পাইপ প্রেসার রেটিং গাইড - বার্লো সূত্র এবং চার্ট

পাইপ চাপ রেটিং, আনুষ্ঠানিকভাবে সর্বাধিক অনুমোদিত কাজের চাপ (MAWP) নামে পরিচিত, হল সর্বাধিক অভ্যন্তরীণ চাপ যা একটি পাইপ একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নিরাপদে ধারণ করতে পারে। এটি বিস্ফোরিত চাপ থেকে মৌলিকভাবে আলাদা, যে চাপে পাইপ ফেটে যাবে। MAWP একটি উল্লেখযোগ্য নিরাপত্তা ফ্যাক্টর (সাধারণত ASME B31.3 প্রতি চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তির উপর 3.5x) অন্তর্ভুক্ত করে, যাতে পাইপটি তার ডিজাইনের জীবন জুড়ে তার কাঠামোগত সীমার মধ্যে ভালভাবে কাজ করে তা নিশ্চিত করে। অপর্যাপ্ত চাপ রেটিং সহ পাইপ নির্বাচন করা শিল্প পাইপিং ব্যর্থতার সবচেয়ে সাধারণ মূল কারণগুলির মধ্যে একটি, যার ফলে ফুটো, বিপর্যয়কর ফেটে যাওয়া এবং নিরাপত্তার ঘটনা ঘটে।

ভুল চাপ রেটিং নির্বাচনের পরিণতি গুরুতর হতে পারে। MAWP এর উপরে কাজ করা একটি পাইপ ফলন (স্থায়ী বিকৃতি), উচ্চ তাপমাত্রায় হামাগুড়ি বা হঠাৎ ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার অনুভব করতে পারে। পেট্রোকেমিক্যাল সুবিধাগুলিতে, পাইপের ব্যর্থতার কারণে আগুন, বিস্ফোরণ এবং বিষাক্ত রিলিজ হয়েছে। ASME B31 কোড সিরিজ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন জুড়ে পাইপ চাপ ডিজাইনের জন্য ন্যূনতম প্রয়োজনীয়তা স্থাপন করে: পাওয়ার পাইপিংয়ের জন্য B31.1, প্রক্রিয়া পাইপিংয়ের জন্য B31.3, পাইপলাইন পরিবহনের জন্য B31.4 এবং গ্যাস ট্রান্সমিশনের জন্য B31.8। নিরাপদ এবং অনুগত পাইপিং সিস্টেম ডিজাইনের জন্য এই কোডের প্রয়োজনীয়তাগুলি বোঝা অপরিহার্য।

বার্লো সূত্র একটি পাইপের তাত্ত্বিক বিস্ফোরণ চাপ গণনা করার জন্য মৌলিক সমীকরণ:P=2St/D, যেখানে P হল অভ্যন্তরীণ চাপ (MPa), S হল গ্রহণযোগ্য চাপ (MPa), t হল নামমাত্র প্রাচীরের পুরুত্ব (মিমি), এবং ডি হল বাইরের ব্যাস (মিমি)। MAWP গণনার জন্য, ডিজাইন তাপমাত্রায় ASME বিভাগ II পার্ট D থেকে অনুমোদিত স্ট্রেস S নেওয়া হয়, এবং প্রাচীরের পুরুত্ব t হল নামমাত্র পুরুত্ব বিয়োগ উত্পাদন সহনশীলতা বিয়োগ জারা ভাতা। সূত্রটি পাতলা-প্রাচীরের অবস্থা (D/t > 10) অনুমান করে, যা বেশিরভাগ স্ট্যান্ডার্ড পাইপ সময়সূচীর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।

গণনার উদাহরণ (বারলো সূত্র - তাত্ত্বিক MAWP):পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় একটি 4-ইঞ্চি SCH 40 A106 Gr.B পাইপের জন্য:
OD=114.3 মিমি, ওয়াল=6.02 মিমি, S=137.9 MPa (38 ডিগ্রিতে A106 Gr.B)
P=2 x 137.9 x 6.02 / 114.3=14.5 MPa (~2100 psi)

উল্লেখ্য যে ASME B31.3 কোড সূত্র (t=PD / 2(SE + PY)) যৌথ কার্যকারিতা ফ্যাক্টর E এবং তাপমাত্রা সহগ Y অন্তর্ভুক্ত করার কারণে একই পাইপের জন্য আনুমানিক 10.9 MPa-এর কম MAWP প্রদান করে। নীচের টেবিলটি ASME B31} কোডের কার্যকারী সূত্র ব্যবহার করে এবং-কে প্রতিনিধিত্ব করে। চাপ তুলনা করার জন্য, বিস্ফোরণের চাপ (A106 Gr.B এর জন্য ন্যূনতম প্রসার্য শক্তি S=415 MPa ব্যবহার করে) হবে আনুমানিক 43.7 MPa, যা বিস্ফোরণের বিপরীতে প্রায় 3.0 এর নিরাপত্তা ফ্যাক্টর দেয়। এটি MAWP গণনার রক্ষণশীল প্রকৃতিকে চিত্রিত করে। প্রকৃত কাজের চাপ সর্বদা MAWP-এর নীচে থাকতে হবে এবং বেশিরভাগ ডিজাইন কোডের জন্য স্বাভাবিক অপারেটিং চাপের উপরে আরও মার্জিন প্রয়োজন।

অনুমোদিত চাপ মান হল চাপ রেটিং গণনার ভিত্তি। এই মানগুলি হাজার হাজার উপাদান-গ্রেড-তাপমাত্রার সংমিশ্রণের জন্য ASME বিভাগ II পার্ট D-এ সারণী করা হয়েছে৷ অনুমোদিত চাপটি ন্যূনতম থেকে পাওয়া যায়: ঘরের তাপমাত্রায় ন্যূনতম প্রসার্য শক্তির এক-তৃতীয়াংশ, ঘরের তাপমাত্রায় ন্যূনতম ফলনের শক্তির দুই-তৃতীয়াংশ, অথবা 100,000 ঘণ্টার গড় ক্রীপ ফেটে যাওয়ার শক্তিকে উচ্চ তাপমাত্রায় 1.5 দিয়ে ভাগ করে।

উপাদান	গ্রেড	38 ডিগ্রি (MPa) এ অনুমোদিত স্ট্রেস	400 ডিগ্রি (MPa) এ অনুমোদিত স্ট্রেস	সর্বোচ্চ তাপমাত্রা (ডিগ্রী)
A106	Gr.B	137.9	82.7	538
A335 P11	1.25Cr-0.5Mo	137.9	96.5	593
A335 P22	2.25Cr-1Mo	137.9	96.5	593
A335 P91	9Cr-1Mo-V	172.4	103.4	649
TP304 SS	304	117.2	79.3	816
TP316 SS	316	117.2	82.7	816

নোট করুন যে উচ্চ তাপমাত্রায় অনুমোদিত চাপ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। এই তাপমাত্রা কমানোর প্রভাবটি কার্বন স্টিলের জন্য সবচেয়ে বেশি উচ্চারিত হয়, যা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং 400 ডিগ্রির মধ্যে 40% হ্রাস অনুভব করে। P91-এর মতো অ্যালয় স্টিলগুলি উচ্চতর তাপমাত্রায় তাদের পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার শক্তির উচ্চতর অনুপাত বজায় রাখে, যা উচ্চ-তাপমাত্রার পরিষেবার জন্য তাদের পছন্দের পছন্দ করে। স্টেইনলেস স্টীলস, কম পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার অনুমোদনযোগ্য চাপ থাকার সময়, 600 ডিগ্রির উপরে খুব উচ্চ তাপমাত্রায় তাদের শক্তি আরও ভাল বজায় রাখে।

নীচের টেবিলটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় A106 Gr.B কার্বন স্টিল পাইপের জন্য আনুমানিক কাজের চাপ দেখায়। এই মানগুলি প্রাচীরের নামমাত্র বেধের উপর ভিত্তি করে এবং এতে জারা ভাতা অন্তর্ভুক্ত নয়। প্রকৃত কাজের চাপ নির্দিষ্ট অপারেটিং শর্ত এবং প্রযোজ্য কোড প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত হবে।

NB (ইঞ্চি)	SCH 40 (MPa)	SCH 80 (MPa)	SCH 160 (MPa)
1/2"	24.8	34.1	44.8
1"	20.9	28.5	40.5
2"	13.5	19.4	31.6
4"	10.9	15.6	25.2
6"	8.8	13.8	18.1
8"	7.8	12.3	14.7

তাপমাত্রা কমানো হল অপারেটিং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে গ্রহণযোগ্য চাপের হ্রাস। এই ঘটনাটি ঘটে কারণ উচ্চ তাপমাত্রায় ধাতু শক্তি হারায়। কার্বন স্টিলের জন্য, অনুমোদিত স্ট্রেস প্রায় 200 ডিগ্রী পর্যন্ত তুলনামূলকভাবে স্থির থাকে, তারপর রৈখিকভাবে কমতে শুরু করে। 400 ডিগ্রীতে, A106 Gr.B-এর গ্রহণযোগ্য চাপ তার পরিবেষ্টিত-তাপমাত্রার মানের প্রায় 60%। 500 ডিগ্রিতে, এটি প্রায় 40% এ নেমে যায়।

স্টেইনলেস স্টিলের উচ্চতর অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং ক্রীপ শক্তির কারণে খুব উচ্চ তাপমাত্রায় একটি সুবিধা রয়েছে। যদিও 304 স্টেইনলেস স্টিলের কার্বন স্টিলের (117.2 MPa বনাম 137.9 MPa) তুলনায় কম পরিবেষ্টিত-তাপমাত্রা গ্রহণযোগ্য চাপ রয়েছে, কার্বন স্টিলের জন্য শূন্যের তুলনায় 600 ডিগ্রিতে এর গ্রহণযোগ্য চাপ প্রায় 48 MPa (যা 538 ডিগ্রি প্রতি ASME কোডের উপরে অনুমোদিত নয়)। 600 ডিগ্রির উপরে অতি-উচ্চ{10}}তাপমাত্রার প্রয়োগের জন্য, 900 ডিগ্রিতে 20-30 MPa এর অনুমোদনযোগ্য চাপ সহ অ্যালয় 617 (UNS N06617) এর মতো নিকেল ভিত্তিক অ্যালয় ব্যবহার করা হয়।

প্রতিটি ASME B31 কোড বিভাগে চাপ রেটিং নির্ধারণের জন্য নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। ASME B31.1 (পাওয়ার পাইপিং) বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন কেন্দ্র এবং শিল্প কারখানায় পাইপিং নিয়ন্ত্রণ করে। বয়লার বাহ্যিক পাইপিংয়ের জন্য ASME সেকশন I এর নিয়ম অনুসারে চাপের নকশা প্রয়োজন এবং সোজা পাইপ, বাঁক এবং শাখা সংযোগের জন্য নির্দিষ্ট সমীকরণ সরবরাহ করে। ASME B31.3 (প্রসেস পাইপিং) হল রাসায়নিক এবং পেট্রোকেমিক্যাল উদ্ভিদের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত কোড। এটি বার্লো সূত্র ব্যবহার করে-চাপের নকশা বেধের সাথে ভিত্তিক পদ্ধতি যা দ্বারা নির্ধারিত হয়: t=(P x D) / (2(SE + PY)), যেখানে E হল অনুদৈর্ঘ্য যুগ্ম গুণমানের ফ্যাক্টর এবং Y হল তাপমাত্রা-নির্ভর সহগ।

ASME B31.4 (পাইপলাইন পরিবহন) তরল হাইড্রোকার্বন এবং অন্যান্য তরল পাইপলাইন সিস্টেমে প্রযোজ্য। এটি একটি ডিজাইন ফ্যাক্টর পদ্ধতি ব্যবহার করে যেখানে ডিজাইনের চাপে হুপ স্ট্রেস অবশ্যই উপাদানের নির্দিষ্ট ন্যূনতম ফলন শক্তি (SMYS) এর একটি নির্দিষ্ট শতাংশের বেশি হওয়া উচিত নয়। উদাহরণস্বরূপ, 0.72 এর একটি সাধারণ ডিজাইন ফ্যাক্টর মানে হুপ স্ট্রেস SMYS এর 72% এর মধ্যে সীমাবদ্ধ। ASME B31.8 (গ্যাস ট্রান্সমিশন) অনুরূপ ডিজাইন ফ্যাক্টর পদ্ধতি ব্যবহার করে কিন্তু পাইপলাইনের কাছাকাছি জনসংখ্যার ঘনত্বের উপর ভিত্তি করে অবস্থান-নির্দিষ্ট কারণের সাথে, 0.72 (গ্রামীণ) থেকে 0.40 (উচ্চ{10}}ঘনত্বের শহুরে এলাকা)।

হাইড্রোস্ট্যাটিক টেস্টিং হল বানোয়াট পাইপিং সিস্টেমের চাপের অখণ্ডতা যাচাই করার জন্য আদর্শ পদ্ধতি। পরীক্ষার চাপ সাধারণত ডিজাইন তাপমাত্রায় ডিজাইনের চাপের 1.5 গুণ, কিন্তু পরীক্ষার তাপমাত্রায় MAWP-এর কম নয়। পরীক্ষার চাপ অবশ্যই ন্যূনতম সময়ের জন্য বজায় রাখতে হবে (সাধারণত ছোট সিস্টেমের জন্য 10 মিনিট, বড় সিস্টেমের জন্য বেশি) যখন সমস্ত জয়েন্ট এবং সংযোগগুলি ফাঁসের জন্য পরিদর্শন করা হয়। বায়ুসংক্রান্ত পরীক্ষা ব্যবহার করা হয় যখন হাইড্রোস্ট্যাটিক পরীক্ষা অব্যবহারিক হয় (যেমন, সিস্টেম যা জল সহ্য করতে পারে না, যেমন অক্সিজেন বা ক্রায়োজেনিক পরিষেবা)। যাইহোক, কম্প্রেসড গ্যাসে সঞ্চিত শক্তির কারণে বায়ুসংক্রান্ত পরীক্ষা অধিকতর নিরাপত্তা ঝুঁকি বহন করে এবং অতিরিক্ত সতর্কতা প্রয়োজন। আমাদের দেখুনহাইড্রোস্ট্যাটিক এবং বায়ুসংক্রান্ত পরীক্ষা গাইড(54) বিস্তারিত পদ্ধতির জন্য।

রাসায়নিক শিল্প সাধারণত 150# থেকে 600# পর্যন্ত চাপের ক্লাসে কাজ করে, বেশিরভাগ সাধারণ প্রক্রিয়া পাইপিং 150# বা 300# এ। হাইড্রোক্র্যাকিং এবং অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের মতো উচ্চ চাপের প্রক্রিয়াগুলি 900# থেকে 2500# এ কাজ করে। বিদ্যুৎ শিল্প সর্বোচ্চ চাপের রেটিং ব্যবহার করে, অতি-সুপারক্রিটিকাল স্টিম সাইকেল 2500# থেকে 4000# এবং তাপমাত্রা 620 ডিগ্রি পর্যন্ত কাজ করে। এই চরম অবস্থার জন্য P92 এবং নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়ের মতো উচ্চ-মিশ্র ধাতুর প্রয়োজন হয়। তেল এবং গ্যাস পাইপলাইনের চাপ সাধারণত ANSI 300 থেকে 900 শ্রেণীর মধ্যে থাকে, যদিও প্রধান ট্রান্সমিশন লাইনগুলি 2000 psi-এর বেশি চাপে কাজ করতে পারে।

একটি নির্দিষ্ট চাপ প্রয়োগের জন্য পাইপ অর্ডার করার সময়, সঠিক নির্বাচন নিশ্চিত করতে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি প্রদান করুন: নকশার চাপ এবং তাপমাত্রা, তরল মাধ্যম (ক্ষয় সহ), প্রযোজ্য কোড (ASME B31.3, B31.1, ইত্যাদি), প্রয়োজনীয় ক্ষয় ভাতা এবং কোনো বিশেষ প্রয়োজনীয়তা (টক পরিষেবা, NACE সম্মতি, ইত্যাদি)। ManufacturerPipe এর ইঞ্জিনিয়ারিং টিম আপনার নির্দিষ্ট চাপের প্রয়োজনীয়তার জন্য সর্বোত্তম উপাদান, সময়সূচী এবং উত্পাদন প্রক্রিয়া নির্বাচন করতে সাহায্য করতে পারে। আমরা এমন অ্যাপ্লিকেশানগুলির জন্য অ-প্রমিত প্রাচীর বেধ কাস্টমাইজেশনও অফার করি যেখানে আদর্শ সময়সূচী হয় অপর্যাপ্ত বা বেশি-নির্দিষ্ট।

আপনার নির্দিষ্ট চাপের প্রয়োজনীয়তার জন্য পাইপে বিশেষজ্ঞ নির্দেশিকা এবং প্রতিযোগিতামূলক মূল্যের জন্য আমাদের প্রকৌশল দলের সাথে যোগাযোগ করুন।

একটি উদ্ধৃতি পান