Pri načrtovanju tlačnega cevovodnega sistema inženir, ki ga je izdelala organizacija, pogosto določi, da mora cevovodni sistem ustrezati enemu ali več delom standarda ASME B31 za tlačne cevovode. Kako inženirji pravilno upoštevajo zahteve standarda pri načrtovanju cevovodnih sistemov?
Najprej mora inženir določiti, katero projektno specifikacijo je treba izbrati. Za tlačne cevovode to ni nujno omejeno na ASME B31. Drugi predpisi, ki jih izdajo ASME, ANSI, NFPA ali druge upravne organizacije, se lahko določijo glede na lokacijo projekta, uporabo itd. V ASME B31 trenutno velja sedem ločenih oddelkov.
ASME B31.1 Električne cevovode: Ta razdelek zajema cevovode v elektrarnah, industrijskih in institucionalnih obratih, geotermalnih ogrevalnih sistemih ter centralnih in daljinskih ogrevalnih in hladilnih sistemih. To vključuje zunanje cevi kotla in zunanje cevi, ki niso kotli, ki se uporabljajo za namestitev kotlov ASME Section I. Ta razdelek se ne uporablja za opremo, ki jo zajema Kodeks ASME za kotle in tlačne posode, nekatere nizkotlačne distribucijske cevi za ogrevanje in hlajenje ter različne druge sisteme, opisane v odstavku 100.1.3 standarda ASME B31.1. Izvor standarda ASME B31.1 segajo v dvajseta leta 20. stoletja, prva uradna izdaja pa je bila objavljena leta 1935. Upoštevajte, da je bila prva izdaja, vključno z dodatki, manjša od 30 strani, trenutna izdaja pa ima več kot 300 strani.
ASME B31.3 Procesne cevi: Ta razdelek zajema cevovode v rafinerijah; kemičnih, farmacevtskih, tekstilnih, papirnih, polprevodniških in kriogenih obratih; ter pripadajočih predelovalnih obratih in terminalih. Ta razdelek je zelo podoben standardu ASME B31.1, zlasti pri izračunu minimalne debeline stene za ravne cevi. Ta razdelek je bil prvotno del standarda B31.1 in je bil prvič ločeno izdan leta 1959.
ASME B31.4 Cevovodni transportni sistemi za tekočine in gnojevko: Ta razdelek zajema cevovode, ki prevažajo predvsem tekoče izdelke med obrati in terminali ter znotraj terminalov, črpališč, kondicionirnih in merilnih postaj. Ta razdelek je bil prvotno del standarda B31.1 in je bil prvič ločeno izdan leta 1959.
ASME B31.5 Hladilne cevi in ​​komponente za prenos toplote: Ta razdelek zajema cevi za hladilna sredstva in sekundarna hladilna sredstva. Ta del je bil prvotno del standarda B31.1 in je bil prvič ločeno izdan leta 1962.
ASME B31.8 Cevovodi za prenos in distribucijo plina: To vključuje cevovode za transport predvsem plinastih produktov med viri in terminali, vključno s kompresorji, postajami za kondicioniranje in merilnimi postajami; ter cevovode za zbiranje plina. Ta razdelek je bil prvotno del standarda B31.1 in je bil prvič ločeno izdan leta 1955.
ASME B31.9 Cevovodi za stavbe: Ta razdelek zajema cevovode, ki se običajno nahajajo v industrijskih, institucionalnih, komercialnih in javnih stavbah ter večstanovanjskih stavbah, ki ne zahtevajo razponov velikosti, tlaka in temperature, ki jih zajema ASME B31.1. Ta razdelek je podoben ASME B31.1 in B31.3, vendar je manj konzervativen (zlasti pri izračunu minimalne debeline stene) in vsebuje manj podrobnosti. Omejen je na uporabo pri nizkem tlaku in nizkih temperaturah, kot je navedeno v odstavku 900.1.2 ASME B31.9. Prvič je bil objavljen leta 1982.
ASME B31.12 Vodikove cevi in ​​cevovodi: Ta razdelek zajema cevovode v plinastem in tekočem vodiku ter cevovode v plinastem vodiku. Ta razdelek je bil prvič objavljen leta 2008.
Kateri kodeks načrtovanja naj se uporabi, je na koncu odvisno od lastnika. Uvod v ASME B31 pravi: »Lastnik je odgovoren za izbiro odseka kodeksa, ki se najbolj približa predlagani cevovodni namestitvi.« V nekaterih primerih »lahko za različne odseke namestitve velja več odsekov kodeksa.«
Izdaja ASME B31.1 iz leta 2012 bo služila kot glavna referenca za nadaljnje razprave. Namen tega članka je voditi inženirja za načrtovanje skozi nekatere glavne korake pri načrtovanju tlačnega cevovodnega sistema, ki je skladen z ASME B31. Upoštevanje smernic ASME B31.1 zagotavlja dobro predstavitev splošne zasnove sistema. Podobne metode načrtovanja se uporabljajo, če se upošteva ASME B31.3 ali B31.9. Preostanek ASME B31 se uporablja v ožjih aplikacijah, predvsem za specifične sisteme ali aplikacije, in ne bo podrobneje obravnavan. Čeprav bodo tukaj poudarjeni ključni koraki v procesu načrtovanja, ta razprava ni izčrpna in se je treba med načrtovanjem sistema vedno sklicevati na celotno kodo. Vse reference na besedilo se nanašajo na ASME B31.1, razen če ni navedeno drugače.
Po izbiri pravilne kode mora sistemski načrtovalec pregledati tudi vse sistemsko specifične zahteve glede zasnove. Odstavek 122 (6. del) določa zahteve glede zasnove, povezane s sistemi, ki se običajno nahajajo v električnih cevovodih, kot so para, napajalna voda, odzračevanje in odzračevanje, cevi za instrumentacijo in sistemi za razbremenitev tlaka. ASME B31.3 vsebuje podobne odstavke kot ASME B31.1, vendar z manj podrobnostmi. Upoštevanje v odstavku 122 vključuje sistemsko specifične zahteve glede tlaka in temperature, kot tudi različne jurisdikcijske omejitve, določene med samim kotlom, zunanjimi cevmi kotla in zunanjimi cevmi, ki niso kotel, priključenimi na cevi kotla ASME Part I. definicija. Slika 2 prikazuje te omejitve bobnastega kotla.
Načrtovalec sistema mora določiti tlak in temperaturo, pri katerih bo sistem deloval, ter pogoje, ki jih mora sistem izpolnjevati.
V skladu z odstavkom 101.2 notranji projektni tlak ne sme biti manjši od največjega stalnega delovnega tlaka (MSOP) znotraj cevovodnega sistema, vključno z učinkom statičnega tlaka. Cevovodi, ki so izpostavljeni zunanjemu tlaku, morajo biti zasnovani za največji diferenčni tlak, ki se pričakuje v obratovalnih, izklopnih ali preskusnih pogojih. Poleg tega je treba upoštevati vplive na okolje. V skladu z odstavkom 101.4 mora biti cev, če je verjetno, da bo hlajenje tekočine znižalo tlak v cevi pod atmosferski tlak, zasnovana tako, da prenese zunanji tlak, ali pa se sprejmejo ukrepi za prekinitev vakuuma. V primerih, ko lahko raztezanje tekočine poveča tlak, morajo biti cevovodni sistemi zasnovani tako, da prenesejo povečan tlak, ali pa se sprejmejo ukrepi za razbremenitev prekomernega tlaka.
Od poglavja 101.3.2 naprej mora biti temperatura kovine za načrtovanje cevovodov reprezentativna za pričakovane maksimalne trajne pogoje. Zaradi poenostavitve se na splošno predpostavlja, da je temperatura kovine enaka temperaturi tekočine. Po želji se lahko uporabi povprečna temperatura kovine, če je znana temperatura zunanje stene. Posebno pozornost je treba nameniti tudi tekočinam, ki se vsesavajo skozi toplotne izmenjevalnike ali iz kurilne opreme, da se zagotovi upoštevanje najslabših temperaturnih pogojev.
Pogosto načrtovalci dodajo varnostno rezervo najvišjemu delovnemu tlaku in/ali temperaturi. Velikost rezerve je odvisna od uporabe. Pomembno je tudi upoštevati materialne omejitve pri določanju projektne temperature. Določanje visokih projektnih temperatur (nad 750 F) lahko zahteva uporabo legiranih materialov namesto bolj standardnega ogljikovega jekla. Vrednosti napetosti v obveznem dodatku A so navedene le za dovoljene temperature za vsak material. Na primer, ogljikovo jeklo lahko zagotavlja vrednosti napetosti le do 800 F. Dolgotrajna izpostavljenost ogljikovega jekla temperaturam nad 800 F lahko povzroči karbonizacijo cevi, zaradi česar je bolj krhka in nagnjena k odpovedi. Če se cev uporablja nad 800 F, je treba upoštevati tudi pospešeno lezenje, povezano z ogljikovim jeklom. Za popolno razpravo o temperaturnih omejitvah materiala glejte odstavek 124.
Včasih lahko inženirji določijo tudi preskusne tlake za vsak sistem. Odstavek 137 vsebuje smernice o obremenitvenih preskusih. Hidrostatično preskušanje se običajno določi pri 1,5-kratniku projektnega tlaka; vendar obročne in vzdolžne napetosti v cevovodu ne smejo presegati 90 % meje tečenja materiala iz odstavka 102.3.3 (B) med tlačnim preskusom. Pri nekaterih zunanjih cevovodnih sistemih, ki niso kotli, je lahko preskušanje puščanja med obratovanjem bolj praktična metoda preverjanja puščanja zaradi težav pri izolaciji delov sistema ali preprosto zato, ker konfiguracija sistema omogoča preprosto preskušanje puščanja med začetnim obratovanjem. Strinjam se, to je sprejemljivo.
Ko so določeni projektni pogoji, je mogoče določiti cevovod. Najprej se je treba odločiti, kateri material uporabiti. Kot smo že omenili, imajo različni materiali različne temperaturne omejitve. Odstavek 105 določa dodatne omejitve za različne materiale cevi. Izbira materiala je odvisna tudi od sistemske tekočine, kot je uporaba nikljevih zlitin v cevovodih za korozivne kemikalije, uporaba nerjavečega jekla za dovajanje čistega instrumentalnega zraka ali uporaba ogljikovega jekla z visoko vsebnostjo kroma (več kot 0,1 %) za preprečevanje korozije, ki jo pospešuje pretok. Korozija, ki jo pospešuje pretok (FAC), je pojav erozije/korozije, za katerega je bilo dokazano, da povzroča močno tanjšanje sten in odpoved cevi v nekaterih najbolj kritičnih cevovodnih sistemih. Če se tanjšanje vodovodnih komponent ne upošteva pravilno, lahko to povzroči in je že imelo resne posledice, na primer leta 2007, ko je v elektrarni IATAN podjetja KCP&L počila cev za razgretje, pri čemer sta umrla dva delavca, tretji pa je bil hudo poškodovan.
Enačba 7 in enačba 9 v odstavku 104.1.1 določata minimalno zahtevano debelino stene oziroma največji notranji projektni tlak za ravno cev, ki je izpostavljena notranjemu tlaku. Spremenljivke v teh enačbah vključujejo največjo dovoljeno napetost (iz obveznega dodatka A), zunanji premer cevi, faktor materiala (kot je prikazano v tabeli 104.1.2 (A)) in vse dodatne tolerance debeline (kot je opisano spodaj). Zaradi toliko vključenih spremenljivk je lahko določanje ustreznega materiala cevi, nazivnega premera in debeline stene iterativni postopek, ki lahko vključuje tudi hitrost tekočine, padec tlaka ter stroške cevovodov in črpanja. Ne glede na uporabo je treba preveriti minimalno zahtevano debelino stene.
Dodaten dodatek za debelino se lahko doda za kompenzacijo različnih razlogov, vključno s FAC. Dodatki so lahko potrebni zaradi odstranitve navojev, utorov itd. materiala, potrebnega za izdelavo mehanskih spojev. V skladu z odstavkom 102.4.2 mora biti minimalni dodatek enak globini navoja in toleranci obdelave. Dodatek je lahko potreben tudi za zagotovitev dodatne trdnosti, da se prepreči poškodba cevi, zrušitev, prekomerno povešanje ali upogibanje zaradi superponiranih obremenitev ali drugih vzrokov, obravnavanih v odstavku 102.4.4. Dodatki se lahko dodajo tudi za upoštevanje varjenih spojev (odstavek 102.4.3) in kolen (odstavek 102.4.5). Nazadnje se lahko dodajo tolerance za kompenzacijo korozije in/ali erozije. Debelina tega dodatka je prepuščena presoji projektanta in mora biti skladna s pričakovano življenjsko dobo cevi v skladu z odstavkom 102.4.1.
Neobvezna priloga IV vsebuje smernice za nadzor korozije. Zaščitni premazi, katodna zaščita in električna izolacija (kot so izolacijske prirobnice) so metode za preprečevanje zunanje korozije zakopanih ali potopljenih cevovodov. Za preprečevanje notranje korozije se lahko uporabijo zaviralci korozije ali obloge. Prav tako je treba paziti, da se uporabi hidrostatična preskusna voda ustrezne čistosti in da se po hidrostatičnem preskusu cevovod popolnoma izprazni.
Najmanjša debelina stene cevi ali urnik, potreben za prejšnje izračune, morda ni konstanten po celotnem premeru cevi in ​​lahko zahteva specifikacije za različne urnike za različne premere. Ustrezni urniki in vrednosti debeline stene so opredeljeni v standardu ASME B36.10 Varjene in brezšivne kovane jeklene cevi.
Pri določanju materiala cevi in ​​izvajanju prej omenjenih izračunov je pomembno zagotoviti, da se največje dovoljene vrednosti napetosti, uporabljene v izračunih, ujemajo z navedenim materialom. Če je na primer cev iz nerjavečega jekla A312 304L napačno navedena namesto cevi iz nerjavečega jekla A312 304, je lahko navedena debelina stene nezadostna zaradi znatne razlike v največjih dovoljenih vrednostih napetosti med obema materialoma. Prav tako je treba ustrezno določiti način izdelave cevi. Če se na primer za izračun uporabi največja dovoljena vrednost napetosti za brezšivno cev, je treba določiti brezšivno cev. V nasprotnem primeru lahko proizvajalec/monter ponudi varjene cevi, kar lahko povzroči nezadostno debelino stene zaradi nižjih največjih dovoljenih vrednosti napetosti.
Na primer, predpostavimo, da je projektna temperatura cevovoda 300 F in projektni tlak 1200 psig. 2″ in 3″ bo uporabljena žica iz ogljikovega jekla (brezšivna žica razreda A53 B). Določite ustrezen načrt cevovoda, ki bo ustrezal zahtevam enačbe 9 standarda ASME B31.1. Najprej so pojasnjeni projektni pogoji:
Nato določite največje dovoljene vrednosti napetosti za A53 razred B pri zgornjih projektnih temperaturah iz tabele A-1. Upoštevajte, da se vrednost za brezšivne cevi uporablja, ker je brezšivna cev določena:
Dodati je treba tudi toleranco debeline. Za to uporabo se predpostavlja toleranca za korozijo 1/16 palca. Ločena toleranca rezkanja bo dodana kasneje.
3 palce. Cev bo najprej določena. Ob predpostavki cevi Schedule 40 in 12,5-odstotne tolerance rezkanja izračunajte največji tlak:
Cev razreda 40 je zadovoljiva za 3 palce. Cev v zgoraj navedenih projektnih pogojih je zadovoljiva. Nato preverite 2 palca. Cevovod uporablja enake predpostavke:
2 palca. V zgoraj navedenih projektnih pogojih bo cev zahtevala debelejšo steno kot pri ceveh iz Priloge 40. Poskusite z 2 palcama. Cevi iz Priloge 80:
Čeprav je debelina stene cevi pogosto omejujoč dejavnik pri načrtovanju tlaka, je še vedno pomembno preveriti, ali so uporabljeni fitingi, komponente in priključki primerni za določene konstrukcijske pogoje.
Praviloma se v skladu z odstavki 104.2, 104.7.1, 106 in 107 vsi ventili, fitingi in druge komponente pod tlakom, izdelane v skladu s standardi, navedenimi v tabeli 126.1, štejejo za primerne za uporabo v normalnih obratovalnih pogojih ali pod standardnimi nazivnimi tlaki in temperaturami, navedenimi v . Uporabniki se morajo zavedati, da če nekateri standardi ali proizvajalci določajo strožje omejitve odstopanj od normalnega delovanja, kot so tiste, določene v ASME B31.1, veljajo strožje omejitve.
Na križiščih cevi se priporočajo T-kosi, prečni deli, križni deli, odcepni varjeni spoji itd., izdelani v skladu s standardi, navedenimi v tabeli 126.1. V nekaterih primerih lahko križišča cevovodov zahtevajo edinstvene odcepne povezave. Odstavek 104.3.1 določa dodatne zahteve za odcepne povezave, da se zagotovi zadostna količina materiala za cevi, ki prenese tlak.
Za poenostavitev načrtovanja se lahko načrtovalec odloči za višje pogoje načrtovanja, da doseže nazivno vrednost prirobnice določenega tlačnega razreda (npr. razred ASME 150, 300 itd.), kot je opredeljeno v razredu tlaka in temperature za specifične materiale, določene v ASME B16 .5 Prirobnice cevi in ​​prirobnični spoji ali podobnih standardih, navedenih v tabeli 126.1. To je sprejemljivo, če ne povzroči nepotrebnega povečanja debeline stene ali drugih zasnov komponent.
Pomemben del načrtovanja cevovodov je zagotavljanje ohranitve strukturne celovitosti cevovodnega sistema, ko nanj vplivajo tlak, temperatura in zunanje sile. Strukturna celovitost sistema se v procesu načrtovanja pogosto spregleda in če ni dobro izvedena, je lahko eden dražjih delov načrtovanja. Strukturna celovitost je obravnavana predvsem na dveh mestih, v odstavku 104.8: Analiza komponent cevovoda in v odstavku 119: Razširitev in fleksibilnost.
Odstavek 104.8 navaja osnovne kodne formule, ki se uporabljajo za določanje, ali cevovodni sistem presega dovoljene napetosti po kodi. Te kodne enačbe se običajno imenujejo stalne obremenitve, občasne obremenitve in pomične obremenitve. Trajna obremenitev je učinek tlaka in teže na cevovodni sistem. Naključne obremenitve so stalne obremenitve ter morebitne obremenitve vetra, potresne obremenitve, obremenitve terena in druge kratkotrajne obremenitve. Predpostavlja se, da vsaka naključna obremenitev ne bo hkrati delovala na druge naključne obremenitve, zato bo vsaka naključna obremenitev v času analize ločen primer obremenitve. Pomične obremenitve so učinki toplotne rasti, premika opreme med delovanjem ali katere koli druge pomične obremenitve.
Odstavek 119 obravnava, kako ravnati z raztezanjem in prožnostjo cevi v cevovodnih sistemih ter kako določiti reakcijske obremenitve. Prožnost cevovodnih sistemov je pogosto najpomembnejša pri priključkih opreme, saj večina priključkov opreme lahko prenese le minimalno količino sile in momenta, ki deluje na priključni točki. V večini primerov ima toplotna rast cevovodnega sistema največji vpliv na reakcijsko obremenitev, zato je pomembno, da toplotno rast v sistemu ustrezno nadzorujemo.
Da bi se zagotovila fleksibilnost cevovodnega sistema in zagotovila pravilna podpora sistema, je dobra praksa, da se jeklene cevi podpirajo v skladu s tabelo 121.5. Če si projektant prizadeva upoštevati standardni razmik podpor za to tabelo, doseže tri stvari: zmanjša odklon zaradi lastne teže, zmanjša trajne obremenitve in poveča razpoložljivo napetost za premične obremenitve. Če projektant namesti podporo v skladu s tabelo 121.5, bo to običajno povzročilo manj kot 1/8 palca premika ali povesa zaradi lastne teže med nosilci cevi. Zmanjšanje odklona zaradi lastne teže pomaga zmanjšati možnost kondenzacije v ceveh, ki prenašajo paro ali plin. Upoštevanje priporočil za razmik v tabeli 121.5 projektantu omogoča tudi zmanjšanje trajne napetosti v cevovodu na približno 50 % dovoljene neprekinjene vrednosti po predpisih. V skladu z enačbo 1B je dovoljena napetost za premične obremenitve obratno sorazmerna s trajnimi obremenitvami. Zato je mogoče z zmanjšanjem trajne obremenitve povečati toleranco napetosti premika. Priporočena razdalja za nosilce cevi je prikazana na sliki 3.
Za zagotovitev ustreznega upoštevanja reakcijskih obremenitev cevovodnega sistema in izpolnjevanja predpisanih napetosti je običajna metoda izvedba računalniško podprte analize napetosti cevovodov sistema. Na voljo je več različnih programskih paketov za analizo napetosti cevovodov, kot so Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex ali eden od drugih komercialno dostopnih paketov. Prednost uporabe računalniško podprte analize napetosti cevovodov je, da omogoča oblikovalcu, da ustvari model končnih elementov cevovodnega sistema za enostavno preverjanje in možnost izvedbe potrebnih sprememb konfiguracije. Slika 4 prikazuje primer modeliranja in analize odseka cevovoda.
Pri načrtovanju novega sistema sistemski načrtovalci običajno določijo, da morajo biti vse cevi in ​​komponente izdelane, varjene, sestavljene itd., kot zahteva uporabljena koda. Vendar pa je pri nekaterih predelavah ali drugih aplikacijah lahko koristno, da imenovani inženir zagotovi smernice o določenih proizvodnih tehnikah, kot je opisano v poglavju V.
Pogosta težava pri predelavah je predgrevanje varjenja (odstavek 131) in toplotna obdelava po varjenju (odstavek 132). Med drugimi prednostmi se te toplotne obdelave uporabljajo za lajšanje napetosti, preprečevanje razpok in povečanje trdnosti varjenja. Elementi, ki vplivajo na zahteve glede toplotne obdelave pred in po varjenju, vključujejo, vendar niso omejeni na, naslednje: razvrščanje po številki P, kemija materiala in debelina materiala na spoju, ki ga je treba variti. Vsak material, naveden v obveznem dodatku A, ima dodeljeno številko P. Za predgrevanje odstavek 131 določa minimalno temperaturo, na katero je treba osnovno kovino segreti, preden se lahko izvede varjenje. Za PWHT tabela 132 določa območje zadrževanja temperature in čas zadrževanja varilnega območja. Stopnje segrevanja in hlajenja, metode merjenja temperature, tehnike segrevanja in drugi postopki morajo strogo upoštevati smernice, določene v kodeksu. Zaradi neustrezne toplotne obdelave se lahko pojavijo nepričakovani škodljivi učinki na varjeno območje.
Drugo potencialno področje zaskrbljenosti v tlačnih cevovodnih sistemih so cevni ovinki. Upogibanje cevi lahko povzroči stanjšanje sten, kar ima za posledico nezadostno debelino stene. V skladu z odstavkom 102.4.5 predpis dovoljuje ovinke, če minimalna debelina stene ustreza isti formuli, ki se uporablja za izračun minimalne debeline stene za ravne cevi. Običajno se doda dodatek za upoštevanje debeline stene. Tabela 102.4.5 vsebuje priporočene dodatke za zmanjšanje ovinka za različne polmere ovinka. Oviki lahko zahtevajo tudi toplotno obdelavo pred in/ali po upogibanju. Odstavek 129 vsebuje smernice za izdelavo komolcev.
Pri mnogih tlačnih cevovodnih sistemih je treba namestiti varnostni ventil ali razbremenilni ventil, da se prepreči nadtlak v sistemu. Za te aplikacije je zelo dragocen, a včasih malo znan vir neobvezni Dodatek II: Pravila za načrtovanje vgradnje varnostnih ventilov.
V skladu z odstavkom II-1.2 so varnostni ventili za plin ali paro značilni po tem, da se popolnoma odprejo, medtem ko se varnostni ventili odpirajo glede na statični tlak pred cevjo in se uporabljajo predvsem za tekočine.
Varnostne ventilske enote so značilne po tem, ali gre za odprte ali zaprte izpustne sisteme. Pri odprtem izpuhu se komolec na izhodu varnostnega ventila običajno izpušča v izpušno cev v ozračje. To običajno povzroči manjši povratni tlak. Če se v izpušni cevi ustvari zadosten povratni tlak, se lahko del izpušnih plinov iztisne ali izpere nazaj z vstopnega konca izpušne cevi. Velikost izpušne cevi mora biti dovolj velika, da prepreči povratni tok. Pri zaprtih prezračevalnih sistemih se zaradi stiskanja zraka v prezračevalnem vodu na izhodu varnostnega ventila poveča tlak, kar lahko povzroči širjenje tlačnih valov. V odstavku II-2.2.2 je priporočljivo, da je projektni tlak zaprtega izpustnega voda vsaj dvakrat večji od delovnega tlaka v ustaljenem stanju. Sliki 5 in 6 prikazujeta odprto oziroma zaprto namestitev varnostnega ventila.
Namestitve varnostnih ventilov so lahko podvržene različnim silam, kot je povzeto v odstavku II-2. Te sile vključujejo učinke toplotnega raztezanja, interakcijo več varnostnih ventilov, ki hkrati odzračujejo, seizmične in/ali vibracijske učinke ter učinke tlaka med dogodki razbremenitve tlaka. Čeprav se mora projektni tlak do izhoda varnostnega ventila ujemati s projektnim tlakom odtočne cevi, je projektni tlak v izpustnem sistemu odvisen od konfiguracije izpustnega sistema in značilnosti varnostnega ventila. V odstavku II-2.2 so navedene enačbe za določanje tlaka in hitrosti na izpustnem kolenu, vhodu v izpustno cev in izhodu izpustne cevi za odprte in zaprte izpustne sisteme. S pomočjo teh informacij je mogoče izračunati in upoštevati reakcijske sile na različnih točkah v izpušnem sistemu.
Primer problema za odprto izpustno aplikacijo je naveden v odstavku II-7. Obstajajo tudi druge metode za izračun pretočnih značilnosti v sistemih za izpust z varnostnimi ventili, bralec pa naj preveri, ali je uporabljena metoda dovolj konzervativna. Eno takšnih metod je opisal GS Liao v publikaciji »Varnost elektrarne in analiza izpušnih skupin varnostnih ventilov za tlačno varnost«, ki jo je ASME objavil v reviji Journal of Electrical Engineering oktobra 1975.
Lokacija varnostnega ventila mora vzdrževati minimalno razdaljo med ravno cevjo in vsakim ovinko. Ta minimalna razdalja je odvisna od uporabe in geometrije sistema, kot je opredeljeno v odstavku II-5.2.1. Pri namestitvah z več varnostnimi ventili je priporočeni razmik za odcepne povezave ventilov odvisen od polmerov odcepnih in priključnih cevi, kot je prikazano v opombi (10)(c) tabele D-1. V skladu z odstavkom II-5.7.1 je morda treba cevne nosilce, ki se nahajajo na izpustu varnostnega ventila, priključiti na delovno cev in ne na sosednjo konstrukcijo, da se čim bolj zmanjšajo učinki toplotnega raztezanja in seizmičnih interakcij. Povzetek teh in drugih konstrukcijskih vidikov pri načrtovanju sklopov varnostnih ventilov je na voljo v odstavku II-5.
Očitno v tem članku ni mogoče zajeti vseh zahtev glede načrtovanja standarda ASME B31. Vendar pa bi moral vsak imenovani inženir, ki sodeluje pri načrtovanju tlačnega cevovodnega sistema, vsaj poznati to kodo za načrtovanje. Upajmo, da bodo bralci z zgornjimi informacijami ASME B31 našli kot dragocenejši in dostopnejši vir.
Monte K. Engelkemier je vodja projektov pri Stanley Consultants. Engelkemier je član Iowa Engineering Society, NSPE in ASME ter je član odbora in pododbora za električne cevovode B31.1. Ima več kot 12 let praktičnih izkušenj z načrtovanjem in zasnovo cevovodnih sistemov, ocenjevanjem opornikov in analizo napetosti. Matt Wilkey je strojni inženir pri Stanley Consultants. Ima več kot 6 let poklicnih izkušenj z načrtovanjem cevovodnih sistemov za različne komunalne, občinske, institucionalne in industrijske stranke ter je član ASME in Iowa Engineering Society.
Imate izkušnje in strokovno znanje o temah, ki jih obravnava ta vsebina? Razmislite o sodelovanju v naši uredniški ekipi CFE Media in si zagotovite priznanje, ki si ga zaslužite vi in ​​vaše podjetje. Kliknite tukaj, da začnete postopek.