Kako se izračunava debljina zida cijevi API 5L

Formula iza API 5L debljine cijevi

Izračunavanje debljine stijenke cijevi API 5L općenito slijedi smjernice za dizajn pod pritiskom koje je uspostavio Američki institut za naftu i reprodukovano u kodovima cjevovoda koji usvajaju API 5L kao specifikaciju cijevi. Osnovni odnos za minimalno potrebnu debljinu zida je:

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

U svom najjednostavnijem obliku, sa faktorima spoja i dizajna postavljenim na jedinstvo, ovo je Barlow odnos. Kodovi cjevovoda zatim uvode faktor spoja koji uzima u obzir uzdužni šav i faktor dizajna koji uzima u obzir posljedice kvara na lokaciji cjevovoda. Rezultat proračuna je minimalna debljina zida samo za slučaj pritiska; još se ne može naručiti debljina zida.

Od debljine dizajna do debljine naručivanja

Potrebno je uzeti u obzir tri dodatna odstupanja prije nego što se odredi debljina zida za narudžbu.

Dodatak za koroziju ili eroziju. U korozivnom okruženju metal izgubljen tokom projektnog vijeka mora se dodati na izračunati zid, inače će cijev pasti ispod tlačnog slučaja prije kraja svog vijeka trajanja.

Dodatak tolerancije mlina. API 5L dozvoljava minus toleranciju na debljinu zida, a dozvoljene vrednosti zavise od tipa cevi i opsega debljine zida, tako da dobavljač može isporučiti cev nešto tanju od nominalnog zida. Projektanti stoga dodaju dodatak za primjenjivu minus toleranciju.

Mehanički dodatak. Urezivanje navoja, žlijebljenje, savijanje i druge radnje izrade uklanjaju ili tanke materijal, tako da zid mora biti dovoljan nakon tih operacija kao i prije njih.

Debljinu zida za narudžbu također treba provjeriti u odnosu na standardnu ​​seriju debljina zida kako bi se odabrala komercijalno dostupna veličina. Odabir sljedećeg dostupnog zida iznad izračunate brojke je normalna praksa, pod uvjetom da rezultirajući zid ne prelazi granicu na kojoj pretpostavka o tankom zidu formule ostaje važeća.

Klasa, čvrstoća tečenja i uticaj na debljinu

Debljina stijenke je obrnuto proporcionalna granici tečenja koja se koristi u proračunu, tako da odabrana klasa ima direktan utjecaj na potrebnu količinu čelika.

Prelazak na viši nivo smanjuje debljinu zida, a samim tim i težinu čelika, ali takođe pooštrava postupak zavarivanja, zahtjeve za žilavošću i kontrolu konstrukcije na terenu. Za mnoge projekte srednjeg pritiska smanjenje debljine zida postignuto prelaskom sa L290 na L360 isplati se bez dodatnog opterećenja konstrukcije visoke čvrstoće.

Tolerancija i verifikacija debljine zida

API 5L specificira dozvoljene tolerancije na debljinu zida koje zavise od toga da li je cijev bešavna ili zavarena i od trake debljine zida, a dozvoljena minus tolerancija je razlog zbog kojeg se dopuštena tolerancija dodaje na projektirani zid. Nominalni zid prikazan na narudžbenici nije garantirani minimum, tako da se izračun i specifikacija kupovine moraju čitati zajedno.

Izračunatu debljinu također treba provjeriti u praksi. Cijev koja je naručena za izračunati zid obično se provjerava ultrazvučnim mjerenjem debljine zida po dužini, a minimalna izmjerena vrijednost se upoređuje sa potrebnim minimumom nakon primjene dozvoljene tolerancije. Tamo gdje će vod biti hidrostatski ispitan nakon izgradnje, ispitivanje potvrđuje integritet tlaka cijelog sistema, ali ne zamjenjuje provjeru debljine zida pojedinačnih spojeva. Za rad na visokim temperaturama, dozvoljeno naprezanje korišteno u proračunu mora se uzeti na projektnoj temperaturi, a ne na sobnoj temperaturi, jer granica popuštanja čelika opada kako temperatura raste.

FAQ

P: Koja je osnovna formula za debljinu cijevi API 5L?
Minimalna debljina stijenke izračunava se kao unutrašnji projektni pritisak pomnožen vanjskim prečnikom, podijeljen sa dvostrukim umnoškom specificirane minimalne granice popuštanja, faktora uzdužnog spoja i projektnog faktora.

P: Šta je zajednički faktor E?
Obuhvata uzdužni šav. Bešavnoj cijevi se dodjeljuje faktor spoja 1,00, dok se zavarenoj cijevi dodjeljuje faktor ispod 1,00 u zavisnosti od vrste šava i pravila važećeg kodeksa cjevovoda.

P: Koji je faktor dizajna F?
To je sigurnosni faktor koji se primjenjuje na granicu tečenja kako bi se uzela u obzir klasa lokacije i uvjeti rada. Kodovi dodjeljuju različite vrijednosti ovisno o tome koliko je cjevovod blizu naseljenih područja i od proizvoda koji se transportuje.

P: Zašto izračunata debljina nije naručena debljina?
Zato što proračun pokriva samo slučaj pritiska. Prije odabira debljine stijenke za narudžbu moraju se dodati dodatak na koroziju, tolerancija glodanja i dodatak za izradu kao što je urezivanje navoja ili savijanje.

P: Da li viši nivo uvijek znači jeftiniji cjevovod?
Nije nužno. Viši razred smanjuje debljinu zida i težinu čelika, ali također povećava zahtjeve za zavarivanje i inspekciju. Ekonomski slučaj treba da uporedi ukupne instalirane troškove, a ne samo cenu po toni cevi.

P: Kako se provjerava izračunata debljina zida?
Ultrazvučnim mjerenjem debljine stijenke duž cijevi, upoređenom sa potrebnom minimalnom vrijednošću nakon primjene dozvoljene tolerancije, zajedno sa inspekcijom dimenzija i ispitivanjem tlaka koje zahtijeva specifikacija za kupovinu.