رتبه بندی فشار لوله فولادی ضد زنگ: محاسبه، کاهش، تأیید

پاسخ مستقیم: "رده بندی فشار لوله فولادی ضد زنگ" واقعاً به چه معناست

یک لوله فولادی ضد زنگ دارای یک درجه فشار جهانی نیست. "رده بندی فشار لوله فولادی ضد زنگ" صحیح، فشار کاری مجاز برای اندازه لوله خاص، برنامه زمانبندی (ضخامت دیواره)، درجه، دما و روش ساخت است - بر اساس کد طراحی یا جدول رتبه بندی که استفاده می کنید.

برای یک نقطه مرجع بتن، جداول رتبه بندی فشار منتشر شده برای لوله های ضد زنگ بدون درز ASTM A312 نشان می دهد که NPS 2 برنامه ریزی کنید 40S TP316L در دمای 50 درجه سانتیگراد حدود 13.8 مگاپاسکال است (≈ 2002 psi) . اگر به لوله های معمولی جوش داده شده تغییر دهید، باید بازده اتصال جوش را کاهش دهید (معمولاً 0.85) و آن را به پایین بیاورید. ≈ 11.7 مگاپاسکال (≈ 1701 psi) .

در واقع چه چیزی درجه فشار را برای لوله فولادی ضد زنگ تعیین می کند

ظرفیت فشار توسط ترکیبی از هندسه، مقاومت مواد در دما و فاکتورهای کد کنترل می شود. "برنامه" را به عنوان هندسه و "درجه" را به عنوان رفتار مقاومت و خوردگی در نظر بگیرید - اما به یاد داشته باشید که فشار مجاز همیشه مشروط است.

• اندازه و برنامه لوله: قطر بیرونی برای یک NPS مشخص ثابت است، در حالی که برنامه زمانبندی ضخامت دیوار را تغییر می دهد (به عنوان مثال، 40S در مقابل دهه 80).
• درجه و مشخصات: TP304/304L در مقابل TP316/316L (اغلب ASTM A312 برای لوله‌کشی فرآیند) بر تنش مجاز و حاشیه‌های خوردگی تأثیر می‌گذارد.
• دما: تنش مجاز با افزایش دما کاهش می یابد، بنابراین درجه بندی فشار برای سرویس گرم باید کاهش یابد.
• عوامل تولید و کیفیت جوش: لوله بدون درز معمولا E = 1.0 را حمل می کند. لوله های جوش داده شده اغلب نیاز به کاهش کارایی دارند مگر اینکه بررسی و شرایط کد بهبودیافته برآورده شوند.
• کمک هزینه ها و زیان ها: مجاز خوردگی/فرسایش، تحمل آسیاب، رزوه ها/شیارها و بارهای خارجی حاشیه قابل استفاده را کاهش می دهند.
• لینک ضعیف سیستم: فلنج ها، اتصالات، دریچه ها، اتصالات رزوه ای، واشرها و جزئیات جوش می توانند رتبه کلی مونتاژ را محدود کنند، حتی اگر دیواره لوله "به اندازه کافی قوی" باشد.

سریعترین روش: از جدول رتبه بندی فشار لوله فولادی ضد زنگ منتشر شده استفاده کنید

اگر پروژه شما اجازه می دهد، یک جدول رتبه بندی فشار معتبر سریع ترین راه برای به دست آوردن یک عدد قابل دفاع است. این جداول معمولاً مواد خاصی را فرض می‌کنند (مانند ASTM A312)، یک روش طراحی مطابق با کد لوله‌کشی و شرایط بیان شده (مانند بدون درز در مقابل جوش).

برداشت عملی: برای همان برنامه، قطر بزرگتر به طور کلی فشار مجاز را کاهش می دهد، و حرکت از 40S به 80S می تواند درجه بندی فشار را افزایش دهد زیرا ضخامت دیوار افزایش می یابد.

روش محاسبه کد: متغیرهایی که رتبه را تغییر می دهند

هنگامی که شما باید محاسبه کنید (به جای تکیه بر جدول)، طراحی فشار لوله مستقیم برای فشار داخلی در کدهای لوله کشی رایج معمولاً بر اساس تنش و هندسه مجاز است، سپس با عوامل کیفیت و دما اصلاح می شود.

ورودی های اصلی که باید تعریف کنید

• د: قطر خارجی (تعیین شده توسط استاندارد NPS)
• t: ضخامت اسمی دیوار (بر اساس برنامه) منهای مجاز و تلرانس در صورت لزوم
• س: تنش مجاز در دمای طراحی (در کد فهرست شده؛ با گرما کاهش می یابد)
• E: ضریب کیفیت اتصال طولی جوش (اغلب 1.0 برای بدون درز، کمتر برای بسیاری از محصولات جوش داده شده مگر اینکه شرایط کد رعایت شود)
• W و y: ضرایب کد (W ممکن است استحکام را در دماهای بالا کاهش دهد؛ y بر رفتار دیواره ضخیم در برخی فرمولاسیون ها تأثیر می گذارد)
• ج: خوردگی/فرسایش و مزایای مکانیکی (در صورت لزوم)

نکته کلیدی: اگر درجه، دما، عوامل جوش یا میزان خوردگی متفاوت باشد، دو لوله با "برنامه" یکسان همچنان می توانند دارای درجه بندی فشار متفاوتی باشند.

مثال کار شده: تبدیل مقدار جدول به تصمیم طراحی

فرض کنید برای خط فرآیندی با استفاده از لوله TP316L (ASTM A312)، NPS 2 Schedule 40S، با دمای طراحی نزدیک به 50 درجه سانتیگراد، به یک درجه فشار لوله فولادی ضد زنگ نیاز دارید.

1. هندسه را شناسایی کنید: NPS 2 دارای OD است 60.33 میلی‌متر و دیوار Sch 40S 3.91 میلی‌متر .
2. از جدول رتبه بندی منتشر شده برای لوله بدون درز TP316L در دمای 50 درجه سانتی گراد، فشار کاری مجاز را بخوانید: 13.8 مگاپاسکال (≈ 2002 psi ).
3. اگر محصول انتخابی لوله جوشی استاندارد است و جدول 85% مقدار جوش را ذکر کرده است، آن را اعمال کنید: 13.8 مگاپاسکال × 0.85 = 11.7 مگاپاسکال (≈ 1701 psi ).
4. محدود کننده های سیستم را بررسی کنید: تأیید کنید که فلنج ها، اتصالات، شیرها و انتخاب واشر با همان فشار طراحی در همان دما مطابقت دارند یا از آن فراتر می روند.

این تفسیر عملی "رده بندی فشار لوله فولادی ضد زنگ" است: فشار مجاز تنها زمانی معتبر است که مفروضات اساسی آن مطابق با نصب شما باشد.

کاهش دما: درجه بندی ها با چه سرعتی می توانند تغییر کنند

فولاد ضد زنگ استحکام را به خوبی حفظ می کند، اما تنش مجاز همچنان با دما کاهش می یابد، و جداول فشار منعکس کننده آن هستند. اگر دما را نادیده بگیرید، میزان فشار لوله فولادی ضد زنگ را بیش از حد اعلام می کنید.

به عنوان مثال برای NPS 2 Sch 40S TP316L (بدون درز)

• در 50 درجه سانتیگراد: 13.8 مگاپاسکال (≈ 2002 psi )
• در 300 درجه سانتیگراد: 11.4 مگاپاسکال (≈ 1653 psi )
• در 525 درجه سانتیگراد (جایی که ذکر شده است): 9.4 مگاپاسکال (≈ 1363 psi )

قاعده کلی: تا زمانی که درجه بندی را در دمای طراحی واقعی خود تأیید نکنید، هر درجه بندی "دمای اتاق" را موقتی در نظر بگیرید.

اشتباهات رایجی که باعث رتبه بندی فشار اشتباه می شود

• اختلاط داده های لوله و لوله: نمودارهای OD/دیوار لوله و "فشار کاری" با رتبه بندی های برنامه لوله قابل تعویض نیستند.
• با فرض اینکه "برنامه 40" برابر با "40S" باشد: برنامه های ضد زنگ (در هر B36.19) می توانند با برنامه های فولاد کربنی (در هر B36.10) برای همان NPS متفاوت باشند.
• نادیده گرفتن راندمان جوش: استفاده از درجه بندی بدون درز برای لوله های جوش داده شده بدون اعمال کاهش مورد نیاز.
• فراموشی مجاز خوردگی/فرسایش: ضخامت طراحی باید در صورت لزوم، خسارت مورد انتظار در طول عمر را در نظر بگیرد.
• در نظر گرفتن رتبه بندی لوله به عنوان رتبه بندی سیستم: اتصالات، فلنج ها و شیرها اغلب بر حداکثر فشار مجاز واقعی حاکم هستند.

چک لیست مشخصات برای قفل کردن درجه بندی فشار صحیح

از این چک لیست زمانی استفاده کنید که نیاز به درجه فشار لوله فولادی ضد زنگ دارید تا قابل بازرسی و ایمن بودن باشد.

• کد طراحی (به عنوان مثال کد لوله کشی فرآیند)، فشار طراحی و دمای طراحی را بیان کنید.
• مواد و فرم محصول را مشخص کنید: ASTM A312 TP316L (یا TP304L) و بدون درز یا جوش.
• NPS و برنامه را مشخص کنید: 40S ، 80S ، etc., plus any minimum wall after tolerance if required.
• در صورت لزوم، مقدار مجاز خوردگی/فرسایش را لحاظ کنید و سازگاری با محیط (کلریدها، اسیدها، اکسیداسیون در دمای بالا) را تأیید کنید.
• تأیید کنید که رتبه بندی قطعات برای کل خط (اتصالات، فلنج ها، شیرها، واشرها) مطابق با درجه حرارت لوله انتخاب شده یا بیشتر از آن باشد.

خط پایین: "رده بندی فشار لوله فولادی ضد زنگ" تنها زمانی درست است که به استاندارد، دما، دیواره و کیفیت ساخت تعریف شده مرتبط باشد - و زمانی که کل مجموعه حداقل به همان حد درجه بندی شده باشد.