Jak obliczyć ciśnienie, które może wytrzymać rura?

9

Patrzyłem na rury wysokociśnieniowe i ich wartości ciśnienia. Chciałbym wiedzieć, w jaki sposób określa się te oceny ciśnienia.

Zakładam, że rury są testowane aż do uszkodzenia, a ciśnienie uszkodzenia jest mnożone przez pewien współczynnik bezpieczeństwa, aby określić jego „ciśnienie znamionowe”, ale czy istnieje wzór do obliczenia, jakie powinno być ciśnienie uszkodzenia przed przetestowaniem (na podstawie materiału, ściany grubość, średnica lub inne wymiary rury)?

mechanical-engineering pressure mechanical-failure

— jhabbott
źródło

13

Zgodnie z kodem rurociągów procesowych ASME (B31.3)

p = \frac{2) * t * S. * mi}{re - 2) * t * Y}

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

gdzie

$p$ = ciśnienie wewnętrzne
$t$ = grubość ściany
$S$ = wytrzymałość materiału na rozciąganie
$D$ = średnica zewnętrzna
$Y$ = współczynnik grubości ściany (B31.3-1999, tabela 304.1.1)
$E$ = współczynnik jakości konstrukcji materiału i rury (B31.3-1999, tabela A-1A)

Zauważ, że to równanie rzeczywiście zawiera czynnik bezpieczeństwa.

— Cory Kramer
źródło

Zauważ, że 2tS jest siłą na długość utrzymującą dwie połówki rury razem, a (D - 2t) p jest siłą na długość próbującą oddzielić te dwie połówki. Y i E są współczynnikami korekcji uwzględniającymi bezpieczeństwo.

— Rick,

5

W świecie rurociągów z tworzyw sztucznych, wzór jest inny, ponieważ materiał nie jest wydajność . W przypadku tworzyw izotropowych B31.3 pokazuje orurowanie jako:

p = \frac{2) S. t}{re - t}

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

Gdzie D, t i S pozostają takie same jak powyżej. Dopuszczalna wytrzymałość (S) jest jednak podana w odpowiedniej specyfikacji ASTM, która działa tak samo jak granica plastyczności - ale nie zawsze jest oparta na wytrzymałości materiału.

Rurki kompozytowe, złożone z laminatów ortotropowych , nie mają ściśle określonej wytrzymałości - materiał jest zaprojektowany z rurą. W takich przypadkach pierwotne założenie, że rury są testowane do momentu uszkodzenia, jest absolutnie prawidłowe. B31.3 ponownie stwierdza:

p = \frac{2) S. fa t}{re - t}

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

Tam, gdzie pojawia się nowy czynnik, F. S jest uzyskiwane z podstawy projektowania hydrostatycznego - i zasadniczo jest to krzywa SN dla tej konkretnej sekwencji laminowania. F pozwala na konwersję między dwoma testami - 0,5 dla testu statycznego, 1,0 dla testu dynamicznego.

ASME obecnie sprawdza tę metodę - i jest to dla nich ekscytujący nowy obszar rozwoju, ponieważ generują nowy standard rur, aby zwolnić przemysł z kosztownych i obszernych wymagań testowania HDB.

Testy jakości wymagane przez ASTM D2996 / ASTM D2992 zapewniają, że orurowanie jest wykonane w ten sam sposób - każda zmiana formuły wymaga ponownego testu. Przy użyciu tej metody rurociągi kompozytowe są zwykle projektowane na 50-letni cykl życia.

— znak
źródło