Možda se pitate kako cijevi i crijeva mogu izdržati veliki pritisak vode koja prolazi kroz njih. Mnogo se toga svodi na razumijevanje fizike koja stoji iza njih. Inženjeri provjeravaju ove standarde ispitivanjem jačine crijeva, a maksimalni dopušteni radni tlak (MAWP) ključni je alat za postavljanje sigurnih granica za crijevo.
Maksimalni dopušteni radni tlak (MAWP)
Možete izračunatiMaksimalni dopušteni radni tlak (MAWP), maksimalni tlak za crijevo, koristeći formulu
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
za vrijednost MAWPStru psi, granica popuštanja (ili vlačna čvrstoća) materijalaSg, faktor dizajnaFd, uzdužni zglobni faktorFe, faktor smanjenja temperatureFti unutarnji promjer cijevido. Ti čimbenici uzimaju u obzir značajke samih materijala i morat ćete ih potražiti za materijale koji su uključeni u određeni slučaj koji razmatrate.
Primjerice, ako ste znali da je unutarnji promjer cilindrične posude 200 centimetara, mogli biste shvatiti kako upotrijebiti metalnu leguru za njezinu izradu. Upotrijebite materijal od ugljičnog čelika s granicom popuštanja od 64.000 psi koji ima debljinu od 1/2 inča. Projektni faktor je 0,72, uzdužni faktor spoja 1,00, a faktor smanjenja temperature 1,00. Pomoću formule možete izračunati MAWP kao:
\ početak {poravnato} P & = \ frac {2 × 64,000 \; \ tekst {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 \; \ tekst {u}} {200 \; \ tekst {u}} \\ & = 230,4 \; \ tekst {psi} \ kraj {poravnato}
MAWP standardi
Kao što je MAWP definirala Međunarodna organizacija za standardizaciju, posude pod tlakom uglavnom imaju projektne parametre za njihove različite karakteristike poput debljine stijenke ili unutarnjeg radijusa crijeva plovila. Inženjeri ih pažljivo provjeravaju kako bi bili sigurni da njihovi projekti mogu izdržati njihov odgovarajući tlak, temperaturu, koroziju i bilo što drugo što bi moglo ometati njihove performanse. Ispitivanja koja koriste vodu pod pritiskom određuju hidrostatički ispitni tlak kako bi se osiguralo da posude mogu izdržati odgovarajuće sile njezine uporabe. Proizvođači mogu koristiti i druge testove.
Na primjer, tvrtka Penflex smanjuje svoje izračune za MAWP za 20 posto, uzimajući u obzir toplinu koja utječe na granicu popuštanja njihovih žica u pletenicama tijekom postupka zavarivanja. Oni čak uzimaju u obzir faktore prilagodbe koji utječu na MAWP pri visokim temperaturama.
Američko društvo strojarskih inženjera postavilo je standarde tako da plovila moraju dosezati 100 funti po kvadratnom inču (100 psi) i moraju imati dovoljan volumen da sadrže 10.000 litara tekućine. Gornji primjer MAWP-a od 230,4 psi ispunjava potrebnu ocjenu tlaka od 100 psi.
Formula tlaka alternativnog dizajna
Također možete testirati trajnost plovila koristeći Barlowovu formulu,P = 2St. / D, za pritisakStr, dopušteni stresSu psi, debljina stjenket, i vanjski promjerDkako bi se ispitalo kako unutarnji tlak cijevi izdržava čvrstoću materijala. Kada koristite ovu formulu, osigurajtetiDimaju iste jedinice tako da obje strane jednadžbe ostanu uravnotežene.
Pomoću Barlowove formule možete izračunati unutarnji tlak, krajnji tlak pucanja, najveći dopušteni radni tlak (MAOP) i Mill hidrostatički tlak. Unutarnji tlak izračunavate uporabom granice popuštanja za dopušteno naprezanjeSi izračunavanje rezultirajućeg tlaka. Slično tome, možete izračunati konačni pritisak pucanja koristeći maksimalnu granicu popuštanja zaS.
Koristite navedenu minimalnu snagu prinosa (SMYS) zaSili čvrstoća povezana s određenom specifikacijom za određivanje MAOP. Hidrostatički tlak mlina koristi djelić specificirane granice tečenja, naprezanje pri kojem nastaje određena količina plastične deformacije zaS. Navedena granica tečenja općenito je 60% maksimalne granice tečenja.
