Rohre transportieren Öl von Raffinerien zu Hunderten von Kilometern entfernten Verteilungspunkten, und sie transportieren auch Gas und Wasser zu einzelnen Wohnhäusern in kommunalen Versorgungsgebieten. Niemand möchte, dass diese Rohre platzen, daher achten Vertriebsunternehmen genau auf die Zugfestigkeit der von ihnen verwendeten Rohre. Einer der Hauptindikatoren für die Zugfestigkeit ist die spezifizierte Mindeststreckgrenze, normalerweise abgekürzt als SMYS. Sobald es für ein bestimmtes Material bestimmt wurde, können Ingenieure den maximal zulässigen Druck oder die Umfangsspannung in einem Rohr mit einem bestimmten Durchmesser und einer bestimmten Wandstärke bestimmen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die spezifizierte Mindeststreckgrenze (SMYS) steht in Beziehung zum Druck in einem Rohr nach der Barlow-Formel: P = 2St/D, wobei t die Rohrdicke in Zoll und D der Außendurchmesser, ebenfalls in Zoll, ist.
Barlows Formel
Ingenieure berechnen den maximal zulässigen Druck (P) in einem Rohr mithilfe der Barlow-Formel, die den Druck in Beziehung setzt zur Nennwanddicke (t), der zulässigen Spannung (S), die das SYMS ist, und zum Kehrwert des Rohrdurchmessers (D). Die Formel lautet:
P = 2St/D
Das SYMS ist normalerweise in dieser Formel angegeben. Sie ist für das jeweilige Rohrmaterial vorgegeben und wird in der Regel in einer Tabelle nachgeschlagen. Beim Entwerfen von Gas- oder Ölfördersystemen verlangen Codes normalerweise, dass der in der Gleichung verwendete Wert für S 72 oder 80 Prozent des SYMS für das Material als Sicherheitspuffer beträgt. SYMS wird in Pfund pro Quadratzoll (psi) ausgedrückt, und die Längenangaben werden in Zoll ausgedrückt.
Beispiel
Ein bestimmtes Rohrmaterial hat einen SMYS von 35.000 psi, und Designüberlegungen erfordern eine Reduzierung auf 72 Prozent seines Wertes. Wie hoch ist der maximal zulässige Druck im Rohr, wenn das Rohr einen Außendurchmesser von 8 5/8 Zoll und eine Wandstärke von 0,375 Zoll hat?
P = 2St/D = 2 (35.500 psi) (0,375 Zoll) / 8,625 Zoll =
3.087 psig
Die Einheit "psig" steht für "Überdruck", eine Druckmessung, die den atmosphärischen Druck berücksichtigt. Es ist im Grunde das gleiche wie Psi.
Bestimmen von SMYS aus der Barlow-Formel
Da die angegebene Mindeststreckgrenze für die meisten Materialien bereits ermittelt wurde, können Sie den benötigten Wert in der Regel in der Fertigungsliteratur ermitteln. Wenn Sie es für ein Material bestimmen müssen, für das Sie den Wert nicht finden können, müssen Sie Ihren eigenen Drucktest durchführen und die Barlow-Formel neu anordnen, um nach S aufzulösen:
S = PD / 2t
Sie würden das Rohr mit einer Flüssigkeit, normalerweise Wasser, füllen und den Druck erhöhen, bis sich das Rohr dauerhaft verformt. Notieren Sie diesen Druck in psig und setzen Sie ihn zusammen mit der Rohrdicke und dem Außendurchmesser in die Gleichung ein, um den SMYS in Pfund pro Quadratzoll zu erhalten.