Μπορεί να αναρωτιέστε πώς οι σωλήνες και οι εύκαμπτοι σωλήνες μπορούν να αντέξουν τη μεγάλη πίεση νερού που διατρέχει τους. Πολλά από αυτά καταλήγουν στην κατανόηση της φυσικής πίσω από αυτά. Οι μηχανικοί ελέγχουν αυτά τα πρότυπα ελέγχοντας πόσο δυνατοί εύκαμπτοι σωλήνες και η Μέγιστη Επιτρεπόμενη Πίεση Λειτουργίας (MAWP) είναι ένα βασικό εργαλείο για τον καθορισμό ασφαλών ορίων για έναν εύκαμπτο σωλήνα.
Μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εργασίας (MAWP)
Μπορείτε να υπολογίσετε τοΜέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εργασίας (MAWP), τη μέγιστη πίεση για έναν εύκαμπτο σωλήνα, χρησιμοποιώντας τον τύπο
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {η_ο}
για τιμή MAWPΠσε psi, αντοχή απόδοσης (ή αντοχή σε εφελκυσμό) του υλικούμικρόε, συντελεστής σχεδιασμούφάρε, διαμήκης συντελεστής άρθρωσηςφάμι, συντελεστής μείωσης θερμοκρασίαςφάτκαι εσωτερική διάμετρος σωλήναρεο. Αυτοί οι παράγοντες λαμβάνουν υπόψη τα χαρακτηριστικά των ίδιων των υλικών και θα πρέπει να τα αναζητήσετε για τα υλικά που εμπλέκονται στη συγκεκριμένη περίπτωση που εξετάζετε.
Για παράδειγμα, εάν γνωρίζετε ότι η εσωτερική διάμετρος ενός κυλινδρικού δοχείου ήταν 200 ίντσες, θα μπορούσατε να καταλάβετε πώς να χρησιμοποιήσετε ένα μεταλλικό κράμα για να το δημιουργήσετε. Χρησιμοποιήστε ένα υλικό από χάλυβα άνθρακα με ισχύ απόδοσης 64.000 psi που έχει πάχος 1/2 ίντσας. Ο συντελεστής σχεδιασμού είναι 0,72, ο διαμήκιος συντελεστής άρθρωσης είναι 1,00 και ο παράγοντας μείωσης θερμοκρασίας είναι 1,00. Χρησιμοποιώντας τον τύπο, μπορείτε να υπολογίσετε ένα MAWP ως:
\ start {aligned} P & = \ frac {2 × 64,000 \; \ text {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 \; \ κείμενο {σε}} {200 \; \ κείμενο {σε}} \\ & = 230.4 \; \ κείμενο {psi} \ τέλος {στοίχιση}
Πρότυπα MAWP
Καθώς το MAWP ορίζεται από τον Διεθνή Οργανισμό Τυποποίησης, τα δοχεία πίεσης έχουν γενικά παράμετροι σχεδιασμού για τα διάφορα χαρακτηριστικά τους, όπως πάχος τοιχώματος ή εσωτερική ακτίνα σωλήνα σκάφη. Οι μηχανικοί τους ελέγχουν προσεκτικά για να βεβαιωθούν ότι τα σχέδιά τους μπορούν να αντέξουν την κατάλληλη πίεση, τη θερμοκρασία, τη διάβρωση και οτιδήποτε άλλο μπορεί να εμποδίσει την απόδοσή τους. Οι δοκιμές που χρησιμοποιούν πεπιεσμένο νερό καθορίζουν την υδροστατική πίεση δοκιμής για να βεβαιωθείτε ότι τα δοχεία μπορούν να αντέξουν τις κατάλληλες δυνάμεις της χρήσης του. Οι κατασκευαστές μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν άλλες δοκιμές.
Για παράδειγμα, η εταιρεία Penflex μειώνει τους υπολογισμούς MAWP κατά 20 τοις εκατό για να υπολογίσει τη σχετική θερμότητα που επηρεάζει την ισχύ απόδοσης των καλωδίων πλεξούδας τους κατά τη διαδικασία συγκόλλησης. Λαμβάνουν ακόμη και υπόψη παράγοντες προσαρμογής που επηρεάζουν το MAWP σε υψηλές θερμοκρασίες.
Η Αμερικανική Εταιρεία Μηχανολόγων Μηχανικών έχει θέσει πρότυπα έτσι ώστε τα σκάφη να πληρούν 100 κιλά ανά τετραγωνική ίντσα (100 psi) και πρέπει να έχουν επαρκή όγκο για να περιέχουν 10.000 γαλόνια υγρού. Το παραπάνω παράδειγμα των 230,4 psi MAWP πληροί την απαιτούμενη βαθμολογία πίεσης 100 psi.
Εναλλακτικός τύπος πίεσης σχεδιασμού
Μπορείτε επίσης να δοκιμάσετε την ανθεκτικότητα ενός σκάφους χρησιμοποιώντας τον τύπο του Barlow,Ρ = 2Αγ / ρε, για πίεσηΠ, επιτρεπόμενο άγχοςμικρόσε psi, πάχος τοιχώματοςτκαι εξωτερική διάμετροςρεγια να ελέγξετε πώς η εσωτερική πίεση ενός σωλήνα συγκρατείται έναντι της αντοχής του υλικού. Όταν χρησιμοποιείτε αυτόν τον τύπο, βεβαιωθείτετκαιρεέχουν τις ίδιες μονάδες έτσι ώστε και οι δύο πλευρές της εξίσωσης να παραμένουν ισορροπημένες.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον τύπο του Barlow για να υπολογίσετε την εσωτερική πίεση, την τελική πίεση διάρρηξης, τη μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας (MAOP) και την υδροστατική πίεση Mill. Υπολογίζετε την εσωτερική πίεση χρησιμοποιώντας την ισχύ απόδοσης για το επιτρεπόμενο στρεςμικρόκαι τον υπολογισμό της προκύπτουσας πίεσης. Ομοίως, μπορείτε να υπολογίσετε την τελική πίεση ριπής χρησιμοποιώντας τη μέγιστη ισχύ απόδοσης γιαμικρό.
Χρησιμοποιήστε την καθορισμένη ελάχιστη ισχύ απόδοσης (SMYS) γιαμικρό, ή την ισχύ που σχετίζεται με μια συγκεκριμένη προδιαγραφή, για τον προσδιορισμό του MAOP. Η υδροστατική πίεση Mill χρησιμοποιεί ένα κλάσμα της καθορισμένης αντοχής απόδοσης, την τάση στην οποία παράγεται μια συγκεκριμένη ποσότητα πλαστικής παραμόρφωσης, γιαμικρό. Αυτή η καθορισμένη ισχύς απόδοσης είναι γενικά 60% της μέγιστης ισχύος απόδοσης.