Gjatë projektimit të një sistemi tubacionesh nën presion, inxhinieri caktues shpesh do të specifikojë që tubacionet e sistemit duhet të jenë në përputhje me një ose më shumë pjesë të Kodit të Tubacioneve nën Presion ASME B31. Si i ndjekin siç duhet inxhinierët kërkesat e kodit kur projektojnë sisteme tubacionesh?
Së pari, inxhinieri duhet të përcaktojë se cili specifikim i projektimit duhet të zgjidhet. Për sistemet e tubacioneve nën presion, kjo nuk kufizohet domosdoshmërisht vetëm në ASME B31. Kodet e tjera të lëshuara nga ASME, ANSI, NFPA ose organizata të tjera qeverisëse mund të rregullohen nga vendndodhja e projektit, aplikimi etj. Në ASME B31, aktualisht janë në fuqi shtatë seksione të ndara.
ASME B31.1 Tubacionet Elektrike: Ky seksion mbulon tubacionet në termocentralet, impiantet industriale dhe institucionale, sistemet e ngrohjes gjeotermale dhe sistemet qendrore dhe të rrethit të ngrohjes dhe ftohjes. Kjo përfshin tubacionet e jashtme të bojlerit dhe të jashtme jo-bojler që përdoren për të instaluar bojlerët e Seksioni I të ASME. Ky seksion nuk zbatohet për pajisjet e mbuluara nga Kodi i Bojlerëve dhe Enëve me Presion të ASME, disa tubacione shpërndarjeje të ngrohjes dhe ftohjes me presion të ulët dhe sisteme të tjera të ndryshme të përshkruara në paragrafin 100.1.3 të ASME B31.1. Origjina e ASME B31.1 mund të gjurmohet në vitet 1920, me botimin e parë zyrtar të botuar në vitin 1935. Vini re se botimi i parë, duke përfshirë shtojcat, ishte më pak se 30 faqe, dhe botimi aktual është mbi 300 faqe i gjatë.
ASME B31.3 Tubacionet e Procesit: Ky seksion mbulon tubacionet në rafineri; impiantet kimike, farmaceutike, tekstile, të letrës, gjysmëpërçuesve dhe kriogjenike; dhe impiantet dhe terminalet e përpunimit të lidhura. Ky seksion është shumë i ngjashëm me ASME B31.1, veçanërisht kur llogaritet trashësia minimale e murit për tubin e drejtë. Ky seksion ishte fillimisht pjesë e B31.1 dhe u publikua për herë të parë veçmas në vitin 1959.
ASME B31.4 Sistemet e Transportit të Tubacioneve për Lëngje dhe Lëngje: Ky seksion mbulon tubacionet që transportojnë kryesisht produkte të lëngshme midis impianteve dhe terminaleve, dhe brenda terminaleve, stacioneve të pompimit, kondicionimit dhe matjes. Ky seksion ishte fillimisht pjesë e B31.1 dhe u publikua për herë të parë veçmas në vitin 1959.
ASME B31.5 Tubacionet e Ftohjes dhe Komponentët e Transferimit të Nxehtësisë: Ky seksion mbulon tubacionet për ftohësit dhe ftohësit sekondarë. Kjo pjesë ishte fillimisht pjesë e B31.1 dhe u publikua për herë të parë veçmas në vitin 1962.
ASME B31.8 Sistemet e Tubacioneve të Transmetimit dhe Shpërndarjes së Gazit: Kjo përfshin tubacionet për të transportuar kryesisht produkte të gazta midis burimeve dhe terminaleve, duke përfshirë kompresorët, stacionet e kondicionimit dhe matjes; dhe tubacionet e mbledhjes së gazit. Ky seksion ishte fillimisht pjesë e B31.1 dhe u publikua për herë të parë veçmas në vitin 1955.
ASME B31.9 Tubacionet e Shërbimeve të Ndërtimit: Ky seksion mbulon tubacionet që gjenden zakonisht në ndërtesat industriale, institucionale, tregtare dhe publike; dhe banesat me shumë njësi që nuk kërkojnë diapazonin e madhësisë, presionit dhe temperaturës të mbuluar në ASME B31.1. Ky seksion është i ngjashëm me ASME B31.1 dhe B31.3, por është më pak konservator (sidomos kur llogaritet trashësia minimale e murit) dhe përmban më pak detaje. Është i kufizuar në aplikime me presion të ulët dhe temperaturë të ulët siç tregohet në paragrafin 900.1.2 të ASME B31.9. Kjo u botua për herë të parë në vitin 1982.
ASME B31.12 Tubacionet e Hidrogjenit dhe Tubacionet: Ky seksion mbulon tubacionet në shërbimin e hidrogjenit të gaztë dhe të lëngshëm, si dhe tubacionet në shërbimin e hidrogjenit të gaztë. Ky seksion u botua për herë të parë në vitin 2008.
Se cili kod projektimi duhet të përdoret, në fund të fundit, varet nga pronari. Hyrja në ASME B31 thotë: "Është përgjegjësi e pronarit të zgjedhë seksionin e kodit që i afrohet më shumë instalimit të tubacioneve të propozuara". Në disa raste, "seksione të shumëfishta kodi mund të zbatohen për seksione të ndryshme të instalimit".
Edicioni i vitit 2012 i ASME B31.1 do të shërbejë si referencë kryesore për diskutimet pasuese. Qëllimi i këtij artikulli është të udhëzojë inxhinierin caktues përmes disa prej hapave kryesorë në projektimin e një sistemi tubacionesh presioni në përputhje me ASME B31. Ndjekja e udhëzimeve të ASME B31.1 ofron një përfaqësim të mirë të projektimit të përgjithshëm të sistemit. Metoda të ngjashme projektimi përdoren nëse ndiqet ASME B31.3 ose B31.9. Pjesa tjetër e ASME B31 përdoret në aplikime më të ngushta, kryesisht për sisteme ose aplikime specifike, dhe nuk do të diskutohet më tej. Ndërsa hapat kryesorë në procesin e projektimit do të theksohen këtu, ky diskutim nuk është shterues dhe kodi i plotë duhet të referohet gjithmonë gjatë projektimit të sistemit. Të gjitha referencat në tekst i referohen ASME B31.1 përveç nëse përcaktohet ndryshe.
Pas zgjedhjes së kodit të saktë, projektuesi i sistemit duhet të shqyrtojë gjithashtu çdo kërkesë specifike të projektimit për sistemin. Paragrafi 122 (Pjesa 6) ofron kërkesat e projektimit në lidhje me sistemet që gjenden zakonisht në aplikimet e tubacioneve elektrike, siç janë avulli, uji i furnizimit, shkarkimi dhe shkarkimi, tubacionet e instrumenteve dhe sistemet e lehtësimit të presionit. ASME B31.3 përmban paragrafë të ngjashëm me ASME B31.1, por me më pak detaje. Konsideratat në paragrafin 122 përfshijnë kërkesat specifike të presionit dhe temperaturës për sistemin, si dhe kufizime të ndryshme juridiksionale të përcaktuara midis trupit të bojlerit, tubacioneve të jashtme të bojlerit dhe tubacioneve të jashtme jo-bojler të lidhura me tubacionet e bojlerit Seksioni I të ASME. Figura 2 tregon këto kufizime të bojlerit me fuçi.
Projektuesi i sistemit duhet të përcaktojë presionin dhe temperaturën në të cilën do të funksionojë sistemi dhe kushtet që duhet të projektohet të përmbushë.
Sipas paragrafit 101.2, presioni i brendshëm i projektimit nuk duhet të jetë më i vogël se presioni maksimal i vazhdueshëm i punës (MSOP) brenda sistemit të tubacioneve, duke përfshirë efektin e kokës statike. Tubacionet që i nënshtrohen presionit të jashtëm duhet të projektohen për presionin diferencial maksimal të pritur në kushte operimi, mbylljeje ose testimi. Përveç kësaj, duhet të merren në konsideratë ndikimet mjedisore. Sipas paragrafit 101.4, nëse ftohja e lëngut ka të ngjarë të ulë presionin në tub nën presionin atmosferik, tubi duhet të projektohet për t'i bërë ballë presionit të jashtëm ose duhet të merren masa për të thyer vakumin. Në situatat kur zgjerimi i lëngut mund të rrisë presionin, sistemet e tubacioneve duhet të projektohen për t'i bërë ballë presionit të rritur ose duhet të merren masa për të lehtësuar presionin e tepërt.
Duke filluar nga Seksioni 101.3.2, temperatura e metalit për projektimin e tubacioneve duhet të jetë përfaqësuese e kushteve maksimale të qëndrueshme të pritura. Për thjeshtësi, supozohet përgjithësisht se temperatura e metalit është e barabartë me temperaturën e lëngut. Nëse dëshirohet, temperatura mesatare e metalit mund të përdoret për sa kohë që dihet temperatura e murit të jashtëm. Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet gjithashtu lëngjeve të nxjerra përmes shkëmbyesve të nxehtësisë ose nga pajisjet e djegies për të siguruar që të merren parasysh kushtet më të këqija të temperaturës.
Shpesh, projektuesit shtojnë një diferencë sigurie në presionin dhe/ose temperaturën maksimale të punës. Madhësia e diferencës varet nga aplikimi. Është gjithashtu e rëndësishme të merren në konsideratë kufizimet e materialit kur përcaktohet temperatura e projektimit. Specifikimi i temperaturave të larta të projektimit (më të mëdha se 750 F) mund të kërkojë përdorimin e materialeve të aliazhit në vend të çelikut të karbonit më standard. Vlerat e stresit në Shtojcën e Detyrueshme A jepen vetëm për temperaturat e lejuara për secilin material. Për shembull, çeliku i karbonit mund të ofrojë vetëm vlera stresi deri në 800 F. Ekspozimi i zgjatur i çelikut të karbonit në temperatura mbi 800 F mund të shkaktojë karbonizimin e tubit, duke e bërë atë më të brishtë dhe të prirur ndaj dështimit. Nëse funksionon mbi 800 F, duhet të merret në konsideratë edhe dëmtimi i përshpejtuar i zvarritjes që shoqërohet me çelikun e karbonit. Shih paragrafin 124 për një diskutim të plotë të kufijve të temperaturës së materialit.
Ndonjëherë inxhinierët mund të specifikojnë edhe presionet e testimit për secilin sistem. Paragrafi 137 ofron udhëzime mbi testimin e stresit. Në mënyrë tipike, testimi hidrostatik do të specifikohet në 1.5 herë presionin e projektimit; megjithatë, tensionet gjatësore dhe të unazës në tubacione nuk duhet të kalojnë 90% të rezistencës së rrjedhjes së materialit në paragrafin 102.3.3 (B) gjatë testit të presionit. Për disa sisteme tubacionesh të jashtme pa bojler, testimi i rrjedhjeve gjatë funksionimit mund të jetë një metodë më praktike për të kontrolluar rrjedhjet për shkak të vështirësive në izolimin e pjesëve të sistemit, ose thjesht sepse konfigurimi i sistemit lejon testimin e thjeshtë të rrjedhjeve gjatë shërbimit fillestar. Dakord, kjo është e pranueshme.
Pasi të jenë përcaktuar kushtet e projektimit, mund të specifikohen tubacionet. Gjëja e parë që duhet të vendosni është se çfarë materiali do të përdoret. Siç u përmend më parë, materiale të ndryshme kanë kufij të ndryshëm të temperaturës. Paragrafi 105 ofron kufizime shtesë për materiale të ndryshme të tubacioneve. Përzgjedhja e materialit varet gjithashtu nga lëngu i sistemit, siç janë lidhjet e nikelit në aplikimet e tubacioneve kimike korrozive, çeliku inox për të ofruar ajër të pastër të instrumenteve, ose çeliku i karbonit me një përmbajtje të lartë kromi (më të madhe se 0.1%) për të parandaluar korrozionin e përshpejtuar të rrjedhjes. Korrozioni i Përshpejtuar i Rrjedhjes (KRR) është një fenomen i erozionit/korrozionit që është treguar se shkakton hollim të rëndë të mureve dhe dështim të tubave në disa nga sistemet më kritike të tubacioneve. Mosmarrja në konsideratë e duhur e hollimit të komponentëve hidraulikë mund dhe ka pasur pasoja serioze, siç ishte në vitin 2007 kur një tub desuperngrohjeje në termocentralin IATAN të KCP&L shpërtheu, duke vrarë dy punëtorë dhe duke plagosur rëndë një të tretë.
Ekuacioni 7 dhe Ekuacioni 9 në paragrafin 104.1.1 përcaktojnë trashësinë minimale të kërkuar të murit dhe presionin maksimal të brendshëm të projektimit, përkatësisht, për tubin e drejtë që i nënshtrohet presionit të brendshëm. Variablat në këto ekuacione përfshijnë stresin maksimal të lejuar (nga Shtojca e Detyrueshme A), diametrin e jashtëm të tubit, faktorin e materialit (siç tregohet në Tabelën 104.1.2 (A)) dhe çdo lejim shtesë të trashësisë (siç përshkruhet më poshtë). Me kaq shumë variabla të përfshirë, specifikimi i materialit të duhur të tubacionit, diametrit nominal dhe trashësisë së murit mund të jetë një proces përsëritës që mund të përfshijë gjithashtu shpejtësinë e lëngut, rënien e presionit dhe kostot e tubacionit dhe pompimit. Pavarësisht nga aplikimi, trashësia minimale e kërkuar e murit duhet të verifikohet.
Mund të shtohet një tolerancë shtesë trashësie për të kompensuar arsye të ndryshme, duke përfshirë FAC. Mund të kërkohen toleranca për shkak të heqjes së filetove, prerjeve etj., materialit të nevojshëm për të bërë nyje mekanike. Sipas paragrafit 102.4.2, toleranca minimale duhet të jetë e barabartë me thellësinë e filetos plus tolerancën e përpunimit mekanik. Mund të kërkohet gjithashtu një tolerancë shtesë për të siguruar forcë shtesë për të parandaluar dëmtimin e tubit, shembjen, varjen e tepërt ose përkuljen për shkak të ngarkesave të mbivendosura ose shkaqeve të tjera të diskutuara në paragrafin 102.4.4. Mund të shtohen gjithashtu toleranca për të marrë parasysh nyjet e salduara (paragrafi 102.4.3) dhe bërrylat (paragrafi 102.4.5). Së fundmi, mund të shtohen toleranca për të kompensuar korrozionin dhe/ose erozionin. Trashësia e kësaj tolerance është në diskrecionin e projektuesit dhe duhet të jetë në përputhje me jetëgjatësinë e pritur të tubacionit në përputhje me paragrafin 102.4.1.
Shtojca IV opsionale ofron udhëzime mbi kontrollin e korrozionit. Veshjet mbrojtëse, mbrojtja katodike dhe izolimi elektrik (siç janë flanxhat izoluese) janë të gjitha metoda për të parandaluar korrozionin e jashtëm të tubacioneve të varrosura ose të zhytura. Frenuesit ose veshjet e korrozionit mund të përdoren për të parandaluar korrozionin e brendshëm. Duhet të tregohet kujdes gjithashtu që të përdoret ujë për testim hidrostatik me pastërtinë e duhur dhe, nëse është e nevojshme, të kullohen plotësisht tubacionet pas testimit hidrostatik.
Trashësia minimale e murit të tubit ose orari i kërkuar për llogaritjet e mëparshme mund të mos jetë konstant në të gjithë diametrin e tubit dhe mund të kërkojë specifikime për orare të ndryshme për diametra të ndryshëm. Vlerat e përshtatshme të orarit dhe trashësisë së murit përcaktohen në ASME B36.10 Tub çeliku i salduar dhe pa qepje i farkëtuar.
Kur specifikoni materialin e tubit dhe kryeni llogaritjet e diskutuara më parë, është e rëndësishme të siguroheni që vlerat maksimale të lejuara të stresit të përdorura në llogaritje përputhen me materialin e specifikuar. Për shembull, nëse tubi prej çeliku inox A312 304L është përcaktuar gabimisht si tub çeliku inox A312 304, trashësia e murit të dhënë mund të jetë e pamjaftueshme për shkak të ndryshimit të rëndësishëm në vlerat maksimale të lejuara të stresit midis dy materialeve. Po kështu, metoda e prodhimit të tubit duhet të specifikohet në mënyrë të përshtatshme. Për shembull, nëse vlera maksimale e lejuar e stresit për tubin pa qepje përdoret për llogaritjen, duhet të specifikohet tubi pa qepje. Përndryshe, prodhuesi/instaluesi mund të ofrojë tub të salduar me tegel, gjë që mund të rezultojë në trashësi të pamjaftueshme të murit për shkak të vlerave më të ulëta të lejuara të stresit.
Për shembull, supozojmë se temperatura e projektimit të tubacionit është 300 F dhe presioni i projektimit është 1,200 psig.2″ dhe 3″. Do të përdoret tela çeliku karboni (A53 Grada B pa qepje). Përcaktoni planin e duhur të tubacionit për të specifikuar për të përmbushur kërkesat e Ekuacionit 9 të ASME B31.1. Së pari, shpjegohen kushtet e projektimit:
Më pas, përcaktoni vlerat maksimale të lejuara të stresit për A53 Grade B në temperaturat e projektimit të mësipërme nga Tabela A-1. Vini re se vlera për tubin pa tegel përdoret sepse tubi pa tegel është specifikuar:
Duhet të shtohet edhe leja e trashësisë. Për këtë aplikim, është një lejim prej 1/16 inç. Supozohet leja e korrozionit. Një tolerancë e veçantë për frezim do të shtohet më vonë.
3 inç. Tubi do të specifikohet së pari. Duke supozuar një tub të Programit 40 dhe një tolerancë frezimi prej 12.5%, llogaritni presionin maksimal:
Tubi i Programit 40 është i kënaqshëm për 3 inç. Tub në kushtet e projektimit të specifikuara më sipër. Më pas, kontrolloni 2 inç. Tubacioni përdor të njëjtat supozime:
2 inç. Sipas kushteve të projektimit të specifikuara më sipër, tubacionet do të kërkojnë një trashësi muri më të trashë se Plani 40. Provoni 2 inç. Tubat e Planit 80:
Ndërsa trashësia e murit të tubit është shpesh faktori kufizues në projektimin e presionit, është ende e rëndësishme të verifikohet që pajisjet, përbërësit dhe lidhjet e përdorura janë të përshtatshme për kushtet e specifikuara të projektimit.
Si rregull i përgjithshëm, në përputhje me paragrafët 104.2, 104.7.1, 106 dhe 107, të gjitha valvulat, pajisjet dhe përbërësit e tjerë që përmbajnë presion të prodhuar sipas standardeve të listuara në Tabelën 126.1 do të konsiderohen të përshtatshëm për përdorim në kushte normale operimi ose nën ato vlerësime standarde të presionit-temperaturës të specifikuara në . Përdoruesit duhet të jenë të vetëdijshëm se nëse standarde ose prodhues të caktuar mund të vendosin kufizime më të rrepta për devijimet nga operimi normal sesa ato të specifikuara në ASME B31.1, do të zbatohen kufizimet më të rrepta.
Në kryqëzimet e tubave, rekomandohen lidhje T, tërthore, kryqëzime, nyje të salduara me degë, etj., të prodhuara sipas standardeve të listuara në Tabelën 126.1. Në disa raste, kryqëzimet e tubacioneve mund të kërkojnë lidhje unike të degëve. Paragrafi 104.3.1 ofron kërkesa shtesë për lidhjet e degëve për të siguruar që të ketë material të mjaftueshëm tubacioni për t'i bërë ballë presionit.
Për të thjeshtuar projektimin, projektuesi mund të zgjedhë të vendosë kushtet e projektimit më të larta për të përmbushur vlerësimin e flanxhës së një klase të caktuar presioni (p.sh. klasa ASME 150, 300, etj.) siç përcaktohet nga klasa presion-temperaturë për materiale specifike të specifikuara në ASME B16 .5 Flanxhat e tubave dhe nyjet e flanxhës, ose standarde të ngjashme të listuara në Tabelën 126.1. Kjo është e pranueshme për sa kohë që nuk rezulton në një rritje të panevojshme të trashësisë së murit ose projektimeve të tjera të komponentëve.
Një pjesë e rëndësishme e projektimit të tubacioneve është sigurimi që integriteti strukturor i sistemit të tubacioneve të ruhet pasi të aplikohen efektet e presionit, temperaturës dhe forcave të jashtme. Integriteti strukturor i sistemit shpesh anashkalohet në procesin e projektimit dhe, nëse nuk bëhet mirë, mund të jetë një nga pjesët më të kushtueshme të projektimit. Integriteti strukturor diskutohet kryesisht në dy vende, Paragrafi 104.8: Analiza e Komponentëve të Tubacionit dhe Paragrafi 119: Zgjerimi dhe Fleksibiliteti.
Paragrafi 104.8 rendit formulat bazë të kodit të përdorura për të përcaktuar nëse një sistem tubacionesh tejkalon streset e lejuara nga kodi. Këto ekuacione kodi zakonisht quhen ngarkesa të vazhdueshme, ngarkesa të rastësishme dhe ngarkesa zhvendosjeje. Ngarkesa e qëndrueshme është efekti i presionit dhe peshës në një sistem tubacionesh. Ngarkesat rastësore janë ngarkesa të vazhdueshme plus ngarkesat e mundshme të erës, ngarkesat sizmike, ngarkesat e terrenit dhe ngarkesa të tjera afatshkurtra. Supozohet se çdo ngarkesë rastësore e aplikuar nuk do të veprojë mbi ngarkesa të tjera rastësore në të njëjtën kohë, kështu që çdo ngarkesë rastësore do të jetë një rast ngarkese i veçantë në kohën e analizës. Ngarkesat e zhvendosjes janë efektet e rritjes termike, zhvendosjes së pajisjeve gjatë funksionimit ose çdo ngarkese tjetër zhvendosjeje.
Paragrafi 119 diskuton se si të trajtohet zgjerimi dhe fleksibiliteti i tubave në sistemet e tubacioneve dhe si të përcaktohen ngarkesat e reagimit. Fleksibiliteti i sistemeve të tubacioneve është shpesh më i rëndësishmi në lidhjet e pajisjeve, pasi shumica e lidhjeve të pajisjeve mund t'i rezistojnë vetëm sasisë minimale të forcës dhe momentit të aplikuar në pikën e lidhjes. Në shumicën e rasteve, rritja termike e sistemit të tubacioneve ka efektin më të madh në ngarkesën e reagimit, kështu që është e rëndësishme të kontrollohet rritja termike në sistem në përputhje me rrethanat.
Për të akomoduar fleksibilitetin e sistemit të tubacioneve dhe për të siguruar që sistemi të mbështetet siç duhet, është praktikë e mirë të mbështeten tubat e çelikut në përputhje me Tabelën 121.5. Nëse një projektues përpiqet të përmbushë hapësirën standarde të mbështetjes për këtë tabelë, ai arrin tre gjëra: minimizon devijimin e peshës së vetë, zvogëlon ngarkesat e qëndrueshme dhe rrit stresin e disponueshëm për ngarkesat e zhvendosjes. Nëse projektuesi vendos mbështetësen në përputhje me Tabelën 121.5, kjo zakonisht do të rezultojë në më pak se 1/8 inç zhvendosje ose varje të peshës së vetë midis mbështetëseve të tubave. Minimizimi i devijimit të peshës së vetë ndihmon në zvogëlimin e mundësisë së kondensimit në tubat që mbajnë avull ose gaz. Ndjekja e rekomandimeve të hapësirës në Tabelën 121.5 gjithashtu i lejon projektuesit të zvogëlojë stresin e qëndrueshëm në tubacione në afërsisht 50% të vlerës së lejuar të vazhdueshme të kodit. Sipas Ekuacionit 1B, stresi i lejuar për ngarkesat e zhvendosjes është në përpjesëtim të zhdrejtë me ngarkesat e qëndrueshme. Prandaj, duke minimizuar ngarkesën e qëndrueshme, toleranca e stresit të zhvendosjes mund të maksimizohet. Hapësira e rekomanduar për mbështetëset e tubave tregohet në Figurën 3.
Për të ndihmuar në sigurimin që ngarkesat e reagimit të sistemit të tubacioneve merren në konsideratë siç duhet dhe që streset e kodit përmbushen, një metodë e zakonshme është kryerja e një analize të stresit të tubacioneve të sistemit me ndihmën e kompjuterit. Ekzistojnë disa paketa të ndryshme softuerësh për analizën e stresit të tubacioneve, të tilla si Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, ose një nga paketat e tjera të disponueshme komercialisht. Avantazhi i përdorimit të analizës së stresit të tubacioneve me ndihmën e kompjuterit është se i lejon projektuesit të krijojë një model me elementë të fundëm të sistemit të tubacioneve për verifikim të lehtë dhe aftësinë për të bërë ndryshimet e nevojshme në konfigurim. Figura 4 tregon një shembull të modelimit dhe analizimit të një seksioni të tubacionit.
Kur projektojnë një sistem të ri, projektuesit e sistemit zakonisht specifikojnë që të gjitha tubacionet dhe përbërësit duhet të prodhohen, saldohen, montohen etj., sipas kërkesave të çdo kodi të përdorur. Megjithatë, në disa rikonstruksione ose aplikime të tjera, mund të jetë e dobishme që një inxhinier i caktuar të ofrojë udhëzime mbi teknika të caktuara prodhimi, siç përshkruhet në Kapitullin V.
Një problem i zakonshëm që haset në aplikimet e rikonstruksionit është parangrohja e saldimit (paragrafi 131) dhe trajtimi termik pas saldimit (paragrafi 132). Ndër përfitimet e tjera, këto trajtime termike përdoren për të lehtësuar stresin, për të parandaluar çarjen dhe për të rritur forcën e saldimit. Artikujt që ndikojnë në kërkesat e trajtimit termik para dhe pas saldimit përfshijnë, por nuk kufizohen vetëm në, sa vijon: grupimi i numrit P, kimia e materialit dhe trashësia e materialit në nyjen që do të saldohet. Çdo material i listuar në Shtojcën e Detyrueshme A ka një numër P të caktuar. Për parangrohjen, paragrafi 131 jep temperaturën minimale në të cilën metali bazë duhet të nxehet para se të ndodhë saldimi. Për PWHT, Tabela 132 jep diapazonin e temperaturës së mbajtjes dhe kohëzgjatjen për të mbajtur zonën e saldimit. Shkalla e ngrohjes dhe ftohjes, metodat e matjes së temperaturës, teknikat e ngrohjes dhe procedurat e tjera duhet të ndjekin në mënyrë strikte udhëzimet e përcaktuara në kod. Efektet negative të papritura në zonën e salduar mund të ndodhin për shkak të dështimit të trajtimit të duhur termik.
Një tjetër fushë shqetësuese potenciale në sistemet e tubacioneve nën presion janë kthesat e tubave. Tubat që përkulen mund të shkaktojnë hollim të murit, duke rezultuar në trashësi të pamjaftueshme të murit. Sipas paragrafit 102.4.5, kodi lejon kthesat për sa kohë që trashësia minimale e murit plotëson të njëjtën formulë të përdorur për të llogaritur trashësinë minimale të murit për tubin e drejtë. Zakonisht, shtohet një zbritje për të marrë parasysh trashësinë e murit. Tabela 102.4.5 ofron zbritjet e rekomanduara të reduktimit të kthesës për rreze të ndryshme të kthesës. Lakimet gjithashtu mund të kërkojnë trajtim termik para-përkuljes dhe/ose pas-përkuljes. Paragrafi 129 ofron udhëzime mbi prodhimin e bërrylave.
Për shumë sisteme tubacionesh nën presion, është e nevojshme të instalohet një valvul sigurie ose valvul lehtësuese për të parandaluar mbipresionin në sistem. Për këto aplikime, Shtojca II opsionale: Rregullat e Projektimit të Instalimit të Valvulës së Sigurisë është një burim shumë i vlefshëm, por ndonjëherë pak i njohur.
Në përputhje me paragrafin II-1.2, valvulat e sigurisë karakterizohen nga një veprim i hapur plotësisht për shërbimin me gaz ose avull, ndërsa valvulat e sigurisë hapen në lidhje me presionin statik në rrjedhën e sipërme dhe përdoren kryesisht për shërbimin me lëngje.
Njësitë e valvulave të sigurisë karakterizohen nga fakti nëse janë sisteme shkarkimi të hapura ose të mbyllura. Në një sistem shkarkimi të hapur, bërryli në daljen e valvulës së sigurisë zakonisht do të nxjerrë gaz në tubin e shkarkimit në atmosferë. Në mënyrë tipike, kjo do të rezultojë në më pak presion të kundërt. Nëse krijohet presion i mjaftueshëm i kundërt në tubin e shkarkimit, një pjesë e gazit të shkarkimit mund të nxirret ose të kthehet mbrapsht nga fundi i hyrjes së tubit të shkarkimit. Madhësia e tubit të shkarkimit duhet të jetë mjaft e madhe për të parandaluar fryrjen mbrapsht. Në aplikimet e ventilimit të mbyllur, presioni grumbullohet në daljen e valvulës së lehtësimit për shkak të kompresimit të ajrit në linjën e ventilimit, duke shkaktuar potencialisht përhapjen e valëve të presionit. Në paragrafin II-2.2.2, rekomandohet që presioni i projektuar i linjës së shkarkimit të mbyllur të jetë të paktën dy herë më i madh se presioni i punës në gjendje të qëndrueshme. Figurat 5 dhe 6 tregojnë instalimin e valvulës së sigurisë të hapur dhe të mbyllur, përkatësisht.
Instalimet e valvulave të sigurisë mund të jenë subjekt i forcave të ndryshme siç përmblidhet në paragrafin II-2. Këto forca përfshijnë efektet e zgjerimit termik, bashkëveprimin e valvulave të shumëfishta të lehtësimit që ventilojnë njëkohësisht, efektet sizmike dhe/ose të dridhjeve, dhe efektet e presionit gjatë ngjarjeve të lehtësimit të presionit. Megjithëse presioni i projektuar deri në daljen e valvulës së sigurisë duhet të përputhet me presionin e projektuar të tubit poshtë, presioni i projektuar në sistemin e shkarkimit varet nga konfigurimi i sistemit të shkarkimit dhe karakteristikat e valvulës së sigurisë. Ekuacionet janë dhënë në paragrafin II-2.2 për përcaktimin e presionit dhe shpejtësisë në bërrylin e shkarkimit, hyrjen e tubit të shkarkimit dhe daljen e tubit të shkarkimit për sistemet e shkarkimit të hapura dhe të mbyllura. Duke përdorur këtë informacion, forcat e reagimit në pika të ndryshme në sistemin e shkarkimit mund të llogariten dhe të merren në konsideratë.
Një shembull problemi për një aplikim me shkarkim të hapur është dhënë në paragrafin II-7. Ekzistojnë metoda të tjera për llogaritjen e karakteristikave të rrjedhjes në sistemet e shkarkimit me valvula lehtësuese, dhe lexuesi paralajmërohet të verifikojë që metoda e përdorur është mjaftueshëm konservative. Një metodë e tillë përshkruhet nga GS Liao në "Siguria e Termocentralit dhe Analiza e Grupit të Shkarkimit të Valvulës së Lehtësimit të Presionit" botuar nga ASME në Journal of Electrical Engineering, tetor 1975.
Valvula e lehtësimit duhet të vendoset në një distancë minimale të tubit të drejtë larg çdo kthese. Kjo distancë minimale varet nga shërbimi dhe gjeometria e sistemit siç përcaktohet në paragrafin II-5.2.1. Për instalimet me valvola të shumëfishta lehtësimi, hapësira e rekomanduar për lidhjet e degëve të valvulave varet nga rrezet e tubacioneve të degës dhe shërbimit, siç tregohet në Shënimin (10)(c) të Tabelës D-1. Në përputhje me paragrafin II-5.7.1, mund të jetë e nevojshme të lidhen mbështetëset e tubacioneve të vendosura në shkarkimet e valvulave të lehtësimit me tubacionet operative në vend të strukturave ngjitur për të minimizuar efektet e zgjerimit termik dhe ndërveprimeve sizmike. Një përmbledhje e këtyre dhe konsideratave të tjera të projektimit në projektimin e montimeve të valvulave të sigurisë mund të gjendet në paragrafin II-5.
Natyrisht, nuk është e mundur të mbulohen të gjitha kërkesat e projektimit të ASME B31 brenda fushëveprimit të këtij artikulli. Por çdo inxhinier i caktuar i përfshirë në projektimin e një sistemi tubacionesh nën presion duhet të paktën të jetë i njohur me këtë kod projektimi. Shpresojmë që, me informacionin e mësipërm, lexuesit ta gjejnë ASME B31 një burim më të vlefshëm dhe të arritshëm.
Monte K. Engelkemier është udhëheqësi i projektit në Stanley Consultants. Engelkemier është anëtar i Shoqërisë së Inxhinierisë së Iowës, NSPE dhe ASME, dhe shërben në Komitetin dhe Nënkomitetin e Kodit të Tubacioneve Elektrike B31.1. Ai ka mbi 12 vjet përvojë praktike në paraqitjen, projektimin, vlerësimin e përforcimeve dhe analizën e stresit të sistemit të tubacioneve. Matt Wilkey është Inxhinier Mekanik në Stanley Consultants. Ai ka mbi 6 vjet përvojë profesionale në projektimin e sistemeve të tubacioneve për një sërë klientësh të shërbimeve, bashkive, institucioneve dhe industriale dhe është anëtar i ASME dhe Shoqërisë së Inxhinierisë së Iowës.
A keni përvojë dhe ekspertizë mbi temat e trajtuara në këtë përmbajtje? Duhet të merrni në konsideratë kontributin tuaj në ekipin tonë editorial të CFE Media dhe të merrni njohjen që ju dhe kompania juaj meritoni. Klikoni këtu për të filluar procesin.