Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP)
- MAWP-standarder
- Alternativ design trykkformel
Du lurer kanskje på hvordan rør og slanger tåler det store vanntrykket som renner gjennom dem. Mye av dette kommer til å forstå fysikken bak dem. Ingeniører sjekker disse standardene ved å teste hvor sterke slanger er, og MAWP (Maximum Allowable Working Pressure) er et viktig verktøy for å sette trygge grenser for en slange.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Beregn maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP) ved å bruke P = 2 Sy Fd Fe Ft t / do, for flytestyrke (eller strekkfasthet) av materialet Sy, designfaktor Fd, langsgående leddfaktor Fe, temperaturedererende faktor Ft og innvendig rørdiameter do.
Maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP)
Du kan beregne Maksimalt tillatt arbeidstrykk (MAWP), maksimalt trykk for en slange, ved å bruke formelen
P = frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}for MAWP-verdi P i psi, flytestyrke (eller strekkfasthet) av materialet Sy, designfaktor Fd, langsgående leddfaktor Fe, temperaturedererende faktor Ft og innvendig rørdiameter do. Disse faktorene tar hensyn til funksjonene i selve materialet, og du må slå dem opp for materialene som er involvert i det konkrete tilfellet du vurderer.
Hvis du for eksempel visste at den indre diameteren til et sylindrisk kar var 200 tommer, kunne du finne ut hvordan du bruker en metalllegering for å lage den. Bruk et karbonstålmateriale med en avkastningsstyrke på 64.000 psi som har en tykkelse på 1/2 tomme. Designfaktoren er 0,72, den langsgående skjøtfaktoren er 1,00 og temperaturen deraterende faktoren er 1,00. Ved hjelp av formelen kan du beregne en MAWP som:
begynne {justert} P & = frac {2 × 64.000 ; {psi} × 0.72 × 1.00 × 1.00 × 0.5 ; {in}} {200 ; {in}} & = 230.4 ; {psi} slutt {justert}MAWP-standarder
Ettersom MAWP er definert av International Organization for Standardization, har trykkbeholdere generelt designparametere for sine forskjellige egenskaper, for eksempel veggtykkelse eller den indre radiusen til slangekar. Ingeniører sjekker dem nøye for å sikre at designene deres tåler passende trykk, temperatur, korrosjon og hva som helst annet som kan hindre deres ytelse. Tester som bruker vann under trykk bestemmer det hydrostatiske testtrykket for å sikre at fartøyene tåler de aktuelle kreftene for bruken. Produsenter kan også bruke andre tester.
For eksempel reduserer selskapet Penflex sine MAWP-beregninger med 20 prosent for å gjøre rede for varmen som er involvert og som påvirker avkastningsstyrken til flettetrådene deres under sveiseprosessen. De tar til og med hensyn til justeringsfaktorer som påvirker MAWP ved høye temperaturer.
The American Society of Mechanical Engineers har satt standarder slik at fartøyer må oppfylle 100 psi og må ha et tilstrekkelig volum til å inneholde 10.000 liter væske. Eksemplet ovenfor på MAWP på 230,4 psi oppfyller den nødvendige trykkvurderingen på 100 psi.
Alternativ design trykkformel
Du kan også teste holdbarheten til et fartøy ved å bruke Barlows formel, P = 2_St_ / D, for press P, tillatt stress S i psi, veggtykkelse t, og utvendig diameter D for å teste hvordan det indre trykket til et rør holder opp mot materialstyrken. Når du bruker denne formelen, må du forsikre deg om t og D har de samme enhetene slik at begge sider av ligningen forblir balansert.
Du kan bruke Barlows formel for å beregne internt trykk, maksimalt sprengtrykk, maksimalt tillatt driftstrykk (MAOP) og Mill hydrostatisk trykk. Du beregner internt trykk ved å bruke flytestyrke for tillatt spenning S og beregne det resulterende trykket. På samme måte kan du beregne det ultimate sprengtrykket ved å bruke den maksimale avkastningsstyrken for S.
Bruk den spesifiserte minimale avkastningsstyrken (SMYS) for S, eller styrken tilknyttet en viss spesifikasjon, for å bestemme MAOP. Mill Hydrostatisk trykk bruker en brøkdel av den spesifiserte flytestyrken, spenningen der en spesiell mengde plastisk deformasjon produseres, for S. Denne spesifiserte flytestyrken er generelt 60% av den maksimale flytestyrken.