ASME B31.3 vs. ASME B31.1: Was ist der Unterschied?

1.0 Was ist ASME B31.3 (Prozessrohrleitungscode)?
2.0 Was ist ASME B31.1 (Power Piping Code)?
3.0 18 Hauptunterschiede zwischen ASME B31.3 und ASME B31.1.
4.0 Vereinfachte Unterschiede zwischen ASME B31.3 und ASME B31.1
5.0 Unterschiede in den Berechnungsformeln zwischen den Standards ASME B31.1 und B31.3

Bei der Anwendung auf ein Rohrleitungssystem scheinen ASME B31.1 (Power Piping Code) und ASME B31.3 (Process Piping Code) oft austauschbar.
Bei näherer Betrachtung zeigen sich jedoch erhebliche Unterschiede in den Regeln, Anwendungen und Richtlinien.
In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede zwischen ASME B31.1 und ASME B31.3 erläutert und deren jeweilige Geltungsbereich und Auswirkungen hervorgehoben.

1.0 Was ist ASME B31.3 (Prozessrohrleitungscode)?

ASME B31.3 bietet umfassende Regeln für die Konstruktion von Rohrleitungssystemen für folgende Anwendungen:

Erdölraffinerien
Onshore- und Offshore-Erdöl- und Erdgasproduktionsanlagen
Chemie-, Pharma-, Textil-, Papier-, Erzverarbeitungs-, Halbleiter- und Kryotechnikanlagen
Lebensmittel- und Getränkeverarbeitungsanlagen
Zugehörige Verarbeitungsanlagen und Terminals

ASME B31.3 wird oft als „Bibel“ für Prozessrohrleitungsexperten bezeichnet und gibt die Konstruktionsaspekte von Prozessanlagen vor, um einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten.

2.0 Was ist ASME B31.1 (Power Piping Code)?

ASME B31.1 beschreibt die Regeln für Rohrleitungssysteme, die typischerweise in folgenden Bereichen zu finden sind:

Elektrizitätswerke
Industrielle und institutionelle Anlagen
Geothermie-Heizsysteme
Zentral- und Fernwärme- und -kältesysteme

12 Wesentliche Unterschiede II ASME B31.1 und ASME B31.3 II Verschiedene Klauseln II Beide Codes

3.0 18 Hauptunterschiede zwischen ASME B31.3 und ASME B31.1.

ASME B31.1 ist für Fachleute im Bereich Energieleitungen von entscheidender Bedeutung, da es die Konstruktionsregeln für Energieerzeugungsanlagen und -systeme regelt, die Zuverlässigkeit und Sicherheit bei kritischen Vorgängen gewährleisten.

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Sr. Nr.	Parameter	ASME B31.3-Prozessrohrleitungen	ASME B31.1 – Kraftleitungen
1	Umfang (B31.3 vs. B31.1)	ASME B31.3 enthält Regeln für Rohrleitungen in Prozess- oder Chemieanlagen.	ASME B 31.1 enthält Regeln für Rohrleitungen in Kraftwerken.
2	Zulässige Materialspannung	Gemäß ASME B31.3 ist der zulässige Grundwert der Materialspannung höher (beispielsweise beträgt der zulässige Spannungswert für das Material A 106 B bei 250 °C gemäß ASME B 31.3 132117,328 kPa) als gemäß B31.1.	Der grundsätzlich zulässige Materialspannungswert gemäß ASME B31.1 ist niedriger (beispielsweise beträgt der zulässige Spannungswert für Material A 106 B bei 250 °C gemäß ASME B 31.1 117.900,344 kPa) als der von ASME B31.3.
3	Zulässiges Durchhängen (dauerhaft)	Der ASME-Code B31.3 enthält keine spezifischen Angaben zur zulässigen Durchbiegung. Eine zulässige Durchbiegung von bis zu 15 mm ist grundsätzlich zulässig. B31.3 gibt keine empfohlene Stützweite an.	ASME B31.1 gibt den zulässigen Durchbiegungswert eindeutig mit 2,5 mm an. Tabelle 121.5-1 von ASME B 31.1 enthält einen Vorschlag für die Stützweite.
4	SIF auf Reduzierstücken	Der Prozessrohrleitungscode ASME B31.3 verwendet SIF (SIF=1,0) nicht zur Berechnung der Reduzierspannung	Der Power Piping-Code ASME B31.1 verwendet bei der Berechnung der Rohrspannung einen maximalen SIF von 2,0 für Reduzierstücke.
5	Sicherheitsfaktor	ASME B31.3 verwendet einen Sicherheitsfaktor von 3; relativ niedriger als ASME B31.1.	ASME B31.1 verwendet einen Sicherheitsfaktor von 4, um eine höhere Zuverlässigkeit im Vergleich zu Prozessanlagen zu erreichen
6	SIF für Stumpfschweißverbindungen	B31.3 verwendet einen SIF von 1,0 für Stumpfschweißverbindungen	B31.1 verwendet bei der Spannungsberechnung einen SIF von bis zu 1,9 max.
7	Ansatz für SIF	ASME B31.3 verwendet einen komplexen In-Plane-Out-of-Plane-SIF-Ansatz.	ASME B31.1 verwendet einen vereinfachten Single-SIF-Ansatz.
8	Maximalwerte von Sc und Sh	Gemäß dem Prozessrohrleitungscode ASME B31.3 beträgt der Maximalwert von S_C und S_H sind auf 138 MPa oder 20 ksi begrenzt.	Für den Power-Piping-Code (ASME B31.1) beträgt der Maximalwert von S_C und S_H betragen nur dann 138 MPa, wenn die Mindestzugfestigkeit des Materials 70 ksi (480 MPa) beträgt, andernfalls hängt es von den im obligatorischen Anhang A je nach Temperatur angegebenen Werten ab.
9	Zulässige Spannung für gelegentliche Spannungen	Der zulässige Wert der gelegentlichen Spannung gemäß ASME B31.3 beträgt 1,33 mal S_H	Gemäß ASME B31.1 beträgt der zulässige Wert der gelegentlichen Spannung das 1,15- bis 1,20-fache von S_H
10	Gleichung zur Berechnung der Rohrwandstärke	Die Gleichung zur Rohrwanddickenberechnung in B31.3 gilt für t	Bei der Wanddickenberechnung für Power Piping (ASME B31.1) gibt es keine derartige Einschränkung. Allerdings gibt es dort eine Einschränkung hinsichtlich des maximalen Auslegungsdrucks.
11	Widerstandsmoment, Z für anhaltende und gelegentliche Spannungen	Bei der Berechnung von Dauer- und gelegentlicher Spannung wird die Dicke gemäß dem Prozessrohrleitungscode ASME B31.3 durch Korrosion und andere Toleranzen reduziert.	ASME B31.1 berechnet das Widerstandsmoment anhand der Nenndicke. Die Dicke wird durch Korrosion und andere Toleranzen nicht reduziert.
12	Regeln für den Materialeinsatz unter -29 Grad C	B31.3 enthält umfangreiche Regeln für den Einsatz von Werkstoffen unter -29 °C	Der Stromleitungscode B31.1 sieht für Rohrmaterialien unter -29 °C keine derartigen Regeln vor.
13	Maximalwert des zyklischen Spannungsbereichsfaktors	Der Maximalwert des Schwingspannungsfaktors f gemäß B31.3 beträgt 1,2.	Gemäß ASME B31.1 beträgt der Maximalwert von f 1,0
14	Berücksichtigung von Druck-Temperatur-Schwankungen	Gemäß Abschnitt 302.2.4 von ASME B31.3 dürfen gelegentliche Druck-Temperatur-Schwankungen den zulässigen Wert um (a) 33% für nicht mehr als 10 Stunden am Stück und nicht mehr als 100 Stunden/Jahr oder (b) 20% für nicht mehr als 50 Stunden am Stück und nicht mehr als 500 Stunden/Jahr überschreiten.	Gemäß Klausel 102.2.4 von ASME B31.1 können gelegentliche Druck-Temperatur-Schwankungen den zulässigen Wert um (a) 15% überschreiten, wenn die Ereignisdauer zu keinem Zeitpunkt mehr als 8 Stunden und nicht mehr als 800 Stunden/Jahr beträgt, oder (b) 20%, wenn die Ereignisdauer zu keinem Zeitpunkt mehr als 1 Stunde und nicht mehr als 80 Stunden/Jahr beträgt.
15	Design Leben	Prozessrohrleitungen nach ASME B31.3 sind normalerweise für eine Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren ausgelegt.	Power Piping nach ASME B31.1 ist im Allgemeinen für eine Lebensdauer von 40 Jahren oder mehr ausgelegt.
16	PSV-Reaktionskraft	Der Code B31.3 bietet keine spezifischen Gleichungen zur Berechnung der PSV-Reaktionskraft.	ASME B31.1 bietet spezifische Gleichungen zur Berechnung der PSV-Reaktionskraft.
17	Hydrostatischer Prüfdruck	Gemäß ASME B31.3 muss der hydrostatische Test für das Rohrleitungssystem mit dem 1,5-fachen des temperaturkorrigierten Auslegungsdrucks durchgeführt werden, d. h. der Auslegungsdruck muss mit S multipliziert werden._T/S im Falle von Prozessrohrleitungen. Hier ist S_T= zulässige Spannung des Rohrmaterials bei Prüftemperatur und S = zulässige Spannung des Rohrmaterials bei der Auslegungstemperatur der Komponente. (Absatz 345.4.2)	Der hydrostatische Prüfdruck gemäß ASME B31.1 beträgt das 1,5-fache des Rohrleitungsauslegungsdrucks. (Klausel 137.4.5)
18	Pneumatischer Prüfdruck	Der pneumatische Prüfdruck gemäß ASME B31.3 beträgt das (1,1 bis 1,33)-fache des Auslegungsdrucks des Rohrleitungssystems. (Klausel 345.5.4)	B31.1 schreibt vor, einen pneumatischen Prüfdruck zwischen dem 1,2- und 1,5-fachen des Auslegungsdrucks für das Rohrleitungssystem zu verwenden. (Absatz 137.5.5)

4.0 Vereinfachte Unterschiede zwischen ASME B31.3 und ASME B31.1

Anforderungen an Biegen und Formen: Die beiden Codes enthalten unterschiedliche Richtlinien für Biege- und Formvorgänge.
Qualifikationen für Schweißer und Löter: Die Qualifikationskriterien unterscheiden sich zwischen den beiden Codes.
Einschränkungen bei Gusseisen: Jeder Code legt unterschiedliche Einschränkungen für die Verwendung von Gusseisenmaterialien fest.
Verbindungstypen: Die Kriterien für Löt-, Hartlöt- und Gewindeverbindungen variieren je nach Code.
Spannungsschwankungen: Die Spannungswerte für dasselbe System unterscheiden sich, wenn sie mit den beiden Codes in Software wie Caesar II analysiert werden (Abb. 1).