Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP)
- Standardy MAWP
- Alternatywny wzór ciśnienia obliczeniowego
Można się zastanawiać, jak rury i węże mogą wytrzymać duże ciśnienie wody przepływającej przez nie. Wiele z tego sprowadza się do zrozumienia fizyki stojącej za nimi. Inżynierowie sprawdzają te standardy, sprawdzając, jak mocne są węże, a maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP) jest kluczowym narzędziem w ustalaniu bezpiecznych granic dla węża.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Obliczyć maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP) za pomocą P. = 2 S.y fare fami fat t / reo, dla granicy plastyczności (lub wytrzymałości na rozciąganie) materiału S.y, współczynnik projektowy fare, współczynnik spoiny wzdłużnej fami, współczynnik obniżenia temperatury fat i wewnętrzna średnica rury reo.
Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP)
Możesz obliczyć Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP), maksymalne ciśnienie węża według wzoru
P = frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}dla wartości MAWP P. w psi, granica plastyczności (lub wytrzymałość na rozciąganie) materiału S.y, współczynnik projektowy fare, współczynnik spoiny wzdłużnej fami, współczynnik obniżenia temperatury fat i wewnętrzna średnica rury reo. Czynniki te uwzględniają cechy samych materiałów i należy je poszukać pod kątem materiałów związanych z rozważanym przypadkiem.
Na przykład, jeśli wiesz, że wewnętrzna średnica cylindrycznego naczynia wynosi 200 cali, możesz dowiedzieć się, jak użyć stopu metalu do jego utworzenia. Użyj materiału ze stali węglowej o granicy plastyczności 64 000 psi o grubości 1/2 cala. Współczynnik obliczeniowy wynosi 0,72, współczynnik złącza wzdłużnego wynosi 1,00, a współczynnik obniżenia temperatury wynosi 1,00. Korzystając ze wzoru, możesz obliczyć MAWP jako:
begin {wyrównany} P & = frac {2 × 64 000 ; {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 ; {in}} {200 ; {in}} & = 230,4 ; {psi} end {aligned}Standardy MAWP
Ponieważ MAWP jest zdefiniowany przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną, zbiorniki ciśnieniowe mają na ogół parametry projektowe dla różnych właściwości, takich jak grubość ścianki lub wewnętrzny promień zbiorników z wężem. Inżynierowie dokładnie je sprawdzają, aby upewnić się, że ich konstrukcje są w stanie wytrzymać odpowiednie ciśnienie, temperaturę, korozję i wszystko inne, co może utrudniać ich działanie. Testy z użyciem wody pod ciśnieniem określają ciśnienie próby hydrostatycznej, aby upewnić się, że naczynia są w stanie wytrzymać odpowiednie siły jej użycia. Producenci mogą również stosować inne testy.
Na przykład firma Penflex zmniejsza swoje obliczenia MAWP o 20 procent, aby uwzględnić ciepło, które wpływa na granicę plastyczności drutów oplotowych podczas procesu spawania. Uwzględniają nawet współczynniki korekty, które wpływają na MAWP w wysokich temperaturach.
Amerykańskie Towarzystwo Inżynierów Mechanicznych ustanowiło takie standardy, że statki muszą osiągnąć 100 funtów na cal kwadratowy (100 psi) i muszą mieć wystarczającą objętość, aby pomieścić 10.000 galonów cieczy. Powyższy przykład MAWP 230,4 psi spełnia wymaganą wartość ciśnienia 100 psi.
Alternatywny wzór ciśnienia obliczeniowego
Możesz także przetestować trwałość statku za pomocą wzoru Barlowsa, P = 2_St_ / redla ciśnienia P., dopuszczalny stres S. w psi, grubość ścianki ti średnica zewnętrzna re aby sprawdzić, jak ciśnienie wewnętrzne rury utrzymuje się w stosunku do wytrzymałości materiałów. Korzystając z tej formuły, upewnij się t i re mają te same jednostki, aby obie strony równania pozostały zrównoważone.
Za pomocą wzoru Barlowsa można obliczyć ciśnienie wewnętrzne, maksymalne ciśnienie rozrywające, maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAOP) i ciśnienie hydrostatyczne młyna. Obliczasz ciśnienie wewnętrzne, używając granicy plastyczności dla dopuszczalnego naprężenia S. i obliczanie wynikowego ciśnienia. Podobnie można obliczyć ostateczne ciśnienie rozrywające, używając maksymalnej granicy plastyczności dla S..
Użyj określonej minimalnej granicy plastyczności (SMYS) dla S.lub siłę związaną z określoną specyfikacją w celu określenia MAOP. Ciśnienie hydrostatyczne młyna wykorzystuje ułamek określonej granicy plastyczności, naprężenie, przy którym wytwarzana jest określona ilość odkształcenia plastycznego, dla S.. Ta określona granica plastyczności wynosi zazwyczaj 60% maksymalnej granicy plastyczności.