天之道與MAWP
天之道
天之道其猶張弓歟?
高者抑之,
下者舉之,
有余者損之,
不足者補之。
天之道,
損有余而補不足。
-老子《道德經(jīng)》

MAWP
MAWP,顧名思義,Maximum Allowable Working Pressure,最大允許工作壓力。一般用于大于或等于設(shè)計壓力。
MAWP是用來判斷設(shè)備在設(shè)計條件下的能夠承受的最大壓力。
一臺設(shè)備按照設(shè)計壓力做出來后,或多或少,留有裕量。這些裕量使得設(shè)備實際能夠承受的壓力比設(shè)計壓力要高,如果能夠把這個高的部分反算出來,那么設(shè)備的MAWP也就出來。
獲得MAWP的好處是:設(shè)備已經(jīng)做出來了,不需要額外的成本,但可以得到比設(shè)計壓力更高的操作范圍。
賣家不多花錢,買家不多花錢,產(chǎn)品又有了賣家的更高的保證,皆大歡喜,--------------除了設(shè)計人員。
如果業(yè)主要求反算MAWP,而沒有軟件的幫忙,設(shè)計人員估計要頭疼了。
-逐步增加設(shè)計壓力,用增加的壓力校核各個工況,各個部件,直到剛好算不過為止。
不停的迭代,這是計算機的特長,是人類的噩夢。
驗證一個值是不是MAWP容易,獲得精確反算的MAWP很難。
P還是NP,That is the question。
反算MAWP,如果軟件的建模不是一次完成的,那么會生不如死。
假如,業(yè)主讓設(shè)計反算如下一臺設(shè)備的MAWP,而這臺設(shè)備恰好需要用SW6建17個模型。

設(shè)計會不會吐血?
P問題已經(jīng)繁瑣之至,更何況反算MAWP的NP問題。
所以國產(chǎn)的遇到MAWP最好就直接去設(shè)計壓力了,或者將MAWP指定為略微大于設(shè)計壓力,直接轉(zhuǎn)化成P問題來驗證。
MAWP不能由補強限制?
在做ASME設(shè)計中,很多時候,業(yè)主會要求接管開孔補強不能限制MAWP.
在PVElite的設(shè)置中如下:

這條的出處很多:
在API660-2015的第7.6.12條:

接管開孔補強不能限制MAWP。
讀書筆記-API660-2015工程應(yīng)用注意事項(1)
讀書筆記-API660-2015工程應(yīng)用注意事項(2)
PIP VESV 1002中第4.2.2.7規(guī)定補強不能限制設(shè)備MAWP。

一些工程公司的規(guī)定也是一樣的:

計算MAWP已經(jīng)很煩人了,那么還要再注意接管補強不能控制設(shè)備的MAWP,設(shè)計不禁要仰天長問:
天道在哪里!
還有天道嗎?

天之道與MAWP的控制
天之道,損有余而補不足。
天之道,是損減有余來補充不足。
決定木桶的盛水量的不是有余的長板,而是不足的短板。
用長板補短板,猶如筆者高三用50%的時間學(xué)英語,占用大量的語文,數(shù)學(xué),生物化的時間,但是收獲是值得的。
規(guī)范認為不能讓接管補強控制了MAWP,遵循的就是天道!
何也?
設(shè)備一般由主體部件,開孔接管以及一些附屬件組成。如果設(shè)備要壞,那么應(yīng)該把最薄弱的地方放置在哪?
最合理的思路是:
將薄弱部分放在花錢最多的地方,就是主體部件。
也就是要壞,先從主體部件壞。
也就是由主體部件來限制整臺設(shè)備的MAWP。
為何標準/規(guī)范認為最好不由開孔補強來限制MAWP?
MAWP于筒體厚度(材料費)成正比。設(shè)備整體要提高MAWP,花費是巨大的。
而接管呢,加個補強圈,瞬間裕量50%,花費的是邊角料,但是提高了整臺設(shè)備的MAWP。
同樣,外壓加強圈間隔4米,筒體裕量2%,為何不多加一個加強圈,筒體裕量到30%?
花的是小錢,干的是大事,這不是最合算的事情嗎?
一毛錢的VIP會員,
拔一毛,而利天下,何樂不為?
實際的執(zhí)行
理論上很美,但是實際執(zhí)行,困難還是不少的。
一張表讀懂ASME和GB的等面積補強
首先計算開孔補強,由于ASME的開孔補強高度很小,所以接管能夠提供的面積很小,大部分得依靠筒體或者補強圈提供面積。但是有時候不能使用補強圈,那么開孔補強很大幾率會是最薄弱的地方,而且特別是換熱器,換熱器有最小厚度,但是壓力又很低。筒體的裕量可能是500%。開孔補強面積不可能達到這么多。這時候,遇到的問題是惡性循環(huán):
補強最薄弱-> 接管加厚,增加面積有限-> 筒體加厚-> 補強面積提升,但是筒體MAWP又上升了 ->補強依舊最薄弱

猶如武當?shù)慕^頂輕功---梯云縱,左腳踩右腳,右腳踩左腳,最后成本達到天際。
這樣已經(jīng)完全喪失了標準規(guī)范的目的。
損有余,補不足,成本不上升,短板提升,增加整臺設(shè)備的強度。
因為規(guī)范的這條,而使成本大大上升,是本末倒置。
這個時候需要發(fā)揮設(shè)計人員和銷售的協(xié)調(diào)能力,將事情原委講清楚,爭取業(yè)主同意,避免教條的執(zhí)行這條要求,而喪失了規(guī)范本來的意義。
損有余而補不足的經(jīng)典案例是:
相傳,以前圓珠筆制造商發(fā)現(xiàn),筆芯在油墨用到一半的時候,筆芯就開始漏油,人們怨聲載道,抱怨筆質(zhì)量太差。于是制造商開始研發(fā)筆芯的工藝,試圖延長筆芯壽命。但是收效甚微。于是有的設(shè)計人員提出來。我們把油墨減半,不就能夠同時達到壽命嗎?新型的不漏油的圓珠筆誕生了。
這個故事也給我們一絲啟發(fā),當補強真的控制時,也許降低筒體MAWP也是一種選擇。
尾聲
親愛的設(shè)計:
你還在為校審因為你開孔補強裕量太小,雖然計算通過,仍然讓你加厚/加補強圈而耿耿于懷嗎?
你還在為內(nèi)外壓都計算通過,外壓控制了厚度,校審讓多加個加強圈,提高設(shè)備整體的強度而覺得浪費嗎?
因為校審的直覺,經(jīng)驗和審美告訴你:
天之道,
損有余而補不足。
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