จะคำนวณความดันที่ท่อสามารถทนได้อย่างไร

9

ฉันกำลังดูท่อแรงดันสูงและระดับแรงดัน ฉันต้องการทราบว่าการจัดอันดับความกดดันเหล่านี้ถูกกำหนดไว้อย่างไร

ฉันสันนิษฐานว่ามีการทดสอบท่อจนกว่าจะเกิดความล้มเหลวและความดันความล้มเหลวจะถูกคูณด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัยเพื่อกำหนดความดันที่ 'ได้รับการจัดอันดับ' แต่มีสูตรในการคำนวณความดันของความล้มเหลวที่ควรจะทดสอบก่อน (ตามวัสดุผนัง ความหนาเส้นผ่านศูนย์กลางหรือการวัดอื่น ๆ ของท่อ)?

mechanical-engineering pressure mechanical-failure

— jhabbott
แหล่งที่มา

13

ตามรหัส ASME ของกระบวนการวางท่อ (B31.3)

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

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

ที่ไหน

$p$ = ความดันภายใน = ความหนาของผนัง = ความต้านทานแรงดึงของวัสดุ = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก = สัมประสิทธิ์ความหนาของผนัง (B31.3-1999, ตารางที่ 304.1.1) = ปัจจัยคุณภาพของวัสดุและการก่อสร้างท่อ (B31.3-1999, ตาราง A-1A)
$t$
$S$
$D$
$Y$
$E$

โปรดทราบว่าสมการนี้มีปัจจัยด้านความปลอดภัยอย่างแน่นอน

— Cory Kramer
แหล่งที่มา

โปรดทราบว่า 2tS คือแรงต่อความยาวที่ถือสองส่วนของท่อไว้ด้วยกันและ (D - 2t) p คือแรงต่อความยาวที่พยายามแยกครึ่งทั้งสองนั้นออก Y และ E เป็นปัจจัยการแก้ไขที่คำนึงถึงความปลอดภัย

— Rick

5

ในโลกของท่อพลาสติกสูตรที่แตกต่างกันเพราะวัสดุที่ไม่ได้ผลผลิต สำหรับพลาสติกแบบไอโซโทรปิก B31.3 จะแสดงท่อเป็น

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

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

โดยที่ D, T และ S ยังคงเหมือนเดิม อย่างไรก็ตามความแข็งแรงที่อนุญาต (S) นั้นได้รับจากข้อกำหนด ASTM ที่ใช้บังคับซึ่งทำหน้าที่เหมือนกับความเครียดความเค้น - แต่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของวัสดุเสมอไป

คอมโพสิตท่อประกอบด้วยลามิเนตOrthotropicไม่ได้มีความแข็งแรงที่กำหนดไว้อย่างดี - วัสดุถูกออกแบบด้วยท่อ ในกรณีเหล่านี้สมมติฐานดั้งเดิมที่ทดสอบท่อจนกว่าความล้มเหลวจะถูกต้องอย่างสมบูรณ์ B31.3 ระบุอีกครั้ง:

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

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

ในกรณีที่มีปัจจัยใหม่ F แนะนำ S นั้นได้มาจากพื้นฐานการออกแบบที่คงที่ของ Hydrostaticและมันก็เป็นSN Curveสำหรับการเคลือบตามลำดับนั้น F อนุญาตให้แปลงระหว่างการทดสอบสองครั้ง - 0.5 สำหรับการทดสอบแบบคงที่, 1.0 สำหรับการทดสอบแบบไดนามิก

ASME กำลังตรวจสอบวิธีการนี้ - และนี่เป็นพื้นที่ใหม่ที่น่าตื่นเต้นสำหรับพวกเขาเนื่องจากพวกเขากำลังสร้างมาตรฐานท่อใหม่เพื่อลดความต้องการการทดสอบ HDB ที่มีราคาแพงและกว้างขวาง

การทดสอบคุณภาพได้รับคำสั่งจาก ASTM D2996 / ASTM D2992 ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำท่อเป็นแบบเดียวกัน - การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสูตรต้องใช้การทดสอบอีกครั้ง การใช้วิธีการนี้คอมโพสิตท่อถูกออกแบบมาสำหรับวงจรชีวิต 50 ปี

— เครื่องหมาย
แหล่งที่มา