Wakati wa kubuni mfumo wa mabomba ya shinikizo, mhandisi mteule mara nyingi atabainisha kwamba mabomba ya mfumo yanapaswa kuendana na sehemu moja au zaidi ya Kanuni ya Mabomba ya Shinikizo ya ASME B31. Wahandisi hufuataje mahitaji ya msimbo ipasavyo wakati wa kubuni mifumo ya mabomba?
Kwanza, mhandisi lazima aamue ni vipimo vipi vya muundo vinavyopaswa kuchaguliwa. Kwa mifumo ya mabomba ya shinikizo, hii sio lazima iwe ASME B31 pekee. Misimbo mingine iliyotolewa na ASME, ANSI, NFPA, au mashirika mengine yanayotawala inaweza kutawaliwa na eneo la mradi, matumizi, n.k. Katika ASME B31, kwa sasa kuna sehemu saba tofauti zinazotumika.
Mabomba ya Umeme ya ASME B31.1: Sehemu hii inashughulikia mabomba katika vituo vya umeme, viwanda na taasisi, mifumo ya joto jotoardhi, na mifumo ya joto na upoezaji wa kati na wilaya. Hii inajumuisha mabomba ya nje ya boiler na yasiyo ya boiler yanayotumika kusakinisha boiler za Sehemu ya I ya ASME. Sehemu hii haitumiki kwa vifaa vinavyofunikwa na Kanuni ya Boiler na Shinikizo la ASME, mabomba fulani ya usambazaji wa joto na upoezaji wa shinikizo la chini, na mifumo mingine mbalimbali iliyoelezwa katika aya ya 100.1.3 ya ASME B31.1. Asili ya ASME B31.1 inaweza kufuatiliwa nyuma hadi miaka ya 1920, huku toleo rasmi la kwanza likichapishwa mwaka wa 1935. Kumbuka kwamba toleo la kwanza, ikiwa ni pamoja na viambatisho, lilikuwa chini ya kurasa 30, na toleo la sasa lina zaidi ya kurasa 300.
Mabomba ya Mchakato ya ASME B31.3: Sehemu hii inashughulikia mabomba katika viwanda vya kusafisha; kemikali, dawa, nguo, karatasi, semiconductor, na mimea ya cryogenic; na viwanda vya usindikaji na vituo vinavyohusiana. Sehemu hii inafanana sana na ASME B31.1, hasa wakati wa kuhesabu unene wa chini kabisa wa ukuta kwa bomba lililonyooka. Sehemu hii hapo awali ilikuwa sehemu ya B31.1 na ilitolewa kwa mara ya kwanza tofauti mnamo 1959.
Mifumo ya Usafiri wa Mabomba ya ASME B31.4 kwa Vimiminika na Tope: Sehemu hii inashughulikia mabomba ambayo husafirisha kimsingi bidhaa za kimiminika kati ya mitambo na vituo, na ndani ya vituo, vituo vya kusukuma maji, viyoyozi, na vituo vya kupimia. Sehemu hii hapo awali ilikuwa sehemu ya B31.1 na ilitolewa kwa mara ya kwanza tofauti mwaka wa 1959.
Vipengele vya Mabomba ya Friji ya ASME B31.5 na Uhamisho wa Joto: Sehemu hii inashughulikia mabomba ya friji na coolants za sekondari. Sehemu hii hapo awali ilikuwa sehemu ya B31.1 na ilitolewa kwa mara ya kwanza tofauti mwaka wa 1962.
Mifumo ya Mabomba ya Usafirishaji na Usambazaji wa Gesi ya ASME B31.8: Hii inajumuisha mabomba ya kusafirisha bidhaa za gesi kati ya vyanzo na vituo, ikiwa ni pamoja na vigandamizi, vituo vya kiyoyozi na vipimo; na mabomba ya kukusanya gesi. Sehemu hii hapo awali ilikuwa sehemu ya B31.1 na ilitolewa kwa mara ya kwanza tofauti mwaka wa 1955.
Huduma za Ujenzi za ASME B31.9 Mabomba: Sehemu hii inashughulikia mabomba yanayopatikana kwa kawaida katika majengo ya viwanda, taasisi, biashara, na umma; na nyumba zenye vitengo vingi ambazo hazihitaji ukubwa, shinikizo, na viwango vya halijoto vinavyofunikwa katika ASME B31.1. Sehemu hii ni sawa na ASME B31.1 na B31.3, lakini si ya kihafidhina sana (hasa wakati wa kuhesabu unene wa chini kabisa wa ukuta) na ina maelezo machache. Imepunguzwa kwa matumizi ya shinikizo la chini, halijoto ya chini kama ilivyoonyeshwa katika aya ya ASME B31.9 900.1.2. Hii ilichapishwa kwa mara ya kwanza mwaka wa 1982.
Mabomba na Mabomba ya Hidrojeni ya ASME B31.12: Sehemu hii inashughulikia mabomba katika huduma ya hidrojeni ya gesi na kioevu, na mabomba katika huduma ya hidrojeni ya gesi. Sehemu hii ilichapishwa kwa mara ya kwanza mwaka wa 2008.
Ni msimbo gani wa muundo unaopaswa kutumika hatimaye ni juu ya mmiliki. Utangulizi wa ASME B31 unasema, "Ni jukumu la mmiliki kuchagua sehemu ya msimbo ambayo inakaribia kwa karibu zaidi usakinishaji uliopendekezwa wa mabomba." Katika baadhi ya matukio, "sehemu nyingi za msimbo zinaweza kutumika kwa sehemu tofauti za usakinishaji."
Toleo la 2012 la ASME B31.1 litatumika kama marejeleo ya msingi kwa majadiliano yanayofuata. Madhumuni ya makala haya ni kumwongoza mhandisi mteule kupitia baadhi ya hatua kuu katika kubuni mfumo wa mabomba ya shinikizo unaozingatia ASME B31. Kufuata miongozo ya ASME B31.1 hutoa uwakilishi mzuri wa muundo wa jumla wa mfumo. Mbinu zinazofanana za usanifu hutumika ikiwa ASME B31.3 au B31.9 inafuatwa. Sehemu iliyobaki ya ASME B31 inatumika katika matumizi finyu, hasa kwa mifumo au programu maalum, na haitajadiliwa zaidi. Ingawa hatua muhimu katika mchakato wa usanifu zitaangaziwa hapa, majadiliano haya si kamili na msimbo kamili unapaswa kurejelewa wakati wa muundo wa mfumo. Marejeleo yote ya maandishi yanarejelea ASME B31.1 isipokuwa kama imeelezwa vinginevyo.
Baada ya kuchagua msimbo sahihi, mbunifu wa mfumo lazima pia apitie mahitaji yoyote ya muundo mahususi wa mfumo. Kifungu cha 122 (Sehemu ya 6) kinatoa mahitaji ya muundo yanayohusiana na mifumo inayopatikana kwa kawaida katika matumizi ya mabomba ya umeme, kama vile mvuke, maji ya kulisha, kufyonza na kufyonza, mabomba ya vifaa, na mifumo ya kupunguza shinikizo. ASME B31.3 ina aya zinazofanana na ASME B31.1, lakini kwa maelezo machache. Mambo ya kuzingatia katika kifungu cha 122 yanajumuisha mahitaji ya shinikizo na halijoto mahususi ya mfumo, pamoja na mapungufu mbalimbali ya mamlaka yaliyofafanuliwa kati ya mwili wa boiler, mabomba ya nje ya boiler, na mabomba ya nje yasiyo ya boiler yaliyounganishwa na ufafanuzi wa mabomba ya boiler Sehemu ya I ya ASME. Mchoro 2 unaonyesha mapungufu haya ya boiler ya ngoma.
Mbuni wa mfumo lazima abainishe shinikizo na halijoto ambayo mfumo utafanya kazi na hali ambazo mfumo unapaswa kubuniwa ili kukidhi.
Kulingana na aya ya 101.2, shinikizo la muundo wa ndani halitakuwa chini ya shinikizo la juu la kufanya kazi endelevu (MSOP) ndani ya mfumo wa mabomba, ikiwa ni pamoja na athari ya kichwa tuli. Mabomba yanayopitia shinikizo la nje yataundwa kwa ajili ya shinikizo la juu la tofauti linalotarajiwa chini ya hali ya uendeshaji, kuzima au majaribio. Zaidi ya hayo, athari za kimazingira zinahitaji kuzingatiwa. Kulingana na aya ya 101.4, ikiwa kupoa kwa umajimaji kuna uwezekano wa kupunguza shinikizo kwenye bomba hadi chini ya shinikizo la angahewa, bomba litaundwa ili kuhimili shinikizo la nje au hatua zitachukuliwa ili kuvunja utupu. Katika hali ambapo upanuzi wa umajimaji unaweza kuongeza shinikizo, mifumo ya mabomba inapaswa kubuniwa ili kuhimili shinikizo lililoongezeka au hatua zichukuliwe ili kupunguza shinikizo la ziada.
Kuanzia katika Kifungu cha 101.3.2, halijoto ya chuma kwa ajili ya muundo wa mabomba itawakilisha halijoto inayotarajiwa kuwa endelevu kwa kiwango cha juu zaidi. Kwa urahisi, kwa ujumla inadhaniwa kuwa halijoto ya chuma ni sawa na halijoto ya umajimaji. Ikihitajika, halijoto ya wastani ya chuma inaweza kutumika mradi tu halijoto ya ukuta wa nje inajulikana. Uangalifu maalum unapaswa pia kulipwa kwa umajimaji unaotolewa kupitia vibadilisha joto au kutoka kwa vifaa vya mwako ili kuhakikisha halijoto mbaya zaidi zinazingatiwa.
Mara nyingi, wabunifu huongeza kiwango cha usalama kwenye shinikizo la juu la kufanya kazi na/au halijoto. Ukubwa wa kiwango hutegemea matumizi. Pia ni muhimu kuzingatia vikwazo vya nyenzo wakati wa kubaini halijoto ya muundo. Kubainisha halijoto ya juu ya muundo (zaidi ya 750 F) kunaweza kuhitaji matumizi ya vifaa vya aloi badala ya chuma cha kawaida cha kaboni. Thamani za mkazo katika Kiambatisho A cha Lazima hutolewa tu kwa halijoto zinazoruhusiwa kwa kila nyenzo. Kwa mfano, chuma cha kaboni kinaweza kutoa thamani za mkazo hadi 800 F. Kuenea kwa muda mrefu kwa chuma cha kaboni kwenye halijoto ya juu ya 800 F kunaweza kusababisha bomba kuwa kaboni, na kuifanya iwe tete zaidi na iweze kushindwa. Ikiwa inafanya kazi zaidi ya 800 F, uharibifu wa kasi wa mteremko unaohusishwa na chuma cha kaboni unapaswa pia kuzingatiwa. Tazama aya ya 124 kwa majadiliano kamili ya mipaka ya halijoto ya nyenzo.
Wakati mwingine wahandisi wanaweza pia kutaja shinikizo za majaribio kwa kila mfumo. Kifungu cha 137 kinatoa mwongozo kuhusu upimaji wa msongo wa mawazo. Kwa kawaida, upimaji wa hidrostatic utabainishwa kwa mara 1.5 ya shinikizo la muundo; hata hivyo, msongo wa mzunguko na wa muda mrefu katika bomba hautazidi 90% ya nguvu ya mavuno ya nyenzo katika aya ya 102.3.3 (B) wakati wa jaribio la shinikizo. Kwa baadhi ya mifumo ya mabomba ya nje isiyo ya boiler, upimaji wa uvujaji wa ndani ya huduma unaweza kuwa njia bora zaidi ya kuangalia uvujaji kutokana na ugumu wa kutenganisha sehemu za mfumo, au kwa sababu tu usanidi wa mfumo unaruhusu upimaji rahisi wa uvujaji wakati wa huduma ya awali. Kukubaliana, hii inakubalika.
Mara tu hali ya muundo itakapowekwa, bomba linaweza kubainishwa. Jambo la kwanza kuamua ni nyenzo gani ya kutumia. Kama ilivyotajwa hapo awali, vifaa tofauti vina mipaka tofauti ya halijoto. Kifungu cha 105 kinatoa vikwazo vya ziada kwenye vifaa mbalimbali vya bomba. Uteuzi wa nyenzo pia hutegemea umajimaji wa mfumo, kama vile aloi za nikeli katika matumizi ya mabomba ya kemikali yanayosababisha kutu, chuma cha pua kutoa hewa safi ya kifaa, au chuma cha kaboni chenye kiwango cha juu cha kromiamu (zaidi ya 0.1%) ili kuzuia kutu inayoharakisha mtiririko. Utu unaoharakisha mtiririko (FAC) ni jambo la mmomonyoko/kutu ambalo limeonyeshwa kusababisha kukonda kwa ukuta na kushindwa kwa bomba katika baadhi ya mifumo muhimu zaidi ya mabomba. Kushindwa kuzingatia ipasavyo kukonda kwa vipengele vya mabomba kunaweza na kumekuwa na matokeo mabaya, kama vile mwaka wa 2007 wakati bomba la kuondoa joto kwenye kituo cha umeme cha IATAN cha KCP&L lilipopasuka, na kuwaua wafanyakazi wawili na kumjeruhi vibaya theluthi moja.
Mlinganyo wa 7 na Mlinganyo wa 9 katika aya ya 104.1.1 hufafanua unene wa chini kabisa unaohitajika wa ukuta na shinikizo la juu zaidi la muundo wa ndani, mtawalia, kwa bomba lililonyooka linalokabiliwa na shinikizo la ndani. Vigezo katika milinganyo hii ni pamoja na mkazo wa juu unaoruhusiwa (kutoka Kiambatisho cha Lazima A), kipenyo cha nje cha bomba, kipengele cha nyenzo (kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 104.1.2 (A)), na posho zozote za ziada za unene (kama ilivyoelezwa hapa chini). Kwa vigezo vingi vinavyohusika, kubainisha nyenzo inayofaa ya bomba, kipenyo cha kawaida, na unene wa ukuta kunaweza kuwa mchakato unaorudiwa ambao unaweza pia kujumuisha kasi ya umajimaji, kushuka kwa shinikizo, na gharama za mabomba na kusukuma. Bila kujali matumizi, unene wa chini kabisa wa ukuta unaohitajika lazima uthibitishwe.
Posho ya ziada ya unene inaweza kuongezwa ili kufidia sababu mbalimbali ikiwa ni pamoja na FAC. Posho zinaweza kuhitajika kutokana na kuondolewa kwa nyuzi, nafasi, n.k. nyenzo zinazohitajika kutengeneza viungo vya mitambo. Kulingana na aya ya 102.4.2, posho ya chini kabisa itakuwa sawa na kina cha uzi pamoja na uvumilivu wa usindikaji. Posho inaweza pia kuhitajika ili kutoa nguvu ya ziada ili kuzuia uharibifu wa bomba, kuanguka, kushuka kupita kiasi, au kukwama kutokana na mizigo iliyoongezwa au sababu zingine zilizojadiliwa katika aya ya 102.4.4. Posho zinaweza pia kuongezwa ili kuhesabu viungo vilivyounganishwa (aya ya 102.4.3) na viwiko (aya ya 102.4.5). Hatimaye, uvumilivu unaweza kuongezwa ili kufidia kutu na/au mmomonyoko. Unene wa posho hii uko kwa hiari ya mbunifu na utaendana na maisha yanayotarajiwa ya bomba kulingana na aya ya 102.4.1.
Kiambatisho cha hiari cha IV kinatoa mwongozo kuhusu udhibiti wa kutu. Mipako ya kinga, ulinzi wa kathodi, na utenganishaji wa umeme (kama vile flange za kuhami joto) zote ni njia za kuzuia kutu wa nje wa mabomba yaliyozikwa au yaliyozama. Vizuizi vya kutu au vifungashio vinaweza kutumika kuzuia kutu wa ndani. Uangalifu unapaswa pia kuchukuliwa ili kutumia maji ya majaribio ya hidrostatic yenye usafi unaofaa na, ikiwa ni lazima, kuondoa kabisa bomba baada ya majaribio ya hidrostatic.
Unene wa chini kabisa wa ukuta wa bomba au ratiba inayohitajika kwa hesabu za awali huenda isiwe sawa katika kipenyo cha bomba na inaweza kuhitaji vipimo kwa ratiba tofauti kwa kipenyo tofauti. Ratiba inayofaa na thamani za unene wa ukuta zimefafanuliwa katika Bomba la Chuma Lililounganishwa na Lisilo na Mshono la ASME B36.10.
Wakati wa kubainisha nyenzo za bomba na kufanya hesabu zilizojadiliwa hapo awali, ni muhimu kuhakikisha kwamba thamani za juu zaidi za mkazo zinazoruhusiwa zinazotumika katika hesabu zinalingana na nyenzo zilizoainishwa. Kwa mfano, ikiwa bomba la chuma cha pua la A312 304L limeteuliwa kimakosa kama bomba la chuma cha pua la A312 304, unene wa ukuta unaotolewa unaweza kuwa hautoshi kutokana na tofauti kubwa katika thamani za juu zaidi za mkazo zinazoruhusiwa kati ya nyenzo hizo mbili. Vile vile, njia ya utengenezaji wa bomba itaainishwa ipasavyo. Kwa mfano, ikiwa thamani ya juu zaidi ya mkazo inayoruhusiwa kwa bomba lisilo na mshono inatumika kwa hesabu, bomba lisilo na mshono linapaswa kuainishwa. Vinginevyo, mtengenezaji/msakinishaji anaweza kutoa bomba lililounganishwa kwa mshono, ambalo linaweza kusababisha unene wa ukuta usiotosha kutokana na thamani za chini zaidi za mkazo zinazoruhusiwa.
Kwa mfano, tuseme halijoto ya muundo wa bomba ni 300 F na shinikizo la muundo ni 1,200 psig.2″ na 3″. Waya wa kaboni (A53 Daraja B isiyo na mshono) utatumika. Amua mpango unaofaa wa bomba ili kubainisha ili kukidhi mahitaji ya Mlinganyo wa ASME B31.1 9. Kwanza, masharti ya muundo yanaelezwa:
Kisha, tambua thamani za juu zaidi zinazoruhusiwa za mkazo kwa Daraja la A53 B katika halijoto ya muundo hapo juu kutoka Jedwali A-1. Kumbuka kwamba thamani ya bomba isiyo na mshono inatumika kwa sababu bomba isiyo na mshono imeainishwa:
Posho ya unene lazima pia iongezwe. Kwa matumizi haya, inchi 1/16. Posho ya kutu inadhaniwa. Uvumilivu tofauti wa kusaga utaongezwa baadaye.
Inchi 3. Bomba litaainishwa kwanza. Kwa kuzingatia bomba la Ratiba 40 na uvumilivu wa kusaga wa 12.5%, hesabu shinikizo la juu zaidi:
Bomba la Ratiba 40 linatosha kwa bomba la inchi 3. Katika hali ya muundo iliyoainishwa hapo juu, angalia inchi 2. Bomba linatumia dhana sawa:
Inchi 2. Chini ya masharti ya muundo yaliyoainishwa hapo juu, bomba litahitaji unene mzito wa ukuta kuliko Ratiba 40. Jaribu inchi 2. Ratiba Mabomba 80:
Ingawa unene wa ukuta wa bomba mara nyingi ndio kikwazo katika muundo wa shinikizo, bado ni muhimu kuthibitisha kwamba vifaa, vipengele na miunganisho inayotumika inafaa kwa hali maalum ya muundo.
Kama kanuni ya jumla, kwa mujibu wa aya za 104.2, 104.7.1, 106 na 107, vali zote, vifaa na vipengele vingine vyenye shinikizo vilivyotengenezwa kwa viwango vilivyoorodheshwa katika Jedwali 126.1 vitachukuliwa kuwa vinafaa kutumika chini ya hali ya kawaida ya uendeshaji au chini ya viwango hivyo vya viwango vya shinikizo-joto vilivyoainishwa katika .Watumiaji wanapaswa kufahamu kwamba ikiwa viwango au watengenezaji fulani wanaweza kuweka mipaka mikali zaidi kwenye kupotoka kutoka kwa uendeshaji wa kawaida kuliko ile iliyoainishwa katika ASME B31.1, mipaka mikali zaidi itatumika.
Katika makutano ya mabomba, tee, transverse, crosses, tawi svetsade viungo, n.k., vilivyotengenezwa kwa viwango vilivyoorodheshwa katika Jedwali 126.1 vinapendekezwa. Katika baadhi ya matukio, makutano ya mabomba yanaweza kuhitaji miunganisho ya kipekee ya matawi. Kifungu cha 104.3.1 kinatoa mahitaji ya ziada kwa miunganisho ya matawi ili kuhakikisha kwamba kuna nyenzo za kutosha za mabomba ili kuhimili shinikizo.
Ili kurahisisha muundo, mbuni anaweza kuchagua kuweka hali ya muundo juu zaidi ili kukidhi ukadiriaji wa flange wa darasa fulani la shinikizo (km darasa la ASME 150, 300, n.k.) kama ilivyoainishwa na darasa la shinikizo-joto kwa vifaa maalum vilivyoainishwa katika ASME B16.5 flanges za bomba na viungo vya flange, au viwango sawa vilivyoorodheshwa katika Jedwali 126.1. Hii inakubalika mradi tu haisababishi ongezeko lisilo la lazima la unene wa ukuta au miundo mingine ya vipengele.
Sehemu muhimu ya muundo wa mabomba ni kuhakikisha kwamba uadilifu wa kimuundo wa mfumo wa mabomba unadumishwa mara tu athari za shinikizo, halijoto na nguvu za nje zinapotumika. Uadilifu wa kimuundo wa mfumo mara nyingi hupuuzwa katika mchakato wa usanifu na, ikiwa hautafanywa vizuri, unaweza kuwa moja ya sehemu ghali zaidi za usanifu. Uadilifu wa kimuundo unajadiliwa hasa katika sehemu mbili, Kifungu cha 104.8: Uchambuzi wa Vipengele vya Bomba na Kifungu cha 119: Upanuzi na Unyumbufu.
Kifungu cha 104.8 kinaorodhesha fomula za msingi za msimbo zinazotumika kubaini kama mfumo wa mabomba unazidi mkazo unaoruhusiwa wa msimbo. Milinganyo hii ya msimbo kwa kawaida hujulikana kama mizigo inayoendelea, mizigo ya mara kwa mara, na mizigo ya uhamisho. Mzigo endelevu ni athari ya shinikizo na uzito kwenye mfumo wa usambazaji. Mizigo ya dharura ni mizigo inayoendelea pamoja na mizigo inayowezekana ya upepo, mizigo ya mitetemeko ya ardhi, mizigo ya ardhi na mizigo mingine ya muda mfupi. Inadhaniwa kwamba kila mzigo wa dharura unaotumika hautaathiri mizigo mingine ya dharura kwa wakati mmoja, kwa hivyo kila mzigo wa dharura utakuwa kesi tofauti ya mzigo wakati wa uchambuzi. Mizigo ya uhamisho ni athari za ukuaji wa joto, uhamisho wa vifaa wakati wa operesheni, au mzigo mwingine wowote wa uhamisho.
Kifungu cha 119 kinajadili jinsi ya kushughulikia upanuzi wa bomba na unyumbufu katika mifumo ya mabomba na jinsi ya kubaini mizigo ya mmenyuko. Unyumbufu wa mifumo ya mabomba mara nyingi ni muhimu zaidi katika miunganisho ya vifaa, kwani miunganisho mingi ya vifaa inaweza kuhimili kiwango cha chini cha nguvu na wakati unaotumika katika sehemu ya muunganisho. Mara nyingi, ukuaji wa joto wa mfumo wa mabomba una athari kubwa zaidi kwenye mzigo wa mmenyuko, kwa hivyo ni muhimu kudhibiti ukuaji wa joto katika mfumo ipasavyo.
Ili kuendana na unyumbufu wa mfumo wa mabomba na kuhakikisha kwamba mfumo unaungwa mkono ipasavyo, ni utaratibu mzuri kuunga mkono mabomba ya chuma kulingana na Jedwali 121.5. Ikiwa mbunifu anajitahidi kufikia nafasi ya kawaida ya usaidizi kwa jedwali hili, hutimiza mambo matatu: hupunguza upotoshaji wa uzito wa kibinafsi, hupunguza mizigo endelevu, na huongeza msongo unaopatikana kwa mizigo ya upotoshaji. Ikiwa mbunifu ataweka usaidizi kulingana na Jedwali 121.5, kwa kawaida itasababisha chini ya inchi 1/8 ya upotoshaji wa uzito wa kibinafsi au mteremko. Kati ya usaidizi wa bomba, kupunguza upotoshaji wa uzito wa kibinafsi husaidia kupunguza nafasi ya msongamano katika mabomba yanayobeba mvuke au gesi. Kufuatia mapendekezo ya nafasi katika Jedwali 121.5 pia humruhusu mbunifu kupunguza msongo endelevu katika bomba hadi takriban 50% ya thamani inayoruhusiwa ya msimbo. Kulingana na Mlinganyo 1B, msongo unaoruhusiwa kwa mizigo ya upotoshaji unahusiana kinyume na mizigo endelevu. Kwa hivyo, kwa kupunguza mzigo endelevu, uvumilivu wa msongo wa upotoshaji unaweza kuongezwa. Nafasi iliyopendekezwa kwa usaidizi wa mabomba imeonyeshwa kwenye Mchoro 3.
Ili kusaidia kuhakikisha kwamba mizigo ya mmenyuko wa mfumo wa mabomba inazingatiwa ipasavyo na kwamba mikazo ya msimbo inatimizwa, njia ya kawaida ni kufanya uchambuzi wa mkazo wa mabomba unaosaidiwa na kompyuta wa mfumo. Kuna vifurushi kadhaa tofauti vya programu ya uchambuzi wa mkazo wa mabomba vinavyopatikana, kama vile Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, au mojawapo ya vifurushi vingine vinavyopatikana kibiashara. Faida ya kutumia uchambuzi wa mkazo wa mabomba unaosaidiwa na kompyuta ni kwamba inaruhusu mbuni kuunda modeli ya kipengele cha mwisho cha mfumo wa mabomba kwa ajili ya uthibitishaji rahisi na uwezo wa kufanya mabadiliko muhimu kwenye usanidi. Mchoro 4 unaonyesha mfano wa uundaji na uchanganuzi wa sehemu ya bomba.
Wakati wa kubuni mfumo mpya, wabunifu wa mifumo kwa kawaida hubainisha kwamba mabomba na vipengele vyote vinapaswa kutengenezwa, kuunganishwa, kuunganishwa, n.k. kama inavyohitajika na msimbo wowote unaotumika. Hata hivyo, katika baadhi ya marekebisho au matumizi mengine, inaweza kuwa na manufaa kwa mhandisi aliyeteuliwa kutoa mwongozo kuhusu mbinu fulani za utengenezaji, kama ilivyoelezwa katika Sura ya V.
Tatizo la kawaida linalopatikana katika matumizi ya urekebishaji ni kulehemu kabla ya kupasha joto (aya ya 131) na matibabu ya joto baada ya kulehemu (aya ya 132). Miongoni mwa faida zingine, matibabu haya ya joto hutumika kupunguza msongo wa mawazo, kuzuia kupasuka, na kuongeza nguvu ya kulehemu. Vitu vinavyoathiri mahitaji ya matibabu ya joto kabla ya kulehemu na baada ya kulehemu ni pamoja na, lakini sio tu, yafuatayo: Kuweka kundi la nambari P, kemia ya nyenzo, na unene wa nyenzo kwenye kiungo kinachopaswa kulehemu. Kila nyenzo iliyoorodheshwa katika Kiambatisho cha Lazima A ina nambari P iliyopewa. Kwa kupasha joto mapema, aya ya 131 hutoa halijoto ya chini kabisa ambayo chuma cha msingi lazima kipashwe joto kabla ya kulehemu kutokea. Kwa PWHT, Jedwali 132 hutoa kiwango cha joto cha kushikilia na urefu wa muda wa kushikilia eneo la kulehemu. Viwango vya kupasha joto na kupoeza, mbinu za kupimia joto, mbinu za kupasha joto, na taratibu zingine zinapaswa kufuata kwa ukali miongozo iliyowekwa katika msimbo. Athari mbaya zisizotarajiwa kwenye eneo lenye kulehemu zinaweza kutokea kutokana na kushindwa kupasha joto ipasavyo.
Eneo jingine linaloweza kuwa na wasiwasi katika mifumo ya mabomba yenye shinikizo ni mikunjo ya mabomba. Mabomba yanayopinda yanaweza kusababisha kukonda kwa ukuta, na kusababisha unene wa ukuta usiotosha. Kulingana na aya ya 102.4.5, msimbo huruhusu mikunjo mradi tu unene wa chini kabisa wa ukuta unakidhi fomula ile ile inayotumika kuhesabu unene wa chini kabisa wa ukuta kwa bomba lililonyooka. Kwa kawaida, posho huongezwa ili kuhesabu unene wa ukuta. Jedwali 102.4.5 hutoa posho zinazopendekezwa za kupunguza mikunjo kwa radii tofauti za mikunjo. Mikunjo inaweza pia kuhitaji matibabu ya joto ya kabla ya kupinda na/au baada ya kupinda. Kifungu cha 129 kinatoa mwongozo kuhusu utengenezaji wa viwiko.
Kwa mifumo mingi ya mabomba ya shinikizo, ni muhimu kusakinisha vali ya usalama au vali ya unafuu ili kuzuia shinikizo kupita kiasi katika mfumo. Kwa matumizi haya, Kiambatisho cha II cha hiari: Sheria za Ubunifu wa Usakinishaji wa Vali ya Usalama ni rasilimali muhimu sana lakini wakati mwingine haijulikani sana.
Kwa mujibu wa aya ya II-1.2, vali za usalama zina sifa ya kitendo cha kufungua kabisa kwa huduma ya gesi au mvuke, huku vali za usalama zikifunguliwa ikilinganishwa na shinikizo tuli la juu na hutumika hasa kwa huduma ya kimiminika.
Vitengo vya vali za usalama hubainishwa na iwe ni mifumo ya kutoa hewa iliyo wazi au iliyofungwa. Katika mfumo wa kutoa hewa ulio wazi, kiwiko kwenye sehemu ya kutoa hewa ya vali ya usalama kwa kawaida hutoka nje kwenye bomba la kutolea hewa hadi angahewa. Kwa kawaida, hii itasababisha shinikizo la chini la nyuma. Ikiwa shinikizo la kutosha la nyuma litaundwa kwenye bomba la kutolea hewa, sehemu ya gesi ya kutolea hewa inaweza kutolewa au kurudishwa nyuma kutoka mwisho wa kuingiza maji ya bomba la kutolea hewa. Ukubwa wa bomba la kutolea hewa unapaswa kuwa mkubwa wa kutosha kuzuia kurudi nyuma. Katika matumizi ya matundu ya hewa yaliyofungwa, shinikizo hujikusanya kwenye sehemu ya kutoa hewa ya kupunguza joto kutokana na mgandamizo wa hewa kwenye njia ya kutoa hewa, na kusababisha mawimbi ya shinikizo kuenea. Katika aya ya II-2.2.2, inashauriwa kwamba shinikizo la muundo wa mstari wa kutoa hewa uliofungwa liwe angalau mara mbili zaidi ya shinikizo la kufanya kazi la hali thabiti. Michoro 5 na 6 zinaonyesha usakinishaji wa vali ya usalama ulio wazi na uliofungwa, mtawalia.
Mifumo ya vali za usalama inaweza kuwa chini ya nguvu mbalimbali kama ilivyofupishwa katika aya ya II-2. Nguvu hizi zinajumuisha athari za upanuzi wa joto, mwingiliano wa vali nyingi za unafuu zinazotoa hewa kwa wakati mmoja, athari za mitetemeko ya ardhi na/au mtetemo, na athari za shinikizo wakati wa matukio ya unafuu wa shinikizo. Ingawa shinikizo la muundo hadi sehemu ya kutoa nje ya vali ya usalama linapaswa kuendana na shinikizo la muundo wa bomba la chini, shinikizo la muundo katika mfumo wa kutoa hutegemea usanidi wa mfumo wa kutoa na sifa za vali ya usalama. Milinganyo imetolewa katika aya ya II-2.2 kwa ajili ya kubaini shinikizo na kasi kwenye kiwiko cha kutoa, njia ya kuingiza bomba la kutoa, na njia ya kutoa bomba la kutoa kwa mifumo ya kutoa iliyo wazi na iliyofungwa. Kwa kutumia taarifa hii, nguvu za mmenyuko katika sehemu mbalimbali katika mfumo wa kutolea moshi zinaweza kuhesabiwa na kuhesabiwa.
Mfano wa tatizo la matumizi ya kutokwa kwa maji wazi umetolewa katika aya ya II-7. Njia zingine zipo za kuhesabu sifa za mtiririko katika mifumo ya kutokwa kwa vali za usaidizi, na msomaji anaonywa kuthibitisha kwamba njia inayotumika ni ya kihafidhina vya kutosha. Njia moja kama hiyo imeelezewa na GS Liao katika "Uchambuzi wa Kikundi cha Kutolea Moshi cha Usalama wa Kiwanda cha Umeme na Uokoaji wa Shinikizo la Maji" kilichochapishwa na ASME katika Jarida la Uhandisi wa Umeme, Oktoba 1975.
Vali ya unafuu inapaswa kuwekwa katika umbali wa chini kabisa wa bomba moja kwa moja mbali na mikunjo yoyote. Umbali huu wa chini kabisa unategemea huduma na jiometri ya mfumo kama ilivyoainishwa katika aya ya II-5.2.1. Kwa usakinishaji wenye vali nyingi za unafuu, nafasi inayopendekezwa kwa miunganisho ya tawi la vali inategemea radii ya tawi na bomba la huduma, kama inavyoonyeshwa katika Dokezo (10)(c) la Jedwali D-1. Kwa mujibu wa aya ya II-5.7.1, inaweza kuwa muhimu kuunganisha vifaa vya kuunga mkono mabomba vilivyo kwenye mifereji ya vali ya unafuu kwenye mabomba yanayofanya kazi badala ya miundo iliyo karibu ili kupunguza athari za upanuzi wa joto na mwingiliano wa mitetemeko ya ardhi. Muhtasari wa mambo haya na mengine ya kuzingatia katika muundo wa mikusanyiko ya vali za usalama yanaweza kupatikana katika aya ya II-5.
Ni wazi kwamba haiwezekani kufidia mahitaji yote ya muundo wa ASME B31 ndani ya wigo wa makala haya. Lakini mhandisi yeyote aliyeteuliwa anayehusika katika muundo wa mfumo wa mabomba ya shinikizo anapaswa angalau kufahamu msimbo huu wa muundo. Tunatumaini, kwa taarifa iliyo hapo juu, wasomaji watapata ASME B31 kuwa rasilimali yenye thamani zaidi na inayopatikana kwa urahisi.
Monte K. Engelkemier ni kiongozi wa mradi katika Stanley Consultants. Engelkemier ni mwanachama wa Jumuiya ya Uhandisi ya Iowa, NSPE, na ASME, na anahudumu katika Kamati na Kamati Ndogo ya Kanuni za Mabomba ya Umeme ya B31.1. Ana uzoefu wa zaidi ya miaka 12 katika mpangilio wa mifumo ya mabomba, usanifu, tathmini ya uimarishaji na uchambuzi wa msongo wa mawazo. Matt Wilkey ni Mhandisi wa Mitambo katika Stanley Consultants. Ana uzoefu wa zaidi ya miaka 6 wa kitaalamu katika kubuni mifumo ya mabomba kwa wateja mbalimbali wa huduma, manispaa, taasisi na viwanda na ni mwanachama wa ASME na Jumuiya ya Uhandisi ya Iowa.
Je, una uzoefu na utaalamu kuhusu mada zinazozungumziwa katika maudhui haya? Unapaswa kuzingatia kuchangia timu yetu ya wahariri ya CFE Media na kupata utambuzi unaostahili wewe na kampuni yako. Bofya hapa ili kuanza mchakato.