Pibellau Dur Di-staen Bylchu Uchafswm Rhychwant ar gyfer Llinellau Inswleiddiedig a Heb eu Hinswleiddio

Trawst hir, gwag yw pibell. Os yw cynhalwyr yn rhy bell oddi wrth ei gilydd, mae'r bibell yn ysigo, yn casglu hylif mewn mannau isel, yn dirgrynu, ac yn gorlwytho ei chynhalwyr; os ydynt yn rhy agos at ei gilydd, byddwch yn talu am ddur a llafur ychwanegol.Pibell ddur di-staenyn ychwanegu ei hun twists: tenau Atodlen 5S a 10S waliau, ehangu thermol uwch na dur carbon, ac angen cryf i gadw inswleiddio a chefnogi rhag achosi problemau cyrydu.

Mae'r canllaw hwn yn ateb y cwestiynau y mae dylunwyr a phrynwyr yn eu gofyn fwyaf am y gofod cymorth mwyaf posibl ar gyfer llinellau di-staen wedi'u hinswleiddio a heb eu hinswleiddio. Mae pob adran yn nodi'r casgliad yn gyntaf, yna'r rhesymu. Awgrymir uchafsymiau pob rhychwant ar gyfer rhediadau llorweddol syth, nid yn lle dadansoddiad straen prosiect.

Tecawe Allweddol

• Mae inswleiddio yn byrhau'r rhychwant a ganiateir oherwydd ei fod yn ychwanegu pwysau: mewn tabl rhychwantu Atodlen 10S di-staen cyhoeddedig, mae rhychwantau wedi'u hinswleiddio tua 4% i 39% yn fyrrach na rhychwantau moel ar draws y meintiau a ddangosir.
• Mae angen rhychwantau byrrach ar linellau llawn hylif na llinellau nwy; ar gyfer NPS noeth 4 Atodlen 10S yn yr un tabl, mae'r rhychwant hylif tua 17% yn fyrrach na'r rhychwant anwedd (5.3 m yn erbyn 6.4 m).
• ASME B31.1 Mae Tabl 121.5 yn rhoi rhychwantau meincnod ar gyfer pibell ddur safonol a thrymach: er enghraifft, pibell gwasanaeth dŵr NPS 4 ar 4.3 m (14 tr) a gwasanaeth stêm, nwy neu aer ar 5.2 m (17 tr). Nid oes gan ASME B31.3 dabl rhychwant, felly mae dylunwyr proses yn defnyddio meini prawf prosiect neu'n cyfrifo.
• Mae rhychwant yn cael ei osod yn bennaf gan sag, nid straen, ac mae'n graddio gyda phedwerydd gwraidd anystwythder-i-bwysau, felly mae dyblu'r llwyth yn byrhau'r rhychwant o tua 16% yn unig.
• Fel arfer mae angen rhychwantau byrrach ar bibellau di-staen waliau tenau (Atodlen 10S) na phibell waliau trwm, ac mae angen cyfrwyau neu esgidiau ar ei waliau i atal difrod lleol.
• Cynlluniwch ar gyfer y prawf hydro: gall fod angen tua 17% o rychwantau byrrach ar linell nwy wedi'i llenwi â dŵr na'i gwasanaeth arferol, felly efallai y bydd angen cynhalwyr dros dro.

Beth yw bylchau cymorth pibellau a pham mae'n bwysig i bibell ddur di-staen?

Bylchu neu rychwant cymorth pibellau yw'r pellter rhwng cynhalwyr olynol ar linell lorweddol; rhaid iddo fod yn ddigon byr i gadw straen plygu, sag, dirgryniad, a llwythi cymorth o fewn terfynau, ac mae pibell ddur di-staen yn ychwanegu pryderon megis waliau tenau, ehangu, a chorydiad mewn cynhalwyr.

Meddyliwch am bibell fel bwrdd plymio wedi'i osod ar draws dau stand: po bellaf oddi wrth ei gilydd y clystyrau, y mwyaf y mae'n plygu o dan ei bwysau ei hun. Mewn system bibellau, mae'r pwysau hwnnw'n cynnwys y bibell ei hun, yr hylif y tu mewn (neu'r dŵr a ddefnyddir ar gyfer prawf pwysedd), inswleiddio, ac eitemau cysylltiedig fel falfiau. Mae rhychwant fel arfer yn cael ei gyfyngu gan gyfuniad o straen plygu, sag (gwyriad), straen lleol lle mae'r bibell yn gorwedd ar gynhalydd, a dirgryniad. O'r rhain, sag fel arfer yw'r terfyn rheoli ar gyfer rhediadau syth arferol, fel y dengys y cyfrifiadau isod.

Pa Safonau sy'n Rhoi Uchafswm Rhychau Cymorth Pibellau?

ASME B31.1 Mae Tabl 121.5 a MSS SP-69 yn rhoi'r rhychwantau mwyaf a awgrymir ar gyfer pibell ddur; Nid yw ASME B31.3 yn rhoi unrhyw dabl rhychwantu, felly mae dylunwyr pibellau proses yn defnyddio tablau prosiect neu eu cyfrifiad eu hunain, ac mae MSS SP-58 a SP-89 yn cwmpasu cefnogi dylunio a gosod.

Y tabl B31.1 yw'r cyfeirnod a ddyfynnir amlaf. Mae'n berthnasol i rediadau syth llorweddol o bibell ddur safonol a thrymach hyd at 750 gradd F (400 gradd). Mae'n seiliedig ar gefnogaeth trawst sefydlog gyda straen plygu wedi'i gyfyngu i 2,300 psi (15.9 MPa), pibell wedi'i llenwi â dŵr ac wedi'i inswleiddio (neu'r pwysau cyfatebol ar gyfer stêm, nwy neu aer), a sag o 0.1 mewn (2.5 mm) rhwng cynhalwyr. Nid yw'n berthnasol lle mae llwythi crynodedig, fel falfiau a fflansau, yn eistedd rhwng cynhalwyr. Mae MSS SP-69 yn rhestru'r un gwerthoedd ar gyfer pibell ddur pwysau safonol. Oherwydd bod y tabl wedi'i ysgrifennu ar gyfer pibell ddur safonol a thrymach, mae angen triniaeth ar wahân ar bibell di-staen waliau tenau.

Defnyddiwch y tabl hwn ar gyfer cyfeiriadedd, yna dilynwch fanyleb eich prosiect. Oherwydd ei fod yn rhagdybio pwysau safonol neu waliau trymach a phibell llawn dŵr wedi'i hinswleiddio, gall orbwysleisio pa bibell ddi-staen Atodlen 10S deneuach sy'n gallu rhychwantu'n ddiogel.

Beth yw'r Rhychwant Uchaf ar gyfer Pibell Dur Di-staen wedi'i Insiwleiddio a Heb ei Hinswleiddio?

Ar gyfer dur di-staen Atodlen 10S, mae tablau rhychwant prosiect nodweddiadol yn dangos rhychwantau moel yn hirach na rhychwantau wedi'u hinswleiddio tua 4% i 39%, ac mae anwedd yn rhychwantu hirach na rhychwantau hylif; er enghraifft, mae NPS 4 yn 6.4 m anwedd noeth, 4.8 m anwedd wedi'i inswleiddio, 5.3m o hylif noeth, a 4.0m o hylif wedi'i inswleiddio.

Mae'r tabl isod yn atgynhyrchu gwerthoedd nodweddiadol o fanyleb arddull prosiect olew a nwy ar gyfer pibell di-staen Atodlen 10S, fel y'i cyhoeddwyd mewn cyfeirnod peirianneg pibellau. Argymhellir gwerthoedd uchafsymiau ar gyfer rhediadau llorweddol syth a byddant yn gwahaniaethu rhwng prosiectau, felly dylech eu trin fel enghraifft realistig o'r patrwm yn hytrach na rheol gyffredinol. Dangosir y mesuryddion yn gyntaf, gyda'r traed mewn cromfachau.

Pa mor fyrrach yw'r rhychwant pan fydd y llinell wedi'i hinswleiddio?

Mae'r effaith yn llai ar bibell fach, lle mae wal y bibell a'r cynnwys yn dominyddu'r llwyth, ac yn fwy ar linellau anwedd canol maint, lle mae inswleiddio yn rhan fawr o'r cyfanswm pwysau: ar gyfer anwedd NPS 8, mae'r rhychwant yn disgyn o 10.8 m i 6.8 m. Ar gyfer llinellau llawn hylif mae'r cynnwys eisoes yn ychwanegu llawer o bwysau, felly mae inswleiddio yn newid y rhychwant gan ganran lai.

Pam Mae Inswleiddio yn Lleihau'r Rhychwant a Ganiateir?

Mae inswleiddio yn ychwanegu llwyth unffurf ar hyd y bibell, ac mae llwyth trymach yn golygu mwy o sag a mwy o straen plygu ar gyfer yr un rhychwant, felly mae'r rhychwant a ganiateir yn crebachu.

Ar gyfer pibell ar gynheiliaid syml sy'n cario llwyth unffurf w, y ddwy fformiwla reoli yw:

Terfyn sag: L=[ 384 × E × I × δ / (5 × w) ] ^ (1/4)

Cyfyngiad straen: L=[ 8 × Z × S / w ] ^ (1/2)

Yma E yw'r modwlws elastigedd, I yw moment syrthni trawstoriad y bibell, δ yw'r sag a ganiateir, Z yw'r modwlws adran, S yw'r straen plygu a ganiateir, ac w yw cyfanswm pwysau fesul uned hyd (pibell ynghyd â chynnwys ynghyd ag inswleiddiad). Mae dwy wers yn dilyn. Yn gyntaf, mae'r rhychwant cyfyngedig sag yn dibynnu ar w i'r pŵer o un chwarter, felly mae dyblu'r llwyth yn byrhau'r rhychwant o tua 16%. Yn ail, mae'r rhychwant straen-gyfyngedig yn dibynnu ar w i rym hanner, felly mae dyblu'r llwyth yn byrhau'r rhychwant hwnnw tua 29%. Oherwydd bod sag fel arfer yn llywodraethu, nid yw'r rhychwant yn sensitif iawn i lwyth, ond mae'n sensitif iawn i anystwythder (E × I), a dyna pam mae diamedr pibell mor bwysig.

Sut Ydych Chi'n Cyfrifo'r Rhychwant Uchaf o'r Egwyddorion Cyntaf?

Cyfrifwch y pwysau fesul hyd uned (pibell, cynnwys, inswleiddio), cyfrifwch y rhychwantau straen-gyfyngedig a chyfyngedig, a chymerwch y llai; ar gyfer pibell di-staen Atodlen 10S NPS 4 wedi'i llenwi â dŵr a'i hinswleiddio â 50 mm o wlân mwynol, mae'r terfyn sag yn llywodraethu tua 4.2 m.

Mae'r enghraifft isod yn defnyddio'r rhagdybiaethau hyn, y dylech eu disodli â gwerthoedd prosiect: dwysedd dur di-staen 7,930 kg/m³, modwlws elastig 193 GPa (amgylchynol), dwysedd dŵr 1,000 kg/m³, inswleiddiad 50 mm o drwch ar 130 kg/m³, terfyn sag 2.5 mm (0.1 i mewn), terfyn straen plygu 12,3,3 MPa, sail syml B0.1 a 12,1.3 B (sail syml) 15,3 B3 a chyfyngiad straen plygu 12,1.9 B a 1.1 yn syml. cefnogi. Pibell: NPS 4 (diamedr allanol 114.3 mm), Atodlen 10S wal 3.05 mm.

Cam 1 – Priodweddau adran: I=1.65 × 10⁶ mm⁴, Z=28.9 × 10³ mm³.

Cam 2 – Pwysau fesul metr: dur, cynnwys, ac inswleiddio, fel y rhestrir yn y tabl.

Cam 3 – Rhychwant â straen cyfyngedig o L=√(8ZS/w), a rhychwant cyfyngedig o sag o L=[384EIδ/(5w)]^¼.

Cam 4 – Cymerwch y gwerth llai fel yr uchafswm rhychwant, yna talgrynnwch i lawr i fylchau ymarferol, ailadroddadwy.

Ym mhob achos mae'r terfyn sag yn llywodraethu. Mae ychwanegu dŵr at y llinell nwy noeth yn torri'r rhychwant o 5.2 m i 4.3 m, gostyngiad o 17%, ac mae ychwanegu inswleiddio ar ei ben yn dod ag ef i 4.2 m. Er mwyn cymharu, mae'r tabl arddull prosiect uchod yn rhestru 4.0 m ar gyfer NPS hylif wedi'i inswleiddio 4. Mae'r amcangyfrif ar gyfer llinellau wedi'u hinswleiddio yn agos at y ffigur hwnnw, ond ar gyfer llinellau noeth mae'r tabl cyhoeddedig yn fwy hael na'r cyfrifiad syml hwn, felly peidiwch â chymysgu meini prawf o wahanol ffynonellau.

Gwirio dull: mae'r un cyfrifiad, wedi'i gymhwyso i bibell pwysau safonol dur carbon wedi'i lenwi â dŵr ac wedi'i inswleiddio, yn rhoi rhychwantau tua 6% i 8% yn uwch na gwerthoedd Tabl 121.1 B31.1 ar gyfer NPS 2 i 12. Triniwch ganlyniadau egwyddorion cyntaf fel rhai dangosol, a defnyddiwch y tabl cod neu fanyleb y prosiect, neu ddadansoddiad straen llawn, ar gyfer dylunio.

Sut mae Llinellau Llawn Hylif a Nwy yn Cymharu?

Mae angen rhychwantau byrrach ar linellau llawn hylif na llinellau llawn nwy oherwydd bod y cynnwys yn ychwanegu pwysau sylweddol; mae'r gwahaniaeth mwyaf ar bibell noeth, waliau tenau.

Yn yr enghraifft a weithiwyd, gall llinell nwy noeth NPS 4 Atodlen 10S rychwantu tua 5.2 m, ond pan fydd yn llawn dŵr mae'r rhychwant yn disgyn i 4.3 m. Mae hyn yn bwysig am ddau reswm. Yn gyntaf, dylid gosod llinellau hylif gyda'r rhychwantau byrrach llawn dŵr.

Yn ail, mae llinell nwy yn aml yn cael ei brofi'n hydrostatig â dŵr, felly mae'n cario pwysau dŵr dros dro; pe bai'r cynheiliaid yn cael eu gosod yn y bylchau nwy, gall y llinell sagio yn ystod y prawf, felly gwiriwch gyflwr y prawf neu ychwanegwch gynhalwyr dros dro. Mae tabl B31.1 yn dangos yr un patrwm ar gyfer pibell ddur: NPS 4 yw 4.3 m ar gyfer gwasanaeth dŵr ond 5.2 m ar gyfer stêm, nwy neu aer.

Sut Mae'r Amserlen Pibellau'n Effeithio ar Fylchau Cymorth?

Mae amserlenni trymach yn caniatáu rhychwantau ychydig yn hirach yn unig, oherwydd mae wal ychwanegol yn ychwanegu anystwythder ond hefyd yn ychwanegu pwysau; prif fantais waliau trymach yw gwell ymwrthedd i straen lleol a difrod mewn cynheiliaid.

Mae'r tabl yn cymharu pibell di-staen NPS 2 i 12 wedi'i inswleiddio yn Atodlen 10S a 40S gan ddefnyddio'r cyfrifiad syml uchod, ar gyfer gwasanaeth llenwi nwy a dŵr llawn. Mae rhychwantau'n tyfu'n gymedrol gyda thrwch wal, ac mae sag yn llywodraethu drwyddo draw.

Ar gyfer NPS 4 sy'n llawn dŵr ac wedi'i inswleiddio, mae symud o Atodlen 10S i 40S yn ymestyn y rhychwant o 4.2 m i 4.5 m, tua 8%. Yn y tablau arddull prosiect cyhoeddedig, mae rhychwantau di-staen Atodlen 10S yn fyrrach na rhychwantau di-staen dur carbon neu waliau trwm; gweler y gymhariaeth ar gyfer llinellau insiwleiddio llawn hylif isod.

Mae pibell waliau tenau hefyd yn wynebu problemau lleol. Gall llwythi crynodedig ar gynheiliaid ddolu neu anffurfio waliau Atodlen 5S a 10S, felly dylai cynhalwyr ledaenu'r llwyth gydag esgidiau, cyfrwyau, neu badiau gwisgo, a dylid gwirio'r straen lleol yn y gynhalydd.

Sut Mae Tymheredd, Falfiau, Penelinoedd a Dirgryniad yn Newid y Bylchau?

Trinwch werthoedd y tabl fel uchafsymiau ar gyfer rhediadau syth, wedi'u llwytho'n unffurf a byrhau'r rhychwant ger llwythi crynodedig, newidiadau cyfeiriad, gwasanaeth poeth, a ffynonellau dirgryniad.

Llwythi crynodedig: nid yw tablau'n berthnasol pan fydd falfiau, fflansau, hidlyddion neu offerynnau yn eistedd rhwng cynheiliaid; gosod ategion yn agos atynt, yn ddelfrydol ar ddwy ochr falfiau trwm.

Penelinoedd a newidiadau cyfeiriad: mae rhychwantau rhediadau gyda throadau yn cael eu lleihau o werthoedd rhediad syth gan ffactorau a osodwyd ym manyleb y prosiect.

Tymheredd: anystwythder a straen a ganiateir yn disgyn wrth i'r tymheredd godi. Oherwydd bod graddfeydd rhychwant gyda phedwerydd gwreiddyn modwlws, mae gostyngiad o 10% yn E yn byrhau rhychwant cyfyngedig o tua 3% yn unig, ond gall terfynau straen a ymgripiad a ganiateir fod yn bwysig ar dymheredd uchel.

Dirgryniad: ar gyfer llinellau curiad neu ddirgryniad-dueddol, lleihau'r rhychwant i godi amledd naturiol; mae amledd naturiol o tua 4 Hz neu uwch yn rheol gyffredin ar gyfer pibellau cyffredin.

Llethr a draeniad: gall sag gormodol greu pwyntiau isel sy'n dal hylif; cadw gwyriad o fewn terfyn y prosiect, fel arfer 2.5 mm (0.1 mewn).

Pa Fanylion Di-staen Penodol sy'n Atal Problemau Cymorth?

Ar gyfer dur di-staen, y prif fanylion cymorth yw rheoli ehangiad thermol gyda chanllawiau ac esgidiau llithro, atal cyswllt dur carbon a lleithder wedi'i ddal, amddiffyn waliau tenau â chyfrwyau, a chadw inswleiddio sy'n dwyn clorid i ffwrdd o wyneb y bibell.

Ehangu thermol: mae di-staen austenitig yn ehangu tua 16–17 µm/m·K o gymharu â thua 12 ar gyfer dur carbon, felly mae llinellau poeth hir yn symud mwy; defnyddio canllawiau, angorau, a chynheiliaid llithro i reoli twf.

Straen lleol ar waliau tenau: Gall waliau Atodlen 5S a 10S gael eu difrodi gan lwythi pwynt; defnyddiwch esgidiau pibell, cyfrwyau, neu wisgo padiau gyda hyd dwyn hael.

Osgoi cyswllt dur carbon: gall clampiau neu esgidiau dur carbon heb eu diogelu adneuo haearn ar yr wyneb di-staen ac achosi staenio rhwd; nodi deunyddiau ynysu di-staen neu gydnaws ar gyfer arwynebau cyswllt.

Corydiad tan-inswleiddio: gall inswleiddio gwlyb sy'n cynnwys cloridau ymosod ar ddur di-staen austenitig, yn enwedig mewn gwasanaeth cynnes. Defnyddiwch inswleiddiad clorid isel sy'n addas ar gyfer cyswllt â di-staen austenitig (gweler ASTM C795), cadwch y siacedi wedi'i selio, a chynhalwyr dylunio fel nad ydyn nhw'n dal dŵr.

Cynllunio hydrotest: cadarnhau y gall cynhalwyr gario'r pwysau llawn dŵr, neu ychwanegu cynhalwyr dros dro.

A oes angen bylchau gwahanol ar bibellau aloi nicel?

Mae pibellau aloi nicel yn dilyn yr un dull, ond oherwydd bod rhychwant yn dibynnu ar y pedwerydd gwraidd o anystwythder-i-bwysau, mae gwahaniaethau mewn dwysedd a modwlws yn newid y rhychwant o ychydig y cant yn unig; mae'r un trwch wal, inswleiddio, a chynnwys yn bwysicach o lawer.

Mae aloion fel Alloy 20, Alloy 625, a Monel 400 yn ddwysach na 304 o ddur di-staen (mae Monel 400 tua 11% yn ddwysach). Mae pwysau pibell ei hun yn codi cymaint â hynny, sy'n newid rhychwant cyfyngedig o tua 3% yn unig (gan fod rhychwant yn amrywio gyda phwysau i bŵer chwarter). Defnyddiwch fodwlws elastig y deunydd a dwysedd ar dymheredd dylunio yn y fformiwlâu trawst, a dilynwch yr un arferion cymorth: lledaenu llwyth ar waliau tenau, rheoli ehangu, ac osgoi halogiad.

Pa Fylchau Ddylech Chi Ddefnyddio?

Defnyddiwch fwrdd rhychwant y prosiect lle mae un yn bodoli; fel arall dechreuwch o B31.1 neu MSS SP-69 ar gyfer pibell ddur waliau trwm, digalonni ar gyfer waliau tenau di-staen, inswleiddio, cynnwys hylif, a chyflwr y prawf, yna cadarnhewch gyda chyfrifiad.

Cwestiynau Cyffredin

Beth yw'r gofod cymorth mwyaf ar gyfer pibell ddur di-staen?

Nid oes un gwerth. Mae'n dibynnu ar faint, trwch wal, cynnwys, ac inswleiddio. Er enghraifft, mae tabl prosiect cyhoeddedig yn rhestru NPS 4 Atodlen 10S di-staen ar 6.4 m (21 tr) anwedd noeth, 4.8 m anwedd wedi'i inswleiddio, hylif noeth 5.3m, a 4.0m o hylif wedi'i inswleiddio.

A yw ASME B31.3 yn rhoi bylchau cymorth pibell?

Nid yw ASME B31.3 yn darparu tabl rhychwant; mae dylunwyr yn defnyddio tablau prosiect, MSS SP-69, neu gyfrifiadau yn seiliedig ar straen a gwyriad.

Pam mae angen cynheiliaid agosach ar bibellau wedi'u hinswleiddio?

Mae inswleiddio yn ychwanegu pwysau, sy'n cynyddu straen sag a phlygu am gyfnod penodol, felly mae'r rhychwant a ganiateir yn fyrrach.

A oes angen rhychwantau byrrach ar bibellau llawn hylif na phibellau nwy?

Oes. Mae'r hylif yn ychwanegu pwysau, felly mae rhychwantau'n fyrrach; er enghraifft, mae B31.1 yn rhestru NPS 4 ar 4.3 m ar gyfer gwasanaeth dŵr yn erbyn 5.2 m ar gyfer ager, nwy neu aer.

Pa derfyn sag a ddefnyddir yn nodweddiadol?

Mae sail bwrdd B31.1 yn defnyddio sag o 0.1 modfedd (2.5 mm) rhwng cynheiliaid, gyda straen plygu wedi'i gyfyngu i 2,300 psi (15.9 MPa).

A yw pibell ddur di-staen wedi'i gosod yn wahanol i bibell ddur carbon?

Yn aml ie. Mae gan ddi-staen fodwlws is ac amserlenni cyffredin teneuach, felly mae tablau prosiect fel arfer yn rhoi rhychwantau byrrach ar gyfer Atodlen 10S di-staen nag ar gyfer dur carbon neu bibell waliau trwm.

A ddylwn i gynnal llinell nwy ar gyfer yr hydrotest?

Oes. Mae dŵr yn ychwanegu pwysau sylweddol; gwiriwch y rhychwant llawn dŵr neu ychwanegwch gynheiliaid dros dro fel nad yw'r bibell yn ysigo yn ystod y prawf.