Při navrhování tlakového potrubního systému projektant často specifikuje, že potrubí systému by mělo splňovat jednu nebo více částí normy ASME B31 pro tlaková potrubí. Jak inženýři správně dodržují požadavky normy při navrhování potrubních systémů?
Nejprve musí inženýr určit, která konstrukční specifikace by měla být zvolena. U tlakových potrubních systémů se to nemusí nutně omezovat na ASME B31. Jiné normy vydané ASME, ANSI, NFPA nebo jinými řídícími organizacemi se mohou řídit umístěním projektu, aplikací atd. V ASME B31 je v současné době v platnosti sedm samostatných sekcí.
ASME B31.1 Elektrické potrubí: Tato část se zabývá potrubím v elektrárnách, průmyslových a institucionálních zařízeních, geotermálních topných systémech a systémech ústředního a dálkového vytápění a chlazení. To zahrnuje vnější potrubí kotlů a vnější potrubí mimo kotle používané k instalaci kotlů ASME Section I. Tato část se nevztahuje na zařízení, na která se vztahuje předpis ASME pro kotle a tlakové nádoby, určitá nízkotlaká rozvodná potrubí pro vytápění a chlazení a různé další systémy popsané v odstavci 100.1.3 normy ASME B31.1. Počátky normy ASME B31.1 sahají až do 20. let 20. století, kdy první oficiální vydání vyšlo v roce 1935. Upozorňujeme, že první vydání včetně dodatků mělo méně než 30 stran a současné vydání má více než 300 stran.
ASME B31.3 Procesní potrubí: Tato část se zabývá potrubím v rafineriích, chemických, farmaceutických, textilních, papírenských, polovodičových a kryogenních závodech a souvisejících zpracovatelských závodech a terminálech. Tato část je velmi podobná normě ASME B31.1, zejména při výpočtu minimální tloušťky stěny pro rovné potrubí. Tato část byla původně součástí normy B31.1 a poprvé byla samostatně vydána v roce 1959.
ASME B31.4 Potrubní dopravní systémy pro kapaliny a kaly: Tato část se zabývá potrubím, které přepravuje primárně kapalné produkty mezi závody a terminály a v rámci terminálů, čerpacích, klimatizačních a měřicích stanic. Tato část byla původně součástí normy B31.1 a poprvé byla samostatně vydána v roce 1959.
ASME B31.5 Chladicí potrubí a komponenty pro přenos tepla: Tato část se zabývá potrubím pro chladiva a sekundární chladiva. Tato část byla původně součástí B31.1 a poprvé byla samostatně vydána v roce 1962.
ASME B31.8 Potrubní systémy pro přepravu a distribuci plynu: Zahrnuje potrubí pro přepravu primárně plynných produktů mezi zdroji a terminály, včetně kompresorů, klimatizačních a měřicích stanic; a potrubí pro sběr plynu. Tato část byla původně součástí normy B31.1 a poprvé byla samostatně vydána v roce 1955.
ASME B31.9 Potrubí pro technické služby budov: Tato část se zabývá potrubím běžně se vyskytujícím v průmyslových, institucionálních, komerčních a veřejných budovách a bytových domech s více bytovými jednotkami, které nevyžadují rozsahy rozměrů, tlaku a teplot uvedené v ASME B31.1. Tato část je podobná normám ASME B31.1 a B31.3, ale je méně konzervativní (zejména při výpočtu minimální tloušťky stěny) a obsahuje méně podrobností. Je omezena na aplikace s nízkým tlakem a nízkou teplotou, jak je uvedeno v odstavci 900.1.2 normy ASME B31.9. Tato část byla poprvé publikována v roce 1982.
ASME B31.12 Vodíkové potrubí a potrubí: Tato část se zabývá potrubím v provozu s plynným a kapalným vodíkem a potrubím v provozu s plynným vodíkem. Tato část byla poprvé publikována v roce 2008.
Která konstrukční norma by měla být použita, je nakonec na majiteli. Úvod k normě ASME B31 uvádí: „Je odpovědností majitele vybrat část normy, která se nejvíce blíží navrhované instalaci potrubí.“ V některých případech „se na různé části instalace může vztahovat více částí normy.“
Vydání ASME B31.1 z roku 2012 bude sloužit jako primární reference pro následné diskuse. Účelem tohoto článku je provést projektového inženýra některými z hlavních kroků při navrhování tlakového potrubního systému vyhovujícího normě ASME B31. Dodržování pokynů normy ASME B31.1 poskytuje dobrou reprezentaci obecného návrhu systému. Podobné metody návrhu se používají, pokud se dodržuje norma ASME B31.3 nebo B31.9. Zbývající část normy ASME B31 se používá v užších aplikacích, primárně pro specifické systémy nebo aplikace, a nebude dále diskutována. I když zde budou zdůrazněny klíčové kroky v procesu návrhu, tato diskuse není vyčerpávající a při návrhu systému by měl být vždy odkazován na celý předpis. Všechny odkazy na text se vztahují k normě ASME B31.1, pokud není uvedeno jinak.
Po výběru správné normy musí projektant systému také zkontrolovat veškeré požadavky na konstrukci specifické pro daný systém. Odstavec 122 (část 6) stanoví požadavky na konstrukci týkající se systémů běžně používaných v elektrických potrubních aplikacích, jako je pára, napájecí voda, odkalování a odkalování, potrubí pro přístrojové vybavení a systémy pro potlačení tlaku. Norma ASME B31.3 obsahuje podobné odstavce jako norma ASME B31.1, ale s menšími podrobnostmi. Úvahy v odstavci 122 zahrnují požadavky na tlak a teplotu specifické pro daný systém, jakož i různá jurisdikční omezení vymezená mezi samotným kotlem, vnějším potrubím kotle a vnějším potrubím mimo kotel připojeným k potrubí kotle ASME Part I. Obrázek 2 znázorňuje tato omezení bubnového kotle.
Projektant systému musí určit tlak a teplotu, při kterých bude systém fungovat, a podmínky, které by měl systém splňovat.
Podle odstavce 101.2 nesmí být vnitřní návrhový tlak nižší než maximální trvalý pracovní tlak (MSOP) v potrubním systému, včetně vlivu statického spádu. Potrubí vystavené vnějšímu tlaku musí být navrženo na maximální diferenční tlak očekávaný za provozních, odstavných nebo zkušebních podmínek. Dále je třeba zvážit dopady na životní prostředí. Podle odstavce 101.4, pokud je pravděpodobné, že ochlazení kapaliny sníží tlak v potrubí pod atmosférický tlak, musí být potrubí navrženo tak, aby odolalo vnějšímu tlaku, nebo musí být přijata opatření k přerušení vakua. V situacích, kdy roztažnost kapaliny může zvýšit tlak, by měly být potrubní systémy navrženy tak, aby odolaly zvýšenému tlaku, nebo by měla být přijata opatření k uvolnění nadměrného tlaku.
Počínaje oddílem 101.3.2 musí teplota kovu pro návrh potrubí reprezentovat očekávané maximální trvalé podmínky. Pro zjednodušení se obecně předpokládá, že teplota kovu se rovná teplotě kapaliny. V případě potřeby lze použít průměrnou teplotu kovu, pokud je známa teplota vnější stěny. Zvláštní pozornost je třeba věnovat také kapalinám nasávaným přes výměníky tepla nebo ze spalovacího zařízení, aby se zajistilo, že budou zohledněny nejhorší teplotní podmínky.
Konstruktéři často přidávají k maximálnímu pracovnímu tlaku a/nebo teplotě bezpečnostní rezervu. Velikost rezervy závisí na aplikaci. Při určování návrhové teploty je také důležité zvážit materiálová omezení. Specifikace vysokých návrhových teplot (vyšších než 750 °F) může vyžadovat použití legovaných materiálů namísto standardnější uhlíkové oceli. Hodnoty napětí v povinném dodatku A jsou uvedeny pouze pro přípustné teploty pro každý materiál. Například uhlíková ocel může poskytnout hodnoty napětí pouze do 800 °F. Dlouhodobé vystavení uhlíkové oceli teplotám nad 800 °F může způsobit karbonizaci potrubí, čímž se stane křehčím a náchylnějším k porušení. Při provozu nad 800 °F je třeba zvážit také zrychlené poškození tečením spojené s uhlíkovou ocelí. Úplnou diskusi o teplotních limitech materiálu naleznete v odstavci 124.
Někdy mohou inženýři také specifikovat zkušební tlaky pro každý systém. Odstavec 137 poskytuje pokyny k tlakovým zkouškám. Hydrostatické zkoušky se obvykle specifikují na 1,5násobek návrhového tlaku; avšak obručové a podélné napětí v potrubí nesmí během tlakové zkoušky překročit 90 % meze kluzu materiálu uvedené v odstavci 102.3.3 (B). U některých vnějších potrubních systémů bez kotle může být provozní zkouška těsnosti praktičtější metodou kontroly těsnosti kvůli obtížím s izolací částí systému nebo jednoduše proto, že konfigurace systému umožňuje jednoduchou zkoušku těsnosti během počátečního provozu. Souhlasím, je to přijatelné.
Jakmile jsou stanoveny konstrukční podmínky, lze specifikovat potrubí. První věcí, kterou je třeba rozhodnout, je, jaký materiál použít. Jak již bylo zmíněno, různé materiály mají různé teplotní limity. Odstavec 105 stanoví další omezení pro různé potrubní materiály. Výběr materiálu závisí také na systémové kapalině, například použití niklových slitin v potrubích pro korozivní chemikálie, použití nerezové oceli pro dodávku čistého přístrojového vzduchu nebo použití uhlíkové oceli s vysokým obsahem chromu (více než 0,1 %), aby se zabránilo korozi urychlené prouděním. Koroze urychlená prouděním (FAC) je jev eroze/koroze, u kterého bylo prokázáno, že způsobuje silné ztenčení stěn a selhání potrubí v některých z nejkritičtějších potrubních systémů. Nesprávné zohlednění ztenčení instalatérských součástí může a mělo vážné následky, jako například v roce 2007, kdy prasklo potrubí pro odhřívání přehřátí v elektrárně IATAN společnosti KCP&L, přičemž zahynuli dva pracovníci a třetí byl vážně zraněn.
Rovnice 7 a rovnice 9 v odstavci 104.1.1 definují minimální požadovanou tloušťku stěny a maximální vnitřní návrhový tlak pro rovné potrubí vystavené vnitřnímu tlaku. Proměnné v těchto rovnicích zahrnují maximální přípustné napětí (z povinného dodatku A), vnější průměr potrubí, materiálový faktor (jak je uvedeno v tabulce 104.1.2 (A)) a jakékoli další přídavky na tloušťku (jak je popsáno níže). Vzhledem k velkému množství proměnných může být určení vhodného materiálu potrubí, jmenovitého průměru a tloušťky stěny iterativním procesem, který může zahrnovat i rychlost kapaliny, pokles tlaku a náklady na potrubí a čerpání. Bez ohledu na aplikaci je nutné ověřit minimální požadovanou tloušťku stěny.
Dodatečný přídavek na tloušťku může být přidán pro kompenzaci různých důvodů, včetně FAC. Přídavky mohou být vyžadovány kvůli odstranění závitů, drážek atd. materiálu potřebného k vytvoření mechanických spojů. Podle odstavce 102.4.2 musí být minimální přídavek roven hloubce závitu plus tolerance obrábění. Přídavek může být také vyžadován pro zajištění dodatečné pevnosti, aby se zabránilo poškození potrubí, zhroucení, nadměrnému prověšení nebo vybočení v důsledku superponovaného zatížení nebo jiných příčin popsaných v odstavci 102.4.4. Přídavky lze také přidat pro zohlednění svarových spojů (odstavec 102.4.3) a kolen (odstavec 102.4.5). Nakonec lze přidat tolerance pro kompenzaci koroze a/nebo eroze. Tloušťka tohoto přídavku je na uvážení projektanta a musí být v souladu s očekávanou životností potrubí v souladu s odstavcem 102.4.1.
Volitelná příloha IV poskytuje pokyny pro kontrolu koroze. Ochranné nátěry, katodická ochrana a elektrická izolace (například izolační příruby) jsou metody prevence vnější koroze zakopaných nebo ponořených potrubí. K prevenci vnitřní koroze lze použít inhibitory koroze nebo vložky. Je třeba také dbát na to, aby se používala voda pro hydrostatické zkoušky odpovídající čistoty a v případě potřeby se potrubí po hydrostatické zkoušce zcela vypustilo.
Minimální tloušťka stěny potrubí nebo rozvrh požadovaný pro předchozí výpočty nemusí být konstantní v celém průměru potrubí a může vyžadovat specifikace pro různé rozvrhy pro různé průměry. Vhodné hodnoty rozvrhu a tloušťky stěny jsou definovány v normě ASME B36.10 Svařované a bezešvé kované ocelové potrubí.
Při specifikaci materiálu potrubí a provádění výše uvedených výpočtů je důležité zajistit, aby maximální přípustné hodnoty napětí použité ve výpočtech odpovídaly specifikovanému materiálu. Například pokud je nesprávně specifikována trubka z nerezové oceli A312 304L místo trubky z nerezové oceli A312 304, může být uvedená tloušťka stěny nedostatečná kvůli významnému rozdílu v hodnotách maximálního přípustného napětí mezi těmito dvěma materiály. Stejně tak musí být vhodně specifikován způsob výroby potrubí. Například pokud je pro výpočet použita maximální přípustná hodnota napětí pro bezešvé potrubí, mělo by být specifikováno bezešvé potrubí. V opačném případě může výrobce/instalatér nabídnout svařované potrubí, což může vést k nedostatečné tloušťce stěny kvůli nižším hodnotám maximálního přípustného napětí.
Předpokládejme například, že návrhová teplota potrubí je 300 °F a návrhový tlak je 1 200 psig. 2″ a 3″. Bude použit drát z uhlíkové oceli (bezešvý drát A53 třídy B). Určete vhodný plán potrubí, který bude splňovat požadavky normy ASME B31.1, rovnice 9. Nejprve jsou vysvětleny návrhové podmínky:
Dále určete maximální přípustné hodnoty napětí pro A53 třídy B při výše uvedených návrhových teplotách z tabulky A-1. Všimněte si, že hodnota pro bezešvé trubky se používá, protože je specifikována bezešvá trubka:
Je také nutné přidat přídavek na tloušťku. Pro tuto aplikaci se předpokládá přídavek na korozi 1/16 palce. Samostatná tolerance frézování bude přidána později.
3 palce. Nejprve bude specifikována trubka. Za předpokladu trubky Schedule 40 a tolerance frézování 12,5 % vypočítejte maximální tlak:
Potrubí třídy 40 je za výše uvedených konstrukčních podmínek vyhovující pro průměr 3 palce. Dále zkontrolujte průměr 2 palce. Potrubí používá stejné předpoklady:
2 palce. Za výše uvedených konstrukčních podmínek bude potrubí vyžadovat silnější stěnu než Schedule 40. Zkuste 2 palce. Trubky Schedule 80:
I když je tloušťka stěny potrubí často limitujícím faktorem při návrhu tlaku, je stále důležité ověřit, zda použité tvarovky, komponenty a spoje jsou vhodné pro specifikované konstrukční podmínky.
Obecně platí, že v souladu s odstavci 104.2, 104.7.1, 106 a 107 se všechny ventily, armatury a další tlakové komponenty vyrobené podle norem uvedených v tabulce 126.1 považují za vhodné pro použití za normálních provozních podmínek nebo pod tlakem a teplotou stanovenými v normách. Uživatelé by si měli být vědomi toho, že pokud určité normy nebo výrobci mohou stanovit přísnější limity pro odchylky od normálního provozu, než jsou limity specifikované v ASME B31.1, platí tyto přísnější limity.
V místech křižovatek potrubí se doporučují T-kusy, příčné kusy, křížové kusy, odbočné svařované spoje atd. vyrobené podle norem uvedených v tabulce 126.1. V některých případech mohou křižovatky potrubí vyžadovat specifické odbočné spoje. Odstavec 104.3.1 stanoví další požadavky na odbočné spoje, aby se zajistilo, že je k dispozici dostatek potrubního materiálu, který odolá tlaku.
Pro zjednodušení návrhu se může konstruktér rozhodnout nastavit vyšší konstrukční podmínky, aby splňovaly jmenovité hodnoty přírub určité tlakové třídy (např. třída ASME 150, 300 atd.), jak je definováno třídou tlak-teplota pro specifické materiály uvedené v ASME B16.5 Příruby a přírubové spoje potrubí nebo podobných normách uvedených v tabulce 126.1. To je přijatelné, pokud to nevede k zbytečnému zvětšení tloušťky stěny nebo konstrukce jiných součástí.
Důležitou součástí návrhu potrubí je zajištění zachování strukturální integrity potrubního systému i po působení tlaku, teploty a vnějších sil. Strukturální integrita systému je v procesu návrhu často přehlížena a pokud není provedena dobře, může být jednou z dražších částí návrhu. Strukturální integrita je diskutována především na dvou místech, v odstavci 104.8: Analýza součástí potrubí a v odstavci 119: Roztažnost a flexibilita.
Odstavec 104.8 uvádí základní normové vzorce používané k určení, zda potrubní systém překračuje přípustná napětí podle normy. Tyto normové rovnice se běžně označují jako trvalé zatížení, občasné zatížení a zatížení posuvem. Trvalé zatížení je vliv tlaku a hmotnosti na potrubní systém. Nahodilé zatížení je trvalé zatížení plus možné zatížení větrem, seizmické zatížení, zatížení terénem a další krátkodobé zatížení. Předpokládá se, že každé aplikované nahodilé zatížení nebude působit současně na další nahodilá zatížení, takže každé nahodilé zatížení bude v době analýzy samostatným zatěžovacím stavem. Zatížení posuvem jsou účinky tepelného růstu, posunutí zařízení během provozu nebo jakéhokoli jiného zatížení posuvem.
Odstavec 119 pojednává o tom, jak řešit roztažnost a flexibilitu potrubí v potrubních systémech a jak určit reakční zatížení. Flexibilita potrubních systémů je často nejdůležitější u spojů zařízení, protože většina spojů zařízení vydrží pouze minimální sílu a moment působící v bodě spojení. Ve většině případů má tepelný růst potrubního systému největší vliv na reakční zatížení, proto je důležité tepelný růst v systému odpovídajícím způsobem řídit.
Aby se zajistila flexibilita potrubního systému a aby byl systém řádně podepřen, je vhodné podepřít ocelové trubky v souladu s tabulkou 121.5. Pokud se projektant snaží dodržet standardní rozteč podpor pro tuto tabulku, dosáhne tří věcí: minimalizuje průhyb vlastní tíhou, snižuje trvalé zatížení a zvyšuje dostupné napětí pro posuvné zatížení. Pokud projektant umístí podporu v souladu s tabulkou 121.5, obvykle to povede k posunu nebo prověšení vlastní tíhou mezi podporami trubek menšímu než 1/8 palce. Minimalizace průhybu vlastní tíhou pomáhá snížit riziko kondenzace v potrubí vedoucím páru nebo plyn. Dodržování doporučení pro rozteče v tabulce 121.5 také umožňuje projektantovi snížit trvalé napětí v potrubí na přibližně 50 % trvalé přípustné hodnoty dle normy. Podle rovnice 1B je přípustné napětí pro posuvné zatížení nepřímo úměrné trvalému zatížení. Minimalizací trvalého zatížení lze tedy maximalizovat toleranci napětí pro posun. Doporučená rozteč pro podpěry potrubí je znázorněna na obrázku 3.
Aby se zajistilo, že jsou reakční zatížení potrubního systému správně zohledněna a že jsou splněny normové požadavky na napětí, běžnou metodou je provedení počítačové analýzy napětí v potrubí. Existuje několik různých softwarových balíčků pro analýzu napětí v potrubí, jako například Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex nebo jeden z dalších komerčně dostupných balíčků. Výhodou použití počítačové analýzy napětí v potrubí je, že umožňuje projektantovi vytvořit model potrubního systému pomocí metody konečných prvků pro snadné ověření a možnost provádět potřebné změny v konfiguraci. Obrázek 4 ukazuje příklad modelování a analýzy úseku potrubí.
Při navrhování nového systému systémoví konstruktéři obvykle specifikují, že veškeré potrubí a komponenty by měly být vyrobeny, svařeny, smontovány atd. podle požadavků použitých předpisů. V některých modernizacích nebo jiných aplikacích však může být prospěšné, aby určený inženýr poskytl pokyny k určitým výrobním technikám, jak je popsáno v kapitole V.
Častým problémem, se kterým se setkáváme při modernizaci, je předehřev svaru (odstavec 131) a tepelné zpracování po svařování (odstavec 132). Mezi další výhody se toto tepelné zpracování používá k uvolnění napětí, prevenci praskání a zvýšení pevnosti svaru. Mezi položky, které ovlivňují požadavky na tepelné zpracování před a po svařování, patří mimo jiné následující: seskupení podle čísla P, chemie materiálu a tloušťka materiálu ve svařovaném spoji. Každý materiál uvedený v povinném dodatku A má přiřazené číslo P. Pro předehřev odstavec 131 uvádí minimální teplotu, na kterou musí být základní kov zahřát před svařováním. Pro tepelné zpracování tepelným zpracováním PWHT uvádí tabulka 132 rozsah teplot výdrže a dobu výdrže ve svarové zóně. Rychlosti ohřevu a chlazení, metody měření teploty, techniky ohřevu a další postupy by měly striktně dodržovat pokyny stanovené v předpisu. Neočekávané nepříznivé účinky na svařovanou oblast mohou nastat v důsledku nesprávného tepelného zpracování.
Další potenciální oblastí, která může vzbuzovat obavy v tlakových potrubních systémech, jsou ohyby trubek. Ohýbání trubek může způsobit ztenčení stěny, což má za následek nedostatečnou tloušťku stěny. Podle odstavce 102.4.5 norma povoluje ohyby, pokud minimální tloušťka stěny splňuje stejný vzorec, jaký se používá pro výpočet minimální tloušťky stěny pro rovné potrubí. Obvykle se připočítává přídavek pro zohlednění tloušťky stěny. Tabulka 102.4.5 uvádí doporučené přídavky na redukci ohybu pro různé poloměry ohybu. Ohyby mohou také vyžadovat tepelné zpracování před ohýbáním a/nebo po ohýbání. Odstavec 129 poskytuje pokyny k výrobě kolen.
U mnoha tlakových potrubních systémů je nutné instalovat pojistný ventil nebo přetlakový ventil, aby se zabránilo přetlaku v systému. Pro tyto aplikace je velmi cenným, ale někdy málo známým zdrojem volitelný Dodatek II: Pravidla pro návrh instalace pojistných ventilů.
V souladu s odstavcem II-1.2 se pojistné ventily vyznačují plně otevřeným vyskakovacím mechanismem pro plynový nebo párový provoz, zatímco pojistné ventily se otevírají v závislosti na statickém tlaku před kapalinou a používají se primárně pro provoz s kapalinami.
Pojistné ventilové jednotky se vyznačují tím, zda se jedná o otevřené nebo uzavřené výfukové systémy. U otevřeného výfuku obvykle koleno na výstupu pojistného ventilu vytéká do výfukového potrubí do atmosféry. To obvykle vede k menšímu zpětnému tlaku. Pokud je ve výfukovém potrubí vytvořen dostatečný zpětný tlak, může být část výfukových plynů vytlačena nebo propláchnuta zpět ze vstupního konce výfukového potrubí. Velikost výfukového potrubí by měla být dostatečně velká, aby se zabránilo zpětnému proudění. U uzavřených odvzdušňovacích aplikací se na výstupu pojistného ventilu hromadí tlak v důsledku stlačení vzduchu ve odvzdušňovacím potrubí, což může způsobit šíření tlakových vln. V odstavci II-2.2.2 se doporučuje, aby konstrukční tlak uzavřeného výfukového potrubí byl alespoň dvakrát vyšší než ustálený pracovní tlak. Obrázky 5 a 6 znázorňují instalaci pojistného ventilu v otevřeném a zavřeném stavu.
Instalace pojistných ventilů mohou být vystaveny různým silám, jak je shrnuto v odstavci II-2. Mezi tyto síly patří účinky tepelné roztažnosti, interakce více pojistných ventilů, které současně odvzdušňují, seismické a/nebo vibrační účinky a tlakové účinky během událostí odlehčení tlaku. Ačkoli by návrhový tlak až k výstupu pojistného ventilu měl odpovídat návrhovému tlaku ve svodovém potrubí, návrhový tlak ve výtlačném systému závisí na konfiguraci výtlačného systému a charakteristikách pojistného ventilu. V odstavci II-2.2 jsou uvedeny rovnice pro určení tlaku a rychlosti ve výtlačném kolenu, na vstupu výtlačného potrubí a na výstupu výtlačného potrubí pro otevřené a uzavřené výtlačné systémy. Pomocí těchto informací lze vypočítat a zohlednit reakční síly v různých bodech výfukového systému.
Příklad problému pro aplikaci s otevřeným výtokem je uveden v odstavci II-7. Existují i ​​jiné metody pro výpočet charakteristik proudění v systémech s přetlakovými ventily a čtenář je upozorněn, aby ověřil, zda je použitá metoda dostatečně konzervativní. Jednu takovou metodu popisuje GS Liao v publikaci „Bezpečnost elektrárny a analýza skupiny výfukových plynů přetlakových ventilů“, kterou publikoval ASME v časopise Journal of Electrical Engineering v říjnu 1975.
Umístění pojistného ventilu by mělo zachovat minimální vzdálenost rovného potrubí od jakéhokoli ohybu. Tato minimální vzdálenost závisí na provozu a geometrii systému, jak je definováno v odstavci II-5.2.1. U instalací s více pojistnými ventily závisí doporučená rozteč pro odbočné spoje ventilů na poloměrech odbočného a přípojného potrubí, jak je uvedeno v poznámce (10)(c) tabulky D-1. V souladu s odstavcem II-5.7.1 může být nutné připojit podpěry potrubí umístěné na výtoku pojistného ventilu k provoznímu potrubí, nikoli k přilehlé konstrukci, aby se minimalizovaly účinky tepelné roztažnosti a seismických interakcí. Shrnutí těchto a dalších konstrukčních aspektů při návrhu sestav pojistných ventilů lze nalézt v odstavci II-5.
Je zřejmé, že v rámci tohoto článku není možné pokrýt všechny konstrukční požadavky normy ASME B31. Každý určený inženýr zapojený do návrhu tlakového potrubního systému by však měl být s touto konstrukční normou alespoň obeznámen. Doufejme, že s výše uvedenými informacemi čtenáři shledají normu ASME B31 cennějším a dostupnějším zdrojem.
Monte K. Engelkemier je vedoucím projektu ve společnosti Stanley Consultants. Engelkemier je členem Iowské inženýrské společnosti, NSPE a ASME a působí ve výboru a podvýboru pro elektrotechnický předpis B31.1. Má více než 12 let praktických zkušeností s návrhem a navrhováním potrubních systémů, hodnocením ztužení a analýzou napětí. Matt Wilkey je strojní inženýr ve společnosti Stanley Consultants. Má více než 6 let odborných zkušeností s navrhováním potrubních systémů pro různé klienty z řad energetiky, obcí, institucí a průmyslu a je členem ASME a Iowské inženýrské společnosti.
Máte zkušenosti a odborné znalosti v tématech zahrnutých v tomto obsahu? Měli byste zvážit spolupráci s naším redakčním týmem CFE Media a získat uznání, které si vy i vaše společnost zasloužíte. Klikněte zde pro zahájení procesu.