المحتوى
قد تتساءل كيف يمكن للأنابيب والخراطيم أن تصمد أمام الضغط الكبير للمياه التي تمر من خلالها. الكثير من هذا يأتي لفهم الفيزياء وراءها. يتحقق المهندسون من هذه المعايير من خلال اختبار مدى قوة الخراطيم ، ويمثل ضغط العمل الأقصى المسموح به (MAWP) أداة أساسية لوضع حدود آمنة للخرطوم.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
حساب الحد الأقصى لضغط العمل المسموح به (MAWP) باستخدام P = 2 قذ Fد Fالبريد Fتي تي / دس، لقوة الغلة (أو قوة الشد) من المواد سذعامل التصميم Fد، عامل مشترك طولية Fالبريدعامل تسخين درجة الحرارة Fتي وقطر الأنابيب الداخلية دس.
أقصى ضغط العمل المسموح به (MAWP)
يمكنك حساب أقصى ضغط العمل المسموح به (MAWP)، أقصى ضغط لخرطوم ، وذلك باستخدام الصيغة
P = frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}لقيمة MAWP P في psi ، قوة الخضوع (أو قوة الشد) للمادة سذعامل التصميم Fد، عامل مشترك طولية Fالبريدعامل تسخين درجة الحرارة Fتي وقطر الأنابيب الداخلية دس. تأخذ هذه العوامل في الاعتبار ميزات المواد نفسها ، وستحتاج إلى البحث عنها بحثًا عن المواد المعنية في الحالة المحددة التي تفكر فيها.
على سبيل المثال ، إذا كنت تعرف أن القطر الداخلي لسفينة أسطوانية يبلغ 200 بوصة ، فيمكنك معرفة كيفية استخدام سبيكة معدنية لإنشاءها. استخدم مادة الصلب الكربوني بقوة إنتاجية تبلغ 64000 رطل لكل بوصة مربعة بسماكة 1/2 بوصة. عامل التصميم هو 0.72 ، عامل المفصل الطولي هو 1.00 وعامل انحراف الحرارة هو 1.00. باستخدام الصيغة ، يمكنك حساب MAWP على النحو التالي:
تبدأ {محاذاة} P & = frac {2 × 64،000 ؛ {psi} × 0.72 × 1.00 × 1.00 × 0.5 ؛ {in}} {200 ؛ {in}} & = 230.4 ؛ {psi} end {محاذاة}معايير MAWP
نظرًا لتعريف MAWP من قبل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ، فإن أوعية الضغط عمومًا لها معايير تصميم لخصائصها المختلفة مثل سماكة الجدار أو نصف القطر الداخلي لأوعية الخرطوم. يقوم المهندسون بفحصهم عن كثب للتأكد من أن تصميماتهم يمكن أن تصمد أمام الضغط المناسب ودرجة الحرارة والتآكل وأي شيء آخر قد يعيق أدائهم. تحدد الاختبارات التي تستخدم الماء المضغوط ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي للتأكد من قدرة الأوعية على تحمل القوى المناسبة لاستخدامه. قد تستخدم الشركات المصنعة اختبارات أخرى كذلك.
على سبيل المثال ، تقوم شركة Penflex بتخفيض حسابات MAWP الخاصة بها بنسبة 20 بالمائة لتأخذ في الاعتبار الحرارة التي تؤثر على قوة الغلة في أسلاك الضفائر أثناء عملية اللحام. حتى أنها تأخذ في الاعتبار عوامل التكيف التي تؤثر على MAWP في درجات حرارة عالية.
وضعت الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين معايير مثل هذه السفن يجب أن تفي 100 جنيه لكل بوصة مربعة (100 رطل) ويجب أن يكون حجم كاف لاحتواء 10000 غالون من السائل. المثال أعلاه من 230.4 رطل MAWP يلبي معدل الضغط المطلوب 100 رطل.
صيغة بديلة لضغط التصميم
يمكنك أيضًا اختبار متانة السفينة باستخدام صيغة Barlows ، ف = 2_St_ / د، للضغط P، الإجهاد المسموح به س في رطل ، سمك الجدار تيو القطر الخارجي د لاختبار كيفية تحمل الضغط الداخلي للأنبوب ضد قوة المواد. عند استخدام هذه الصيغة ، تأكد تي و د لديهم نفس الوحدات بحيث يظل كلا طرفي المعادلة متوازنين.
يمكنك استخدام صيغة Barlows لحساب الضغط الداخلي وضغط الانفجار النهائي والحد الأقصى لضغط التشغيل المسموح به (MAOP) والضغط الهيدرولي المطاحن. يمكنك حساب الضغط الداخلي باستخدام قوة العائد للإجهاد المسموح به س وحساب الضغط الناتج. وبالمثل ، يمكنك حساب ضغط الاندفاع النهائي باستخدام الحد الأقصى لقوة العائد لـ س.
استخدم الحد الأدنى لقوة العائد المحدد (SMYS) لـ س، أو القوة المرتبطة بمواصفات معينة ، لتحديد MAOP. يستخدم ضغط المطحنة الهيدروستاتيكي جزءًا من قوة الخضوع المحددة ، وهو الضغط الذي ينتج عنده مقدار معين من تشوه البلاستيك ، من أجل س. تكون قوة الخضوع المحددة هذه 60٪ عمومًا من أقصى قوة إنتاجية.