Anda mungkin bertanya-tanya bagaimana pipa dan selang dapat menahan tekanan besar air yang mengalir melaluinya. Banyak dari ini datang untuk memahami fisika di belakang mereka. Insinyur memeriksa standar ini dengan menguji seberapa kuat selang, dan Tekanan Kerja Maksimum yang Diizinkan (MAWP) adalah alat utama dalam menetapkan batas aman untuk selang.
Tekanan Kerja Maksimum yang Diizinkan (MAWP)
Anda dapat menghitungTekanan Kerja Maksimum yang Diizinkan (MAWP), tekanan maksimum untuk selang, menggunakan rumus
P = \frac{2×S_y×F_d×F_e×F_t×t}{d_o}
untuk nilai MAWPPdalam psi, kekuatan luluh (atau kekuatan tarik) materialSkamu, faktor desainFd, faktor sambungan memanjangFe, faktor penurunan suhuFuntukdan diameter pipa interiordHai. Faktor-faktor ini memperhitungkan fitur bahan itu sendiri, dan Anda harus mencarinya untuk bahan yang terlibat dalam kasus khusus yang Anda pertimbangkan.
Misalnya, jika Anda mengetahui diameter dalam bejana silinder adalah 200 inci, Anda dapat mengetahui cara menggunakan paduan logam untuk membuatnya. Menggunakan material carbon steel dengan yield strength 64.000 psi yang memiliki ketebalan 1/2 inch. Faktor desain adalah 0,72, faktor sambungan memanjang adalah 1,00 dan faktor penurunan suhu adalah 1,00. Dengan menggunakan rumus, Anda dapat menghitung MAWP sebagai:
\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{selaras}
Standar MAWP
Sebagaimana MAWP didefinisikan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi, bejana tekan umumnya memiliki: parameter desain untuk berbagai karakteristiknya seperti ketebalan dinding atau radius interior selang pembuluh. Insinyur memeriksanya dengan cermat untuk memastikan desainnya dapat menahan tekanan, suhu, korosi yang sesuai, dan apa pun yang dapat menghambat kinerjanya. Pengujian yang menggunakan air bertekanan menentukan tekanan uji hidrostatik untuk memastikan bahwa bejana dapat menahan gaya yang sesuai penggunaannya. Pabrikan dapat menggunakan tes lain juga.
Misalnya, perusahaan Penflex mengurangi perhitungan MAWP mereka sebesar 20 persen untuk memperhitungkan panas yang terlibat yang mempengaruhi kekuatan luluh kabel jalinan mereka selama proses pengelasan. Mereka bahkan memperhitungkan faktor penyesuaian yang mempengaruhi MAWP pada suhu tinggi.
American Society of Mechanical Engineers telah menetapkan standar sedemikian rupa sehingga kapal harus memenuhi 100 pon per inci persegi (100 psi) dan harus memiliki volume yang cukup untuk menampung 10.000 galon cairan. Contoh MAWP 230,4 psi di atas memenuhi peringkat tekanan 100 psi yang disyaratkan.
Formula Tekanan Desain Alternatif
Anda juga dapat menguji daya tahan kapal menggunakan rumus Barlow,P = 2ST / D, untuk tekananP, tegangan yang diijinkanSdalam psi, ketebalan dindinguntuk, dan diameter luarDuntuk menguji bagaimana tekanan internal pipa menahan kekuatan material. Saat menggunakan rumus ini, pastikanuntukdanDmemiliki satuan yang sama sehingga kedua ruas persamaan tetap seimbang.
Anda dapat menggunakan rumus Barlow untuk menghitung tekanan internal, tekanan ledakan pamungkas, tekanan operasi maksimum yang diizinkan (MAOP) dan tekanan hidrostatik Mill. Anda menghitung tekanan internal dengan menggunakan kekuatan luluh untuk tegangan yang diijinkanSdan menghitung tekanan yang dihasilkan. Demikian pula, Anda dapat menghitung tekanan ledakan pamungkas dengan menggunakan kekuatan luluh maksimum untuk maximumS.
Gunakan Kekuatan Hasil Minimal yang Ditentukan (SMYS) untukS, atau kekuatan yang terkait dengan spesifikasi tertentu, untuk menentukan MAOP. Tekanan Hidrostatik Mill menggunakan sebagian kecil dari kekuatan luluh yang ditentukan, tegangan di mana sejumlah deformasi plastis dihasilkan, untukS. Kekuatan luluh yang ditentukan ini umumnya 60% dari kekuatan luluh maksimum.