Οι σωλήνες μεταφέρουν πετρέλαιο από διυλιστήρια σε σημεία διανομής εκατοντάδες μίλια μακριά, και επίσης μεταφέρουν φυσικό αέριο και νερό σε μεμονωμένες κατοικίες σε περιοχές δημοτικών υπηρεσιών. Κανείς δεν θέλει να σπάσουν αυτοί οι σωλήνες, επομένως οι εταιρείες διανομής δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στην αντοχή εφελκυσμού των σωλήνων που χρησιμοποιούν. Ένας από τους κύριους δείκτες αντοχής σε εφελκυσμό είναι η καθορισμένη ελάχιστη ισχύς απόδοσης, συνήθως συντομευμένη σε SMYS Μόλις καθοριστεί για ένα συγκεκριμένο υλικό, οι μηχανικοί μπορούν να καθορίσουν τη μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση ή την τάση στεφάνης, μέσα σε ένα σωλήνα με δεδομένη διάμετρο και πάχος τοιχώματος.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η καθορισμένη ελάχιστη ισχύς απόδοσης (SMYS) σχετίζεται με την πίεση μέσα σε ένα σωλήνα με τον τύπο του Barlow: P = 2St / D, όπου t είναι το πάχος του σωλήνα σε ίντσες, και το D είναι η εξωτερική διάμετρος, επίσης σε ίντσες.
Η φόρμουλα του Barlow
Οι μηχανικοί υπολογίζουν τη μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση (P) μέσα σε ένα σωλήνα χρησιμοποιώντας τον τύπο του Barlow, που σχετίζεται με την πίεση στο ονομαστικό πάχος τοιχώματος (t), στην επιτρεπόμενη τάση (S), που είναι το SYMS, και στην αντίστροφη διάμετρο του σωλήνα (ΡΕ). Ο τύπος είναι:
P = 2St / D
Το SYMS είναι συνήθως δεδομένο σε αυτόν τον τύπο. Έχει προκαθοριστεί για το εν λόγω υλικό σωλήνων και γενικά το βρίσκετε κοιτώντας το σε ένα τραπέζι. Κατά το σχεδιασμό συστημάτων παροχής αερίου ή λαδιού, οι κωδικοί συνήθως απαιτούν ότι η τιμή για το S που χρησιμοποιείται στην εξίσωση είναι 72 ή 80 τοις εκατό του SYMS για το υλικό ως ρυθμιστικό ασφαλείας. Το SYMS εκφράζεται σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi) και οι ποσότητες μήκους εκφράζονται σε ίντσες.
Παράδειγμα
Ένα συγκεκριμένο υλικό σωλήνων έχει SMYS 35.000 psi και οι σχεδιαστικοί λόγοι απαιτούν τη μείωση του στο 72% της αξίας του. Εάν ο σωλήνας έχει εξωτερική διάμετρο 8 5/8 ίντσες και πάχος τοιχώματος 0,375 ίντσες, ποια είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση μέσα στο σωλήνα;
P = 2St / D = 2 (35.500 psi) (0.375 in) / 8.625 in =
3.087 psig
Η μονάδα «psig» σημαίνει «πίεση μετρητή», η οποία είναι μια μέτρηση πίεσης που αντιστοιχεί στην ατμοσφαιρική πίεση. Είναι βασικά το ίδιο με το psi.
Προσδιορισμός SMYS από τον τύπο του Barlow
Επειδή η καθορισμένη ελάχιστη ισχύς απόδοσης έχει ήδη καθοριστεί για τα περισσότερα υλικά, συνήθως μπορείτε να βρείτε την τιμή που χρειάζεστε συμβουλευτείτε τη βιβλιογραφία κατασκευής. Εάν πρέπει να το προσδιορίσετε για ένα υλικό για το οποίο δεν μπορείτε να βρείτε την τιμή, θα πρέπει να πραγματοποιήσετε τη δική σας δοκιμή πίεσης και να αναδιατάξετε τη φόρμουλα του Barlow για να λύσετε το S:
S = PD / 2t
Θα γεμίσετε το σωλήνα με ένα υγρό, συνήθως νερό, και θα αυξήσετε την πίεση έως ότου ο σωλήνας αρχίσει να παραμορφώνεται μόνιμα. Καταγράψτε αυτήν την πίεση σε psig και, στη συνέχεια, συνδέστε την στην εξίσωση μαζί με το πάχος του σωλήνα και την εξωτερική διάμετρο για να πάρετε το SMYS σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα.