Možno by vás zaujímalo, ako potrubia a hadice odolávajú veľkému tlaku vody, ktorý cez ne preteká. Veľa z toho spočíva v porozumení fyziky, ktorá stojí za nimi. Inžinieri kontrolujú tieto normy testovaním pevnosti hadíc a maximálny povolený pracovný tlak (MAWP) je kľúčovým nástrojom pri stanovení bezpečných limitov pre hadicu.
Maximálny povolený pracovný tlak (MAWP)
Môžete vypočítaťMaximálny povolený pracovný tlak (MAWP), maximálny tlak pre hadicu podľa vzorca
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
pre hodnotu MAWPPv psi, medza klzu (alebo pevnosť v ťahu) materiáluSr, návrhový faktorFd, faktor pozdĺžneho kĺbuFe, faktor znižovania teplotyFta vnútorný priemer potrubiado. Tieto faktory zohľadňujú vlastnosti samotných materiálov a budete ich musieť vyhľadať pre materiály použité v konkrétnom prípade, ktorý zvažujete.
Napríklad, ak ste vedeli, že vnútorný priemer valcovej nádoby bol 200 palcov, mohli by ste prísť na to, ako na jeho vytvorenie použiť kovovú zliatinu. Použite materiál z uhlíkovej ocele s medzou klzu 64 000 psi, ktorý má hrúbku 1/2 palca. Návrhový faktor je 0,72, činiteľ pozdĺžneho spoja je 1,00 a činiteľ zníženia teploty je 1,00. Pomocou vzorca môžete vypočítať MAWP ako:
\ begin {aligned} 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 {zarovnané}
Normy MAWP
Ako definuje MAWP Medzinárodná organizácia pre normalizáciu, tlakové nádoby všeobecne majú konštrukčné parametre pre ich rôzne vlastnosti, ako je hrúbka steny alebo vnútorný polomer hadice plavidlá. Inžinieri ich podrobne kontrolujú, aby sa ubezpečili, že ich konštrukcie odolávajú príslušnému tlaku, teplote, korózii a všetkým, čo môže brániť ich výkonu. Skúšky, pri ktorých sa používa tlaková voda, určujú hydrostatický skúšobný tlak, aby sa zabezpečilo, že nádoby vydržia príslušné sily jeho použitia. Výrobcovia môžu použiť aj iné testy.
Napríklad spoločnosť Penflex znižuje svoje výpočty MAWP o 20 percent, aby zohľadnila zahrnuté teplo, ktoré ovplyvňuje medzu klzu ich opletených drôtov počas procesu zvárania. Berú dokonca do úvahy nastavovacie faktory, ktoré ovplyvňujú MAWP pri vysokých teplotách.
Americká spoločnosť strojných inžinierov stanovila štandardy, podľa ktorých musia plavidlá spĺňať 100 libier na štvorcový palec (100 psi) a musia mať dostatočný objem na to, aby obsahovali 10 000 galónov kvapaliny. Vyššie uvedený príklad 230,4 psi MAWP spĺňa požadovaný tlak 100 psi.
Alternatívny návrhový vzorec tlaku
Môžete tiež vyskúšať trvanlivosť nádoby pomocou Barlowovho vzorca,P = 2Sv / D, pre tlakP, prípustný stresSv psi, hrúbka stenyta vonkajší priemerDna otestovanie, ako vnútorný tlak potrubia drží proti sile materiálu. Pri použití tohto vzorca zaistitetaDmajú rovnaké jednotky, aby obidve strany rovnice zostali vyvážené.
Barlowov vzorec môžete použiť na výpočet vnútorného tlaku, maximálneho trhacieho tlaku, maximálneho povoleného prevádzkového tlaku (MAOP) a hydrostatického tlaku Mill. Vnútorný tlak vypočítate pomocou medznej pevnosti pre dovolené napätieSa výpočet výsledného tlaku. Podobne môžete vypočítať konečný tlak pri roztrhnutí pomocou maximálnej medze klzu preS.
Použite zadanú minimálnu výťažnú silu (SMYS) preSalebo pevnosť spojenú s určitou špecifikáciou na určenie MAOP. Hydrostatický tlak v mlyne využíva zlomok špecifikovanej medze klzu, napätia, pri ktorom vzniká určité množstvo plastickej deformácie, naS. Táto špecifikovaná medza klzu je zvyčajne 60% maximálnej medze klzu.