Suora vastaus: mitä "ruostumattoman teräsputken paineluokitus" todella tarkoittaa
Ruostumattomalla teräsputkella ei ole yhtä yleistä paineluokitusta. Oikea "ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien paineluokitus" on sallittu työpaine tietylle putken koolle, aikataululle (seinämän paksuus), laadulle, lämpötilalle ja valmistusmenetelmälle – käyttämäsi suunnittelukoodin tai luokitustaulukon mukaan.
Konkreettisena vertailukohtana julkaistut paineluokitustaulukot ASTM A312 saumattomalle ruostumattomalle putkelle osoittavat, että NPS 2 Aikataulu 40S TP316L 50 °C:ssa on noin 13,8 MPa (≈ 2002 psi) . Jos vaihdat tyypilliseen hitsattuun putkeen, sinun on vähennettävä hitsausliitoksen tehokkuutta (yleensä 0,85) ja laskettava se arvoon ≈ 11,7 MPa (≈ 1701 psi) .
Mikä itse asiassa asettaa ruostumattoman teräsputken paineluokituksen
Painekapasiteettia ohjaavat geometria, materiaalin lujuus lämpötilassa ja kooditekijät. Käsittele "aikataulua" geometriana ja "laatua" lujuutena ja korroosiokäyttäytymisenä - mutta muista, että sallittu paine on aina ehdollinen.
- Putken koko ja aikataulu: Ulkohalkaisija on kiinteä tietylle NPS:lle, kun taas aikataulu muuttaa seinämän paksuutta (esim. 40S vs 80S).
- Arvosana ja erittely: TP304/304L vs TP316/316L (usein ASTM A312 prosessiputkistossa) vaikuttaa sallittuihin jännitys- ja korroosiomarginaaleihin.
- Lämpötila: Sallittu jännitys pienenee lämpötilan noustessa, joten paineluokitusta on alennettava kuumahuoltoa varten.
- Valmistuksen ja hitsin laatutekijät: Saumattomassa putkessa on tyypillisesti E = 1,0; hitsattu putki vaatii usein tehokkuuden vähentämistä, elleivät tehostetut tarkastus- ja koodiehdot täyty.
- Korvaukset ja tappiot: Korroosio/eroosiovara, jyrsintätoleranssi, kierteet/urat ja ulkoiset kuormat vähentävät käyttömarginaalia.
- Järjestelmän heikko linkki: Laipat, liittimet, venttiilit, kierreliitokset, tiivisteet ja hitsauksen yksityiskohdat voivat rajoittaa kokoonpanon kokonaisarvoa, vaikka putken seinämä olisi "riittävän vahva".
Nopein tapa: käytä julkaistua ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien paineluokitustaulukkoa
Jos projektisi sallii sen, hyvämaineinen paineluokitustaulukko on nopein tapa saada puolustettavissa oleva luku. Näissä taulukoissa oletetaan tyypillisesti tiettyjä materiaaleja (esim. ASTM A312), suunnittelumenetelmää, joka on kohdistettu putkistokoodiin, ja ilmoitetut ehdot (kuten saumaton vs. hitsattu).
| Nimellinen koko | Schedule | OD (mm) | Seinä (mm) | Sallittu paine (MPa) | Noin paine (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 |
Käytännöllinen takeaway: samalla aikataululla suurempi halkaisija yleensä vähentää sallittua painetta, ja siirtyminen 40S:stä 80S:iin voi merkittävästi lisätä paineluokitusta, koska seinämän paksuus kasvaa.
Koodin laskentamenetelmä: muuttujat, jotka muuttavat luokitusta
Kun sinun on laskettava (eikä luottaa taulukkoon), suoran putken painesuunnittelu sisäiselle paineelle yleisissä putkistokoodeissa perustuu tyypillisesti sallittuun jännitykseen ja geometriaan, jota muutetaan sitten laatu- ja lämpötilatekijöillä.
Ydintulot, jotka sinun on määritettävä
- D: ulkohalkaisija (kiinnitetty NPS-standardin mukaan)
- t: nimellinen seinämäpaksuus (aikataulun mukaan) vähennettynä mahdollisilla siirroilla ja toleransseilla
- S: sallittu jännitys suunnittelulämpötilassa (koodiluettelossa; pienenee lämmön myötä)
- E: pitkittäisen hitsausliitoksen laatutekijä (usein 1,0 saumattomille; pienempi monille hitsatuille tuotteille, elleivät koodiehdot täyty)
- W ja y: koodikertoimet (W voi heikentää lujuutta korotetuissa lämpötiloissa; y vaikuttaa paksuseinäiseen käyttäytymiseen joissakin formulaatioissa)
- c: korroosio/eroosio ja mekaaniset lisäykset (tarvittaessa)
Keskeinen kohta: Kahdella putkella, joilla on sama "aikataulu", voi silti olla eri paineluokitukset, jos laatu, lämpötila, hitsaustekijät tai korroosionvara eroavat toisistaan.
Toiminut esimerkki: taulukon arvon muuttaminen suunnittelupäätökseksi
Oletetaan, että tarvitset ruostumattomasta teräksestä valmistetun putken paineluokituksen prosessilinjalle, jossa käytetään TP316L-putkea (ASTM A312), NPS 2, aikataulu 40S ja jonka suunnittelulämpötila on lähellä 50 °C.
- Tunnista geometria: NPS 2:ssa on OD 60,33 mm ja Sch 40S seinään 3,91 mm .
- Lue julkaistusta saumattoman TP316L-putken luokitustaulukosta 50 °C:ssa sallittu käyttöpaine: 13,8 MPa (≈ 2002 psi ).
- Jos valittu tuote on vakiohitsattu putki ja taulukossa on 85 %:n hitsausvara, käytä sitä: 13,8 MPa × 0,85 = 11,7 MPa (≈ 1701 psi ).
- Tarkista järjestelmän rajoittimet: varmista, että laipat, liittimet, venttiilit ja tiivistevalinta täyttävät tai ylittävät saman mitoituspaineen samassa lämpötilassa.
Tämä on "ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien paineluokitus" käytännöllinen tulkinta: sallittu paine on voimassa vain, kun sen taustalla olevat oletukset vastaavat asennusta.
Lämpötilan vähennys: kuinka nopeasti arvot voivat muuttua
Ruostumaton teräs säilyttää lujuuden hyvin, mutta sallittu jännitys kuitenkin laskee lämpötilan myötä, ja painetaulukot heijastavat sitä. Jos jätät huomioimatta lämpötilan, yliarvioit ruostumattomasta teräksestä valmistetun putken paineluokituksen.
Esimerkki vähennyksestä NPS 2 Sch 40S TP316L:lle (saumaton)
- 50 °C:ssa: 13,8 MPa (≈ 2002 psi )
- 300 °C:ssa: 11,4 MPa (≈ 1653 psi )
- 525 °C:ssa (jos luettelossa): 9,4 MPa (≈ 1363 psi )
Nyrkkisääntö: Käsittele mitä tahansa "huonelämpötilan" arvoa väliaikaisena, kunnes vahvistat arvosanan todellisessa suunnittelulämpötilassasi.
Yleisiä virheitä, jotka aiheuttavat vääriä paineluokituksia
- Sekoitusputkien ja letkujen tiedot: letkun ulkohalkaisija/seinä ja "työpaine" -kaavioita ei voi vaihtaa putkien aikataulun arvoihin.
- Olettaen, että "Schedule 40" on "40S": ruostumattoman teräksen aikataulut (per B36.19) voivat poiketa hiiliteräsaikatauluista (per B36.10) samalle NPS:lle.
- Hitsauksen tehokkuuden huomioimatta jättäminen: hitsattujen putkien saumattomien arvojen käyttäminen ilman vaadittua vähennystä.
- Korroosio-/eroosiovara unohtamatta: suunnittelupaksuuden on otettava huomioon odotettavissa oleva käyttöiän tappio, jos mahdollista.
- Putken luokitus järjestelmän luokituksena: liittimet, laipat ja venttiilit säätelevät usein todellista suurinta sallittua painetta.
Teknisten tietojen tarkistuslista oikean paineen lukitsemiseksi
Käytä tätä tarkistuslistaa, kun tarvitset ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien paineluokitusta, jotta se on tarkastettavissa ja hankinnan kannalta turvallinen.
- Ilmoita suunnittelukoodi (esim. prosessiputkiston koodi), suunnittelupaine ja suunnittelulämpötila.
- Määritä materiaali ja tuotteen muoto: ASTM A312 TP316L (tai TP304L) ja onko se saumaton tai hitsattu.
- Määritä NPS ja aikataulu: 40S , 80S jne. plus mahdollinen vähimmäisseinä toleranssin jälkeen tarvittaessa.
- Sisällytä korroosio/eroosiovara tarvittaessa ja varmista yhteensopivuus ympäristön kanssa (kloridit, hapot, korkean lämpötilan hapettuminen).
- Varmista, että koko linjan komponenttien nimellisarvot (liittimet, laipat, venttiilit, tiivisteet) täyttävät tai ylittävät valitun putken nimellisarvon lämpötilassa.
Alarivi: "ruostumattoman teräsputken paineluokitus" on oikea vain, kun se on sidottu määriteltyyn standardiin, lämpötilaan, seinään ja valmistuslaatuun - ja kun koko kokoonpano on luokiteltu vähintään samalle rajalle.
