Thẻ: #ASME

Kỹ thuật

Ước tính tổn thất áp suất trên đường ống (phương trình Darcy-Weisbach, Hazen-Williams)

253

Ước tính tổn thất áp suất trên đường ống (phương trình Darcy-Weisbach, Hazen-Williams)

Ước tính tổn thất áp suất trong dòng chất lỏng qua đường ống thường được tính bằng hai phương pháp phổ biến: phương trình Darcy-Weisbach và phương trình Hazen-Williams.

Phương trình Darcy-Weisbach

Phương trình Darcy-Weisbach là một công thức cơ bản, dựa trên lý thuyết được sử dụng để tính toán tổn thất áp suất ma sát do cắt nhớt trong đường ống có chất lỏng chảy:

ΔP=f×(L/D)×(ρv^2/2)

Với:

  • ΔP = tổn thất áp suất (Pa)

  • f = Hệ số ma sát Darcy (không thứ nguyên)

  • L = chiều dài ống (m)

  • D = đường kính trong của ống (m)

  • ρ = Mật độ chất lỏng (kg / m³)

  • v = vận tốc dòng chảy trung bình (m / s)

Yếu tố ma sát f phụ thuộc vào chế độ dòng chảy (tầng hoặc hỗn loạn) và độ nhám của ống, và thường được tìm thấy thông qua sơ đồ Moody hoặc tương quan thực nghiệm.

Phương trình này rất linh hoạt và chính xác cho tất cả các loại dòng chảy nhưng yêu cầu hệ số ma sát, có thể cần các phương pháp lặp đi lặp lại hoặc đồ họa để tìm. Nó được coi là phương pháp phổ biến và chính xác nhất cho tổn thất ma sát trong đường ống.

Phương trình Hazen-Williams

Công thức Hazen-Williams là một phương trình thực nghiệm được thiết kế đặc biệt cho dòng nước trong đường ống và sử dụng đơn giản hơn:

h100ft=0.2083×((100/C)^1.852)×(Q^1.852/d^4.8655)

Với:

  • h100ft = tổn thất cột áp (feet nước trên 100 feet đường ống)

  • C = Hệ số độ nhám Hazen-Williams (không thứ nguyên)

  • Q = tốc độ dòng chảy (gallon mỗi phút)

  • d = đường kính ống (inch)

Hazen-Williams kém chính xác hơn Darcy-Weisbach, đặc biệt là bên ngoài điều kiện dòng nước điển hình và không có cơ sở lý thuyết. Tuy nhiên, nó được sử dụng rộng rãi cho đường ống nước vì nó tránh được các tính toán hệ số ma sát phức tạp và khá đáng tin cậy cho các điều kiện tiêu chuẩn (vận tốc ~ 1 m / s).

So sánh và các trường hợp sử dụng

Khía cạnh Darcy-Weisbach Hazen-Williams
Ứng dụng Bất kỳ chất lỏng nào, bất kỳ chế độ dòng chảy nào Chỉ lưu lượng nước, phạm vi hạn chế
Chính xác Cao, về mặt lý thuyết Trung bình, thực nghiệm
Phức tạp Phức tạp hơn, đòi hỏi yếu tố ma sát Đơn giản, không cần yếu tố ma sát
Độ nhạy của chế độ dòng chảy Tài khoản cho tầng và nhiễu loạn Giả định dòng nước hỗn loạn
Sử dụng Các trường hợp thiết kế công nghiệp, quan trọng Hệ thống nước đô thị, thiết kế

Tóm tắt

  • Sử dụng Darcy-Weisbach để ước tính sụt áp chính xác trong đường ống có bất kỳ chất lỏng nào, nơi vận tốc dòng chảy, độ nhám của ống và tính chất chất lỏng rất khác nhau.

  • Sử dụng Hazen-Williams để ước tính nhanh tổn thất đầu với nước trong hệ thống đường ống cấp nước đơn giản hoặc đô thị điển hình để đơn giản.

Cả hai phương trình đều giải quyết áp suất hoặc tổn thất đầu do ma sát trong đường ống nhưng khác nhau về phạm vi, khả năng ứng dụng, độ phức tạp và độ chính xác.

 

🔧 Nắm vững những điều cơ bản: Sổ tay Tính toán Đường ống 🔍
Đối với mỗi kỹ sư quy trình, việc nắm vững thiết kế đường ống và tính toán thủy lực là nền tảng để đảm bảo an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí vận hành.
Sổ tay Tính toán Đường ống là một công cụ không thể thiếu, bao gồm:
✅ Ước tính tổn thất áp suất (Darcy-Weisbach, Hazen-Williams)
✅ Định cỡ đường ống dựa trên các ràng buộc về lưu lượng và vận tốc
✅ Tính toán vòng giãn nở và ứng suất
✅ Cân nhắc dòng chảy hai pha
✅ Lựa chọn độ dày đường ống theo ASME B31.3
✅ Khoảng cách đỡ và kiểm soát rung động
✅ Kiểm tra độ giãn nở nhiệt và độ linh hoạt
📘 Cho dù bạn đang định cỡ đường ống tiện ích, ống góp quy trình hay thiết kế hệ thống áp suất cao, tài liệu tham khảo này giúp tiết kiệm thời gian và đảm bảo độ chính xác. 🔍 Mẹo: Luôn kiểm tra kích thước của bạn dựa trên các điều kiện quy trình thực tế—nhiệt độ, áp suất, pha lỏng và thành phần!
💡 Nếu bạn đang làm việc trong lĩnh vực EPC, lọc dầu, xử lý hóa chất hoặc năng lượng—cuốn sổ tay này là tài liệu không thể thiếu trong thư viện kỹ thuật của bạn.
#ProcessEngineering #PipingDesign #ChemicalEngineering #MechanicalDesign #PipingCalculations #ASME #FluidDynamics #RefineryEngineering #EnergyTransition #OilAndGas #EngineeringTools #LinkedInEngineering #HYSYS #ProcessSafety

Kỹ thuật quy trình, Thiết kế đường ống, Kỹ thuật hóa học, Thiết kế cơ khí, Tính toán đường ống, ASME, Động lực học chất lỏng, Kỹ thuật lọc dầu, Chuyển đổi năng lượng, Dầu khí, Công cụ kỹ thuật, Kỹ thuật LinkedIn, HYSYS, An toàn quy trình

Piping calculations Manual
(St.)
Kỹ thuật

Kỹ thuật hàn ống và các phương pháp hay nhất

106

Kỹ thuật hàn ống và các phương pháp hay nhất

Welding Techniques
Hướng dẫn hàn ống
Các phương pháp hàn thường được sử dụng cho đường ống dẫn dầu là gì
Hàn ống và ống thép không gỉ: Duy trì sự ăn mòn ...

Hàn ống đòi hỏi các kỹ thuật chuyên biệt và thực hành tốt nhất do bề mặt cong và vị trí hàn liên quan, đặc biệt là hàn lên dốc thẳng đứng. Dưới đây là các kỹ thuật chính và phương pháp hay nhất:

  • :

    • Hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW hoặc Stick)

    • Hàn hồ quang kim loại khí (MIG)

    • Khí trơ vonfram (TIG)

    • Hàn hồ quang lõi thông lượng (FCAW)

    • Hàn hồ quang chìm (SAW) (chủ yếu cho các đường ống lớn, thẳng)

  • :

    1. Lớp lót: Mối hàn đầu tiên xuyên qua khe hở gốc hoàn toàn, thiết lập nền móng. Thường được thực hiện bằng hàn que (điện cực E6010 / E6011) hoặc TIG để có chất lượng cao.

    2.  Lấp đầy rãnh để xây dựng độ bền mối hàn, thường là nhiều lần.

    3.  Đường hàn cuối cùng tạo thành một bề mặt tròn, nhẵn, thường với sự tích tụ tối thiểu để hoàn thiện dễ dàng hơn. TIG được ưu tiên cho tính thẩm mỹ; Hàn que có thể được sử dụng cho các mối nối ít quan trọng hơn.

  • : Nói chung là thẳng đứng lên dốc (thẳng đứng lên), bắt đầu từ đáy (vị trí 6 giờ trên đường ống) và di chuyển lên trên đến 12 giờ. Duy trì góc mỏ hàn nhất quán (khoảng 90 ° so với đường ống) so với mối hàn là rất quan trọng để tránh thất thoát khí và duy trì khả năng kiểm soát bể hàn.

  • : Đối với ống dày, các cạnh vát (thường khoảng 37,5 °) để tạo thành rãnh V, U hoặc I. Điều này cải thiện độ thâm nhập và độ bền hàn.

  • : Duy trì khoảng trống rễ thích hợp để đảm bảo thâm nhập thích hợp mà không có khoảng trống quá mức khó lấp đầy.

  • : Loại bỏ rỉ sét, bụi bẩn, dầu, cặn máy nghiền và gờ trên các cạnh ống để có vùng hàn sạch.

  • : Việc lắp đúng cách và thậm chí là khe hở chu vi là điều cần thiết để tránh các mối hàn yếu hoặc rò rỉ. Clamps hoặc đồ đạc nên được sử dụng để căn chỉnh đường ống một cách an toàn.

  • : Cố định đường ống bằng đinh trước khi hàn lần cuối; lông vũ hoặc loại bỏ các miếng dán để có độ nhất quán trong mối hàn cuối cùng.

  • : Chạy đường chuyền gốc nóng hơn để thâm nhập, sau đó giảm cường độ dòng điện cho các đường chuyền lấp đầy và nắp. Để đường ống nguội giữa các lần đi để điều chỉnh nhiệt đầu vào.

  • : Đối với các đường ống lớn hơn, hàn thành các đoạn nhỏ để duy trì khả năng kiểm soát và cho phép định vị lại trong khi đảm bảo ràng buộc giữa các đoạn mối hàn để tránh điểm yếu.

  • : Loại bỏ xỉ, vết bắn tung tóe và mài các mối hàn nếu cần thiết vì lý do thẩm mỹ hoặc cấu trúc.

  • : Sử dụng kiểm tra trực quan, chụp X-quang hoặc siêu âm để phát hiện các lỗ hổng bề mặt hoặc bên trong để đảm bảo chất lượng mối hàn, đặc biệt quan trọng trong hệ thống đường ống.

  • Độ xốp do bụi bẩn hoặc khí bảo vệ kém

  • Thiếu thâm nhập do cài đặt không chính xác hoặc kỹ thuật chuyền rễ kém

  • Sai lệch dẫn đến khớp yếu

  • Dây buộc mối hàn không nhất quán gây ra điểm yếu khi dừng và khởi động lại

Cách tiếp cận toàn diện này đảm bảo các mối hàn chắc chắn, không bị rò rỉ quan trọng trong các ứng dụng như dầu khí, vận tải thủy, sản xuất điện và xây dựng.

 

Kỹ thuật hàn ống và các phương pháp hay nhất:

🔧 Hàn ống:

Kỹ thuật, thách thức và phương pháp hay nhất 🔧

Trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng và các dự án công nghiệp, hàn ống là một trong những hoạt động quan trọng nhất—ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn, độ bền và hiệu quả của toàn bộ hệ thống.

Cho dù trong các hệ thống dầu khí, đường ống nước, hệ thống phòng cháy chữa cháy hay hệ thống HVAC, chất lượng hàn quyết định hiệu suất lâu dài và chi phí bảo trì của bất kỳ cơ sở nào.

🔹 Các loại kỹ thuật hàn ống:

1. SMAW (Hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc)
Thường được gọi là “hàn que”, được sử dụng rộng rãi trong các công trình lắp đặt tại hiện trường.

2. GTAW (TIG – Hàn khí trơ bằng vonfram)
Được sử dụng cho đường ống thành mỏng hoặc thép không gỉ với độ chính xác cao.

3. GMAW (MIG – Hàn khí trơ kim loại)
Hiệu quả hơn trong môi trường xưởng với ít kỹ năng thủ công hơn.

4. FCAW (Hàn hồ quang lõi thuốc)
Thích hợp cho các đường ống dày hơn và ứng dụng ngoài trời.

🔹 Những thách thức chính trong hàn ống:

Ống hàn không thẳng hàng và lắp ráp kém

Rỗng hoặc nứt do che chắn không đúng cách

Chân hàn không đều

Tia hàn và tạp chất xỉ

Mỏi do chu kỳ nhiệt lặp lại

🔹 Các biện pháp tốt nhất để đảm bảo mối hàn chất lượng cao:

✅ Chuẩn bị mối hàn đúng cách: Làm sạch, vát mép và căn chỉnh
✅ Gia nhiệt trước (nếu cần) cho ống dày hơn để giảm ứng suất
✅ Thợ hàn có trình độ và quy trình được chứng nhận (WPS/PQR)
✅ Sử dụng vòng đệm hoặc khí làm sạch cho vật liệu cao cấp
✅ Kiểm tra không phá hủy (NDT): Chụp X-quang, siêu âm hoặc thẩm thấu thuốc nhuộm
✅ Ghi chép và truy xuất nguồn gốc của từng mối hàn, đặc biệt là trong các hệ thống quan trọng

🔧 Hàn tại hiện trường so với hàn tại xưởng:

Hàn tại hiện trường đòi hỏi sự linh hoạt và các biện pháp an toàn mạnh mẽ.

Hàn tại xưởng cho phép kiểm soát, tự động hóa và năng suất tốt hơn.

Trong các dự án hiện đại, mô hình kết hợp được sử dụng: chế tạo sẵn tại xưởng, sau đó là hàn mối nối hoàn thiện tại công trường.

🛡️ An toàn & Tiêu chuẩn:

Hàn phải tuân thủ các quy chuẩn và tiêu chuẩn quốc tế, chẳng hạn như:

ASME B31.3 cho đường ống công nghệ

API 1104 cho hàn đường ống

ISO 9606 cho chứng chỉ thợ hàn

Việc sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE), phòng cháy chữa cháy và thông gió phù hợp là điều cần thiết

🔚 Kết luận:

Hàn ống không chỉ là một nhiệm vụ kỹ thuật — đó là một hoạt động chiến lược trong bất kỳ dự án cơ sở hạ tầng hoặc công nghiệp nào.

Với kế hoạch phù hợp, đội ngũ nhân viên có trình độ và tuân thủ các tiêu chuẩn, chúng tôi có thể đảm bảo hệ thống đường ống chắc chắn, không rò rỉ và bền lâu.

💬 Bạn đã sử dụng kỹ thuật hàn nào trong các dự án gần đây?
Hãy cùng nhau chia sẻ kinh nghiệm và nâng cao chất lượng.

#Mr_Con_Engineering
#Welding #PipeWelding #Infrastructure #Engineering #PipingSystems #QualityControl #Construction #OilAndGas #ASME #NDT #SmartEngineering #Fabrication #LinkedInEngineering

Mr_Con_Engineering, Hàn, Cơ sở hạ tầng, Kỹ thuật, Hệ thống Đường ống, Kiểm soát Chất lượng, Xây dựng, Dầu Khí, ASME, NDT, Kỹ thuật Thông minh, Chế tạo, LinkedInEngineering
(St.)
Kỹ thuật

Thử nghiệm ROTT trong thiết kế miếng đệm

83

Thử nghiệm ROTT trong thiết kế miếng đệm

Thử nghiệm ROTT (Độ kín nhiệt độ phòng) là một phương pháp tiêu chuẩn được sử dụng trong thiết kế miếng đệm để đánh giá và mô tả hiệu suất làm kín của miếng đệm trong điều kiện được kiểm soát ở nhiệt độ phòng. Nó chủ yếu đo tỷ lệ rò rỉ bằng heli và xác định các hằng số gioăng chính rất quan trọng đối với thiết kế dựa trên độ kín của các mối nối mặt bích bắt vít (BFJ), đặc biệt là trong các hệ thống điều áp.

Các khía cạnh chính của thử nghiệm ROTT trong thiết kế miếng đệm bao gồm:

  • Mục đích: Thử nghiệm được thiết kế để đánh giá độ kín của miếng đệm và hành vi của vật liệu gioăng dưới chu kỳ nén và ứng suất ở nhiệt độ phòng. Nó giúp dự đoán hiệu suất của miếng đệm trong quá trình khởi động và điều kiện hoạt động bình thường bằng cách tập trung vào tỷ lệ rò rỉ và khả năng duy trì tính toàn vẹn của miếng đệm dưới các tải trọng khác nhau.

  • Quy trình kiểm tra: Thử nghiệm ROTT liên quan đến việc nén miếng đệm giữa các mặt bích và đo rò rỉ heli ở các tải trọng miếng đệm khác nhau trên hai phần chính:

    • Phần A (tải): Tăng dần ứng suất miếng đệm với phép đo rò rỉ ở áp suất cao (thường khoảng 60 bar) và áp suất thấp (khoảng 20 bar).

    • Phần B (chu kỳ dỡ tải/tải lại): Mô phỏng các điều kiện hoạt động như nới lỏng và siết chặt lại miếng đệm, đo thay đổi rò rỉ trong chu kỳ tải.

  • Thiết lập kiểm tra: Các thử nghiệm thường được tiến hành trên mặt bích 4 “tiêu chuẩn hoặc kích thước mặt bích thích ứng, sử dụng khí heli để phát hiện rò rỉ chính xác và giá thử nghiệm thủy lực servo hoặc mặt bích bắt vít với tải trọng có kiểm soát.

  • Kết quả và hằng số: Từ dữ liệu thử nghiệm, ba hằng số miếng đệm chính được rút ra, giúp mô tả đặc tính niêm phong của miếng đệm:

    • Gb và a: Mô tả tải trọng ban đầu so với mối quan hệ độ kín (rò rỉ nghịch đảo) trong quá trình nén.

    • Gs: Đặc trưng cho hành vi dỡ tải của miếng đệm và khả năng duy trì độ kín của nó trong quá trình thay đổi ứng suất (giá trị Gs thấp hơn cho thấy niêm phong tốt hơn trong chu kỳ tải).

  • Giải thích dữ liệu: Kết quả thử nghiệm biểu đồ Thông số độ kín (Tp) (liên quan đến tốc độ rò rỉ và áp suất) chống lại ứng suất vị trí của miếng đệm trên thang đo logarit. Tp cao hơn có nghĩa là rò rỉ thấp hơn và niêm phong tốt hơn. Biểu diễn đồ họa này giúp các nhà thiết kế so sánh vật liệu và chọn miếng đệm cho các yêu cầu về áp suất và tốc độ rò rỉ cụ thể.

  • Tiêu chuẩn ngành: Thử nghiệm ROTT được tiêu chuẩn hóa theo ASTM F2836 và được công nhận để tạo ra các hằng số thiết kế được sử dụng trong các phương pháp thiết kế ASME hiện tại và mới nổi để niêm phong khớp nối bắt vít.

  • Hạn chế: Mặc dù hiệu quả ở nhiệt độ phòng, nhưng các nhà phê bình lưu ý rằng ROTT không mô phỏng các điều kiện nhiệt độ cao hoặc lão hóa lâu dài, điều này cũng rất quan trọng đối với hiệu suất của miếng đệm trong các ứng dụng thực tế.

Tóm lại, thử nghiệm ROTT cung cấp dữ liệu quan trọng, có thể định lượng về độ kín của miếng đệm và phản ứng tải, cung cấp các hằng số được các nhà thiết kế sử dụng để tối ưu hóa lựa chọn mặt bích và miếng đệm để làm kín đáng tin cậy trong bình chịu áp lực và hệ thống đường ống theo mã ASME.

 

 

🔧 Vượt ra ngoài m & y: Tại sao Kiểm tra ROTT lại quan trọng trong Thiết kế Gioăng

Trong thiết kế mặt bích truyền thống, việc lựa chọn gioăng dựa trên các hằng số m & y nổi tiếng—các giá trị đơn giản, bảo thủ đảm bảo khả năng chịu tải trước và giữ. Nhưng chúng cho chúng ta biết rất ít về hiệu suất bịt kín thực tế.

Hãy bắt đầu với bài kiểm tra ROTT (Kiểm tra Độ kín ở Nhiệt độ Phòng): một phương pháp dựa trên hiệu suất để đánh giá hành vi của gioăng dưới các tải trọng nén và áp suất bên trong khác nhau—đo tốc độ rò rỉ thực tế.

💡 ROTT tạo ra các hằng số chính xác hơn như Gb, a, Gs và Tp, hiện được sử dụng trong ASTM F2836 cho thiết kế mặt bích dựa trên độ kín.

Đối với các ứng dụng quan trọng—ví dụ như chất lỏng độc hại hoặc áp suất cao—dữ liệu ROTT có thể hữu ích.

#GasketDesign #ROTT #MechanicalEngineering #ASME #FlangeDesign #Sealing #PressureVessels #LeakTightness #EngineeringExcellence

Thiết kế miếng đệm, ROTT, Kỹ thuật cơ khí, ASME, Thiết kế mặt bích, Sealing, Bình chịu áp, Độ kín rò rỉ, Kỹ thuật xuất sắc

(St.)

Kỹ thuật

ASTM A106 Lớp B & API 5L PSL1 Lớp B

95

ASTM A106 Lớp B & API 5L PSL1 Lớp B

ASTM A106 Grade B Seamless Carbon Steel Pipe for High ...
ASTM A106 Lớp B IBR Ống- Tính chất, Đặc điểm ...
ASTM A106 Ống B và SA 106 Gr B Liền mạch / Mạ kẽm ...
ASTM A106 Grade B Pipe and SA 106 Gr B Seamless/ Galvanized ...

1. 

:

  • Ống thép cacbon liền mạch.

  • Được sử dụng cho các dịch vụ nhiệt độ cao và áp suất cao.

  • Phổ biến trong các nhà máy điện, nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa dầu và hệ thống nồi hơi.

  • Bao gồm các lớp A, B và C, với lớp B được sử dụng rộng rãi.

:

  • Bao gồm cả ống thép liền mạch và hàn.

  • Được thiết kế để vận chuyển dầu, khí đốt và nước trong hệ thống đường ống.

  • Một phần của hệ thống Cấp độ thông số kỹ thuật sản phẩm (PSL); PSL1 dành cho các ứng dụng tiêu chuẩn.

  • Còn được gọi là L245 (cường độ chảy 245MPa).

2. 

Đặc điểm kỹ thuật đường ống Các ứng dụng tiêu biểu
ASTM A106 Lớp B Nhiệt độ / áp suất cao, đường ống quy trình
API 5L PSL1 Lớp B Vận chuyển dầu khí, đường ống dẫn nước

3. 

Nguyên tố ASTM A106 Gr. B (%) API 5L PSL1 Gr. B (%)
C ≤0,30 ≤0,28
Mn 0.29–1.06 ≤1.20
P ≤0.035 ≤0.030
S ≤0.035 ≤0.030
Si ≥0,10 —

  • API 5L PSL1 thường có giới hạn nghiêm ngặt hơn một chút đối với P và S và có thể cho phép ít carbon tối đa hơn và nhiều mangan tối đa hơn A106 Gr. B.

4. 

Đặc tính ASTM A106 Lớp B API 5L PSL1 Lớp B
Độ bền uốn tối thiểu 240 MPa 245MPa
Độ bền kéo tối thiểu 415MPa 415MPa
Độ giãn dài (%) 20 23

  • Các giá trị có thể thay đổi một chút tùy theo nhà sản xuất và kích thước đường ống.

5. 

  • :

    • ASTM A106: Chỉ có ống liền mạch.

    • API 5L PSL1 Gr. B: Ống liền mạch và hàn (ERW, LSAW, SSAW).

  • :

    • ASTM A106: Dịch vụ nhiệt độ / áp suất cao (ví dụ: hơi nước, quá trình hóa học).

    • API 5L PSL1: Phạm vi rộng hơn, bao gồm vận chuyển dầu khí đường dài.

  • :

    • ASTM A106: Kiểm soát chặt chẽ hơn về hiệu suất nhiệt độ cao.

    • API 5L PSL1: Nhấn mạnh vào vận chuyển đường ống; PSL1 có chất lượng tiêu chuẩn, trong khi PSL2 yêu cầu thử nghiệm hóa học, cơ học và NDT cao hơn.

6. 

  • ASTM A106 Lớp B, API 5L PSL1 Lớp B và ASTM A53 Lớp B thường được coi là tương đương cho nhiều ứng dụng cấu trúc và chứa áp suất do các tính chất hóa học và cơ học tương tự.

  • Tuy nhiên, hãy luôn tham khảo các thông số kỹ thuật của dự án hoặc người dùng cuối để thay thế.

7. 

Tính năng ASTM A106 Lớp B API 5L PSL1 Lớp B
Loại ống Chỉ liền mạch Liền mạch & hàn
Chuẩn ASTM (ASME, ANSI) Đặc điểm kỹ thuật API 5L
Sử dụng phổ biến Nhiệt độ cao, áp suất cao Đường ống dẫn dầu, khí đốt, nước
Độ bền uốn (tối thiểu) 240 MPa 245MPa
Độ bền kéo (tối thiểu) 415MPa 415MPa
Mức độ đặc điểm kỹ thuật sản phẩm N/A PSL1 (chất lượng tiêu chuẩn)
NDT ở mức cơ bản Không phải lúc nào cũng bắt buộc Tùy chọn cho PSL1 (nghiêm ngặt đối với PSL2)
Liền mạch / hàn Liền mạch Liền mạch / hàn

:
Cả ASTM A106 Gr. B và API 5L PSL1 Gr. B đều là vật liệu thép cacbon được sử dụng rộng rãi với các tính chất hóa học và cơ học rất giống nhau. Sự khác biệt đáng chú ý là ở các loại đường ống được bao phủ (chỉ liền mạch so với liền mạch và hàn) và trọng tâm ứng dụng cụ thể, với A106 hướng đến nhiệt độ và áp suất cao, và API 5L PSL1 hướng tới vận chuyển đường ống trong dầu khí.

 

ASTM A106 Cấp B & API 5L PSL1 Cấp B

1) ASTM A106 Cấp B

ASTM A106 Cấp B là tiêu chuẩn kỹ thuật dành cho ống thép cacbon liền mạch, dùng cho các ứng dụng nhiệt độ cao trong các ngành công nghiệp như dầu khí, phát điện và xử lý hóa dầu.

Thành phần hóa học:

Cacbon (C): ≤ 0,30%
Mangan (Mn): 0,29–1,06%
Phốt pho (P): ≤ 0,035%
Lưu huỳnh (S): ≤ 0,035%
Silic (Si): ≥ 0,10%

Mục đích:

Được thiết kế cho các ứng dụng nhiệt độ cao và áp suất cao.

2) API 5L Cấp B PSL1

API 5L Cấp B PSL1 là loại ống thép cacbon có giới hạn chảy tối thiểu 245 MPa, được thiết kế cho thi công ống liền mạch hoặc hàn trong các hệ thống đường ống trên bờ và ngoài khơi.

Thành phần hóa học:

· Cacbon: tối đa 0,28% (không hàn), 0,26% (hàn)
· Mangan: tối đa 1,20%
· Phốt pho & Lưu huỳnh: tối đa 0,030% mỗi loại
· Đồng, Niken, Crom: mỗi loại ≤ 0,50%
· Molypden: ≤ 0,15%
· Vanadi + Niobi + Titan: kết hợp ≤ 0,15%

Công dụng:
Được sử dụng trong các đường kính lớn hơn vì tiết kiệm chi phí.

Sự khác biệt giữa API 5L và A106 GRB
Được đề cập trong tệp PDF

#astm
#api
#asme
#oilandgas
#welding
#qaqc
#petroleum
#material

ASTM, API, ASME, Dầu khí, Hàn, QAQC, Dầu mỏ, Vật liệu

(St.)
Kỹ thuật

UG-81: “Bán kính Knuckle không được nhỏ hơn bán kính được chỉ định.”

84

UG-81: “Bán kính Knuckle không được nhỏ hơn bán kính được chỉ định.”

UG-81 “Bán kính điểm nối không được nhỏ hơn bán kính được chỉ định” có nghĩa là bán kính của điểm nối – phần cong nơi hai bề mặt gặp nhau – ít nhất phải lớn bằng giá trị tối thiểu được đưa ra trong thông số kỹ thuật thiết kế hoặc mã. Nói cách khác, bán kính điểm nối không được nhỏ hơn bán kính tối thiểu quy định để đảm bảo phân bố ứng suất thích hợp, tránh các góc nhọn và duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc.

 

Là nhà sản xuất chỏm, tuyên bố gây tranh cãi nhất là “Bán kính Khớp nối không được nhỏ hơn giá trị quy định.” Tuyên bố này mâu thuẫn với dung sai được đưa ra cho biên dạng bề mặt bên trong của chỏm. Điều gì sẽ xảy ra nếu có độ lệch bên trong (dưới đỉnh) tại điểm tiếp tuyến của Khớp nối và phần Đỉnh/hình cầu? Ngoài ra, điều gì sẽ xảy ra nếu phần Mặt bích Thẳng bị lệch nhẹ vào bên trong? Điều gì sẽ xảy ra nếu biên dạng chỏm là một hình Elip Thực, vì không có bán kính Khớp nối cụ thể?
#ASME #PRESSUREVESSELS #NBIC
(St.)
Kỹ thuật

Rỉ sét trên mối hàn thép không gỉ

214

Rỉ sét trên mối hàn thép không gỉ

Rỉ sét trên các mối hàn bằng thép không gỉ
Làm thế nào để giảm thiểu các vấn đề rỉ sét sau hàn bằng thép không gỉ?
Bốn cách ngăn ngừa rỉ sét trong mối hàn chồng lên nhau ...
Hàn vật liệu 316 dường như bị ăn mòn: r ...

Rỉ sét trên mối hàn thép không gỉ

 được tôn vinh về khả năng chống ăn mòn, nhưng rỉ sét vẫn có thể phát triển trên các mối hàn trong một số điều kiện nhất định. Hiểu tại sao điều này xảy ra và biết cách phòng ngừa và điều trị nó là rất quan trọng để duy trì hiệu suất của vật liệu.

  • : Khả năng chống ăn mòn chính trong thép không gỉ đến từ một lớp oxit crom mỏng, ổn định. Nhiệt hàn có thể làm hỏng lớp thụ động này, để kim loại bên dưới tiếp xúc với không khí và hơi ẩm, bắt đầu hình thành rỉ sét.

  • : Hàn có thể khiến crom gần mối hàn di chuyển hoặc oxy hóa, tạo ra “vùng cạn kiệt crom” dễ bị ăn mòn hơn, đặc biệt là ở những khu vực bị ảnh hưởng nhiệt.

  • : Sau khi hàn, khu vực này dễ bị oxy và các chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như độ ẩm và clorua, làm tăng tốc độ rỉ sét đáng kể — ngay cả đối với các loại như 304 hoặc 316.

  • : Tiếp xúc với các dụng cụ bằng thép cacbon hoặc các hạt sắt trong không khí có thể chuyển vật liệu không phải thép không gỉ lên khu vực mối hàn, thúc đẩy rỉ sét. Sử dụng bàn chải thép cacbon, dụng cụ mài trước đây được sử dụng trên thép cacbon hoặc làm việc gần thép cacbon đều có thể gây ô nhiễm.

  • : Chu kỳ nhiệt trong quá trình hàn có thể gây ra ứng suất dư và làm thay đổi cấu trúc vi mô, làm giảm khả năng chống ăn mòn và làm cho khả năng bắt đầu rỉ sét cao hơn.

  • Nhuộm màu nâu hoặc hơi đỏ dọc theo các hạt hàn hoặc vùng ảnh hưởng nhiệt.

  • Hình thành rỉ sét tại các điểm hư hỏng cơ học hoặc tiếp xúc với dụng cụ, đặc biệt nếu nghi ngờ nhiễm bẩn thép cacbon.

  • Các khu vực đổi màu hoặc “nhuộm màu nhiệt” xung quanh mối hàn, kém chống ăn mòn hơn.

  • : Sử dụng bàn chải và dụng cụ bằng thép không gỉ chuyên dụng. Tránh lây nhiễm chéo từ thép cacbon.

  • : Sử dụng khí bảo vệ có độ tinh khiết cao (argon, heli) trong quá trình hàn để hạn chế tiếp xúc với oxy và ngăn ngừa sự phá vỡ lớp thụ động.

  • Làm : Loại bỏ xỉ, bắn tung tóe, màu nhiệt và các chất gây ô nhiễm bằng phương pháp cơ học (mài, chải bằng dụng cụ không gỉ) hoặc hóa học (ngâm, thụ động).

  • : Sau khi làm sạch, khuyến khích hình thành một lớp oxit crom thụ động mới thông qua thụ động hóa học (ví dụ: bằng dung dịch axit nitric hoặc xitric).

  • : Trong môi trường khắc nghiệt, hãy chọn các loại thép không gỉ hợp kim cao hơn với khả năng chống ăn mòn cao hơn khi có thể.

  • : Làm sạch bằng miếng bọt biển hoặc vải bằng nước xà phòng hoặc chất tẩy rửa trung tính. Luôn rửa kỹ sau đó.

  • : Sử dụng chất tẩy rửa bằng thép không gỉ chuyên dụng hoặc dung dịch axit nitric pha loãng (thường là khoảng 15%). Ngoài ra, loại bỏ cơ học bằng giấy nhám hoặc bàn chải sắt không gỉ sau đó làm sạch là hiệu quả.

  • Làm : Quy trình chuyên biệt này có thể loại bỏ cả ăn mòn và màu nhiệt đồng thời tái thụ động bề mặt, mang lại kết quả vượt trội cho các ứng dụng quan trọng.

Nguyên nhân Phòng ngừa & Điều trị
Mất lớp thụ động (hàn) Làm sạch sau mối hàn, thụ động hóa học
Cạn kiệt crom (HAZ) Quy trình tối ưu, hợp kim bổ sung
Ô nhiễm bề mặt Chỉ sử dụng dụng cụ không gỉ, kiểm soát môi trường
Ứng suất dư và cấu trúc vi mô Thông số hàn thích hợp, giảm căng thẳng

:
Duy trì khả năng chống ăn mòn của mối hàn bằng thép không gỉ đòi hỏi phải thực hành hàn cẩn thận, làm sạch kỹ lưỡng và ngăn ngừa lây nhiễm chéo. Trong môi trường đầy thách thức, hãy chọn các loại hợp kim cao hơn và áp dụng thụ động sau hàn để có hiệu suất tối ưu và tuổi thọ.

 

🚨 Rỉ sét trên Mối hàn Thép không gỉ? Nguyên nhân và Cách QA/QC Ngăn chặn! 🚨

Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn, nhưng rỉ sét trên mối hàn đồng nghĩa với việc lớp oxit crom bảo vệ bị ảnh hưởng do:
⚡ Nhuộm màu do nhiệt trong quá trình hàn
⚡ Nhiễm sắt
⚡ Tiếp xúc với clorua

✅ Tại sao điều này lại quan trọng?
Rỉ sét gây ra rỗ, rò rỉ, nhiễm bẩn và hư hỏng. Nó không chỉ là vấn đề thẩm mỹ mà còn là dấu hiệu cảnh báo của QA/QC.

✅ Làm thế nào để kiểm soát nó?

🛠️ 1️⃣ Tẩy gỉ & Thụ động hóa

✅ Tẩy gỉ loại bỏ màu nhiệt, oxit và nhiễm bẩn sắt.
✅ Thụ động hóa phục hồi lớp oxit crom bảo vệ.
✅ Rửa sạch sau đó.

🛠️ 2️⃣ Kiểm soát Ferrite

✅Chỉ số Ferrite (FN) chính xác giúp ngăn ngừa nứt nóng và các vết nứt nhỏ dẫn đến rỉ sét.
✅Chỉ số Ferrite mục tiêu thường từ 3–10, được kiểm tra bằng máy đo ferrite.

🛠️ 3️⃣ PMI (Nhận dạng Vật liệu Tích cực)

✅Xác nhận đúng loại thép không gỉ và hợp kim (Cr, Ni, Mo).

✅Đảm bảo hàm lượng carbon thấp để ngăn ngừa hiện tượng nhạy cảm.
✅Ngăn ngừa sự lẫn lộn có thể dẫn đến hỏng hóc do ăn mòn.

🛠️ 4️⃣ Kỷ luật quy trình

✅Sử dụng lớp che chắn và làm sạch thích hợp để tránh oxy hóa.
✅Kiểm soát nhiệt độ đầu vào và nhiệt độ giữa các lớp hàn.
✅Sử dụng các công cụ chuyên dụng bằng thép không gỉ để ngăn ngừa nhiễm bẩn sắt.

📌 Các tiêu chuẩn hỗ trợ:
✅ ASME IX QW-290 (Lớp phủ chống ăn mòn)
✅ AWS D18.1 (Loại bỏ lớp nhuộm nhiệt và thụ động hóa)
✅ ASME B31.3 (Làm sạch mối hàn để xử lý ăn mòn)
✅ API RP 578 (PMI để xác minh hợp kim)

Là các chuyên gia QA/QC, hãy nhớ:

“Gỉ là một dấu hiệu cảnh báo, không chỉ là một màu sắc.”

Kiểm soát nó bằng cách hàn, vệ sinh, kiểm tra ferit, PMI và tài liệu hướng dẫn sử dụng đúng cách – giữ cho thép không gỉ của bạn thực sự không gỉ.

Chia sẻ mã AWS D18.1/D18.1M cho các ứng dụng vệ sinh của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ American Welding Society


#QAQC #Welding #StainlessSteel #Pickling #Passivation #PMI #Ferrite #OilAndGas #Inspection #CorrosionControl #ASME #AWS #API #Fabrication
QAQC, Hàn, Thép Không Gỉ, Pickling, Thụ động, PMI, Ferrit, DầuKhí, Kiểm tra, Kiểm soát Ăn mòn, ASME, AWS, API, Chế tạo
(St.)
Kỹ thuật

Thiết kế bồn có nghĩa là yêu cầu

75

Thiết kế bồn có nghĩa là yêu cầu

Thiết kế bồn có nghĩa là đặt câu hỏi về mục đích dự kiến, điều kiện hoạt động, vật liệu, yêu cầu an toàn và hiệu quả của nó. Cụ thể, nó liên quan đến việc xem xét:

  • Bồn sẽ chứa những gì? (Chất lỏng, khí, chất rắn, v.v.)

  • Điều kiện áp suất và nhiệt độ là gì?

  • Vật liệu nào phù hợp nhất cho xây dựng?

  • Những tiêu chuẩn và quy định an toàn nào phải được đáp ứng?

  • Bồn sẽ được chế tạo, vận hành và bảo trì như thế nào?

Về bản chất, thiết kế một chiếc bình có nghĩa là hiểu thấu đáo ứng dụng và các ràng buộc để tạo ra một thùng chứa an toàn, chức năng và hiệu quả. Nếu bạn muốn, tôi có thể giải thích chi tiết hơn hoặc các bước cụ thể liên quan đến thiết kế bồn.

 

𝗗𝗲𝘀𝗶𝗴𝗻𝗶𝗻𝗴 𝗮 𝘃𝗲𝘀𝘀𝗲𝗹 𝗺𝗲𝗮𝗻𝘀 𝗮𝘀𝗸𝗶𝗻𝗴:
Liệu nó có chịu được chu kỳ nhiệt không?
Nó có chịu được tải trọng vòi phun và áp lực gió không?
Điều gì xảy ra trong quá trình sụp đổ chân không?Nếu bạn chỉ nghĩ về đường kính và độ dày, bạn đã bỏ lỡ bức tranh toàn cảnh.

Hãy cùng phân tích 👇

Theo ASME Mục VIII, Div. 1 & 2

✅ Áp suất bên trong: Ứng suất vòng và ứng suất dọc theo công thức thành mỏng hoặc thành dày
✅ Áp suất bên ngoài: Cần có vòng gia cường, đặc biệt là trong các cột cao hoặc bình chịu áp lực chân không
✅ Kết hợp ứng suất: Xem xét tải trọng tĩnh, gió/động đất (theo ASCE 7), građien nhiệt và ứng suất do vòi phun gây ra
✅ Dung sai ăn mòn: Thông thường là 1,5–3 mm đối với thép cacbon, được điều chỉnh dựa trên môi trường gia công
✅ Hiệu suất mối nối và kiểm tra mối hàn: Xác định giá trị ứng suất cho phép dựa trên chụp X-quang hoặc tuân thủ UT

📌 Đầu vào thiết kế

✅ Áp suất và nhiệt độ thiết kế: Cơ sở để lựa chọn vật liệu và độ dày thành bình
✅ Phạm vi hoạt động: Xác định điều kiện tối thiểu/tối đa để giải quyết chu kỳ lạnh/nóng
✅ Tỷ lệ L:D: Bình ngắn/béo làm giảm tải trọng gió nhưng có thể làm tăng chi phí vật liệu

📌 Đầu vào Loại:

✅Hình bán cầu: Độ bền cao, chi phí cao
✅Hình elip 2:1: Cân bằng giữa phân bổ ứng suất và dễ chế tạo
✅Hình cầu: Tiết kiệm cho các thiết kế áp suất thấp
✅Các bộ phận bên trong như tấm chắn, khay hoặc vách ngăn phải được gia cố về mặt kết cấu và kiểm tra ứng suất.

📌Các cân nhắc về nhiệt: Giãn nở, Ứng suất và Truyền nhiệt

✅Sự chênh lệch nhiệt độ gây ra giãn nở chênh lệch → mỏi
✅Các bình có vỏ bọc cần được thiết kế để phân bổ áp suất và lưu lượng vỏ trong/ngoài
✅Cho phép các mối nối giãn nở, hỗ trợ độ linh hoạt và khả năng thoát nước
✅Đánh giá nhiệt độ giòn của vật liệu (đặc biệt đối với các ứng dụng nhiệt độ thấp)
✅ Xử lý nhiệt sau hàn là bắt buộc đối với một số kết hợp độ dày/vật liệu nhất định để giảm ứng suất dư và đạt được độ bền rãnh.

📌Thiết kế hỗ trợ ứng suất và tải trọng nền móng

✅Bồn đứng → giá đỡ chân đế, có thể có miếng đệm
✅Bồn ngang → giá đỡ yên ngựa với khoảng cách cho phép dựa trên trọng lượng tàu và mô men uốn
✅Đảm bảo thiết kế tấm đế bao gồm khả năng kéo bu lông neo, khả năng chịu mô men và các lỗ rãnh để giãn nở
✅Thiết kế chịu gió và động đất theo API 650, ASCE 7 hoặc IS 875
✅Các móc nâng, chốt trục và yên ngựa vận chuyển phải được FEA xác nhận về khả năng chịu tải tĩnh và động

📌Lựa chọn vật liệu:

✅Ứng suất cho phép ở nhiệt độ (ASME Phần II, Phần D)
✅Khả năng chống ăn mòn so với khả năng tương thích với chất lỏng
✅Khả năng chế tạo (khả năng hàn, khả năng tạo hình)
✅Độ bền va đập ở nhiệt độ thấp (theo ASME UG-84, UCS-66)
✅Đối với Đối với sản phẩm chua (H₂S), việc tuân thủ NACE MR0103 là rất quan trọng. Sử dụng thép không gỉ Austenitic, thép duplex hoặc Inconel tùy thuộc vào mức độ tiếp xúc với hóa chất và nhiệt độ thiết kế.

Bạn đã gặp phải thách thức nào trong thiết kế bình chịu áp lực mà sách giáo khoa hiếm khi đề cập đến? Hãy chia sẻ trong phần bình luận bên dưới 👇

#Engineering #Technology #Quality #qa #qc #Mechanicalengineering #ASME #Mechanicalengineering #Processengineering #Chemicalengineering #boilers

Kỹ thuật, Công nghệ, Chất lượng, QA, QC#Kỹ thuật Cơ khí, ASME, Kỹ thuật Cơ khí, Kỹ thuật Quy trình, Kỹ thuật Hóa học, lò hơi
(St.)
Kỹ thuật

Phụ lục 47 – Khung trách nhiệm giải trình cho các nhà thiết kế được giới thiệu trong ASME BPVC VIII-1: 2025

76

Phụ lục 47 – Khung trách nhiệm giải trình cho các nhà thiết kế được giới thiệu trong ASME BPVC VIII-1: 2025

Phụ lục 47 – Khung trách nhiệm giải trình cho các nhà thiết kế được giới thiệu trong ASME BPVC VIII-1:2025 là một phần trong nỗ lực không ngừng nhằm giải quyết các lỗ hổng liên quan đến thiết kế và nhu cầu tiêu chuẩn hóa trong sản xuất bồi đắp và thiết kế bình chịu áp lực. Mặc dù văn bản chính xác của Phụ lục 47 không có sẵn trực tiếp trong kết quả tìm kiếm, nhưng các bản cập nhật năm 2025 đối với ASME BPVC và các tiêu chuẩn liên quan phản ánh một sáng kiến rộng hơn để tăng cường trách nhiệm giải trình thiết kế, truy xuất nguồn gốc và sự rõ ràng trong tài liệu kỹ thuật.

Những điểm chính liên quan đến khuôn khổ này và bối cảnh của nó là:

  • Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) và Hợp tác Tiêu chuẩn hóa Sản xuất Phụ gia (AMSC) đã theo dõi và giải quyết các lỗ hổng trong các hướng dẫn thiết kế, bao gồm trách nhiệm giải trình và kiểm soát cấu hình cho các quy trình sản xuất bồi đắp. Điều này bao gồm thiết lập các yêu cầu đối với tài liệu thiết kế, kiểm soát cấu hình và thuật ngữ mới, là những yếu tố quan trọng của khung trách nhiệm giải trình cho các nhà thiết kế.

  • Một số lỗ hổng thiết kế đã được thu hẹp hoặc giải quyết bởi các tiêu chuẩn gần đây, chẳng hạn như AMSE Y14.47 và ASTM F3490, bao gồm các yêu cầu sơ đồ tổ chức và kiểm soát cấu hình thiết kế, chỉ ra rằng Phụ lục 47 có thể được xây dựng trên những nền tảng này để chính thức hóa trách nhiệm và trách nhiệm giải trình của nhà thiết kế trong khuôn khổ ASME BPVC.

  • Khuôn khổ này có thể nhấn mạnh các cân nhắc về thiết kế vòng đời, bao gồm hướng dẫn thiết kế theo quy trình cụ thể, xử lý hậu kỳ, thiết kế phiếu thử nghiệm và xác minh các vật liệu được phân loại chức năng, tất cả đều hỗ trợ trách nhiệm giải trình bằng cách đảm bảo các nhà thiết kế tuân thủ các thực hành thiết kế toàn diện và có thể kiểm chứng.

  • Bản cập nhật ASME BPVC VIII-1:2025, bao gồm Phụ lục 47, phù hợp với xu hướng tích hợp các tiêu chuẩn sản xuất bồi đắp và trách nhiệm thiết kế vào các mã bình chịu áp lực, phản ánh sự phức tạp ngày càng phát triển và nhu cầu quy định của quy trình sản xuất và thiết kế hiện đại.

Tóm lại, Phụ lục 47 trong ASME BPVC VIII-1:2025 giới thiệu một khuôn khổ trách nhiệm giải trình có cấu trúc cho các nhà thiết kế, tập trung vào trách nhiệm rõ ràng, kiểm soát cấu hình và các tiêu chuẩn tài liệu thiết kế để đảm bảo an toàn, chất lượng và truy xuất nguồn gốc trong thiết kế bình chịu áp lực và các ứng dụng sản xuất bồi đắp. Khuôn khổ này là một phần trong nỗ lực phối hợp của ASME, ANSI và các tổ chức tiêu chuẩn khác để thu hẹp khoảng cách thiết kế hiện có và tiêu chuẩn hóa các phương pháp hay nhất trong thiết kế kỹ thuật.

 

🟧 Phụ lục 47 – Khung Trách nhiệm Giải trình được Mong đợi Từ lâu dành cho Nhà thiết kế
Được giới thiệu trong ASME BPVC VIII-1:2025

Trong nhiều thập kỷ, chúng ta đã áp dụng các biện pháp kiểm soát trình độ nghiêm ngặt đối với thợ hàn, thanh tra viên và nhân viên NDE.

Nhưng còn các kỹ sư thiết kế bình chịu áp lực thì sao?

🔍 Phụ lục 47 mới đã lấp đầy khoảng trống quan trọng đó.

Phụ lục chính thức quy định rằng:

Tất cả công việc thiết kế phải tuân thủ Hệ thống Kiểm soát Chất lượng của Nhà sản xuất

Các nhà thiết kế phải chứng minh kiến thức về các yêu cầu của Mục VIII

Trình độ chuyên môn phải được ghi chép, truy xuất nguồn gốc và được xem xét lại 3 năm một lần

Đây không chỉ là một bản cập nhật mang tính hành chính.

Đã đến lúc cần phải thừa nhận rằng thiết kế là một hoạt động quan trọng đối với an toàn, chứ không phải là một hình thức.

Trong thời đại ngày càng phức tạp, chuỗi cung ứng toàn cầu và chuyển giao kỹ thuật số, trách nhiệm giải trình thiết kế không phải là tùy chọn—mà là tính toàn vẹn của cấu trúc được thiết kế.

✅ Một tiêu chuẩn sạch hơn.
✅ Một ngành công nghiệp an toàn hơn.
✅ Một văn hóa kỹ thuật vững mạnh hơn.

#ASME #PressureVessels #Appendix47 #MechanicalEngineering #DesignStandards #SerdarKoldas #Nevex #Nevacco

ASME, Bình chịu áp lực, Phụ lục 47, Kỹ thuật cơ khí, Tiêu chuẩn thiết kế, Serdar Koldas, Nevex, Nevacco
(St.)
Kỹ thuật

Những thách thức cốt lõi về tính toàn vẹn của đánh giá ăn mòn

178

Những thách thức cốt lõi về tính toàn vẹn của đánh giá ăn mòn

Phương trình vi phân theo hướng θ (hướng chu vi) cho cân bằng ứng suất trong tọa độ hình trụ là:

1/r∂((rσrθ)/∂r)+1/r(∂σ/θθ∂θ)+∂σθz/∂z+2σr/θr+fθ=0

Phương trình này đại diện cho sự cân bằng của ứng suất theo hướng chu vi của hệ tọa độ hình trụ, trong đó σrθ, σθθvà σθz là ứng suất cắt và ứng suất bình thường theo các hướng tương ứng, r là bán kính và fθ là lực thân trên một đơn vị thể tích theo hướng θ.

Về công thức ứng suất hỏng hóc trong ASME B31G Cấp độ 2, nó được sử dụng để đánh giá cường độ còn lại của đường ống bị ăn mòn và được đưa ra bởi:

Sf=1.1×SMYS×(1−d/t)/(1−d/(t×M))

Với

  • Sf = ứng suất hỏng hóc (ứng suất dòng chảy)

  • SMYS = Cường độ năng suất tối thiểu được chỉ định của vật liệu ống

  • d = độ sâu khuyết tật

  • t = Độ dày thành ống danh nghĩa

  • M = hệ số hiệu chỉnh hình học (hệ số Folias), được tính như

M=sqrt(1+0.48L^2/(Dt))

với

  • L = chiều dài trục của khuyết tật

  • D = đường kính ống

Công thức này tính đến ảnh hưởng của kích thước và hình dạng khuyết tật ăn mòn đối với ứng suất cho phép, với hệ số 1.1 phản ánh hệ số ứng suất dòng chảy so với SMYS.

Tóm tắt:

Khía cạnh Công thức/Biểu thức Mô tả
Phương trình vi phân (hướng θ) 1/r∂((rσrθ)/∂r)+1/r(∂σ/θθ∂θ)+∂σθz/∂z+2σr/θr+fθ=0 Cân bằng ứng suất theo hướng chu vi của tọa độ hình trụ
Ứng suất hỏng (ASME B31G L2) Sf=1.1×SMYS×(1−d/t)/(1−d/(tM)) với M=sqrt(1+0.48L^2/Dt) Tính toán cường độ còn lại cho các đường ống bị ăn mòn xem xét hình dạng và vật liệu khuyết tật

Cách tiếp cận này được sử dụng rộng rãi trong đánh giá tính toàn vẹn của đường ống để đảm bảo áp suất vận hành an toàn khi có khuyết tật ăn mòn.

 

Những thách thức cốt lõi về tính toàn vẹn của đánh giá ăn mòn (phần 4):

Xét đến tầm quan trọng của chủ đề và phù hợp với việc thiết lập quan điểm kỹ thuật trong quá trình đánh giá, các phương trình vi phân liên quan đến hướng chu vi được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn được trình bày dưới đây. Ứng suất theo hướng chu vi (σ_θθ) là mục tiêu của việc giải phương trình vi phân này bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), phù hợp với ứng suất vòng trong tiêu chuẩn ASME B31.G Cấp độ 2. Cần lưu ý rằng các thành phần ứng suất khác được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn không được xem xét trong Cấp độ 2 của tiêu chuẩn ASME B31.G. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này bao gồm một tham số M gián tiếp tính đến ảnh hưởng của tải trọng uốn trong khu vực bị ăn mòn. Trên thực tế, nó ngầm đề cập đến ứng suất do tải trọng đó gây ra. Ngoài ra, hệ số hằng số 0,48 trong tham số này được rút ra từ kinh nghiệm và thử nghiệm hơn 100 trường hợp ăn mòn trong các điều kiện khác nhau.

Phương trình vi phân theo hướng θ theo chu vi:

1/r * ∂(rσ_rθ)/∂r + 1/r * ∂σ_θθ/∂θ + ∂σ_θz/∂z + 2σ_rθ/r + f_θ = 0

Ứng suất phá hủy (ASME B31.G Cấp độ 2):

S_f = 1,1 * SMYS * (1 – d/t) / (1 – d/(t * M))

M = sqrt(1 + 0,48 * (L^2)/(D * t))

Trong hình ảnh bên dưới, do ứng suất vòng, sự suy giảm ban đầu bắt đầu theo hướng trục. Khi đạt đến ranh giới của vùng bị ăn mòn, sự suy thoái tiếp tục diễn ra trong các vùng yếu này do ảnh hưởng của điều kiện biên và sự tập trung ứng suất. Áp suất vận hành vượt quá 100 bar đối với đường ống có đường kính 10 inch.

#PipelineIntegrity #FEA #MechanicalEngineering #ASME #StressAnalysis

Tính toàn vẹn của đường ống, FEA, Kỹ thuật cơ khí, ASME, Phân tích ứng suất
(St.)
Kỹ thuật

Khi Áp suất Kéo vào và Kỹ thuật Ứng phó sự sụp đổ do áp suất Bên ngoài

90

Khi Áp suất Kéo vào và Kỹ thuật Ứng phó sự sụp đổ do áp suất Bên ngoài

Công thức cho áp suất uốn tới hạn của vỏ hình trụ:

Pcr≈2×E/((L/D)^2)×(t/D)

Với

  • Pcr = áp suất uốn tới hạn,

  • E = mô đun đàn hồi của vật liệu vỏ,

  • L = chiều dài vỏ không được hỗ trợ,

  • D = đường kính ngoài,

  • t = độ dày của thành,

là một biểu thức đơn giản được sử dụng để ước tính áp suất bên ngoài tới hạn mà tại đó một lớp vỏ hình trụ dài sẽ bị uốn khi nén.

Giải thích và bối cảnh

  • Công thức này liên quan đến áp suất tới hạn với độ cứng của vật liệu E, tỷ lệ mảnh hình học L/D và độ dày tương đối t/D. Nó cho thấy rằng áp suất tới hạn giảm theo bình phương của tỷ lệ mảnh (L/D)^2, có nghĩa là vỏ dài hơn dễ bị vênh hơn và tăng theo độ dày tương đối t/D và mô đun E đại diện cho độ cứng của vỏ.

  • Hình thức đơn giản hóa này phù hợp với hành vi vênh của vỏ hình trụ dài được coi là cột có tiết diện tròn, trong đó lý thuyết vênh Euler được áp dụng. Đối với vỏ dài, Áp suất uốn hoạt động giống như uốn cột và áp suất tới hạn phụ thuộc vào chiều dài, đường kính, độ dày và độ đàn hồi của vật liệu.

  • Công thức là một xấp xỉ hữu ích cho thiết kế sơ bộ và ước tính nhanh chóng. Các mô hình chi tiết hơn bao gồm ảnh hưởng của tỷ lệ Poisson, điều kiện ranh giới và các khuyết điểm của vỏ, điều này sửa đổi tính toán áp suất tới hạn.

  • Công thức áp suất uốn cổ điển của Euler cho các cột là:

        Pcr=π^2EI/((KL)^2)

Với I là mômen quán tính của mặt cắt ngang và K là hệ số chiều dài hiệu quả tùy thuộc vào điều kiện cuối cùng. Công thức uốn vỏ đưa ra có thể được coi là một sự thích nghi cho vỏ hình trụ mỏng dưới áp lực bên ngoài, kết hợp hình dạng vỏ về mặt L/D và t/D.

Tóm tắt

  • Công thức của bạn là một biểu thức thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm đơn giản để ước tính áp lực vênh tới hạn của vỏ hình trụ dài dưới áp lực bên ngoài, nhấn mạnh ảnh hưởng của độ mảnh và độ dày của vỏ so với đường kính.

  • Nó có nguồn gốc từ hoặc phù hợp với lý thuyết vênh Euler thích ứng với vỏ hình trụ.

  • Nó đóng vai trò như một công cụ thiết thực trong thiết kế bình chịu áp lực và đường ống để ngăn chặn sự sụp đổ áp suất bên ngoài.

Nếu bạn cần phân tích chi tiết hơn hoặc hướng dẫn thiết kế, các tiêu chuẩn và quy tắc (như ASME UG-28) cung cấp các công thức toàn diện hơn bao gồm các yếu tố an toàn và cân nhắc về sự không hoàn hảo của vỏ.

 

⁉️⁉️Khi Áp suất Kéo vào:⁉️⁉️ Kỹ thuật Ứng phó Sụp đổ Áp suất Bên ngoài
Một trong những trường hợp hư hỏng bị đánh giá thấp nhưng lại có tính tàn phá cao nhất trong thiết kế bình chịu áp lực là sụp đổ áp suất bên ngoài. Không giống như các trường hợp áp suất bên trong khi bình phồng ra ngoài, áp suất bên ngoài—chẳng hạn như chân không hoặc áp suất môi trường xung quanh trên bình đã được hút chân không—có thể dẫn đến cong vênh đột ngột và biến dạng nghiêm trọng.

Ảnh dưới đây minh họa một trường hợp hư hỏng điển hình của một bình hình trụ đứng chịu điều kiện áp suất bên ngoài không được thiết kế đầy đủ. Điều gì đã xảy ra sai sót và làm thế nào để ngăn ngừa?

Nguyên nhân gốc rễ gây sụp đổ dưới áp lực bên ngoài

1. Độ nhạy uốn cong của xi lanh thành mỏng
Vỏ xi lanh rất dễ bị uốn cong hướng tâm dưới tác động của lực nén. Vỏ càng dài và mỏng thì càng dễ bị sụp đổ dưới áp lực chênh lệch.

2. Thiếu vòng gia cường
Nếu không có vòng gia cường bên ngoài, các đoạn dài không được đỡ sẽ mất khả năng chống sụp đổ. Hiện tượng uốn cong thường bắt đầu ở giữa nhịp giữa các gối đỡ.

3. Sử dụng không đúng tính toán ASME UG-28
Mục VIII, Phân đoạn 1, UG-28 của Bộ luật ASME quy định các quy tắc thiết kế chịu áp lực bên ngoài. Việc bỏ qua hoặc áp dụng sai các công thức của mục này có thể dẫn đến thiết kế không an toàn.

4. Sự cố chân không bất ngờ
Điều kiện chân không trong quá trình xả nước, vệ sinh hoặc thoát hơi nước nhanh có thể vượt quá khả năng chống sụp đổ của bình nếu không được tính toán đúng trong thiết kế.

Tiêu chuẩn UG-28 giúp ngăn ngừa hư hỏng như thế nào

Các nhà thiết kế phải xác định áp suất bên ngoài quan trọng bằng cách sử dụng các thông số vật liệu và hình học. Một biểu thức đơn giản để ước tính:

Pcr ≈ (2 × E) / (L/D)^2 × (t/D)

Trong đó:

Pcr = áp suất uốn tới hạn

E = mô đun đàn hồi của vật liệu vỏ

L = chiều dài vỏ không được hỗ trợ

D = đường kính ngoài

t = độ dày thành

Trong thiết kế thực tế, ASME sử dụng biểu đồ thiết kế, hệ số A và B, đồng thời xem xét các đặc tính vật liệu và hiệu chỉnh nhiệt độ. Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) thường được sử dụng để xác nhận trong các hình học ranh giới hoặc phức tạp.

Bài học cho Kỹ sư Cơ khí

– Luôn thiết kế trong điều kiện chân không, ngay cả khi không mong đợi vận hành trong điều kiện chân không.

– Áp dụng vòng gia cường khi cần thiết dựa trên hướng dẫn của UG-29.

– Kiểm tra định kỳ các hiện tượng ăn mòn có thể làm giảm độ bền thành vỏ.

– Sử dụng FEA để xác nhận tính toàn vẹn của vỏ, đặc biệt là trong các hình học tùy chỉnh hoặc các ứng dụng có rủi ro cao.

– Hỏng hóc do áp suất bên ngoài không diễn ra dần dần—chúng xảy ra ngay lập tức và không thể phục hồi. Đó là lý do tại sao việc phòng ngừa cong vênh phải được ưu tiên hàng đầu, chứ không phải là một suy nghĩ sau này.

#PressureVessels #ASME #UG28 #MechanicalEngineering #ExternalPressure #StructuralFailure #Buckling #FEA #StiffenerDesign #EngineeringIntegrity #VacuumCollapse #InspectionMatters #WeldingDesign #DesignVerification

Bình chịu áp lực, ASME, UG-28, Kỹ thuật cơ khí, Áp suất bên ngoài, Hỏng hóc kết cấu, Uốn cong, FEA, Thiết kế bộ phận làm cứng, Tính toàn vẹn kỹ thuật, Sụp đổ chân không, Vấn đề kiểm tra, Thiết kế hàn, Xác minh thiết kế
(St.)
0904457667