Ποια είναι η πίεση λειτουργίας ενός αγωγού X52; Υπολογισμός σχεδιασμού

Πίεση λειτουργίας και μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας

Για έναν αγωγό, η πίεση λειτουργίας είναι η μέγιστη εσωτερική πίεση που έχει σχεδιαστεί να μεταφέρει συνεχώς η γραμμή σε κανονική λειτουργία. Οι κωδικοί και οι προδιαγραφές του έργου εκφράζουν συνήθως το ίδιο όριο με τη μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας. Είναι μια τιμή σχεδιασμού που προκύπτει από τη γεωμετρία του σωλήνα και την αντοχή του υλικού, όχι μια πίεση που μπορεί να διαβαστεί από ένα πιστοποιητικό υλικού.

Δύο άλλες τιμές πίεσης συχνά συγχέονται με αυτό. Η υδροστατική πίεση δοκιμής είναι μια δοκιμή απόδειξης που εφαρμόζεται στο μύλο ή μετά την κατασκευή και είναι συνήθως υψηλότερη από το όριο λειτουργίας. Η πίεση διάρρηξης είναι η πίεση στην οποία ο σωλήνας πραγματικά αποτυγχάνει, και είναι και πάλι αρκετές φορές υψηλότερη. Η πρακτική σχεδιασμού διατηρεί ένα σημαντικό κενό μεταξύ της πίεσης λειτουργίας και της πίεσης διάρρηξης για την απορρόφηση της διάβρωσης, των μηχανικών βλαβών και των υπερτάσεων πίεσης.

Η φόρμουλα σχεδίασης πίσω από την πίεση εργασίας X52

Οι κώδικες σχεδιασμού αγωγών καθορίζουν την επιτρεπόμενη εσωτερική πίεση από τη σχέση Barlow, γραμμένη με τη μορφή που χρησιμοποιείται από το ASME B31.8 και τα ισοδύναμα πρότυπα αγωγών:

P = (2 x S x t / D) x F x E x T

P είναι η εσωτερική πίεση σχεδιασμού.

S είναι η καθορισμένη ελάχιστη αντοχή διαρροής του υλικού του σωλήνα. Για το API 5L X52 αυτό είναι 52.000 psi ή 359 MPa.

t είναι το ονομαστικό πάχος τοιχώματος.

D είναι η ονομαστική εξωτερική διάμετρος.

F είναι ο συντελεστής σχεδίασης που ορίζεται από τον κωδικό και την κλάση τοποθεσίας. Το 0,72 είναι η τιμή που χρησιμοποιείται συνήθως για μια τοποθεσία Κλάσης 1.

Ε είναι ο συντελεστής διαμήκους αρμού, ο οποίος εξαρτάται από τον τύπο της ραφής και το επίπεδο επιθεώρησής της.

T είναι ο συντελεστής μείωσης θερμοκρασίας, ίσος με 1.000 σε κανονικές θερμοκρασίες αγωγού.

Ο τύπος δείχνει γιατί μόνο ο βαθμός σας λέει πολύ λίγα. Δύο αγωγοί στον ίδιο βαθμό μπορεί να έχουν πιέσεις εργασίας που διαφέρουν κατά ένα συντελεστή τεσσάρων απλώς και μόνο επειδή ο ένας χρησιμοποιεί βαρύτερο τοίχο ή μικρότερη διάμετρο.

Παράδειγμα εργασίας για γραμμή X52 8 ιντσών

Πάρτε ένα τυπικό μέγεθος σωλήνα εξωτερικής διαμέτρου 8,625 ιντσών, που είναι 219,1 mm, με τοίχωμα 12,7 mm, βαθμό X52 με καθορισμένη ελάχιστη αντοχή διαρροής 359 MPa, συντελεστή σχεδίασης 0,72, συντελεστή άρθρωσης 1,0 για συγκολλημένο σωλήνα χωρίς ραφή ή πλήρως επιθεωρημένο συντελεστή 1.0 και θερμοκρασία:

P=(2 x 359 x 12,7 / 219,1) x 0,72 x 1,0 x 1.0=29.9 MPa, περίπου 4.350 psi.

Οι παρακάτω υπολογισμένες τιμές χρησιμοποιούν τις ίδιες παραδοχές και προορίζονται να δείξουν πώς η διάμετρος και το πάχος του τοιχώματος οδηγούν την επιτρεπόμενη πίεση. Οι τιμές του έργου πρέπει πάντα να υπολογίζονται εκ νέου με τους πραγματικούς συντελεστές σχεδιασμού από τον ισχύοντα κώδικα.

Παράγοντες που μειώνουν την επιτρεπόμενη πίεση εργασίας

Θερμοκρασία: πάνω από τη θερμοκρασία αναφοράς, η αντοχή διαρροής του ανθρακούχου χάλυβα πέφτει και ο συντελεστής μείωσης κωδικού πέφτει κάτω από 1,0.

Κατηγορία τοποθεσίας: οι κατοικημένες περιοχές ή οι περιοχές διέλευσης απαιτούν χαμηλότερο συντελεστή σχεδιασμού, ο οποίος μειώνει άμεσα την επιτρεπόμενη πίεση.

Επίδομα διάβρωσης: η εσωτερική ή εξωτερική διάβρωση μειώνει το πραγματικό πάχος του τοιχώματος κατά τη διάρκεια ζωής του σχεδιασμού.

Τύπος ραφής: ένας σωλήνας με χαμηλότερο συντελεστή διαμήκους αρμού πρέπει να λειτουργεί με χαμηλότερη πίεση για το ίδιο πάχος τοιχώματος.

Σέρβις ξινού: η υπηρεσία υδρόθειου επιβάλλει όρια σκληρότητας και χημείας που μπορούν να περιορίσουν τις ποιότητες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πίεση σχεδιασμού.

Γιατί το X52 παραμένει μια κοινή επιλογή

Το X52 προσφέρει μια ισορροπία που ταιριάζει σε μεγάλο μερίδιο εργασιών μετάδοσης και συλλογής. Η αντοχή διαρροής του είναι αρκετά υψηλή ώστε να διατηρεί λογικό το πάχος του τοιχώματος σε γραμμές μέσης διαμέτρου, ενώ η περιεκτικότητά του σε άνθρακα και το ισοδύναμο άνθρακα παραμένουν αρκετά χαμηλά για αξιόπιστη συγκόλληση πεδίου. Ο βαθμός X52 ανταποκρίνεται επίσης προβλέψιμα στην κανονικοποίηση και στη θερμο{4}}μηχανική κύλιση, έτσι η σκληρότητα σε χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να επιτευχθεί χωρίς δυσκολία. Για υψηλότερες πιέσεις σχεδιασμού, η μετακίνηση μέχρι το X60 ή το X70 μειώνει το πάχος του τοιχώματος, αλλά αυξάνει επίσης τις απαιτήσεις συγκόλλησης και επιθεώρησης και η αντιστάθμιση θα πρέπει να αξιολογηθεί σε σχέση με το συνολικό κόστος εγκατάστασης της γραμμής.

FAQ

Ε: Ποια είναι η μέγιστη πίεση λειτουργίας του σωλήνα X52;
Δεν υπάρχει ενιαία τιμή. Η επιτρεπόμενη πίεση εξαρτάται από τη διάμετρο, το πάχος του τοιχώματος, τον συντελεστή αρμού, τη θερμοκρασία και τον συντελεστή σχεδιασμού που χρησιμοποιείται από τον ισχύοντα κώδικα.

Ε: Ποια είναι η αντοχή διαρροής που χρησιμοποιείται για το X52 στους υπολογισμούς πίεσης;
Η καθορισμένη ελάχιστη ισχύς διαρροής, η οποία είναι 52.000 psi ή 359 MPa για το API 5L X52.

Ε: Είναι η υδροστατική πίεση δοκιμής ίδια με την πίεση εργασίας;
Όχι. Η υδροστατική δοκιμή είναι μια δοκιμή απόδειξης που εκτελείται σε πίεση μεγαλύτερη από το όριο λειτουργίας και χρησιμοποιείται για να αποδείξει την ακεραιότητα αντί για τη ρύθμιση του φακέλου λειτουργίας.

Ε: Γιατί ένας σωλήνας μεγαλύτερης διαμέτρου φέρει λιγότερη πίεση στο ίδιο πάχος τοιχώματος;
Επειδή η τάση στεφάνης αυξάνεται με τη διάμετρο για ένα δεδομένο τοίχο και πίεση. Η σχέση Barlow διαιρείται με την εξωτερική διάμετρο, επομένως η αύξηση της διαμέτρου μειώνει την επιτρεπόμενη πίεση.

Ε: Μπορεί να αυξηθεί η πίεση εργασίας χρησιμοποιώντας ένα παχύτερο τοίχωμα αντί για υψηλότερο βαθμό;
Ναι, και αυτή είναι συχνά η πιο οικονομική διαδρομή επειδή αποφεύγει τις κυρώσεις συγκολλησιμότητας και επιθεώρησης που σχετίζονται με υψηλότερους βαθμούς αντοχής.

Ε: Ποιος παράγοντας σχεδίασης χρησιμοποιείται συνήθως για τους αγωγούς X52;
Το 0,72 χρησιμοποιείται ευρέως για τοποθεσίες Κλάσης 1 κάτω από το ASME B31.8. Άλλες κατηγορίες τοποθεσίας και άλλοι κωδικοί εφαρμόζουν διαφορετικούς παράγοντες, επομένως πρέπει να συμβουλευτείτε τον κώδικα του έργου.