ما هو الإجهاد المسموح به؟
الضغط المسموح به هو الحد الأقصى من الضغط الذي يمكن أن تتحمله المادة أثناء الخدمة الطويلة-مع الحفاظ على هامش أمان ضد الخضوع والتمزق. ويتم تعيينه بواسطة كود التصميم، وليس بواسطة مورد المواد، ويشكل أساسًا لحسابات تصنيف الجدار-السُمك والضغط- للأنابيب وأوعية الضغط. بالنسبة لأنابيب الصلب الكربوني ذات درجة الحرارة المنخفضة - مثل ASTM A333 Grade 6، يجب قراءة الضغط المسموح به من جدول التعليمات البرمجية لدرجة حرارة التصميم.
أساسيات المواد A333 الصف 6
ASTM A333 Grade 6 عبارة عن أنبوب غير ملحوم أو ملحوم من الصلب الكربوني-بقوة خضوع لا تقل عن 240 ميجا باسكال وقوة شد لا تقل عن 415 ميجا باسكال. لقد تم اختبار تأثير شاربي عند درجة حرارة -45 درجة مئوية، مما يؤهله للخدمة الباردة حتى درجة الحرارة تلك. يُستخدم هذا النوع على نطاق واسع في أنابيب العمليات ذات درجات الحرارة المنخفضة، وخطوط توصيل صهاريج التخزين، والمبادلات الحرارية، وأنظمة التبريد.
| ملكية | متطلبات الصف A333 6 |
|---|---|
| قوة الخضوع، الحد الأدنى | 240 ميجا باسكال (35000 رطل لكل بوصة مربعة) |
| قوة الشد، الحد الأدنى | 415 ميجا باسكال (60.000 رطل لكل بوصة مربعة) |
| اختبار تأثير شاربي | عند -45 درجة مئوية (-50 درجة فهرنهايت) |
| محتوى الكربون | 0.30% كحد أقصى |
| محتوى المنغنيز | 0.29-1.06% |
قيم الإجهاد المسموح بها
في نظام ASME، يكون الإجهاد الأساسي المسموح به أقل من ثلث الحد الأدنى لقوة الشد وثلثي الحد الأدنى من مقاومة الخضوع في درجة حرارة الغرفة. بالنسبة لـ A333 Grade 6، يبلغ ثلث 415 ميجا باسكال حوالي 138 ميجا باسكال وثلثي 240 ميجا باسكال هو 160 ميجا باسكال، لذلك يحكم معيار الشد والقيمة المجدولة في ASME B31.3 الجدول A-1 وASME القسم II الجزء D هو 20000 رطل لكل بوصة مربعة، حوالي 138 ميجا باسكال. تنشر أنابيب الضغط الصينية وأكواد الأوعية، مثل GB/T 20801 وGB 150، ضغطًا مسموحًا به في درجة حرارة الغرفة يبلغ حوالي 135 ميجا باسكال لنفس المادة.
| نظام الكود | الإجهاد المحيط المسموح به | أساس |
|---|---|---|
| ASME B31.3 / ASME BPVC القسم الثاني الجزء د | 20.0 كيلو لكل بوصة مربعة، حوالي 138 ميجا باسكال | الحد الأدنى من قوة الشد مقسومة على 3 |
| سلسلة GB/T 20801/GB 150 | حوالي 135 ميجا باسكال | عوامل السلامة بالكود الصيني وجداول درجات الحرارة |
تأثيرات درجة الحرارة وقواعد-درجة الحرارة المنخفضة
الإجهاد المسموح به هو دالة لدرجة الحرارة. في درجات الحرارة المرتفعة، تنخفض القيمة مع انخفاض القوة، ويجب قراءة جداول الكود عند درجة حرارة التصميم الفعلية. بالنسبة للخدمة الباردة، فإن الحد المهم ليس الضغط المسموح به ولكن الحد الأدنى لدرجة حرارة المعدن التصميمي. تم اختبار الصدمات A333 Grade 6 عند درجة -45 درجة مئوية؛ تحت درجة الحرارة هذه، يتطلب الكود تقييم حالة-بواسطة-حالة، أو اختبار تأثير إضافي أو مادة مختلفة مثل A333 Grade 3. في التصميم العملي لدرجات الحرارة المنخفضة، تكون قيمة الضغط المحيط المسموح به عادةً هي القيمة الحاكمة للفولاذ الكربوني.
كيفية تطبيق القيمة في التصميم
في ASME B31.3، يتم حساب الحد الأدنى لسماكة الجدار المطلوبة للضغط الداخلي باستخدام الضغط الأساسي المسموح به S من الجدول A-1، جنبًا إلى جنب مع ضغط التصميم والقطر الخارجي وعوامل جودة الوصلة والصب. يختار المصمم درجة حرارة التصميم ويقرأ قيمة S المقابلة، ثم يطبق صيغة الكود. بالنسبة لتصميم الكود الصيني، يتم استخدام جدول الضغط المسموح به في GB/T 20801 بنفس الطريقة. في كلا النظامين، يجب تسمية معيار الأنابيب A333 أو SA-333 في مواصفات المواد بحيث تتطابق شهادة المطحنة مع المواد المدرجة في الكود.
المفاهيم الخاطئة الشائعة
الإجهاد المسموح به ليس خاصية مادية مطبوعة على شهادة المطحنة؛ إنها قيمة تصميم مشتقة من كود-. لا يتم تطبيق عامل الأمان كمضاعف واحد قدره 0.4 كما يظهر أحيانًا في الأدبيات المبسطة؛ يتم اشتقاق قيمة ASME من قوة الشد مقسومة على 3 في درجة حرارة الغرفة. لا يتناقص الضغط المسموح به تدريجيًا إلى أقل من -45 درجة مئوية؛ الحد الحاكم عند درجات الحرارة المنخفضة جدًا هو الحد الأدنى لدرجة حرارة المعدن التصميمي ومتطلبات اختبار التأثير-، وليس إجهاد السقوط المسموح به. وأخيرًا، لا ينبغي استخدام قيمة درجة حرارة الغرفة بشكل أعمى عند 300 درجة مئوية، حيث يدرج جدول الرموز بالفعل رقمًا أقل.
التعليمات
ما هو الضغط المسموح به للأنابيب A333 الصف 6؟
في ASME B31.3 الجدول A-1، يبلغ الضغط المسموح به في درجة حرارة الغرفة لـ SA-333 درجة 6 20000 رطل لكل بوصة مربعة، أي حوالي 138 ميجا باسكال. تسرد الرموز الصينية حوالي 135 ميجا باسكال.
كيف يتم اشتقاق قيمة 138 ميجا باسكال؟
إنه ثلث الحد الأدنى لقوة الشد البالغة 415 ميجا باسكال. معيار قوة الخضوع- ثلثي 240 ميجا باسكال يعطي 160 ميجا باسكال، وبالتالي فإن معيار الشد هو الذي يحكم.
هل يتغير الإجهاد المسموح به مع درجة الحرارة؟
نعم. اقرأ القيمة من جدول الكود عند درجة حرارة التصميم. بالنسبة للفولاذ الكربوني، فإن درجات الحرارة المرتفعة تقلل من الضغط المسموح به؛ بالنسبة للخدمة الباردة، عادة ما تتحكم القيمة المحيطة.
هل يمكن استخدام A333 Grade 6 تحت -45 درجة مئوية؟
ليس كعنصر كتالوج قياسي. مؤهل Charpy هو -45 درجة مئوية، لذا تحتاج الخدمة الأكثر برودة إلى تقييم الحالة أو درجة سبيكة أعلى مثل A333 Grade 3.
ما هو عامل الأمان وراء قيمة ASME؟
في درجة حرارة الغرفة، يستخدم الإجهاد الأساسي المسموح به الحد الأدنى من قوة الشد مقسومًا على 3، مع فحص -ثلثي-معيار الخضوع- بالتوازي.
لماذا تختلف قيم ASME وGB؟
تطبق رموز الضغط الصينية عوامل الأمان وجداول درجات الحرارة الخاصة بها، والتي تنتج حوالي 135 ميجا باسكال لنفس المادة عند درجة الحرارة المحيطة.