محاسبه فشار تست هیدرواستاتیک در اختلاف ارتفاع

مقدمه

یکی از مباحثی که در تست هیدوراستاتیک مطرح می باشد محاسبات اختلاف ارتفاع در تست هیدرواستاتیک زمانیکه اختلاف ارتفاع در طول خط داریم. در واقع وقتی اختلاف ارتفاع در طول خط وجود دارد و بدلیل دانسیته بالای آب باعث تغییر در فشار خط در بالاترین نقطه خط نسبت به پایین ترین نقطه می شود.

نکته حائز اهمیت این است که در تست هیدوراستاتیک و بر اساس استاندارد IGS-I-DN-001، فشاری که باید خط را تست کنیم ۱.۵ برابر فشار طراحی می باشد و زمانیکه بخواهیم تست کنیم و خط دارای اختلاف ارتفاع باشد فشار در بالاترین نقطه، فشار در پایین ترین نقطه و فشار در جایی که داریم خط را تست میکنیم، متفاوت خواهد بود بنابراین سوال مهم این است که در نقطه ای که داریم به خط فشار میزنیم چه مقدار فشار بزنیم که در سه نقطه مذکور بتوان هم رعایت حداقل ۱.۵ برابر فشار طراحی را کرد هم اینکه فشار در پایین ترین نقطه اینقدر بالا نرود که باعث ترکیدن و آسیب به خط لوله شود و خلاصه اینکه بدانیم چه مقدار فشار بزنیم؟

محاسبات فشار در اختلاف ارتفاع

در اینجا میخواهیم این بحث را انجام دهیم و محاسبات اختلاف ارتفاع در تست هیدرواستاتیک را خدمتتان عرض کنیم:

به عنوان مثال می خواهیم خطی را بررسی کنیم که اختلاف ارتفاع آن ۱۵۰ می باشد. ابتدا یک پروفیل از خطی که می خواهیم تست هیدرواستاتیک بکنیم را درنظر می گیریم. شکل شماره ۱ را ببینید.

پروفیل خط از داده های اختلاف ارتفاع بدست آمده است که توسط جی.پی.اس گرفته شده است یا از طریق نقشه بردار مشخص شده است. در این پروفیل محلی که شروع خط بوده و میخواهیم فشار بزنیم با نقطه (A) نشان داده ایم و نقطه (B) پایین ترین نقطه و نقطه (C) بالاترین نقطه خط ما می باشد. بنابراین برای محاسبه فشاری که باید به خط بزنیم تا استاندارد تست را رعایت کند بدین صورت عمل می کنیم.

محاسبه فشار معادل یک متر آبگیری

ابتدا معادل فشار یک متر آبگیری را بر حسب PSI بدست می آوریم که محاسبات بدست آوردن فشاریک متر آب و تبدیل آن به واحد PSI در شکل شماره ۲ برای همکاران محاسبه کرده ام

محاسبه فشار در نقاط پایین و بالای خط

در محاسبات شکل (۱) مشخص شد که یک متر آبگیری درارتفاع برابر با ۱.۴۴ PSI(پوند) فشار ایجاد میکند بنابراین برای اختلاف ارتفاع ما که ۱۵۰ متر می باشد فشار ایجاد شده بدین صورت می باشد:

216=۱۵۰*۱.۴۴

محاسبه فشار در پایین ترین نقطه شبکه

پس برای اختلاف ارتفاع ما ۲۱۶ پوند فشار ایجاد می شود حال برای اینکه فشار ۱.۵ برابر فشار طراحی (در اینجا خط تغذیه بوده و فشار طراحی ۲۵۰ پوند است) می شود ۳۷۵ پوند که باید تست هیدرواستاتیک بر این اساس باشد. حال اگر بخواهیم فشار نقطه (C) 375 پوند باشد بنابراین فشار نقطه (B) بدین صورت است:

۵۹۱=۳۷۵+۲۱۶

محاسبه فشار در نقطه ابتدای شبکه

پس فشار در نقطه (B) که پایین ترین نقطه می باشد برابر با ۵۹۱ پوند خواهد شد. همچنین برای محاسبه فشار در نقطه (A) چون ۳۰ متر بالاتر قرار دارد اختلاف ارتفاع می شود ۱۲۰ متر که فشاری معادل ۱۷۲.۸ پوند ایجاد می کند:

۱۷۲.۸=۱۲۰*۱.۴۴

که محاسبه فشار در نقطه ابتدایی خط یا همان نقطه (A) مقدار ۵۴۷.۸ پوند می شود:

۵۴۷.۸=۱۷۲.۸+۳۷۵

نتیجه اینکه اگر بخواهیم استاندارد ۱.۵ برابر فشار طراحی برای تست هیدرواستاتیک در نظر بگیریم باید در نقطه شروع خط فشار را به اندازه ۵۴۷.۸ پوند افزایش دهیم تا انتهای خط حداقل فشار ۳۷۵ پوند را نشان دهد.

نکته مهم

فشار در پایین ترین نقطه برای لوله های گریدB نباید از حداقل ۷۵% حداقل تنش تسلیم بالاتر رود و جهت لوله های گرید X42 نباید از ۹۰% حداقل تنش تسلیم لوله فراتر رود و اگر فشار محاسبه شده در پایین ترین نقطه خط بالاتر از این محدودیت باشد باید خط را دو قسمت تقسیم کرده و دوباره فشار محاسبه شود و در صورتی که این شرط برقرار باشد می توانیم تست هیدرواستاتیک را اجرا کنیم.

پی نوشت

1. در صورتیکه دمای عمق زمین در عمق ۱۲۰ تا ۱۶۰ سانتیمتر، کمتر از ۵ درجه سانتیگراد باشد امکان تست نمی باشد و اندازه گیری فشار خط مردود است.
2. برای پر کردن خط باید دما حداقل ۲ درجه سانتیگراد باشد و در دمای کمتر از ۲ درجه سانتیگراد باید با هماهنگی بازرسی فنی ضد یخ زده شود و تاثیر آن بر محاسبات هم در نظر گرفته شود ( البته معمولا در محاسبات تاثیر آن در نظر گرفته نمی شود).