Apabila mereka bentuk sistem perpaipan tekanan, jurutera yang melantik selalunya akan menyatakan bahawa perpaipan sistem harus mematuhi satu atau lebih bahagian Kod Perpaipan Tekanan ASME B31. Bagaimanakah jurutera mematuhi keperluan kod dengan betul semasa mereka bentuk sistem perpaipan?
Pertama, jurutera mesti menentukan spesifikasi reka bentuk yang harus dipilih. Bagi sistem perpaipan tekanan, ini tidak semestinya terhad kepada ASME B31. Kod lain yang dikeluarkan oleh ASME, ANSI, NFPA atau organisasi pentadbir lain mungkin ditadbir oleh lokasi projek, aplikasi, dsb. Dalam ASME B31, terdapat tujuh bahagian berasingan yang berkuat kuasa pada masa ini.
ASME B31.1 Perpaipan Elektrik: Bahagian ini merangkumi perpaipan di stesen janakuasa, loji perindustrian dan institusi, sistem pemanasan geoterma dan sistem pemanasan dan penyejukan pusat dan daerah. Ini termasuk perpaipan luaran dandang dan bukan dandang yang digunakan untuk memasang dandang Bahagian I ASME. Bahagian ini tidak terpakai pada peralatan yang diliputi oleh Kod Dandang dan Bekas Tekanan ASME, perpaipan pengagihan pemanasan dan penyejukan tekanan rendah tertentu dan pelbagai sistem lain yang diterangkan dalam perenggan 100.1.3 ASME B31.1. Asal usul ASME B31.1 boleh dikesan kembali ke tahun 1920-an, dengan edisi rasmi pertama diterbitkan pada tahun 1935. Ambil perhatian bahawa edisi pertama, termasuk lampiran, kurang daripada 30 halaman, dan edisi semasa adalah lebih daripada 300 halaman.
ASME B31.3 Perpaipan Proses: Bahagian ini merangkumi perpaipan di kilang penapisan; loji kimia, farmaseutikal, tekstil, kertas, semikonduktor dan kriogenik; dan loji pemprosesan dan terminal yang berkaitan. Bahagian ini sangat serupa dengan ASME B31.1, terutamanya apabila mengira ketebalan dinding minimum untuk paip lurus. Bahagian ini pada asalnya merupakan sebahagian daripada B31.1 dan pertama kali dikeluarkan secara berasingan pada tahun 1959.
ASME B31.4 Sistem Pengangkutan Saluran Paip untuk Cecair dan Buburan: Bahagian ini merangkumi perpaipan yang mengangkut terutamanya produk cecair antara loji dan terminal, dan di dalam terminal, pam, penyaman udara dan stesen pemeteran. Bahagian ini pada asalnya merupakan sebahagian daripada B31.1 dan pertama kali dikeluarkan secara berasingan pada tahun 1959.
ASME B31.5 Komponen Paip Penyejukan dan Pemindahan Haba: Bahagian ini merangkumi perpaipan untuk bahan pendingin dan penyejuk sekunder. Bahagian ini pada asalnya merupakan sebahagian daripada B31.1 dan pertama kali dikeluarkan secara berasingan pada tahun 1962.
ASME B31.8 Sistem Perpaipan Penghantaran dan Pengagihan Gas: Ini termasuk perpaipan untuk mengangkut terutamanya produk gas antara sumber dan terminal, termasuk pemampat, stesen penyaman dan pemeteran; dan perpaipan pengumpulan gas. Bahagian ini pada asalnya merupakan sebahagian daripada B31.1 dan pertama kali dikeluarkan secara berasingan pada tahun 1955.
ASME B31.9 Perkhidmatan Bangunan Paip: Bahagian ini merangkumi perpaipan yang biasa ditemui di bangunan perindustrian, institusi, komersial dan awam; dan kediaman berbilang unit yang tidak memerlukan julat saiz, tekanan dan suhu yang diliputi dalam ASME B31.1. Bahagian ini serupa dengan ASME B31.1 dan B31.3, tetapi kurang konservatif (terutamanya apabila mengira ketebalan dinding minimum) dan mengandungi kurang perincian. Ia terhad kepada aplikasi tekanan rendah dan suhu rendah seperti yang ditunjukkan dalam ASME B31.9 perenggan 900.1.2. Ini pertama kali diterbitkan pada tahun 1982.
ASME B31.12 Perpaipan dan Perpaipan Hidrogen: Bahagian ini merangkumi perpaipan dalam perkhidmatan hidrogen gas dan cecair, dan perpaipan dalam perkhidmatan hidrogen gas. Bahagian ini pertama kali diterbitkan pada tahun 2008.
Kod reka bentuk yang harus digunakan akhirnya terpulang kepada pemilik. Pengenalan kepada ASME B31 menyatakan, “Adalah menjadi tanggungjawab pemilik untuk memilih bahagian kod yang paling hampir dengan pemasangan paip yang dicadangkan.” Dalam beberapa kes, “berbilang bahagian kod mungkin terpakai pada bahagian pemasangan yang berbeza.”
Edisi ASME B31.1 2012 akan menjadi rujukan utama untuk perbincangan seterusnya. Tujuan artikel ini adalah untuk membimbing jurutera yang melantik melalui beberapa langkah utama dalam mereka bentuk sistem paip tekanan yang mematuhi ASME B31. Mengikuti garis panduan ASME B31.1 memberikan gambaran yang baik tentang reka bentuk sistem umum. Kaedah reka bentuk yang serupa digunakan jika ASME B31.3 atau B31.9 diikuti. Baki ASME B31 digunakan dalam aplikasi yang lebih sempit, terutamanya untuk sistem atau aplikasi tertentu, dan tidak akan dibincangkan lebih lanjut. Walaupun langkah-langkah utama dalam proses reka bentuk akan diserlahkan di sini, perbincangan ini tidak menyeluruh dan kod lengkap harus sentiasa dirujuk semasa reka bentuk sistem. Semua rujukan kepada teks merujuk kepada ASME B31.1 melainkan dinyatakan sebaliknya.
Selepas memilih kod yang betul, pereka sistem juga mesti menyemak sebarang keperluan reka bentuk khusus sistem. Perenggan 122 (Bahagian 6) menyediakan keperluan reka bentuk yang berkaitan dengan sistem yang biasa ditemui dalam aplikasi perpaipan elektrik, seperti stim, air suapan, blowdown dan blowdown, perpaipan instrumentasi dan sistem pelepasan tekanan. ASME B31.3 mengandungi perenggan yang serupa dengan ASME B31.1, tetapi dengan kurang terperinci. Pertimbangan dalam perenggan 122 termasuk keperluan tekanan dan suhu khusus sistem, serta pelbagai batasan bidang kuasa yang digariskan antara dandang itu sendiri, perpaipan luaran dandang dan perpaipan luaran bukan dandang yang disambungkan kepada perpaipan dandang ASME Bahagian I. Rajah 2 menunjukkan batasan dandang dram ini.
Pereka bentuk sistem mesti menentukan tekanan dan suhu di mana sistem akan beroperasi dan syarat-syarat yang perlu dipenuhi oleh sistem yang direka bentuk.
Menurut perenggan 101.2, tekanan reka bentuk dalaman tidak boleh kurang daripada tekanan kerja berterusan maksimum (MSOP) dalam sistem perpaipan, termasuk kesan kepala statik. Perpaipan yang tertakluk kepada tekanan luaran hendaklah direka bentuk untuk tekanan pembezaan maksimum yang dijangkakan di bawah keadaan operasi, penutupan atau ujian. Di samping itu, impak alam sekitar perlu dipertimbangkan. Menurut perenggan 101.4, jika penyejukan bendalir berkemungkinan akan mengurangkan tekanan dalam paip ke bawah tekanan atmosfera, paip hendaklah direka bentuk untuk menahan tekanan luaran atau langkah-langkah hendaklah diambil untuk memecahkan vakum. Dalam situasi di mana pengembangan bendalir boleh meningkatkan tekanan, sistem perpaipan hendaklah direka bentuk untuk menahan tekanan yang meningkat atau langkah-langkah hendaklah diambil untuk melegakan tekanan berlebihan.
Bermula dalam Seksyen 101.3.2, suhu logam untuk reka bentuk paip hendaklah mewakili keadaan mampan maksimum yang dijangkakan. Untuk memudahkan, secara amnya diandaikan bahawa suhu logam adalah sama dengan suhu bendalir. Jika dikehendaki, suhu logam purata boleh digunakan selagi suhu dinding luar diketahui. Perhatian khusus juga harus diberikan kepada bendalir yang dikeluarkan melalui penukar haba atau daripada peralatan pembakaran untuk memastikan keadaan suhu terburuk diambil kira.
Selalunya, pereka menambah margin keselamatan pada tekanan dan/atau suhu kerja maksimum. Saiz margin bergantung pada aplikasi. Penting juga untuk mempertimbangkan kekangan bahan semasa menentukan suhu reka bentuk. Menentukan suhu reka bentuk yang tinggi (lebih besar daripada 750 F) mungkin memerlukan penggunaan bahan aloi dan bukannya keluli karbon yang lebih standard. Nilai tegasan dalam Lampiran A Mandatori disediakan hanya untuk suhu yang dibenarkan untuk setiap bahan. Contohnya, keluli karbon hanya boleh memberikan nilai tegasan sehingga 800 F. Pendedahan keluli karbon yang berpanjangan kepada suhu melebihi 800 F boleh menyebabkan paip mengkarbonkan, menjadikannya lebih rapuh dan mudah gagal. Jika beroperasi melebihi 800 F, kerosakan rayapan dipercepat yang berkaitan dengan keluli karbon juga harus dipertimbangkan. Lihat perenggan 124 untuk perbincangan penuh tentang had suhu bahan.
Kadangkala jurutera juga boleh menentukan tekanan ujian untuk setiap sistem. Perenggan 137 menyediakan panduan tentang ujian tekanan. Biasanya, ujian hidrostatik akan ditentukan pada 1.5 kali ganda tekanan reka bentuk; walau bagaimanapun, tegasan gelung dan membujur dalam paip tidak boleh melebihi 90% daripada kekuatan alah bahan dalam perenggan 102.3.3 (B) semasa ujian tekanan. Bagi sesetengah sistem paip luaran bukan dandang, ujian kebocoran dalam perkhidmatan mungkin merupakan kaedah yang lebih praktikal untuk memeriksa kebocoran disebabkan oleh kesukaran dalam mengasingkan bahagian sistem, atau hanya kerana konfigurasi sistem membenarkan ujian kebocoran mudah semasa perkhidmatan awal. Setuju, ini boleh diterima.
Sebaik sahaja keadaan reka bentuk ditetapkan, perpaipan boleh ditentukan. Perkara pertama yang perlu diputuskan ialah bahan yang hendak digunakan. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, bahan yang berbeza mempunyai had suhu yang berbeza. Perenggan 105 menyediakan sekatan tambahan pada pelbagai bahan perpaipan. Pemilihan bahan juga bergantung pada bendalir sistem, seperti menggunakan aloi nikel dalam aplikasi perpaipan kimia yang menghakis, menggunakan keluli tahan karat untuk menghantar udara instrumen yang bersih, atau menggunakan keluli karbon dengan kandungan kromium yang tinggi (lebih besar daripada 0.1%) untuk mencegah kakisan yang dipercepatkan aliran. Kakisan Dipercepatkan Aliran (FAC) ialah fenomena hakisan/karat yang telah terbukti menyebabkan penipisan dinding yang teruk dan kegagalan paip dalam beberapa sistem perpaipan yang paling kritikal. Kegagalan untuk mempertimbangkan penipisan komponen paip dengan betul boleh dan telah membawa akibat yang serius, seperti pada tahun 2007 apabila paip penyahpanasan lampau di stesen janakuasa IATAN KCP&L meletup, membunuh dua pekerja dan mencederakan seorang pekerja yang ketiga dengan serius.
Persamaan 7 dan Persamaan 9 dalam perenggan 104.1.1 mentakrifkan ketebalan dinding minimum yang diperlukan dan tekanan reka bentuk dalaman maksimum, masing-masing, untuk paip lurus yang tertakluk kepada tekanan dalaman. Pembolehubah dalam persamaan ini termasuk tegasan maksimum yang dibenarkan (daripada Lampiran Mandatori A), diameter luar paip, faktor bahan (seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 104.1.2 (A)), dan sebarang elaun ketebalan tambahan (seperti yang diterangkan di bawah). Dengan begitu banyak pembolehubah yang terlibat, menentukan bahan paip yang sesuai, diameter nominal dan ketebalan dinding boleh menjadi proses berulang yang mungkin juga termasuk halaju bendalir, penurunan tekanan dan kos paip dan pam. Tanpa mengira aplikasi, ketebalan dinding minimum yang diperlukan mesti disahkan.
Elaun ketebalan tambahan boleh ditambah untuk mengimbangi pelbagai sebab termasuk FAC. Elaun mungkin diperlukan kerana penyingkiran benang, slot, dsb. bahan yang diperlukan untuk membuat sambungan mekanikal. Mengikut perenggan 102.4.2, elaun minimum hendaklah sama dengan kedalaman benang ditambah toleransi pemesinan. Elaun juga mungkin diperlukan untuk memberikan kekuatan tambahan bagi mencegah kerosakan paip, keruntuhan, kendur berlebihan atau lengkungan akibat beban bertindih atau sebab lain yang dibincangkan dalam perenggan 102.4.4. Elaun juga boleh ditambah untuk mengambil kira sambungan kimpalan (perenggan 102.4.3) dan siku (perenggan 102.4.5). Akhir sekali, toleransi boleh ditambah untuk mengimbangi kakisan dan/atau hakisan. Ketebalan elaun ini adalah mengikut budi bicara pereka dan hendaklah selaras dengan jangka hayat paip yang dijangkakan mengikut perenggan 102.4.1.
Lampiran IV pilihan menyediakan panduan tentang kawalan kakisan. Salutan pelindung, perlindungan katodik dan pengasingan elektrik (seperti bebibir penebat) semuanya adalah kaedah untuk mencegah kakisan luaran saluran paip yang tertimbus atau tenggelam. Perencat atau pelapik kakisan boleh digunakan untuk mencegah kakisan dalaman. Penjagaan juga harus diambil untuk menggunakan air ujian hidrostatik dengan ketulenan yang sesuai dan, jika perlu, untuk mengalirkan sepenuhnya paip selepas ujian hidrostatik.
Ketebalan atau jadual dinding paip minimum yang diperlukan untuk pengiraan sebelumnya mungkin tidak tetap merentasi diameter paip dan mungkin memerlukan spesifikasi untuk jadual yang berbeza untuk diameter yang berbeza. Nilai jadual dan ketebalan dinding yang sesuai ditakrifkan dalam ASME B36.10 Paip Keluli Tempa dan Kimpal Tanpa Lancar.
Apabila menentukan bahan paip dan melakukan pengiraan yang dibincangkan sebelum ini, adalah penting untuk memastikan nilai tegasan maksimum yang dibenarkan yang digunakan dalam pengiraan sepadan dengan bahan yang dinyatakan. Contohnya, jika paip keluli tahan karat A312 304L dinyatakan secara salah dan bukannya paip keluli tahan karat A312 304, ketebalan dinding yang diberikan mungkin tidak mencukupi disebabkan oleh perbezaan ketara dalam nilai tegasan maksimum yang dibenarkan antara kedua-dua bahan. Begitu juga, kaedah pembuatan paip hendaklah dinyatakan dengan sewajarnya. Contohnya, jika nilai tegasan maksimum yang dibenarkan untuk paip lancar digunakan untuk pengiraan, paip lancar hendaklah dinyatakan. Jika tidak, pengilang/pemasang mungkin menawarkan paip kimpalan jahitan, yang mungkin mengakibatkan ketebalan dinding yang tidak mencukupi disebabkan oleh nilai tegasan maksimum yang dibenarkan yang lebih rendah.
Contohnya, katakan suhu reka bentuk saluran paip ialah 300 F dan tekanan reka bentuk ialah 1,200 psig. 2″ dan 3″. Dawai keluli karbon (Gred A53 Gred B) akan digunakan. Tentukan pelan perpaipan yang sesuai untuk ditentukan bagi memenuhi keperluan Persamaan 9 ASME B31.1. Pertama, syarat reka bentuk dijelaskan:
Seterusnya, tentukan nilai tegasan maksimum yang dibenarkan untuk A53 Gred B pada suhu reka bentuk di atas daripada Jadual A-1. Perhatikan bahawa nilai untuk paip lancar digunakan kerana paip lancar dinyatakan:
Elaun ketebalan juga mesti ditambah. Untuk aplikasi ini, 1/16 inci. Elaun kakisan diandaikan. Toleransi penggilingan berasingan akan ditambah kemudian.
3 inci. Paip akan dinyatakan dahulu. Dengan mengandaikan paip Jadual 40 dan toleransi pengilangan 12.5%, kirakan tekanan maksimum:
Paip Jadual 40 adalah memuaskan untuk tiub 3 inci dalam keadaan reka bentuk yang dinyatakan di atas. Seterusnya, periksa 2 inci. Saluran paip menggunakan andaian yang sama:
2 inci. Di bawah keadaan reka bentuk yang dinyatakan di atas, paip memerlukan ketebalan dinding yang lebih tebal daripada Jadual 40. Cuba 2 inci. Jadualkan 80 Paip:
Walaupun ketebalan dinding paip sering menjadi faktor pengehad dalam reka bentuk tekanan, masih penting untuk mengesahkan bahawa kelengkapan, komponen dan sambungan yang digunakan sesuai untuk keadaan reka bentuk yang ditentukan.
Sebagai peraturan umum, selaras dengan perenggan 104.2, 104.7.1, 106 dan 107, semua injap, kelengkapan dan komponen lain yang mengandungi tekanan yang dikeluarkan mengikut piawaian yang disenaraikan dalam Jadual 126.1 hendaklah dianggap sesuai untuk digunakan di bawah keadaan operasi biasa atau di bawah piawaian penarafan suhu tekanan yang dinyatakan dalam. Pengguna harus sedar bahawa jika piawaian atau pengeluar tertentu mungkin mengenakan had yang lebih ketat ke atas sisihan daripada operasi biasa daripada yang dinyatakan dalam ASME B31.1, had yang lebih ketat hendaklah terpakai.
Di persimpangan paip, tee, melintang, silang, sambungan kimpalan cabang, dan sebagainya, yang dihasilkan mengikut piawaian yang disenaraikan dalam Jadual 126.1 adalah disyorkan. Dalam sesetengah kes, persimpangan saluran paip mungkin memerlukan sambungan cabang yang unik. Perenggan 104.3.1 menyediakan keperluan tambahan untuk sambungan cabang bagi memastikan terdapat bahan paip yang mencukupi untuk menahan tekanan.
Untuk memudahkan reka bentuk, pereka bentuk boleh memilih untuk menetapkan keadaan reka bentuk yang lebih tinggi untuk memenuhi penarafan bebibir bagi kelas tekanan tertentu (cth. kelas ASME 150, 300, dsb.) seperti yang ditakrifkan oleh kelas suhu tekanan untuk bahan tertentu yang dinyatakan dalam ASME B16 .5 Bebibir paip dan sambungan bebibir, atau piawaian serupa yang disenaraikan dalam Jadual 126.1. Ini boleh diterima selagi ia tidak mengakibatkan peningkatan ketebalan dinding atau reka bentuk komponen lain yang tidak perlu.
Satu bahagian penting dalam reka bentuk perpaipan adalah memastikan integriti struktur sistem perpaipan dikekalkan sebaik sahaja kesan tekanan, suhu dan daya luaran dikenakan. Integriti struktur sistem sering diabaikan dalam proses reka bentuk dan, jika tidak dilakukan dengan baik, boleh menjadi salah satu bahagian reka bentuk yang lebih mahal. Integriti struktur dibincangkan terutamanya dalam dua tempat, Perenggan 104.8: Analisis Komponen Saluran Paip dan Perenggan 119: Pengembangan dan Fleksibiliti.
Perenggan 104.8 menyenaraikan formula kod asas yang digunakan untuk menentukan sama ada sistem perpaipan melebihi tegasan yang dibenarkan oleh kod. Persamaan kod ini biasanya dirujuk sebagai beban berterusan, beban sekali-sekala dan beban anjakan. Beban berterusan ialah kesan tekanan dan berat pada sistem perpaipan. Beban sampingan ialah beban berterusan ditambah kemungkinan beban angin, beban seismik, beban rupa bumi dan beban jangka pendek yang lain. Diandaikan bahawa setiap beban sampingan yang dikenakan tidak akan bertindak ke atas beban sampingan lain pada masa yang sama, jadi setiap beban sampingan akan menjadi kes beban berasingan pada masa analisis. Beban anjakan ialah kesan pertumbuhan haba, anjakan peralatan semasa operasi atau sebarang beban anjakan lain.
Perenggan 119 membincangkan cara mengendalikan pengembangan dan fleksibiliti paip dalam sistem perpaipan dan cara menentukan beban tindak balas. Fleksibiliti sistem perpaipan selalunya paling penting pada sambungan peralatan, kerana kebanyakan sambungan peralatan hanya boleh menahan jumlah daya dan momen minimum yang dikenakan pada titik sambungan. Dalam kebanyakan kes, pertumbuhan haba sistem perpaipan mempunyai kesan terbesar pada beban tindak balas, jadi adalah penting untuk mengawal pertumbuhan haba dalam sistem dengan sewajarnya.
Untuk menampung fleksibiliti sistem perpaipan dan untuk memastikan sistem disokong dengan betul, adalah amalan yang baik untuk menyokong paip keluli mengikut Jadual 121.5. Jika pereka berusaha untuk memenuhi jarak sokongan standard untuk jadual ini, ia mencapai tiga perkara: meminimumkan pesongan berat sendiri, mengurangkan beban berterusan, dan meningkatkan tegasan tersedia untuk beban anjakan. Jika pereka meletakkan sokongan mengikut Jadual 121.5, ia biasanya akan menghasilkan kurang daripada 1/8 inci anjakan berat sendiri atau kendur antara sokongan tiub. Meminimumkan pesongan berat sendiri membantu mengurangkan kemungkinan pemeluwapan dalam paip yang membawa stim atau gas. Mengikuti cadangan jarak dalam Jadual 121.5 juga membolehkan pereka mengurangkan tegasan berterusan dalam perpaipan kepada kira-kira 50% daripada nilai berterusan yang dibenarkan oleh kod. Menurut Persamaan 1B, tegasan yang dibenarkan untuk beban anjakan adalah berkait songsang dengan beban berterusan. Oleh itu, dengan meminimumkan beban berterusan, toleransi tegasan anjakan boleh dimaksimumkan. Jarak yang disyorkan untuk sokongan paip ditunjukkan dalam Rajah 3.
Untuk membantu memastikan beban tindak balas sistem perpaipan dipertimbangkan dengan betul dan tegasan kod dipenuhi, kaedah biasa adalah dengan melakukan analisis tegasan perpaipan berbantukan komputer pada sistem tersebut. Terdapat beberapa pakej perisian analisis tegasan saluran paip yang berbeza, seperti Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex atau salah satu pakej lain yang tersedia secara komersial. Kelebihan menggunakan analisis tegasan perpaipan berbantukan komputer ialah ia membolehkan pereka bentuk mencipta model unsur terhingga sistem perpaipan untuk pengesahan yang mudah dan keupayaan untuk membuat perubahan yang diperlukan pada konfigurasi. Rajah 4 menunjukkan contoh pemodelan dan analisis bahagian saluran paip.
Apabila mereka bentuk sistem baharu, pereka sistem biasanya menyatakan bahawa semua paip dan komponen hendaklah dibuat, dikimpal, dipasang, dan sebagainya seperti yang dikehendaki oleh apa jua kod yang digunakan. Walau bagaimanapun, dalam beberapa pengubahsuaian atau aplikasi lain, adalah bermanfaat bagi jurutera yang ditetapkan untuk memberikan panduan tentang teknik pembuatan tertentu, seperti yang diterangkan dalam Bab V.
Masalah biasa yang dihadapi dalam aplikasi retrofit ialah prapemanasan kimpalan (perenggan 131) dan rawatan haba pascakimpalan (perenggan 132). Antara faedah lain, rawatan haba ini digunakan untuk melegakan tekanan, mencegah keretakan dan meningkatkan kekuatan kimpalan. Perkara yang mempengaruhi keperluan rawatan haba prakimpalan dan pascakimpalan termasuk, tetapi tidak terhad kepada, yang berikut: Pengelompokan nombor P, kimia bahan dan ketebalan bahan pada sambungan yang hendak dikimpal. Setiap bahan yang disenaraikan dalam Lampiran Mandatori A mempunyai nombor P yang ditetapkan. Untuk prapemanasan, perenggan 131 menyediakan suhu minimum yang mesti dipanaskan oleh logam asas sebelum kimpalan boleh berlaku. Untuk PWHT, Jadual 132 menyediakan julat suhu pegangan dan tempoh masa untuk memegang zon kimpalan. Kadar pemanasan dan penyejukan, kaedah pengukuran suhu, teknik pemanasan dan prosedur lain hendaklah mematuhi garis panduan yang ditetapkan dalam kod dengan ketat. Kesan buruk yang tidak dijangka pada kawasan kimpalan boleh berlaku disebabkan oleh kegagalan untuk memanaskan dengan betul.
Satu lagi bidang yang berpotensi menjadi perhatian dalam sistem perpaipan bertekanan ialah selekoh paip. Paip lentur boleh menyebabkan penipisan dinding, mengakibatkan ketebalan dinding yang tidak mencukupi. Mengikut perenggan 102.4.5, kod tersebut membenarkan selekoh selagi ketebalan dinding minimum memenuhi formula yang sama yang digunakan untuk mengira ketebalan dinding minimum untuk paip lurus. Biasanya, elaun ditambah untuk mengambil kira ketebalan dinding. Jadual 102.4.5 menyediakan elaun pengurangan selekoh yang disyorkan untuk jejari selekoh yang berbeza. Selekoh juga mungkin memerlukan rawatan haba pra-lentur dan/atau pasca-lentur. Perenggan 129 menyediakan panduan tentang pembuatan siku.
Bagi kebanyakan sistem perpaipan tekanan, adalah perlu untuk memasang injap keselamatan atau injap pelega bagi mengelakkan tekanan berlebihan dalam sistem. Bagi aplikasi ini, Lampiran II: Peraturan Reka Bentuk Pemasangan Injap Keselamatan pilihan merupakan sumber yang sangat berharga tetapi kadangkala kurang diketahui.
Selaras dengan perenggan II-1.2, injap keselamatan dicirikan oleh tindakan timbul terbuka sepenuhnya untuk perkhidmatan gas atau wap, manakala injap keselamatan terbuka relatif kepada tekanan statik hulu dan digunakan terutamanya untuk perkhidmatan cecair.
Unit injap keselamatan dicirikan oleh sama ada ia sistem pelepasan terbuka atau tertutup. Dalam ekzos terbuka, siku di saluran keluar injap keselamatan biasanya akan keluar ke dalam paip ekzos ke atmosfera. Biasanya, ini akan menghasilkan tekanan balik yang lebih rendah. Jika tekanan balik yang mencukupi dicipta dalam paip ekzos, sebahagian daripada gas ekzos mungkin dikeluarkan atau dibuang balik dari hujung salur masuk paip ekzos. Saiz paip ekzos hendaklah cukup besar untuk mengelakkan semburan balik. Dalam aplikasi bolong tertutup, tekanan terkumpul di saluran keluar injap pelega disebabkan oleh mampatan udara dalam talian bolong, yang berpotensi menyebabkan gelombang tekanan merambat. Dalam perenggan II-2.2.2, adalah disyorkan bahawa tekanan reka bentuk talian pelepasan tertutup sekurang-kurangnya dua kali ganda lebih besar daripada tekanan kerja keadaan mantap. Rajah 5 dan 6 menunjukkan pemasangan injap keselamatan terbuka dan tertutup, masing-masing.
Pemasangan injap keselamatan mungkin tertakluk kepada pelbagai daya seperti yang diringkaskan dalam perenggan II-2. Daya ini termasuk kesan pengembangan haba, interaksi berbilang injap pelega yang diventilasi secara serentak, kesan seismik dan/atau getaran, dan kesan tekanan semasa peristiwa pelega tekanan. Walaupun tekanan reka bentuk sehingga saluran keluar injap keselamatan harus sepadan dengan tekanan reka bentuk paip bawah, tekanan reka bentuk dalam sistem pelepasan bergantung pada konfigurasi sistem pelepasan dan ciri-ciri injap keselamatan. Persamaan disediakan dalam perenggan II-2.2 untuk menentukan tekanan dan halaju pada siku pelepasan, saluran masuk paip pelepasan, dan saluran keluar paip pelepasan untuk sistem pelepasan terbuka dan tertutup. Menggunakan maklumat ini, daya tindak balas pada pelbagai titik dalam sistem ekzos boleh dikira dan diambil kira.
Satu contoh masalah untuk aplikasi pelepasan terbuka diberikan dalam perenggan II-7. Terdapat kaedah lain untuk mengira ciri aliran dalam sistem pelepasan injap pelega, dan pembaca diingatkan untuk mengesahkan bahawa kaedah yang digunakan cukup konservatif. Satu kaedah sedemikian diterangkan oleh GS Liao dalam “Analisis Kumpulan Ekzos Injap Pelega Tekanan dan Keselamatan Loji Kuasa” yang diterbitkan oleh ASME dalam Journal of Electrical Engineering, Oktober 1975.
Lokasi injap keselamatan hendaklah mengekalkan jarak minimum paip lurus dari sebarang selekoh. Jarak minimum ini bergantung pada perkhidmatan dan geometri sistem seperti yang ditakrifkan dalam perenggan II-5.2.1. Bagi pemasangan dengan berbilang injap pelega, jarak yang disyorkan untuk sambungan cabang injap bergantung pada jejari paip cabang dan perkhidmatan, seperti yang ditunjukkan dalam Nota (10)(c) Jadual D-1. Selaras dengan perenggan II-5.7.1, mungkin perlu menyambungkan sokongan paip yang terletak pada pelepasan injap pelega ke paip operasi dan bukannya struktur bersebelahan untuk meminimumkan kesan pengembangan haba dan interaksi seismik. Ringkasan pertimbangan reka bentuk ini dan lain-lain dalam reka bentuk pemasangan injap keselamatan boleh didapati dalam perenggan II-5.
Jelas sekali, tidak mungkin untuk merangkumi semua keperluan reka bentuk ASME B31 dalam skop artikel ini. Tetapi mana-mana jurutera yang dilantik yang terlibat dalam reka bentuk sistem perpaipan tekanan sekurang-kurangnya perlu biasa dengan kod reka bentuk ini. Semoga dengan maklumat di atas, pembaca akan mendapati ASME B31 sebagai sumber yang lebih berharga dan mudah diakses.
Monte K. Engelkemier ialah ketua projek di Stanley Consultants. Engelkemier ialah ahli Persatuan Kejuruteraan Iowa, NSPE dan ASME, dan berkhidmat dalam Jawatankuasa dan Subjawatankuasa Kod Perpaipan Elektrik B31.1. Beliau mempunyai lebih 12 tahun pengalaman secara langsung dalam susun atur sistem perpaipan, reka bentuk, penilaian pendakap dan analisis tekanan. Matt Wilkey ialah Jurutera Mekanikal di Stanley Consultants. Beliau mempunyai lebih 6 tahun pengalaman profesional mereka bentuk sistem perpaipan untuk pelbagai pelanggan utiliti, perbandaran, institusi dan perindustrian dan merupakan ahli ASME dan Persatuan Kejuruteraan Iowa.
Adakah anda mempunyai pengalaman dan kepakaran mengenai topik yang diliputi dalam kandungan ini? Anda harus mempertimbangkan untuk menyumbang kepada pasukan editorial CFE Media kami dan mendapatkan pengiktirafan yang sewajarnya untuk anda dan syarikat anda. Klik di sini untuk memulakan proses.