Võib tekkida küsimus, kuidas torud ja voolikud vastu peavad neid läbiva vee suurele survele. Suur osa sellest taandub nende taga oleva füüsika mõistmisele. Insenerid kontrollivad neid standardeid, testides voolikute tugevust ja maksimaalne lubatud töörõhk (MAWP) on võtmevahend vooliku ohutute piiride seadmisel.
Maksimaalne lubatud töörõhk (MAWP)
Saate arvutadaMaksimaalne lubatud töörõhk (MAWP), vooliku maksimaalne rõhk, kasutades valemit
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
MAWP väärtuse jaoksPmaterjali voolavuspiir (või tõmbetugevus) psi-desSy, kujundustegurFd, pikisuunaline liigendtegurFe, temperatuuri alandav tegurFtja toru sisemine läbimõõtdo. Need tegurid võtavad arvesse materjalide iseärasusi ja peate neid otsima materjalide kohta, mida konkreetsel juhul kaalute.
Näiteks kui teaksite, et silindrilise anuma siseläbimõõt on 200 tolli, võiksite välja mõelda, kuidas selle loomiseks kasutada metallisulamist. Kasutage süsinikterasest materjali, mille voolavuspiir on 64 000 psi ja paksus 1/2 tolli. Projekteerimistegur on 0,72, pikisuunaline vuugitegur on 1,00 ja temperatuuri alandav tegur on 1,00. Valemi abil saate arvutada MAWP järgmiselt:
\ begin {joondatud} P & = \ frac {2 × 64,000 \; \ text {psi} × 0.72 × 1.00 × 1.00 × 0.5 \; \ text {in}} {200 \; \ text {in}} \\ & = 230,4 \; \ text {psi} \ end {joondatud}
MAWP standardid
Kuna MAWP on määratletud Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni poolt, on surveanumatel seda tavaliselt nende erinevate omaduste, nagu seina paksus või vooliku siseraadius, projekteerimisparameetrid laevad. Insenerid kontrollivad neid hoolikalt, veendumaks, et nende konstruktsioonid peavad vastu nende sobivale survele, temperatuurile, korrosioonile ja muule, mis võib nende tööd takistada. Survestatud vett kasutavate testidega määratakse hüdrostaatiline katserõhk, et veenduda, et anumad taluvad selle kasutamise sobivaid jõude. Tootjad võivad kasutada ka muid katseid.
Näiteks vähendab ettevõte Penflex oma MAWP arvutusi 20 protsenti, et arvestada kaasatud soojusega, mis mõjutab nende punutud traatide voolavuspiiri keevitusprotsessi ajal. Nad võtavad isegi arvesse reguleerimistegureid, mis mõjutavad MAWP-d kõrgel temperatuuril.
Ameerika Mehaanikainseneride Selts on kehtestanud standardid, mille kohaselt laevad peavad vastama 100 naelale ruuttolli kohta (100 psi) ja peavad olema piisava mahuga, et sisaldada 10 000 gallonit vedelikku. Ülaltoodud näide 230,4 psi MAWP-st vastab nõutavale 100 psi rõhu väärtusele.
Alternatiivne disainerõhu valem
Laeva vastupidavust saate testida ka Barlow valemi abil,P = 2St. / D, survestamiseksP, lubatav stressSpsi-s, seina paksustja välisläbimõõtDkatsetada, kuidas toru siserõhk peab vastu materjali tugevusele. Selle valemi kasutamisel veendugetjaDon samad ühikud, nii et võrrandi mõlemad pooled jäävad tasakaalus.
Sisemise rõhu, lõpliku lõhkemisrõhu, maksimaalse lubatud töörõhu (MAOP) ja Milli hüdrostaatilise rõhu arvutamiseks võite kasutada Barlowi valemit. Sisemise rõhu arvutamiseks kasutage lubatud pinge jaoks voolavuspiiriSja saadud rõhu arvutamine. Samamoodi saate arvutada lõpliku purunemisrõhu, kasutades maksimaalset voolavuspiiriS.
Rakenduse jaoks kasutage täpsustatud minimaalset saagikust (SMYS)Svõi kindla spetsifikatsiooniga seotud tugevus MAOP määramiseks. Veski hüdrostaatiline rõhk kasutab kindlaksmääratud voolavuspiiri murdosa - pinget, mille korral tekib konkreetne plastilise deformatsiooni kogus.S. See kindlaksmääratud voolavuspiir on tavaliselt 60% maksimaalsest voolavuspiirist.