系统的设计压力,许用工作压力,最大工作压力,实际工作压力Design pressure,Allowable working pressure,Maximum working pressure, Working pressure
为什么要写这篇文章?
当我在看很多原理图的时候,很多设计人员犯的一个通病就是直接选取泵的排出压力作为系统的设计压力。
这是一个严重的错误。
为什么???
先看看各个名称的定义:
Design pressure:先看看ABS对它的定义
Design Pressure is the pressure to which each piping component of a piping system is designed. It is not to be less than the pressure at the most severe condition of coincidental internal or external pressure and temperature (maximum or minimum) expected during service. 也就是说,在任何可能出现的极端或偶然情况下,系统中每个部件都应该能承受的压力。换句话说,每个部件能够承受的压力要大于等于设计压力。
这些压力从何而来?
很显而易见地,系统的动力源就是产生压力的位置,比如泵,空气压缩机,等等。。。
何种情况下可能出现的极端或则偶然情况??
错误的操作,外界压力的波动; 举一个例子,压载系统:
压载系统就是调节船舶吃水的系统,关系到船舶的安全。因为涉及到稳性方面的东西,我不再此详述。
加入压载泵是这样一个排量 300m3/h@ 3 bar。(在很多情况下,我们的设计人员会选这个系统的设计压力是 design pressure = 3 bar。)
因为这个泵是离心泵,对于离心泵,我们知道它有一个流量扬程曲线, 实际上我们对泵选型的时候是针对它的工作点的,也就是说,这个压力3 bar 并非是泵能够产生的最大扬程。而它产生最大扬程的时候就是它流量为0的时候。换句话说,当我们把泵出口的阀关掉的时候,泵能产生最大的扬程。这种操作经常发生。
这还不够,扬程并非泵的排出压力,扬程=排出压力-进口压力; 所以泵排出口的压力实际上等于扬程+进口压力。
也就是说泵吸口的压力也是我们要考虑的,比如船舶的吃水,当我们的吃水达到极限的时候,破舱水线的位置,泵的进口的压力达到最大。
所以泵的排出压力可以达到最大=最大进口压力+最大扬程。所以我们选取该系统的设计压力就要大于 3bar。 6 bar, 10bar? 具体情况具体分析。
国外的船级社如ABS的休士顿分部,审图工程师会要求你提供该系统的泵的相关资料。遗憾的是,国内的ABS, DNV很少关注。不得不说是差距。
许用工作压力; 通常是对于系统的部件来讲的。 也就是该部件能够持续工作能承受的最大压力。比如钢管, 它的许用工作压力就取决于材料,尺寸,加工工艺。 可以参见 ASME 31.3.
最大工作压力,顾名思义,就是系统工作时能承受的最大压力。这个压力是确定值。与设计压力不同的是,设计压力是一个设计时选定的值。还是上面的例子,你可以选设计压力是10bar, 也可以是 20 bar,或则更高。不过你得考虑到设计的经济性。因为所有部件的压力等级需要随着你的设计压力而提高。 你没有必要用一个15000psi的阀放到压载系统里去吧!贵!浪费!
最大工作压力取决于该系统的最薄弱的地方,所谓的短板效应。
实际工作压力,系统正常工作时的压力。
总结: 部件许用工作压力>=系统设计压力>=系统最大工作压力>=系统实际工作压力
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