Survetorustiku süsteemi projekteerimisel määrab kavandav insener sageli, et süsteemi torustik peaks vastama ühele või mitmele ASME B31 survetorustiku koodi osale. Kuidas insenerid torustikusüsteemide projekteerimisel koodi nõudeid õigesti järgivad?
Esiteks peab insener kindlaks määrama, milline projekteerimisspetsifikatsioon tuleks valida. Survetorustike puhul ei piirdu see tingimata ASME B31-ga. Muud ASME, ANSI, NFPA või muude juhtorganisatsioonide välja antud eeskirjad võivad olla reguleeritud projekti asukoha, rakenduse jms alusel. ASME B31-s on praegu seitse eraldi kehtivat osa.
ASME B31.1 Elektritorustik: See jaotis hõlmab torustikke elektrijaamades, tööstus- ja institutsionaalsetes tehastes, geotermilistes küttesüsteemides ning kesk- ja kaugkütte- ja jahutussüsteemides. See hõlmab katla välis- ja muid välistorustikke, mida kasutatakse ASME I jaotise katelde paigaldamiseks. See jaotis ei kehti ASME katla- ja surveanumate eeskirjaga hõlmatud seadmete, teatud madalrõhu kütte- ja jahutusjaotustorustike ning mitmesuguste muude ASME B31.1 punktis 100.1.3 kirjeldatud süsteemide kohta. ASME B31.1 päritolu ulatub tagasi 1920. aastatesse, esimene ametlik väljaanne avaldati 1935. aastal. Pange tähele, et esimene väljaanne koos lisadega oli alla 30 lehekülje ja praegune väljaanne on üle 300 lehekülje pikk.
ASME B31.3 Protsessitorustik: See jaotis hõlmab torustikke rafineerimistehastes; keemia-, farmaatsia-, tekstiili-, paberi-, pooljuhtide ja krüogeensetes tehastes; ning nendega seotud töötlemistehastes ja terminalides. See jaotis on väga sarnane ASME B31.1-ga, eriti sirge toru minimaalse seinapaksuse arvutamisel. See jaotis oli algselt osa B31.1-st ja avaldati esmakordselt eraldi 1959. aastal.
ASME B31.4 Vedelike ja läga torujuhtme transpordisüsteemid: See jaotis hõlmab torustikke, mis transpordivad peamiselt vedelaid tooteid tehaste ja terminalide vahel ning terminalide, pumpamis-, konditsioneerimis- ja mõõtejaamade sees. See jaotis oli algselt osa standardist B31.1 ja see avaldati esmakordselt eraldi 1959. aastal.
ASME B31.5 Külmutustorustikud ja soojusülekande komponendid: See osa hõlmab külmutusagensite ja sekundaarsete jahutusvedelike torustikke. See osa oli algselt osa standardist B31.1 ja see avaldati esmakordselt eraldi 1962. aastal.
ASME B31.8 Gaasiülekande- ja jaotustorustikud: see hõlmab torustikke peamiselt gaasiliste saaduste transportimiseks allikate ja terminalide vahel, sealhulgas kompressorid, konditsioneerimis- ja mõõtejaamad; ning gaasikogumistorustikke. See jaotis oli algselt osa standardist B31.1 ja see avaldati esmakordselt eraldi 1955. aastal.
ASME B31.9 Hoonete tehnosüsteemide torustik: See jaotis hõlmab torustikke, mida tavaliselt leidub tööstus-, institutsionaalsetes, äri- ja avalikes hoonetes ning mitme korteriga elamutes, mis ei vaja ASME B31.1-s käsitletud suuruse, rõhu ja temperatuuri vahemikke. See jaotis on sarnane ASME B31.1 ja B31.3-ga, kuid on vähem konservatiivne (eriti minimaalse seina paksuse arvutamisel) ja sisaldab vähem üksikasju. See piirdub madalrõhu ja madala temperatuuri rakendustega, nagu on näidatud ASME B31.9 lõigus 900.1.2. See avaldati esmakordselt 1982. aastal.
ASME B31.12 Vesiniku torustik ja torustik: See jaotis hõlmab gaasilise ja vedela vesiniku teenuse torustikke ning gaasilise vesiniku teenuse torustikke. See jaotis avaldati esmakordselt 2008. aastal.
Millist projekteerimisnormi kasutada, on lõppkokkuvõttes omaniku otsustada. ASME B31 sissejuhatuses öeldakse: „Omaniku kohustus on valida normiosa, mis vastab kõige paremini kavandatavale torustikupaigaldisele.“ Mõnel juhul „võib paigaldise eri osadele kehtida mitu normiosa.“
ASME B31.1 2012. aasta väljaanne on edasiste arutelude peamiseks viiteks. Selle artikli eesmärk on juhendada kavandavat inseneri ASME B31 nõuetele vastava survetorustiku süsteemi projekteerimise põhietappides. ASME B31.1 suuniste järgimine annab hea ülevaate üldisest süsteemi projekteerimisest. Sarnaseid projekteerimismeetodeid kasutatakse siis, kui järgitakse ASME B31.3 või B31.9. Ülejäänud ASME B31 osa kasutatakse kitsamates rakendustes, peamiselt konkreetsete süsteemide või rakenduste jaoks, ja seda ei käsitleta lähemalt. Kuigi siin rõhutatakse projekteerimisprotsessi põhietappe, ei ole see arutelu ammendav ja süsteemi projekteerimisel tuleks alati viidata kogu koodile. Kõik viited tekstile viitavad ASME B31.1-le, kui pole teisiti märgitud.
Pärast õige koodi valimist peab süsteemi projekteerija üle vaatama ka kõik süsteemispetsiifilised projekteerimisnõuded. Lõige 122 (6. osa) sisaldab projekteerimisnõudeid, mis on seotud elektrijuhtmete rakendustes tavaliselt leiduvate süsteemidega, nagu aur, toitevesi, läbipuhumine ja läbipuhumine, instrumenteerimistorustik ja rõhu alandamise süsteemid. ASME B31.3 sisaldab sarnaseid lõike ASME B31.1-ga, kuid vähem detailsemalt. Lõige 122 hõlmab süsteemispetsiifilisi rõhu- ja temperatuurinõudeid, samuti mitmesuguseid jurisdiktsioonilisi piiranguid, mis on piiritletud katla enda, katla välistorustiku ja ASME I osa katla torustikuga ühendatud katlavälise välistorustiku vahel. Joonis 2 näitab trummelkatla neid piiranguid.
Süsteemi projekteerija peab kindlaks määrama rõhu ja temperatuuri, mille juures süsteem töötab, ning tingimused, millele süsteem peaks vastama.
Vastavalt punktile 101.2 ei tohi sisemine projekteerimisrõhk olla väiksem kui torustiku maksimaalne pidev töörõhk (MSOP), sealhulgas staatilise rõhu mõju. Välise rõhu all olevad torud tuleb projekteerida maksimaalse diferentsiaalrõhu jaoks, mida oodatakse töö-, seiskamis- või katsetingimustes. Lisaks tuleb arvestada keskkonnamõjudega. Vastavalt punktile 101.4, kui vedeliku jahtumine tõenäoliselt vähendab toru rõhku alla atmosfäärirõhu, tuleb toru projekteerida taluma välist survet või võtta meetmeid vaakumi purustamiseks. Olukordades, kus vedeliku paisumine võib rõhku suurendada, tuleks torustikusüsteemid projekteerida taluma suurenenud rõhku või võtta meetmeid ülerõhu leevendamiseks.
Alates punktist 101.3.2 peab torustiku projekteerimisel kasutatav metalli temperatuur olema representatiivne eeldatava maksimaalse püsiva olukorra suhtes. Lihtsuse mõttes eeldatakse üldiselt, et metalli temperatuur on võrdne vedeliku temperatuuriga. Soovi korral võib kasutada keskmist metalli temperatuuri, kui välisseina temperatuur on teada. Erilist tähelepanu tuleks pöörata ka soojusvahetitest või põlemisseadmetest imetavatele vedelikele, et tagada halvimate temperatuuritingimuste arvessevõtmine.
Sageli lisavad projekteerijad maksimaalsele töörõhule ja/või temperatuurile ohutusvaru. Varu suurus sõltub rakendusest. Projekteerimistemperatuuri määramisel on oluline arvestada ka materjalipiirangutega. Kõrgete projekteerimistemperatuuride (üle 750 F) määramine võib nõuda legeermaterjalide kasutamist standardsema süsinikterase asemel. Kohustuslikus lisas A esitatud pingeväärtused on esitatud ainult iga materjali lubatud temperatuuride kohta. Näiteks süsinikteras võib pakkuda pingeväärtusi ainult kuni 800 F. Süsinikterase pikaajaline kokkupuude temperatuuridega üle 800 F võib põhjustada toru karboniseerumist, muutes selle hapramaks ja purunemisaltimaks. Kui töötatakse üle 800 F, tuleks arvestada ka süsinikterasest tingitud kiirenenud roomekahjustustega. Materjali temperatuuripiirangute täieliku arutelu leiate lõigust 124.
Mõnikord võivad insenerid määrata ka iga süsteemi katserõhu. Lõige 137 annab juhiseid pingetestimise kohta. Tavaliselt määratakse hüdrauliline katse 1,5-kordse arvutusrõhu juures; torustiku ring- ja pikipinged ei tohi aga rõhutesti ajal ületada 90% materjali voolavuspiirist punktis 102.3.3 (B). Mõnede mittekatla väliste torustike puhul võib lekketestimine töö ajal olla praktilisem meetod lekete kontrollimiseks, kuna süsteemi osade isoleerimine on keeruline või lihtsalt seetõttu, et süsteemi konfiguratsioon võimaldab esmase hoolduse ajal lihtsat lekketestimist. Nõus, see on vastuvõetav.
Kui projekteerimistingimused on paika pandud, saab torustiku täpsustada. Esimene asi, mida otsustada, on kasutatav materjal. Nagu varem mainitud, on erinevatel materjalidel erinevad temperatuuripiirangud. Lõige 105 sätestab täiendavaid piiranguid erinevatele torustikumaterjalidele. Materjali valik sõltub ka süsteemi vedelikust, näiteks niklisulamite kasutamine söövitavates keemiatorustike rakendustes, roostevaba terase kasutamine puhta instrumendiõhu tarnimiseks või kõrge kroomisisaldusega (üle 0,1%) süsinikterase kasutamine voolukiirendusega korrosiooni vältimiseks. Voolukiirendusega korrosioon (FAC) on erosiooni/korrosiooni nähtus, mis on näidanud, et see põhjustab seinte tõsist hõrenemist ja torude purunemist mõnes kõige kriitilisemas torustikusüsteemis. Torustiku komponentide hõrenemise nõuetekohase arvestamata jätmine võib ja on toonud kaasa tõsiseid tagajärgi, näiteks 2007. aastal, kui KCP&L IATANi elektrijaamas lõhkes ülekuumenemistoru, tappes kaks töötajat ja vigastades tõsiselt kolmandat.
Lõigus 104.1.1 olevad valemid 7 ja 9 määratlevad vastavalt sisemise rõhu all oleva sirge toru minimaalse nõutava seinapaksuse ja maksimaalse siserõhu. Nendes võrrandites sisalduvate muutujate hulka kuuluvad maksimaalne lubatud pinge (kohustuslikust lisast A), toru välisläbimõõt, materjalitegur (nagu on näidatud tabelis 104.1.2 (A)) ja kõik täiendavad paksusevarud (nagu allpool kirjeldatud). Nii paljude muutujate tõttu võib sobiva torumaterjali, nimiläbimõõdu ja seinapaksuse määramine olla iteratiivne protsess, mis võib hõlmata ka vedeliku kiirust, rõhulangust ning torustiku ja pumpamise kulusid. Olenemata rakendusest tuleb kontrollida nõutavat minimaalset seinapaksust.
Täiendavat paksusevaru võib lisada mitmesuguste põhjuste, sealhulgas FAC-i kompenseerimiseks. Varusid võib vaja minna keermete, pilude jms eemaldamise tõttu, mis on vajalik mehaaniliste ühenduste tegemiseks. Vastavalt punktile 102.4.2 peab minimaalne varu olema võrdne keerme sügavusega pluss töötlemistolerants. Varu võib olla vajalik ka täiendava tugevuse tagamiseks, et vältida toru kahjustusi, kokkuvarisemist, liigset läbipaindumist või kõverdumist pealekanduvate koormuste või muude punktis 102.4.4 käsitletud põhjuste tõttu. Varusid saab lisada ka keevisliidete (punkt 102.4.3) ja põlvede (punkt 102.4.5) arvestamiseks. Lõpuks saab tolerantse lisada korrosiooni ja/või erosiooni kompenseerimiseks. Selle varu paksus on projekteerija äranägemisel ja see peab olema kooskõlas torustiku eeldatava elueaga vastavalt punktile 102.4.1.
Valikuline IV lisa annab juhiseid korrosioonitõrje kohta. Kaitsekatted, katoodkaitse ja elektriisolatsioon (näiteks isoleerivad äärikud) on kõik meetodid maetud või vee all olevate torujuhtmete välise korrosiooni vältimiseks. Sisemise korrosiooni vältimiseks saab kasutada korrosiooni inhibiitoreid või vooderdisi. Samuti tuleks olla ettevaatlik, et kasutataks sobiva puhtusastmega hüdraulilise katse vett ja vajadusel tühjendataks torustik pärast hüdraulilist katset täielikult.
Eelnevate arvutuste jaoks vajalik minimaalne toru seina paksus või ajakava ei pruugi kogu toru läbimõõdu ulatuses olla konstantne ja võib nõuda erinevate läbimõõtude jaoks erinevate ajakavade spetsifikatsioone. Sobivad ajakava ja seina paksuse väärtused on määratletud standardis ASME B36.10 keevitatud ja õmblusteta sepistatud terastoru.
Toru materjali määramisel ja eelnevalt käsitletud arvutuste tegemisel on oluline tagada, et arvutustes kasutatud maksimaalsed lubatud pingeväärtused vastaksid määratud materjalile. Näiteks kui A312 304 roostevabast terasest toru on valesti määratud A312 304L roostevabast terasest toru asemel, võib esitatud seina paksus olla ebapiisav kahe materjali maksimaalsete lubatud pingeväärtuste olulise erinevuse tõttu. Samuti tuleb toru valmistamismeetod asjakohaselt määrata. Näiteks kui arvutuseks kasutatakse õmblusteta toru maksimaalset lubatud pingeväärtust, tuleks määrata õmblusteta toru. Vastasel juhul võib tootja/paigaldaja pakkuda õmbluskeevitatud toru, mis võib madalamate maksimaalsete lubatud pingeväärtuste tõttu põhjustada ebapiisava seina paksuse.
Näiteks oletame, et torujuhtme projekteerimistemperatuur on 300 F ja projekteerimisrõhk on 1200 psig. 2″ ja 3″. Kasutatakse süsinikterasest (A53 klass B õmblusteta) traati. Määrake sobiv torustiku plaan, et see vastaks ASME B31.1 võrrandi 9 nõuetele. Esmalt selgitatakse projekteerimistingimusi:
Seejärel määrake tabelist A-1 A53 klassi B maksimaalsed lubatud pingeväärtused ülaltoodud arvutustemperatuuridel. Pange tähele, et õmblusteta toru väärtust kasutatakse seetõttu, et õmblusteta toru on määratletud:
Samuti tuleb lisada paksusevaru. Selle rakenduse puhul eeldatakse 1/16 tolli. Korrosioonivaru. Hiljem lisatakse eraldi freesimistolerants.
3 tolli. Toru määratakse esmalt. Eeldades, et tegemist on toruga Schedule 40 ja freesitolerantsiga 12,5%, arvutage maksimaalne rõhk:
Graafiku 40 toru on ülaltoodud projekteerimistingimustes 3-tollise toru jaoks rahuldav. Järgmisena kontrollige 2 tolli. Torujuhtme puhul kasutatakse samu eeldusi:
2 tolli. Ülaltoodud projekteerimistingimuste kohaselt vajab torustik paksemat seina paksust kui tabel 40. Proovige 2 tolli. tabel 80 torud:
Kuigi toru seina paksus on rõhu projekteerimisel sageli piiravaks teguriks, on siiski oluline kontrollida, et kasutatavad liitmikud, komponendid ja ühendused sobivad kindlaksmääratud projekteerimistingimustega.
Üldreeglina tuleb vastavalt punktidele 104.2, 104.7.1, 106 ja 107 kõiki tabelis 126.1 loetletud standardite kohaselt valmistatud ventiile, liitmikke ja muid rõhu all olevaid komponente pidada sobivaks kasutamiseks tavapärastes töötingimustes või alla standardites sätestatud rõhu-temperatuuri piirväärtuste. Kasutajad peaksid olema teadlikud, et kui teatud standardid või tootjad võivad kehtestada tavapärastest töötingimustest kõrvalekalletele rangemad piirangud kui ASME B31.1-s täpsustatud, kehtivad rangemad piirangud.
Torude ristumiskohtades on soovitatav kasutada tabelis 126.1 loetletud standardite kohaselt valmistatud T-sid, põikühendusi, ristühendusi, harudega keevisliiteid jne. Mõnel juhul võivad torujuhtmete ristumiskohad vajada unikaalseid haruühendusi. Punkt 104.3.1 annab haruühendustele lisanõuded, et tagada piisav torumaterjali hulk rõhule vastupidamiseks.
Projekteerimise lihtsustamiseks võib projekteerija valida kõrgemad projekteerimistingimused, et täita teatud rõhuklassi (nt ASME klass 150, 300 jne) ääriku nimiväärtuse nõuet, mis on määratletud ASME B16 .5 Toruäärikud ja äärikühendused standardis või sarnastes standardites, mis on loetletud tabelis 126.1, täpsustatud konkreetsete materjalide rõhu-temperatuuri klassiga. See on vastuvõetav seni, kuni see ei too kaasa seina paksuse või muude komponentide konstruktsioonide tarbetut suurenemist.
Torustiku projekteerimise oluline osa on tagada torustiku konstruktsiooni terviklikkuse säilimine rõhu, temperatuuri ja väliste jõudude mõjul. Süsteemi konstruktsiooni terviklikkus jäetakse projekteerimisprotsessis sageli tähelepanuta ja kui seda ei tehta hästi, võib see olla üks projekti kallimaid osi. Konstruktsioonilist terviklikkust käsitletakse peamiselt kahes kohas: lõigus 104.8: Torustiku komponentide analüüs ja lõigus 119: Laienemine ja paindlikkus.
Lõigus 104.8 on loetletud põhilised koodivalemid, mida kasutatakse torustikusüsteemi lubatud pingete ületamise kindlakstegemiseks. Neid koodivõrrandeid nimetatakse tavaliselt pidevateks koormusteks, juhuslikeks koormusteks ja nihkekoormusteks. Püsiv koormus on rõhu ja raskuse mõju torustikusüsteemile. Juhuslikud koormused on pidevad koormused pluss võimalikud tuulekoormused, seismilised koormused, maastikukoormused ja muud lühiajalised koormused. Eeldatakse, et iga rakendatud juhuslik koormus ei mõju samaaegselt teistele juhuslikele koormustele, seega on iga juhuslik koormus analüüsi ajal eraldi koormusjuhtum. Nihkekoormused on termilise kasvu, seadmete nihke töötamise ajal või mis tahes muu nihkekoormuse mõjud.
Lõikes 119 käsitletakse torustike paisumise ja paindlikkuse käsitlemist torustike puhul ning reaktsioonikoormuste määramist. Torustiku paindlikkus on sageli kõige olulisem seadmete ühenduste juures, kuna enamik seadmete ühendusi talub ainult ühenduspunktis rakendatavat minimaalset jõudu ja momenti. Enamasti on torustiku soojuspaisumisel reaktsioonikoormusele suurim mõju, seega on oluline süsteemi soojuspaisumist vastavalt kontrollida.
Torustikusüsteemi paindlikkuse tagamiseks ja süsteemi nõuetekohase toestamise tagamiseks on hea tava toetada terastorusid vastavalt tabelile 121.5. Kui projekteerija püüab järgida selle tabeli standardseid tugivahesid, saavutab see kolm asja: minimeerib omakaalu läbipainde, vähendab püsivaid koormusi ja suurendab nihkekoormuste jaoks saadaolevat pinget. Kui projekteerija paigutab toe vastavalt tabelile 121.5, on torude tugede vahel tavaliselt vähem kui 1/8 tolli omakaalu nihkumist või läbipaindumist. Omakaalu läbipainde minimeerimine aitab vähendada kondenseerumise võimalust auru või gaasi vedavates torudes. Tabelis 121.5 esitatud vahekauguste soovituste järgimine võimaldab projekteerijal vähendada torustiku püsivat pinget ligikaudu 50%-ni koodi pidevast lubatud väärtusest. Vastavalt võrrandile 1B on nihkekoormuste lubatud pinge pöördvõrdeline püsivate koormustega. Seega saab püsiva koormuse minimeerimise abil maksimeerida nihkepingetaluvust. Toru tugede soovitatav vahe on näidatud joonisel 3.
Torustiku reaktsioonikoormuste nõuetekohaseks arvessevõtmiseks ja ettenähtud pingete täitmiseks on levinud meetod süsteemi arvutipõhine torustiku pingeanalüüs. Saadaval on mitu erinevat torustiku pingeanalüüsi tarkvarapaketti, näiteks Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex või mõni muu kaubanduslikult saadaval olev pakett. Arvutipõhise torustiku pingeanalüüsi eeliseks on see, et see võimaldab projekteerijal luua torustiku süsteemi lõplike elementide mudeli, mida on lihtne kontrollida ja teha konfiguratsioonis vajalikke muudatusi. Joonis 4 näitab torustiku lõigu modelleerimise ja analüüsimise näidet.
Uue süsteemi projekteerimisel määravad süsteemi projekteerijad tavaliselt, et kõik torud ja komponendid tuleks valmistada, keevitada, kokku panna jne vastavalt kasutatavatele eeskirjadele. Siiski võib mõne moderniseerimise või muu rakenduse puhul olla kasulik, kui määratud insener annab juhiseid teatud tootmistehnikate kohta, nagu on kirjeldatud V peatükis.
Renoveerimisrakendustes on levinud probleem keevituse eelkuumutamine (punkt 131) ja keevitusjärgne kuumtöötlus (punkt 132). Muude eeliste hulgas kasutatakse neid kuumtöötlusi pingete leevendamiseks, pragunemise vältimiseks ja keevituse tugevuse suurendamiseks. Eel- ja järelkeevitamise kuumtöötluse nõudeid mõjutavad tegurid hõlmavad muu hulgas järgmist: P-numbri rühmitamine, materjali keemiline koostis ja materjali paksus keevitatavas liites. Igal kohustuslikus lisas A loetletud materjalil on määratud P-number. Eelkuumutamise kohta on punktis 131 sätestatud minimaalne temperatuur, milleni põhimetalli tuleb enne keevitamist kuumutada. PWHT puhul on tabelis 132 sätestatud keevitustsooni hoidmise temperatuurivahemik ja aeg. Kuumutamis- ja jahutuskiirused, temperatuuri mõõtmise meetodid, kuumutustehnikad ja muud protseduurid peaksid rangelt järgima koodis sätestatud juhiseid. Nõuetekohase kuumtöötluse tegemata jätmise tõttu võivad keevitatud alale tekkida ootamatud kahjulikud mõjud.
Teine potentsiaalne probleemne koht survestatud torusüsteemides on torude painded. Torude painutamine võib põhjustada seina õhenemist, mille tulemuseks on ebapiisav seina paksus. Vastavalt punktile 102.4.5 lubab eeskiri painutusi seni, kuni minimaalne seina paksus vastab samale valemile, mida kasutatakse sirge toru minimaalse seina paksuse arvutamiseks. Tavaliselt lisatakse seina paksuse arvestamiseks varu. Tabel 102.4.5 annab soovituslikud painde vähendamise varu erinevate painutusraadiuste jaoks. Painded võivad vajada ka eelnevat painutamist ja/või järelpainutamist kuumtöötlust. Punkt 129 annab juhiseid küünarnukkide valmistamiseks.
Paljude survetorustike puhul on vaja paigaldada kaitseklapp või ülerõhuklapp, et vältida süsteemis ülerõhu teket. Nende rakenduste jaoks on valikuline II lisa: kaitseklapi paigaldamise projekteerimisreeglid väga väärtuslik, kuid mõnikord vähetuntud ressurss.
Vastavalt punktile II-1.2 on kaitseklappidele iseloomulik gaasi- või auruteenuste puhul täielikult avatud hüpikaken, samas kui kaitseklapid avanevad ülesvoolu staatilise rõhu suhtes ja neid kasutatakse peamiselt vedelike teenuste jaoks.
Kaitseklapiüksuseid iseloomustab see, kas tegemist on avatud või suletud väljalaskesüsteemidega. Avatud väljalaskesüsteemis juhitakse kaitseklapi väljalaskeava põlv tavaliselt väljalasketorusse atmosfääri. Tavaliselt vähendab see vasturõhku. Kui väljalasketorus tekib piisav vasturõhk, võib osa heitgaasidest väljalasketoru sisselaskeotsast välja tõrjuda või tagasi loputada. Väljalasketoru suurus peaks olema piisavalt suur, et vältida tagasilööki. Suletud ventilatsioonisüsteemides tekib rõhk kaitseklapi väljalaskeava juures õhu kokkusurumise tõttu ventilatsioonitorustikus, mis võib põhjustada rõhulainete levikut. Punktis II-2.2.2 on soovitatav, et suletud väljalasketoru arvutuslik rõhk oleks vähemalt kaks korda suurem kui püsiseisundi töörõhk. Joonistel 5 ja 6 on näidatud vastavalt kaitseklapi paigaldus avatud ja suletud asendis.
Kaitseklappide paigaldusele võivad mõjuda mitmesugused jõud, nagu on kokku võetud punktis II-2. Nende jõudude hulka kuuluvad soojuspaisumise mõjud, mitme samaaegselt ventileeriva kaitseklapi vastastikune mõju, seismilised ja/või vibratsioonimõjud ning rõhumõjud rõhu alandamise ajal. Kuigi kaitseklapi väljalaskeavani peaks projekteeritud rõhk vastama allavoolutoru projekteeritud rõhule, sõltub väljalaskesüsteemi projekteeritud rõhk väljalaskesüsteemi konfiguratsioonist ja kaitseklapi omadustest. Punktis II-2.2 on esitatud võrrandid rõhu ja kiiruse määramiseks väljalaskekõrval, väljalasketoru sisselaskeava ja väljalasketoru väljundis avatud ja suletud väljalaskesüsteemide puhul. Selle teabe abil saab arvutada ja arvestada reaktsioonijõude väljalaskesüsteemi erinevates punktides.
Näidisprobleem avatud väljalaskesüsteemi rakenduse kohta on esitatud lõigus II-7. Ülerõhuventiilide väljalaskesüsteemide vooluomaduste arvutamiseks on olemas ka teisi meetodeid ning lugejat hoiatatakse veenduma, et kasutatav meetod on piisavalt konservatiivne. Ühte sellist meetodit kirjeldab GS Liao artiklis „Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis“, mille ASME avaldas ajakirjas Journal of Electrical Engineering oktoobris 1975.
Kaitseklapi asukoht peaks jääma igast painutusest sirge toru minimaalsele kaugusele. See minimaalne kaugus sõltub süsteemi teenusest ja geomeetriast, nagu on määratletud punktis II-5.2.1. Mitme ülerõhuklapiga paigaldiste puhul sõltub klapiharude ühenduste soovitatav vahekaugus haru- ja teenusetorustiku raadiusest, nagu on näidatud tabeli D-1 märkuses (10)(c). Vastavalt punktile II-5.7.1 võib olla vajalik ühendada ülerõhuklapi väljalaskeava juures asuvad torustiku toed töötorustikuga, mitte külgneva konstruktsiooniga, et minimeerida soojuspaisumise ja seismilise interaktsiooni mõju. Nende ja muude kaitseklapi komplektide projekteerimisel arvesse võetavate kaalutluste kokkuvõte on esitatud punktis II-5.
Ilmselgelt ei ole selle artikli raames võimalik käsitleda kõiki ASME B31 projekteerimisnõudeid. Kuid iga survetorustiku süsteemi projekteerimisega seotud insener peaks selle projekteerimisnormiga vähemalt tuttav olema. Loodetavasti leiavad lugejad ülaltoodud teabe abil, et ASME B31 on väärtuslikum ja kättesaadavam ressurss.
Monte K. Engelkemier on Stanley Consultantsi projektijuht. Engelkemier on Iowa Inseneriühingu, NSPE ja ASME liige ning kuulub B31.1 elektrijuhtmete ehitusnormide komiteesse ja allkomiteesse. Tal on üle 12 aasta praktilist kogemust torustikusüsteemide paigutuse, projekteerimise, tugede hindamise ja pingeanalüüsi alal. Matt Wilkey on Stanley Consultantsi mehaanikainsener. Tal on üle 6 aasta töökogemust torustikusüsteemide projekteerimisel erinevatele kommunaalteenuste, munitsipaal-, institutsionaalsetele ja tööstusklientidele ning ta on ASME ja Iowa Inseneriühingu liige.
Kas teil on kogemusi ja teadmisi selle sisu teemadel? Peaksite kaaluma panustamist meie CFE Media toimetusse ja saama tunnustuse, mida teie ja teie ettevõte väärite. Alustamiseks klõpsake siin.