Thẻ: API 579-1

Kỹ thuật

Độ dày tối thiểu, MAWP và ứng suất màng cho đầu hình elip (dựa trên API 579-1 / ASME FFS-1)

136

Độ dày tối thiểu, MAWP và ứng suất màng cho đầu hình elip (dựa trên API 579-1 / ASME FFS-1)

Belalmigdadi
ASME Sec VIII-Div2 2023
Psu
ĐẠI HỌC BANG PENNSYLVANIA
Becht
Fitness-For-Service API 579-1 / ASME FFS-1: Những thay đổi đáng kể đối với Phiên bản 2016

Để xác định độ dày tối thiểu, áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP) và ứng suất màng cho đầu hình elip dựa trên API 579-1 / ASME FFS-1, các cân nhắc sau được áp dụng:

Độ dày tối thiểu

  1. Công thức độ dày yêu cầu:

    • Độ dày yêu cầu () được tính toán dựa trên áp suất bên trong, tải trọng cơ học và các cân nhắc về cấu trúc bằng cách sử dụng các công thức thiết kế được cung cấp trong ASME BPVC Phần VIII hoặc API 579-1 / ASME FFS-1. Đối với đầu hình elip, bán kính hình cầu tương đương được sử dụng: K1⋅Dđâu D là đường kính vỏ và K1 là một hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ trục (D/2h)1.

    • Bảng 1 trong API 579 cung cấp các giá trị cho K1 dựa trên D/2h, cho phép nội suy cho các giá trị trung gian. Chẳng hạn:

      • D/2h=2.0⇒K1=0.90

      • D/2h=3.0⇒K1=1.36

  2. Ăn mòn cho phép:

    • Độ dày tối thiểu phải tính đến phụ cấp ăn mòn (FC) và dung sai chế tạo56.

Áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP)

MAWP được xác định theo các bước sau:

  1. Phân tích ứng suất:

    • Áp suất bên trong gây ra ứng suất màng không được vượt quá giới hạn ứng suất cho phép được xác định bởi các đặc tính vật liệu và mã thiết kế.

    • Đối với đầu hình elip, tính toán áp suất sử dụng bán kính hình cầu tương đương có nguồn gốc từ K1⋅D 1.

  2. Đánh giá cho dịch vụ:

    • API 579-1 cung cấp các phương pháp đánh giá MAWP khi độ dày thành phần dưới giá trị yêu cầu do ăn mòn hoặc hư hỏng7.

    • MAWP có thể được tính toán lại lặp đi lặp lại dựa trên độ dày đo được và giới hạn ứng suất bằng cách sử dụng đánh giá Cấp độ 2 hoặc Cấp độ 356.

Ứng suất màng

Ứng suất màng ở đầu elip được đánh giá như sau:

  1. Phân bố ứng suất:

    • API 579 cung cấp các phương trình để tính toán màng tĩnh tương đương và ứng suất uốn cho các thành phần dưới áp suất bên trong. Các phương trình này giải thích cho phân bố ứng suất xuyên tường (ví dụ: cấu hình đa thức hoặc tùy ý)4.

    • Đối với đầu hình elip, ứng suất được phân tích bằng cách sử dụng xấp xỉ hình cầu với các hiệu chỉnh hình học.

  2. Các yếu tố cường độ ứng suất:

    • Các giá trị ứng suất màng được sử dụng trong các đánh giá lỗ hổng giống như vết nứt để tính toán các yếu tố cường độ ứng suất và đánh giá tính toàn vẹn của cấu trúc47.

Tóm tắt

Đầu elip yêu cầu các yếu tố hình học cụ thể (K1⋅D) để tính toán độ dày tối thiểu và ứng suất màng một cách chính xác. MAWP bắt nguồn từ các giới hạn ứng suất cho phép và đánh giá tính phù hợp cho dịch vụ lặp đi lặp lại theo hướng dẫn API 579-1 / ASME FFS-1.

‼️ Xác định độ dày tối thiểu, MAWP và ứng suất màng cho đầu hình elip (Dựa trên API 579-1 / ASME FFS-1) ‼️‼️

Khi đánh giá đầu hình elip trong bình chịu áp suất, điều cần thiết là phải tính toán ba thông số quan trọng:

1. Độ dày tối thiểu cần thiết (tₘᵢₙ)

2. Áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP)

3. Ứng suất màng (σₘ)

Các giá trị này được tính toán bằng các phương trình thực nghiệm được nêu trong ASME và được API 579-1 tham chiếu. Các đầu vào thường bao gồm:

– Đường kính bên trong (D)
– Độ dày (t)
– Áp suất bên trong (P)
– Hiệu suất khớp (E)
– Ứng suất cho phép (S)
– Hệ số hình elip (K)

Còn phần trung tâm của đầu thì sao?

Đối với vùng trung tâm của đầu hình elip (được định nghĩa là diện tích trong phạm vi 0,8D tính từ đường tâm đầu), phải sử dụng hệ số hình dạng đã sửa đổi Kc thay cho hệ số K tiêu chuẩn. Điều chỉnh này phản ánh mức tập trung ứng suất cao hơn thường có trong vùng này.

Tại sao điều này lại quan trọng?
Đánh giá chính xác đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc, tuân thủ các quy tắc thiết kế và hoạt động an toàn lâu dài—đặc biệt là khi thực hiện đánh giá Khả năng phục vụ (FFS).

(St.)
0904457667