Răspuns direct: ce înseamnă cu adevărat „evaluarea presiunii țevii din oțel inoxidabil”.
O țeavă din oțel inoxidabil nu are o presiune nominală universală. „Presiunea nominală a țevii din oțel inoxidabil” corectă este presiunea de lucru permisă pentru o anumită dimensiune a țevii, program (grosimea peretelui), calitate, temperatură și metoda de fabricație - conform codului de proiectare sau tabelului de rating pe care îl utilizați.
Pentru un punct de referință concret, tabelele de evaluare a presiunii publicate pentru țevile inoxidabile fără sudură ASTM A312 arată că NPS 2 Program 40S TP316L la 50 °C este de aproximativ 13,8 MPa (≈ 2002 psi) . Dacă treceți la o țeavă sudata obișnuită, trebuie să aplicați o reducere a eficienței îmbinării sudate (de obicei 0,85), scăzând aceasta la ≈ 11,7 MPa (≈ 1701 psi) .
Ceea ce stabilește de fapt presiunea nominală pentru țeava din oțel inoxidabil
Capacitatea de presiune este guvernată de o combinație de geometrie, rezistența materialului la temperatură și factori de cod. Tratați „programul” ca geometrie și „gradul” ca rezistență și comportament la coroziune - dar amintiți-vă că presiunea admisă este întotdeauna condiționată.
- Dimensiunea și programul conductei: Diametrul exterior este fixat pentru un anumit NPS, în timp ce programul modifică grosimea peretelui (de exemplu, 40S vs 80S).
- Clasa si specificatii: TP304/304L vs TP316/316L (adesea ASTM A312 pentru conductele de proces) afectează stresul admisibil și marjele de coroziune.
- Temperatura: Tensiunea admisibilă scade pe măsură ce temperatura crește, astfel încât presiunea nominală trebuie redusă pentru serviciul la cald.
- Factori de calitate de fabricație și sudare: Țeava fără sudură poartă de obicei E = 1,0; conducta sudată necesită adesea o reducere a eficienței, cu excepția cazului în care sunt îndeplinite condițiile de examinare și coduri îmbunătățite.
- Indemnizații și pierderi: Aportul de coroziune/eroziune, toleranța la frei, filetele/canelurile și sarcinile externe reduc marja de utilizare.
- Veriga slabă a sistemului: Flanșele, fitingurile, supapele, conexiunile filetate, garniturile și detaliile de sudură pot limita ratingul general al ansamblului chiar dacă peretele țevii este „suficient de puternic”.
Cea mai rapidă metodă: utilizați un tabel de evaluare a presiunii țevilor din oțel inoxidabil publicat
Dacă proiectul dvs. permite acest lucru, un tabel reputat de evaluare a presiunii este cea mai rapidă modalitate de a obține un număr defensibil. Aceste tabele presupun de obicei materiale specifice (de exemplu, ASTM A312), o metodă de proiectare aliniată la un cod de conducte și condiții stabilite (cum ar fi fără sudură vs sudură).
| Dimensiunea nominală | Schedule | OD (mm) | Perete (mm) | Presiune admisă (MPa) | Aprox. presiune (psi) |
|---|---|---|---|---|---|
| NPS 1 | 40S | 33.40 | 3.38 | 22.3 | ≈ 3234 |
| NPS 2 | 40S | 60.33 | 3.91 | 13.8 | ≈ 2002 |
| NPS 2 | 80S | 60.33 | 5.54 | 20.1 | ≈ 2915 |
| NPS 4 | 40S | 114.30 | 6.02 | 11.1 | ≈ 1610 |
Practic: pentru același program, un diametru mai mare reduce, în general, presiunea admisă, iar trecerea de la 40S la 80S poate crește semnificativ presiunea nominală, deoarece grosimea peretelui crește.
Metoda de calcul al codului: variabilele care modifică ratingul
Când trebuie să calculați (în loc să vă bazați pe un tabel), proiectarea presiunii țevii drepte pentru presiunea internă în codurile obișnuite de țevi se bazează de obicei pe stresul și geometria permise, apoi modificată de factorii de calitate și temperatură.
Intrările de bază pe care trebuie să le definiți
- D: diametrul exterior (fixat de standardul NPS)
- t: grosimea nominală a peretelui (după program) minus toleranțele și toleranțele acolo unde este necesar
- S: Tensiunea admisibilă la temperatura de proiectare (cod listat; scade odată cu căldura)
- E: Factor de calitate a îmbinării sudate longitudinale (adesea 1,0 pentru fără sudură; mai mic pentru multe produse sudate, dacă nu sunt îndeplinite condițiile codului)
- W și y: coeficienți de cod (W poate reduce rezistența la temperaturi ridicate; y afectează comportamentul pereților groși în unele formulări)
- c: coroziune/eroziune și toleranțe mecanice (dacă este cazul)
Punct cheie: Două țevi cu același „program” pot avea în continuare valori de presiune diferite dacă gradul, temperatura, factorii de sudare sau toleranța de coroziune diferă.
Exemplu funcțional: transformarea unei valori de tabel într-o decizie de proiectare
Să presupunem că aveți nevoie de o presiune nominală a țevii din oțel inoxidabil pentru o linie de proces care utilizează țeavă TP316L (ASTM A312), NPS 2 Schedule 40S, cu o temperatură de proiectare aproape de 50 °C.
- Identificați geometria: NPS 2 are OD 60,33 mm și Sch 40S perete 3,91 mm .
- Din tabelul de rating publicat pentru țeava fără sudură TP316L la 50 °C, citiți presiunea de lucru permisă: 13,8 MPa (≈ 2002 psi ).
- Dacă produsul selectat este o țeavă sudata standard și tabelul notează o toleranță de sudură de 85%, aplicați-o: 13,8 MPa × 0,85 = 11,7 MPa (≈ 1701 psi ).
- Verificați limitatoarele sistemului: confirmați că flanșele, fitingurile, supapele și selecția garniturii îndeplinesc sau depășesc aceeași presiune de proiectare la aceeași temperatură.
Aceasta este interpretarea practică a „clasificării presiunii țevii din oțel inoxidabil”: presiunea admisă este valabilă numai atunci când ipotezele sale de bază se potrivesc cu instalația dumneavoastră.
Reducerea temperaturii: cât de repede se pot schimba evaluările
Oțelul inoxidabil își păstrează bine rezistența, dar tensiunea admisă scade odată cu temperatura, iar tabelele de presiune reflectă acest lucru. Dacă ignorați temperatura, veți supraestima presiunea nominală a țevii din oțel inoxidabil.
Exemplu de derating pentru NPS 2 Sch 40S TP316L (fără sudură)
- La 50 °C: 13,8 MPa (≈ 2002 psi )
- La 300 °C: 11,4 MPa (≈ 1653 psi )
- La 525 °C (unde este listat): 9,4 MPa (≈ 1363 psi )
Regula generală: tratați orice evaluare a „temperatura camerei” ca fiind provizorie până când confirmați evaluarea la temperatura reală de proiectare.
Greșeli frecvente care provoacă valori nominale greșite ale presiunii
- Amestecarea datelor țevilor și țevilor: Diametrul exterior al țevilor/peretele și diagramele „presiunii de lucru” nu sunt interschimbabile cu valorile nominale ale țevilor.
- Presupunând că „Schedule 40” este egal cu „40S”: programele din inox (conform B36.19) pot diferi de programele din oțel carbon (conform B36.10) pentru același NPS.
- Ignorarea eficienței sudurii: utilizarea valorilor fără sudură pentru țevile sudate fără a aplica reducerea necesară.
- Uitând toleranța de coroziune/eroziune: grosimea de proiectare trebuie să țină cont de pierderea așteptată pe durata de viață, acolo unde este cazul.
- Tratarea nominală a țevii ca evaluare a sistemului: fitingurile, flanșele și supapele guvernează adesea presiunea maximă admisă reală.
Lista de verificare a specificațiilor pentru a bloca presiunea nominală corectă
Utilizați această listă de verificare atunci când aveți nevoie ca presiunea nominală a țevii din oțel inoxidabil să fie auditabilă și sigură pentru achiziții.
- Indicați codul de proiectare (de exemplu, codul conductelor de proces), presiunea de proiectare și temperatura de proiectare.
- Specificați materialul și forma produsului: ASTM A312 TP316L (sau TP304L) și indiferent dacă sunt fără sudură sau sudate.
- Specificați NPS și programați: 40S , 80S , etc., plus orice perete minim după toleranță, dacă este necesar.
- Includeți cota de coroziune/eroziune dacă este cazul și confirmați compatibilitatea cu mediul (cloruri, acizi, oxidare la temperatură ridicată).
- Confirmați că valorile nominale ale componentelor pentru întreaga linie (fittinguri, flanșe, supape, garnituri) respectă sau depășesc valoarea nominală a țevii selectată la temperatură.
Concluzie: „Clasarea presiunii țevii din oțel inoxidabil” este corectă numai atunci când este legată de un standard definit, de temperatură, de perete și de calitate de fabricație – și atunci când întregul ansamblu este evaluat la cel puțin aceeași limită.
