Du lurer kanskje på hvordan rør og slanger tåler det store vanntrykket som strømmer gjennom dem. Mye av dette kommer til å forstå fysikken bak dem. Ingeniører sjekker disse standardene ved å teste hvor sterke slanger er, og Maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP) er et viktig verktøy for å sette sikre grenser for en slange.
Maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP)
Du kan beregneMaksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP), maksimalt trykk for en slange, ved hjelp av formelen
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
for MAWP-verdiPi psi, flytekraft (eller strekkstyrke) av materialetSy, designfaktorFd, langsgående skjøtefaktorFe, temperaturreduserende faktorFtog innvendig rørdiameterdo. Disse faktorene tar hensyn til egenskapene til materialene selv, og du må slå dem opp for materialene som er involvert i den spesifikke saken du vurderer.
Hvis du for eksempel visste at den indre diameteren til et sylindrisk fartøy var 200 tommer, kunne du finne ut hvordan du skulle bruke en metalllegering for å lage den. Bruk et karbonstålmateriale med en flytegrense på 64.000 psi som har en tykkelse på 1/2 tomme. Designfaktoren er 0,72, den langsgående skjøtefaktoren er 1,00 og temperaturfaktoren er 1,00. Ved hjelp av formelen kan du beregne en MAWP som:
\ begynn {justert} P & = \ frac {2 × 64 000 \; \ tekst {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 \; \ tekst {i}} {200 \; \ tekst {i}} \\ & = 230,4 \; \ text {psi} \ end {justert}
MAWP-standarder
Som MAWP er definert av International Organization for Standardization, har trykkbeholdere generelt designe parametere for deres forskjellige egenskaper som veggtykkelse eller slangens innvendige radius fartøy. Ingeniører sjekker dem nøye for å forsikre seg om at designene deres tåler passende trykk, temperatur, korrosjon og alt annet som kan hindre ytelsen. Tester som bruker trykkvann bestemmer det hydrostatiske testtrykket for å sikre at fartøyene tåler de aktuelle kreftene ved bruk. Produsenter kan også bruke andre tester.
For eksempel reduserer selskapet Penflex sine MAWP-beregninger med 20 prosent for å ta hensyn til varmen som er involvert, som påvirker flytekraften til flettetrådene under sveiseprosessen. De tar til og med hensyn til justeringsfaktorer som påvirker MAWP ved høye temperaturer.
American Society of Mechanical Engineers har satt standarder slik at fartøyer må oppfylle 100 pund per kvadrattomme (100 psi) og må ha et tilstrekkelig volum til å inneholde 10 000 liter væske. Eksemplet ovenfor på 230,4 psi MAWP oppfyller den nødvendige 100 psi trykkvurderingen.
Alternativ design trykkformel
Du kan også teste holdbarheten til et fartøy ved hjelp av Barlows formel,P = 2St. / D, for pressP, tillatt stressSi psi, veggtykkelset, og utvendig diameterDfor å teste hvordan det indre trykket i et rør holder seg mot materialets styrke. Når du bruker denne formelen, må du sørge fortogDha de samme enhetene slik at begge sider av ligningen forblir balansert.
Du kan bruke Barlows formel til å beregne internt trykk, endelig sprengningstrykk, maksimalt tillatt driftstrykk (MAOP) og Mill hydrostatisk trykk. Du beregner indre trykk ved å bruke flytegrense for tillatt belastningSog beregning av det resulterende trykk. På samme måte kan du beregne det ultimate sprengtrykk ved å bruke maksimal flytegrense forS.
Bruk SMYS (Specified Minimal Yield Strength) forS, eller styrken forbundet med en viss spesifikasjon, for å bestemme MAOP. Mill Hydrostatic Press bruker en brøkdel av den spesifiserte flytekraften, spenningen der en spesifikk mengde plastisk deformasjon produseres, forS. Denne spesifiserte flytegrensen er vanligvis 60% av den maksimale flytegrensen.