प्रेशर पाईपिंग सिस्टीम डिझाइन करताना, नियुक्त करणारा अभियंता अनेकदा हे निर्दिष्ट करेल की सिस्टम पाईपिंग ASME B31 प्रेशर पाईपिंग कोडच्या एक किंवा अधिक भागांशी सुसंगत असावी. पाईपिंग सिस्टीम डिझाइन करताना अभियंते कोड आवश्यकतांचे योग्यरित्या पालन कसे करतात?
प्रथम, अभियंत्याने कोणते डिझाइन स्पेसिफिकेशन निवडायचे हे ठरवावे. प्रेशर पाईपिंग सिस्टीमसाठी, हे ASME B31 पर्यंत मर्यादित नाही. ASME, ANSI, NFPA किंवा इतर प्रशासकीय संस्थांद्वारे जारी केलेले इतर कोड प्रकल्प स्थान, अर्ज इत्यादींद्वारे नियंत्रित केले जाऊ शकतात. ASME B31 मध्ये, सध्या सात स्वतंत्र विभाग प्रभावी आहेत.
ASME B31.1 इलेक्ट्रिकल पाईपिंग: या विभागात पॉवर स्टेशन, औद्योगिक आणि संस्थात्मक प्लांट्स, भूऔष्णिक हीटिंग सिस्टम आणि मध्यवर्ती आणि जिल्हा हीटिंग आणि कूलिंग सिस्टममधील पाईपिंग समाविष्ट आहेत. यामध्ये ASME सेक्शन I बॉयलर स्थापित करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या बॉयलर बाह्य आणि नॉन-बॉयलर बाह्य पाईपिंगचा समावेश आहे. हा विभाग ASME बॉयलर आणि प्रेशर व्हेसल कोड, काही कमी दाबाचे हीटिंग आणि कूलिंग डिस्ट्रिब्यूशन पाईपिंग आणि ASME B31.1 च्या परिच्छेद 100.1.3 मध्ये वर्णन केलेल्या इतर विविध प्रणालींमध्ये समाविष्ट असलेल्या उपकरणांना लागू होत नाही. ASME B31.1 ची उत्पत्ती 1920 च्या दशकात शोधली जाऊ शकते, पहिली अधिकृत आवृत्ती 1935 मध्ये प्रकाशित झाली. लक्षात ठेवा की परिशिष्टांसह पहिली आवृत्ती 30 पृष्ठांपेक्षा कमी होती आणि सध्याची आवृत्ती 300 पृष्ठांपेक्षा जास्त लांब आहे.
ASME B31.3 प्रक्रिया पाईपिंग: या विभागात रिफायनरीजमधील पाईपिंग; रासायनिक, औषधनिर्माण, कापड, कागद, अर्धवाहक आणि क्रायोजेनिक प्लांट्स; आणि संबंधित प्रक्रिया संयंत्रे आणि टर्मिनल्स समाविष्ट आहेत. हा विभाग ASME B31.1 सारखाच आहे, विशेषतः सरळ पाईपसाठी किमान भिंतीची जाडी मोजताना. हा विभाग मूळतः B31.1 चा भाग होता आणि 1959 मध्ये पहिल्यांदा स्वतंत्रपणे प्रसिद्ध झाला.
द्रव आणि स्लरीसाठी ASME B31.4 पाइपलाइन वाहतूक प्रणाली: या विभागात प्लांट आणि टर्मिनल्स दरम्यान आणि टर्मिनल्समध्ये, पंपिंग, कंडिशनिंग आणि मीटरिंग स्टेशनमध्ये प्रामुख्याने द्रव उत्पादने वाहतूक करणाऱ्या पाईपिंगचा समावेश आहे. हा विभाग मूळतः B31.1 चा भाग होता आणि 1959 मध्ये पहिल्यांदा स्वतंत्रपणे प्रसिद्ध झाला.
ASME B31.5 रेफ्रिजरेशन पाईपिंग आणि उष्णता हस्तांतरण घटक: या विभागात रेफ्रिजरंट्स आणि दुय्यम शीतलकांसाठी पाईपिंगचा समावेश आहे. हा भाग मूळतः B31.1 चा भाग होता आणि पहिल्यांदा 1962 मध्ये स्वतंत्रपणे प्रसिद्ध झाला.
ASME B31.8 गॅस ट्रान्समिशन आणि डिस्ट्रिब्युशन पाईपिंग सिस्टीम: यामध्ये कंप्रेसर, कंडिशनिंग आणि मीटरिंग स्टेशनसह स्त्रोत आणि टर्मिनल्स दरम्यान प्रामुख्याने वायू उत्पादने वाहून नेण्यासाठी पाईपिंग आणि गॅस गॅदरिंग पाईपिंगचा समावेश आहे. हा विभाग मूळतः B31.1 चा भाग होता आणि 1955 मध्ये पहिल्यांदा स्वतंत्रपणे रिलीज करण्यात आला.
ASME B31.9 बिल्डिंग सर्व्हिसेस पाईपिंग: या विभागात सामान्यतः औद्योगिक, संस्थात्मक, व्यावसायिक आणि सार्वजनिक इमारतींमध्ये आढळणाऱ्या पाईपिंगचा समावेश आहे; आणि ASME B31.1 मध्ये समाविष्ट केलेल्या आकार, दाब आणि तापमान श्रेणींची आवश्यकता नसलेल्या बहु-युनिट निवासस्थानांचा समावेश आहे. हा विभाग ASME B31.1 आणि B31.3 सारखाच आहे, परंतु कमी रूढीवादी आहे (विशेषतः किमान भिंतीची जाडी मोजताना) आणि कमी तपशील समाविष्ट आहे. ASME B31.9 परिच्छेद 900.1.2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे ते कमी दाब, कमी तापमान अनुप्रयोगांपुरते मर्यादित आहे. हे प्रथम 1982 मध्ये प्रकाशित झाले होते.
ASME B31.12 हायड्रोजन पाईपिंग आणि पाईपिंग: या विभागात वायू आणि द्रव हायड्रोजन सेवेतील पाईपिंग आणि वायूयुक्त हायड्रोजन सेवेतील पाईपिंग समाविष्ट आहे. हा विभाग प्रथम २००८ मध्ये प्रकाशित झाला होता.
कोणता डिझाइन कोड वापरायचा हे शेवटी मालकावर अवलंबून आहे. ASME B31 च्या प्रस्तावनेत म्हटले आहे की, "प्रस्तावित पाईपिंग स्थापनेशी सर्वात जवळचा कोड विभाग निवडण्याची जबाबदारी मालकाची आहे." काही प्रकरणांमध्ये, "इंस्टॉलेशनच्या वेगवेगळ्या विभागांना अनेक कोड विभाग लागू होऊ शकतात."
ASME B31.1 ची २०१२ ची आवृत्ती पुढील चर्चेसाठी प्राथमिक संदर्भ म्हणून काम करेल. या लेखाचा उद्देश नियुक्त अभियंत्यांना ASME B31 अनुरूप प्रेशर पाइपिंग सिस्टम डिझाइन करण्याच्या काही मुख्य चरणांमधून मार्गदर्शन करणे आहे. ASME B31.1 च्या मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन केल्याने सामान्य सिस्टम डिझाइनचे चांगले प्रतिनिधित्व होते. ASME B31.3 किंवा B31.9 चे पालन केल्यास समान डिझाइन पद्धती वापरल्या जातात. ASME B31 चा उर्वरित भाग अरुंद अनुप्रयोगांमध्ये वापरला जातो, प्रामुख्याने विशिष्ट प्रणाली किंवा अनुप्रयोगांसाठी, आणि त्याबद्दल अधिक चर्चा केली जाणार नाही. डिझाइन प्रक्रियेतील प्रमुख चरण येथे हायलाइट केले जातील, परंतु ही चर्चा संपूर्ण नाही आणि सिस्टम डिझाइन दरम्यान संपूर्ण कोड नेहमीच संदर्भित केला पाहिजे. मजकूराचे सर्व संदर्भ ASME B31.1 चा संदर्भ घेतात जोपर्यंत अन्यथा सांगितले जात नाही.
योग्य कोड निवडल्यानंतर, सिस्टम डिझायनरने कोणत्याही सिस्टम-विशिष्ट डिझाइन आवश्यकतांचे पुनरावलोकन देखील केले पाहिजे. परिच्छेद १२२ (भाग ६) इलेक्ट्रिकल पाईपिंग अनुप्रयोगांमध्ये सामान्यतः आढळणाऱ्या सिस्टमशी संबंधित डिझाइन आवश्यकता प्रदान करते, जसे की स्टीम, फीडवॉटर, ब्लोडाउन आणि ब्लोडाउन, इन्स्ट्रुमेंटेशन पाईपिंग आणि प्रेशर रिलीफ सिस्टम. ASME B31.3 मध्ये ASME B31.1 सारखेच परिच्छेद आहेत, परंतु कमी तपशीलांसह. परिच्छेद १२२ मधील विचारांमध्ये सिस्टम-विशिष्ट दाब आणि तापमान आवश्यकता तसेच बॉयलर बॉडी, बॉयलर बाह्य पाईपिंग आणि ASME विभाग I बॉयलर पाईपिंगशी जोडलेल्या नॉन-बॉयलर बाह्य पाईपिंग दरम्यान रेखाटलेल्या विविध अधिकारक्षेत्रीय मर्यादांचा समावेश आहे. व्याख्या. आकृती २ ड्रम बॉयलरच्या या मर्यादा दर्शविते.
सिस्टम डिझायनरने सिस्टम कोणत्या दाब आणि तापमानावर चालेल आणि सिस्टम कोणत्या परिस्थिती पूर्ण करण्यासाठी डिझाइन केली पाहिजे हे निश्चित केले पाहिजे.
परिच्छेद १०१.२ नुसार, अंतर्गत डिझाइन प्रेशर पाईपिंग सिस्टममधील कमाल सतत कार्यरत दाब (MSOP) पेक्षा कमी नसावा, ज्यामध्ये स्टॅटिक हेडचा प्रभाव देखील समाविष्ट आहे. बाह्य दाबाच्या अधीन असलेल्या पाईपिंगची रचना ऑपरेटिंग, शटडाउन किंवा चाचणी परिस्थितीत अपेक्षित कमाल भिन्न दाबासाठी केली पाहिजे. याव्यतिरिक्त, पर्यावरणीय परिणामांचा विचार करणे आवश्यक आहे. परिच्छेद १०१.४ नुसार, जर द्रव थंड केल्याने पाईपमधील दाब वातावरणीय दाबापेक्षा कमी होण्याची शक्यता असेल, तर पाईप बाह्य दाब सहन करण्यासाठी डिझाइन केले पाहिजे किंवा व्हॅक्यूम तोडण्यासाठी उपाययोजना केल्या पाहिजेत. द्रव विस्तारामुळे दाब वाढू शकतो अशा परिस्थितीत, पाईपिंग सिस्टम वाढलेल्या दाब सहन करण्यासाठी डिझाइन केले पाहिजेत किंवा अतिरिक्त दाब कमी करण्यासाठी उपाययोजना केल्या पाहिजेत.
कलम १०१.३.२ पासून, पाईपिंग डिझाइनसाठी धातूचे तापमान अपेक्षित जास्तीत जास्त शाश्वत परिस्थितीचे प्रतिनिधित्व करेल. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, सामान्यतः असे गृहीत धरले जाते की धातूचे तापमान द्रव तापमानाच्या बरोबरीचे असते. इच्छित असल्यास, बाह्य भिंतीचे तापमान माहित असेल तोपर्यंत सरासरी धातूचे तापमान वापरले जाऊ शकते. सर्वात वाईट तापमान परिस्थिती लक्षात घेतली जाईल याची खात्री करण्यासाठी उष्णता विनिमयकर्त्यांद्वारे किंवा ज्वलन उपकरणांमधून काढलेल्या द्रवपदार्थांकडे देखील विशेष लक्ष दिले पाहिजे.
बहुतेकदा, डिझाइनर जास्तीत जास्त कामकाजाच्या दाबात आणि/किंवा तापमानात सुरक्षा मार्जिन जोडतात. मार्जिनचा आकार वापरावर अवलंबून असतो. डिझाइन तापमान निश्चित करताना सामग्रीच्या मर्यादा विचारात घेणे देखील महत्त्वाचे आहे. उच्च डिझाइन तापमान (७५० फॅरनहाइट पेक्षा जास्त) निर्दिष्ट करण्यासाठी अधिक मानक कार्बन स्टीलऐवजी मिश्रधातूच्या सामग्रीचा वापर आवश्यक असू शकतो. अनिवार्य परिशिष्ट A मधील ताण मूल्ये प्रत्येक सामग्रीसाठी परवानगी असलेल्या तापमानासाठीच प्रदान केली आहेत. उदाहरणार्थ, कार्बन स्टील फक्त ८०० फॅरनहाइट पर्यंत ताण मूल्ये प्रदान करू शकते. ८०० फॅरनहाइट पेक्षा जास्त तापमानात कार्बन स्टीलचा दीर्घकाळ संपर्क पाईप कार्बनाइज होऊ शकतो, ज्यामुळे ते अधिक ठिसूळ आणि बिघाड होण्याची शक्यता असते. ८०० फॅरनहाइट पेक्षा जास्त काम करत असल्यास, कार्बन स्टीलशी संबंधित प्रवेगक क्रिप नुकसान देखील विचारात घेतले पाहिजे. सामग्री तापमान मर्यादांच्या संपूर्ण चर्चेसाठी परिच्छेद १२४ पहा.
कधीकधी अभियंते प्रत्येक प्रणालीसाठी चाचणी दाब देखील निर्दिष्ट करू शकतात. परिच्छेद १३७ ताण चाचणीसाठी मार्गदर्शन प्रदान करते. सामान्यतः, हायड्रोस्टॅटिक चाचणी डिझाइन दाबाच्या १.५ पट निर्दिष्ट केली जाईल; तथापि, दाब चाचणी दरम्यान पाईपिंगमधील हुप आणि अनुदैर्ध्य ताण परिच्छेद १०२.३.३ (ब) मध्ये सामग्रीच्या उत्पन्न शक्तीच्या ९०% पेक्षा जास्त नसावेत. काही नॉन-बॉयलर बाह्य पाइपिंग सिस्टमसाठी, सिस्टमच्या भागांना वेगळे करण्यात अडचणींमुळे किंवा सिस्टम कॉन्फिगरेशन सुरुवातीच्या सेवेदरम्यान साध्या गळती चाचणीसाठी परवानगी देते म्हणून इन-सर्व्हिस लीक चाचणी ही गळती तपासण्याची अधिक व्यावहारिक पद्धत असू शकते. सहमत आहे, हे स्वीकार्य आहे.
एकदा डिझाइनची परिस्थिती स्थापित झाली की, पाईपिंग निर्दिष्ट करता येते. सर्वप्रथम कोणती सामग्री वापरायची हे ठरवायचे आहे. आधी सांगितल्याप्रमाणे, वेगवेगळ्या सामग्रीच्या तापमान मर्यादा वेगवेगळ्या असतात. परिच्छेद १०५ विविध पाईपिंग सामग्रीवर अतिरिक्त निर्बंध प्रदान करतो. सामग्रीची निवड सिस्टम फ्लुइडवर देखील अवलंबून असते, जसे की संक्षारक रासायनिक पाईपिंग अनुप्रयोगांमध्ये निकेल मिश्रधातू, स्वच्छ उपकरण हवा देण्यासाठी स्टेनलेस स्टील किंवा प्रवाह प्रवेगक गंज रोखण्यासाठी उच्च क्रोमियम सामग्री (०.१% पेक्षा जास्त) असलेले कार्बन स्टील. फ्लो एक्सीलरेटेड गंज (FAC) ही एक धूप/गंज घटना आहे जी काही सर्वात महत्वाच्या पाईपिंग सिस्टममध्ये भिंतीचे गंभीर पातळ होणे आणि पाईप बिघाड होण्यास कारणीभूत असल्याचे दर्शविले गेले आहे. प्लंबिंग घटकांच्या पातळ होण्याचा योग्यरित्या विचार न केल्यास गंभीर परिणाम होऊ शकतात आणि झाले आहेत, जसे की २००७ मध्ये जेव्हा केसीपी अँड एलच्या आयएटीएएन पॉवर स्टेशनवरील डिसुपरहीटिंग पाईप फुटला, ज्यामध्ये दोन कामगारांचा मृत्यू झाला आणि तिसरा गंभीर जखमी झाला.
परिच्छेद १०४.१.१ मधील समीकरण ७ आणि समीकरण ९ हे सरळ पाईपसाठी अंतर्गत दाबाच्या अधीन असलेल्या अनुक्रमे किमान आवश्यक भिंतीची जाडी आणि कमाल अंतर्गत डिझाइन दाब परिभाषित करतात. या समीकरणांमधील चलांमध्ये जास्तीत जास्त स्वीकार्य ताण (अनिवार्य परिशिष्ट अ मधून), पाईपचा बाह्य व्यास, मटेरियल फॅक्टर (तक्ता १०४.१.२ (अ) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे) आणि कोणतेही अतिरिक्त जाडी भत्ते (खाली वर्णन केल्याप्रमाणे) समाविष्ट आहेत. इतके चल समाविष्ट असल्याने, योग्य पाइपिंग मटेरियल, नाममात्र व्यास आणि भिंतीची जाडी निर्दिष्ट करणे ही एक पुनरावृत्ती प्रक्रिया असू शकते ज्यामध्ये द्रव वेग, दाब कमी होणे आणि पाइपिंग आणि पंपिंग खर्च देखील समाविष्ट असू शकतात. अर्ज काहीही असो, आवश्यक असलेली किमान भिंतीची जाडी सत्यापित करणे आवश्यक आहे.
FAC सह विविध कारणांसाठी भरपाई करण्यासाठी अतिरिक्त जाडी भत्ता जोडला जाऊ शकतो. यांत्रिक सांधे बनवण्यासाठी आवश्यक असलेले धागे, स्लॉट इत्यादी साहित्य काढून टाकल्यामुळे भत्ते आवश्यक असू शकतात. परिच्छेद १०२.४.२ नुसार, किमान भत्ता धाग्याच्या खोली आणि मशीनिंग सहिष्णुतेइतका असावा. परिच्छेद १०२.४.४ मध्ये चर्चा केलेल्या सुपरइम्पोज्ड लोडमुळे किंवा इतर कारणांमुळे पाईपचे नुकसान, कोसळणे, जास्त साग किंवा बकलिंग टाळण्यासाठी अतिरिक्त ताकद प्रदान करण्यासाठी भत्ता देखील आवश्यक असू शकतो. वेल्डेड सांधे (परिच्छेद १०२.४.३) आणि कोपर (परिच्छेद १०२.४.५) यांच्या खात्यात देखील भत्ते जोडता येतात. शेवटी, गंज आणि/किंवा धूप भरून काढण्यासाठी सहिष्णुता जोडता येते. या भत्त्याची जाडी डिझायनरच्या विवेकबुद्धीनुसार आहे आणि परिच्छेद १०२.४.१ नुसार पाईपिंगच्या अपेक्षित आयुष्याशी सुसंगत असेल.
पर्यायी परिशिष्ट IV मध्ये गंज नियंत्रणाबाबत मार्गदर्शन दिले आहे. संरक्षक कोटिंग्ज, कॅथोडिक संरक्षण आणि विद्युत अलगाव (जसे की इन्सुलेट फ्लॅंजेस) या सर्व गाडलेल्या किंवा बुडलेल्या पाइपलाइनच्या बाह्य गंज रोखण्याच्या पद्धती आहेत. अंतर्गत गंज रोखण्यासाठी गंज प्रतिबंधक किंवा लाइनर वापरले जाऊ शकतात. योग्य शुद्धतेचे हायड्रोस्टॅटिक चाचणी पाणी वापरण्याची आणि आवश्यक असल्यास, हायड्रोस्टॅटिक चाचणीनंतर पाईपिंग पूर्णपणे काढून टाकण्याची काळजी घेतली पाहिजे.
मागील गणनेसाठी आवश्यक असलेली किमान पाईप भिंतीची जाडी किंवा वेळापत्रक पाईप व्यासाच्या ओलांडून स्थिर असू शकत नाही आणि वेगवेगळ्या व्यासांसाठी वेगवेगळ्या वेळापत्रकांसाठी तपशीलांची आवश्यकता असू शकते. योग्य वेळापत्रक आणि भिंतीची जाडी मूल्ये ASME B36.10 वेल्डेड आणि सीमलेस फोर्ज्ड स्टील पाईपमध्ये परिभाषित केली आहेत.
पाईप मटेरियल निर्दिष्ट करताना आणि आधी चर्चा केलेली गणना करताना, गणनामध्ये वापरलेले जास्तीत जास्त स्वीकार्य ताण मूल्ये निर्दिष्ट मटेरियलशी जुळतात याची खात्री करणे महत्वाचे आहे. उदाहरणार्थ, जर A312 304L स्टेनलेस स्टील पाईप चुकीच्या पद्धतीने A312 304 स्टेनलेस स्टील पाईप म्हणून नियुक्त केले असेल, तर दोन मटेरियलमधील जास्तीत जास्त स्वीकार्य ताण मूल्यांमध्ये लक्षणीय फरक असल्याने प्रदान केलेली भिंतीची जाडी अपुरी असू शकते. त्याचप्रमाणे, पाईपच्या उत्पादनाची पद्धत योग्यरित्या निर्दिष्ट केली पाहिजे. उदाहरणार्थ, जर गणनासाठी सीमलेस पाईपसाठी जास्तीत जास्त स्वीकार्य ताण मूल्य वापरले गेले असेल, तर सीमलेस पाईप निर्दिष्ट केले पाहिजे. अन्यथा, निर्माता/इंस्टॉलर सीम वेल्डेड पाईप देऊ शकतो, ज्यामुळे कमी जास्तीत जास्त स्वीकार्य ताण मूल्यांमुळे भिंतीची जाडी अपुरी पडू शकते.
उदाहरणार्थ, समजा पाईपलाईनचे डिझाइन तापमान 300 फॅरनहाइट आहे आणि डिझाइन प्रेशर 1,200 psig आहे. 2″ आणि 3″. कार्बन स्टील (A53 ग्रेड B सीमलेस) वायर वापरली जाईल. ASME B31.1 च्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी निर्दिष्ट करण्यासाठी योग्य पाईपिंग योजना निश्चित करा. समीकरण 9. प्रथम, डिझाइन अटी स्पष्ट केल्या आहेत:
पुढे, टेबल A-1 वरून वरील डिझाइन तापमानावर A53 ग्रेड B साठी जास्तीत जास्त स्वीकार्य ताण मूल्ये निश्चित करा. लक्षात ठेवा की सीमलेस पाईपसाठी मूल्य वापरले जाते कारण सीमलेस पाईप निर्दिष्ट केले आहे:
जाडी भत्ता देखील जोडणे आवश्यक आहे. या अनुप्रयोगासाठी, १/१६ इंच. गंज भत्ता गृहीत धरला आहे. नंतर एक वेगळा मिलिंग सहनशीलता जोडली जाईल.
३ इंच. पाईप प्रथम निर्दिष्ट केले जाईल. शेड्यूल ४० पाईप आणि १२.५% मिलिंग टॉलरन्स गृहीत धरून, जास्तीत जास्त दाब मोजा:
वर नमूद केलेल्या डिझाइन परिस्थितीत शेड्यूल ४० पाईप ३ इंच ट्यूबसाठी समाधानकारक आहे. पुढे, २ इंच तपासा. पाईपलाईन समान गृहीतके वापरते:
२ इंच. वर नमूद केलेल्या डिझाइन अटींनुसार, पाईपिंगला शेड्यूल ४० पेक्षा जाड भिंतीची जाडी आवश्यक असेल. २ इंच वापरून पहा. शेड्यूल ८० पाईप्स:
पाईपच्या भिंतीची जाडी हा दाब डिझाइनमध्ये बहुतेकदा मर्यादित घटक असतो, तरीही वापरलेले फिटिंग्ज, घटक आणि कनेक्शन निर्दिष्ट डिझाइन परिस्थितींसाठी योग्य आहेत याची पडताळणी करणे महत्वाचे आहे.
सामान्य नियमानुसार, परिच्छेद १०४.२, १०४.७.१, १०६ आणि १०७ नुसार, तक्ता १२६.१ मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या मानकांनुसार उत्पादित केलेले सर्व व्हॉल्व्ह, फिटिंग्ज आणि इतर दाब-युक्त घटक सामान्य ऑपरेटिंग परिस्थितीत किंवा मध्ये निर्दिष्ट केलेल्या मानकांच्या दाब-तापमान रेटिंगपेक्षा कमी वापरण्यासाठी योग्य मानले जातील. वापरकर्त्यांनी हे लक्षात ठेवले पाहिजे की जर काही मानके किंवा उत्पादक ASME B31.1 मध्ये निर्दिष्ट केलेल्या मानकांपेक्षा सामान्य ऑपरेशनमधील विचलनांवर कठोर मर्यादा लादू शकत असतील, तर कठोर मर्यादा लागू होतील.
पाईपच्या चौकांवर, टेबल १२६.१ मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या मानकांनुसार तयार केलेले टीज, ट्रान्सव्हर्स, क्रॉस, ब्रांच वेल्डेड जॉइंट्स इत्यादींची शिफारस केली जाते. काही प्रकरणांमध्ये, पाइपलाइनच्या चौकांना अद्वितीय ब्रांच कनेक्शनची आवश्यकता असू शकते. परिच्छेद १०४.३.१ दाब सहन करण्यासाठी पुरेसे पाईपिंग साहित्य असल्याची खात्री करण्यासाठी ब्रांच कनेक्शनसाठी अतिरिक्त आवश्यकता प्रदान करते.
डिझाइन सोपे करण्यासाठी, डिझाइनर ASME B16 .5 मध्ये निर्दिष्ट केलेल्या विशिष्ट सामग्रीसाठी दाब-तापमान वर्गाने परिभाषित केल्याप्रमाणे विशिष्ट दाब वर्गाच्या (उदा. ASME वर्ग 150, 300, इ.) फ्लॅंज रेटिंगची पूर्तता करण्यासाठी डिझाइन अटी जास्त सेट करणे निवडू शकतो. पाईप फ्लॅंज आणि फ्लॅंज जॉइंट्स, किंवा तक्ता 126.1 मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या तत्सम मानकांसाठी. जोपर्यंत भिंतीच्या जाडीत किंवा इतर घटक डिझाइनमध्ये अनावश्यक वाढ होत नाही तोपर्यंत हे स्वीकार्य आहे.
पाईपिंग डिझाइनचा एक महत्त्वाचा भाग म्हणजे दाब, तापमान आणि बाह्य शक्तींचा प्रभाव लागू केल्यानंतर पाईपिंग सिस्टमची स्ट्रक्चरल अखंडता राखली जाते याची खात्री करणे. डिझाइन प्रक्रियेत सिस्टम स्ट्रक्चरल अखंडतेकडे अनेकदा दुर्लक्ष केले जाते आणि जर ते चांगले केले नाही तर ते डिझाइनच्या अधिक महागड्या भागांपैकी एक असू शकते. स्ट्रक्चरल अखंडतेची चर्चा प्रामुख्याने दोन ठिकाणी केली आहे, परिच्छेद १०४.८: पाइपलाइन घटक विश्लेषण आणि परिच्छेद ११९: विस्तार आणि लवचिकता.
परिच्छेद १०४.८ मध्ये पाइपिंग सिस्टम कोड स्वीकार्य ताणांपेक्षा जास्त आहे की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या मूलभूत कोड सूत्रांची यादी आहे. या कोड समीकरणांना सामान्यतः सतत भार, अधूनमधून भार आणि विस्थापन भार असे संबोधले जाते. सतत भार म्हणजे पाइपिंग सिस्टमवरील दाब आणि वजनाचा परिणाम. आकस्मिक भार म्हणजे सतत भार आणि संभाव्य वारा भार, भूकंपीय भार, भूप्रदेश भार आणि इतर अल्पकालीन भार. असे गृहीत धरले जाते की लागू केलेला प्रत्येक आकस्मिक भार एकाच वेळी इतर आकस्मिक भारांवर कार्य करणार नाही, म्हणून विश्लेषणाच्या वेळी प्रत्येक आकस्मिक भार एक वेगळा भार असेल. विस्थापन भार म्हणजे थर्मल वाढ, ऑपरेशन दरम्यान उपकरणांचे विस्थापन किंवा इतर कोणत्याही विस्थापन भाराचे परिणाम.
परिच्छेद ११९ मध्ये पाईपिंग सिस्टीममध्ये पाईप विस्तार आणि लवचिकता कशी हाताळायची आणि रिअॅक्शन लोड कसे ठरवायचे याबद्दल चर्चा केली आहे. उपकरणांच्या जोडणीमध्ये पाईपिंग सिस्टीमची लवचिकता बहुतेकदा सर्वात महत्वाची असते, कारण बहुतेक उपकरणांचे कनेक्शन कनेक्शन पॉईंटवर लागू केलेल्या किमान शक्ती आणि क्षणाचाच सामना करू शकतात. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, पाईपिंग सिस्टीमच्या थर्मल वाढीचा रिअॅक्शन लोडवर सर्वात जास्त परिणाम होतो, म्हणून त्यानुसार सिस्टममधील थर्मल वाढीवर नियंत्रण ठेवणे महत्वाचे आहे.
पाईपिंग सिस्टमची लवचिकता समायोजित करण्यासाठी आणि सिस्टम योग्यरित्या समर्थित आहे याची खात्री करण्यासाठी, टेबल १२१.५ नुसार स्टील पाईप्सना आधार देणे हा एक चांगला सराव आहे. जर डिझायनर या टेबलसाठी मानक समर्थन अंतर पूर्ण करण्याचा प्रयत्न करत असेल, तर ते तीन गोष्टी साध्य करते: स्व-वजन विक्षेपण कमी करते, सतत भार कमी करते आणि विस्थापन भारांसाठी उपलब्ध ताण वाढवते. जर डिझायनरने टेबल १२१.५ नुसार आधार ठेवला, तर सामान्यतः ट्यूब सपोर्टमध्ये १/८ इंचापेक्षा कमी स्व-वजन विस्थापन किंवा सॅग होईल. स्व-वजन विक्षेपण कमी केल्याने वाफ किंवा वायू वाहून नेणाऱ्या पाईप्समध्ये संक्षेपण होण्याची शक्यता कमी होते. टेबल १२१.५ मधील अंतर शिफारसींचे पालन केल्याने डिझाइनरला पाईपिंगमधील सतत ताण कोडच्या सतत स्वीकार्य मूल्याच्या अंदाजे ५०% पर्यंत कमी करण्यास देखील अनुमती मिळते. समीकरण १B नुसार, विस्थापन भारांसाठी स्वीकार्य ताण सतत भारांशी उलट संबंधित आहे. म्हणून, सतत भार कमी करून, विस्थापन ताण सहनशीलता जास्तीत जास्त वाढवता येते. पाईप सपोर्टसाठी शिफारस केलेले अंतर आकृती ३ मध्ये दर्शविले आहे.
पाइपिंग सिस्टम रिअॅक्शन लोड्स योग्यरित्या विचारात घेतले जातात आणि कोड स्ट्रेस पूर्ण होतात याची खात्री करण्यासाठी, सिस्टमचे संगणक-सहाय्यित पाइपिंग स्ट्रेस विश्लेषण करणे ही एक सामान्य पद्धत आहे. बेंटले ऑटोपाइप, इंटरग्राफ सीझर II, पाइपिंग सोल्युशन्स ट्राय-फ्लेक्स किंवा इतर व्यावसायिकरित्या उपलब्ध पॅकेजेसपैकी एक असे अनेक वेगवेगळे पाइपलाइन स्ट्रेस विश्लेषण सॉफ्टवेअर पॅकेजेस उपलब्ध आहेत. संगणक-सहाय्यित पाइपिंग स्ट्रेस विश्लेषण वापरण्याचा फायदा असा आहे की ते डिझायनरला सोप्या पडताळणीसाठी आणि कॉन्फिगरेशनमध्ये आवश्यक बदल करण्याची क्षमता देण्यासाठी पाइपिंग सिस्टमचे एक मर्यादित घटक मॉडेल तयार करण्यास अनुमती देते. आकृती 4 पाइपलाइनच्या एका भागाचे मॉडेलिंग आणि विश्लेषण करण्याचे उदाहरण दर्शवते.
नवीन प्रणाली डिझाइन करताना, प्रणाली डिझाइनर सामान्यत: सर्व पाईपिंग आणि घटक कोणत्याही कोड वापरल्यानुसार आवश्यकतेनुसार फॅब्रिकेटेड, वेल्डेड, असेंबल केलेले इत्यादी निर्दिष्ट करतात. तथापि, काही रेट्रोफिट्स किंवा इतर अनुप्रयोगांमध्ये, प्रकरण पाच मध्ये वर्णन केल्याप्रमाणे, नियुक्त अभियंत्याने विशिष्ट उत्पादन तंत्रांवर मार्गदर्शन प्रदान करणे फायदेशीर ठरू शकते.
रेट्रोफिट अनुप्रयोगांमध्ये आढळणारी एक सामान्य समस्या म्हणजे वेल्ड प्रीहीट (परिच्छेद १३१) आणि पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट (परिच्छेद १३२). इतर फायद्यांमध्ये, या उष्णता उपचारांचा वापर ताण कमी करण्यासाठी, क्रॅकिंग टाळण्यासाठी आणि वेल्डची ताकद वाढवण्यासाठी केला जातो. प्री-वेल्ड आणि पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट आवश्यकतांवर परिणाम करणाऱ्या वस्तूंमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे, परंतु त्यापुरते मर्यादित नाहीत: वेल्डिंग करायच्या सांध्यावरील पी नंबर ग्रुपिंग, मटेरियल केमिस्ट्री आणि मटेरियलची जाडी. अनिवार्य परिशिष्ट A मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या प्रत्येक मटेरियलला एक नियुक्त पी नंबर असतो. प्रीहीटिंगसाठी, परिच्छेद १३१ वेल्डिंग होण्यापूर्वी बेस मेटलला गरम करणे आवश्यक असलेले किमान तापमान प्रदान करते. PWHT साठी, तक्ता १३२ होल्ड तापमान श्रेणी आणि वेल्ड झोन ठेवण्यासाठी लागणारा वेळ प्रदान करते. हीटिंग आणि कूलिंग दर, तापमान मापन पद्धती, हीटिंग तंत्रे आणि इतर प्रक्रिया कोडमध्ये नमूद केलेल्या मार्गदर्शक तत्त्वांचे काटेकोरपणे पालन करावे. योग्यरित्या हीट ट्रीट न केल्यामुळे वेल्डेड क्षेत्रावर अनपेक्षित प्रतिकूल परिणाम होऊ शकतात.
प्रेशराइज्ड पाईपिंग सिस्टीममध्ये चिंतेचा आणखी एक संभाव्य भाग म्हणजे पाईप बेंड. पाईप वाकल्याने भिंती पातळ होऊ शकतात, ज्यामुळे भिंतीची जाडी अपुरी पडते. परिच्छेद १०२.४.५ नुसार, जोपर्यंत भिंतीची किमान जाडी सरळ पाईपसाठी किमान भिंतीची जाडी मोजण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या समान सूत्राची पूर्तता करते तोपर्यंत कोड वाकण्याची परवानगी देतो. सामान्यतः, भिंतीच्या जाडीसाठी एक भत्ता जोडला जातो. तक्ता १०२.४.५ वेगवेगळ्या बेंड रेडीआयसाठी शिफारस केलेले बेंड रिडक्शन भत्ते प्रदान करतो. बेंड्सना प्री-बेंडिंग आणि/किंवा पोस्ट-बेंडिंग हीट ट्रीटमेंटची देखील आवश्यकता असू शकते. परिच्छेद १२९ कोपरांच्या निर्मितीवर मार्गदर्शन प्रदान करते.
अनेक प्रेशर पाईपिंग सिस्टीमसाठी, सिस्टीममध्ये जास्त दाब टाळण्यासाठी सेफ्टी व्हॉल्व्ह किंवा रिलीफ व्हॉल्व्ह बसवणे आवश्यक असते. या अनुप्रयोगांसाठी, पर्यायी परिशिष्ट II: सेफ्टी व्हॉल्व्ह इन्स्टॉलेशन डिझाइन नियम हे एक अतिशय मौल्यवान परंतु कधीकधी कमी ज्ञात संसाधन आहे.
परिच्छेद II-1.2 नुसार, सुरक्षा झडपांमध्ये गॅस किंवा स्टीम सेवेसाठी पूर्णपणे उघडे पॉप-अप क्रियेचे वैशिष्ट्य असते, तर सुरक्षा झडपांमध्ये अपस्ट्रीम स्थिर दाबाच्या सापेक्ष उघडे असतात आणि ते प्रामुख्याने द्रव सेवेसाठी वापरले जातात.
सेफ्टी व्हॉल्व्ह युनिट्स उघड्या किंवा बंद डिस्चार्ज सिस्टीमवरून दर्शविले जातात. उघड्या एक्झॉस्टमध्ये, सेफ्टी व्हॉल्व्हच्या आउटलेटवरील कोपर सामान्यतः एक्झॉस्ट पाईपमध्ये वातावरणात बाहेर पडतो. सामान्यतः, यामुळे कमी बॅक प्रेशर होईल. जर एक्झॉस्ट पाईपमध्ये पुरेसा बॅक प्रेशर तयार झाला तर एक्झॉस्ट पाईपच्या इनलेट एंडमधून एक्झॉस्ट गॅसचा एक भाग बाहेर काढला जाऊ शकतो किंवा परत फ्लश केला जाऊ शकतो. एक्झॉस्ट पाईपचा आकार ब्लोबॅक टाळण्यासाठी पुरेसा मोठा असावा. बंद व्हेंट अॅप्लिकेशन्समध्ये, व्हेंट लाइनमध्ये हवेच्या कॉम्प्रेशनमुळे रिलीफ व्हॉल्व्ह आउटलेटवर दाब वाढतो, ज्यामुळे दाब लहरी पसरण्याची शक्यता असते. परिच्छेद II-2.2.2 मध्ये, बंद डिस्चार्ज लाइनचा डिझाइन प्रेशर स्थिर स्थितीच्या कार्यरत दाबापेक्षा किमान दोन पट जास्त असण्याची शिफारस केली जाते. आकृती 5 आणि 6 अनुक्रमे सेफ्टी व्हॉल्व्ह इंस्टॉलेशन उघडे आणि बंद दर्शविते.
परिच्छेद II-2 मध्ये सारांशित केल्याप्रमाणे सुरक्षा झडपांच्या स्थापनेवर विविध बल असू शकतात. या बलांमध्ये थर्मल एक्सपेंशन इफेक्ट्स, एकाच वेळी व्हेंटिंग करणाऱ्या अनेक रिलीफ व्हॉल्व्हचा परस्परसंवाद, भूकंपीय आणि/किंवा कंपन प्रभाव आणि दाब कमी करण्याच्या घटनांदरम्यान दाब प्रभाव यांचा समावेश आहे. जरी सुरक्षा झडपाच्या आउटलेटपर्यंतचा डिझाइन दाब डाउन पाईपच्या डिझाइन दाबाशी जुळला पाहिजे, तरी डिस्चार्ज सिस्टममधील डिझाइन दाब डिस्चार्ज सिस्टमच्या कॉन्फिगरेशनवर आणि सेफ्टी व्हॉल्व्हच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असतो. ओपन आणि क्लोज्ड डिस्चार्ज सिस्टमसाठी डिस्चार्ज एल्बो, डिस्चार्ज पाईप इनलेट आणि डिस्चार्ज पाईप आउटलेटवर दाब आणि वेग निश्चित करण्यासाठी परिच्छेद II-2.2 मध्ये समीकरणे दिली आहेत. या माहितीचा वापर करून, एक्झॉस्ट सिस्टममधील विविध बिंदूंवरील प्रतिक्रिया बलांची गणना आणि हिशेब करता येतो.
ओपन डिस्चार्ज अॅप्लिकेशनसाठी एक उदाहरण समस्या परिच्छेद II-7 मध्ये दिली आहे. रिलीफ व्हॉल्व्ह डिस्चार्ज सिस्टीममध्ये प्रवाह वैशिष्ट्यांची गणना करण्यासाठी इतर पद्धती अस्तित्वात आहेत आणि वाचकांना वापरलेली पद्धत पुरेशी रूढीवादी आहे याची पडताळणी करण्याची ताकीद दिली जाते. अशाच एका पद्धतीचे वर्णन जीएस लियाओ यांनी "पॉवर प्लांट सेफ्टी अँड प्रेशर रिलीफ व्हॉल्व्ह एक्झॉस्ट ग्रुप अॅनालिसिस" मध्ये केले आहे जे ASME ने ऑक्टोबर १९७५ मध्ये जर्नल ऑफ इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगमध्ये प्रकाशित केले आहे.
रिलीफ व्हॉल्व्ह कोणत्याही बेंडपासून सरळ पाईपच्या किमान अंतरावर असावा. हे किमान अंतर परिच्छेद II-5.2.1 मध्ये परिभाषित केल्याप्रमाणे सिस्टमच्या सेवा आणि भूमितीवर अवलंबून असते. अनेक रिलीफ व्हॉल्व्ह असलेल्या स्थापनेसाठी, व्हॉल्व्ह ब्रांच कनेक्शनसाठी शिफारस केलेले अंतर टेबल D-1 च्या टीप (10)(c) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, शाखा आणि सेवा पाईपिंगच्या त्रिज्येवर अवलंबून असते. परिच्छेद II-5.7.1 नुसार, थर्मल एक्सपेंशन आणि भूकंपीय परस्परसंवादाचे परिणाम कमी करण्यासाठी रिलीफ व्हॉल्व्ह डिस्चार्जवर असलेल्या पाइपिंग सपोर्ट्सना जवळच्या स्ट्रक्चर्सऐवजी ऑपरेटिंग पाइपिंगशी जोडणे आवश्यक असू शकते. सेफ्टी व्हॉल्व्ह असेंब्लीच्या डिझाइनमधील या आणि इतर डिझाइन विचारांचा सारांश परिच्छेद II-5 मध्ये आढळू शकतो.
अर्थात, या लेखाच्या व्याप्तीमध्ये ASME B31 च्या सर्व डिझाइन आवश्यकता समाविष्ट करणे शक्य नाही. परंतु प्रेशर पाइपिंग सिस्टमच्या डिझाइनमध्ये सहभागी असलेल्या कोणत्याही नियुक्त अभियंत्याने किमान या डिझाइन कोडशी परिचित असले पाहिजे. आशा आहे की, वरील माहितीसह, वाचकांना ASME B31 अधिक मौल्यवान आणि सुलभ संसाधन वाटेल.
मोंटे के. एंगेलकेमियर हे स्टॅनली कन्सल्टंट्सचे प्रोजेक्ट लीडर आहेत. एंगेलकेमियर हे आयोवा इंजिनिअरिंग सोसायटी, एनएसपीई आणि एएसएमईचे सदस्य आहेत आणि ते बी३१.१ इलेक्ट्रिकल पाईपिंग कोड कमिटी आणि सबकमिटीमध्ये काम करतात. त्यांना पाइपिंग सिस्टम लेआउट, डिझाइन, ब्रेसिंग मूल्यांकन आणि स्ट्रेस अॅनालिसिसमध्ये १२ वर्षांहून अधिक प्रत्यक्ष अनुभव आहे. मॅट विल्की हे स्टॅनली कन्सल्टंट्समध्ये मेकॅनिकल इंजिनिअर आहेत. त्यांना विविध युटिलिटी, म्युनिसिपल, संस्थात्मक आणि औद्योगिक क्लायंटसाठी पाइपिंग सिस्टम डिझाइन करण्याचा ६ वर्षांहून अधिक व्यावसायिक अनुभव आहे आणि ते एएसएमई आणि आयोवा इंजिनिअरिंग सोसायटीचे सदस्य आहेत.
या सामग्रीमध्ये समाविष्ट असलेल्या विषयांवर तुम्हाला अनुभव आणि कौशल्य आहे का? तुम्ही आमच्या CFE मीडिया संपादकीय टीममध्ये योगदान देण्याचा विचार केला पाहिजे आणि तुम्हाला आणि तुमच्या कंपनीला पात्र असलेली ओळख मिळवावी. प्रक्रिया सुरू करण्यासाठी येथे क्लिक करा.