『Оригинал: Haichuan Translation Group. Давние дебаты о давлении трубопровода/проектирования трубопровода.

Thread Content

английские вопросы: Многолетние дебаты о проектном давлении в трубопроводах и трубопроводах. Оригинальная ссылка: https://www.cheresources.com/invision/blog/4/entry-553-the-perennial-debate-on-piping-pipeline-design-pressure/ Оригинальный автор: ankur2061 Идентификатор переводчика: @двойное дерево_Идентификатор корректора DTQO: @zdw0906 Я не могу сказать вам, сколько раз я обсуждал и спорил на тему расчетного давления в трубах/линиях. “У самого Cheresources есть десятки постов на эту тему. Теперь я твердо убежден, что большинство проблем не имеют однозначного решения при проектировании процессов. У вас может быть несколько вариантов конструкции, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, и инженер-технолог должен принять конструкцию с учетом пожеланий и потребностей конечного пользователя. Однако всякий раз, когда инженер-проектировщик предлагает проектное решение, он или она должен знать все плюсы и минусы предлагаемого им решения и оценивать все аспекты проектного решения с точки зрения конечного пользователя или оператора, такие как безопасность, простота эксплуатации, долговечность конструкции и экономичность. Давайте вернемся к теме трубопровода/расчетного давления в трубопроводах. Существует два основных способа определения (или окончательного определения) расчетного давления. 1. Вопросы проектирования с учетом взлетного давления центробежного оборудования. Такая ситуация более характерна для центробежных насосов. Однако для центробежных компрессоров это немного сложнее, поскольку расчетное давление необходимо определять на основе кривой ограничения помпажа по всей кривой компрессора. Самый простой способ — на этапе предварительного проектирования учесть максимальное давление всасывания центробежного насоса или нормальную разницу давлений при номинальной производительности компрессора и оставить на этой основе определенный запас (например, 1,25 или 1,3 раза). Этот метод определения расчетного давления выходного трубопровода центробежного оборудования часто используется при проектировании многих инжиниринговых компаний и обычно является более эффективным. Итак, как спроектировать машины объемного действия (ПД)? Для оборудования с постоянным объемом, даже если выпускная труба заблокирована, оборудование будет поддерживать поток и продолжать слив в подключенную трубу. Это приводит к сжатию трубы, что в конечном итоге приводит к остановке двигателя PD и/или повреждению трубы (трещины/деформация). Следовательно, для оборудования PD не существует реальной концепции скачкового напора или давления, поскольку здесь скачковое давление — это давление, когда давление продолжает расти до тех пор, пока двигатель не остановится и/или не протечет труба и фланцевая прокладка. Поэтому предыдущий метод выбора расчетного давления центробежного оборудования недоступен в оборудовании ПД. На выходе оборудования ПД будут установлены предохранительные клапаны (предохранительные клапаны давления), и будет установлено давление для защиты всей выпускной системы, включая трубопроводы и другие компоненты системы, от повреждения избыточным давлением. Есть много способов настроить давление ПСВ. Для защиты различных частей системы сброса при одном и том же расчетном давлении и настройке на одно и то же давление можно установить несколько клапанов PSV. Если в системе имеется оборудование с более низким расчетным уровнем давления, PSV может быть установлен отдельно для этого оборудования, и его установочное давление будет установлено на расчетное давление оборудования. Другой подход заключается в рассмотрении системы в целом, то есть настройке всей системы, включая трубопроводы и соединительное оборудование, на одинаковое расчетное давление. Тщательная оценка системы и минимизация количества запорных или запорных клапанов в системе определят минимальное количество устройств сброса давления, необходимых для системы. Важно отметить, что если пространство между двумя запорными клапанами или запорными клапанами засоряется при заполнении жидкостью, для этой части необходимо предусмотреть устройство сброса давления из-за теплового расширения. Ключом к этому утверждению является то, что пространство внутри трубки заполнено жидкостью. И этот метод не подходит для борьбы с засорами в газонаполненных трубах. 2. На основе конструкций, основанных на британских классах труб и классах силы и температуры, указанных в ASME B16.5 (ранее ANSI B16.5). Для молодых инженеров ASME B16.5 является американским стандартом «Трубные фланцы и фланцевые фитинги». Хотя это американский стандарт, он общепринят в проектировании и проектировании трубопроводов. Основная предпосылка ASME B16.5 по определению расчетного давления также универсальна. Фланец является самым слабым звеном любой трубопроводной системы, а надежность любой системы зависит от самого слабого компонента в системе. Лично я считаю, что это более подходящий метод определения значения расчетного давления для любой трубопроводной системы на основе заданной расчетной температуры. ASME B16.5 имеет обширную таблицу номинального давления в трубопроводе (включая различные температуры, давления и материалы). Уровни давления в трубах начинаются от 150# до 2500#. Материалы классифицируются по номерам, например от 1,10 до 1,18, от 2,1 до 2,12 и от 3,1 до 3,19. Интерполяцию можно использовать для нахождения других параметров, соответствующих температуре между двумя заданными значениями температуры. Давайте приведем пример: Рейтинг трубы: 300# категория материала: 1.1 (Этот класс материалов обычно представляет собой углеродистую сталь) Расчетная температура: Расчетное давление 80 ℃: 47,5 бар изб. (рассчитано в соответствии с ASME B16.5) Номинальные значения давления и температуры для категории материала 1.1 в B16.5 указаны в первой таблице. Соответствующее давление при температуре 50°C составляет 50,1 бар изб., а соответствующее давление при 100°C составляет 46,6 бар изб. Соответствующее 80°C давление, соответствующее расчету разницы, составляет 47,6 бар изб. Если бы мне пришлось выбрать PSV (часто называемый «тепловым предохранительным клапаном» или «предохранительным клапаном термического расширения») на трубе 300# с категорией материала 1.1 для защиты системы от закупорки и гидравлического расширения захваченной жидкости в трубе или линии, я бы рекомендовал установить значение давления 47,6 бар изб. Этот метод определения расчетного давления хорош даже для центробежных насосов, поскольку обеспечивает гибкость работы. Например, большинство производителей центробежных насосов предоставляют три различных рабочих колеса, соответствующих трем характеристическим кривым. Если рабочее колесо заменяется так, что насос имеет более высокий напор из соображений эксплуатационной гибкости, устройство сброса давления, первоначально установленное на основе расчетного давления, рассчитанного на основе номинального давления скачка рабочего колеса, будет бесполезным, и PSV потребуется установить новое более высокое значение давления после замены рабочего колеса насоса (с более высоким напором). Я считаю, что хорошей инженерной практикой является определение расчетного давления путем тщательной оценки системы выпускных трубопроводов насоса (включая трубопроводы, фитинги и оборудование), т. е. расчетное давление соответствует давлению во всех трубах или линиях на выходе насоса. Могут быть аргументы в пользу высокой стоимости полной оценки системы, но важно помнить, что любой отказ имеет свои собственные издержки с точки зрения безопасности персонала, экологических опасностей и потерь производства, и в большинстве случаев цена отказа превышает стоимость рейтинга. Системы, которые не полностью оценены, также требуют подробного анализа видов отказов и последствий, чтобы определить необходимость дополнительных защитных мер для защиты целостности системы. Хотя я прямо упомянул о своем предпочтении оценивать все трубопроводные системы, в промышленной практике в устьевых линиях потока нефти/газа не проводить оценку после дроссельной заслонки. Стоимость полной оценки длинной выкидной линии на базе восходящего дросселя будет астрономической. Высоконадежная система защиты от давления (HIPPS) с рейтингом SIL используется для защиты линии потока после устьевого дроссельного клапана от высоких давлений, возникающих из-за неисправности дроссельного клапана. API 14C содержит рекомендации по системам безопасности на нефтегазовых установках, включая устьевые выкидные линии.