Tính toán chiều dày mặt bích thử áp.

Tính toán chiều dày mặt bích thử áp.

Khi thiết kế 1 hệ thống đường ống gồm ống ngầm và ống nổi, gọi tắt là hệ UG và AG, thì vấn đề thử áp suất là điều cần quan tâm, thông thường hệ ống UG sẽ được thi công trước và lấp đất lại, vì vậy bắt buộc ống UG sẽ phải hoàn thành thử áp suất trước khi lấp đất. Vậy chúng ta có thể bố trí tất cả các mặt bích ngăn cách giữa ống ngầm và ống nổi như hình? Để có thể lắp bích mù khi thử áp.
Tính toán chiều dày mặt bích thử áp
Hình 1: Hệ thống ống ngầm và ống nổi (UG/AG)

Nếu như tất cả mọi vị trí điều bố trí mặt bích thì chi phí tăng lên rất nhiều, vì vậy giải pháp đơn giản và hơi ít chuyên nghiệp đó là dùng thép tấm để hàn bịt đật ống. 
Do tấm thép này không nằm trong tiêu chuẩn phụ kiện đường ống nên cần được tính toán để đảm bảo chiều dày, và mối hàn phù hợp, sau đây mình sẽ hướng dẫn cách tính chiều dày mặt bích thử áp này.

Đề bài đưa ra:
Ống thép DN200 SCH40, áp suất thử là 25 bar(g), vật liệu tấm thép là SA516 Gr70, nôm na như hình dưới.
Theo tiêu chuẩn ASME SectionVIII Div.1 thì chiều dày "t" tấm đáy được tính theo công thức.
Trong đó:
    - t : Chiều dày của tấm đáy (mm)
    - d = 202.74mm: Đường kính trong của ống (Refer ASME B31.1)
    - C = 0.33 (Refer UG)
    - P = 25 bar: Áp suất của ống
   - S = 485 MPa: Ứng suất kéo lớn nhất cho phép (maximum allowable stress value in tension) (refer UG, ASME section II volume 2)
    - E = 0.55: hệ số bền mối hàn góc (Refer UW)

Thay các giá trị vào công thức trên ta được:
                                    t = 11.3mm
Theo tiêu chuẩn chiều dày thép tấm thì ta chọn t = 14mm để đảm bảo yêu cầu thử áp suất.
Theo Subsection B, Part UW thì mối hàn có chiều kích thước tối thiểu như hình trên.
Chú ý phần mối hàn theo hình bên dưới là không được phép áp dụng trong trường hợp này.
Ngoài ra thì theo tiêu ASME BPVC.VIII.1-2019 P.UW thì có thể dùng mối hàn vát mép cả tấm thép và đầu ống, nhưng điều này đồng nghĩa với việc cắt tấm thép phải tròn và mất thời gian gia công nhiều hơn, kiểu mối hàn này được thể hiện trong hình bên dưới.
Như vậy bên trên mình đã hướng dẫn tính toán cụ thể chiều dày và mối hàn để đảm bảo thử áp suất cho đường ống, trong đó vẫn còn 1 số lưu ý sau:
    - Khe hở lắp ghép mối hàn để đảm bảo hàn ngấu.
    - Cách vát mép để đảm bảo hàn không bị cháy chân.
    - Chọn ứng suất vật liệu.
Nếu như có bất kỳ thắc mắc nào trong quá trình tính toán thì có thể liên hệ qua email: ngochungcknl@gmail.com
Cảm ơn bạn đã đọc bài, mình là Hưng, kỹ sư ngành đường ống, thiết bị áp lực.