Lahko se sprašujete, kako lahko cevi in cevi prenesejo velik pritisk vode, ki teče skozi njih. Velik del tega se nanaša na razumevanje fizike, ki stoji za njimi. Inženirji te standarde preverijo tako, da preskusijo, kako močne so cevi, in največji dovoljeni delovni tlak (MAWP) je ključno orodje pri določanju varnih meja cevi.
Največji dovoljeni delovni tlak (MAWP)
Lahko izračunateNajvečji dovoljeni delovni tlak (MAWP), največji tlak za cev po formuli
P = \ frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}
za vrednost MAWPPv psi, meja tečenja (ali natezna trdnost) materialaSy, dejavnik oblikovanjaFd, faktor vzdolžnega sklepaFe, faktor zmanjšanja temperatureFtin notranji premer cevido. Ti dejavniki upoštevajo značilnosti samih materialov, zato jih boste morali poiskati glede materialov, ki so vključeni v poseben primer, ki ga obravnavate.
Če bi na primer vedeli, da je notranji premer valjaste posode 200 centimetrov, bi lahko ugotovili, kako uporabiti kovinsko zlitino za njeno ustvarjanje. Uporabite material iz ogljikovega jekla z mejo tečenja 64.000 psi, ki ima debelino 1/2 palca. Načrtovalni faktor je 0,72, faktor vzdolžnega zgloba 1,00 in faktor zmanjšanja temperature 1,00. S pomočjo formule lahko izračunate MAWP kot:
\ začetek {poravnano} P & = \ frac {2 × 64.000 \; \ besedilo {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 \; \ besedilo {v}} {200 \; \ besedilo {v}} \\ & = 230,4 \; \ besedilo {psi} \ konec {poravnano}
Standardi MAWP
Kot je MAWP opredelila Mednarodna organizacija za standardizacijo, tlačne posode praviloma določajo konstrukcijske parametre za njihove različne značilnosti, kot so debelina stene ali notranji polmer cevi plovila. Inženirji jih natančno pregledajo, da se prepričajo, ali njihovi modeli zdržijo ustrezen tlak, temperaturo, korozijo in karkoli drugega lahko ovira njihovo delovanje. Preskusi, ki uporabljajo vodo pod pritiskom, določajo hidrostatični preskusni tlak, da se zagotovi, da posode prenesejo ustrezne sile njene uporabe. Proizvajalci lahko uporabljajo tudi druge teste.
Podjetje Penflex na primer zmanjša svoje izračune MAWP za 20 odstotkov, da upošteva vročino, ki vpliva na mejo raztezanja njihovih pletenih žic med varjenjem. Upoštevajo celo prilagoditvene faktorje, ki vplivajo na MAWP pri visokih temperaturah.
Ameriško združenje strojnih inženirjev je postavilo takšne standarde, da morajo plovila dosegati 100 funtov na kvadratni palec (100 psi) in morajo imeti zadostno prostornino, da vsebujejo 10.000 litrov tekočine. Zgornji primer MAWP 230,4 psi ustreza zahtevani oceni tlaka 100 psi.
Formula tlaka alternativne zasnove
Trajnost plovila lahko preizkusite tudi z Barlowovo formulo,P = 2St. / D, za tlakP, dopustni stresSv psi, debelina stenetin zunanji premerDpreizkusiti, kako vzdržuje notranji tlak cevi glede na trdnost materiala. Pri uporabi te formule zagotovitetinDimajo enake enote, tako da ostaneta obe strani enačbe uravnoteženi.
Barlowovo formulo lahko uporabite za izračun notranjega tlaka, končnega tlaka porušitve, največjega dovoljenega delovnega tlaka (MAOP) in hidrostatičnega tlaka Mill. Notranji tlak izračunate z uporabo meje tečenja za dovoljeno napetostSin izračun nastalega tlaka. Podobno lahko izračunate največji razpočni tlak z uporabo največje meje tečenja zaS.
Uporabite določeno minimalno trdnost donosa (SMYS) zaSali trdnost, povezana z določeno specifikacijo, za določitev MAOP. Hidrostatični tlak Mill uporablja del določene meje tečenja, napetost, pri kateri nastane določena količina plastične deformacije, zaS. Ta določena meja tečenja je običajno 60% največje meje tečenja.