Làm thế nào để tính toán áp lực một đường ống có thể chịu được?

9

Tôi đã nhìn vào đường ống áp lực cao và xếp hạng áp lực của họ. Tôi muốn biết làm thế nào những xếp hạng áp lực được xác định.

Tôi giả định rằng các đường ống được kiểm tra cho đến khi thất bại và áp suất thất bại được nhân với một số yếu tố an toàn để xác định áp suất 'định mức' của nó, nhưng có một công thức để tính toán áp suất thất bại nên trước khi kiểm tra nó (dựa trên vật liệu, tường độ dày, đường kính, hoặc các phép đo khác của ống)?

mechanical-engineering pressure mechanical-failure

— jhabbott
nguồn

13

Theo Bộ quy trình đường ống ASME (B31.3)

p = \frac{2 * t * S * E}{D - 2 * t * Y}

$p = \frac{2 * t * S * E}{D - 2 * t * Y}$

Ở đâu

$p$ = áp suất bên trong = độ dày thành = độ bền kéo của vật liệu = đường kính ngoài = hệ số chiều dày thành (B31.3-1999, Bảng 304.1.1) = hệ số chất lượng xây dựng vật liệu và đường ống (B31.3-1999, Bảng A-1A)
$t$
$S$
$D$
$Y$
$E$

Lưu ý rằng phương trình này thực sự có một yếu tố an toàn bao gồm.

— CoryKramer
nguồn

Lưu ý rằng 2tS là lực trên mỗi chiều dài giữ hai nửa ống với nhau và (D - 2t) p là lực trên mỗi chiều dài cố gắng tách hai nửa đó. Y và E là các yếu tố hiệu chỉnh để đảm bảo an toàn.

— Rick

5

Trong thế giới của ống nhựa, công thức là khác nhau, bởi vì vật liệu không mang lại . Đối với nhựa đẳng hướng , B31.3 hiển thị đường ống là:

p = \frac{2 S t}{D - t}

$p = \frac{2St}{D-t}$

Trong đó D, t và S vẫn giữ nguyên như trên. Tuy nhiên, cường độ cho phép (S) được đưa ra bởi một đặc điểm kỹ thuật áp dụng của ASTM, có chức năng giống như ứng suất - nhưng không phải lúc nào cũng dựa trên cường độ cuối cùng của vật liệu.

Ống composite, được bao gồm trực hướng laminates, không có một sức mạnh được xác định rõ - vật liệu được thiết kế với các đường ống. Trong những trường hợp này, giả định ban đầu rằng các đường ống được kiểm tra cho đến khi thất bại là hoàn toàn chính xác. B31.3 tuyên bố lại:

p = \frac{2 S F t}{D - t}

$p = \frac{2SFt}{D-t}$

Trường hợp một yếu tố mới, F được giới thiệu. S được lấy từ Cơ sở Thiết kế Thủy tĩnh - và về cơ bản nó là Đường cong SN cho chuỗi ghép cụ thể đó. F cho phép chuyển đổi giữa hai thử nghiệm - 0,5 cho thử nghiệm tĩnh, 1.0 cho thử nghiệm động.

ASME hiện đang xem xét phương pháp này - và đây là một lĩnh vực phát triển mới thú vị đối với họ khi họ đang tạo ra một tiêu chuẩn đường ống mới để giải phóng ngành công nghiệp về yêu cầu thử nghiệm HDB đắt tiền và rộng rãi.

Kiểm tra chất lượng được ủy quyền theo tiêu chuẩn ASTM D2996 / ASTM D2992 đảm bảo đường ống được thực hiện theo cùng một cách - bất kỳ thay đổi nào trong công thức đều yêu cầu kiểm tra lại. Sử dụng phương pháp này, đường ống tổng hợp thường được thiết kế cho vòng đời 50 năm.

— dấu
nguồn