Pijpen vervoeren olie van raffinaderijen naar distributiepunten die honderden kilometers verderop liggen, en ze vervoeren ook gas en water naar individuele woningen in gemeentelijke servicegebieden. Niemand wil dat deze leidingen barsten, daarom letten distributiebedrijven goed op de treksterkte van de leidingen die ze gebruiken. Een van de belangrijkste indicatoren voor treksterkte is de gespecificeerde minimale vloeigrens, meestal afgekort tot SMYS. Zodra het voor een bepaald materiaal is bepaald, kunnen ingenieurs de maximaal toelaatbare druk of ringspanning bepalen in een pijp met een bepaalde diameter en wanddikte.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De gespecificeerde minimale vloeigrens (SMYS) is gerelateerd aan de druk in een leiding volgens de formule van Barlow: P = 2St/D, waarbij t de dikte van de leiding in inches is en D de buitendiameter is, ook in inches.
De formule van Barlow
Ingenieurs berekenen de maximaal toelaatbare druk (P) in een leiding met behulp van de formule van Barlow, die de druk relateert tot de nominale wanddikte (t), de toelaatbare spanning (S), die de SYMS is, en tot het omgekeerde van de buisdiameter (D). De formule is:
P = 2St/D
Het SYMS is meestal een gegeven in deze formule. Het is vooraf bepaald voor het leidingmateriaal in kwestie en je vindt het meestal door het op te zoeken in een tabel. Bij het ontwerpen van gas- of olieleveringssystemen vereisen codes gewoonlijk dat de waarde voor S die in de vergelijking wordt gebruikt 72 of 80 procent is van het SYMS voor het materiaal als veiligheidsbuffer. SYMS wordt uitgedrukt in pond per vierkante inch (psi), en de lengtehoeveelheden worden uitgedrukt in inches.
Voorbeeld
Een bepaald buismateriaal heeft een SMYS van 35.000 psi en ontwerpoverwegingen vereisen dat het wordt teruggebracht tot 72 procent van zijn waarde. Als de pijp een buitendiameter heeft van 8 5/8 inch en een wanddikte van 0,375 inch, wat is dan de maximaal toelaatbare druk in de pijp?
P = 2St/D = 2 (35.500 psi) (0,375 inch) / 8,625 inch =
3.087 psig
De eenheid "psig" staat voor 'gauge pressure', wat een drukmeting is die rekening houdt met atmosferische druk. Het is eigenlijk hetzelfde als psi.
SMYS bepalen uit de formule van Barlow
Omdat de gespecificeerde minimale vloeigrens voor de meeste materialen al is bepaald, kunt u de waarde die u nodig hebt meestal vinden door de fabricageliteratuur te raadplegen. Als je het moet bepalen voor een materiaal waarvan je de waarde niet kunt vinden, moet je je eigen druktest uitvoeren en de formule van Barlow herschikken om op te lossen voor S:
S = PD / 2t
Je zou de pijp vullen met een vloeistof, meestal water, en de druk verhogen totdat de pijp permanent begon te vervormen. Noteer die druk in psig en vul deze vervolgens in de vergelijking in, samen met de buisdikte en buitendiameter om de SMYS in ponden per vierkante inch te krijgen.