ท่อส่งน้ำมันจากโรงกลั่นไปยังจุดจ่ายน้ำมันที่อยู่ห่างออกไปหลายร้อยไมล์ และยังส่งก๊าซและน้ำไปยังที่อยู่อาศัยแต่ละแห่งในพื้นที่ให้บริการของเทศบาล ไม่มีใครอยากให้ท่อเหล่านี้ระเบิด ดังนั้นบริษัทจัดจำหน่ายจึงให้ความสำคัญกับความต้านทานแรงดึงของท่อที่ใช้ หนึ่งในตัวชี้วัดหลักของความต้านทานแรงดึงคือ Specified Minimum Yield Strength ซึ่งมักจะย่อให้เหลือ SMYS เมื่อถูกกำหนดสำหรับวัสดุบางอย่างแล้ว วิศวกรสามารถกำหนดแรงดันสูงสุดที่อนุญาตหรือความเค้นของห่วงภายในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของผนังที่กำหนดได้
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ค่าความแข็งแรงครากขั้นต่ำที่ระบุ (SMYS) สัมพันธ์กับแรงดันภายในท่อตามสูตรของบาร์โลว์: P = 2St/D โดยที่ t คือความหนาของท่อเป็นนิ้ว และ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกซึ่งมีหน่วยเป็นนิ้วด้วย
สูตรของบาร์โลว์
วิศวกรคำนวณแรงดันสูงสุดที่อนุญาต (P) ภายในท่อโดยใช้สูตรของ Barlow ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงดัน ถึงความหนาของผนังที่ระบุ (t) ความเค้นที่ยอมให้ (S) ซึ่งเป็น SYMS และค่าผกผันของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ (ง). สูตรคือ:
P = 2St/D
SYMS มักจะถูกกำหนดไว้ในสูตรนี้ มีการกำหนดไว้ล่วงหน้าสำหรับวัสดุท่อที่เป็นปัญหา และโดยทั่วไปคุณจะพบได้โดยการค้นหาในตาราง เมื่อออกแบบระบบส่งก๊าซหรือน้ำมัน รหัสมักจะกำหนดให้ค่า S ที่ใช้ในสมการเป็น 72 หรือ 80 เปอร์เซ็นต์ของ SYMS สำหรับวัสดุเป็นบัฟเฟอร์ความปลอดภัย SYMS แสดงเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) และปริมาณความยาวแสดงเป็นนิ้ว
ตัวอย่าง
วัสดุท่อบางชนิดมีค่า SMYS 35,000 psi และข้อควรพิจารณาในการออกแบบจำเป็นต้องลดให้เหลือ 72 เปอร์เซ็นต์ของมูลค่า หากท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 8 5/8 นิ้ว และความหนาของผนัง 0.375 นิ้ว แรงดันภายในท่อสูงสุดที่อนุญาตคือเท่าใด
P = 2St/D = 2 (35,500 psi) (0.375 นิ้ว) / 8.625 นิ้ว =
3,087 psig
หน่วย "psig" ย่อมาจาก 'gauge pressure' ซึ่งเป็นการวัดความดันที่คำนึงถึงความดันบรรยากาศ โดยพื้นฐานแล้วมันเหมือนกับ psi
การหา SMYS จากสูตรของ Barlow
เนื่องจากได้กำหนดความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำสำหรับวัสดุส่วนใหญ่แล้ว คุณจึงสามารถค้นหาค่าที่ต้องการได้โดยปรึกษาเอกสารการผลิต หากคุณต้องการกำหนดสำหรับวัสดุที่คุณไม่พบค่า คุณจะต้องทำการทดสอบแรงดันของคุณเองและจัดเรียงสูตรของ Barlow ใหม่เพื่อแก้ปัญหาหา S:
S = PD / 2t
คุณจะต้องเติมของเหลวลงในท่อ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นน้ำ และเพิ่มแรงดันจนกว่าท่อจะเริ่มเปลี่ยนรูปถาวร บันทึกความดันเป็น psig จากนั้นเสียบลงในสมการพร้อมกับความหนาของท่อและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเพื่อให้ได้ SMYS เป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว