رواداری تغییرات فشار و دما

ترجمۀ بند 302-2-4 از کد ASME B31-3

رواداری تغییرات فشار و دما: فراتر رفتن موردی فشار یا دما (یا هر دو) از محدوده­های طراحی می­تواند در یک سامانۀ پایپینگ رخ دهد. این تغییرات باید در انتخاب فشار طراحی و دمای طراحی مد نظر قرار گیرد. شدیدترین همزمانی فشار و دما باید مبنای شرایط طراحی قرار گیرد، مگر آنکه همۀ شروط زیر برآورده شود:

الف) هیچکدام از اقلام تحمل کنندۀ فشار در سامانۀ پایپینگ نباید از چدن یا دیگر فلزات ترد ساخته شده باشند.

ب) تنش­های فشاری نامی نباید از استحکام تسلیم در آن دما فراتر روند.

ج) تنش­های طولی مرکب نباید از محدوده­های آورده شده در بند 326-6 فراتر روند.

د) تعداد کلی دفعات بالاتر رفتن فشار-دما از شرایط طراحی نباید از 1000 بار در طول عمر سامانۀ پایپینگ فراتر رود.

ﻫ) تحت هیچ شرایطی فشارِ افزایش یافته نباید از فشار تست سامانۀ پایپینگ فراتر رود.

و) افزایش­های موردی نسبت به شرایط طراحی می­باید درون یکی از محدوده­های طراحی فشار جای گیرد:

1) با شرط گرفتن مجوز مالک طرح، فشار می­تواند از محدودۀ فشاری یا فشار مجاز برای دمای مورد نظر فراتر رود به شرط آنکه به موارد زیر محدود باشد:

الف) 33% برای مساوی یا کمتر از 10 ساعت برای هر بار و کمتر از 100 ساعت در سال، یا

ب) 20% برای مساوی یا کمتر از 50 ساعت برای هر بار و کمتر از 500 ساعت در سال

برای ایمنی سامانۀ پایپینگ در طول عمر کاری­اش باید اثرات چنین تغییراتی با روش­های مورد قبول مالک، از سوی طراح مشخص شود.

2) هنگامی که تغییرات خودمحدود کننده است (برای مثال به خاطر اقلام فشارشکن)، و بیش از 50 ساعت در هر بار و کلاً 500 ساعت در سال طول نمی­کشد، محدودۀ فشار یا تنش مجاز برای فشار طراحی یا تنش مجاز در هر دما می­تواند تا 20% زیاد شود.

ز) ترکیب اثرات بارهای ثابت و متغیر دوره­ای بر دوام تمامی اقلام پایپینگ باید مورد ارزیابی قرار گرفته باشد.

ح) کاهش دما به کمتر از کف دمایی نشان داده شده در پیوست الف مجاز نیست، مگر آنکه شرایط بند 323-2-2 دربارۀ کمترین دمای مجاز برآورده شود.

ط) اثر فشار بالاتر از محدوده­های فشار-دمای شیرها ممکن است تحت شرایط خاصی باعث کاهش آببندی شیر یا دشواری کار با شیر شود. اختلاف فشار وارد بر بندآور شیر نباید از سقف محدودۀ اختلاف فشار مشخص شده از سوی سازنده فراتر رود. انجام این کار با مسئولیت کارفرما است. 

اتصالات در لوله کشی

نکاتی چند دربارۀ استفاده از اتصالات در لوله­کشی

·        از اتصال چهارراهی (cross) استفاده نکنید؛ هزینه و مدت زمان تحویل آن پذیرفتنی نیست.

·        از تبدیل ناهم­مرکز (eccentric reducer) تنها زمانی استفاده کنید که به راستی نیاز است. این نوع تبدیل نسبت به نوع هم­مرکز آن دو برابر هزینه دربردارد.

·        برای گسترۀ وسیعی از اقلام کربن­استیل و برای اندازۀ زیر 10، زانویی­های کاهنده (reducing elbows) باعث صرفه­جویی می­شود. اما برای فولاد آلیاژی مناسب نیست.

·        زانویی­ شعاع کوتاه باعث اعمال افت اضافی بر سامانۀ لوله­کشی می­شود. تنها هنگامی از آن استفاده کنید که فضای کافی برای زانویی شعاع بلند وجود ندارد.

·        از نیپل­های شکل داده شده (olet) بپرهیزید. تا جای ممکن لوله انشعابی را به طور مستقیم (stub) به لولۀ اصلی متصل کنید.

برگرفته از کتاب process piping design نوشتۀ Rip Weaver.

دمای طراحی پایپینگ

دمای طراحی برای سیستم پایپینگ در کد ASME B31.3

دمای طراحی هر جزء از سیستم پایپینگ، دمایی است که در آن دما تحت فشار متناظر با آن، بیشترین ضخامت یا بالاترین ریتینگ مورد نیاز باشد.

هنگام تعیین دمای طراحی دست­کم دماهای سیال، دماهای محیط، تابش خورشید، دماهای سیال گرم کننده یا سرد کننده و موارد زیر در نظر گرفته می­شود.

پایین­ترین دمای طراحی: پایین­ترین دمای طراحی کمترین دمای مورد انتظار برای یک جزء در حال کار است. این دما ممکن است شرایط طراحی خاص و نیازهای کیفی ویژه­ای را طلب کند.

الف) اقلام عایق نشده

·        برای اقلام عایق نشده با دمای زیر 65ºC (150º F) دمای پایپینگ برابر با دمای سیال در نظر گرفته می­شود، مگر آنکه تابش نور خورشید یا عوامل دیگر باعث بالا رفتن دما شود.

·        برای اقلام عایق نشده با دمای 65ºC (150º F) یا بالاتر، دمای پایپینگ بدون عایق نباید کمتر از دماهای زیر لحاظ شود، مگر آنکه از راه محاسبه دمای پایین­تری برای آن به دست آید:

1)     شیرها، لوله­ها، اتصالات جوشی و دیگر اقلام دارای ضخامت نزدیک به لوله: 95% دمای سیال.

2)     فلنج­ها (به جز لپ جوینت) از جمله فلنج­های روی اتصالات و شیرها: 90% دمای سیال.

3)     فلنج­های لپ جوینت: 85% دمای سیال.

4)     پیچ­ها: 80% دمای سیال.

ب‌)   پایپینگ عایق­کاری شده از بیرون: دمای طراحی این اقلام باید برابر با دمای سیال منظور شود، مگر آنکه محاسبه، آزمایش یا تجربۀ کاری دربارۀ اندازه­گیری دمای دیگری را به دست دهد. هر جا که لوله با تریس یا جکت گرم یا سرد شود، اثر این کار باید در به دست آوردن دمای پایپینگ لحاظ گردد.

ج‌)     پایپینگ عایق کاری شده از درون: دمای طراحی پایپینگ در این حالت باید بر مبنای آزمایش یا محاسبات انتقال گرما باشد.