Как рассчитать давление, которое может выдержать труба?

9

Я смотрел на трубы высокого давления и их рейтинги давления. Я хотел бы знать, как эти оценки давления определены.

Я предполагаю, что трубы испытываются до разрушения, и давление разрушения умножается на некоторый коэффициент безопасности, чтобы определить его «номинальное» давление, но есть ли формула для расчета того, каким должно быть давление разрушения до его испытания (на основе материала, стены толщина, диаметр или другие размеры трубы)?

mechanical-engineering pressure mechanical-failure

— jhabbott
источник

13

Согласно Кодексу технологического трубопровода ASME (B31.3)

п знак равно \frac{2 * T * S * Е}{D - 2 * T * Y}

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

где

$p$ = внутреннее давление = толщина стенки = прочность материала на растяжение = наружный диаметр = коэффициент толщины стенки (B31.3-1999, таблица 304.1.1) = коэффициент качества материала и конструкции труб (B31.3-1999, таблица А-1А)
$t$
$S$
$D$
$Y$
$E$

Обратите внимание, что в это уравнение действительно включен коэффициент безопасности.

— CoryKramer
источник

Обратите внимание, что 2tS - это сила на длину, удерживающая две половины трубы вместе, а (D - 2t) p - это сила на длину, пытающаяся разделить эти две половины. Y и E - поправочные коэффициенты для учета безопасности.

— Рик

5

В мире пластиковых труб формула отличается, потому что материал не дает . Для изотропных пластмасс B31.3 показывает трубопроводы как:

п знак равно \frac{2 S T}{D - T}

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

Где D, t и S остаются такими же, как указано выше. Однако допустимая прочность (S) задается применимой спецификацией ASTM, которая функционирует так же, как предел текучести, но не всегда основана на предельной прочности материалов.

Композитный трубопровод, состоящий из ортотропных ламинатов, не имеет четко определенной прочности - материал спроектирован с трубой. В этих случаях исходное предположение о том, что трубы испытываются до отказа , абсолютно корректно. B31.3 снова заявляет:

п знак равно \frac{2 S F T}{D - T}

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

Где новый фактор, F вводится. S получен из гидростатической расчетной основы - и это, по сути, кривая SN для этой конкретной последовательности ламинирования. F позволяет преобразование между двумя тестами - 0,5 для статического теста, 1,0 для динамического теста.

ASME в настоящее время пересматривает этот метод - и это новая захватывающая область его развития, поскольку они создают новый стандарт трубопровода, чтобы избавить индустрию от дорогих и обширных требований к тестированию HDB.

Проверка качества, предписанная ASTM D2996 / ASTM D2992, гарантирует, что трубопровод изготовляется одинаково - любое изменение в формуле требует повторного испытания. Используя этот метод, композитный трубопровод обычно рассчитан на 50-летний жизненный цикл.

— отметка
источник