Rury przenoszą ropę z rafinerii do punktów dystrybucyjnych oddalonych o setki kilometrów, a także przenoszą gaz i wodę do poszczególnych mieszkań w obszarach usług komunalnych. Nikt nie chce, aby te rury pękały, dlatego firmy dystrybucyjne zwracają szczególną uwagę na wytrzymałość rur, z których korzystają. Jednym z głównych wskaźników wytrzymałości na rozciąganie jest określona minimalna granica plastyczności, zwykle skracana do SMYS. Po ustaleniu tego dla określonego materiału inżynierowie mogą określić maksymalne dopuszczalne ciśnienie lub naprężenie obwodowe wewnątrz rury o określonej średnicy i grubości ścianki.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Podana minimalna granica plastyczności (SMYS) jest związana z ciśnieniem wewnątrz rury według wzoru Barlowa: P = 2St/D, gdzie t to grubość rury w calach, a D to średnica zewnętrzna, również w calach.
Formuła Barlowa
Inżynierowie obliczają maksymalne dopuszczalne ciśnienie (P) wewnątrz rury, korzystając ze wzoru Barlowa, który odnosi się do ciśnienia do nominalnej grubości ścianki (t), dopuszczalnego naprężenia (S), które jest SYMS, oraz do odwrotności średnicy rury (RE). Formuła to:
P = 2St/D
SYMS jest zwykle podany w tym wzorze. Została ona z góry określona dla danego materiału rury i zazwyczaj można ją znaleźć, przeglądając ją w tabeli. Podczas projektowania systemów dostarczania gazu lub oleju, kody zwykle wymagają, aby wartość S użytego w równaniu wynosiła 72 lub 80 procent SYMS dla materiału jako bufora bezpieczeństwa. SYMS jest wyrażony w funtach na cal kwadratowy (psi), a ilości długości są wyrażone w calach.
Przykład
Określony materiał rury ma SMYS 35 000 psi, a względy projektowe wymagają zmniejszenia go do 72 procent jego wartości. Jeśli rura ma średnicę zewnętrzną 8 5/8 cala i grubość ścianki 0,375 cala, jakie jest maksymalne dopuszczalne ciśnienie wewnątrz rury?
P = 2St/D = 2 (35 500 psi) (0,375 cala) / 8,625 cala =
3087 psig
Jednostka „psig” oznacza „ciśnienie manometryczne”, które jest miarą ciśnienia, która uwzględnia ciśnienie atmosferyczne. To w zasadzie to samo co psi.
Określanie SMYS na podstawie wzoru Barlowa
Ponieważ określona minimalna granica plastyczności została już określona dla większości materiałów, zwykle można znaleźć potrzebną wartość, konsultując się z literaturą dotyczącą produkcji. Jeśli chcesz to wyznaczyć dla materiału, dla którego nie możesz znaleźć wartości, musisz przeprowadzić własną próbę ciśnieniową i zmienić wzór Barlowa, aby rozwiązać dla S:
S = PD / 2t
Napełniłbyś rurę płynem, zwykle wodą, i zwiększał ciśnienie, aż rura zacznie się trwale odkształcać. Zapisz to ciśnienie w psig, a następnie wprowadź je do równania wraz z grubością rury i średnicą zewnętrzną, aby uzyskać wartość SMYS w funtach na cal kwadratowy.