Saatat ihmetellä, kuinka putket ja letkut kestävät niiden läpi kulkevan suuren veden paineen. Suuri osa tästä johtuu heidän takana olevan fysiikan ymmärtämisestä. Insinöörit tarkistavat nämä standardit testaamalla letkujen vahvuuden, ja suurin sallittu käyttöpaine (MAWP) on keskeinen työkalu letkun turvallisten rajojen asettamisessa.
Suurin sallittu käyttöpaine (MAWP)
Voit laskeaSuurin sallittu käyttöpaine (MAWP), letkun enimmäispaine kaavan mukaan
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
MAWP-arvollePmateriaalin myötöraja (tai vetolujuus) psi: näSy, suunnittelutekijäFd, pituussuuntainen niveltekijäFe, lämpötilan alentava tekijäFtja putken sisähalkaisijado. Nämä tekijät ottavat huomioon itse materiaalien ominaisuudet, ja sinun on etsittävä heiltä materiaaleja, jotka liittyvät tarkasteltavaan tapaukseen.
Esimerkiksi, jos tiesit, että sylinterimäisen astian sisähalkaisija on 200 tuumaa, voit selvittää, kuinka metalliseosta käytetään sen luomiseen. Käytä hiiliteräsmateriaalia, jonka myötöraja on 64000 psi ja paksuus 1/2 tuumaa. Suunnittelukerroin on 0,72, pituussuuntainen liitoskerroin on 1,00 ja lämpötilan alentava tekijä on 1,00. Kaavan avulla voit laskea MAWP seuraavasti:
\ aloita {tasattu} P & = \ frac {2 × 64 000 \; \ teksti {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 \; \ teksti {sisään}} {200 \; \ teksti {sisään}} \\ & = 230,4 \; \ teksti {psi} \ loppu {tasattu}
MAWP-standardit
Koska Kansainvälinen standardointijärjestö on määritellyt MAWP: n, paineastioilla on yleensä suunnitteluparametrit niiden erilaisille ominaisuuksille, kuten seinämän paksuus tai letkun sisäsäde aluksia. Insinöörit tarkastavat heidät tarkasti varmistaakseen, että suunnittelunsa kestävät sopivaa painetta, lämpötilaa, korroosiota ja mikä tahansa muu voi haitata heidän suorituskykyään. Paineistettua vettä käyttävät testit määrittävät hydrostaattisen testipaineen varmistaakseen, että astiat kestävät sen käytön asianmukaiset voimat. Valmistajat voivat käyttää myös muita testejä.
Esimerkiksi Penflex-yhtiö pienentää MAWP-laskelmiaan 20 prosentilla huomioidakseen lämmön, joka vaikuttaa heidän punontalankojensa myötölujuuteen hitsausprosessin aikana. He ottavat jopa huomioon säätökertoimet, jotka vaikuttavat MAWP: hen korkeissa lämpötiloissa.
American Society of Mechanical Engineers on asettanut standardit siten, että alusten on täytettävä 100 puntaa neliötuumalle (100 psi) ja niillä on oltava riittävä tilavuus sisältää 10000 litraa nestettä. Yllä oleva esimerkki 230,4 psi: n MAWP: stä täyttää vaaditun 100 psi: n paineluokan.
Vaihtoehtoinen suunnittelupainekaava
Voit myös testata aluksen kestävyyden Barlow'n kaavan avulla,P = 2St / D, paineelleP, sallittu stressiSpsi: ssä, seinämän paksuustja ulkohalkaisijaDtestata kuinka putken sisäinen paine kestää materiaalin lujuutta. Kun käytät tätä kaavaa, varmistatjaDon samat yksiköt niin, että yhtälön molemmat puolet pysyvät tasapainossa.
Voit käyttää Barlow'n kaavaa laskemaan sisäinen paine, lopullinen murtumispaine, suurin sallittu käyttöpaine (MAOP) ja myllyn hydrostaattinen paine. Lasket sisäisen paineen käyttämällä sallittua rasitusta varten myötörajaaSja lasketaan tuloksena oleva paine. Vastaavasti voit laskea lopullisen purskepaineen käyttämällä suurinta myötörajaaS.
Käytä määritettyä vähimmäistuottovahvuutta (SMYS)Stai tiettyyn spesifikaatioon liittyvä vahvuus MAOP: n määrittämiseksi. Myllyn hydrostaattinen paine käyttää määritetyn myötörajan murto-osaa, jännitystä, jolla syntyy tietty määrä plastisia muodonmuutoksia.S. Tämä määritelty myötöraja on yleensä 60% suurimmasta myötörajasta.