Quando applicati a un sistema di tubazioni, gli standard ASME B31.1 (Power Piping Code) e ASME B31.3 (Process Piping Code) sembrano spesso intercambiabili.
Tuttavia, un esame più attento rivela differenze significative nelle loro regole, applicazioni e linee guida.
Questo articolo delinea le principali distinzioni tra ASME B31.1 e ASME B31.3, evidenziandone i rispettivi ambiti e implicazioni.
1.0 Che cos'è l'ASME B31.3 (Process Piping Code)?
ASME B31.3 fornisce regole complete per la progettazione di sistemi di tubazioni utilizzati in:
- Raffinerie di petrolio
- Impianti di produzione di petrolio e gas naturale onshore e offshore
- Impianti chimici, farmaceutici, tessili, della carta, di lavorazione dei minerali, dei semiconduttori e criogenici
- Impianti di lavorazione di alimenti e bevande
- Impianti di lavorazione e terminali correlati
Spesso definita la "Bibbia" per i professionisti delle tubazioni di processo, la norma ASME B31.3 detta le considerazioni di progettazione degli impianti di processo, garantendo operazioni sicure ed efficienti.
2.0 Che cos'è l'ASME B31.1 (Power Piping Code)?
ASME B31.1 delinea le regole per i sistemi di tubazioni che si trovano tipicamente in:
- Centrali di produzione di energia elettrica
- Impianti industriali e istituzionali
- Sistemi di riscaldamento geotermici
- Sistemi di riscaldamento e raffreddamento centralizzati e distrettuali
3.0 18 principali differenze tra ASME B31.3 e ASME B31.1.
La norma ASME B31.1 è fondamentale per i professionisti delle condotte elettriche, poiché disciplina le norme di progettazione per impianti e sistemi di generazione di energia che garantiscono affidabilità e sicurezza nelle operazioni critiche.
| Sr. No | Parametro | ASME B31.3-Tubazioni di processo | ASME B31.1-Tubazioni di potenza |
| 1 | Ambito (B31.3 vs B31.1) | ASME B31.3 fornisce le regole per le tubazioni degli impianti chimici o di processo. | La norma ASME B 31.1 fornisce le regole per le tubazioni delle centrali elettriche. |
| 2 | Sollecitazione ammissibile di base del materiale | Secondo ASME B31.3, il valore di sollecitazione ammissibile del materiale di base è più alto (ad esempio, il valore di sollecitazione ammissibile per un materiale A 106 B a 250 °C è 132117,328 Kpa secondo ASME B 31.3) rispetto a quello previsto da B31.1. | Il valore di sollecitazione ammissibile di base del materiale secondo ASME B31.1 è inferiore (ad esempio, il valore di sollecitazione ammissibile per un materiale A 106 B a 250 °C è 117900,344 Kpa secondo ASME B 31.1) rispetto a quello di ASME B31.3. |
| 3 | Cedimenti consentiti (sostenuti) | Il codice ASME B31.3 non specifica alcun limite di cedimento ammissibile. Un cedimento ammissibile fino a 15 mm è generalmente accettabile. B31.3 non fornisce una campata di supporto suggerita. | ASME B31.1 specifica chiaramente il valore di cedimento consentito pari a 2,5 mm. La Tabella 121.5-1 di ASME B 31.1 fornisce una campata di supporto suggerita. |
| 4 | SIF sui Riduttori | Il codice di tubazioni di processo ASME B31.3 non utilizza SIF (SIF=1.0) per il calcolo dello stress del riduttore | Il codice ASME B31.1 per le tubazioni di potenza utilizza un SIF massimo di 2,0 per i riduttori durante il calcolo dello stress delle tubazioni. |
| 5 | Fattore di sicurezza | ASME B31.3 utilizza un fattore di sicurezza pari a 3, relativamente inferiore a ASME B31.1. | ASME B31.1 utilizza un fattore di sicurezza pari a 4 per avere una maggiore affidabilità rispetto agli impianti di processo |
| 6 | SIF per giunti saldati di testa | B31.3 utilizza un SIF di 1,0 per giunti saldati di testa | B31.1 utilizza un SIF fino a 1,9 massimo nel calcolo dello stress. |
| 7 | Approccio verso SIF | ASME B31.3 utilizza un approccio SIF complesso nel piano e fuori dal piano. | ASME B31.1 utilizza un approccio SIF singolo semplificato. |
| 8 | Valori massimi di Sc e Sh | Secondo il codice di tubazioni di processo ASME B31.3, il valore massimo di SC e S.H sono limitati a 138 Mpa o 20 ksi. | Per il codice di tubazioni di potenza (ASME B31.1), il valore massimo di SC e S.H sono 138 Mpa solo se la resistenza minima alla trazione del materiale è 70 ksi (480 Mpa), altrimenti dipende dai valori forniti nell'Appendice A obbligatoria in base alla temperatura. |
| 9 | Stress ammissibile per stress occasionali | Il valore ammissibile dello stress occasionale secondo ASME B31.3 è 1,33 volte SH | Secondo ASME B31.1, il valore ammissibile dello stress occasionale è da 1,15 a 1,20 volte SH |
| 10 | Equazione per il calcolo dello spessore della parete del tubo | L'equazione per il calcolo dello spessore della parete del tubo in B31.3 è valida per t | Non esiste tale limitazione nel calcolo dello spessore della parete del Power Piping (ASME B31.1). Tuttavia, aggiungono una limitazione sulla pressione di progetto massima. |
| 11 | Modulo di resistenza, Z per sollecitazioni sostenute e occasionali | Durante il calcolo delle sollecitazioni sostenute e occasionali, il codice ASME B31.3 per le tubazioni di processo riduce lo spessore in base alla corrosione e ad altre tolleranze. | ASME B31.1 calcola il modulo di sezione utilizzando lo spessore nominale. Lo spessore non è ridotto dalla corrosione e da altre tolleranze. |
| 12 | Regole per l'uso del materiale al di sotto di -29 °C | B31.3 fornisce regole estese per l'uso di materiali al di sotto di -29 °C | Il codice per le tubazioni di potenza B31.1 non prevede alcuna regola di questo tipo per i materiali delle tubazioni al di sotto di -29 °C. |
| 13 | Valore massimo del fattore di intervallo di stress ciclico | Il valore massimo del fattore di intervallo di sollecitazione ciclica, f secondo B31.3 è 1,2. | Secondo ASME B31.1, il valore massimo di f è 1,0 |
| 14 | Tolleranza per variazione di pressione e temperatura | In base alla clausola 302.2.4 dell'ASME B31.3, le variazioni occasionali di pressione e temperatura possono superare il valore consentito di (a) 33% per non più di 10 ore alla volta e per non più di 100 ore/anno oppure (b) 20% per non più di 50 ore alla volta e per non più di 500 ore/anno. | Come da clausola 102.2.4 di ASME B31.1, la variazione occasionale di pressione e temperatura può superare quella consentita di (a) 15% se la durata dell'evento si verifica per non più di 8 ore in un dato momento e non più di 800 ore/anno, o (b) 20% se la durata dell'evento si verifica per non più di 1 ora in un dato momento e non più di 80 ore/anno |
| 15 | Progettare la vita | Le tubazioni di processo conformi allo standard ASME B31.3 sono normalmente progettate per una durata utile compresa tra 20 e 30 anni. | Le tubazioni di potenza che utilizzano ASME B31.1 sono generalmente progettate per una durata utile di 40 anni o più. |
| 16 | Forza di reazione PSV | Il codice B31.3 non fornisce equazioni specifiche per il calcolo della forza di reazione PSV. | ASME B31.1 fornisce equazioni specifiche per il calcolo della forza di reazione PSV. |
| 17 | Pressione di prova idrostatica | Secondo ASME B31.3, il test idrostatico per il sistema di tubazioni deve essere eseguito a 1,5 volte la pressione di progetto corretta per la temperatura, il che significa che la pressione di progetto deve essere moltiplicata per ST/S nel caso di tubazioni di processo. Qui, ST=sollecitazione ammissibile del materiale del tubo alla temperatura di prova e S=sollecitazione ammissibile del materiale del tubo alla temperatura di progettazione del componente. (Clausola 345.4.2) | La pressione di prova idrostatica secondo ASME B31.1 è 1,5 volte la pressione di progettazione della tubazione. (Clausola 137.4.5) |
| 18 | Pressione di prova pneumatica | La pressione di prova pneumatica secondo ASME B31.3 è (da 1,1 a 1,33) volte la pressione di progettazione del sistema di tubazioni. (Clausola 345.5.4) | B31.1 indica di utilizzare una pressione di prova pneumatica compresa tra (1,2 e 1,5) volte la pressione di progettazione per il sistema di tubazioni. (Clausola 137.5.5) |
4.0 Differenze semplificate tra ASME B31.3 e ASME B31.1
- Requisiti di piegatura e formatura: i due codici hanno linee guida distinte per le operazioni di piegatura e formatura.
- Qualifiche dei saldatori e dei brasatori: i criteri di qualificazione differiscono tra i due codici.
- Limitazioni relative alla ghisa: ogni codice stabilisce restrizioni diverse per l'utilizzo di materiali in ghisa.
- Tipi di giunti: i criteri per i giunti saldati, brasati e filettati variano a seconda dei codici.
- Variazioni di stress: i valori di stress per lo stesso sistema differiscono quando analizzati utilizzando i due codici in software come Caesar II (Fig. 1).
5.0 Differenze nelle formule di calcolo tra gli standard ASME B31.1, B31.3
Riferimenti:
https://www.red-bag.com/engineering-guides/254-rb-eg-ue301-comparison-asme-b31-1-b31-3-and-b31-8.html
https://www.asme.org/learning-development/find-course/asme-b31-3-b31-1-practical-piping-design-process-power-applications/online–feb-10-14th–2025
