de la derivació i de la canonada de servei, tal com es mostra a la Nota (10)(c) de la Taula D-1. D'acord amb el paràgraf II-5.7.1, pot ser necessari connectar els suports de les canonades situats a la descàrrega de la vàlvula de seguretat a la canonada de funcionament en lloc de l'estructura adjacent per minimitzar els efectes de l'expansió tèrmica i les interaccions sísmiques. Un resum d'aquestes i altres consideracions de disseny en el disseny dels conjunts de vàlvules de seguretat es pot trobar al paràgraf II-5.
Òbviament, no és possible cobrir tots els requisits de disseny de l'ASME B31 dins de l'abast d'aquest article. Però qualsevol enginyer designat que participi en el disseny d'un sistema de canonades a pressió hauria d'estar familiaritzat amb aquest codi de disseny. Esperem que, amb la informació anterior, els lectors trobin l'ASME B31 com un recurs més valuós i accessible.
Monte K. Engelkemier és el líder del projecte a Stanley Consultants. Engelkemier és membre de la Iowa Engineering Society, NSPE i ASME, i forma part del Comitè i Subcomitè del Codi de Canonades Elèctriques B31.1. Té més de 12 anys d'experiència pràctica en el disseny, la maquetació, l'avaluació d'arriostraments i l'anàlisi d'esforços de sistemes de canonades. Matt Wilkey és enginyer mecànic a Stanley Consultants. Té més de 6 anys d'experiència professional en el disseny de sistemes de canonades per a una varietat de clients de serveis públics, municipals, institucionals i industrials, i és membre de l'ASME i de la Iowa Engineering Society.
Tens experiència i coneixements sobre els temes tractats en aquest contingut? Hauries de considerar contribuir al nostre equip editorial de CFE Media i obtenir el reconeixement que tu i la teva empresa mereixeu. Fes clic aquí per iniciar el procés.