Je vraagt je misschien af hoe leidingen en slangen bestand zijn tegen de grote druk van het water dat er doorheen stroomt. Veel hiervan komt neer op het begrijpen van de fysica erachter. Ingenieurs controleren deze normen door te testen hoe sterk slangen zijn, en de maximaal toelaatbare werkdruk (MAWP) is een belangrijk hulpmiddel bij het instellen van veilige limieten voor een slang.
Maximaal toelaatbare werkdruk (MAWP)
U kunt de berekenenMaximaal toelaatbare werkdruk (MAWP), de maximale druk voor een slang, met behulp van de formule
P = \frac{2×S_y×F_d×F_e×F_t×t}{d_o}
voor MAWP-waarde:Pin psi, vloeigrens (of treksterkte) van het materiaalzoja, ontwerpfactorFd, lengte gezamenlijke factorFe, temperatuur derating factorFten binnendiameter van de pijpdO. Deze factoren houden rekening met kenmerken van de materialen zelf, en u moet ze opzoeken voor de materialen die betrokken zijn in het specifieke geval dat u overweegt.
Als u bijvoorbeeld wist dat de binnendiameter van een cilindrisch vat 200 inch was, zou u erachter kunnen komen hoe u een metaallegering kunt gebruiken om het te maken. Gebruik een koolstofstalen materiaal met een vloeigrens van 64.000 psi met een dikte van 1/2 inch. De ontwerpfactor is 0,72, de lengtevoegfactor is 1,00 en de temperatuurreductiefactor is 1,00. Met behulp van de formule kunt u een MAWP berekenen als:
\begin{uitgelijnd} 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{uitgelijnd}
MAWP-normen
Zoals MAWP is gedefinieerd door de International Organization for Standardization, hebben drukvaten over het algemeen: ontwerpparameters voor hun verschillende kenmerken, zoals wanddikte of de binnenradius van de slang schepen. Ingenieurs controleren ze nauwkeurig om er zeker van te zijn dat hun ontwerpen bestand zijn tegen de juiste druk, temperatuur, corrosie en wat dan ook dat hun prestaties kan belemmeren. Tests waarbij water onder druk wordt gebruikt, bepalen de hydrostatische testdruk om ervoor te zorgen dat de vaten de juiste krachten van het gebruik kunnen weerstaan. Fabrikanten kunnen ook andere tests gebruiken.
Het bedrijf Penflex verlaagt bijvoorbeeld hun MAWP-berekeningen met 20 procent om rekening te houden met de hitte die van invloed is op de vloeigrens van hun gevlochten draden tijdens het lasproces. Ze houden zelfs rekening met aanpassingsfactoren die MAWP bij hoge temperaturen beïnvloeden.
De American Society of Mechanical Engineers heeft zodanige normen vastgesteld dat schepen 100 pond per vierkante inch (100 psi) moeten halen en een voldoende volume moeten hebben om 10.000 gallons vloeistof te bevatten. Het bovenstaande voorbeeld van 230,4 psi MAWP voldoet aan de vereiste 100 psi drukclassificatie.
Alternatieve ontwerpdrukformule
U kunt ook de duurzaamheid van een vat testen met de formule van Barlow,P = 2St / D, voor drukP, toelaatbare stresszoin psi, wanddikteten uitwendige diameter:Dom te testen hoe de interne druk van een pijp zich verhoudt tot de sterkte van het materiaal. Zorg er bij gebruik van deze formule voor:tenDdezelfde eenheden hebben, zodat beide zijden van de vergelijking in evenwicht blijven.
U kunt de formule van Barlow gebruiken om de interne druk, de uiteindelijke barstdruk, de maximaal toelaatbare werkdruk (MAOP) en de hydrostatische druk van de molen te berekenen. U berekent de interne druk door de vloeigrens te gebruiken voor toelaatbare spanningzoen het berekenen van de resulterende druk. Op dezelfde manier kunt u de uiteindelijke barstdruk berekenen door de maximale vloeigrens te gebruiken voor:zo.
Gebruik de gespecificeerde minimale opbrengststerkte (SMYS) voor:zo, of de sterkte die aan een bepaalde specificatie is gekoppeld, om MAOP te bepalen. De hydrostatische druk van de molen gebruikt de fractie van de gespecificeerde vloeigrens, de spanning waarbij een specifieke hoeveelheid plastische vervorming wordt geproduceerd, voorzo. Deze gespecificeerde vloeigrens is in het algemeen 60% van de maximale vloeigrens.