По трубам нефть транспортируется с нефтеперерабатывающих заводов в пункты распределения, расположенные за сотни миль, а также по ним газ и вода доставляются в отдельные жилые дома в муниципальных районах. Никто не хочет, чтобы эти трубы лопались, поэтому распределительные компании уделяют пристальное внимание пределу прочности труб, которые они используют. Одним из основных показателей прочности на разрыв является заданный минимальный предел текучести, который обычно сокращается до SMYS. После того, как он был определен для определенного материала, инженеры могут определить максимально допустимое давление или кольцевое напряжение внутри трубы с заданным диаметром и толщиной стенки.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Указанный минимальный предел текучести (SMYS) связан с давлением внутри трубы по формуле Барлоу: P = 2St / D, где t - толщина трубы в дюймах, а D - внешний диаметр, также в дюймах.
Формула Барлоу
Инженеры рассчитывают максимально допустимое давление (P) внутри трубы, используя формулу Барлоу, которая связывает давление номинальной толщине стенки (t), допустимому напряжению (S), которое является SYMS, и величине, обратной диаметру трубы (D). Формула:
P = 2St / D
SYMS обычно задается в этой формуле. Он был заранее определен для рассматриваемого материала трубы, и обычно его можно найти, просмотрев его в таблице. При проектировании систем доставки газа или нефти нормы обычно требуют, чтобы значение S, используемое в уравнении, составляло 72 или 80 процентов от SYMS для материала в качестве буфера безопасности. SYMS выражается в фунтах на квадратный дюйм (psi), а значения длины выражаются в дюймах.
Пример
Определенный материал трубы имеет SMYS 35 000 фунтов на квадратный дюйм, и проектные соображения требуют снижения его до 72 процентов от его значения. Если труба имеет внешний диаметр 8 5/8 дюйма и толщину стенки 0,375 дюйма, каково максимально допустимое давление внутри трубы?
P = 2St / D = 2 (35500 фунтов на кв. Дюйм) (0,375 дюйма) / 8,625 дюйма =
3087 фунтов на кв. Дюйм
Единица измерения «фунт / кв. Дюйм» означает «манометрическое давление», которое представляет собой измерение давления, учитывающее атмосферное давление. Это в основном то же самое, что и psi.
Определение SMYS по формуле Барлоу
Поскольку указанный минимальный предел текучести уже определен для большинства материалов, вы обычно можете найти необходимое значение, обратившись к производственной литературе. Если вам нужно определить его для материала, для которого вы не можете найти значение, вам придется провести собственное испытание под давлением и изменить формулу Барлоу, чтобы найти S:
S = PD / 2t
Вы должны заполнить трубу жидкостью, обычно водой, и увеличивать давление до тех пор, пока труба не начнет необратимо деформироваться. Запишите это давление в фунтах на кв. Дюйм, затем включите его в уравнение вместе с толщиной и внешним диаметром трубы, чтобы получить SMYS в фунтах на квадратный дюйм.