16. Consideracions de pressió i flux
P1: Com es determina la qualificació de pressió per a les canonades Q355B?
A1: La qualificació de pressió de les canonades Q355B es calcula mitjançant la fórmula ASME B31.3: P=(2st/d) * f * e * t, on S és l’estrès admissible (normalment 138 MPa per a Q355b a temperatura ambient), T és el gruix de la paret, d és el diàmetre exterior, f és el factor de disseny, e és un factor conjunt longitudinal (1.0 0,85 per a soldades), i T és el factor de derivació de la temperatura. El gruix mínim requerit de la paret es determina afegint una indemnització de corrosió (normalment 1-3mm) al gruix calculat. Les valoracions de pressió també han de considerar els factors de servei cíclic per als sistemes que experimenten freqüents fluctuacions de pressió. Les valoracions finals es verifiquen mitjançant proves hidrostàtiques a 1,5 vegades la pressió de disseny durant almenys 10 minuts. Aquests càlculs asseguren un funcionament segur durant la comptabilitat de les propietats del material i les condicions del servei.
P2: Quines característiques del flux s’han de tenir en compte a l’hora de dissenyar sistemes de canonades Q355B?
A2: S'han d'abordar diversos factors relacionats amb diversos factors relacionats en el disseny del sistema de canonades Q355B. Les equacions de Hazen - Williams o Darcy - Weisbach calculen pèrdues de fricció basades en el diàmetre de la canonada, la rugositat (C - factor normalment 120 - 140 per a les noves canonades d'acer) i la velocitat de flux (òptimament 2-4 m/s per a sistemes d'aigua). Es prefereixen els règims de flux turbulents (RE> 4000) per evitar la sedimentació en tirades horitzontals. Els riscos de corrosió d’erosió augmenten significativament a velocitats superiors a 6 m/s per a l’aigua o 30 m/s per als sistemes de gas. El dimensionament de les canonades equilibra el cost de capital contra les despeses d’energia de bombament durant la vida del sistema. L’anàlisi de la dinàmica de fluids computacionals (CFD) es pot justificar per a xarxes complexes per optimitzar la distribució de flux i minimitzar les caigudes de pressió. Es necessita una atenció especial per als fluxos de multifase on es pugui produir un martell de llimac o martell d’aigua.
P3: Com afecta la selecció del gruix de la paret el rendiment del tub Q355B?
A3: la selecció de gruix de la paret implica equilibrar múltiples factors de rendiment. Les parets més gruixudes proporcionen una major capacitat de pressió i una major quantitat de corrosió, però augmenten els costos del material i el pes. Les parets més primes redueixen els costos, però poden requerir inspecció i reemplaçament més freqüents en serveis corrosius. La relació gruix a diàmetre (T/D) afecta la resistència al col·lapse a pressió externa - normalment mantingut per sobre de 0,02 per a l'estabilitat estructural. La resistència a les vibracions millora amb les parets més gruixudes, important per a les aplicacions de flux pulsant. Les consideracions d’estrès tèrmic poden dictar parets més gruixudes en serveis de ciclisme de temperatura alts -. Els horaris de gruix estàndard (SCH 40, 80, etc.) simplifiquen les especificacions, però els gruixos personalitzats poden ser més econòmics per a aplicacions específiques. L’anàlisi d’elements finits ajuda a optimitzar el gruix per a condicions de càrrega complexes.
P4: Quins són els riscos de martell d’aigua als sistemes de canonades Q355B?
A4: El martell d’aigua presenta riscos importants en els sistemes de canonades Q355B, provocant augments de pressió superiors a 10 vegades la pressió de funcionament normal. El tancament ràpid de la vàlvula (inferior al temps crític L/A, on L és la longitud de la canonada i la velocitat de l’ona) crea les condicions de martell més greus. L’equació de Joukowsky (ΔP=ρaΔV) estima les pressions de sobrecàrrega basades en la densitat de fluids (ρ), la velocitat d’ona (A ≈ 1200 m/s per a l’aigua en canonades d’acer) i el canvi de velocitat (ΔV). Les estratègies de prevenció inclouen instal·lar dipòsits de sobretensió, acumuladors o vàlvules de tancament -. Els suports de canonades adequades han de resistir les forces induïdes per martell -, que poden ser 3 - 5 vegades superiors a les càrregues en estat estacionari. Les vàlvules d’alliberament d’aire impedeixen el col·lapse del buit durant els esdeveniments de separació de les columnes. Anàlisi transitòria Models de programari complexos per identificar ubicacions vulnerables i optimitzar les mesures de protecció.
P5: Com s'ha d'acollir l'expansió tèrmica als sistemes de canonades Q355B?
A5: La gestió de l’expansió tèrmica és fonamental per als sistemes Q355B que operen a diferencials de temperatura superiors als 50 graus. La quantitat d’expansió es calcula com ΔL=LΔT, on és el coeficient (12 × 10⁻⁶/ grau per a l’acer), L és de longitud i ΔT és un canvi de temperatura. Els bucles d’expansió, els desplaçaments o les articulacions d’expansió absorbeixen el moviment mantenint les tensions dins dels límits admissibles (normalment 50 - 70% de la força de rendiment). Guiats suporta el moviment directe cap als dispositius d’expansió alhora que impedeixen fer front. La molla freda (pre - estrès durant la instal·lació) pot reduir el 50%les tensions operatives. L’anàlisi de flexibilitat informatitzada garanteix que el sistema compleix els factors d’intensificació d’estrès ASME B31.3 per als colzes i els tees. Es necessita una atenció especial per als punts d'ancoratge que han de suportar la força d'expansió completa (F=ea Δt, on E és el mòdul de Young i A és una àrea transversal).
