Αυτή η επισκόπηση παρέχει συστάσεις για τον ασφαλή σχεδιασμό συστημάτων σωληνώσεων για διανομή υδρογόνου.
Το υδρογόνο είναι ένα πολύ πτητικό υγρό με υψηλή τάση διαρροής.Είναι ένας πολύ επικίνδυνος και θανατηφόρος συνδυασμός τάσεων, ένα πτητικό υγρό που δύσκολα ελέγχεται.Αυτές είναι οι τάσεις που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή υλικών, παρεμβυσμάτων και σφραγίδων, καθώς και τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού τέτοιων συστημάτων.Αυτά τα θέματα σχετικά με την κατανομή του αερίου H2 είναι το επίκεντρο αυτής της συζήτησης, όχι η παραγωγή H2, υγρού H2 ή υγρού H2 (βλ. δεξιά πλαϊνή γραμμή).
Εδώ είναι μερικά βασικά σημεία που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε το μείγμα υδρογόνου και H2-αέρα.Το υδρογόνο καίγεται με δύο τρόπους: ανάφλεξη και έκρηξη.
κατάκαυση.Η εκτόνωση είναι ένας κοινός τρόπος καύσης στον οποίο οι φλόγες ταξιδεύουν μέσα στο μείγμα με υποηχητικές ταχύτητες.Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, όταν ένα ελεύθερο νέφος μίγματος υδρογόνου-αέρα αναφλέγεται από μια μικρή πηγή ανάφλεξης.Σε αυτή την περίπτωση, η φλόγα θα κινηθεί με ταχύτητα δέκα έως αρκετές εκατοντάδες πόδια ανά δευτερόλεπτο.Η ταχεία διαστολή του θερμού αερίου δημιουργεί κύματα πίεσης των οποίων η ισχύς είναι ανάλογη με το μέγεθος του νέφους.Σε ορισμένες περιπτώσεις, η δύναμη του κρουστικού κύματος μπορεί να είναι αρκετή για να βλάψει τις κτιριακές κατασκευές και άλλα αντικείμενα στο πέρασμά του και να προκαλέσει τραυματισμό.
εκραγεί.Όταν εξερράγη, φλόγες και κρουστικά κύματα ταξίδευαν μέσα από το μείγμα με υπερηχητικές ταχύτητες.Ο λόγος πίεσης σε ένα κύμα έκρηξης είναι πολύ μεγαλύτερος από ό,τι σε ένα κύμα έκρηξης.Λόγω της αυξημένης δύναμης, η έκρηξη είναι πιο επικίνδυνη για ανθρώπους, κτίρια και κοντινά αντικείμενα.Η κανονική ανάφλεξη προκαλεί έκρηξη όταν αναφλέγεται σε περιορισμένο χώρο.Σε μια τόσο στενή περιοχή, η ανάφλεξη μπορεί να προκληθεί από τη μικρότερη ποσότητα ενέργειας.Αλλά για την έκρηξη ενός μίγματος υδρογόνου-αέρα σε απεριόριστο χώρο, απαιτείται μια πιο ισχυρή πηγή ανάφλεξης.
Η αναλογία πίεσης κατά μήκος του κύματος έκρηξης σε ένα μείγμα υδρογόνου-αέρα είναι περίπου 20. Σε ατμοσφαιρική πίεση, η αναλογία 20 είναι 300 psi.Όταν αυτό το κύμα πίεσης συγκρούεται με ένα ακίνητο αντικείμενο, η αναλογία πίεσης αυξάνεται σε 40-60.Αυτό οφείλεται στην ανάκλαση ενός κύματος πίεσης από ένα σταθερό εμπόδιο.
Τάση για διαρροή.Λόγω του χαμηλού ιξώδους και του χαμηλού μοριακού του βάρους, το αέριο Η2 έχει υψηλή τάση να διαρρέει, ακόμη και να διαπερνά ή να διεισδύει σε διάφορα υλικά.
Το υδρογόνο είναι 8 φορές ελαφρύτερο από το φυσικό αέριο, 14 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα, 22 φορές ελαφρύτερο από το προπάνιο και 57 φορές ελαφρύτερο από τον ατμό της βενζίνης.Αυτό σημαίνει ότι όταν εγκατασταθεί σε εξωτερικούς χώρους, το αέριο H2 θα ανέβει γρήγορα και θα διαλυθεί, μειώνοντας τυχόν σημάδια ακόμη και διαρροών.Μπορεί όμως να είναι δίκοπο μαχαίρι.Ενδέχεται να προκληθεί έκρηξη εάν πρόκειται να πραγματοποιηθεί συγκόλληση σε εξωτερική εγκατάσταση πάνω ή κάτω από μια διαρροή H2 χωρίς μελέτη ανίχνευσης διαρροών πριν από τη συγκόλληση.Σε έναν κλειστό χώρο, το αέριο H2 μπορεί να ανέβει και να συσσωρευτεί από την οροφή προς τα κάτω, μια κατάσταση που του επιτρέπει να συσσωρεύεται σε μεγάλους όγκους πριν είναι πιο πιθανό να έρθει σε επαφή με πηγές ανάφλεξης κοντά στο έδαφος.
Τυχαία πυρκαγιά.Η αυτανάφλεξη είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο ένα μείγμα αερίων ή ατμών αναφλέγεται αυθόρμητα χωρίς εξωτερική πηγή ανάφλεξης.Είναι επίσης γνωστό ως «αυθόρμητη καύση» ή «αυθόρμητη καύση».Η αυτανάφλεξη εξαρτάται από τη θερμοκρασία και όχι από την πίεση.
Η θερμοκρασία αυτοανάφλεξης είναι η ελάχιστη θερμοκρασία στην οποία ένα καύσιμο θα αναφλεγεί αυθόρμητα πριν από την ανάφλεξη, απουσία εξωτερικής πηγής ανάφλεξης κατά την επαφή με τον αέρα ή έναν οξειδωτικό παράγοντα.Η θερμοκρασία αυτοανάφλεξης μιας σκόνης είναι η θερμοκρασία στην οποία αναφλέγεται αυθόρμητα απουσία οξειδωτικού παράγοντα.Η θερμοκρασία αυτανάφλεξης του αερίου H2 στον αέρα είναι 585°C.
Η ενέργεια ανάφλεξης είναι η ενέργεια που απαιτείται για την έναρξη της διάδοσης μιας φλόγας μέσω ενός εύφλεκτου μείγματος.Ελάχιστη ενέργεια ανάφλεξης είναι η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για την ανάφλεξη ενός συγκεκριμένου εύφλεκτου μείγματος σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση.Ελάχιστη ενέργεια ανάφλεξης σπινθήρα για αέριο H2 σε 1 atm αέρα = 1,9 × 10–8 BTU (0,02 mJ).
Τα όρια έκρηξης είναι οι μέγιστες και ελάχιστες συγκεντρώσεις ατμών, νέφους ή σκόνης στον αέρα ή το οξυγόνο στις οποίες συμβαίνει μια έκρηξη.Το μέγεθος και η γεωμετρία του περιβάλλοντος, καθώς και η συγκέντρωση του καυσίμου, ελέγχει τα όρια.Το "όριο έκρηξης" χρησιμοποιείται μερικές φορές ως συνώνυμο του "όριο έκρηξης".
Τα εκρηκτικά όρια για τα μείγματα Η2 στον αέρα είναι 18,3 vol.% (κατώτερο όριο) και 59 vol.% (ανώτατο όριο).
Κατά το σχεδιασμό συστημάτων σωληνώσεων (Εικόνα 1), το πρώτο βήμα είναι ο προσδιορισμός των δομικών υλικών που απαιτούνται για κάθε τύπο ρευστού.Και κάθε υγρό θα ταξινομηθεί σύμφωνα με την παράγραφο ASME B31.3.Το 300(b)(1) αναφέρει, «Ο ιδιοκτήτης είναι επίσης υπεύθυνος για τον προσδιορισμό των σωληνώσεων κλάσης D, M, υψηλής πίεσης και υψηλής καθαρότητας και για τον καθορισμό του εάν πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα συγκεκριμένο σύστημα ποιότητας».
Η κατηγοριοποίηση υγρών καθορίζει τον βαθμό δοκιμής και το είδος της δοκιμής που απαιτείται, καθώς και πολλές άλλες απαιτήσεις με βάση την κατηγορία υγρών.Η ευθύνη του ιδιοκτήτη για αυτό συνήθως εμπίπτει στο τμήμα μηχανικών του ιδιοκτήτη ή σε εξωτερικό μηχανικό.
Ενώ ο κώδικας σωληνώσεων διεργασίας B31.3 δεν λέει στον ιδιοκτήτη ποιο υλικό να χρησιμοποιήσει για ένα συγκεκριμένο ρευστό, παρέχει καθοδήγηση σχετικά με την αντοχή, το πάχος και τις απαιτήσεις σύνδεσης υλικού.Υπάρχουν επίσης δύο δηλώσεις στην εισαγωγή του κώδικα που δηλώνουν ξεκάθαρα:
Και επεκτείνετε την πρώτη παράγραφο παραπάνω, παράγραφο B31.3.Το 300(b)(1) αναφέρει επίσης: «Ο ιδιοκτήτης μιας εγκατάστασης αγωγού είναι αποκλειστικά υπεύθυνος για τη συμμόρφωση με τον παρόντα Κώδικα και για τον καθορισμό των απαιτήσεων σχεδιασμού, κατασκευής, επιθεώρησης, επιθεώρησης και δοκιμής που διέπουν κάθε χειρισμό υγρών ή διαδικασία στην οποία ο αγωγός αποτελεί μέρος.Εγκατάσταση."Έτσι, αφού καθορίσουμε ορισμένους βασικούς κανόνες για την ευθύνη και τις απαιτήσεις για τον καθορισμό των κατηγοριών υπηρεσιών υγρών, ας δούμε πού ταιριάζει το αέριο υδρογόνο.
Επειδή το αέριο υδρογόνο δρα ως πτητικό υγρό με διαρροές, το αέριο υδρογόνο μπορεί να θεωρηθεί κανονικό υγρό ή υγρό κατηγορίας Μ στην κατηγορία B31.3 για υγρή υπηρεσία.Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ταξινόμηση του χειρισμού υγρών αποτελεί απαίτηση του ιδιοκτήτη, υπό την προϋπόθεση ότι πληροί τις οδηγίες για τις επιλεγμένες κατηγορίες που περιγράφονται στο B31.3, παράγραφος 3. 300.2 Ορισμοί στην ενότητα «Υδραυλικές υπηρεσίες».Οι παρακάτω είναι ορισμοί για την κανονική υπηρεσία υγρών και την υπηρεσία υγρών κατηγορίας Μ:
«Κανονικό σέρβις υγρών: Σέρβις υγρών που ισχύει για τις περισσότερες σωληνώσεις που υπόκεινται σε αυτόν τον κωδικό, δηλαδή δεν υπόκειται σε κανονισμούς για τις κατηγορίες D, M, υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση ή υψηλή καθαρότητα υγρών.
(1) Η τοξικότητα του υγρού είναι τόσο μεγάλη που μία μόνο έκθεση σε πολύ μικρή ποσότητα υγρού που προκαλείται από διαρροή μπορεί να προκαλέσει σοβαρό μόνιμο τραυματισμό σε όσους εισπνέουν ή έρχονται σε επαφή με αυτό, ακόμη και αν ληφθούν άμεσα μέτρα ανάκτησης.λαμβάνονται
(2) Μετά την εξέταση του σχεδιασμού, της εμπειρίας, των συνθηκών λειτουργίας και της τοποθεσίας του αγωγού, ο ιδιοκτήτης καθορίζει ότι οι απαιτήσεις για κανονική χρήση του ρευστού δεν επαρκούν για να παρέχουν την απαραίτητη στεγανότητα για την προστασία του προσωπικού από την έκθεση.”
Στον παραπάνω ορισμό του Μ, το αέριο υδρογόνο δεν πληροί τα κριτήρια της παραγράφου (1) γιατί δεν θεωρείται τοξικό υγρό.Ωστόσο, με την εφαρμογή της υποενότητας (2), ο Κώδικας επιτρέπει την ταξινόμηση των υδραυλικών συστημάτων στην κατηγορία Μ αφού ληφθούν δεόντως υπόψη «…σχεδιασμός σωληνώσεων, εμπειρία, συνθήκες λειτουργίας και θέση…» Ο ιδιοκτήτης επιτρέπει τον προσδιορισμό της κανονικής διαχείρισης υγρών.Οι απαιτήσεις είναι ανεπαρκείς για να καλύψουν την ανάγκη για υψηλότερο επίπεδο ακεραιότητας στο σχεδιασμό, την κατασκευή, την επιθεώρηση, την επιθεώρηση και τη δοκιμή συστημάτων σωληνώσεων αερίου υδρογόνου.
Ανατρέξτε στον Πίνακα 1 πριν συζητήσετε τη διάβρωση υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας (HTHA).Κώδικες, πρότυπα και κανονισμοί παρατίθενται σε αυτόν τον πίνακα, ο οποίος περιλαμβάνει έξι έγγραφα σχετικά με το θέμα της ευθραυστότητας του υδρογόνου (HE), μια κοινή ανωμαλία διάβρωσης που περιλαμβάνει το HTHA.Το ΟΗ μπορεί να εμφανιστεί σε χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες.Θεωρείται μια μορφή διάβρωσης, μπορεί να εκκινηθεί με διάφορους τρόπους και επίσης να επηρεάσει ένα ευρύ φάσμα υλικών.
Το HE έχει διάφορες μορφές, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε πυρόλυση υδρογόνου (HAC), ρωγμή κατά τάσης υδρογόνου (HSC), ρωγμή λόγω διάβρωσης καταπόνησης (SCC), διάβρωση υδρογόνου (HACC), φυσαλίδες υδρογόνου (HB), πυρόλυση υδρογόνου (HIC).)), πυρόλυση υδρογόνου προσανατολισμένη στην καταπόνηση (SOHIC), προοδευτική ρηγμάτωση (SWC), ρωγμή με τάση σουλφιδίου (SSC), πυρόλυση μαλακής ζώνης (SZC) και διάβρωση υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας (HTHA).
Στην απλούστερη μορφή της, η ευθραυστότητα του υδρογόνου είναι ένας μηχανισμός για την καταστροφή των ορίων των μεταλλικών κόκκων, με αποτέλεσμα τη μειωμένη ολκιμότητα λόγω της διείσδυσης του ατομικού υδρογόνου.Οι τρόποι με τους οποίους συμβαίνει αυτό ποικίλλουν και ορίζονται εν μέρει από τις αντίστοιχες ονομασίες τους, όπως HTHA, όπου απαιτείται ταυτόχρονα υδρογόνο υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης για την ευθραυστότητα, και SSC, όπου το ατομικό υδρογόνο παράγεται ως κλειστά αέρια και υδρογόνο.λόγω της όξινης διάβρωσης, εισχωρούν σε μεταλλικές θήκες, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ευθραυστότητα.Αλλά το συνολικό αποτέλεσμα είναι το ίδιο όπως για όλες τις περιπτώσεις ευθραυστότητας υδρογόνου που περιγράφηκαν παραπάνω, όπου η αντοχή του μετάλλου μειώνεται από την ευθραυστότητα κάτω από το επιτρεπόμενο εύρος τάσης, το οποίο με τη σειρά του θέτει τη βάση για ένα δυνητικά καταστροφικό γεγονός δεδομένης της πτητικότητας του υγρού.
Εκτός από το πάχος του τοιχώματος και την απόδοση της μηχανικής άρθρωσης, υπάρχουν δύο κύριοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή υλικών για την υπηρεσία αερίου H2: 1. Έκθεση σε υδρογόνο υψηλής θερμοκρασίας (HTHA) και 2. Σοβαρές ανησυχίες για πιθανή διαρροή.Και τα δύο θέματα είναι επί του παρόντος υπό συζήτηση.
Σε αντίθεση με το μοριακό υδρογόνο, το ατομικό υδρογόνο μπορεί να διαστέλλεται, εκθέτοντας το υδρογόνο σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, δημιουργώντας τη βάση για πιθανή HTHA.Υπό αυτές τις συνθήκες, το ατομικό υδρογόνο είναι σε θέση να διαχέεται σε υλικά ή εξοπλισμό σωληνώσεων από χάλυβα άνθρακα, όπου αντιδρά με άνθρακα σε μεταλλικό διάλυμα για να σχηματίσει αέριο μεθάνιο στα όρια των κόκκων.Ανίκανο να διαφύγει, το αέριο διαστέλλεται, δημιουργώντας ρωγμές και ρωγμές στα τοιχώματα των σωλήνων ή των σκαφών – αυτό είναι το HTGA.Μπορείτε να δείτε καθαρά τα αποτελέσματα HTHA στο Σχήμα 2 όπου οι ρωγμές και οι ρωγμές είναι εμφανείς στον τοίχο 8".Το τμήμα του σωλήνα ονομαστικού μεγέθους (NPS) που αποτυγχάνει υπό αυτές τις συνθήκες.
Ο ανθρακούχο χάλυβας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σέρβις υδρογόνου όταν η θερμοκρασία λειτουργίας διατηρείται κάτω από 500°F.Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το HTHA εμφανίζεται όταν το αέριο υδρογόνο διατηρείται σε υψηλή μερική πίεση και υψηλή θερμοκρασία.Ο ανθρακούχος χάλυβας δεν συνιστάται όταν η μερική πίεση υδρογόνου αναμένεται να είναι περίπου 3000 psi και η θερμοκρασία είναι πάνω από περίπου 450°F (που είναι η συνθήκη ατυχήματος στο Σχήμα 2).
Όπως μπορεί να φανεί από την τροποποιημένη γραφική παράσταση Nelson στο Σχήμα 3, εν μέρει ληφθείσα από το API 941, η υψηλή θερμοκρασία έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην πίεση υδρογόνου.Η μερική πίεση αερίου υδρογόνου μπορεί να υπερβεί τα 1000 psi όταν χρησιμοποιείται με ανθρακοχάλυβες που λειτουργούν σε θερμοκρασίες έως 500°F.
Εικόνα 3. Αυτό το τροποποιημένο διάγραμμα Nelson (προσαρμοσμένο από το API 941) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιλογή κατάλληλων υλικών για υπηρεσία υδρογόνου σε διάφορες θερμοκρασίες.
Στο σχ.Το 3 δείχνει την επιλογή των χάλυβων που εγγυάται την αποφυγή προσβολής υδρογόνου, ανάλογα με τη θερμοκρασία λειτουργίας και τη μερική πίεση του υδρογόνου.Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες δεν είναι ευαίσθητοι στο HTHA και είναι ικανοποιητικά υλικά σε όλες τις θερμοκρασίες και πιέσεις.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας Austenitic 316/316L είναι το πιο πρακτικό υλικό για εφαρμογές υδρογόνου και έχει αποδεδειγμένο ιστορικό.Ενώ η θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση (PWHT) συνιστάται για τους ανθρακούχους χάλυβες για την ασβέστωση του υπολειπόμενου υδρογόνου κατά τη συγκόλληση και τη μείωση της σκληρότητας της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) μετά τη συγκόλληση, δεν απαιτείται για τους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες.
Οι θερμοθερμικές επιδράσεις που προκαλούνται από τη θερμική επεξεργασία και τη συγκόλληση έχουν μικρή επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων.Ωστόσο, η ψυχρή επεξεργασία μπορεί να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων, όπως η αντοχή και η σκληρότητα.Κατά την κάμψη και τη διαμόρφωση σωλήνων από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, οι μηχανικές τους ιδιότητες αλλάζουν, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης της πλαστικότητας του υλικού.
Εάν ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας απαιτεί ψυχρή διαμόρφωση, η ανόπτηση διαλύματος (θέρμανση στους περίπου 1045°C ακολουθούμενη από σβήσιμο ή ταχεία ψύξη) θα επαναφέρει τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού στις αρχικές τους τιμές.Θα εξαλείψει επίσης τον διαχωρισμό του κράματος, την ευαισθητοποίηση και τη φάση σίγμα που επιτυγχάνεται μετά από ψυχρή επεξεργασία.Όταν εκτελείτε ανόπτηση διαλύματος, έχετε υπόψη σας ότι η γρήγορη ψύξη μπορεί να επαναφέρει την υπολειπόμενη τάση στο υλικό, εάν δεν χρησιμοποιηθεί σωστά.
Ανατρέξτε στους πίνακες GR-2.1.1-1 Δείκτης προδιαγραφών υλικού διάταξης σωληνώσεων και σωληνώσεων και GR-2.1.1-2 Ευρετήριο προδιαγραφών υλικού σωληνώσεων στο ASME B31 για αποδεκτές επιλογές υλικών για σέρβις H2.Οι σωλήνες είναι ένα καλό μέρος για να ξεκινήσετε.
Με τυπικό ατομικό βάρος 1.008 μονάδες ατομικής μάζας (amu), το υδρογόνο είναι το ελαφρύτερο και μικρότερο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα, και επομένως έχει υψηλή τάση για διαρροή, με δυνητικά καταστροφικές συνέπειες, θα μπορούσα να προσθέσω.Επομένως, το σύστημα αγωγών αερίου πρέπει να σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να περιορίζει τις συνδέσεις μηχανικού τύπου και να βελτιώνει εκείνες τις συνδέσεις που πραγματικά χρειάζονται.
Κατά τον περιορισμό πιθανών σημείων διαρροής, το σύστημα πρέπει να είναι πλήρως συγκολλημένο, εκτός από τις συνδέσεις με φλάντζα σε εξοπλισμό, στοιχεία σωληνώσεων και εξαρτήματα.Οι συνδέσεις με σπείρωμα θα πρέπει να αποφεύγονται όσο το δυνατόν περισσότερο, αν όχι εντελώς.Εάν οι συνδέσεις με σπείρωμα δεν μπορούν να αποφευχθούν για οποιονδήποτε λόγο, συνιστάται να τις συνδέσετε πλήρως χωρίς στεγανωτικό σπειρώματος και στη συνέχεια να σφραγίσετε τη συγκόλληση.Όταν χρησιμοποιείτε σωλήνες από ανθρακούχο χάλυβα, οι αρμοί των σωλήνων πρέπει να είναι συγκολλημένοι και να υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση (PWHT).Μετά τη συγκόλληση, οι σωλήνες στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) εκτίθενται σε προσβολή υδρογόνου ακόμη και σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.Ενώ η προσβολή υδρογόνου συμβαίνει κυρίως σε υψηλές θερμοκρασίες, το στάδιο PWHT θα μειώσει εντελώς, αν όχι θα εξαλείψει, αυτή την πιθανότητα ακόμη και υπό συνθήκες περιβάλλοντος.
Το αδύναμο σημείο του ολοσυγκολλημένου συστήματος είναι η σύνδεση φλάντζας.Για να εξασφαλιστεί υψηλός βαθμός στεγανότητας στις συνδέσεις φλάντζας, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται παρεμβύσματα Kammprofile (εικ. 4) ή άλλη μορφή παρεμβυσμάτων.Κατασκευασμένο σχεδόν με τον ίδιο τρόπο από πολλούς κατασκευαστές, αυτό το μαξιλαράκι είναι πολύ επιεικής.Αποτελείται από οδοντωτούς εξ ολοκλήρου μεταλλικούς δακτυλίους που τοποθετούνται ανάμεσα σε μαλακά, παραμορφώσιμα στεγανοποιητικά υλικά.Τα δόντια συγκεντρώνουν το φορτίο του μπουλονιού σε μικρότερη περιοχή για να παρέχουν σφιχτή εφαρμογή με λιγότερη πίεση.Είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να αντισταθμίζει ανομοιόμορφες επιφάνειες φλάντζας καθώς και μεταβαλλόμενες συνθήκες λειτουργίας.
Σχήμα 4. Τα παρεμβύσματα Kammprofile έχουν μεταλλικό πυρήνα συνδεδεμένο και στις δύο πλευρές με ένα μαλακό πληρωτικό.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για την ακεραιότητα του συστήματος είναι η βαλβίδα.Οι διαρροές γύρω από τη στεγανοποίηση στελέχους και τις φλάντζες του αμαξώματος είναι πραγματικό πρόβλημα.Για να αποφευχθεί αυτό, συνιστάται να επιλέξετε μια βαλβίδα με στεγανοποίηση φυσητήρων.
Χρησιμοποιήστε 1 ίντσα.Σωλήνας από ανθρακούχο χάλυβα School 80, στο παρακάτω παράδειγμά μας, δεδομένων των ανοχών κατασκευής, της διάβρωσης και των μηχανικών ανοχών σύμφωνα με το ASTM A106 Gr B, η μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εργασίας (MAWP) μπορεί να υπολογιστεί σε δύο βήματα σε θερμοκρασίες έως 300°F (Σημείωση : Ο λόγος για "…για θερμοκρασίες επιτρεπόμενης τάσης έως και 6ºF..." Το υλικό Β αρχίζει να φθείρεται όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει τους 300ºF.(S), επομένως η εξίσωση (1) απαιτεί Προσαρμογή σε θερμοκρασίες πάνω από 300ºF.)
Αναφερόμενοι στον τύπο (1), το πρώτο βήμα είναι ο υπολογισμός της θεωρητικής πίεσης διάρρηξης του αγωγού.
T = πάχος τοιχώματος σωλήνα μείον τις μηχανικές ανοχές, τη διάβρωση και τις κατασκευαστικές ανοχές, σε ίντσες.
Το δεύτερο μέρος της διαδικασίας είναι ο υπολογισμός της μέγιστης επιτρεπόμενης πίεσης λειτουργίας Pa του αγωγού εφαρμόζοντας τον συντελεστή ασφαλείας S f στο αποτέλεσμα P σύμφωνα με την εξίσωση (2):
Έτσι, όταν χρησιμοποιείται υλικό 1″ school 80, η πίεση διάρρηξης υπολογίζεται ως εξής:
Στη συνέχεια, εφαρμόζεται ασφάλεια Sf 4 σύμφωνα με τις Συστάσεις ASME για δοχεία πίεσης Ενότητα VIII-1 2019, Παράγραφος 8. Το UG-101 υπολογίζεται ως εξής:
Η προκύπτουσα τιμή MAWP είναι 810 psi.ίντσα αναφέρεται μόνο σε σωλήνα.Η σύνδεση φλάντζας ή το εξάρτημα με τη χαμηλότερη βαθμολογία στο σύστημα θα είναι ο καθοριστικός παράγοντας για τον προσδιορισμό της επιτρεπόμενης πίεσης στο σύστημα.
Σύμφωνα με το ASME B16.5, η μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εργασίας για εξαρτήματα φλάντζας 150 ανθρακούχου χάλυβα είναι 285 psi.ίντσα στους -20°F έως 100°F.Η κλάση 300 έχει μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας 740 psi.Αυτός θα είναι ο συντελεστής ορίου πίεσης του συστήματος σύμφωνα με το παρακάτω παράδειγμα προδιαγραφών υλικού.Επίσης, μόνο σε υδροστατικές δοκιμές, αυτές οι τιμές μπορούν να ξεπεράσουν το 1,5 φορές.
Ως παράδειγμα μιας βασικής προδιαγραφής υλικού ανθρακούχου χάλυβα, μια προδιαγραφή γραμμής εξυπηρέτησης αερίου H2 που λειτουργεί σε θερμοκρασία περιβάλλοντος κάτω από πίεση σχεδιασμού 740 psi.ίντσας, μπορεί να περιέχει τις απαιτήσεις υλικού που φαίνονται στον Πίνακα 2. Οι παρακάτω είναι τύποι που μπορεί να απαιτούν προσοχή να συμπεριληφθούν στην προδιαγραφή:
Εκτός από την ίδια τη σωλήνωση, υπάρχουν πολλά στοιχεία που συνθέτουν το σύστημα σωληνώσεων, όπως εξαρτήματα, βαλβίδες, εξοπλισμός γραμμής κ.λπ. Ενώ πολλά από αυτά τα στοιχεία θα ενωθούν σε μια σωλήνωση για να τα συζητήσουμε λεπτομερώς, αυτό θα απαιτήσει περισσότερες σελίδες από όσες μπορούν να χωρέσουν.Αυτό το άρθρο.