กฎ 3 ข้อสำหรับวาล์วระบายแรงดันคืออะไร?

เมื่อวิศวกรออกแบบระบบระบายแรงดัน พวกเขาปฏิบัติตามกฎที่ป้องกันความล้มเหลวของอุปกรณ์และปกป้องผู้คน กฎที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งในสาขานี้คือ "กฎ 3%" สำหรับท่อทางเข้าของวาล์วระบายแรงดัน กฎนี้ปรากฏในมาตรฐานวิศวกรรมที่สำคัญ เช่น API 520 และ ASME มาตรา VIII และการทำความเข้าใจอย่างถูกต้องอาจหมายถึงความแตกต่างระหว่างระบบที่ปลอดภัยและระบบที่เป็นอันตราย

กฎ 3% ระบุว่าการสูญเสียแรงดันที่ไม่สามารถกู้คืนได้ทั้งหมดในท่อทางเข้าที่นำไปสู่วาล์วระบายแรงดันไม่ควรเกิน 3% ของแรงดันที่ตั้งไว้ของวาล์ว พูดง่ายๆ ก็คือ เมื่อของไหลไหลผ่านท่อไปยังวาล์วระบาย แรงเสียดทานและความปั่นป่วนจะทำให้แรงดันบางส่วนลดลง ความดันที่ลดลงนี้จะต้องอยู่ต่ำกว่า 3% ของความดันที่วาล์วได้รับการออกแบบให้เปิด

เปอร์เซ็นต์ที่ดูเหมือนเรียบง่ายนี้ช่วยแก้ปัญหาที่ซับซ้อนในพลศาสตร์ของไหลได้จริง เมื่อรีลีฟวาล์วเปิด จะต้องมีการจ่ายของเหลวสม่ำเสมอและมีแรงดันเพียงพอเพื่อให้เปิดและทำงานได้ หากท่อทางเข้าทำให้สูญเสียแรงดันมากเกินไป วาล์วอาจเริ่มสั่น ซึ่งหมายความว่าวาล์วจะเปิดและปิดอย่างรวดเร็ว การพูดคุยนี้สามารถทำลายบ่าวาล์ว สร้างความเสียหายให้กับท่อที่เชื่อมต่อ และสร้างสถานการณ์ที่เป็นอันตรายในโรงงานอุตสาหกรรม

เหตุใดจึงมีขีดจำกัด 3%

เมื่อการคำนวณแสดงให้เห็นว่าแรงดันขาเข้าลดลงเกิน 3% และการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าส่วนที่เกินนั้น วิศวกรมีหลายทางเลือกในการทำให้ระบบเป็นไปตามข้อกำหนด แต่ละแนวทางมีค่าใช้จ่าย ความท้าทายในการนำไปใช้ และผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบโดยรวมที่แตกต่างกัน

ลองพิจารณาตัวอย่างที่เป็นประโยชน์เพื่อแสดงกระบวนการคำนวณ ภาชนะรับแรงดันแนวนอนที่ทำงานที่ 150 psig จำเป็นต้องมีการป้องกันแรงดันเกิน วาล์วระบายตั้งไว้ที่ 165 psig วาล์วที่เลือกมีพื้นที่ปาก 1.838 ตารางนิ้ว และพิกัดความจุ 54,300 ปอนด์/ชม. สำหรับไอน้ำอิ่มตัว

เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ แรงสปริงจะดันจานกลับลงบนเบาะ ซึ่งจะทำให้การไหลขาด ทันทีที่การไหลหยุดลง การสูญเสียความเสียดทานจะหายไปและแรงดันกลับคืนมา ทำให้วาล์วเปิดอีกครั้ง วงจรนี้จะเกิดซ้ำที่ความถี่ระหว่าง 50 ถึง 300 เฮิรตซ์ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนทางกลอย่างรุนแรง

การวิจัยโดยองค์กรต่างๆ เช่น ioMosaic และ Pressure Equipment Research Forum (PERF) แสดงให้เห็นว่าการสูญเสียแรงดันขาเข้ามีปฏิสัมพันธ์กับคุณลักษณะของสปริงวาล์วและเอฟเฟกต์เสียงในท่อ การศึกษาเหล่านี้ยืนยันว่าแม้ว่า 3% จะไม่ใช่กฎทางกายภาพ แต่ก็แสดงถึงเกณฑ์ที่ใช้งานได้จริงโดยอิงจากประสบการณ์ภาคสนามมานานหลายทศวรรษกับวาล์วแบบสปริงโหลดแบบธรรมดา

สิ่งที่นับเป็นการสูญเสียแรงดัน

กฎ 3% ใช้เฉพาะกับการสูญเสียแรงดันที่ไม่สามารถกู้คืนได้ วิศวกรจำเป็นต้องเข้าใจว่าสิ่งนี้รวมและไม่รวมอะไรบ้าง

การสูญเสียที่ไม่สามารถกู้คืนได้มาจากแรงเสียดทานระหว่างของไหลและผนังท่อ ความปั่นป่วนที่ข้อต่อต่างๆ เช่น ข้อศอกและที และผลกระทบทางเข้าที่ของไหลเข้าสู่ท่อจากภาชนะ การสูญเสียเหล่านี้จะลดพลังงานความดันของของเหลวอย่างถาวรและแปลงเป็นความร้อน การคำนวณใช้สมการดาร์ซี-ไวส์บาค ซึ่งพิจารณาความยาวท่อ เส้นผ่านศูนย์กลาง ปัจจัยเสียดสี และค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของข้อต่อ

สิ่งที่กฎ 3% ไม่ได้รวมไว้คือการเปลี่ยนแปลงส่วนหัวแบบคงที่ หากวาล์วระบายตั้งอยู่สูงกว่าถังที่ได้รับการป้องกัน ความแตกต่างของแรงดันไฮโดรสแตติกคือการสูญเสียที่สามารถกู้คืนได้ แม้ว่าสิ่งนี้จะส่งผลต่อการกำหนดแรงดันชุดวาล์ว แต่จะไม่นับรวมในขีดจำกัดการสูญเสียทางเข้า 3% ในทำนองเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงของหัวความเร็วในส่วนตรงโดยไม่มีการลดพื้นที่มักจะสามารถกู้คืนได้

ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียทางเข้าสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากมีผลกระทบอย่างมากต่อท่อทางเข้าที่สั้น ทางเข้าขอบแหลมซึ่งท่อเชื่อมต่อแบบฝังกับหัวฉีดของถังมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน K ประมาณ 0.5 วิศวกรสามารถลดสิ่งนี้ลงเหลือประมาณ 0.1 ได้โดยใช้ทางเข้าแบบกลมหรือแบบปากระฆัง สำหรับท่อทางเข้าขนาด 2 นิ้วที่รองรับไอน้ำ 10,000 ปอนด์/ชม. ความแตกต่างนี้เพียงอย่างเดียวสามารถคิดเป็น 1% ถึง 2% ของแรงดันที่ตั้งไว้ ซึ่งทำให้จำเป็นต่อการปฏิบัติตามขีดจำกัด 3%

การคำนวณแรงดันตกขาเข้า

P100 (incə)

การตัดสินใจที่สำคัญที่สุดคือการเลือกอัตราการไหลที่ถูกต้องสำหรับการคำนวณ API 520 ส่วนที่ II ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าวิศวกรควรใช้ความจุที่กำหนดของวาล์ว ไม่ใช่ความสามารถในการระบายที่จำเป็นสำหรับสถานการณ์เฉพาะ ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากรีลีฟวาล์ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเภทสปริงโหลดทั่วไป จะเปิดเต็มที่เมื่อยกขึ้น เมื่อยกเต็มที่ การไหลผ่านท่อทางเข้าจะถูกกำหนดโดยบริเวณคอของวาล์ว ไม่ใช่จากสถานการณ์แรงดันเกินที่ต้นน้ำ

หากวิศวกรคำนวณการสูญเสียทางเข้าโดยใช้ความจุที่ต้องการน้อยกว่าแทนความจุที่กำหนด พวกเขาจะประเมินแรงดันตกจริงที่เกิดขึ้นเมื่อวาล์วเปิดต่ำเกินไป วาล์วอาจมีขนาด 15,000 ปอนด์/ชม. ขึ้นอยู่กับสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุด แต่หากพิกัดความสามารถที่ยกเต็มที่คือ 25,000 ปอนด์/ชม. ท่อทางเข้าจะต้องได้รับการตรวจสอบที่ 25,000 ปอนด์/ชม. เพื่อประเมินความเสถียรอย่างเหมาะสม

วิธีแก้ปัญหาที่ตรงที่สุดคือการปรับเปลี่ยนท่อทางเข้าเอง การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะช่วยลดการสูญเสียแรงดันได้อย่างมาก เนื่องจากแรงเสียดทานตกจะแปรผกผันกับกำลังที่ห้าของเส้นผ่านศูนย์กลาง การอัพเกรดจากท่อทางเข้าขนาด 2 นิ้วเป็น 3 นิ้วสามารถลดการสูญเสียแรงดันได้เจ็ดเท่าหรือมากกว่า อย่างไรก็ตาม การดำเนินการนี้จำเป็นต้องเปลี่ยนท่อ อาจมีการปรับเปลี่ยนหัวฉีดของถัง และจัดการกับใบอนุญาตทำงานที่ร้อนจัดและการปิดโรงงาน

ระบบของเหลวต้องมีการพิจารณาที่แตกต่างกัน แม้ว่าของเหลวจะบีบอัดไม่ได้ แต่ก็มีความหนาแน่นสูงกว่าซึ่งสร้างแรงดันตกคร่อมที่มากขึ้นด้วยความเร็วที่เท่ากัน ผลกระทบของความหนืดกลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับน้ำมันหนักหรือสารละลายโพลีเมอร์ โดยที่เลขเรย์โนลด์สอาจต่ำพอที่จะเพิ่มปัจจัยการเสียดสีได้อย่างมาก สมการโคลบรูค-ไวท์หรือแผนภาพมูดี้ส์ให้แฟคเตอร์แรงเสียดทานตามหมายเลขเรย์โนลด์สและความหยาบสัมพัทธ์ของท่อ

สำหรับสถานการณ์การไหลแบบสองเฟส ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างปฏิกิริยาควบคุมหนีหรือสถานการณ์บรรเทาความร้อน วิศวกรต้องใช้ความสัมพันธ์เฉพาะทาง แบบจำลองสมดุลเนื้อเดียวกัน (HEM) หรือวิธีโอเมก้าที่แนะนำโดยสถาบันออกแบบระบบบรรเทาเหตุฉุกเฉิน (DIERS) จะคำนวณแรงดันตกคร่อมแบบรวมสำหรับการสร้างไอและการเลื่อนระหว่างเฟส

ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานทั่วไป (K) สำหรับส่วนประกอบท่อทางเข้า

ส่วนประกอบ	เค แวลู	หมายเหตุ
ทางเข้าแหลมคม	0.5	การเชื่อมต่อกับเรือแบบฟลัช
ทางเข้าโค้งมน (r/D = 0.1)	0.1	การเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นช่วยลดการสูญเสีย
ข้องอมาตรฐาน 90°	30-40 fD	วิธีความยาวเท่ากัน
ข้องอ 45°	16 ส.ค	ความต้านทานน้อยกว่า 90°
วาล์วประตู (เปิดเต็มที่)	8 เอฟดี	ควรล็อคเปิดไว้
ตัวลด (หดตัวกะทันหัน)	0.5 × (1 - β²)²	β = อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง

เมื่อสามารถเกินกฎ 3% ได้

มาตรฐานทางวิศวกรรมที่กำหนดกฎ 3% ยังรับรู้ว่านี่ไม่ใช่ขีดจำกัดทางกายภาพที่แน่นอน เริ่มต้นด้วยรุ่นปี 1994 API 520 Part II ได้แนะนำข้อกำหนดสำหรับการเกิน 3% ผ่านสิ่งที่เรียกว่า "การวิเคราะห์ทางวิศวกรรม"

วิธีการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมนี้รับทราบว่าเกณฑ์ 3% เป็นเกณฑ์การคัดกรองที่เรียบง่าย บางระบบที่มีการสูญเสียทางเข้ามากกว่า 3% ยังคงสามารถทำงานได้อย่างเสถียร ในขณะที่บางระบบที่มีการสูญเสียต่ำกว่า 3% อาจประสบปัญหาเนื่องจากการสั่นพ้องทางเสียงหรือเอฟเฟกต์ไดนามิกอื่นๆ ที่ไม่ได้บันทึกโดยการคำนวณแรงดันตกคงที่

การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมที่เหมาะสมเกิน 3% เกี่ยวข้องกับสององค์ประกอบหลัก: การวิเคราะห์สมดุลแรงและการวิเคราะห์เสียง วิธีปรับสมดุลแรงจะตรวจสอบว่าวาล์วยังคงเปิดอยู่ตลอดช่วงการยกหรือไม่ โดยจะเปรียบเทียบแรงขึ้นจากแรงดันขาเข้า (หลังการสูญเสีย) บวกกับแรงสนับสนุนจากห้องรวมตัวกับแรงลงจากสปริงพรีโหลด แรงดันย้อนกลับ และการลากของไหล หากมีระยะขอบเป็นบวกในทุกจุดการทำงาน วาล์วควรจะคงที่

แนวทางแก้ไขเมื่อการสูญเสียทางเข้าเกิน 3%

เมื่อการคำนวณแสดงให้เห็นว่าแรงดันขาเข้าลดลงเกิน 3% และการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าส่วนที่เกินนั้น วิศวกรมีหลายทางเลือกในการทำให้ระบบเป็นไปตามข้อกำหนด แต่ละแนวทางมีค่าใช้จ่าย ความท้าทายในการนำไปใช้ และผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบโดยรวมที่แตกต่างกัน

วิธีแก้ปัญหาที่ตรงที่สุดคือการปรับเปลี่ยนท่อทางเข้าเอง การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะช่วยลดการสูญเสียแรงดันได้อย่างมาก เนื่องจากแรงเสียดทานตกจะแปรผกผันกับกำลังที่ห้าของเส้นผ่านศูนย์กลาง การอัพเกรดจากท่อทางเข้าขนาด 2 นิ้วเป็น 3 นิ้วสามารถลดการสูญเสียแรงดันได้เจ็ดเท่าหรือมากกว่า อย่างไรก็ตาม การดำเนินการนี้จำเป็นต้องเปลี่ยนท่อ อาจมีการปรับเปลี่ยนหัวฉีดของถัง และจัดการกับใบอนุญาตทำงานที่ร้อนจัดและการปิดโรงงาน

การปรับเปลี่ยนรูปทรงทางเข้าทำให้มีทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำสำหรับกรณีส่วนเพิ่ม การเปลี่ยนการเชื่อมต่อหัวฉีดที่มีขอบแหลมด้วยทางเข้าแบบโค้งมนสามารถคืนแรงดันที่ตั้งไว้ได้ 1% ถึง 2% โดยมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด การเปลี่ยนแปลงง่ายๆ นี้เกี่ยวข้องกับงานตัดเฉือนที่มักจะทำได้ในระหว่างช่วงการบำรุงรักษาตามแผนโดยไม่ต้องแก้ไขท่ออย่างละเอียด

วาล์วระบายที่ควบคุมด้วยไพล็อต (PORV) นำเสนอโซลูชั่นที่แตกต่างโดยพื้นฐาน ต่างจากวาล์วทั่วไปที่ของเหลวในกระบวนการทำงานโดยตรงบนจาน วาล์วที่ควบคุมโดยนักบินจะใช้วาล์วนำร่องขนาดเล็กเพื่อควบคุมวาล์วหลักที่ใหญ่กว่า นักบินสามารถรับรู้ถึงแรงกดดันผ่านสายการรับรู้ระยะไกลที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเรือที่ได้รับการป้องกัน การจัดเรียงนี้จะข้ามปัญหาการสูญเสียแรงดันของท่อทางเข้าโดยสิ้นเชิง เนื่องจากจุดตรวจจับอยู่ต้นทางของการสูญเสียแรงดันของท่อทางเข้า API 520 ยกเว้นวาล์วที่ควบคุมโดยนักบินอย่างชัดเจนด้วยการตรวจจับระยะไกลจากข้อจำกัดการสูญเสียทางเข้า 3%

การเปรียบเทียบโซลูชันสำหรับการลดแรงดันขาเข้าสูง

สารละลาย	ประสิทธิผล	ต้นทุนทั่วไป	ความซับซ้อนในการดำเนินการ
เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ	สูงมาก (ΔP ∝ 1/D⁵)	15,000-50,000 ดอลลาร์	สูง - ต้องใช้งานร้อน, ปิดเครื่อง
ลดความยาวทางเข้าให้สั้นลง	สูง - ลดแรงเสียดทานและความล่าช้าของเสียง	10,000-40,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ	สูง - ถูกจำกัดด้วยข้อจำกัดของโครงร่าง
ทางเข้าโค้งมน	ปานกลาง (โดยทั่วไปประหยัด 1-2%)	1,000-5,000 ดอลลาร์	งานตัดเฉือนต่ำเท่านั้น
จำกัดการยกวาล์ว	สูง (ΔP ∝ Q²)	2,000-8,000 ดอลลาร์	ปานกลาง - ต้องตรวจสอบความจุ
เพิ่มการล่มสลาย	ปานกลาง - เพิ่มระยะขอบ	1,000-3,000 ดอลลาร์	ต่ำ - ปรับเท่านั้น
วาล์วควบคุมด้วยไพล็อต (PORV)	โซลูชั่นที่สมบูรณ์	20,000-60,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ	ปานกลาง - อุณหภูมิจำกัด

ผลที่ตามมาจากโลกแห่งความเป็นจริงของการเพิกเฉยต่อกฎ

กฎ 3% มีอยู่เนื่องจากการละเมิดทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงในโรงงานอุตสาหกรรม การทำความเข้าใจเหตุการณ์เหล่านี้ช่วยอธิบายว่าทำไมหน่วยงานกำกับดูแลและบริษัทประกันภัยจึงให้ความสำคัญกับกฎเกณฑ์อย่างจริงจัง

ด้านกฎระเบียบและกฎหมาย

ในสหรัฐอเมริกา การปฏิบัติตามกฎ 3% มีน้ำหนักทางกฎหมายมากกว่าแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดทางวิศวกรรมง่ายๆ ข้อบังคับการจัดการความปลอดภัยในกระบวนการ (PSM) ของสำนักงานความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (OSHA) ที่ 29 CFR 1910.119 กำหนดให้อุปกรณ์ปฏิบัติตาม Recognized and Generally Accepted Good Engineering Practices (RAGAGEP) OSHA ยอมรับ API 520 และ ASME มาตรา VIII อย่างชัดเจนว่าเป็น RAGAGEP สำหรับระบบลดแรงดัน

ซึ่งหมายความว่าการติดตั้งวาล์วระบายที่ละเมิดกฎ 3% โดยไม่มีเหตุผลทางวิศวกรรมที่ได้รับการรับรอง ถือเป็นการละเมิดกฎระเบียบด้านความปลอดภัยของรัฐบาลกลางโดยตรง ในระหว่างการตรวจสอบ OSHA PSM และการตรวจสอบ National Emphasis Program (NEP) ผู้ตรวจสอบจะขอแพ็คเกจการคำนวณวาล์วระบายเป็นประจำ หากการคำนวณเหล่านี้แสดงการสูญเสียทางเข้าเกิน 3% โดยไม่มีเอกสารการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมที่เหมาะสม โรงงานดังกล่าวต้องเผชิญกับการอ้างอิงซึ่งอาจรวมถึงบทลงโทษจำนวนมาก

Sự chênh lệch áp suất này đẩy phần đóng của van (như đĩa hoặc quả bóng) ra khỏi chỗ ngồi của nó.

วิศวกรสามารถหลีกเลี่ยงปัญหากฎ 3% ผ่านแนวทางปฏิบัติที่เหมาะสมในการออกแบบ การติดตั้ง และการจัดการอย่างต่อเนื่อง การปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้จะช่วยลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและความเสี่ยงด้านกฎระเบียบ

ในระหว่างการออกแบบเบื้องต้น ให้วางวาล์วระบายให้ใกล้กับอุปกรณ์ป้องกันมากที่สุด เลือกขนาดท่อทางเข้าโดยใช้การคำนวณไฮดรอลิกที่เข้มงวดมากกว่าหลักเกณฑ์ทั่วไป ข้อผิดพลาดทั่วไปคือสมมติว่าท่อทางเข้าอาจมีขนาดเท่ากับการเชื่อมต่อทางเข้าของวาล์วระบาย สำหรับวาล์วที่มีขนาด 3 นิ้วขึ้นไป ท่อทางเข้ามักจะต้องมีขนาดท่อที่ใหญ่กว่าจุดต่อวาล์วอย่างน้อย 1 ขนาด

บันทึกสมมติฐานและการคำนวณทั้งหมดไว้ในแพ็คเกจการออกแบบวาล์วระบาย หากการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมดำเนินการเพื่อให้เกิน 3% การวิเคราะห์นี้จะต้องได้รับการบันทึกไว้โดยละเอียดพร้อมกับการคำนวณที่รองรับทั้งหมด ใช้การจัดการขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงที่กำหนดผลกระทบของระบบบรรเทาทุกข์โดยเฉพาะ การเปลี่ยนแปลงทั่วไป เช่น การเพิ่มอัตราการผลิตสามารถเปลี่ยนแปลงการสูญเสียแรงดันขาเข้าได้อย่างมาก

ตัวอย่างการคำนวณเชิงปฏิบัติ

ลองพิจารณาตัวอย่างที่เป็นประโยชน์เพื่อแสดงกระบวนการคำนวณ ภาชนะรับแรงดันแนวนอนที่ทำงานที่ 150 psig จำเป็นต้องมีการป้องกันแรงดันเกิน วาล์วระบายตั้งไว้ที่ 165 psig วาล์วที่เลือกมีพื้นที่ปาก 1.838 ตารางนิ้ว และพิกัดความจุ 54,300 ปอนด์/ชม. สำหรับไอน้ำอิ่มตัว

ท่อทางเข้าประกอบด้วยท่อ Schedule 40 ขนาด 3 นิ้ว ยาว 10 ฟุต พร้อมข้องอ 90 องศา 2 ข้อ และทางเข้าขอบสี่เหลี่ยมเรียบหรู เราจำเป็นต้องตรวจสอบว่าการสูญเสียแรงดันขาเข้ายังคงต่ำกว่า 3% ของแรงดันที่ตั้งไว้ (4.95 psig)

เราคำนวณความหนาแน่นและความเร็วของไอน้ำโดยใช้วิธีดาร์ซี-ไวส์บาค (ประมาณ 203 ฟุต/วินาที) ตัวเลขเรย์โนลด์สบ่งบอกถึงการไหลเชี่ยว โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเท่ากับ 0.015 การสูญเสียแรงเสียดทานของท่อตรงคือประมาณ 1.2 psi ข้อศอก 2 อันเพิ่ม 1.8 psi การสูญเสียทางเข้าคือ 1.1 psi

การสูญเสียแรงดันขาเข้าทั้งหมด = 4.1 psigเมื่อเปรียบเทียบกับค่าที่อนุญาต 4.95 psig แสดงว่าการออกแบบเป็นไปตามกฎ 3% โดยมีระยะขอบประมาณ 17%

บทสรุป

กฎ 3% สำหรับการสูญเสียแรงดันขาเข้าของวาล์วระบายแรงดันแสดงถึงประสบการณ์ทางวิศวกรรมมานานหลายทศวรรษที่กลั่นกรองออกมาเป็นเกณฑ์การออกแบบที่ใช้งานได้จริง แม้ว่าอาจดูเหมือนเป็นเกณฑ์ที่กำหนดขึ้นเอง แต่ก็จัดการโดยตรงต่อปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แท้จริงของความไม่เสถียรของวาล์วและการสะท้านที่เป็นสาเหตุให้มีผู้เสียชีวิตและอุปกรณ์สำคัญเสียหายในโรงงานอุตสาหกรรม

การทำความเข้าใจกฎต้องเข้าใจทั้งวัตถุประสงค์และข้อจำกัด ขีดจำกัด 3% เป็นเกณฑ์การคัดกรองแบบอนุรักษ์นิยมซึ่งใช้ได้กับวาล์วโหลดสปริงทั่วไปส่วนใหญ่ในการใช้งานทั่วไป การปฏิบัติตามข้อกำหนดเกี่ยวข้องกับการออกแบบเบื้องต้นที่เหมาะสม การคำนวณอย่างรอบคอบของส่วนประกอบที่สูญเสียแรงดันทั้งหมดโดยใช้ความจุของวาล์วที่กำหนด ความใส่ใจในรายละเอียด เช่น รูปทรงทางเข้า และการจัดทำเอกสารอย่างละเอียด