बॉयलर ट्यूब दबाव की गणना और डिजाइन की मोटाई

बॉयलर ट्यूब दबाव डिजाइन का आधार

बॉयलर ट्यूब असामान्य रूप से प्रतिकूल ज्यामिति वाला एक दबाव पोत है: पतली दीवार, छोटा व्यास और उच्च ताप प्रवाह। इसकी मोटाई यांत्रिक सुविधा के बजाय कोड गणना द्वारा निर्धारित की जाती है। पावर बॉयलरों के लिए गवर्निंग नियम ASME BPVC अनुभाग I में हैं। PG-27 ट्यूब, पाइप, ड्रम और हेडर के लिए आवश्यक न्यूनतम मोटाई स्थापित करता है, और भट्ठी और संवहन पास में उपयोग किए जाने वाले ट्यूबलर उत्पादों और भारी गोले, ड्रम और हेडर के बीच सूत्र भिन्न होता है।

गोले, ड्रम और हेडर के लिए सामान्य रूप को डिज़ाइन दबाव के एक फ़ंक्शन के रूप में व्यक्त किया जाता है और बाहरी व्यास को स्वीकार्य तनाव, एक संयुक्त दक्षता और एक तापमान गुणांक वाले हर से विभाजित किया जाता है, जिसमें संक्षारण, क्षरण और गठन के लिए भत्ता जोड़ा जाता है।

मोटाई गणना के लिए इनपुट

डिजाइन दबाव:सेवा में अपेक्षित अधिकतम दबाव, बॉयलर डिज़ाइन डेटा से लिया गया है न कि सामान्य ऑपरेटिंग बिंदु से।

घेरे के बाहर:नाममात्र ट्यूब आकार, आम तौर पर आवश्यक गर्मी हस्तांतरण सतह और परिसंचरण डिजाइन द्वारा तय आयाम।

स्वीकार्य तनाव एस:एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग II भाग डी से डिजाइन धातु तापमान पर लिया गया, जो भाप के संतृप्ति तापमान से काफी ऊपर हो सकता है।

संयुक्त दक्षता ई:इसे वेल्डेड निर्माण पर लागू किया जाता है, जिसका मूल्य वेल्ड प्रकार और किए गए परीक्षण की सीमा पर निर्भर करता है।

तापमान गुणांक y:उन सामग्रियों के लिए पेश किया गया जहां ऊंचे तापमान व्यवहार की आवश्यकता होती है, फिर से कोड से लिया गया।

संक्षारण और क्षरण भत्ता:विशिष्ट ईंधन, जल रसायन और गैस स्थितियों के लिए एक अतिरिक्त मोटाई पर सहमति हुई।

मिल सहनशीलता:ट्यूब विनिर्देश द्वारा अनुमत नकारात्मक दीवार मोटाई विचलन, जिसे ध्यान में रखा जाना चाहिए ताकि सबसे पतली वितरित दीवार अभी भी गणना को संतुष्ट कर सके।

सामग्री चयन और ऊंचा तापमान व्यवहार

जिस तापमान पर रेंगना महत्वपूर्ण हो जाता है, उससे ऊपर एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग II भाग डी में स्वीकार्य तनाव तन्य गुणों के बजाय टूटने के तनाव और रेंगने की दर पर आधारित होता है। इस व्यवस्था में तन्यता डेटा का उपयोग करना एक सामान्य और गंभीर डिज़ाइन त्रुटि है, क्योंकि यह उस तनाव को बढ़ा-चढ़ाकर पेश करता है जिसे ट्यूब डिज़ाइन जीवन के लिए झेल सकती है।

सुरक्षा कारक और परीक्षण

कोड में एम्बेडेड डिज़ाइन मार्जिन का उद्देश्य सामग्री गुणों, निर्माण और लोडिंग में परिवर्तनशीलता को कवर करना है। ताकत डिजाइन तन्य शक्ति पर निर्मित मार्जिन के साथ सारणीबद्ध स्वीकार्य तनाव पर आधारित है, जबकि उच्च तापमान शासन एक उपयुक्त स्कैटर बैंड और न्यूनतम औसत रेंगना दर मानदंड के साथ तनाव टूटना मानदंड पर निर्भर करता है। जहां ज्यामिति या लोडिंग सरल सूत्र के दायरे से बाहर है, डिजाइन को परिमित तत्व तनाव विश्लेषण द्वारा सत्यापित किया जाता है, और परिणाम की तुलना एएसएमई बीपीवीसी धारा आठवीं डिवीजन 2 की स्वीकार्य सीमाओं के खिलाफ की जाती है, जो इस उद्देश्य के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

डिज़ाइन मोटाई से परे की जाँच करता है

मोटाई केवल पहली जांच है. डिज़ाइन को यह भी प्रदर्शित करना चाहिए कि ट्यूब अत्यधिक तनाव के बिना थर्मल विस्तार को सहन कर सकती है, कि समर्थन और संलग्नक तनाव सांद्रता का परिचय नहीं देते हैं, ट्यूब {{1} से {{2} हेडर या ट्यूब {{3} से {{4} ड्रम संयुक्त दबाव और तापमान के लिए योग्य है, और ट्यूब को वेल्ड किया जा सकता है, मोड़ा जा सकता है और निर्दिष्ट सामग्री के साथ उत्पादन में गर्मी का इलाज किया जा सकता है। बॉयलर से जुड़ी पाइपिंग, जैसे कि एक ही सिस्टम में भाप और फीडवाटर लाइनें, ASME B31.1 के लिए डिज़ाइन की गई हैं, इसलिए बॉयलर डिज़ाइनर और पाइपिंग डिज़ाइनर को दबाव, तापमान और स्वीकार्य भार की इंटरफ़ेस स्थितियों पर सहमत होना होगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: कौन सा कोड बॉयलर ट्यूबों के लिए न्यूनतम दीवार मोटाई देता है?
एएसएमई बीपीवीसी सेक्शन I, पीजी-27 में, डिजाइन धातु तापमान पर एएसएमई बीपीवीसी सेक्शन II भाग डी से लिए गए स्वीकार्य तनाव मूल्यों के साथ।

प्रश्न: डिज़ाइन धातु का तापमान भाप के तापमान से अधिक क्यों होता है?
क्योंकि ट्यूब की दीवार उसमें मौजूद तरल पदार्थ की तुलना में अधिक गर्म होती है, जो गर्मी के प्रवाह, दीवार की मोटाई, पैमाने और आंतरिक शीतलन पर निर्भर करती है। दीवार का तापमान, भाप का तापमान नहीं, स्वीकार्य तनाव को नियंत्रित करता है।

प्रश्न: संक्षारण भत्ता किसके लिए उपयोग किया जाता है?
यह फायरसाइड ऑक्सीकरण, पानी के साइड जंग और क्षरण द्वारा डिज़ाइन जीवन के दौरान उपभोग की जाने वाली अतिरिक्त मोटाई प्रदान करता है, ताकि ट्यूब अंततः सेवानिवृत्त होने पर न्यूनतम गणना मोटाई से ऊपर रहे।

प्रश्न: क्या वेल्डेड ट्यूब के लिए संयुक्त दक्षता कारक की आवश्यकता होती है?
हाँ। जहां वेल्डेड ट्यूबलर उत्पादों की अनुमति है, संयुक्त दक्षता मोटाई सूत्र में लागू होती है और वेल्ड प्रकार और रेडियोग्राफिक या अल्ट्रासोनिक परीक्षा की सीमा पर निर्भर करती है।

प्रश्न: कोड फॉर्मूला के बजाय तनाव विश्लेषण की आवश्यकता कब होती है?
जब ज्यामिति, अनुलग्नक या थर्मल लोडिंग सरल सूत्र की मान्यताओं से बाहर हो जाती है, या जब समर्थन, प्रवेश और हेडर कनेक्शन पर स्थानीय तनाव की मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता होती है।