استاندارد و کد در لوله های فولادی

استاندارد و کد (Standard & code)

الف-استانداردها مدارکی هستند که درآنها روش ساخت وآزمايش درج شده است. درصنعت نفت وگاز و پتروشيمي نيزتمام کالاها براساس استانداردهاي معتبرجهاني تهيه مي شود که تعدادي از آنها بشرح زيراست:

موسسه استاندارد وتحقيقات صنعتي

ISIRI: Iranian standard & industrial research institute

IGS: Iranian gas standard

IPS: Iranian petroleum standard

API: American petroleum institute

ASTM: American society for testing & material

AGA: American gas association

MSS-SP: Manufacturer standard society-standard practice

DIN: Deutsches institut for normang e.v

BSI: British standard institution

JIS: Japanese industrial standard

EM: Euronorm

استاندارد اروپايي-فرانسه—(AFNOR) روسيه (GOST) – ايتاليا …..–(UNI)

استانداردها براي ايجاد زبان فني مشترک و زمينه تفکهم ميان مصرف کننده تجهيزات و توليد کننده آن اتخاذ مي شود وهمچنين کمک موثري به مصرف کننده در زمينه انتخاب ودستيابي به مناسبترين تجهيزات براي نياز خود مي باشد

ب- کدها مدارکي هستند که جهت طراحي سيستم شامل فاکتورهاي ايمني و کارايي بكار مي رود اين مدارک بطور دوره اي تجديد نظر و اصلاح مي گردد و درآنها حداقل پارامترهاي مورد نياز ارائه وتوصيه گرديده است.

دراستانداردها کلمات may به معني اختياري وshould به معني توصيه و shall به معني اجباري بكار مي رود.

نمونه چند نوع کد:

ANSI: American national standard institute

ASME: American society of mechanical engineers

بعنوان مثال:

• لوله آتشی سيستم گاز سوخت ANSI B31.2
• لوله آتشي سيستم واحدهاي پروسس مثل پالايشگکهها ANSI B31.3
• لوله آتشي سيستم حمل مايعات هيدروآربني ANSI B31.4
• لوله آتشي سيستم واحدهاي سرمايشي وانتقال حرارت ANSI B31.5
• لوله آتشي سيستم انتقال وتوزيع گازANSI B31.8
• طراحي وتست مخازن تحت فشار ASME section 8

ج: دلايل استفاده ازاستانداردها و کدها :

1. ساخت قطعات برطبق استاندارد داراي ابعاد- مشخصات يكسان و شناخته شده اي است.
2. استفاده ازکدها واستانداردها کارکارايي قابليت اعتماد وکيفيت را تضمين و پايه اي براي مذاکرات جهت عقد قرارداد به لحاظ ضمانت اجرايي مي باشد.
3. استانداردها وکدها مرجعي جهت دادخوکهي درموارد بروزاشكال در سيستمها مي باشد.
4. آدها اغلب مي توانند بصورت محلي- ملي با توجه به شرايط خاص منطقه اي تجديد نظر-اصلاح وبكار گرفته شوند.

مواد اوليه بكاررفته درتوليد محصول -فرآيند ساخت آن- ابعاد- تولرانس-ايمني کاربرد- ويژگي هاي عملياتي –ويژگي هاي عملياتي-نحوه نگهداري-روش آزمايش وکنترل کيفيت همگي ازويژگي هاي استفاده ازاستاندارد وکد مي باشد.

سيالات (Fluids)

سيالات موادي هستند که داراي خواص زير باشند:

1. قابليت سيلان داشته باشند
2. شكل ظرف را به خود مي گيرند
3. تراکم پذير هستند
4. نيروهاي خارجي را تحمل نمي کنند

سيالات به دو گروه مايعات (Liquids) وگازها (Gases) تقسيم مي شوند. مايعات داراي حجم معيني هستند که هميشه شكل ظرف را بخود مي گيرند ولي گازها درهرظرفي که قرار بگيرند همواره تمام ظرف راپر مي کنند و همچنين تراکم پذيري مايعات عملا نامحسوس است ولي گازها تراکم پذير هستند.

محاسبه مقدارجريان(دبي ) درمقاطع:  Q=A.V

Q=مقدارسيال درحال جريان برحسب فوت مكعب برثانيه

A= سطح مقطع برحسب فوت مربع

V=سرعت بر حسب فوت برثانيه

درمورد گازها سرعت گاز همواره تابع 3 متغير فشار درجه حرارت و چگالي نسبي است وحداآثر سرعت مجاز درخطوط انتقال بين 30 تا 40  فوت برثانيه ودرايستگکههاي تقليل فشار 60 تا 70 فوت برثانيه است.

D=0.644(Q1/P2)*1/2 و یا 2 D= (0.75Q/P.V)*1/

Q1, Q= ماکزيمم دبي برحسب مترمكعب استاندارد برساعت

P2, P= حداقل فشار ورودي برحسب پوند براينچ مربع

V: سرعت جريان برحسب فوت برثانيه

تجزيه وتحليل تنش ها درلوله هاي تحت فشار

وقتي که گازدرداخل لوله جريان دارد دونوع فشاربرجداره داخلي لوله وارد مي شود يكي فشاري است که ازداخل برجداره لوله وارد مي شود که به آن تنش محيطي (Hoop stress) مي گويند وديگري فشاري که برجداره طولي لوله وارد مي شود که (Longitudinal stress) ناميده مي شود.

1. تنش محيطي: نيرويي است که براثر فشار داخلي لوله وارد مي شود برابراست با: F=P.D.L که P فشار و D قطرخارجي لوله و L طول لوله است درمقابل آن سطحي از لوله که از پاره شدن مانع مي شود برابراست با: 2tL که t ضخامت لوله مي باشد وچنانچه تنش مقاومتي لوله برابر S باشد نيروي مقاومتي برابراست با: 2t.L بنابراين هميشه براي اينكه لوله پاره نشود بايد رابطه 1و2 برابر باشد:
2. S=(P.D)/(2t)  و D.L=2S.t.L1

1. تنش طولي: نيروي افقي اعمال شده برلوله برابراست با:

F= (P.pi.D*2)/4 که P فشار داخل لوله و Pi=3.14 و D قطر خارجي لوله است. سطحي از لوله که در مقابل اين نيروي فشاري مقاومت مي کند برابراست با pi.D.t چنانچه تنش طولي برابر S1 باشد نيروي مقاومت برابراست با S1.pi.D.t بنابراين داريم:

1. B. S1= (P.D)/ (4t) و (P.pi.D*2)/4 = S1.pi.D.t

با مقايسه دورابطه A و B مشاهده مي شود که تنش محيطي دوبرابر تنش طولي  است بنابراين براي محاسبه ضخامت هميشه ازرابطه تنش محيطي استفاده مي شود.

درشرکت ملي گازايران فرمول مورد استفاده براي محاسبه ضخامت بشرح زيراست: t=(P.D)/(2S.E.F.T) که دراين فرمول T ضخامت برحسب in و P فشار طراحي برحسب psi  و D قطرخارجي برحسب in و S تنش تسليم لوله بر حسب psi و ٍE فاآتورجوش و F  ضريب طراحي برحسب کلاس منطقه و T فاآتوردرجه حرارت است.

درمورد ضريب E براي لوله هاي API ازنوع بدون درز و درزدار ERW و DSAW مقدار E برابر ١ مي باشد.

اين جداول بطورکامل در ANSI B31.8 درج شده است.

چند رابطه بين واحد هاي فشار:

1 atm= 14.7 psi

1kg/sqcm=14.3 psi

1 bar=14.5 psi