وقتی در مورد یک سیستم لوله‌کشی اعمال می‌شود، ASME B31.1 (کد لوله‌کشی برق) و ASME B31.3 (کد لوله‌کشی فرآیند) اغلب به جای یکدیگر به نظر می‌رسند.
با این حال، بررسی دقیق‌تر، تفاوت‌های قابل توجهی را در قوانین، کاربردها و دستورالعمل‌های آنها نشان می‌دهد.
این مقاله به تشریح تمایزات کلیدی بین ASME B31.1 و ASME B31.3 می‌پردازد و دامنه و پیامدهای مربوط به آنها را برجسته می‌کند.
1.0ASME B31.3 (کد لوله کشی فرآیند) چیست؟
ASME B31.3 قوانین جامعی برای طراحی سیستم‌های لوله‌کشی مورد استفاده در موارد زیر ارائه می‌دهد:
- پالایشگاه‌های نفت
- تأسیسات تولید نفت و گاز طبیعی در خشکی و دریا
- کارخانه‌های شیمیایی، دارویی، نساجی، کاغذ، فرآوری سنگ معدن، نیمه‌رساناها و کرایوژنیک
- تأسیسات فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی
- کارخانه‌ها و پایانه‌های فرآوری مرتبط
استاندارد ASME B31.3 که اغلب به عنوان «کتاب مقدس» برای متخصصان لوله‌کشی فرآیندی شناخته می‌شود، ملاحظات طراحی کارخانه‌های فرآیندی را دیکته می‌کند و عملیات ایمن و کارآمد را تضمین می‌کند.
2.0ASME B31.1 (کد لوله کشی برق) چیست؟
استاندارد ASME B31.1 قوانین مربوط به سیستم‌های لوله‌کشی را که معمولاً در موارد زیر یافت می‌شوند، تشریح می‌کند:
- ایستگاه‌های تولید برق
- کارخانه‌های صنعتی و سازمانی
- سیستم‌های گرمایش زمین‌گرمایی
- سیستم‌های گرمایش و سرمایش مرکزی و منطقه‌ای
3.0۱۸ تفاوت عمده بین ASME B31.3 و ASME B31.1.
استاندارد ASME B31.1 برای متخصصان لوله‌کشی برق بسیار مهم است زیرا قوانین طراحی نیروگاه‌ها و سیستم‌های تولید برق را تعیین می‌کند که قابلیت اطمینان و ایمنی را در عملیات حیاتی تضمین می‌کنند.
| شماره ارشد | پارامتر | ASME B31.3 - لوله کشی فرآیندی | ASME B31.1-لوله کشی برق |
| 1 | محدوده (B31.3 در مقابل B31.1) | استاندارد ASME B31.3 قوانینی را برای لوله‌کشی کارخانه‌های فرآیندی یا شیمیایی ارائه می‌دهد. | استاندارد ASME B 31.1 قوانینی را برای لوله‌کشی نیروگاه‌ها ارائه می‌دهد. |
| 2 | تنش مجاز اولیه مواد | طبق ASME B31.3، مقدار تنش مجاز اولیه ماده (برای مثال، مقدار تنش مجاز برای ماده A 106 B در دمای 250 درجه سانتیگراد، طبق ASME B 31.3، 132117.328 کیلوپاسکال است) بالاتر از مقدار مشابه در B31.1 است. | مقدار تنش مجاز اولیه ماده طبق ASME B31.1 کمتر از مقدار آن در ASME B31.3 است (برای مثال، مقدار تنش مجاز برای ماده A 106 B در دمای 250 درجه سانتیگراد، 117900.344 کیلوپاسکال طبق ASME B 31.1 است). |
| 3 | افتادگی مجاز (پایدار) | آیین‌نامه ASME B31.3 به طور خاص در مورد محدودیت مجاز افتادگی چیزی نمی‌گوید. افتادگی مجاز تا ۱۵ میلی‌متر به طور کلی قابل قبول است. B31.3 طول تکیه‌گاه پیشنهادی ارائه نمی‌دهد. | ASME B31.1 به وضوح مقدار مجاز افتادگی را 2.5 میلی‌متر مشخص می‌کند. جدول 121.5-1 از ASME B 31.1 یک فاصله تکیه‌گاه پیشنهادی ارائه می‌دهد. |
| 4 | SIF روی کاهنده‌ها | کد لوله‌کشی فرآیندی ASME B31.3 از SIF (SIF=1.0) برای محاسبه تنش کاهنده استفاده نمی‌کند. | کد لوله‌کشی برق ASME B31.1 از حداکثر ضریب تشدید فشار (SIF) برابر با ۲.۰ برای کاهنده‌ها در هنگام محاسبه تنش لوله استفاده می‌کند. |
| 5 | ضریب ایمنی | استاندارد ASME B31.3 از ضریب ایمنی ۳ استفاده می‌کند که نسبتاً کمتر از استاندارد ASME B31.1 است. | استاندارد ASME B31.1 از ضریب ایمنی ۴ برای قابلیت اطمینان بالاتر در مقایسه با کارخانه‌های فرآوری استفاده می‌کند. |
| 6 | SIF برای اتصالات جوش داده شده لب به لب | B31.3 از ضریب سختی اتصال (SIF) برابر با ۱.۰ برای اتصالات جوش لب به لب استفاده می‌کند. | B31.1 در محاسبه تنش از SIF حداکثر تا ۱.۹ استفاده می‌کند. |
| 7 | رویکرد به SIF | استاندارد ASME B31.3 از یک رویکرد پیچیده SIF درون صفحه‌ای و برون صفحه‌ای استفاده می‌کند. | ASME B31.1 از یک رویکرد ساده‌شده‌ی SIF واحد استفاده می‌کند. |
| 8 | حداکثر مقادیر Sc و Sh | طبق کد لوله‌کشی فرآیند ASME B31.3، حداکثر مقدار Sج و سح به ۱۳۸ مگاپاسکال یا ۲۰ کیلوژول بر اینچ مربع محدود شده‌اند. | برای کد لوله‌کشی برق (ASME B31.1)، حداکثر مقدار Sج و سح فقط در صورتی که حداقل استحکام کششی ماده 70 ksi (480 Mpa) باشد، 138 مگاپاسکال هستند. در غیر این صورت، به مقادیر ارائه شده در پیوست اجباری A بر اساس دما بستگی دارد. |
| 9 | تنش مجاز برای تنش‌های گاه به گاه | مقدار مجاز تنش‌های گاه به گاه طبق استاندارد ASME B31.3، 1.33 برابر S است.ح | طبق استاندارد ASME B31.1، مقدار مجاز تنش‌های گاه به گاه ۱.۱۵ تا ۱.۲۰ برابر S است.ح |
| 10 | معادله محاسبه ضخامت دیواره لوله | معادله محاسبه ضخامت دیواره لوله در B31.3 برای t معتبر است. | چنین محدودیتی در محاسبه ضخامت دیواره لوله‌های برق (ASME B31.1) وجود ندارد. با این حال، آنها محدودیتی را در حداکثر فشار طراحی اضافه می‌کنند. |
| 11 | مدول مقطع، Z برای تنش‌های پایدار و گاه‌به‌گاه | در حین محاسبه تنش‌های پایدار و گاه به گاه، کد لوله‌کشی فرآیندی ASME B31.3 ضخامت را با در نظر گرفتن خوردگی و سایر موارد مجاز کاهش می‌دهد. | استاندارد ASME B31.1 مدول مقطع را با استفاده از ضخامت اسمی محاسبه می‌کند. ضخامت تحت تأثیر خوردگی و سایر مقادیر مجاز کاهش نمی‌یابد. |
| 12 | قوانین استفاده از مواد در دمای زیر -29 درجه سانتیگراد | B31.3 قوانین گسترده‌ای را برای استفاده از مواد در دمای زیر -29 درجه سانتیگراد ارائه می‌دهد. | آیین‌نامه لوله‌کشی برق، B31.1، چنین قوانینی را برای جنس لوله‌های زیر -29 درجه سانتیگراد ارائه نمی‌دهد. |
| 13 | حداکثر مقدار ضریب محدوده تنش چرخه‌ای | حداکثر مقدار ضریب دامنه تنش چرخه‌ای، f طبق B31.3، 1.2 است. | طبق استاندارد ASME B31.1، حداکثر مقدار f برابر با ۱.۰ است. |
| 14 | مجاز برای تغییر دما فشار | طبق بند 302.2.4 از ASME B31.3، تغییرات گاه به گاه فشار-دما می‌تواند به میزان (الف) 33% حداکثر تا 10 ساعت در هر زمان و حداکثر تا 100 ساعت در سال یا (ب) 20% حداکثر تا 50 ساعت در هر زمان و حداکثر تا 500 ساعت در سال از حد مجاز تجاوز کند. | طبق بند 102.2.4 از ASME B31.1، تغییرات گاه به گاه فشار-دما می‌تواند به میزان (الف) 15% از حد مجاز تجاوز کند اگر مدت زمان رویداد بیش از 8 ساعت در هر زمان و بیش از 800 ساعت در سال نباشد، یا (ب) 20% اگر مدت زمان رویداد بیش از 1 ساعت در هر زمان و بیش از 80 ساعت در سال نباشد. |
| 15 | طراحی زندگی | لوله‌کشی فرآیندی مطابق با استاندارد ASME B31.3 معمولاً برای 20 تا 30 سال عمر مفید طراحی می‌شود. | لوله‌کشی برق با استفاده از استاندارد ASME B31.1 عموماً برای ۴۰ سال یا بیشتر عمر مفید طراحی می‌شود. |
| 16 | نیروی واکنش PSV | کد B31.3 معادلات خاصی برای محاسبه نیروی واکنش PSV ارائه نمی‌دهد. | ASME B31.1 معادلات خاصی را برای محاسبه نیروی واکنش PSV ارائه می‌دهد. |
| 17 | فشار تست هیدرواستاتیک | طبق استاندارد ASME B31.3، تست هیدرواستاتیک برای سیستم لوله‌کشی باید در ۱.۵ برابر فشار طراحی اصلاح‌شده برای دما انجام شود، به این معنی که فشار طراحی باید در S ضرب شود.تی/S در مورد لوله‌کشی فرآیند. در اینجا، Sتی= تنش مجاز جنس لوله در دمای آزمایش، و S = تنش مجاز جنس لوله در دمای طراحی قطعه. (بند 345.4.2) | فشار تست هیدرواستاتیک طبق استاندارد ASME B31.1، ۱.۵ برابر فشار طراحی لوله‌کشی است. (بند ۱۳۷.۴.۵) |
| 18 | فشار تست پنوماتیک | فشار تست پنوماتیک طبق استاندارد ASME B31.3 (1.1 تا 1.33) برابر فشار طراحی سیستم لوله‌کشی است. (بند 345.5.4) | B31.1 دستور می‌دهد که از فشار تست پنوماتیک بین (1.2 تا 1.5) برابر فشار طراحی سیستم لوله‌کشی استفاده شود. (بند 137.5.5) |
4.0تفاوت‌های ساده بین ASME B31.3 و ASME B31.1
- الزامات خمش و شکل‌دهی: این دو آیین‌نامه دستورالعمل‌های متمایزی برای عملیات خمش و شکل‌دهی دارند.
- صلاحیت‌های جوشکار و برزر: معیارهای صلاحیت بین این دو آیین‌نامه متفاوت است.
- محدودیت‌های چدن: هر آیین‌نامه محدودیت‌های متفاوتی را برای استفاده از مواد چدن تعیین می‌کند.
- انواع اتصال: معیارهای اتصالات لحیم‌کاری شده، لحیم‌کاری سخت و رزوه‌دار در آیین‌نامه‌ها متفاوت است.
- تغییرات تنش: مقادیر تنش برای یک سیستم مشابه، هنگام تحلیل با استفاده از دو کد در نرم‌افزاری مانند Caesar II (شکل 1)، متفاوت هستند.
5.0تفاوت در فرمول‌های محاسباتی بین استانداردهای ASME B31.1 و B31.3
مراجع:
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