Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Maximal zulässiger Arbeitsdruck (MAWP)
- MAWP-Standards
- Alternative Konstruktionsdruckformel
Sie fragen sich vielleicht, wie Rohre und Schläuche dem hohen Wasserdruck standhalten können, der durch sie fließt. Vieles davon hängt davon ab, die Physik hinter ihnen zu verstehen. Ingenieure überprüfen diese Standards, indem sie prüfen, wie stark die Schläuche sind. Der maximal zulässige Arbeitsdruck (MAWP) ist ein Schlüsselinstrument für die Festlegung sicherer Grenzwerte für einen Schlauch.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Berechnen Sie den maximal zulässigen Betriebsdruck (MAWP) mit P = 2 Sy Fd Fe Ft t / dOfür die Streckgrenze (oder Zugfestigkeit) des Materials SyDesign-Faktor FdLängsverbindungsfaktor FeTemperatur-Derating-Faktor Ft und Rohrinnendurchmesser dO.
Maximal zulässiger Arbeitsdruck (MAWP)
Sie können das berechnen Maximal zulässiger Arbeitsdruck (MAWP), der maximale Druck für einen Schlauch, unter Verwendung der Formel
P = frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}für MAWP-Wert P Streckgrenze (oder Zugfestigkeit) des Materials in psi SyDesign-Faktor FdLängsverbindungsfaktor FeTemperatur-Derating-Faktor Ft und Rohrinnendurchmesser dO. Diese Faktoren berücksichtigen die Merkmale der Materialien selbst, und Sie müssen sie nach den Materialien durchsuchen, die in dem speziellen Fall enthalten sind, den Sie in Betracht ziehen.
Wenn Sie beispielsweise wüssten, dass der Innendurchmesser eines zylindrischen Gefäßes 200 Zoll beträgt, könnten Sie herausfinden, wie Sie eine Metalllegierung verwenden, um sie zu erstellen. Verwenden Sie ein Kohlenstoffstahlmaterial mit einer Streckgrenze von 64.000 psi und einer Dicke von 1/2 Zoll. Der Bemessungsfaktor beträgt 0,72, der Längsverbindungsfaktor 1,00 und der Temperatur-Derating-Faktor 1,00. Mit der Formel können Sie einen MAWP wie folgt berechnen:
begin {align} P & = frac {2 × 64.000 ; {psi} × 0,72 × 1,00 × 1,00 × 0,5 ; {in}} {200 ; {in} & = 230,4 ; {psi} end {align}MAWP-Standards
Da MAWP von der International Organization for Standardization definiert ist, haben Druckbehälter im Allgemeinen Konstruktionsparameter für ihre verschiedenen Eigenschaften wie Wandstärke oder Innenradius von Schlauchbehältern. Die Ingenieure überprüfen sie genau, um sicherzustellen, dass ihre Konstruktionen dem entsprechenden Druck, der Temperatur, der Korrosion und anderen Faktoren standhalten, die ihre Leistung beeinträchtigen könnten. Tests mit Druckwasser bestimmen den hydrostatischen Testdruck, um sicherzustellen, dass die Behälter den entsprechenden Einsatzkräften standhalten. Hersteller können auch andere Tests verwenden.
Zum Beispiel reduziert die Firma Penflex ihre MAWP-Berechnungen um 20 Prozent, um die Wärme zu berücksichtigen, die die Streckgrenze ihrer Geflechtdrähte während des Schweißprozesses beeinflusst. Sie berücksichtigen sogar Anpassungsfaktoren, die MAWP bei hohen Temperaturen beeinflussen.
Die American Society of Mechanical Engineers hat Standards festgelegt, nach denen Schiffe 100 Pfund pro Quadratzoll (100 psi) und ein ausreichendes Volumen für 10.000 Gallonen Flüssigkeit erfüllen müssen. Das obige Beispiel mit einer MAWP von 230,4 psi erfüllt die erforderliche Druckstufe von 100 psi.
Alternative Konstruktionsdruckformel
Sie können die Haltbarkeit eines Schiffs auch mit der Barlows-Formel testen. P = 2_St_ / Dfür Druck P, zulässige Spannung S in psi Wandstärke tund Außendurchmesser D um zu testen, wie sich der Innendruck eines Rohres gegen die Materialfestigkeit verhält. Stellen Sie bei Verwendung dieser Formel sicher t und D haben die gleichen Einheiten, so dass beide Seiten der Gleichung ausgeglichen bleiben.
Sie können die Barlows-Formel verwenden, um den Innendruck, den endgültigen Berstdruck, den maximal zulässigen Betriebsdruck (MAOP) und den hydrostatischen Druck der Mühle zu berechnen. Sie berechnen den Innendruck unter Verwendung der Streckgrenze für die zulässige Spannung S und Berechnen des resultierenden Drucks. Ebenso können Sie den endgültigen Berstdruck berechnen, indem Sie die maximale Streckgrenze für verwenden S.
Verwenden Sie die angegebene Mindeststreckgrenze (SMYS) für Soder die Stärke, die mit einer bestimmten Spezifikation verbunden ist, um MAOP zu bestimmen. Der hydrostatische Druck der Mühle nutzt den Bruchteil der angegebenen Streckgrenze, die Beanspruchung, bei der ein bestimmtes Maß an plastischer Verformung erzeugt wird, z S. Diese angegebene Streckgrenze beträgt in der Regel 60% der maximalen Streckgrenze.