เมื่อนำไปใช้กับระบบท่อ ASME B31.1 (Power Piping Code) และ ASME B31.3 (Process Piping Code) มักจะดูเหมือนใช้แทนกันได้
อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดเผยให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในกฎ การใช้งาน และแนวปฏิบัติของพวกเขา
บทความนี้จะสรุปความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง ASME B31.1 และ ASME B31.3 พร้อมทั้งเน้นย้ำถึงขอบเขตและผลกระทบที่เกี่ยวข้อง
1.0 ASME B31.3 (Process Piping Code) คืออะไร
ASME B31.3 กำหนดกฎที่ครอบคลุมสำหรับการออกแบบระบบท่อที่ใช้ใน:
- โรงกลั่นน้ำมัน
- โรงงานผลิตปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติบนบกและนอกชายฝั่ง
- โรงงานแปรรูปเคมีภัณฑ์ เภสัชกรรม สิ่งทอ กระดาษ แร่ เซมิคอนดักเตอร์ และไครโอเจนิก
- โรงงานแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม
- โรงงานแปรรูปและท่าเรือที่เกี่ยวข้อง
ASME B31.3 มักเรียกกันว่า “พระคัมภีร์” สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อกระบวนการ โดยกำหนดข้อควรพิจารณาในการออกแบบโรงงานกระบวนการ เพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินงานจะปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
2.0 ASME B31.1 (Power Piping Code) คืออะไร?
ASME B31.1 ระบุกฎเกณฑ์สำหรับระบบท่อที่มักพบใน:
- สถานีผลิตไฟฟ้า
- โรงงานอุตสาหกรรมและสถาบัน
- ระบบทำความร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพ
- ระบบทำความร้อนและทำความเย็นส่วนกลางและส่วนกลาง
3.0 ความแตกต่างที่สำคัญ 18 ประการระหว่าง ASME B31.3 และ ASME B31.1
ASME B31.1 เป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อส่งไฟฟ้า เนื่องจากควบคุมกฎการออกแบบสำหรับโรงงานผลิตไฟฟ้าและระบบต่างๆ ที่รับประกันความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยในการดำเนินงานที่สำคัญ
| พี่โน | พารามิเตอร์ | ASME B31.3-ท่อกระบวนการ | ASME B31.1-ท่อส่งไฟฟ้า |
| 1 | ขอบเขต (B31.3 เทียบกับ B31.1) | ASME B31.3 กำหนดกฎสำหรับท่อกระบวนการหรือโรงงานเคมี | ASME B 31.1 กำหนดกฎเกณฑ์สำหรับการเดินท่อโรงไฟฟ้า |
| 2 | ความเครียดของวัสดุที่ยอมรับได้พื้นฐาน | ตามมาตรฐาน ASME B31.3 ค่าความเค้นพื้นฐานที่อนุญาตของวัสดุจะสูงกว่า (ตัวอย่างเช่น ค่าความเค้นที่อนุญาตสำหรับวัสดุ A 106 B ที่อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส คือ 132117.328 Kpa ตามมาตรฐาน ASME B 31.3) มากกว่าค่าเดียวกันตามมาตรฐาน B31.1 | ค่าความเค้นพื้นฐานที่อนุญาตของวัสดุตาม ASME B31.1 ต่ำกว่า (ตัวอย่างเช่น ค่าความเค้นที่อนุญาตสำหรับวัสดุ A 106 B ที่อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส คือ 117900.344 Kpa ตาม ASME B 31.1) เมื่อเทียบกับ ASME B31.3 |
| 3 | การหย่อนคล้อยที่ยอมรับได้ (ต่อเนื่อง) | มาตรฐาน ASME B31.3 ไม่ได้ระบุถึงขีดจำกัดการหย่อนตัวที่อนุญาตโดยเฉพาะ โดยทั่วไปแล้ว การหย่อนตัวที่อนุญาตสูงสุด 15 มม. ถือว่ายอมรับได้ มาตรฐาน B31.3 ไม่ได้ระบุช่วงรองรับที่แนะนำ | ASME B31.1 ระบุค่าความหย่อนที่อนุญาตอย่างชัดเจนว่า 2.5 มม. ตาราง 121.5-1 ของ ASME B 31.1 แสดงช่วงรองรับที่แนะนำ |
| 4 | SIF บนตัวลด | รหัสกระบวนการท่อ ASME B31.3 ไม่ใช้ SIF (SIF=1.0) สำหรับการคำนวณความเค้นของตัวลด | รหัสท่อส่งไฟฟ้า ASME B31.1 ใช้ SIF สูงสุดที่ 2.0 สำหรับตัวลดขนาดในการคำนวณความเค้นของท่อ |
| 5 | ปัจจัยด้านความปลอดภัย | ASME B31.3 ใช้ค่าปัจจัยความปลอดภัยเท่ากับ 3 ซึ่งต่ำกว่า ASME B31.1 เล็กน้อย | ASME B31.1 ใช้ค่าปัจจัยความปลอดภัย 4 เพื่อให้มีความน่าเชื่อถือสูงกว่าเมื่อเทียบกับโรงงานกระบวนการ |
| 6 | SIF สำหรับรอยเชื่อมแบบชน | B31.3 ใช้ SIF 1.0 สำหรับรอยเชื่อมแบบชน | B31.1 ใช้ SIF สูงสุดถึง 1.9 ในการคำนวณความเค้น |
| 7 | แนวทางสู่ SIF | ASME B31.3 ใช้แนวทาง SIF ในระนาบและนอกระนาบที่ซับซ้อน | ASME B31.1 ใช้แนวทาง SIF เดียวแบบง่าย |
| 8 | ค่าสูงสุดของ Sc และ Sh | ตามรหัสกระบวนการท่อ ASME B31.3 ค่าสูงสุดของ Sซี และเอสชม. จำกัดเพียง 138 Mpa หรือ 20 ksi | สำหรับรหัสท่อส่งไฟฟ้า (ASME B31.1) ค่าสูงสุดของ Sซี และเอสชม. มีค่า 138 Mpa เฉพาะในกรณีที่ความแข็งแรงแรงดึงขั้นต่ำของวัสดุอยู่ที่ 70 ksi (480 Mpa) มิฉะนั้นจะขึ้นอยู่กับค่าที่กำหนดไว้ในภาคผนวก A บังคับตามอุณหภูมิ |
| 9 | ความเครียดที่ยอมรับได้สำหรับความเครียดที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว | ค่าที่อนุญาตของความเค้นเป็นครั้งคราวตามมาตรฐาน ASME B31.3 คือ 1.33 เท่าของ Sชม. | ตามมาตรฐาน ASME B31.1 ค่าที่อนุญาตของความเค้นเป็นครั้งคราวคือ 1.15 ถึง 1.20 เท่าของ Sชม. |
| 10 | สมการการคำนวณความหนาของผนังท่อ | สมการสำหรับการคำนวณความหนาของผนังท่อใน B31.3 ใช้ได้สำหรับ t | ไม่มีข้อจำกัดดังกล่าวในการคำนวณความหนาของผนังท่อส่งไฟฟ้า (ASME B31.1) อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดดังกล่าวจะเพิ่มแรงดันการออกแบบสูงสุด |
| 11 | โมดูลัสของส่วน Z สำหรับความเค้นต่อเนื่องและความเค้นเป็นครั้งคราว | ในการคำนวณความเค้นแบบต่อเนื่องและเป็นครั้งคราว รหัส ASME B31.3 ของท่อกระบวนการจะลดความหนาโดยการกัดกร่อนและการเผื่อไว้อื่นๆ | ASME B31.1 คำนวณโมดูลัสของส่วนโดยใช้ความหนาปกติ ความหนาจะไม่ลดลงเนื่องจากการกัดกร่อนและค่าเผื่ออื่นๆ |
| 12 | กฎการใช้วัสดุที่อุณหภูมิต่ำกว่า -29 องศาเซลเซียส | B31.3 มีข้อกำหนดที่ครอบคลุมสำหรับการใช้วัสดุที่อุณหภูมิต่ำกว่า -29 °C | ประมวลกฎหมายท่อส่งไฟฟ้า B31.1 ไม่ได้กำหนดกฎเกณฑ์ดังกล่าวไว้สำหรับวัสดุท่อที่อุณหภูมิต่ำกว่า -29 องศาเซลเซียส |
| 13 | ค่าสูงสุดของปัจจัยช่วงความเครียดแบบวงจร | ค่าสูงสุดของปัจจัยช่วงความเค้นแบบวงจร f ตาม B31.3 คือ 1.2 | ตามมาตรฐาน ASME B31.1 ค่าสูงสุดของ f คือ 1.0 |
| 14 | ค่าเผื่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความดัน | ตามข้อ 302.2.4 ของ ASME B31.3 การเปลี่ยนแปลงความดัน-อุณหภูมิเป็นครั้งคราวอาจเกินค่าที่อนุญาตได้โดย (a) 33% ไม่เกิน 10 ชั่วโมงในแต่ละครั้ง และไม่เกิน 100 ชั่วโมง/ปี หรือ (b) 20% ไม่เกิน 50 ชั่วโมงในแต่ละครั้ง และไม่เกิน 500 ชั่วโมง/ปี | ตามข้อ 102.2.4 ของ ASME B31.1 การเปลี่ยนแปลงความดัน-อุณหภูมิเป็นครั้งคราวอาจเกินค่าที่อนุญาตได้โดย (a) 15% หากระยะเวลาของเหตุการณ์เกิดขึ้นไม่เกิน 8 ชั่วโมงในแต่ละครั้งและไม่เกิน 800 ชั่วโมง/ปี หรือ (b) 20% หากระยะเวลาของเหตุการณ์เกิดขึ้นไม่เกิน 1 ชั่วโมงในแต่ละครั้งและไม่เกิน 80 ชั่วโมง/ปี |
| 15 | การออกแบบชีวิต | ท่อกระบวนการตามมาตรฐาน ASME B31.3 ออกแบบมาให้อายุการใช้งานโดยทั่วไปอยู่ที่ 20 ถึง 30 ปี | ท่อส่งไฟฟ้าที่ใช้ ASME B31.1 ได้รับการออกแบบมาโดยทั่วไปมีอายุการใช้งาน 40 ปีขึ้นไป |
| 16 | แรงปฏิกิริยาพีเอสวี | รหัส B31.3 ไม่ได้ระบุสมการเฉพาะสำหรับการคำนวณแรงปฏิกิริยา PSV | ASME B31.1 ให้สมการเฉพาะสำหรับการคำนวณแรงปฏิกิริยา PSV |
| 17 | แรงดันทดสอบไฮโดรสแตติก | ตามมาตรฐาน ASME B31.3 การทดสอบไฮโดรสแตติกสำหรับระบบท่อจะต้องดำเนินการที่ 1.5 เท่าของความดันออกแบบที่แก้ไขตามอุณหภูมิ ซึ่งหมายความว่าความดันออกแบบจะต้องคูณด้วย Sที/S ในกรณีของกระบวนการท่อ ในที่นี้ Sที= ความเค้นที่อนุญาตของวัสดุท่อที่อุณหภูมิการทดสอบ และ S= ความเค้นที่อนุญาตของวัสดุท่อที่อุณหภูมิการออกแบบส่วนประกอบ (ข้อ 345.4.2) | แรงดันทดสอบไฮโดรสแตติกตามมาตรฐาน ASME B31.1 คือ 1.5 เท่าของแรงดันออกแบบท่อ (ข้อ 137.4.5) |
| 18 | แรงดันทดสอบลม | แรงดันทดสอบลมตาม ASME B31.3 คือ (1.1 ถึง 1.33) เท่าของแรงดันออกแบบของระบบท่อ (ข้อ 345.5.4) | B31.1 แนะนำให้ใช้แรงดันทดสอบลมระหว่าง (1.2 ถึง 1.5) เท่าของแรงดันออกแบบสำหรับระบบท่อ (ข้อ 137.5.5) |
4.0 ความแตกต่างอย่างง่ายระหว่าง ASME B31.3 และ ASME B31.1
- ข้อกำหนดการดัดและการขึ้นรูป: รหัสทั้งสองมีแนวทางที่แตกต่างกันสำหรับการดำเนินการดัดและการขึ้นรูป
- คุณสมบัติของช่างเชื่อมและช่างบัดกรี: เกณฑ์คุณสมบัติแตกต่างกันระหว่างทั้งสองรหัส
- ข้อจำกัดของเหล็กหล่อ: แต่ละรหัสจะกำหนดข้อจำกัดที่แตกต่างกันในการใช้วัสดุเหล็กหล่อ
- ประเภทของข้อต่อ: เกณฑ์สำหรับข้อต่อแบบบัดกรี แบบบัดกรีด้วยทองเหลือง และแบบเกลียวแตกต่างกันไปในแต่ละโค้ด
- การเปลี่ยนแปลงของความเครียด: ค่าความเครียดสำหรับระบบเดียวกันจะแตกต่างกันเมื่อวิเคราะห์โดยใช้โค้ดทั้งสองในซอฟต์แวร์ เช่น Caesar II (รูปที่ 1)
5.0 ความแตกต่างในสูตรการคำนวณระหว่างมาตรฐาน ASME B31.1 และ B31.3
อ้างอิง:
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
