Khi áp dụng vào hệ thống đường ống, ASME B31.1 (Quy chuẩn về đường ống điện) và ASME B31.3 (Quy chuẩn về đường ống quy trình) thường có vẻ có thể hoán đổi cho nhau.
Tuy nhiên, khi xem xét kỹ hơn sẽ thấy sự khác biệt đáng kể trong các quy tắc, ứng dụng và hướng dẫn của chúng.
Bài viết này trình bày những điểm khác biệt chính giữa ASME B31.1 và ASME B31.3, đồng thời nêu bật phạm vi và ý nghĩa tương ứng của chúng.
1.0 ASME B31.3 (Tiêu chuẩn về đường ống quy trình) là gì?
ASME B31.3 cung cấp các quy tắc toàn diện để thiết kế hệ thống đường ống được sử dụng trong:
- Nhà máy lọc dầu
- Các cơ sở sản xuất dầu khí và khí đốt tự nhiên trên bờ và ngoài khơi
- Nhà máy hóa chất, dược phẩm, dệt may, giấy, chế biến quặng, bán dẫn và đông lạnh
- Cơ sở chế biến thực phẩm và đồ uống
- Các nhà máy chế biến và thiết bị đầu cuối liên quan
Thường được gọi là “Kinh thánh” dành cho các chuyên gia về đường ống quy trình, ASME B31.3 chỉ đạo các cân nhắc về thiết kế của các nhà máy quy trình, đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả.
2.0 ASME B31.1 (Tiêu chuẩn đường ống điện) là gì?
ASME B31.1 phác thảo các quy tắc cho hệ thống đường ống thường thấy trong:
- Nhà máy phát điện
- Nhà máy công nghiệp và cơ quan
- Hệ thống sưởi ấm địa nhiệt
- Hệ thống sưởi ấm và làm mát trung tâm và khu vực
3.0 18 điểm khác biệt chính giữa ASME B31.3 và ASME B31.1.
ASME B31.1 rất quan trọng đối với các chuyên gia về đường ống điện vì nó chi phối các quy tắc thiết kế cho các nhà máy và hệ thống phát điện nhằm đảm bảo độ tin cậy và an toàn trong các hoạt động quan trọng.
| Số Sr. | Tham số | ASME B31.3-Đường ống xử lý | ASME B31.1-Đường ống điện |
| 1 | Phạm vi (B31.3 so với B31.1) | ASME B31.3 đưa ra các quy tắc cho đường ống của Nhà máy xử lý hoặc Nhà máy hóa chất. | ASME B 31.1 đưa ra các quy tắc cho đường ống Nhà máy điện. |
| 2 | Ứng suất vật liệu cơ bản cho phép | Theo ASME B31.3, giá trị ứng suất vật liệu cơ bản cho phép cao hơn (Ví dụ, giá trị ứng suất cho phép đối với vật liệu A 106 B ở 250 độ C là 132117,328 Kpa theo ASME B 31.3) so với giá trị tương tự theo B31.1. | Giá trị ứng suất vật liệu cơ bản cho phép theo ASME B31.1 thấp hơn (Ví dụ, giá trị ứng suất cho phép đối với vật liệu A 106 B ở 250 độ C là 117900,344 Kpa theo ASME B 31.1) so với giá trị của ASME B31.3. |
| 3 | Độ võng cho phép (Duy trì) | Tiêu chuẩn ASME B31.3 không nêu cụ thể về bất kỳ giới hạn nào của độ võng cho phép. Độ võng cho phép lên đến 15 mm nói chung là chấp nhận được. B31.3 không cung cấp khoảng hỗ trợ được đề xuất. | ASME B31.1 chỉ rõ giá trị độ võng cho phép là 2,5 mm. Bảng 121.5-1 của ASME B 31.1 cung cấp khoảng hỗ trợ được đề xuất. |
| 4 | SIF trên Reducers | Quy trình đường ống Mã ASME B31.3 không sử dụng SIF (SIF = 1.0) để tính toán ứng suất giảm | Tiêu chuẩn đường ống dẫn điện ASME B31.1 sử dụng SIF tối đa là 2.0 cho bộ giảm tốc trong khi tính toán ứng suất đường ống. |
| 5 | Hệ số an toàn | ASME B31.3 sử dụng hệ số an toàn là 3; thấp hơn tương đối so với ASME B31.1. | ASME B31.1 sử dụng hệ số an toàn là 4 để có độ tin cậy cao hơn so với các nhà máy xử lý |
| 6 | SIF cho mối hàn đối đầu | B31.3 sử dụng SIF là 1.0 cho các mối hàn đối đầu | B31.1 sử dụng SIF tối đa lên tới 1,9 trong tính toán ứng suất. |
| 7 | Tiếp cận SIF | ASME B31.3 sử dụng phương pháp SIF phức tạp trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng. | ASME B31.1 sử dụng Phương pháp SIF đơn giản hóa. |
| 8 | Giá trị cực đại của Sc và Sh | Theo quy định về đường ống ASME B31.3, giá trị tối đa của Sc và Sgiờ được giới hạn ở mức 138 Mpa hoặc 20 ksi. | Đối với mã đường ống điện (ASME B31.1), giá trị tối đa của Sc và Sgiờ chỉ là 138 Mpa nếu cường độ kéo tối thiểu của vật liệu là 70 ksi (480 Mpa), nếu không thì phụ thuộc vào các giá trị được cung cấp trong Phụ lục A bắt buộc theo nhiệt độ. |
| 9 | Ứng suất cho phép đối với ứng suất thỉnh thoảng | Giá trị cho phép của ứng suất thỉnh thoảng theo ASME B31.3 là 1,33 lần Sgiờ | Theo ASME B31.1, giá trị cho phép của ứng suất thỉnh thoảng là 1,15 đến 1,20 lần Sgiờ |
| 10 | Công thức tính độ dày thành ống | Công thức tính độ dày thành ống trong B31.3 có giá trị đối với t | Không có giới hạn nào như vậy trong tính toán độ dày thành ống dẫn điện (ASME B31.1). Tuy nhiên, chúng bổ sung thêm giới hạn về áp suất thiết kế tối đa. |
| 11 | Mô đun tiết diện, Z cho ứng suất liên tục và thỉnh thoảng | Trong khi tính toán ứng suất liên tục và thỉnh thoảng, mã đường ống quy trình ASME B31.3 làm giảm độ dày do ăn mòn và các dung sai khác. | ASME B31.1 tính toán mô đun tiết diện bằng cách sử dụng độ dày danh nghĩa. Độ dày không bị giảm do ăn mòn và các khoản phụ cấp khác. |
| 12 | Quy định sử dụng vật liệu dưới -29 độ C | B31.3 cung cấp các quy tắc mở rộng cho việc sử dụng vật liệu dưới -29 °C | Quy định về đường ống dẫn điện B31.1 không đưa ra bất kỳ quy tắc nào như vậy đối với vật liệu ống có nhiệt độ dưới -29 độ C. |
| 13 | Giá trị lớn nhất của hệ số phạm vi ứng suất tuần hoàn | Giá trị tối đa của hệ số phạm vi ứng suất tuần hoàn, f theo B31.3 là 1,2. | Theo ASME B31.1, giá trị tối đa của f là 1,0 |
| 14 | Khoản phụ cấp cho sự thay đổi nhiệt độ áp suất | Theo điều khoản 302.2.4 của ASME B31.3, sự thay đổi áp suất-nhiệt độ không thường xuyên có thể vượt quá mức cho phép theo (a) 33% không quá 10 giờ tại bất kỳ thời điểm nào và không quá 100 giờ/năm hoặc (b) 20% không quá 50 giờ tại bất kỳ thời điểm nào và không quá 500 giờ/năm. | Theo điều khoản 102.2.4 của ASME B31.1, sự thay đổi áp suất-nhiệt độ không thường xuyên có thể vượt quá mức cho phép theo (a) 15% nếu thời gian diễn ra sự kiện không quá 8 giờ tại bất kỳ thời điểm nào và không quá 800 giờ/năm, hoặc (b) 20% nếu thời gian diễn ra sự kiện không quá 1 giờ tại bất kỳ thời điểm nào và không quá 80 giờ/năm |
| 15 | Thiết kế cuộc sống | Đường ống quy trình theo tiêu chuẩn ASME B31.3 thường được thiết kế để sử dụng trong 20 đến 30 năm. | Đường ống dẫn điện sử dụng ASME B31.1 thường được thiết kế để sử dụng trong 40 năm hoặc lâu hơn. |
| 16 | Lực phản ứng PSV | Mã B31.3 không cung cấp các phương trình cụ thể để tính toán lực phản ứng PSV. | ASME B31.1 cung cấp các phương trình cụ thể để tính toán lực phản ứng PSV. |
| 17 | Áp suất thử thủy tĩnh | Theo ASME B31.3, thử nghiệm thủy tĩnh cho hệ thống đường ống cần được thực hiện ở áp suất thiết kế gấp 1,5 lần hiệu chỉnh theo nhiệt độ, nghĩa là áp suất thiết kế phải được nhân với ST/S trong trường hợp đường ống quy trình. Ở đây, ST= ứng suất cho phép của vật liệu ống ở nhiệt độ thử nghiệm và S= ứng suất cho phép của vật liệu ống ở nhiệt độ thiết kế thành phần. (Điều 345.4.2) | Áp suất thử thủy tĩnh theo ASME B31.1 là 1,5 lần áp suất thiết kế đường ống. (Điều khoản 137.4.5) |
| 18 | Áp suất thử nghiệm khí nén | Áp suất thử khí nén theo ASME B31.3 là (1,1 đến 1,33) lần áp suất thiết kế của hệ thống đường ống. (Điều khoản 345.5.4) | B31.1 hướng dẫn sử dụng áp suất thử khí nén trong khoảng (1,2 đến 1,5) lần áp suất thiết kế cho hệ thống đường ống. (Điều khoản 137.5.5) |
4.0 Sự khác biệt đơn giản giữa ASME B31.3 và ASME B31.1
- Yêu cầu về uốn và tạo hình: Hai quy tắc có hướng dẫn riêng biệt cho các hoạt động uốn và tạo hình.
- Tiêu chuẩn của thợ hàn và thợ hàn điện: Tiêu chuẩn về tiêu chuẩn giữa hai loại này khác nhau.
- Hạn chế của gang: Mỗi quy định đặt ra những hạn chế khác nhau khi sử dụng vật liệu gang.
- Các loại mối nối: Tiêu chí cho mối hàn, mối hàn đồng và mối nối ren thay đổi tùy theo từng quy chuẩn.
- Biến thể ứng suất: Giá trị ứng suất cho cùng một hệ thống sẽ khác nhau khi phân tích bằng hai mã trong phần mềm như Caesar II (Hình 1).
5.0 Sự khác biệt trong công thức tính toán giữa các tiêu chuẩn ASME B31.1, B31.3
Tài liệu tham khảo:
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
