كيف يتم حساب سمك جدار الأنابيب API 5L

الصيغة وراء سمك الأنابيب API 5L

يتبع حساب سمك الجدار لأنبوب API 5L عمومًا إرشادات تصميم الضغط التي وضعها معهد البترول الأمريكي والمستنسخة في رموز خطوط الأنابيب التي تعتمد API 5L كمواصفات الأنبوب. العلاقة الأساسية للحد الأدنى المطلوب لسماكة الجدار هي:

t = P x D / (2 x S x E x F)

في أبسط صورها، مع ضبط العوامل المشتركة والتصميمية على الوحدة، هذه هي علاقة بارلو. تقوم رموز خطوط الأنابيب بعد ذلك بإدخال العامل المشترك لحساب التماس الطولي وعامل التصميم لحساب عواقب الفشل في موقع خط الأنابيب. نتيجة الحساب هي الحد الأدنى لسماكة الجدار لحالة الضغط وحدها؛ إنه ليس سمك الجدار الذي يمكن طلبه بعد.

من سمك التصميم إلى سمك الطلب

يجب أخذ ثلاثة بدلات إضافية بعين الاعتبار قبل تثبيت سمك جدار الطلب.

بدل التآكل أو التآكل. في البيئة المسببة للتآكل، يجب إضافة المعدن المفقود خلال العمر التصميمي إلى الجدار المحسوب، وإلا فإن الأنبوب سوف يقع تحت علبة الضغط قبل نهاية عمر الخدمة الخاص به.

بدل التسامح مطحنة. يسمح API 5L بتسامح أقل في سمك الجدار، وتعتمد القيم المسموح بها على نوع الأنبوب ونطاق سمك الجدار، لذلك قد يقوم المورد بتسليم أنبوب أرق قليلاً من الجدار الاسمي. ولذلك يضيف المصممون بدلًا للتسامح المطبق.

بدل ميكانيكي. إن عمليات التخييط والحفر والثني وغيرها من عمليات التصنيع تؤدي إلى إزالة أو ترقق المادة، لذا يجب أن يكون الجدار كافياً بعد تلك العمليات وكذلك قبلها.

يجب أيضًا فحص سمك جدار الطلب مقابل سلسلة سمك الجدار القياسية بحيث يتم تحديد الحجم المتوفر تجاريًا. يعد اختيار الجدار التالي المتاح أعلى الرقم المحسوب ممارسة عادية، بشرط ألا يتجاوز الجدار الناتج الحد الذي يظل عنده افتراض الجدار الرقيق للمعادلة صالحًا.

الدرجة وقوة الخضوع والتأثير على السماكة

يتناسب سمك الجدار عكسيا مع قوة الخضوع المستخدمة في الحساب، وبالتالي فإن الدرجة المختارة لها تأثير مباشر على كمية الفولاذ المطلوبة.

يؤدي الانتقال إلى درجة أعلى إلى تقليل سمك الجدار وبالتالي وزن الفولاذ، ولكنه أيضًا يشدد إجراءات اللحام ومتطلبات المتانة وضوابط البناء الميداني. بالنسبة للعديد من مشاريع الضغط المتوسط، فإن تقليل سمك الجدار الذي تم تحقيقه عن طريق الانتقال من L290 إلى L360 أمر جدير بالاهتمام دون عبء البناء الإضافي لدرجة القوة العالية.

التسامح مع سمك الجدار والتحقق منه

يحدد API 5L التفاوتات المسموح بها على سمك الجدار والتي تعتمد على ما إذا كان الأنبوب سلسًا أو ملحومًا وعلى شريط سمك الجدار، والتسامح الناقص المسموح به هو سبب إضافة بدل التسامح إلى جدار التصميم. إن الجدار الاسمي الموضح في أمر الشراء لا يمثل الحد الأدنى المضمون، لذا يجب قراءة الحساب ومواصفات الشراء معًا.

وينبغي أيضًا التحقق من السماكة المحسوبة عمليًا. عادةً ما يتم فحص الأنبوب المطلوب إلى جدار محسوب عن طريق قياس سمك الجدار بالموجات فوق الصوتية على طول الطول، وتتم مقارنة الحد الأدنى للقيمة المقاسة مع الحد الأدنى المطلوب بعد تطبيق التسامح المسموح به. عندما يتم اختبار الخط هيدروستاتيكيًا بعد البناء، يؤكد الاختبار سلامة الضغط في النظام بأكمله ولكنه لا يحل محل التحقق من سمك الجدار للمفاصل الفردية. بالنسبة للخدمة ذات درجة الحرارة المرتفعة، يجب أن يتم أخذ الإجهاد المسموح به المستخدم في الحساب عند درجة حرارة التصميم وليس عند درجة حرارة الغرفة، لأن قوة الخضوع للفولاذ تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة.

التعليمات

س: ما هي الصيغة الأساسية لسمك الأنابيب API 5L؟
يتم حساب الحد الأدنى لسماكة الجدار من خلال ضرب ضغط التصميم الداخلي في القطر الخارجي، مقسومًا على ضعف ناتج الحد الأدنى المحدد لمقاومة الخضوع، وعامل المفصل الطولي وعامل التصميم.

س: ما هو العامل المشترك E؟
وهو يمثل التماس الطولي. يتم تعيين عامل مشترك للأنابيب غير الملحومة قدره 1.00، بينما يتم تعيين عامل مشترك للأنابيب الملحومة أقل من 1.00 اعتمادًا على نوع التماس وقواعد كود خط الأنابيب المطبق.

س: ما هو عامل التصميم F؟
وهو عامل أمان يطبق على قوة الخضوع لمراعاة فئة الموقع وظروف الخدمة. تقوم الرموز بتعيين قيم مختلفة اعتمادًا على مدى قرب خط الأنابيب من المناطق المأهولة بالسكان وعلى المنتج الذي يتم نقله.

س: لماذا السماكة المحسوبة ليست السماكة المطلوبة؟
لأن الحساب يغطي حالة الضغط فقط. يجب إضافة بدل التآكل وبدل تحمل المطحنة وبدل التصنيع مثل الخيوط أو الثني قبل تحديد سمك جدار الطلب.

س: هل الدرجة الأعلى تعني دائمًا خط أنابيب أرخص؟
ليس بالضرورة. الدرجة الأعلى تقلل من سمك الجدار ووزن الفولاذ، ولكنها تزيد أيضًا من متطلبات اللحام والفحص. يجب أن تقارن الحالة الاقتصادية التكلفة الإجمالية للتركيب، وليس فقط تكلفة طن الأنابيب.

س: كيف يتم التحقق من سمك الجدار المحسوب؟
عن طريق قياس سمك الجدار بالموجات فوق الصوتية على طول الأنبوب، ومقارنته بالقيمة الدنيا المطلوبة بعد تطبيق التسامح المسموح به، بالإضافة إلى فحص الأبعاد واختبار الضغط الذي تتطلبه مواصفات الشراء.