Elképzelhető, hogy a csövek és tömlők hogyan tudnak ellenállni a rajtuk folyó víz nagy nyomásának. Ennek nagy része a mögöttük álló fizika megértéséhez vezet. A mérnökök ellenőrzik ezeket a szabványokat, tesztelve a tömlők erősségét, és a maximális megengedett üzemi nyomás (MAWP) kulcsfontosságú eszköz a tömlő biztonságos határértékeinek meghatározásában.
Maximális megengedett üzemi nyomás (MAWP)
Kiszámíthatja aMaximális megengedett üzemi nyomás (MAWP), a tömlő maximális nyomása a képlet segítségével
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
a MAWP értékrePaz anyag folyási szilárdsága (vagy szakítószilárdsága) psi-ben kifejezveSy, tervezési tényezőFd, hosszanti ízületi tényezőFe, hőmérséklet-csökkentő tényezőFtés a belső csőátmérődo. Ezek a tényezők figyelembe veszik maguknak az anyagoknak a jellemzőit, és meg kell keresni őket az adott esetben érintett anyagok tekintetében.
Például, ha tudta, hogy egy hengeres edény belső átmérője 200 hüvelyk, akkor kitalálhatja, hogyan lehet egy fémötvözetet létrehozni. Használjon 64 000 psi folyáshatárú szénacél anyagot, amelynek vastagsága 1/2 hüvelyk. A tervezési tényező 0,72, a hosszanti ízületi tényező 1,00 és a hőmérséklet-csökkentő tényező 1,00. A képlet segítségével kiszámíthatja a MAWP-t:
\ begin {aligned} 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 {igazított}
MAWP szabványok
Mivel a MAWP-t a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet határozza meg, a nyomástartó edények általában rendelkeznek tervezési paraméterek a különféle jellemzőik, például a falvastagság vagy a tömlő belső sugara szerint hajók. A mérnökök alaposan megvizsgálják őket, hogy kialakításuk ellenálljon a megfelelő nyomásnak, hőmérsékletnek, korróziónak és bármi másnak, ami akadályozhatja teljesítményüket. A nyomás alatt álló vizet használó vizsgálatok meghatározzák a hidrosztatikus vizsgálati nyomást, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy az edények ellenállnak-e a használatának megfelelő erőknek. A gyártók más teszteket is használhatnak.
Például a Penflex vállalat 20 százalékkal csökkenti a MAWP-számításokat, figyelembe véve a hőt, amely befolyásolja a fonott huzalok hozamait a hegesztési folyamat során. Még azokat a beállítási tényezőket is figyelembe veszik, amelyek magas hőmérsékleten befolyásolják a MAWP-t.
Az Amerikai Gépészmérnökök Társasága olyan normákat állított fel, hogy az edényeknek meg kell felelniük 100 font / négyzet hüvelyknek (100 psi), és elegendő térfogatúnak kell lenniük ahhoz, hogy 10 000 gallon folyadékot tartalmazzanak. A fenti 230,4 psi-es MAWP példa megfelel a szükséges 100 psi nyomásértéknek.
Alternatív tervezési nyomásképlet
Az edény tartósságát Barlow képletével is tesztelheti,P = 2utca / D, a nyomáshozP, megengedett stresszSpsi-ben, falvastagságt, és a külső átmérőDannak tesztelésére, hogy a cső belső nyomása hogyan bírja az anyag szilárdságát. Ennek a képletnek a használatakor ellenőrizzetésDazonos egységekkel rendelkeznek, így az egyenlet mindkét oldala kiegyensúlyozott marad.
Barlow képletével kiszámíthatja a belső nyomást, a végső repedési nyomást, a maximálisan megengedett üzemi nyomást (MAOP) és a malom hidrosztatikus nyomását. A belső nyomást úgy számítja ki, hogy a megengedett feszültséghez a folyáshatárot használjaSés kiszámítjuk a kapott nyomást. Hasonlóképpen kiszámíthatja a végső repesztési nyomást a (z) maximális folyáshatárának felhasználásávalS.
Használja a Specified Minimal Yield Strength (SMYS) elemet a következőhöz:S, vagy egy adott specifikációhoz tartozó erősség a MAOP meghatározásához. A malom hidrosztatikus nyomása a megadott folyási szilárdság egy részét, a feszültséget használja, amelynél egy adott mennyiségű plasztikus deformáció keletkezik,S. Ez a megadott folyáshatár általában a maximális folyáshatár 60% -a.
