Hodnotenie tlaku v potrubí z nehrdzavejúcej ocele: Vypočítať, znížiť, overiť

Priama odpoveď: čo v skutočnosti znamená „menovitý tlak potrubia z nehrdzavejúcej ocele“.

Rúrka z nehrdzavejúcej ocele nemá jeden univerzálny menovitý tlak. Správny „menovitý tlak potrubia z nehrdzavejúcej ocele“ je prípustný pracovný tlak pre konkrétnu veľkosť potrubia, plán (hrúbku steny), triedu, teplotu a výrobnú metódu – podľa konštrukčného kódu alebo tabuľky hodnotenia, ktoré používate.

Pre konkrétny referenčný bod to ukazujú publikované tabuľky hodnotenia tlaku pre bezšvíkové nerezové rúry ASTM A312 NPS 2 Rozvrh 40S TP316L pri 50 °C je približne 13,8 MPa (≈ 2002 psi) . Ak prejdete na typickú zváranú rúru, musíte použiť zníženie účinnosti zvarového spoja (zvyčajne 0,85) a znížiť ju na ≈ 11,7 MPa (≈ 1701 psi) .

Čo v skutočnosti určuje menovitý tlak pre rúrky z nehrdzavejúcej ocele

Tlaková kapacita je riadená kombináciou geometrie, pevnosti materiálu pri teplote a kódových faktorov. Považujte „plán“ za geometriu a „stupeň“ za správanie sa pevnosti a korózie – ale pamätajte, že prípustný tlak je vždy podmienený.

• Veľkosť potrubia a harmonogram: Vonkajší priemer je pre daný NPS pevný, zatiaľ čo plán mení hrúbku steny (napr. 40S oproti 80S).
• Trieda a špecifikácia: TP304/304L verzus TP316/316L (často ASTM A312 pre procesné potrubia) ovplyvňuje prípustné namáhanie a rozpätie korózie.
• teplota: Prípustné namáhanie klesá so zvyšujúcou sa teplotou, takže pri horúcej prevádzke musí byť menovitý tlak znížený.
• Faktory kvality výroby a zvárania: Bezšvíkové potrubie má typicky E = 1,0; zvárané potrubie si často vyžaduje zníženie účinnosti, pokiaľ nie sú splnené rozšírené podmienky skúšania a kódovania.
• Opravné položky a straty: Prídavok na koróziu/eróziu, tolerancia frézovania, závity/drážky a vonkajšie zaťaženie znižujú využiteľnú rezervu.
• Slabý odkaz systému: Príruby, armatúry, ventily, závitové spojenia, tesnenia a detaily zvarov môžu obmedziť celkové hodnotenie zostavy, aj keď je stena potrubia „dostatočne pevná“.

Najrýchlejšia metóda: použite zverejnenú tabuľku tlakov v potrubí z nehrdzavejúcej ocele

Ak to váš projekt umožňuje, renomovaná tabuľka hodnotenia tlaku je najrýchlejším spôsobom, ako získať obhájiteľné číslo. Tieto tabuľky zvyčajne predpokladajú špecifické materiály (napr. ASTM A312), metódu návrhu zosúladenú s predpisom potrubia a stanovené podmienky (ako je bezšvíkové alebo zvárané).

Praktické: pri rovnakom rozvrhu väčší priemer vo všeobecnosti znižuje povolený tlak a prechod zo 40S na 80S môže podstatne zvýšiť menovitý tlak, pretože sa zväčšuje hrúbka steny.

Metóda výpočtu kódu: premenné, ktoré menia rating

Keď musíte vypočítať (namiesto spoliehania sa na tabuľku), návrh tlaku priameho potrubia pre vnútorný tlak v bežných kódoch potrubia je zvyčajne založený na prípustnom napätí a geometrii, potom je upravený faktormi kvality a teploty.

Základné vstupy, ktoré musíte definovať

• D: vonkajší priemer (stanovený štandardom NPS)
• t: menovitá hrúbka steny (podľa plánu) mínus tolerancie a tolerancie, ak sa to vyžaduje
• S: prípustné napätie pri návrhovej teplote (uvedené v kóde; s teplom klesá)
• E: Faktor kvality pozdĺžneho zvarového spoja (často 1,0 pre bezšvíkové; nižší pre mnoho zváraných výrobkov, pokiaľ nie sú splnené podmienky normy)
• W a y: kódové koeficienty (W môže znižovať pevnosť pri zvýšených teplotách; y ovplyvňuje správanie hrubých stien v niektorých formuláciách)
• c: korózia/erózia a mechanické prídavky (ak sú použiteľné)

Kľúčový bod: Dve rúrky s rovnakým „plánom“ môžu mať stále rôzne tlakové triedy, ak sa líši trieda, teplota, zváracie faktory alebo tolerancia na koróziu.

Spracovaný príklad: premena hodnoty tabuľky na rozhodnutie o dizajne

Predpokladajme, že potrebujete menovitý tlak potrubia z nehrdzavejúcej ocele pre procesnú linku využívajúcu potrubie TP316L (ASTM A312), NPS 2 Schedule 40S, s návrhovou teplotou blízkou 50 °C.

1. Identifikujte geometriu: NPS 2 má vonkajší priemer 60,33 mm a Sch 40S stena 3,91 mm .
2. Zo zverejnenej tabuľky bezšvíkových rúr TP316L pri 50 °C odčítajte povolený pracovný tlak: 13,8 MPa (≈ 2002 psi ).
3. Ak je vybraným produktom štandardná zváraná rúra a v tabuľke je uvedený 85 % prídavok na zvar, použite ho: 13,8 MPa × 0,85 = 11,7 MPa (≈ 1701 psi ).
4. Skontrolujte obmedzovače systému: skontrolujte, či príruby, armatúry, ventily a tesnenia, ktoré vybrali, spĺňajú alebo prekračujú rovnaký konštrukčný tlak pri rovnakej teplote.

Toto je praktická interpretácia „menovitého tlaku potrubia z nehrdzavejúcej ocele“: prípustný tlak je platný iba vtedy, keď jeho základné predpoklady zodpovedajú vašej inštalácii.

Zníženie teploty: ako rýchlo sa môžu meniť hodnotenia

Nehrdzavejúca oceľ si dobre zachováva pevnosť, ale prípustné napätie stále klesá s teplotou a tabuľky tlaku to odrážajú. Ak ignorujete teplotu, nadhodnotíte menovitý tlak potrubia z nehrdzavejúcej ocele.

Príklad zníženia hodnoty pre NPS 2 Sch 40S TP316L (bezšvové)

• Pri 50 °C: 13,8 MPa (≈ 2002 psi )
• Pri 300 °C: 11,4 MPa (≈ 1653 psi )
• Pri 525 °C (ak je uvedené): 9,4 MPa (≈ 1363 psi )

Základné pravidlo: akékoľvek hodnotenie „izbovej teploty“ berte ako dočasné, kým nepotvrdíte hodnotenie pri vašej skutočnej projektovanej teplote.

Časté chyby, ktoré spôsobujú nesprávne hodnotenie tlaku

• Údaje o zmiešavacom potrubí a hadičkách: Tabuľky vonkajších priemerov/steny hadíc a „pracovného tlaku“ nie sú zameniteľné s menovitými hodnotami rozpisu potrubí.
• Za predpokladu, že „schedule 40“ sa rovná „40S“: rozvrhnutie nehrdzavejúcej ocele (podľa B36.19) sa môže líšiť od harmonogramu z uhlíkovej ocele (podľa B36.10) pre rovnakú NPS.
• Ignorovanie účinnosti zvaru: použitie bezšvových menovitých hodnôt pre zvárané potrubie bez použitia požadovanej redukcie.
• Zabudnutie na koróziu/eróziu: konštrukčná hrúbka musí zohľadňovať očakávanú stratu počas životnosti tam, kde je to vhodné.
• Zaobchádzanie s hodnotením potrubia ako s hodnotením systému: armatúry, príruby a ventily často určujú skutočný maximálny povolený tlak.

Kontrolný zoznam špecifikácií na uzamknutie správneho menovitého tlaku

Tento kontrolný zoznam použite, keď potrebujete, aby bol tlak potrubia z nehrdzavejúcej ocele kontrolovateľný a bezpečný pri obstarávaní.

• Uveďte návrhový kód (napr. kód procesného potrubia), návrhový tlak a návrhovú teplotu.
• Uveďte materiál a formu produktu: ASTM A312 TP316L (alebo TP304L) a či už bezšvíkové alebo zvárané.
• Zadajte NPS a plán: 40S , 80S , atď., plus akákoľvek minimálna stena po tolerancii, ak je to potrebné.
• V prípade potreby zahrňte toleranciu na koróziu/eróziu a potvrďte kompatibilitu s prostredím (chloridy, kyseliny, vysokoteplotná oxidácia).
• Potvrďte, že menovité hodnoty komponentov pre celú linku (spojky, príruby, ventily, tesnenia) spĺňajú alebo prekračujú zvolené menovité hodnoty potrubia pri teplote.

Zrátané a podčiarknuté: „menovitý tlak potrubia z nehrdzavejúcej ocele“ je správny iba vtedy, keď je spojený s definovanou normou, teplotou, stenou a kvalitou výroby – a keď je celá zostava ohodnotená aspoň na rovnaký limit.