I tubi trasportano il petrolio dalle raffinerie ai punti di distribuzione a centinaia di chilometri di distanza e trasportano anche gas e acqua alle singole residenze nelle aree di servizio municipali. Nessuno vuole che questi tubi scoppino, quindi le società di distribuzione prestano molta attenzione alla resistenza alla trazione dei tubi che utilizzano. Uno dei principali indicatori della resistenza alla trazione è il carico di snervamento minimo specificato, solitamente abbreviato in SMYS. Una volta determinato per un determinato materiale, gli ingegneri possono determinare la pressione massima consentita, o sollecitazione del telaio, all'interno di un tubo con un dato diametro e spessore della parete.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il limite di snervamento minimo specificato (SMYS) è correlato alla pressione all'interno di un tubo mediante la formula di Barlow: P = 2St/D, dove t è lo spessore del tubo in pollici e D è il diametro esterno, anch'esso in pollici.
Formula di Barlow
Gli ingegneri calcolano la pressione massima consentita (P) all'interno di un tubo utilizzando la formula di Barlow, che mette in relazione la pressione allo spessore nominale della parete (t), alla sollecitazione ammissibile (S), che è il SYMS, e all'inverso del diametro del tubo (D). La formula è:
P = 2St/D
Il SYMS è di solito un dato in questa formula. È stato predeterminato per il materiale del tubo in questione e generalmente lo trovi cercandolo in una tabella. Quando si progettano sistemi di erogazione di gas o petrolio, i codici di solito richiedono che il valore di S utilizzato nell'equazione sia il 72 o l'80% del SYMS per il materiale come tampone di sicurezza. SYMS è espresso in libbre per pollice quadrato (psi) e le quantità di lunghezza sono espresse in pollici.
Esempio
Un certo materiale per tubi ha uno SMYS di 35.000 psi e le considerazioni di progettazione richiedono di ridurlo al 72% del suo valore. Se il tubo ha un diametro esterno di 8 5/8 pollici e uno spessore della parete di 0,375 pollici, qual è la pressione massima consentita all'interno del tubo?
P = 2St/D = 2 (35.500 psi) (0,375 pollici) / 8,625 pollici =
3.087 psig
L'unità "psig" sta per "pressione relativa", che è una misurazione della pressione che tiene conto della pressione atmosferica. Fondamentalmente è lo stesso di psi.
Determinazione di SMYS dalla formula di Barlow
Poiché il limite di snervamento minimo specificato è già stato determinato per la maggior parte dei materiali, di solito è possibile trovare il valore di cui si ha bisogno consultando la documentazione di produzione. Se hai bisogno di determinarlo per un materiale per il quale non riesci a trovare il valore, dovresti condurre il tuo test di pressione e riorganizzare la formula di Barlow per risolvere S:
S = PD / 2t
Riempiresti il tubo con un fluido, solitamente acqua, e aumenteresti la pressione fino a quando il tubo non inizia a deformarsi in modo permanente. Registra quella pressione in psig, quindi inseriscila nell'equazione insieme allo spessore del tubo e al diametro esterno per ottenere lo SMYS in libbre per pollice quadrato.