Wrth ddylunio system bibellau pwysau, bydd y peiriannydd dynodi yn aml yn nodi y dylai pibellau'r system gydymffurfio ag un neu fwy o rannau o God Pibellau Pwysedd ASME B31. Sut mae peirianwyr yn dilyn gofynion y cod yn iawn wrth ddylunio systemau pibellau?
Yn gyntaf, rhaid i'r peiriannydd benderfynu pa fanyleb ddylunio y dylid ei dewis. Ar gyfer systemau pibellau pwysau, nid yw hyn o reidrwydd wedi'i gyfyngu i ASME B31. Gall codau eraill a gyhoeddir gan ASME, ANSI, NFPA, neu sefydliadau llywodraethu eraill gael eu llywodraethu gan leoliad y prosiect, y cymhwysiad, ac ati. Yn ASME B31, mae saith adran ar wahân mewn grym ar hyn o bryd.
Pibellau Trydanol ASME B31.1: Mae'r adran hon yn ymdrin â phibellau mewn gorsafoedd pŵer, gweithfeydd diwydiannol a sefydliadol, systemau gwresogi geothermol, a systemau gwresogi ac oeri canolog ac ardal. Mae hyn yn cynnwys pibellau allanol boeleri a phibellau allanol nad ydynt yn foeleri a ddefnyddir i osod boeleri Adran I ASME. Nid yw'r adran hon yn berthnasol i offer sy'n dod o dan God Boeleri a Llestri Pwysedd ASME, rhai pibellau dosbarthu gwresogi ac oeri pwysedd isel, ac amrywiol systemau eraill a ddisgrifir ym mharagraff 100.1.3 o ASME B31.1. Gellir olrhain tarddiad ASME B31.1 yn ôl i'r 1920au, gyda'r rhifyn swyddogol cyntaf wedi'i gyhoeddi ym 1935. Sylwch fod yr argraffiad cyntaf, gan gynnwys yr atodiadau, yn llai na 30 tudalen o hyd, ac mae'r rhifyn cyfredol dros 300 tudalen o hyd.
Pibellau Prosesu ASME B31.3: Mae'r adran hon yn ymdrin â phibellau mewn purfeydd; gweithfeydd cemegol, fferyllol, tecstilau, papur, lled-ddargludyddion, a chryogenig; a gweithfeydd prosesu a therfynellau cysylltiedig. Mae'r adran hon yn debyg iawn i ASME B31.1, yn enwedig wrth gyfrifo'r trwch wal lleiaf ar gyfer pibell syth. Roedd yr adran hon yn rhan o B31.1 yn wreiddiol a chafodd ei rhyddhau ar wahân gyntaf ym 1959.
Systemau Cludo Piblinellau ASME B31.4 ar gyfer Hylifau a Slyri: Mae'r adran hon yn ymdrin â phibellau sy'n cludo cynhyrchion hylif yn bennaf rhwng gweithfeydd a therfynellau, ac o fewn terfynellau, gorsafoedd pwmpio, cyflyru a mesur. Roedd yr adran hon yn rhan o B31.1 yn wreiddiol a chafodd ei rhyddhau ar wahân gyntaf ym 1959.
Cydrannau Pibellau Oergell a Throsglwyddo Gwres ASME B31.5: Mae'r adran hon yn ymdrin â phibellau ar gyfer oergelloedd ac oeryddion eilaidd. Roedd y rhan hon yn rhan o B31.1 yn wreiddiol a chafodd ei rhyddhau ar wahân gyntaf ym 1962.
Systemau Pibellau Trosglwyddo a Dosbarthu Nwy ASME B31.8: Mae hyn yn cynnwys pibellau i gludo cynhyrchion nwyol yn bennaf rhwng ffynonellau a therfynellau, gan gynnwys cywasgwyr, gorsafoedd cyflyru a mesur; a phibellau casglu nwy. Roedd yr adran hon yn rhan o B31.1 yn wreiddiol a chafodd ei rhyddhau ar wahân gyntaf ym 1955.
ASME B31.9 Pibellau Gwasanaethau Adeiladu: Mae'r adran hon yn ymdrin â phibellau a geir yn gyffredin mewn adeiladau diwydiannol, sefydliadol, masnachol a chyhoeddus; ac anheddau aml-uned nad oes angen yr ystodau maint, pwysau a thymheredd a gwmpesir yn ASME B31.1 arnynt. Mae'r adran hon yn debyg i ASME B31.1 a B31.3, ond mae'n llai ceidwadol (yn enwedig wrth gyfrifo trwch wal lleiaf) ac mae'n cynnwys llai o fanylion. Mae wedi'i gyfyngu i gymwysiadau pwysau isel, tymheredd isel fel y nodir ym mharagraff 900.1.2 ASME B31.9. Cyhoeddwyd hwn gyntaf ym 1982.
ASME B31.12 Pibellau a Phibellau Hydrogen: Mae'r adran hon yn ymdrin â phibellau mewn gwasanaeth hydrogen nwyol a hylifol, a phibellau mewn gwasanaeth hydrogen nwyol. Cyhoeddwyd yr adran hon gyntaf yn 2008.
Yn y pen draw, y perchennog sy'n penderfynu pa god dylunio y dylid ei ddefnyddio. Mae'r cyflwyniad i ASME B31 yn nodi, “Cyfrifoldeb y perchennog yw dewis yr adran god sy'n cyfateb orau i'r gosodiad pibellau arfaethedig.” Mewn rhai achosion, “gall sawl adran god fod yn berthnasol i wahanol adrannau o'r gosodiad.”
Bydd rhifyn 2012 o ASME B31.1 yn gwasanaethu fel y prif gyfeirnod ar gyfer trafodaethau dilynol. Pwrpas yr erthygl hon yw tywys y peiriannydd dynodedig trwy rai o'r prif gamau wrth ddylunio system bibellau pwysau sy'n cydymffurfio ag ASME B31. Mae dilyn canllawiau ASME B31.1 yn darparu cynrychiolaeth dda o ddylunio system gyffredinol. Defnyddir dulliau dylunio tebyg os dilynir ASME B31.3 neu B31.9. Defnyddir gweddill ASME B31 mewn cymwysiadau culach, yn bennaf ar gyfer systemau neu gymwysiadau penodol, ac ni fyddant yn cael eu trafod ymhellach. Er y bydd y camau allweddol yn y broses ddylunio yn cael eu hamlygu yma, nid yw'r drafodaeth hon yn gynhwysfawr a dylid cyfeirio at y cod cyflawn bob amser yn ystod dylunio system. Mae pob cyfeiriad at destun yn cyfeirio at ASME B31.1 oni nodir yn wahanol.
Ar ôl dewis y cod cywir, rhaid i'r dylunydd system hefyd adolygu unrhyw ofynion dylunio penodol i'r system. Mae paragraff 122 (Rhan 6) yn darparu gofynion dylunio sy'n gysylltiedig â systemau a geir yn gyffredin mewn cymwysiadau pibellau trydanol, megis stêm, dŵr porthiant, chwythu i lawr a chwythu i lawr, pibellau offeryniaeth, a systemau rhyddhad pwysau. Mae ASME B31.3 yn cynnwys paragraffau tebyg i ASME B31.1, ond gyda llai o fanylion. Mae ystyriaethau ym mharagraff 122 yn cynnwys gofynion pwysau a thymheredd penodol i'r system, yn ogystal ag amrywiol gyfyngiadau awdurdodaethol a amlinellir rhwng y boeler ei hun, pibellau allanol y boeler, a phibellau allanol nad ydynt yn foeler sy'n gysylltiedig â phibellau boeler Rhan I ASME. diffiniad. Mae Ffigur 2 yn dangos y cyfyngiadau hyn ar y boeler drwm.
Rhaid i ddylunydd y system bennu'r pwysau a'r tymheredd y bydd y system yn gweithredu ynddynt a'r amodau y dylid dylunio'r system i'w bodloni.
Yn ôl paragraff 101.2, ni ddylai'r pwysau dylunio mewnol fod yn llai na'r pwysau gweithio parhaus mwyaf (MSOP) o fewn y system bibellau, gan gynnwys effaith pen statig. Dylid dylunio pibellau sy'n destun pwysau allanol ar gyfer y pwysau gwahaniaethol mwyaf a ddisgwylir o dan amodau gweithredu, cau i lawr neu brofi. Yn ogystal, mae angen ystyried effeithiau amgylcheddol. Yn ôl paragraff 101.4, os yw oeri'r hylif yn debygol o leihau'r pwysau yn y bibell i lawr islaw'r pwysau atmosfferig, dylid dylunio'r bibell i wrthsefyll pwysau allanol neu dylid cymryd mesurau i dorri'r gwactod. Mewn sefyllfaoedd lle gall ehangu hylif gynyddu pwysau, dylid dylunio systemau pibellau i wrthsefyll y pwysau cynyddol neu dylid cymryd mesurau i leddfu pwysau gormodol.
Gan ddechrau yn Adran 101.3.2, rhaid i dymheredd y metel ar gyfer dylunio pibellau fod yn gynrychioliadol o'r amodau cynaliadwy mwyaf disgwyliedig. Er mwyn symlrwydd, tybir yn gyffredinol bod tymheredd y metel yn hafal i dymheredd yr hylif. Os dymunir, gellir defnyddio tymheredd cyfartalog y metel cyn belled â bod tymheredd y wal allanol yn hysbys. Dylid rhoi sylw arbennig hefyd i hylifau a dynnir trwy gyfnewidwyr gwres neu o offer hylosgi i sicrhau bod yr amodau tymheredd gwaethaf yn cael eu hystyried.
Yn aml, mae dylunwyr yn ychwanegu ymyl diogelwch at y pwysau gweithio a/neu'r tymheredd mwyaf. Mae maint yr ymyl yn dibynnu ar y cymhwysiad. Mae hefyd yn bwysig ystyried cyfyngiadau deunydd wrth bennu'r tymheredd dylunio. Gall pennu tymereddau dylunio uchel (mwy na 750 F) olygu bod angen defnyddio deunyddiau aloi yn hytrach na'r dur carbon mwy safonol. Darperir y gwerthoedd straen yn Atodiad Gorfodol A ar gyfer y tymereddau a ganiateir ar gyfer pob deunydd yn unig. Er enghraifft, dim ond gwerthoedd straen hyd at 800 F y gall dur carbon eu darparu. Gall amlygiad hirfaith o ddur carbon i dymereddau uwchlaw 800 F achosi i'r bibell garboneiddio, gan ei gwneud yn fwy brau ac yn fwy tueddol o fethu. Os yw'n gweithredu uwchlaw 800 F, dylid ystyried y difrod cropian cyflymach sy'n gysylltiedig â dur carbon hefyd. Gweler paragraff 124 am drafodaeth lawn o derfynau tymheredd deunydd.
Weithiau gall peirianwyr hefyd nodi pwysau prawf ar gyfer pob system. Mae paragraff 137 yn rhoi canllawiau ar brofi straen. Yn nodweddiadol, bydd profion hydrostatig yn cael eu nodi ar 1.5 gwaith y pwysau dylunio; fodd bynnag, ni ddylai'r straen cylchol a hydredol yn y pibellau fod yn fwy na 90% o gryfder cynnyrch y deunydd ym mharagraff 102.3.3 (B) yn ystod y prawf pwysau. Ar gyfer rhai systemau pibellau allanol nad ydynt yn foeleri, gall profi gollyngiadau mewn gwasanaeth fod yn ddull mwy ymarferol o wirio am ollyngiadau oherwydd anawsterau wrth ynysu rhannau o'r system, neu oherwydd bod cyfluniad y system yn caniatáu profi gollyngiadau syml yn ystod y gwasanaeth cychwynnol. Cytunwyd, mae hyn yn dderbyniol.
Unwaith y bydd yr amodau dylunio wedi'u sefydlu, gellir pennu'r pibellau.Y peth cyntaf i'w benderfynu yw pa ddeunydd i'w ddefnyddio.Fel y soniwyd yn gynharach, mae gan wahanol ddeunyddiau wahanol derfynau tymheredd.Mae paragraff 105 yn darparu cyfyngiadau ychwanegol ar wahanol ddeunyddiau pibellau.Mae dewis deunydd hefyd yn dibynnu ar hylif y system, megis defnyddio aloion nicel mewn cymwysiadau pibellau cemegol cyrydol, defnyddio dur di-staen i ddarparu aer offerynnol glân, neu ddefnyddio dur carbon gyda chynnwys cromiwm uchel (mwy na 0.1%) i atal cyrydiad a gyflymir gan lif.Mae Cyrydiad Cyflym Llif (FAC) yn ffenomen erydiad/cyrydiad y dangoswyd ei fod yn achosi teneuo waliau difrifol a methiant pibellau mewn rhai o'r systemau pibellau mwyaf critigol.Gall methu ag ystyried teneuo cydrannau plymio yn iawn gael canlyniadau difrifol, ac mae wedi gwneud hynny, megis yn 2007 pan ffrwydrodd pibell ddad-gynhesu yng ngorsaf bŵer IATAN KCP&L, gan ladd dau weithiwr ac anafu trydydd yn ddifrifol.
Mae Hafaliad 7 a Hafaliad 9 ym mharagraff 104.1.1 yn diffinio'r trwch wal lleiaf gofynnol a'r pwysau dylunio mewnol mwyaf, yn y drefn honno, ar gyfer pibell syth sy'n destun pwysau mewnol. Mae'r newidynnau yn yr hafaliadau hyn yn cynnwys y straen mwyaf a ganiateir (o Atodiad Gorfodol A), diamedr allanol y bibell, y ffactor deunydd (fel y dangosir yn Nhabl 104.1.2 (A)), ac unrhyw lwfansau trwch ychwanegol (fel y disgrifir isod). Gyda chymaint o newidynnau dan sylw, gall nodi'r deunydd pibellau priodol, y diamedr enwol, a'r trwch wal fod yn broses ailadroddus a all hefyd gynnwys cyflymder hylif, gostyngiad pwysau, a chostau pibellau a phwmpio. Waeth beth fo'r cymhwysiad, rhaid gwirio'r trwch wal lleiaf gofynnol.
Gellir ychwanegu lwfans trwch ychwanegol i wneud iawn am amryw o resymau gan gynnwys FAC. Efallai y bydd angen lwfansau oherwydd tynnu edafedd, slotiau, ac ati, deunydd sy'n ofynnol i wneud cymalau mecanyddol. Yn ôl paragraff 102.4.2, rhaid i'r lwfans lleiaf fod yn hafal i ddyfnder yr edau ynghyd â'r goddefgarwch peiriannu. Efallai y bydd angen lwfans hefyd i ddarparu cryfder ychwanegol i atal difrod i bibellau, cwymp, sagio gormodol, neu bwclo oherwydd llwythi uwchben neu achosion eraill a drafodir ym mharagraff 102.4.4. Gellir ychwanegu lwfansau hefyd i ystyried cymalau wedi'u weldio (paragraff 102.4.3) a phenelinoedd (paragraff 102.4.5). Yn olaf, gellir ychwanegu goddefiannau i wneud iawn am gyrydiad a/neu erydiad. Mae trwch y lwfans hwn yn ôl disgresiwn y dylunydd a rhaid iddo fod yn gyson â bywyd disgwyliedig y pibellau yn unol â pharagraff 102.4.1.
Mae Atodiad IV dewisol yn darparu canllawiau ar reoli cyrydiad. Mae haenau amddiffynnol, amddiffyniad cathodig, ac ynysu trydanol (megis fflansau inswleiddio) i gyd yn ddulliau o atal cyrydiad allanol piblinellau wedi'u claddu neu eu boddi. Gellir defnyddio atalyddion cyrydiad neu leininau i atal cyrydiad mewnol. Dylid cymryd gofal hefyd i ddefnyddio dŵr prawf hydrostatig o'r purdeb priodol ac, os oes angen, i ddraenio'r pibellau'n llwyr ar ôl profi hydrostatig.
Efallai na fydd y trwch wal pibell lleiaf neu'r amserlen sy'n ofynnol ar gyfer cyfrifiadau blaenorol yn gyson ar draws diamedr y bibell ac efallai y bydd angen manylebau ar gyfer gwahanol amserlenni ar gyfer gwahanol ddiamedrau. Diffinnir gwerthoedd amserlen a thrwch wal priodol yn ASME B36.10 Welded and Seamless Forged Steel Pipe.
Wrth nodi deunydd y bibell a chyflawni'r cyfrifiadau a drafodwyd yn gynharach, mae'n bwysig sicrhau bod y gwerthoedd straen uchaf a ganiateir a ddefnyddir yn y cyfrifiadau yn cyfateb i'r deunydd penodedig. Er enghraifft, os yw pibell ddur di-staen A312 304L wedi'i nodi'n anghywir yn lle pibell ddur di-staen A312 304, efallai na fydd y trwch wal a ddarperir yn ddigonol oherwydd y gwahaniaeth sylweddol yn y gwerthoedd straen uchaf a ganiateir rhwng y ddau ddeunydd. Yn yr un modd, rhaid nodi dull gweithgynhyrchu'r bibell yn briodol. Er enghraifft, os defnyddir y gwerth straen uchaf a ganiateir ar gyfer pibell ddi-dor ar gyfer y cyfrifiad, dylid nodi pibell ddi-dor. Fel arall, gall y gwneuthurwr/gosodwr gynnig pibell weldio sêm, a all arwain at drwch wal annigonol oherwydd gwerthoedd straen uchaf a ganiateir is.
Er enghraifft, tybiwch fod tymheredd dylunio'r biblinell yn 300 F a'r pwysau dylunio yn 1,200 psig.2″ a 3″. Defnyddir gwifren dur carbon (di-dor Gradd B A53). Penderfynwch ar y cynllun pibellau priodol i'w nodi i fodloni gofynion Hafaliad 9 ASME B31.1. Yn gyntaf, eglurir yr amodau dylunio:
Nesaf, pennwch y gwerthoedd straen uchaf a ganiateir ar gyfer A53 Gradd B ar y tymereddau dylunio uchod o Dabl A-1. Sylwch fod y gwerth ar gyfer pibell ddi-dor yn cael ei ddefnyddio oherwydd bod pibell ddi-dor wedi'i phennu:
Rhaid ychwanegu lwfans trwch hefyd. Ar gyfer y cais hwn, tybir lwfans cyrydiad o 1/16 modfedd. Bydd goddefgarwch melino ar wahân yn cael ei ychwanegu yn ddiweddarach.
3 modfedd. Bydd y bibell yn cael ei phennu yn gyntaf. Gan dybio pibell Atodlen 40 a goddefgarwch melino o 12.5%, cyfrifwch y pwysau mwyaf:
Mae pibell Atodlen 40 yn foddhaol ar gyfer tiwb 3 modfedd yn yr amodau dylunio a bennir uchod. Nesaf, gwiriwch 2 fodfedd. Mae'r bibell yn defnyddio'r un rhagdybiaethau:
2 fodfedd. O dan yr amodau dylunio a bennir uchod, bydd angen trwch wal mwy trwchus ar y pibellau nag Atodlen 40. Rhowch gynnig ar 2 fodfedd. Pibellau Atodlen 80:
Er mai trwch wal pibellau yw'r ffactor sy'n cyfyngu'n aml wrth ddylunio pwysau, mae'n dal yn bwysig gwirio bod y ffitiadau, y cydrannau a'r cysylltiadau a ddefnyddir yn addas ar gyfer yr amodau dylunio penodedig.
Fel rheol gyffredinol, yn unol â pharagraffau 104.2, 104.7.1, 106 a 107, ystyrir bod pob falf, ffitiad a chydrannau eraill sy'n cynnwys pwysau a weithgynhyrchir i'r safonau a restrir yn Nhabl 126.1 yn addas i'w defnyddio o dan amodau gweithredu arferol neu islaw'r safonau hynny ar gyfer pwysau-tymheredd a bennir yn . Dylai defnyddwyr fod yn ymwybodol, os gall safonau neu weithgynhyrchwyr penodol osod terfynau llymach ar wyriadau o weithrediad arferol na'r rhai a bennir yn ASME B31.1, y bydd y terfynau llymach yn berthnasol.
Wrth groesffyrdd pibellau, argymhellir tees, trawslinellau, croesau, cymalau weldio canghennau, ac ati, wedi'u cynhyrchu i'r safonau a restrir yn Nhabl 126.1. Mewn rhai achosion, efallai y bydd angen cysylltiadau cangen unigryw ar groesffyrdd piblinellau. Mae paragraff 104.3.1 yn darparu gofynion ychwanegol ar gyfer cysylltiadau cangen i sicrhau bod digon o ddeunydd pibellau i wrthsefyll y pwysau.
Er mwyn symleiddio'r dyluniad, gall y dylunydd ddewis gosod yr amodau dylunio yn uwch i fodloni sgôr fflans dosbarth pwysau penodol (e.e. dosbarth ASME 150, 300, ac ati) fel y'i diffinnir gan y dosbarth pwysau-tymheredd ar gyfer deunyddiau penodol a bennir yn ASME B16 .5 Fflansau pibellau a chymalau fflans, neu safonau tebyg a restrir yn Nhabl 126.1. Mae hyn yn dderbyniol cyn belled nad yw'n arwain at gynnydd diangen mewn trwch wal neu ddyluniadau cydrannau eraill.
Rhan bwysig o ddylunio pibellau yw sicrhau bod uniondeb strwythurol y system bibellau yn cael ei gynnal ar ôl i effeithiau pwysau, tymheredd a grymoedd allanol gael eu cymhwyso. Yn aml, anwybyddir uniondeb strwythurol system yn y broses ddylunio ac, os na chaiff ei wneud yn dda, gall fod yn un o rannau drutach y dyluniad. Trafodir uniondeb strwythurol yn bennaf mewn dau le, Paragraff 104.8: Dadansoddi Cydrannau Piblinellau a Pharagraff 119: Ehangu a Hyblygrwydd.
Mae paragraff 104.8 yn rhestru'r fformwlâu cod sylfaenol a ddefnyddir i benderfynu a yw system bibellau yn fwy na'r straen a ganiateir gan y cod. Cyfeirir at yr hafaliadau cod hyn yn gyffredin fel llwythi parhaus, llwythi achlysurol, a llwythi dadleoliad. Llwyth parhaus yw effaith pwysau a phwysau ar system bibellau. Llwythi damweiniol yw llwythi parhaus ynghyd â llwythi gwynt posibl, llwythi seismig, llwythi tir a llwythi tymor byr eraill. Tybir na fydd pob llwyth damweiniol a gymhwysir yn gweithredu ar lwythi damweiniol eraill ar yr un pryd, felly bydd pob llwyth damweiniol yn achos llwyth ar wahân ar adeg y dadansoddiad. Llwythi dadleoliad yw effeithiau twf thermol, dadleoliad offer yn ystod gweithrediad, neu unrhyw lwyth dadleoliad arall.
Mae paragraff 119 yn trafod sut i ymdrin ag ehangu a hyblygrwydd pibellau mewn systemau pibellau a sut i bennu llwythi adwaith. Yn aml, hyblygrwydd systemau pibellau sydd bwysicaf mewn cysylltiadau offer, gan mai dim ond y swm lleiaf o rym a moment a roddir ar y pwynt cysylltu y gall y rhan fwyaf o gysylltiadau offer ei wrthsefyll. Yn y rhan fwyaf o achosion, twf thermol y system bibellau sydd â'r effaith fwyaf ar y llwyth adwaith, felly mae'n bwysig rheoli'r twf thermol yn y system yn unol â hynny.
Er mwyn darparu ar gyfer hyblygrwydd y system bibellau ac i sicrhau bod y system wedi'i chefnogi'n iawn, mae'n arfer da cefnogi pibellau dur yn unol â Thabl 121.5. Os yw dylunydd yn ymdrechu i fodloni'r bylchau cynnal safonol ar gyfer y tabl hwn, mae'n cyflawni tri pheth: lleihau gwyriad hunan-bwysau, lleihau llwythi cynaliadwy, a chynyddu'r straen sydd ar gael ar gyfer llwythi dadleoli. Os yw'r dylunydd yn gosod y gefnogaeth yn unol â Thabl 121.5, bydd fel arfer yn arwain at lai nag 1/8 modfedd o ddadleoliad hunan-bwysau neu sagio rhwng y cynhalwyr tiwb. Mae lleihau gwyriad hunan-bwysau yn helpu i leihau'r siawns o anwedd mewn pibellau sy'n cludo stêm neu nwy. Mae dilyn yr argymhellion bylchau yn Nhabl 121.5 hefyd yn caniatáu i'r dylunydd leihau'r straen parhaus yn y pibellau i tua 50% o werth parhaus a ganiateir y cod. Yn ôl Hafaliad 1B, mae'r straen a ganiateir ar gyfer llwythi dadleoli yn gysylltiedig yn wrthdro â llwythi cynaliadwy. Felly, trwy leihau'r llwyth cynaliadwy, gellir cynyddu'r goddefgarwch straen dadleoli i'r eithaf. Dangosir y bylchau a argymhellir ar gyfer cynhalwyr pibellau yn Ffigur 3.
Er mwyn helpu i sicrhau bod llwythi adwaith system bibellau yn cael eu hystyried yn briodol a bod straen cod yn cael ei fodloni, dull cyffredin yw cynnal dadansoddiad straen pibellau â chymorth cyfrifiadur o'r system. Mae sawl pecyn meddalwedd dadansoddi straen piblinell gwahanol ar gael, megis Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, neu un o'r pecynnau eraill sydd ar gael yn fasnachol. Mantais defnyddio dadansoddiad straen pibellau â chymorth cyfrifiadur yw ei fod yn caniatáu i'r dylunydd greu model elfen gyfyngedig o'r system bibellau ar gyfer gwirio hawdd a'r gallu i wneud y newidiadau angenrheidiol i'r ffurfweddiad. Mae Ffigur 4 yn dangos enghraifft o fodelu a dadansoddi adran o bibell.
Wrth ddylunio system newydd, mae dylunwyr systemau fel arfer yn nodi y dylid cynhyrchu, weldio, cydosod, ac ati'r holl bibellau a chydrannau yn ôl gofynion y cod a ddefnyddir. Fodd bynnag, mewn rhai ôl-osodiadau neu gymwysiadau eraill, gall fod o fudd i beiriannydd dynodedig roi canllawiau ar rai technegau gweithgynhyrchu, fel y disgrifir ym Mhennod V.
Problem gyffredin a geir mewn cymwysiadau ôl-osod yw cynhesu weldio (paragraff 131) a thriniaeth wres ar ôl weldio (paragraff 132). Ymhlith manteision eraill, defnyddir y triniaethau gwres hyn i leddfu straen, atal cracio, a chynyddu cryfder weldio. Mae eitemau sy'n effeithio ar ofynion triniaeth wres cyn ac ar ôl weldio yn cynnwys, ond heb fod yn gyfyngedig i, y canlynol: grwpio rhif P, cemeg deunydd, a thrwch y deunydd yn y cymal i'w weldio. Mae gan bob deunydd a restrir yn Atodiad Gorfodol A rif P wedi'i neilltuo iddo. Ar gyfer cynhesu ymlaen llaw, mae paragraff 131 yn darparu'r tymheredd isaf y mae'n rhaid cynhesu'r metel sylfaen iddo cyn y gall weldio ddigwydd. Ar gyfer PWHT, mae Tabl 132 yn darparu'r ystod tymheredd dal a hyd yr amser i ddal y parth weldio. Dylai cyfraddau gwresogi ac oeri, dulliau mesur tymheredd, technegau gwresogi, a gweithdrefnau eraill ddilyn y canllawiau a nodir yn y cod yn llym. Gall effeithiau andwyol annisgwyl ar yr ardal weldio ddigwydd oherwydd methu â thriniaeth wres yn iawn.
Maes pryder posibl arall mewn systemau pibellau dan bwysau yw plygiadau pibellau. Gall plygu pibellau achosi teneuo waliau, gan arwain at drwch wal annigonol. Yn ôl paragraff 102.4.5, mae'r cod yn caniatáu plygiadau cyn belled â bod y trwch wal lleiaf yn bodloni'r un fformiwla a ddefnyddir i gyfrifo'r trwch wal lleiaf ar gyfer pibell syth. Yn nodweddiadol, ychwanegir lwfans i ystyried trwch wal. Mae Tabl 102.4.5 yn darparu lwfansau lleihau plygu a argymhellir ar gyfer gwahanol radii plygu. Gall plygiadau hefyd fod angen triniaeth wres cyn plygu a/neu ôl-blygu. Mae paragraff 129 yn darparu canllawiau ar weithgynhyrchu penelinoedd.
Ar gyfer llawer o systemau pibellau pwysau, mae angen gosod falf diogelwch neu falf rhyddhad i atal gorbwysau yn y system. Ar gyfer y cymwysiadau hyn, mae'r Atodiad II dewisol: Rheolau Dylunio Gosod Falf Diogelwch yn adnodd gwerthfawr iawn ond weithiau'n anhysbys.
Yn unol â pharagraff II-1.2, nodweddir falfiau diogelwch gan weithred naidlen sy'n agored yn llwyr ar gyfer gwasanaeth nwy neu stêm, tra bod falfiau diogelwch yn agor o'i gymharu â phwysau statig i fyny'r afon ac yn cael eu defnyddio'n bennaf ar gyfer gwasanaeth hylif.
Nodweddir unedau falf diogelwch gan a ydynt yn systemau rhyddhau agored neu gaeedig. Mewn gwacáu agored, bydd y penelin wrth allfa'r falf diogelwch fel arfer yn gwacáu i'r bibell wacáu i'r atmosffer. Yn nodweddiadol, bydd hyn yn arwain at lai o bwysau cefn. Os crëir digon o bwysau cefn yn y bibell wacáu, gellir diarddel neu fflysio rhan o'r nwy gwacáu o ben mewnfa'r bibell wacáu. Dylai maint y bibell wacáu fod yn ddigon mawr i atal chwythu'n ôl. Mewn cymwysiadau awyru caeedig, mae pwysau'n cronni wrth allfa'r falf rhyddhau oherwydd cywasgiad aer yn y llinell awyru, gan achosi i donnau pwysau ymledu o bosibl. Ym mharagraff II-2.2.2, argymhellir bod pwysau dylunio'r llinell rhyddhau caeedig o leiaf ddwywaith yn fwy na'r pwysau gweithio cyflwr cyson. Mae ffigurau 5 a 6 yn dangos y gosodiad falf diogelwch ar agor a chaeedig, yn y drefn honno.
Gall gosodiadau falf diogelwch fod yn destun gwahanol rymoedd fel y crynhoir ym mharagraff II-2. Mae'r grymoedd hyn yn cynnwys effeithiau ehangu thermol, rhyngweithio falfiau rhyddhad lluosog sy'n awyru ar yr un pryd, effeithiau seismig a/neu ddirgryniad, ac effeithiau pwysau yn ystod digwyddiadau rhyddhad pwysau. Er y dylai'r pwysau dylunio hyd at allfa'r falf diogelwch gyd-fynd â phwysau dylunio'r bibell i lawr, mae'r pwysau dylunio yn y system ryddhau yn dibynnu ar gyfluniad y system ryddhau a nodweddion y falf diogelwch. Darperir hafaliadau ym mharagraff II-2.2 ar gyfer pennu pwysau a chyflymder wrth y penelin rhyddhau, mewnfa'r bibell ryddhau, ac allfa'r bibell ryddhau ar gyfer systemau rhyddhau agored a chaeedig. Gan ddefnyddio'r wybodaeth hon, gellir cyfrifo a chyfrifo'r grymoedd adwaith mewn gwahanol bwyntiau yn y system wacáu.
Darperir problem enghreifftiol ar gyfer cymhwysiad rhyddhau agored ym mharagraff II-7. Mae dulliau eraill yn bodoli ar gyfer cyfrifo nodweddion llif mewn systemau rhyddhau falf rhyddhad, a rhybuddir y darllenydd i wirio bod y dull a ddefnyddir yn ddigon ceidwadol. Disgrifir un dull o'r fath gan GS Liao yn “Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis” a gyhoeddwyd gan ASME yn y Journal of Electrical Engineering, Hydref 1975.
Dylai lleoliad y falf diogelwch gynnal pellter lleiaf o bibell syth o unrhyw blygu. Mae'r pellter lleiaf hwn yn dibynnu ar wasanaeth a geometreg y system fel y'i diffinnir ym mharagraff II-5.2.1. Ar gyfer gosodiadau gyda falfiau rhyddhad lluosog, mae'r bylchau a argymhellir ar gyfer cysylltiadau cangen falf yn dibynnu ar radii'r gangen a'r pibellau gwasanaeth, fel y dangosir yn Nodyn (10)(c) o Dabl D-1. Yn unol â pharagraff II-5.7.1, efallai y bydd angen cysylltu'r cynhalwyr pibellau sydd wedi'u lleoli wrth ollyngiad y falf rhyddhad â'r pibellau gweithredu yn hytrach na'r strwythur cyfagos i leihau effeithiau ehangu thermol a rhyngweithiadau seismig. Gellir gweld crynodeb o'r rhain ac ystyriaethau dylunio eraill wrth ddylunio cynulliadau falf diogelwch ym mharagraff II-5.
Yn amlwg, nid yw'n bosibl ymdrin â holl ofynion dylunio ASME B31 o fewn cwmpas yr erthygl hon. Ond dylai unrhyw beiriannydd dynodedig sy'n ymwneud â dylunio system bibellau pwysau fod yn gyfarwydd â'r cod dylunio hwn o leiaf. Gobeithio, gyda'r wybodaeth uchod, y bydd darllenwyr yn gweld bod ASME B31 yn adnodd mwy gwerthfawr a hygyrch.
Monte K. Engelkemier yw arweinydd y prosiect yn Stanley Consultants. Mae Engelkemier yn aelod o Gymdeithas Beirianneg Iowa, NSPE, ac ASME, ac yn gwasanaethu ar Bwyllgor ac Is-bwyllgor Cod Pibellau Trydanol B31.1. Mae ganddo dros 12 mlynedd o brofiad ymarferol mewn cynllunio, dylunio, gwerthuso atgyfnerthu a dadansoddi straen systemau pibellau. Mae Matt Wilkey yn Beiriannydd Mecanyddol yn Stanley Consultants. Mae ganddo dros 6 mlynedd o brofiad proffesiynol o ddylunio systemau pibellau ar gyfer amrywiaeth o gleientiaid cyfleustodau, bwrdeistrefol, sefydliadol a diwydiannol ac mae'n aelod o ASME a Chymdeithas Beirianneg Iowa.
Oes gennych chi brofiad ac arbenigedd ar y pynciau a gwmpesir yn y cynnwys hwn? Dylech chi ystyried cyfrannu at ein tîm golygyddol CFE Media a chael y gydnabyddiaeth rydych chi a'ch cwmni'n ei haeddu. Cliciwch yma i ddechrau'r broses.