Canllaw Mesur Pwysedd Pibell: Cyfrifiadau, Siartiau a Dewis

Beth Yw Graddfa Pwysedd Pibell a Pam Mae'n Bwysig?

Gradd pwysau pibell, a elwir yn ffurfiol fel Pwysedd Gweithio Uchaf a Ganiateir (MAWP), yw'r pwysau mewnol mwyaf y gall pibell ei gynnwys yn ddiogel ar dymheredd penodol. Mae hyn yn sylfaenol wahanol i bwysau byrstio, sef y pwysau y byddai'r bibell yn rhwygo. Mae MAWP yn ymgorffori ffactor diogelwch sylweddol (fel arfer 3.5x ar gryfder tynnol eithaf fesul ASME B31.3), gan sicrhau bod y bibell yn gweithredu'n dda o fewn ei chyfyngiadau strwythurol trwy gydol ei oes ddylunio. Dewis pibell â sgôr pwysau annigonol yw un o achosion sylfaenol mwyaf cyffredin methiannau pibellau diwydiannol, gan arwain at ollyngiadau, rhwygiadau trychinebus, a digwyddiadau diogelwch.

Gall canlyniadau dewis sgôr pwysau anghywir fod yn ddifrifol. Gall pibell sy'n gweithredu uwchlaw ei MAWP brofi cynnyrch (anffurfiad parhaol), ymgripiad ar dymheredd uchel, neu dorri asgwrn brau sydyn. Mewn cyfleusterau petrocemegol, mae methiannau pibellau wedi achosi tanau, ffrwydradau a gollyngiadau gwenwynig. Mae cyfres cod ASME B31 yn sefydlu gofynion sylfaenol ar gyfer dylunio pwysedd pibellau ar draws gwahanol gymwysiadau: B31.1 ar gyfer pibellau pŵer, B31.3 ar gyfer pibellau proses, B31.4 ar gyfer cludo piblinellau, a B31.8 ar gyfer trawsyrru nwy. Mae deall y gofynion cod hyn yn hanfodol ar gyfer dylunio system pibellau yn ddiogel ac yn cydymffurfio.

Fformiwla Barlow - Cyfrifo Pwysedd Byrstio Damcaniaethol

Fformiwla Barlow yw'r hafaliad sylfaenol ar gyfer cyfrifo pwysedd byrstio damcaniaethol pibell:P=2St/D, lle mae P yn bwysau mewnol (MPa), mae S yn straen a ganiateir (MPa), t yw trwch wal nominal (mm), ac mae D yn diamedr y tu allan (mm). Ar gyfer cyfrifiad MAWP, cymerir y straen a ganiateir S o ASME Adran II Rhan D ar y tymheredd dylunio, a thrwch wal t yw'r trwch nominal llai goddefgarwch gweithgynhyrchu llai lwfans cyrydiad. Mae'r fformiwla yn rhagdybio amodau waliau tenau (D/t> 10), sy'n berthnasol i'r mwyafrif helaeth o amserlenni pibellau safonol.

Enghraifft o Gyfrifiad (Fformiwla Barlow - MAWP Damcaniaethol):Ar gyfer pibell 4-modfedd SCH 40 A106 Gr.B ar dymheredd amgylchynol:
OD=114.3 mm, Wal=6.02 mm, S=137.9 MPa (A106 Gr.B ar 38 gradd)
P=2 x 137.9 x 6.02 / 114.3=14.5 MPa (~2100 psi)

Sylwch fod fformiwla cod ASME B31.3 (t=PD / 2(SE + PY)) yn cynhyrchu MAWP is o tua 10.9 MPa ar gyfer yr un bibell oherwydd cynnwys ffactor effeithlonrwydd ar y cyd E a chyfernod tymheredd Y. Mae'r tabl isod yn defnyddio fformiwla ASME B31.3 ac yn cynrychioli'r cod -pwysedd gweithio sy'n cydymffurfio. Er mwyn cymharu, byddai'r pwysedd byrstio (gan ddefnyddio cryfder tynnol lleiaf S=415 MPa ar gyfer A106 Gr.B) tua 43.7 MPa, gan roi ffactor diogelwch o tua 3.0 yn erbyn byrstio. Mae hyn yn dangos natur geidwadol cyfrifiadau MAWP. Rhaid i'r pwysau gweithio gwirioneddol bob amser fod yn is na'r MAWP, ac mae'r rhan fwyaf o godau dylunio yn gofyn am ymyl pellach uwchlaw'r pwysau gweithredu arferol.

Gwerthoedd Straen a Ganiateir yn ôl Deunydd

Gwerthoedd straen a ganiateir yw sylfaen cyfrifiadau gradd pwysau. Mae'r gwerthoedd hyn wedi'u tablu yn ASME Adran II Rhan D ar gyfer miloedd o gyfuniadau tymheredd gradd deunydd. Mae'r straen caniataol yn deillio o leiafswm o: un rhan o dair o'r cryfder tynnol lleiaf ar dymheredd ystafell, dwy ran o dair o'r cryfder cnwd lleiaf ar dymheredd ystafell, neu'r cryfder ymgripiad cyfartalog am 100,000 o oriau wedi'i rannu â 1.5 ar dymheredd uwch.

Sylwch fod y straen a ganiateir yn gostwng yn sylweddol ar dymheredd uchel. Mae'r effaith pennu tymheredd hon yn fwyaf amlwg ar gyfer dur carbon, sy'n profi gostyngiad o 40% rhwng y tymheredd amgylchynol a 400 gradd. Mae duroedd aloi fel P91 yn cynnal cyfran uwch o'u cryfder tymheredd amgylchynol ar dymheredd uchel, sy'n golygu mai nhw yw'r dewis a ffefrir ar gyfer gwasanaeth tymheredd uchel. Mae dur di-staen, tra bod ganddynt bwysau tymheredd amgylchynol is a ganiateir, yn cynnal eu cryfder yn well ar dymheredd uchel iawn uwchlaw 600 gradd .

Siart Graddio Pwysau fesul Atodlen

Mae'r tabl isod yn dangos pwysau gweithio bras ar gyfer pibell ddur carbon A106 Gr.B ar dymheredd amgylchynol. Mae'r gwerthoedd hyn yn seiliedig ar drwch wal nominal ac nid ydynt yn cynnwys lwfans cyrydiad. Bydd pwysau gweithio gwirioneddol yn amrywio yn seiliedig ar amodau gweithredu penodol a gofynion cod cymwys.

Tymheredd Derating

Derating tymheredd yw'r gostyngiad mewn straen a ganiateir wrth i dymheredd gweithredu gynyddu. Mae'r ffenomen hon yn digwydd oherwydd bod metelau'n colli cryfder ar dymheredd uchel. Ar gyfer dur carbon, mae'r straen a ganiateir yn parhau'n gymharol gyson hyd at tua 200 gradd, yna'n dechrau gostwng yn llinol. Ar 400 gradd , mae straen caniataol A106 Gr.B tua 60% o'i -werth tymheredd amgylchynol. Ar 500 gradd, mae'n gostwng i tua 40%.

Mae gan ddur di-staen fantais ar dymheredd uchel iawn oherwydd ei wrthwynebiad ocsideiddio uwch a chryfder ymgripiad. Er bod gan 304 o ddur di-staen straen amgylcheddol is a ganiateir na dur carbon (117.2 MPa o'i gymharu â 137.9 MPa), mae ei straen caniataol ar 600 gradd oddeutu 48 MPa o'i gymharu â sero ar gyfer dur carbon (na chaniateir uwch na 538 gradd fesul cod ASME). Ar gyfer cymwysiadau tymheredd uwch na 600 gradd, defnyddir aloion nicel megis Alloy 617 (UNS N06617), gyda straen caniataol o 20-30 MPa ar 900 gradd .

ASME B31 Gofynion Pwysau

Mae gan bob adran cod ASME B31 ofynion penodol ar gyfer pennu sgôr pwysau. Mae ASME B31.1 (Pibellau Pŵer) yn rheoli pibellau mewn gorsafoedd cynhyrchu pŵer trydan a gweithfeydd diwydiannol. Mae'n gofyn am ddyluniad pwysau yn unol â rheolau ASME Adran I ar gyfer pibellau allanol boeler ac mae'n darparu hafaliadau penodol ar gyfer pibell syth, troadau a chysylltiadau cangen. ASME B31.3 (Pibellau Proses) yw'r cod a ddefnyddir fwyaf ar gyfer planhigion cemegol a phetrocemegol. Mae'n defnyddio dull seiliedig ar fformiwla Barlow gyda thrwch dyluniad gwasgedd wedi'i bennu gan: t=(P x D) / (2(SE + PY)), lle mai E yw'r ffactor ansawdd cymal hydredol ac Y yw cyfernod tymheredd dibynnol.

Mae ASME B31.4 (Cludiant Piblinell) yn berthnasol i hydrocarbon hylif a systemau piblinell hylif eraill. Mae'n defnyddio dull ffactor dylunio lle mae'n rhaid i'r straen cylchyn ar bwysedd dylunio beidio â bod yn fwy na chanran benodol o gryfder cnwd lleiaf penodedig y deunydd (SMYS). Er enghraifft, mae ffactor dylunio nodweddiadol o 0.72 yn golygu bod y straen cylchyn wedi'i gyfyngu i 72% o SMYS. Mae ASME B31.8 (Trosglwyddo Nwy) yn defnyddio dull ffactor dylunio tebyg ond gyda-ffactorau lleoliad penodol yn seiliedig ar ddwysedd poblogaeth ger y biblinell, yn amrywio o 0.72 (gwledig) i 0.40 (ardaloedd trefol dwysedd).

Gwiriad Prawf Pwysau

Profi hydrostatig yw'r dull safonol ar gyfer gwirio cywirdeb pwysau systemau pibellau ffug. Mae'r pwysau prawf fel arfer 1.5 gwaith y pwysau dylunio ar dymheredd y dyluniad, ond nid llai na 1.5 gwaith y MAWP ar dymheredd y prawf. Rhaid cynnal y pwysau prawf am gyfnod byrraf (10 munud fel arfer ar gyfer systemau bach, hirach ar gyfer systemau mawr) tra bod yr holl gymalau a chysylltiadau yn cael eu harchwilio am ollyngiadau. Defnyddir profion niwmatig pan fydd profion hydrostatig yn anymarferol (ee, systemau na allant oddef dŵr, megis ocsigen neu wasanaeth cryogenig). Fodd bynnag, mae mwy o risgiau diogelwch i brofion niwmatig oherwydd yr egni sydd wedi'i storio mewn nwy cywasgedig ac mae angen rhagofalon ychwanegol. Gweler einCanllaw Prawf Hydrostatig a Niwmatig(54) ar gyfer gweithdrefnau manwl.

Gofynion Pwysau Diwydiant

Mae'r diwydiant cemegol fel arfer yn gweithredu mewn dosbarthiadau pwysau o 150 # i 600 #, gyda'r rhan fwyaf o bibellau proses cyffredinol yn 150 # neu 300 #. Mae prosesau pwysedd uwch fel hydrocracking a synthesis amonia yn gweithredu ar 900 # i 2500 #. Mae'r diwydiant pŵer yn defnyddio'r graddfeydd pwysedd uchaf, gyda chylchoedd stêm uwch-gritigol yn gweithredu ar 2500 # i 4000 # a thymheredd hyd at 620 gradd . Mae'r amodau eithafol hyn yn gofyn am ddeunyddiau aloi uchel fel P92 ac uwch-aloi sy'n seiliedig ar nicel. Mae pwysau piblinellau olew a nwy fel arfer yn yr ystod o ddosbarth ANSI 300 i 900, er y gall prif linellau trawsyrru weithredu ar bwysau sy'n fwy na 2000 psi.

Sut i Archebu yn ôl Graddfa Bwysau

Wrth archebu pibell ar gyfer cais pwysau penodol, darparwch y paramedrau canlynol i sicrhau dewis cywir: pwysau dylunio a thymheredd, y cyfrwng hylif (gan gynnwys cyrydoledd), cod cymwys (ASME B31.3, B31.1, ac ati), lwfans cyrydiad gofynnol, ac unrhyw ofynion arbennig (gwasanaeth sur, cydymffurfiaeth NACE, ac ati). Gall tîm peirianneg ManufacturerPipe helpu i ddewis y deunydd, yr amserlen a'r broses weithgynhyrchu orau ar gyfer eich gofynion pwysau penodol. Rydym hefyd yn cynnig addasu trwch wal ansafonol ar gyfer cymwysiadau lle mae atodlenni safonol naill ai'n annigonol neu dros-wedi'u pennu.

Angen Cymorth Mesur Pwysedd Pibell?

Cysylltwch â'n tîm peirianneg am arweiniad arbenigol a phrisiau cystadleuol ar bibell ar gyfer eich gofynion pwysau penodol.

Categorïau Cynnyrch

• Pibell Dur Di-staen
• Pibell Dur Carbon
• Pibell Dur aloi
• Pibell Galfanedig