წნევის მილსადენების სისტემის დიზაინის შექმნისას, ინჟინერი ხშირად მიუთითებს, რომ სისტემის მილსადენი უნდა შეესაბამებოდეს ASME B31 წნევის მილსადენების კოდექსის ერთ ან რამდენიმე ნაწილს. როგორ იცავენ ინჟინრები სწორად კოდის მოთხოვნებს მილსადენების სისტემების დიზაინის შექმნისას?
პირველ რიგში, ინჟინერმა უნდა განსაზღვროს, თუ რომელი დიზაინის სპეციფიკაცია უნდა შეირჩეს. წნევის მილსადენების სისტემებისთვის ეს აუცილებლად არ შემოიფარგლება მხოლოდ ASME B31-ით. ASME-ს, ANSI-ს, NFPA-ს ან სხვა მმართველი ორგანიზაციების მიერ გაცემული სხვა კოდები შეიძლება რეგულირდეს პროექტის ადგილმდებარეობით, გამოყენებით და ა.შ. ASME B31-ში ამჟამად მოქმედებს შვიდი ცალკეული სექცია.
ASME B31.1 ელექტრო მილსადენები: ეს ნაწილი მოიცავს ელექტროსადგურების, სამრეწველო და დაწესებულებების ქარხნების, გეოთერმული გათბობის სისტემების, ცენტრალური და რაიონული გათბობისა და გაგრილების სისტემების მილსადენებს. ეს მოიცავს ქვაბის გარე და არაქვაბის გარე მილსადენებს, რომლებიც გამოიყენება ASME I სექციის ქვაბების დასაყენებლად. ეს ნაწილი არ ვრცელდება ASME ქვაბებისა და წნევის ჭურჭლის კოდექსით გათვალისწინებულ აღჭურვილობაზე, გარკვეულ დაბალი წნევის გათბობისა და გაგრილების გამანაწილებელ მილსადენებზე და ASME B31.1-ის 100.1.3 პუნქტში აღწერილ სხვადასხვა სისტემაზე. ASME B31.1-ის წარმოშობა შეიძლება 1920-იან წლებში მივიჩნიოთ, პირველი ოფიციალური გამოცემა 1935 წელს გამოქვეყნდა. გაითვალისწინეთ, რომ პირველი გამოცემა, დანართების ჩათვლით, 30 გვერდზე ნაკლები იყო, ხოლო ამჟამინდელი გამოცემა 300 გვერდს აღემატება.
ASME B31.3 ტექნოლოგიური მილსადენები: ეს ნაწილი მოიცავს მილსადენებს ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში; ქიმიურ, ფარმაცევტულ, ტექსტილის, ქაღალდის, ნახევარგამტარულ და კრიოგენულ ქარხნებში; და მათთან დაკავშირებულ გადამამუშავებელ ქარხნებსა და ტერმინალებში. ეს ნაწილი ძალიან ჰგავს ASME B31.1-ს, განსაკუთრებით სწორი მილის მინიმალური კედლის სისქის გამოთვლისას. ეს ნაწილი თავდაპირველად B31.1-ის ნაწილი იყო და პირველად ცალკე გამოვიდა 1959 წელს.
ASME B31.4 სითხეებისა და სუსპენზიების მილსადენებით ტრანსპორტირების სისტემები: ეს ნაწილი მოიცავს მილსადენებს, რომლებიც ძირითადად თხევადი პროდუქტების ტრანსპორტირებას ახდენენ ქარხნებსა და ტერმინალებს შორის, ასევე ტერმინალების შიგნით, სატუმბი, კონდიცირებისა და გამზომი სადგურების ფარგლებში. ეს ნაწილი თავდაპირველად B31.1-ის ნაწილი იყო და პირველად ცალკე გამოვიდა 1959 წელს.
ASME B31.5 მაცივრის მილსადენები და სითბოს გადაცემის კომპონენტები: ეს ნაწილი მოიცავს მაცივრებისა და მეორადი გამაგრილებლების მილსადენებს. ეს ნაწილი თავდაპირველად B31.1-ის ნაწილი იყო და პირველად ცალკე გამოვიდა 1962 წელს.
ASME B31.8 გაზის გადაცემისა და განაწილების მილსადენების სისტემები: ეს მოიცავს მილსადენებს, რომლებიც ძირითადად აირისებრი პროდუქტების გადასატანად გამოიყენება წყაროებსა და ტერმინალებს შორის, მათ შორის კომპრესორებს, კონდიცირებისა და აღრიცხვის სადგურებს; და გაზის შემგროვებელ მილსადენებს. ეს სექცია თავდაპირველად B31.1-ის ნაწილი იყო და პირველად ცალკე გამოვიდა 1955 წელს.
ASME B31.9 სამშენებლო მომსახურების მილსადენები: ეს ნაწილი მოიცავს მილსადენებს, რომლებიც ხშირად გვხვდება სამრეწველო, დაწესებულებებში, კომერციულ და საზოგადოებრივ შენობებში; და მრავალბინიან საცხოვრებელ სახლებში, რომლებიც არ საჭიროებენ ASME B31.1-ში მოცემული ზომის, წნევის და ტემპერატურის დიაპაზონებს. ეს ნაწილი მსგავსია ASME B31.1 და B31.3-ის, მაგრამ ნაკლებად კონსერვატიულია (განსაკუთრებით მინიმალური კედლის სისქის გაანგარიშებისას) და შეიცავს ნაკლებ დეტალურ ინფორმაციას. ის შემოიფარგლება დაბალი წნევის, დაბალი ტემპერატურის აპლიკაციებით, როგორც ეს მითითებულია ASME B31.9 პუნქტის 900.1.2-ში. ეს პირველად გამოქვეყნდა 1982 წელს.
ASME B31.12 წყალბადის მილსადენები და მილსადენები: ეს ნაწილი მოიცავს აირადი და თხევადი წყალბადის მომსახურების მილსადენებს და აირადი წყალბადის მომსახურების მილსადენებს. ეს ნაწილი პირველად გამოქვეყნდა 2008 წელს.
საბოლოო ჯამში, რომელი დიზაინის კოდი უნდა იქნას გამოყენებული, მფლობელის გადასაწყვეტია. ASME B31-ის შესავალში ნათქვამია: „მესაკუთრის პასუხისმგებლობაა აირჩიოს კოდის ის ნაწილი, რომელიც ყველაზე მეტად შეესაბამება შემოთავაზებული მილსადენის მონტაჟს“. ზოგიერთ შემთხვევაში, „ინსტალაციის სხვადასხვა მონაკვეთზე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოდის რამდენიმე ნაწილი“.
ASME B31.1-ის 2012 წლის გამოცემა შემდგომი განხილვებისთვის ძირითად საცნობარო მასალად გამოდგება. ამ სტატიის მიზანია, დანიშვნის ინჟინრს უხელმძღვანელოს ASME B31-თან თავსებადი წნევის მილსადენების სისტემის დიზაინის ზოგიერთ მთავარ ეტაპზე. ASME B31.1-ის მითითებების დაცვა სისტემის ზოგადი დიზაინის კარგ წარმოდგენას იძლევა. მსგავსი დიზაინის მეთოდები გამოიყენება, თუ დაცულია ASME B31.3 ან B31.9. ASME B31-ის დანარჩენი ნაწილი გამოიყენება უფრო ვიწრო აპლიკაციებში, ძირითადად კონკრეტული სისტემებისთვის ან აპლიკაციებისთვის და შემდგომში არ იქნება განხილული. მიუხედავად იმისა, რომ დიზაინის პროცესის ძირითადი ნაბიჯები აქ იქნება ხაზგასმული, ეს განხილვა ამომწურავი არ არის და სისტემის დიზაინის დროს ყოველთვის უნდა იქნას გამოყენებული სრული კოდი. ტექსტზე ყველა მითითება ეხება ASME B31.1-ს, თუ სხვა რამ არ არის მითითებული.
სწორი კოდის შერჩევის შემდეგ, სისტემის დიზაინერმა ასევე უნდა განიხილოს სისტემისთვის სპეციფიკური დიზაინის მოთხოვნები. 122-ე პუნქტი (ნაწილი 6) ითვალისწინებს დიზაინის მოთხოვნებს, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრო მილსადენების გამოყენებაში ხშირად გამოყენებულ სისტემებთან, როგორიცაა ორთქლი, მკვებავი წყალი, გამწოვი და გამწოვი სისტემები, ინსტრუმენტული მილსადენები და წნევის შემსუბუქების სისტემები. ASME B31.3 შეიცავს ASME B31.1-ის მსგავს აბზაცებს, მაგრამ ნაკლები დეტალებით. 122-ე პუნქტში განხილული საკითხები მოიცავს სისტემისთვის სპეციფიკურ წნევისა და ტემპერატურის მოთხოვნებს, ასევე სხვადასხვა იურისდიქციულ შეზღუდვებს, რომლებიც გამოყოფილია ქვაბის კორპუსს, ქვაბის გარე მილსადენებს და ASME I სექციის ქვაბის მილსადენებთან დაკავშირებულ არასაქვაბის გარე მილსადენებს შორის. განმარტება. სურათი 2 გვიჩვენებს ბარაბნის ქვაბის ამ შეზღუდვებს.
სისტემის დიზაინერმა უნდა განსაზღვროს წნევა და ტემპერატურა, რომელზეც სისტემა იმუშავებს, ასევე ის პირობები, რომელთა დაკმაყოფილებაც სისტემამ უნდა უზრუნველყოს.
101.2 პუნქტის თანახმად, შიდა საპროექტო წნევა არ უნდა იყოს მილსადენის სისტემაში მაქსიმალურ უწყვეტ სამუშაო წნევაზე (MSOP) ნაკლები, სტატიკური წნევის ეფექტის ჩათვლით. გარე წნევის ქვეშ მყოფი მილსადენები უნდა იყოს დაპროექტებული ექსპლუატაციის, გათიშვის ან ტესტირების პირობებში მოსალოდნელი მაქსიმალური დიფერენციალური წნევისთვის. გარდა ამისა, გასათვალისწინებელია გარემოზე ზემოქმედება. 101.4 პუნქტის თანახმად, თუ სითხის გაგრილება სავარაუდოდ შეამცირებს წნევას მილში ატმოსფერულ წნევაზე დაბლა, მილი უნდა იყოს დაპროექტებული ისე, რომ გაუძლოს გარე წნევას ან უნდა იქნას მიღებული ზომები ვაკუუმის დასარღვევად. იმ შემთხვევებში, როდესაც სითხის გაფართოებამ შეიძლება გაზარდოს წნევა, მილსადენების სისტემები უნდა იყოს დაპროექტებული ისე, რომ გაუძლოს გაზრდილ წნევას ან უნდა იქნას მიღებული ზომები ჭარბი წნევის შესამსუბუქებლად.
101.3.2 მუხლიდან დაწყებული, მილსადენის დიზაინისთვის ლითონის ტემპერატურა უნდა წარმოადგენდეს მოსალოდნელ მაქსიმალურ შენარჩუნებულ პირობებს. გამარტივების მიზნით, ზოგადად ვარაუდობენ, რომ ლითონის ტემპერატურა ტოლია სითხის ტემპერატურისა. სურვილის შემთხვევაში, შესაძლებელია ლითონის საშუალო ტემპერატურის გამოყენება, თუ ცნობილია გარე კედლის ტემპერატურა. განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს სითბოს გადამცვლელების ან წვის მოწყობილობებიდან მოწოდებულ სითხეებს, რათა გათვალისწინებული იყოს ყველაზე ცუდი ტემპერატურული პირობები.
ხშირად, დიზაინერები მაქსიმალურ სამუშაო წნევას და/ან ტემპერატურას უსაფრთხოების ზღვარს უმატებენ. ზღვრის ზომა დამოკიდებულია გამოყენებაზე. ასევე მნიშვნელოვანია მასალის შეზღუდვების გათვალისწინება საპროექტო ტემპერატურის განსაზღვრისას. მაღალი საპროექტო ტემპერატურის (750 F-ზე მეტი) მითითებამ შეიძლება მოითხოვოს შენადნობის მასალების გამოყენება უფრო სტანდარტული ნახშირბადოვანი ფოლადის ნაცვლად. სავალდებულო დანართ A-ში დაძაბულობის მნიშვნელობები მოცემულია მხოლოდ თითოეული მასალისთვის დასაშვები ტემპერატურებისთვის. მაგალითად, ნახშირბადოვან ფოლადს შეუძლია უზრუნველყოს მხოლოდ 800 F-მდე დაძაბულობის მნიშვნელობები. ნახშირბადოვანი ფოლადის 800 F-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ხანგრძლივმა ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს მილის კარბონიზაცია, რაც მას უფრო მყიფეს და დაზიანებისკენ მიდრეკილს ხდის. თუ მუშაობს 800 F-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, ასევე უნდა იქნას გათვალისწინებული ნახშირბადოვან ფოლადთან დაკავშირებული დაჩქარებული ცოცვის დაზიანება. მასალის ტემპერატურის ზღვრების სრული განხილვისთვის იხილეთ პუნქტი 124.
ზოგჯერ ინჟინრებს ასევე შეუძლიათ თითოეული სისტემისთვის სატესტო წნევის მითითება. 137-ე პუნქტი იძლევა დაძაბულობის ტესტირების ინსტრუქციას. როგორც წესი, ჰიდროსტატიკური ტესტირება განისაზღვრება საპროექტო წნევის 1.5-ჯერ მეტ სიმძლავრეზე; თუმცა, წნევის ტესტირების დროს მილსადენებში რგოლისებრი და გრძივი დაძაბულობები არ უნდა აღემატებოდეს 102.3.3 (B) პუნქტში მოცემული მასალის დენადობის ზღვარის 90%-ს. ზოგიერთი არასაქვაბის გარე მილსადენის სისტემისთვის, გაჟონვის ტესტირება ექსპლუატაციაში შეიძლება იყოს გაჟონვის შემოწმების უფრო პრაქტიკული მეთოდი სისტემის ნაწილების იზოლირების სირთულეების გამო, ან უბრალოდ იმიტომ, რომ სისტემის კონფიგურაცია საშუალებას იძლევა გაჟონვის მარტივი ტესტირების ჩასატარებლად საწყისი მომსახურების დროს. ვეთანხმები, ეს მისაღებია.
დიზაინის პირობების დადგენის შემდეგ, შესაძლებელია მილსადენების განსაზღვრა. პირველი, რაც უნდა გადაწყვიტოთ, არის გამოყენებული მასალის შერჩევა. როგორც ადრე აღვნიშნეთ, სხვადასხვა მასალას განსხვავებული ტემპერატურის ლიმიტი აქვს. 105-ე პუნქტი ითვალისწინებს დამატებით შეზღუდვებს სხვადასხვა მილსადენის მასალებზე. მასალის შერჩევა ასევე დამოკიდებულია სისტემის სითხეზე, როგორიცაა ნიკელის შენადნობები კოროზიული ქიმიური მილსადენების გამოყენებისას, უჟანგავი ფოლადი ინსტრუმენტის სუფთა ჰაერის მიწოდებისთვის ან ნახშირბადოვანი ფოლადი მაღალი ქრომის შემცველობით (0.1%-ზე მეტი) დინების დაჩქარებული კოროზიის თავიდან ასაცილებლად. დინების დაჩქარებული კოროზია (FAC) არის ეროზია/კოროზიის ფენომენი, რომელიც, როგორც აღმოჩნდა, იწვევს კედლების ძლიერ გათხელებას და მილების დაზიანებას ზოგიერთ ყველაზე კრიტიკულ მილსადენის სისტემაში. სანტექნიკის კომპონენტების გათხელების საკითხის სათანადოდ გაუთვალისწინებელმა განხილვამ შეიძლება და გამოიწვია სერიოზული შედეგები, მაგალითად, 2007 წელს, როდესაც KCP&L-ის IATAN ელექტროსადგურზე გახურების მილი გასკდა, რის შედეგადაც ორი მუშა დაიღუპა და მესამე მძიმედ დაშავდა.
104.1.1 პუნქტში მოცემული განტოლება 7 და განტოლება 9, შესაბამისად, განსაზღვრავს მინიმალურ საჭირო კედლის სისქეს და მაქსიმალურ შიდა საპროექტო წნევას სწორი მილისთვის, რომელიც ექვემდებარება შიდა წნევას. ამ განტოლებებში ცვლადები მოიცავს მაქსიმალურ დასაშვებ დაძაბულობას (სავალდებულო დანართ A-დან), მილის გარე დიამეტრს, მასალის ფაქტორს (როგორც ნაჩვენებია ცხრილში 104.1.2 (A)) და ნებისმიერ დამატებით სისქის დასაშვებ ზღვრებს (როგორც აღწერილია ქვემოთ). ამდენი ცვლადის გათვალისწინებით, შესაბამისი მილსადენის მასალის, ნომინალური დიამეტრის და კედლის სისქის განსაზღვრა შეიძლება იყოს განმეორებითი პროცესი, რომელიც ასევე შეიძლება მოიცავდეს სითხის სიჩქარეს, წნევის ვარდნას და მილსადენისა და ტუმბოს ხარჯებს. გამოყენების მიუხედავად, უნდა დადასტურდეს საჭირო მინიმალური კედლის სისქე.
დამატებითი სისქის შემწეობა შეიძლება დაემატოს სხვადასხვა მიზეზის, მათ შორის FAC-ის კომპენსაციისთვის. შემწეობები შეიძლება საჭირო გახდეს მექანიკური შეერთებების დასამზადებლად საჭირო ხრახნების, ჭრილების და ა.შ. მასალის მოხსნის გამო. 102.4.2 პუნქტის თანახმად, მინიმალური შემწეობა უნდა იყოს ხრახნის სიღრმეს პლუს დამუშავების ტოლერანტობა. შემწეობა ასევე შეიძლება საჭირო გახდეს დამატებითი სიმტკიცის უზრუნველსაყოფად, რათა თავიდან იქნას აცილებული მილის დაზიანება, კოლაფსი, ზედმეტი ჩამოხრა ან მოღუნვა ზედმეტად დატვირთული დატვირთვების ან 102.4.4 პუნქტში განხილული სხვა მიზეზების გამო. შემწეობები ასევე შეიძლება დაემატოს შედუღებული შეერთებების (პუნქტი 102.4.3) და იდაყვების (პუნქტი 102.4.5) გათვალისწინებით. და ბოლოს, ტოლერანტობები შეიძლება დაემატოს კოროზიის და/ან ეროზიის კომპენსაციისთვის. ამ შემწეობის სისქე დამოკიდებულია დიზაინერის შეხედულებისამებრ და უნდა შეესაბამებოდეს მილსადენის მოსალოდნელ სიცოცხლის ხანგრძლივობას 102.4.1 პუნქტის შესაბამისად.
არასავალდებულო დანართი IV იძლევა კოროზიის კონტროლის ინსტრუქციებს. დამცავი საფარი, კათოდური დაცვა და ელექტრო იზოლაცია (მაგალითად, საიზოლაციო ფლანგები) არის ჩამარხული ან ჩაძირული მილსადენების გარე კოროზიის თავიდან აცილების მეთოდები. შიდა კოროზიის თავიდან ასაცილებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოროზიის ინჰიბიტორები ან ლაინერები. ასევე, სიფრთხილეა საჭირო შესაბამისი სისუფთავის ჰიდროსტატიკური ტესტირებისთვის წყლის გამოყენებისას და, საჭიროების შემთხვევაში, ჰიდროსტატიკური ტესტირების შემდეგ მილსადენების სრულად დაცლისას.
წინა გამოთვლებისთვის საჭირო მილის კედლის მინიმალური სისქე ან გრაფიკი შეიძლება არ იყოს მუდმივი მილის დიამეტრის გასწვრივ და შეიძლება მოითხოვდეს სხვადასხვა გრაფიკის სპეციფიკაციებს სხვადასხვა დიამეტრისთვის. შესაბამისი გრაფიკი და კედლის სისქის მნიშვნელობები განსაზღვრულია ASME B36.10 შედუღებული და უნაკერო ყალბი ფოლადის მილით.
მილის მასალის დაზუსტებისა და ადრე განხილული გამოთვლების შესრულებისას მნიშვნელოვანია იმის უზრუნველყოფა, რომ გამოთვლებში გამოყენებული მაქსიმალური დასაშვები დაძაბულობის მნიშვნელობები ემთხვეოდეს მითითებულ მასალას. მაგალითად, თუ A312 304L უჟანგავი ფოლადის მილი არასწორად არის დანიშნული, როგორც A312 304 უჟანგავი ფოლადის მილი, მოცემული კედლის სისქე შეიძლება არასაკმარისი იყოს ორ მასალას შორის მაქსიმალური დასაშვები დაძაბულობის მნიშვნელობებს შორის მნიშვნელოვანი სხვაობის გამო. ანალოგიურად, მილის დამზადების მეთოდი შესაბამისად უნდა იყოს მითითებული. მაგალითად, თუ გაანგარიშებისთვის გამოიყენება უნაკერო მილის მაქსიმალური დასაშვები დაძაბულობის მნიშვნელობა, უნდა იყოს მითითებული უნაკერო მილი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მწარმოებელმა/ინსტალატორმა შეიძლება შემოგთავაზოთ შედუღებული მილები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს კედლის არასაკმარისი სისქე მაქსიმალური დასაშვები დაძაბულობის მნიშვნელობების დაბალი დონის გამო.
მაგალითად, დავუშვათ, რომ მილსადენის საპროექტო ტემპერატურაა 300 F და საპროექტო წნევა 1,200 psig.2″ და 3″. გამოყენებული იქნება ნახშირბადოვანი ფოლადის (A53 Grade B უნაკერო) მავთული. განსაზღვრეთ შესაბამისი მილსადენის გეგმა, რომელიც აკმაყოფილებს ASME B31.1 განტოლების 9 მოთხოვნებს. პირველ რიგში, ახსნილია საპროექტო პირობები:
შემდეგ, ცხრილი A-1-ის მიხედვით, განსაზღვრეთ A53 Grade B-სთვის მაქსიმალური დასაშვები დაძაბულობის მნიშვნელობები ზემოთ მოცემულ საპროექტო ტემპერატურებზე. გაითვალისწინეთ, რომ უნაკერო მილის მნიშვნელობა გამოიყენება, რადგან უნაკერო მილი მითითებულია:
ასევე უნდა დაემატოს სისქის დასაშვები ნორმა. ამ გამოყენებისთვის გათვალისწინებულია 1/16 ინჩი. კოროზიის დასაშვები ნორმა გათვალისწინებულია. ცალკე დაფქვის ტოლერანტობა მოგვიანებით დაემატება.
3 ინჩი. ჯერ მილი იქნება მითითებული. გრაფიკი 40 მილის და 12.5% ​​დაფქვის ტოლერანტობის გათვალისწინებით, გამოთვალეთ მაქსიმალური წნევა:
ზემოთ მითითებულ საპროექტო პირობებში, 3 ინჩიანი მილისთვის, გრაფიკი 40 დამაკმაყოფილებელია. შემდეგ, შეამოწმეთ 2 ინჩი. მილსადენი იყენებს იგივე ვარაუდებს:
2 ინჩი. ზემოთ მითითებული დიზაინის პირობების მიხედვით, მილსადენს დასჭირდება უფრო სქელი კედლის სისქე, ვიდრე გრაფიკი 40. სცადეთ 2 ინჩი. გრაფიკი 80 მილები:
მიუხედავად იმისა, რომ მილის კედლის სისქე ხშირად წნევის დიზაინში შემზღუდველი ფაქტორია, მაინც მნიშვნელოვანია იმის გადამოწმება, რომ გამოყენებული ფიტინგები, კომპონენტები და შეერთებები შესაფერისია მითითებული დიზაინის პირობებისთვის.
ზოგადი წესის თანახმად, 104.2, 104.7.1, 106 და 107 პუნქტების შესაბამისად, ყველა სარქველი, ფიტინგები და სხვა წნევის შემცველი კომპონენტი, რომელიც დამზადებულია ცხრილ 126.1-ში ჩამოთვლილი სტანდარტების შესაბამისად, უნდა ჩაითვალოს გამოსაყენებლად ნორმალური მუშაობის პირობებში ან .-ში მითითებული წნევა-ტემპერატურის სტანდარტებზე დაბალი მაჩვენებლებით. მომხმარებლებმა უნდა იცოდნენ, რომ თუ გარკვეული სტანდარტები ან მწარმოებლები შეიძლება დააწესონ უფრო მკაცრი შეზღუდვები ნორმალური მუშაობისგან გადახრებზე, ვიდრე ASME B31.1-ში მითითებულია, მაშინ გამოყენებული იქნება უფრო მკაცრი შეზღუდვები.
მილების გადაკვეთებზე რეკომენდებულია ცხრილი 126.1-ში ჩამოთვლილი სტანდარტების შესაბამისად დამზადებული T-ების, განივი მილების, ჯვარედინი მილების, განშტოებული შედუღებული შეერთებების და ა.შ. გამოყენება. ზოგიერთ შემთხვევაში, მილსადენების გადაკვეთებზე შეიძლება საჭირო გახდეს განშტოების უნიკალური შეერთებები. პუნქტი 104.3.1 ითვალისწინებს განშტოებების შეერთებებთან დაკავშირებულ დამატებით მოთხოვნებს იმის უზრუნველსაყოფად, რომ მილსადენის მასალა საკმარისი იყოს წნევის გასაძლებლად.
დიზაინის გამარტივების მიზნით, დიზაინერს შეუძლია აირჩიოს დიზაინის პირობების უფრო მაღალი დაყენება, რათა დააკმაყოფილოს გარკვეული წნევის კლასის (მაგ. ASME კლასი 150, 300 და ა.შ.) ფლანგის ნომინალური მაჩვენებელი, როგორც ეს განსაზღვრულია ASME B16 .5 მილების ფლანგები და ფლანგის შეერთებები, ან ცხრილ 126.1-ში ჩამოთვლილი მსგავსი სტანდარტებით, კონკრეტული მასალებისთვის. ეს მისაღებია, თუ ეს არ იწვევს კედლის სისქის ან სხვა კომპონენტების დიზაინის ზედმეტ ზრდას.
მილსადენების დიზაინის მნიშვნელოვანი ნაწილია იმის უზრუნველყოფა, რომ მილსადენების სისტემის სტრუქტურული მთლიანობა შენარჩუნდეს წნევის, ტემპერატურისა და გარე ძალების ზემოქმედების შემდეგ. სისტემის სტრუქტურული მთლიანობა ხშირად უგულებელყოფილია დიზაინის პროცესში და, თუ კარგად არ შესრულდება, შეიძლება იყოს დიზაინის ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული ნაწილი. სტრუქტურული მთლიანობა ძირითადად ორ ადგილას არის განხილული, პუნქტი 104.8: მილსადენის კომპონენტების ანალიზი და პუნქტი 119: გაფართოება და მოქნილობა.
104.8 პუნქტში ჩამოთვლილია ძირითადი კოდის ფორმულები, რომლებიც გამოიყენება იმის დასადგენად, აღემატება თუ არა მილსადენის სისტემა კოდით დაშვებულ დაძაბულობას. ეს კოდის განტოლებები ჩვეულებრივ მოიხსენიება, როგორც უწყვეტი დატვირთვები, შემთხვევითი დატვირთვები და გადაადგილების დატვირთვები. მდგრადი დატვირთვა არის წნევისა და წონის გავლენა მილსადენის სისტემაზე. შემთხვევითი დატვირთვებია უწყვეტი დატვირთვები პლუს შესაძლო ქარის დატვირთვები, სეისმური დატვირთვები, რელიეფის დატვირთვები და სხვა მოკლევადიანი დატვირთვები. ვარაუდობენ, რომ გამოყენებული თითოეული შემთხვევითი დატვირთვა ერთდროულად არ იმოქმედებს სხვა შემთხვევით დატვირთვებზე, ამიტომ ანალიზის დროს თითოეული შემთხვევითი დატვირთვა იქნება ცალკე დატვირთვის შემთხვევა. გადაადგილების დატვირთვები არის თერმული ზრდის, აღჭურვილობის გადაადგილების ან ნებისმიერი სხვა გადაადგილების დატვირთვის შედეგები.
119-ე პუნქტში განხილულია, თუ როგორ უნდა გავუმკლავდეთ მილსადენების სისტემებში მილების გაფართოებას და მოქნილობას და როგორ განვსაზღვროთ რეაქტიული დატვირთვები. მილსადენების სისტემების მოქნილობა ხშირად ყველაზე მნიშვნელოვანია აღჭურვილობის შეერთებებში, რადგან აღჭურვილობის შეერთებების უმეტესობას შეუძლია გაუძლოს მხოლოდ შეერთების წერტილში გამოყენებული ძალისა და მომენტის მინიმალურ რაოდენობას. უმეტეს შემთხვევაში, მილსადენების სისტემის თერმული ზრდა ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს რეაქციის დატვირთვაზე, ამიტომ მნიშვნელოვანია სისტემაში თერმული ზრდის შესაბამისად კონტროლი.
მილსადენების სისტემის მოქნილობის გათვალისწინებით და სისტემის სათანადოდ დამაგრების უზრუნველსაყოფად, კარგი პრაქტიკაა ფოლადის მილების დამაგრება ცხრილი 121.5-ის შესაბამისად. თუ დიზაინერი ცდილობს დააკმაყოფილოს ამ ცხრილში მითითებული სტანდარტული საყრდენი მანძილი, ის სამ რამეს აღწევს: მინიმუმამდე ამცირებს საკუთარი წონის გადახრას, ამცირებს მდგრად დატვირთვებს და ზრდის გადაადგილების დატვირთვებისთვის ხელმისაწვდომ სტრესს. თუ დიზაინერი საყრდენს ცხრილი 121.5-ის შესაბამისად განათავსებს, ეს, როგორც წესი, მილის საყრდენებს შორის საკუთარი წონის გადახრის ან ჩამოხრის 1/8 ინჩზე ნაკლებს გამოიწვევს. საკუთარი წონის გადახრის მინიმიზაცია ხელს უწყობს ორთქლის ან გაზის გადამცემ მილებში კონდენსაციის ალბათობის შემცირებას. ცხრილი 121.5-ში მოცემული დაშორების რეკომენდაციების დაცვა ასევე საშუალებას აძლევს დიზაინერს შეამციროს მილსადენებში მდგრადი სტრესი კოდის უწყვეტი დასაშვები მნიშვნელობის დაახლოებით 50%-მდე. განტოლება 1B-ის მიხედვით, გადაადგილების დატვირთვებისთვის დასაშვები სტრესი უკუპროპორციულია მდგრად დატვირთვებთან. ამიტომ, მდგრადი დატვირთვის მინიმიზაციით, გადაადგილების სტრესის ტოლერანტობა შეიძლება მაქსიმალურად გაიზარდოს. მილების საყრდენებისთვის რეკომენდებული მანძილი ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში.
იმის უზრუნველსაყოფად, რომ მილსადენის სისტემის რეაქციის დატვირთვები სწორად არის გათვალისწინებული და კოდის დაძაბულობები დაკმაყოფილებულია, გავრცელებული მეთოდია სისტემის მილსადენის დაძაბულობის კომპიუტერული ანალიზის ჩატარება. ხელმისაწვდომია მილსადენის დაძაბულობის ანალიზის რამდენიმე განსხვავებული პროგრამული პაკეტი, როგორიცაა Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex ან სხვა კომერციულად ხელმისაწვდომი პაკეტი. მილსადენის დაძაბულობის კომპიუტერული ანალიზის გამოყენების უპირატესობა ის არის, რომ ის საშუალებას აძლევს დიზაინერს შექმნას მილსადენის სისტემის სასრული ელემენტების მოდელი მარტივი გადამოწმებისთვის და კონფიგურაციაში საჭირო ცვლილებების შეტანის შესაძლებლობისთვის. სურათი 4 გვიჩვენებს მილსადენის მონაკვეთის მოდელირებისა და ანალიზის მაგალითს.
ახალი სისტემის დიზაინის შექმნისას, სისტემის დიზაინერები, როგორც წესი, მიუთითებენ, რომ ყველა მილსადენი და კომპონენტი უნდა იყოს დამზადებული, შედუღებული, აწყობილი და ა.შ. გამოყენებული კოდის მოთხოვნების შესაბამისად. თუმცა, ზოგიერთი რეტროფიტის ან სხვა გამოყენებისას, შესაძლოა სასარგებლო იყოს დანიშნული ინჟინრისთვის გარკვეული წარმოების ტექნიკის შესახებ ხელმძღვანელობის მიცემა, როგორც ეს აღწერილია V თავში.
რეტროფიტის აპლიკაციებში ხშირად გვხვდება შედუღების წინასწარი გაცხელება (პუნქტი 131) და შედუღების შემდგომი თერმული დამუშავება (პუნქტი 132). სხვა სარგებელთან ერთად, ეს თერმული დამუშავება გამოიყენება სტრესის შესამსუბუქებლად, ბზარების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად და შედუღების სიმტკიცის გასაზრდელად. შედუღებამდე და შედუღების შემდგომ თერმული დამუშავების მოთხოვნებზე მოქმედი ფაქტორები მოიცავს, მაგრამ არ შემოიფარგლება მხოლოდ შემდეგით: P რიცხვის დაჯგუფება, მასალის ქიმია და მასალის სისქე შესადუღებელ შეერთებაზე. სავალდებულო დანართ A-ში ჩამოთვლილ თითოეულ მასალას აქვს მინიჭებული P ნომერი. წინასწარი გაცხელებისთვის, პუნქტი 131 განსაზღვრავს მინიმალურ ტემპერატურას, რომელზეც ძირითადი ლითონი უნდა გაცხელდეს შედუღებამდე. PWHT-სთვის, ცხრილი 132 იძლევა შედუღების ზონის შენარჩუნების ტემპერატურის დიაპაზონს და დროის ხანგრძლივობას. გათბობისა და გაგრილების სიჩქარე, ტემპერატურის გაზომვის მეთოდები, გათბობის ტექნიკა და სხვა პროცედურები მკაცრად უნდა შეესაბამებოდეს კოდექსში მითითებულ მითითებებს. შედუღებულ ფართობზე მოულოდნელი უარყოფითი ეფექტები შეიძლება მოხდეს სათანადო თერმული დამუშავების შეუსრულებლობის გამო.
წნევით მომუშავე მილსადენების სისტემებში კიდევ ერთი პოტენციური შეშფოთების სფეროა მილების მოხრა. მილების მოხრამ შეიძლება გამოიწვიოს კედლის გათხელება, რაც იწვევს კედლის არასაკმარის სისქეს. 102.4.5 პუნქტის თანახმად, კოდი მოხრას უშვებს მანამ, სანამ კედლის მინიმალური სისქე აკმაყოფილებს იმავე ფორმულას, რომელიც გამოიყენება სწორი მილის მინიმალური კედლის სისქის გამოსათვლელად. როგორც წესი, კედლის სისქის გათვალისწინებით ემატება შემწეობა. ცხრილი 102.4.5 იძლევა მოხრის შემცირების რეკომენდებულ შემწეობებს სხვადასხვა მოხრის რადიუსისთვის. მოხრას ასევე შეიძლება დასჭირდეს წინასწარი და/ან მოხრის შემდგომი თერმული დამუშავება. 129-ე პუნქტი იძლევა ინსტრუქციებს იდაყვების დამზადების შესახებ.
ბევრი წნევის მილსადენის სისტემისთვის აუცილებელია დამცავი ან შემშვები სარქვლის დამონტაჟება სისტემაში ზედმეტი წნევის თავიდან ასაცილებლად. ამ აპლიკაციებისთვის, დამატებითი დანართი II: დამცავი სარქვლის დამონტაჟების დიზაინის წესები ძალიან ღირებული, მაგრამ ზოგჯერ ნაკლებად ცნობილი რესურსია.
II-1.2 პუნქტის შესაბამისად, დამცავი სარქველები ხასიათდება სრულად გახსნის ფუნქციით გაზის ან ორთქლის მომსახურებისთვის, ხოლო დამცავი სარქველები იხსნება ზედა დინების სტატიკურ წნევასთან მიმართებაში და ძირითადად გამოიყენება სითხის მომსახურებისთვის.
დამცავი სარქვლის ბლოკები ხასიათდება იმით, თუ ისინი ღია თუ დახურული გამომშვები სისტემებია. ღია გამონაბოლქვის შემთხვევაში, დამცავი სარქვლის გამოსასვლელთან არსებული იდაყვი, როგორც წესი, გამონაბოლქვი მილში ატმოსფეროში გამოიდევნება. როგორც წესი, ეს იწვევს უკუწნევის შემცირებას. თუ გამონაბოლქვი მილში საკმარისი უკუწნევა იქმნება, გამონაბოლქვი აირის ნაწილი შეიძლება გამოდევნდეს ან უკუჩაირეცხოს გამონაბოლქვი მილის შესასვლელი ბოლოდან. გამონაბოლქვი მილის ზომა საკმარისად დიდი უნდა იყოს უკუცემის თავიდან ასაცილებლად. დახურული ვენტილაციის გამოყენებისას, წნევა გროვდება გამშვები სარქვლის გამოსასვლელში ჰაერის შეკუმშვის გამო, რაც პოტენციურად იწვევს წნევის ტალღების გავრცელებას. II-2.2.2 პუნქტში რეკომენდებულია, რომ დახურული გამომშვები მილის საპროექტო წნევა იყოს მინიმუმ ორჯერ მეტი, ვიდრე სტაბილური მდგომარეობის სამუშაო წნევა. ნახაზი 5 და 6 აჩვენებს დამცავი სარქვლის მონტაჟს, შესაბამისად, ღია და დახურული.
დამცავი სარქვლის დამონტაჟება შეიძლება ექვემდებარებოდეს სხვადასხვა ძალებს, როგორც ეს შეჯამებულია II-2 პუნქტში. ეს ძალები მოიცავს თერმული გაფართოების ეფექტებს, ერთდროულად რამდენიმე გამშვები სარქვლის ურთიერთქმედებას, სეისმურ და/ან ვიბრაციულ ეფექტებს და წნევის ეფექტებს წნევის განმუხტვის მოვლენების დროს. მიუხედავად იმისა, რომ დამცავი სარქვლის გამოსასვლელამდე საპროექტო წნევა უნდა შეესაბამებოდეს ქვედა მილის საპროექტო წნევას, გამშვები სისტემის საპროექტო წნევა დამოკიდებულია გამშვები სისტემის კონფიგურაციასა და დამცავი სარქვლის მახასიათებლებზე. II-2.2 პუნქტში მოცემულია განტოლებები გამშვების იდაყვზე, გამშვები მილის შესასვლელსა და გამშვები მილის გამოსასვლელში წნევისა და სიჩქარის დასადგენად ღია და დახურული გამშვები სისტემებისთვის. ამ ინფორმაციის გამოყენებით, შესაძლებელია გამონაბოლქვი სისტემის სხვადასხვა წერტილში რეაქციის ძალების გამოთვლა და აღრიცხვა.
ღია განმუხტვის გამოყენების მაგალითი მოცემულია II-7 პარაგრაფში. არსებობს სხვა მეთოდებიც ნაკადის მახასიათებლების გამოსათვლელად გამტარი სარქვლის განმუხტვის სისტემებში და მკითხველს ეძლევა გაფრთხილება, გადაამოწმოს, რომ გამოყენებული მეთოდი საკმარისად კონსერვატიულია. ერთ-ერთი ასეთი მეთოდი აღწერილია GS Liao-ს მიერ ნაშრომში „ელექტროსადგურის უსაფრთხოება და წნევის გამტარი სარქვლის გამონაბოლქვი ჯგუფის ანალიზი“, რომელიც გამოქვეყნდა ASME-ს მიერ ელექტროტექნიკის ჟურნალში, 1975 წლის ოქტომბერში.
შემშვები სარქველი უნდა განთავსდეს სწორი მილის მინიმალური დაშორებით ნებისმიერი მოსახვევიდან. ეს მინიმალური მანძილი დამოკიდებულია სისტემის მომსახურებასა და გეომეტრიაზე, როგორც ეს განსაზღვრულია II-5.2.1 პუნქტში. მრავალი შემშვები სარქველის მქონე დანადგარების შემთხვევაში, სარქვლის განშტოების შეერთებების რეკომენდებული მანძილი დამოკიდებულია განშტოებისა და მომსახურების მილსადენების რადიუსზე, როგორც ეს ნაჩვენებია ცხრილი D-1-ის შენიშვნაში (10)(გ). II-5.7.1 პუნქტის შესაბამისად, შესაძლოა საჭირო გახდეს შემშვები სარქვლის გამონადენებთან განლაგებული მილსადენების საყრდენების მიერთება მოქმედ მილსადენებთან და არა მიმდებარე სტრუქტურებთან, რათა მინიმუმამდე იქნას დაყვანილი თერმული გაფართოებისა და სეისმური ურთიერთქმედების ეფექტები. დამცავი სარქვლის შეკრებების დიზაინში ამ და სხვა დიზაინის მოსაზრებების შეჯამება შეგიძლიათ იხილოთ II-5 პუნქტში.
ცხადია, ამ სტატიის ფარგლებში შეუძლებელია ASME B31-ის ყველა დიზაინის მოთხოვნის დაფარვა. თუმცა, ნებისმიერი დანიშნული ინჟინერი, რომელიც ჩართულია წნევის მილსადენების სისტემის დიზაინში, სულ მცირე, უნდა იცნობდეს ამ დიზაინის კოდს. იმედია, ზემოთ მოცემული ინფორმაციის წყალობით, მკითხველი ASME B31-ს უფრო ღირებულ და ხელმისაწვდომ რესურსად მიიჩნევს.
მონტე კ. ენგელკემიერი „სტენლი კონსულტანტსში“ პროექტის ხელმძღვანელია. ენგელკემიერი აიოვას საინჟინრო საზოგადოების, NSPE-სა და ASME-ს წევრია და B31.1 ელექტრო მილსადენების კოდექსის კომიტეტისა და ქვეკომიტეტის წევრია. მას 12 წელზე მეტი პრაქტიკული გამოცდილება აქვს მილსადენების სისტემის განლაგებაში, დიზაინში, სამაგრების შეფასებასა და დაძაბულობის ანალიზში. მეტ უილკი „სტენლი კონსულტანტსში“ მექანიკური ინჟინერია. მას 6 წელზე მეტი პროფესიული გამოცდილება აქვს მილსადენების სისტემების დიზაინში სხვადასხვა კომუნალური, მუნიციპალური, ინსტიტუციური და სამრეწველო კლიენტებისთვის და არის ASME-სა და აიოვას საინჟინრო საზოგადოების წევრი.
გაქვთ გამოცდილება და ექსპერტიზა ამ კონტენტში განხილულ თემებთან დაკავშირებით? უნდა განიხილოთ ჩვენი CFE Media-ს სარედაქციო გუნდში წვლილის შეტანა და მიიღოთ თქვენთვის და თქვენი კომპანიისთვის დამსახურებული აღიარება. პროცესის დასაწყებად დააწკაპუნეთ აქ.