Zawartość
Rury przenoszą ropę naftową z rafinerii do punktów dystrybucji oddalonych o setki mil, a także dostarczają gaz i wodę do poszczególnych domów mieszkalnych w obszarach usług komunalnych. Nikt nie chce, aby te rury pękły, więc firmy dystrybucyjne zwracają baczną uwagę na wytrzymałość rur, z których korzystają. Jednym z głównych wskaźników wytrzymałości na rozciąganie jest Określona minimalna granica plastyczności, zwykle skracana do SMYS. Po określeniu określonego materiału inżynierowie mogą określić maksymalne dopuszczalne ciśnienie lub naprężenie obręczy w rurze o danej średnicy i grubości ścianki.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Określona minimalna granica plastyczności (SMYS) jest związana z ciśnieniem wewnątrz rury według wzoru Barlowsa: P = 2St / D, gdzie t jest grubością rury w calach, a D jest średnicą zewnętrzną, również w calach.
Formuła Barlows
Inżynierowie obliczają maksymalne dopuszczalne ciśnienie (P) wewnątrz rury za pomocą wzoru Barlowsa, który odnosi ciśnienie do nominalnej grubości ścianki (t), dopuszczalnego naprężenia (S), czyli SYMS, i do odwrotności średnicy rury (D ). Formuła jest następująca:
P = 2St / D
SYMS jest zwykle podany w tej formule. Został on z góry ustalony dla danego materiału rury, i na ogół można go znaleźć, przeglądając go w tabeli. Przy projektowaniu systemów dostarczania gazu lub oleju kody wymagają zwykle, aby wartość S użyta w równaniu wynosiła 72 lub 80 procent SYMS dla materiału jako bufora bezpieczeństwa. SYMS jest wyrażony w funtach na cal kwadratowy (psi), a wielkości długości wyrażone są w calach.
Przykład
Pewny materiał rury ma SMYS 35 000 psi, a względy konstrukcyjne wymagają zmniejszenia go do 72 procent jego wartości. Jeśli rura ma zewnętrzną średnicę 8 5/8 cali i grubość ścianki 0,375 cala, jakie jest maksymalne dopuszczalne ciśnienie wewnątrz rury?
P = 2St / D = 2 (35500 psi) (0,375 cala) / 8,625 cala =
3 087 psig
Jednostka „psig” oznacza ciśnienie manometryczne, czyli pomiar ciśnienia uwzględniający ciśnienie atmosferyczne. Jest on zasadniczo taki sam jak psi.
Określanie SMYS na podstawie wzoru Barlowsa
Ponieważ określona minimalna granica plastyczności została już ustalona dla większości materiałów, zwykle można znaleźć potrzebną wartość, zapoznając się z literaturą produkcyjną. Jeśli musisz to ustalić dla materiału, dla którego nie możesz znaleźć wartości, musisz przeprowadzić własną próbę ciśnieniową i zmienić formułę Barlowsa, aby rozwiązać S:
S = PD / 2t
Napełniłbyś rurę płynem, zwykle wodą i zwiększał ciśnienie, aż rura zacznie trwale się odkształcać. Zapisz to ciśnienie w psig, a następnie podłącz je do równania wraz z grubością rury i średnicą zewnętrzną, aby uzyskać SMYS w funtach na cal kwadratowy.