محاسبه Maximum Allowable Working Pressure

STRAIGHT PIPE UNDER INTERNAL PRESSURE P=2SET/(D-2TY)

Line Size- 1/2″ to 24″

Line Type- Up to 14″ seamless and above 14″ welded

Pipe Material (MOC)- Up to 14″ A106Gr.B and above 14″ A672Gr.B60

Design Pressure- 800 PSI

Design Temperature- 420°C

Mill Tolerance- 12.5% for seamless pipe and ±0.3mm for welded pipe

Corrosion Allowance- 3 mm

Flange Rating or Class- 600#

Flange Material- A105

مثالی برای بدست آوردن مینیمم ضخامت لوله : 

طبق فرمول فشار طراحی 1400 PSI ، لوله 6 اینچ ، تنش مجاز در دمای 600 درجه فارنهایت طبق جدول A1 استاندارد ، 17900 PSI ( استاندارد B31.3 2014 صفحه 190 ) ،  فاکتور E ، W یک ، فاکتور y هم 0.4 ، دمای طراحی 600 درجه فارنهایت ، میزان خوردگی 3 میل ، متریال seamLess و A106 گرید B

t = (1400*168.3)/{2(17900*1*1+1400*0.4)} = 235620/36920 = 6.38 mm

Hence, the calculated thickness (t)= 6.38 mm

tc = t + c = 6.38 + 3 (for our problem corrosion allowance is 3 mm) 

tc = 9.38 mm

tm = tc + 12.50 % (mill tolerance for seamless pipe is 12.5 %)
=tc/0.875 = 9.38/0.875
tm = 10.72 mm (This is the minimum pipe thickness required to withstands for the given design pressure and temperature).

سپس به استاندارد B36.10M برای متریال فولادی مراجعه می کنیم و ضخامتی بالاتر از 10.72 را پیدا می کنیم به ستون SCH مراجعه می کنیم جایی که پر بود میشود SCH مورد نظر ما.طبق تصویر زیر SCH 80 .

در جدول زیر با توجه به داده های  سطر اول ،  مینیمم ضخامت را حساب نموده .

سایز 0.5 اینچ :

(((800×21.3)÷(2×12,000+2×0.4×800))+3)÷0.875=4.21

Refer to table A1 B31.3 Sch160 is good =4.78mm

سایز 0.75 اینچ :

(((800×26.7)÷(2×12,000+2×0.4×800))+3)÷0.875=4.42

Refer to table A1 B31.3 Sch160 is good =5.56mm

برای تنش مجاز ضریب بستیم بین 750 و 800 درجه فارنهایت از جدول A1 استاندار B31.3 برای متریال A106 گرید B و A672 گرید B60 که به ترتیب در این دماها تنش مجاز 13900 و 11400 پوند بر اینچ مربع یا psi را داشتند برای دمای طراحی 420 درجه سانتیگرادیا 788 درجه فارنهایت این مقدار 12000 psi محاسبه شد.

حال در زیر شروع به محاسبه ماکزیمم فشار کاری مجاز کرده و برای سایز 1/2 اینچ محاسبات انجام داده. ( در دمای اتاق که 38 درجه است ) room temp

So, let’s start the calculation for MAWP, we are going to first calculate for 1/2″ NPS (A106Gr.B) at 38°C. 

MAWP for 1/2″ NPS at 38°C

Similary, MAWP for 3/4″ at 38°C

P= 2959.4 Psi

3-4.78x0.875=1.1825

(2×1.1825)÷(21.3−2×0.4×1.1825)×20,000=2323.87

اعداد سبز از جدول B16.5 متریال گروه 1.1 کلاس 600 پوند  به جدول انتقال داده شده .

حال از جدول مقادیر محاسبه شده در بالا، باید حداقل مقدار MAWP برای لوله های هر ستون را دریابیم. اگر حداقل مقدار MAWP کمتر از فشار کاری فلنج همان ستون باشد، باید ضخامت آن لوله خاص را افزایش دهیم و دوباره باید MAWP لوله را بر اساس ضخامت لوله جدید محاسبه کنیم.

مرحله بعد بدست آوردن  نرخ P/T است.

دنبال ماکزیمم rating می گردیم که به 0.0779 بر میخوریم در 400 درجه و فشار کاری 1006 PSI.در نتیجه طبق ضحامت جدید MAWP را بدست می آوریم یعنی ضخامت های بدست آمده در جدول اول را بر 0.875 تقسیم می کنیم.

3/4" Pipe 

5.56÷.875=6.35

6.35×0.875-3=2.55625mm

((2×2.55625)/(26.7-2×0.4×2.55625))×20000=4147.2

2" Pipe

8.74×0.875-3=4.6475mm

(2×4.6475)/(60.3-2×0.4×4.6475)×20000=3285.5

Maximum Allowable Working Pressure in B31.8 Gas Transportation : 

برای بدست آوردن مقدار مجاز تنش در دمای خاص اگر در جدول نبود شما عدد بالاترین دمای نزدیک به آن را بگیرید.

Material : A105 Refer to table A1 B31.3

Stress in Tension at 65 =156Mpa

Stress in Tension at 100 =151Mpa

Stress in Tension at 150=146Mpa

Stress in Tension at 93= ? Mpa

تناسب می بندیم البته خطا دارد ، ولی شما می توانید از بالاترین دما نزدیک به خودش استفاده کنید مثلا در جدول برای 93 درجه عددی داده نشده میتوانیم همان 151mpa را در نظر بگیریم چون خیلی نزدیک به 100 درجه است

X=(93−100)×(156−151)÷(65−100)+151=152Mpa

در تصویر بیان شده همانطور که دما افزایش ،  استحکام کاهش می یابد(مقدار تنش مجاز با توجه به افزایش دما کاهش می یابد).

ALLOWABLE STRESS IN TENSION AT 650 F?

At Temp 600 F  Allowable Stress =19.4 Mpa

At Temp 700 F Allowable Stress =18.1 Mpa

SO : ( Estimate )

(650−700)×(19.4−18.1)÷(600−700)+18.1=18.75 Mpa