Bơm ly tâm dùng trong công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí thiên nhiên - Phần 17

Phụ lục E

(tham khảo)

Danh mục kiểm tra của người kiểm tra

Các mức được chỉ ra ở Bảng E.1 có thể được đặc tính như sau:

. Mức 1 được sử dụng chủ yếu cho các bơm làm việc chung;

. Mức 2 bao gồm các yêu cầu tính năng và yêu cầu vật liệu và chặt chẽ hơn mức 1;

. Các điều mục ở mức 3 phải được xem xét cho các bơm làm việc tới hạn.

Việc kiểm tra theo yêu cầu phải được chỉ rõ trong cột thứ nhất như:

. C: Chỉ xác nhận.

. O: Kiểm tra quan sát.

. W: Kiểm tra có người làm chứng.

Bảng E.1 - Danh mục kiểm tra của người kiểm tra

Phụ lục F

(quy định)

Tiêu chí cho việc thiết kế đường ống

F.1 Bơm trục ngang

F.1.1 Hình dạng đường ống được chấp nhận không được gây ra sự lệch quá mức giữa bơm và bộ dẫn động. Hình dạng ống mà tạo ra tải trọng vòi phun của bộ phận nằm trong phạm vi được quy định trong Bảng 5 giới hạn biến dạng thân đến một nửa tiêu chí thiết kế của nhà cung cấp bơm (xem 6.3.3) và đảm bảo sự xê dịch trục bơm nhỏ hơn 250 mm (0,010 in).

F.1.2 Hình dạng đường ống tạo ra tải trọng ngoài phạm vi quy định trong Bảng 5 cũng có thể chấp nhận được không cần phải hỏi ý kiến nhà cung cấp bơm nếu điều kiện quy định từ F.1.2 a) đến F.1.2 c) như dưới đây được thỏa mãn. Việc thỏa mãn các điều kiện này đảm bảo rằng bất kỳ sự biến dạng thân bơm nào nằm trong tiêu chí thiết kế của nhà cung cấp (xem 6.3.3) và đảm bảo rằng sự xê dịch trục bơm nhỏ hơn 380 mm (0,015 in).

a) Lực và mô men mỗi bộ phận tác động lên mỗi bích vòi phun của bơm phải không được vượt quá phạm vi quy định trong Bảng 5 (T4) bởi một hệ số nhiều hơn 2.

b) Hợp lực được áp dụng (F_RSA), F_RDA) và mô men tổng hợp được áp dụng (M_RSA), M_RDA) tác động lên mỗi bích vòi phun của bơm phải thỏa mãn công thức tương tác thích hợp như được đưa ra trong công thức (F.1) và (F.2):

[F_RSA/(1,5 · F_RST4)] + [M_RSA/(1,5 · M_RST4)] <2                                   (F.1)

[F_RDA/(1,5 · F_RDT4)] + [M_RDA/(1,5 · M_RDT4)] <2                                  (F.2)

c) Lực và mô men mỗi bộ phận được áp dụng tác động lên mỗi bích vòi phun của bơm phải được tịnh tiến đến giữa bơm. Đại lượng của hợp lực áp dụng, F_RCA, mô men tổng hợp, M_RCA, và mô men áp dụng phải được giới hạn bởi công thức (F.3) đến (F.5). (Quy ước dấu được cho trong Hình 21 đến Hình 25 và quy tắc bàn tay phải nên được sử dụng trong việc đánh giá các công thức này).

F_RCA < 1,5 (F_RST4 + F_RDT4)                                                             (F.3)

|M_YCA| < 2,0 (M_YST4 + M_YDT4)                                                         (F.4)

M_RCA < 1,5 (M_RST4 + M_RDT4)                                                          (F.5)

trong đó:

F_RCA = [(F_XCA)² + (F_YCA)² + (F_ZCA)²]^0,5

trong đó:

F_XCA = F_XSA + F_XDA

F_YCA = F_YSA + F_YDA

F_ZCA = F_ZSA + F_ZDA

M_RCA = [(M_XCA)² + (M_YCA)² + (M_ZCA)²]^0,5

trong đó

M_XCA = M_XSA + M_XDA - [(F_YSA)(zS) + (F_YDA)(zD) - (F_ZSA)(yS) - (F_ZDA)(yD)]/1000

M_YCA = M_YSA + M_YDA + [(F_XSA)(zS) + (F_XDA)(zD) - (F_ZSA)(xS) - (F_ZDA)(xD)]/1000

M_ZCA = M_ZSA + M_ZDA - [(F_XSA)(yS) + (F_XDA)(yD) - (F_YSA)(xS) - (F_YDA)(xD)]/1000

Theo đơn vị USC, hằng số 1 000 phải được biến đổi thành 12. Hằng số này là hệ số chuyển đổi để thay đổi từ milimét sang mét hoặc inch sang ft.

F.1.3 Hình dạng đường ống tạo ra tải trọng lớn hơn tải trọng cho phép trong F.1.2 phải được thỏa thuận bởi cả khách hàng và nhà cung cấp.

CHÚ THÍCH: Để định lượng sự biến dạng cơ khí thực tế (tại điều kiện môi trường xung quanh) phải tiến hành kiểm tra sự căn chỉnh đường ống được yêu cầu trong API RP 686, Chương 6. API686 chỉ cho phép độ biến dạng rất nhỏ do sử dụng giá trị từ phụ lục này.

F.2 Bơm đứng dọc trục

Bơm đứng dọc trục (OH3 và OH6) mà chỉ được đỡ nhờ đường ống đã được lắp có thể liên quan đến tải trọng bộ phận đường ống mà lớn hơn gấp đôi giá trị được đưa trong Bảng 5 nếu các tải trọng này không gây ra một ứng suất chính lớn hơn 41 N/mm² (5 950 psi) ở bất kỳ vòi phun nào. Để tính toán, tính chất đoạn vòi phun của bơm phải dựa vào quy trình 40 ống mà kích cỡ danh nghĩa của nó bằng với kích cỡ của vòi phun thích hợp. Các công thức (F.6), (F.7) và (F.8) có thể được sử dụng để định lượng ứng suất chính, ứng suất dọc và ứng suất cắt tương ứng trong vòi phun.

Đối với đơn vị SI, áp dụng công thức (F.6) đến (F.8):

Đối với đơn vị USC, áp dụng công thức (F.9) đến (F.11)

Trong đó:

 ứng suất chính, tính bằng megapascal (pao lực trên mỗi inch vuông);

 ứng suất dọc, tính bằng megapascal (pao lực trên mỗi inch vuông);

 ứng suất cắt, tính bằng megapascal (pao lực trên mỗi inch vuông);

F_X lực trên trục X;

F_Y lực trên trục Y;

F_Z lực trên trục Z;

M_X mô men trên trục X;

M_Y mô men trên trục Y;

M_Z mô men dụng trên trục Z;

D_i, D_o đường kính trong và ngoài của vòi phun, tính bằng milimet (inch).

F_X, F_Y, M_X, M_Y, và M_Z là các tải trọng tác động lên vòi hút hoặc vòi xả; như vậy chỉ số dưới dòng S_A và D_A được lược bỏ để đơn giản hóa công thức. Tín hiệu F_Y là dương nếu tải trọng đặt vòi phun chịu lực căng; là âm nếu tải trọng đặt vòi phun chịu nén. Có thể tham khảo ở Hình 21 và tải trọng tác dụng lên vòi phun để xác định xem vòi phun chịu căng hay chịu nén. Giá trị tuyệt đối M_Y phải được dùng trong công thức (F.8) và (F.11).

F.3 Thuật ngữ

Các định nghĩa dưới đây áp dụng cho các vấn đề mẫu thử trong F.4.

C Tâm của bơm. Đối với bơm loại OH2, BB2, và BB5 có hai giá đỡ, tâm được xác định nhờ chỗ giao nhau của đường trục bơm và mặt thẳng đứng đi qua tâm của hai giá đỡ (xem Hình 24 và Hình 25). Đối với bơm loại BB1, BB3 và BB5 có bốn giá đỡ, tâm được xác định nhờ điểm giao nhau của trục đường trục bơm và mặt thẳng đứng đi qua giữa đường giữa bốn giá đỡ (xem Hình 23);

D Vòi xả;

D_i Đường kính trong của quy trình ống 40 mà kích cỡ danh nghĩa của ống bằng với kích cỡ vòi bơm theo yêu cầu, tính bằng milimét (inch);

D_o Đường kính ngoài của quy trình ống 40 mà kích cỡ danh nghĩa của ống bằng với kích cỡ vòi bơm theo yêu cầu, tính bằng milimét (inch);

F Lực, tính bằng Newton (pao lực);

F_R Hợp lực; F_RSA và F_RDA được tính bằng căn bậc hai của tổng phương pháp lấy bình phương sử dụng lực bộ phận được áp dụng tác động lên bích vòi phun; F_RST4 và F_RDT4 được trích từ Bảng 5, sử dụng kích cỡ vòi phun thích hợp;

M Mô men, tính bằng Newton mét (ft-pao lực);

M_R Mô men tổng hợp; M_RSA và M_RDA được tính bằng căn bậc hai của phương pháp lấy bình phương sử dụng mô men bộ phận được áp dụng tác động lên bích vòi phun; M_RST4 và M_RDT4 được trích từ Bảng 5 sử dụng kích cỡ vòi phun thích hợp;

 ứng suất chính, được tính bằng megapascal (pao lực trên inch vuông);

 ứng suất dọc, được tính bằng Newton trên milimét vuông (pao trên inch vuông);

 ứng suất cắt, được tính bằng Newton trên milimét vuông (pao trên inch vuông);

S Vòi hút;

x, y,z Tọa độ định vị các bích vòi phun với tâm của bơm, tính bằng milimét (inch);

X, Y, Z Chiều tải trọng (xem Hình 21 đến Hình 25);

Chỉ số dưới dòng A là tải trọng được áp dụng;

Chỉ số dưới dòng T4 là tải trọng được trích từ Bảng 5.

F.4 Vấn đề mẫu thử

F.4.1 Ví dụ 1A - Đơn vị SI

F.4.1.1 Vấn đề

Đối với bơm chất lỏng hút có đầu công xôn (OH2), kích cỡ vòi phun và tọa độ định vị được cho trong Bảng F.1. Tải trọng vòi phun được áp dụng như được cho trong Bảng F.2. Vấn đề là xác định xem điều kiện quy định ở F.1.2a), F.1.2b) và F.1.2c) có thỏa mãn hay không.

F.4.1.2 Giải pháp

F.4.1.2.1 Việc kiểm tra điều kiện F.1.2a) được tiến hành như sau:

Đối với vòi hút mặt đầu DN 250:

|F_XSA/F_XST4| = |+12900/6670| = 1,93 < 2,00

|F_YSA/F_YST4| = |0/5340| = 0 < 2,00

|F_ZSA/F_ZST4| = |-8 852/4450| = 1,99 < 2,00

|M_XSA/M_XST4| = |-1 356/5020| = 0,27 < 2,00

|M_YSA/M_YST4| = |-5 017/2440| = 2,06 > 2,00

|M_ZSA/M_ZST4| = |-7 458/3800| = 1,96 < 2,00

Vì M_YSA vượt quá giá trị quy định trong Bảng 5 (đơn vị SI) bởi nhiều hơn hệ số 2 nên không thỏa mãn. Giả sử M_YST có thể giảm xuống -4 879. Khi đó,

|M_YSA/M_YST4| = |-4 879/2440| = 1,999 < 2,00

Đối với vòi xả trên cùng DN 200:

|F_XDA/F_XDT4| = |+7117/3 780| = 1,88 < 2,00

|F_YDA/F_YDT4| = |-445/3110| = 0,14 < 2,00

|F_ZDA/F_ZDT4| = |+8 674/4890| = 1,77 < 2,00

|M_XDA/M_XDT4| = |+678/3530| = 0,19 < 2,00

|M_YDA/M_YDT4| = |-3 390/1760| = 1,93 < 2,00

|M_ZDA/M_ZDT4| = |-4 882/2 580| = 1,89 < 2,00

Miễn là M_YSA có thể giảm xuống -4 879, tải trọng đường ống tác động lên mỗi vòi thỏa mãn được điều kiện quy định trong F.1.2 a).

Bảng F.1 - Kích cỡ vòi phun và tọa độ định vị cho Ví dụ 1A

Bảng F.2 - Tải trọng vòi áp dụng cho Ví dụ 1A

F.4.1.2.2 Việc kiểm tra điều kiện F.1.2b) được tiến hành như sau:

Đối với vòi hút, F_RSA và M_RSA được xác định bằng căn bậc hai của tổng phương pháp lấy bình phương:

Liên quan đến công thức (F.1):

F_RSA / (1,5 · F_RST4) + M_RSA/(1,5 · M_RST4) ≤ 2

15645/(1,5 · 9630) + 9015/(1,5 · 6750) ≤ 2

                                                      1,96 < 2

Đối với vòi xả, F_RDA và M_RDA được xác định bằng phương pháp tương tự được sử dụng để tìm ra F_RSA và M_RSA:

Liên quan đến công thức (F.2):

F_RDA/ (1,5 · F_RDT4) + M_RDA/(1,5 · M_RDT4) ≤ 2

11229/(1,5 · 6920) + 5982/(1,5 · 4 710) ≤ 2

                                                       1,93 < 2

Tải trọng tác động lên mỗi vòi phun thỏa mãn công thức tương tác thích hợp, do vậy điều kiện xác định trong F.1.2 b) phải được thỏa mãn.

F.4.1.2.3 Việc kiểm tra điều kiện F.1.2c) được tiến hành như sau:

Để kiểm tra điều kiện này, lực và mô men bộ phận được tịnh tiến và phân giải đến tâm của bơm. F_RCA được xác định như sau [xem F.1.2c)]:

Liên quan đến công thức (F.3):

F_RCA < 1,5 · (F_RST4 + F_RDT4)

20023 < 1,5 · (9 630 + 6920)

20023 < 24 825

M_YCA được xác định như sau [xem F.1,2c)]:

= (-4879) + (-3390) + [(+12 900)(0,00)+...

...+(+7117)(+381) - (-8852)(+267) -(+8674)(0,00)]/1000

= -3194

Liên quan đến công thức (F.4):

|M_YCAl < 2,0(M_YST4 + M_YDT4)

|-3 194| < 2,0(2 440 + 1 760)

3 194 < 8 400

M_RCA được xác định như sau [xem F.1.2c)]:

M_YCA = -3 194 (xem tính toán ở phần trước)

M_ZCA = (-7458) +(-4882) -[(+12 900)(0,00) +(+7117)(-311) -(0)(+267) -(-445)(0,00)]/1000

= -10 127

M_RCA = [(-3 206)² + (-3194)² + (-10 127)²]^0,5

= 11 092

Liên quan đến công thức (F.5):

M_RCA < 1,5 · (M_RST4 + M_RDT4)

11092 < 1,5 · (6 750 + 4710)

11092 < 17 190

Như vậy, tất cả các yêu cầu của F.1.2 c) đã được thỏa mãn.