Des tuyaux transportent le pétrole des raffineries aux points de distribution à des centaines de kilomètres de là, et ils transportent également du gaz et de l'eau jusqu'aux résidences individuelles dans les zones de services municipaux. Personne ne veut que ces tuyaux éclatent, c'est pourquoi les sociétés de distribution portent une attention particulière à la résistance à la traction des tuyaux qu'elles utilisent. L'un des principaux indicateurs de résistance à la traction est la limite d'élasticité minimale spécifiée, généralement abrégée en SMYS. Une fois qu'elle a été déterminée pour un certain matériau, les ingénieurs peuvent déterminer la pression maximale admissible, ou contrainte circonférentielle, à l'intérieur d'un tuyau avec un diamètre et une épaisseur de paroi donnés.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La limite d'élasticité minimale spécifiée (SMYS) est liée à la pression à l'intérieur d'un tuyau par la formule de Barlow: P = 2St/D, où t est l'épaisseur du tuyau en pouces et D est le diamètre extérieur, également en pouces.
La formule de Barlow
Les ingénieurs calculent la pression maximale admissible (P) à l'intérieur d'un tuyau en utilisant la formule de Barlow, qui relie la pression à l'épaisseur de paroi nominale (t), à la contrainte admissible (S), qui est le SYMS, et à l'inverse du diamètre du tuyau (RÉ). La formule est :
P = 2St/D
Le SYMS est généralement donné dans cette formule. Il a été prédéterminé pour le matériau du tuyau en question, et vous le trouvez généralement en le recherchant dans un tableau. Lors de la conception de systèmes de distribution de gaz ou de pétrole, les codes exigent généralement que la valeur de S utilisée dans l'équation soit de 72 ou 80 pour cent du SYMS pour le matériau en tant que tampon de sécurité. SYMS est exprimé en livres par pouce carré (psi) et les quantités de longueur sont exprimées en pouces.
Exemple
Un certain matériau de tuyau a un SMYS de 35 000 psi et des considérations de conception nécessitent de le réduire à 72 % de sa valeur. Si le tuyau a un diamètre extérieur de 8 5/8 pouces et une épaisseur de paroi de 0,375 pouces, quelle est la pression maximale admissible à l'intérieur du tuyau ?
P = 2St/D = 2 (35 500 psi) (0,375 in) / 8,625 in =
3 087 lb/po²
L'unité "psig" signifie "pression manométrique", qui est une mesure de pression qui tient compte de la pression atmosphérique. C'est fondamentalement la même chose que le psi.
Détermination de SMYS à partir de la formule de Barlow
Étant donné que la limite d'élasticité minimale spécifiée a déjà été déterminée pour la plupart des matériaux, vous pouvez généralement trouver la valeur dont vous avez besoin en consultant la documentation de fabrication. Si vous devez le déterminer pour un matériau dont vous ne pouvez pas trouver la valeur, vous devrez effectuer votre propre test de pression et réorganiser la formule de Barlow pour résoudre S :
S = PD / 2t
Vous rempliriez le tuyau avec un fluide, généralement de l'eau, et augmenteriez la pression jusqu'à ce que le tuyau commence à se déformer de façon permanente. Enregistrez cette pression en psig, puis branchez-la dans l'équation avec l'épaisseur du tuyau et le diamètre extérieur pour obtenir le SMYS en livres par pouce carré.