Bagaimana cara menghitung tekanan yang bisa ditahan pipa?

8

Saya melihat pipa tekanan tinggi dan peringkat tekanannya. Saya ingin tahu bagaimana peringkat tekanan ini ditentukan.

Saya berasumsi bahwa pipa diuji sampai kegagalan, dan tekanan kegagalan dikalikan dengan beberapa faktor keamanan untuk menentukan tekanan pengenalnya, tetapi adakah formula untuk menghitung berapa tekanan kegagalan sebelum mengujinya (berdasarkan bahan, dinding ketebalan, diameter, atau ukuran lain dari pipa)?

mechanical-engineering pressure mechanical-failure

— jhabbott
sumber

12

Menurut ASME Process Piping Code (B31.3)

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

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

dimana

$p$
$t$
$S$
$D$
$Y$
$E$

Perhatikan bahwa persamaan ini memang memiliki faktor keamanan.

— CoryKramer
sumber

Perhatikan bahwa 2tS adalah gaya per panjang yang menahan dua bagian pipa secara bersamaan, dan (D - 2t) p adalah gaya per panjang yang mencoba memisahkan kedua bagian tersebut. Y dan E adalah faktor koreksi untuk memperhitungkan keamanan.

— Rick

4

Dalam dunia perpipaan plastik, formulanya berbeda, karena bahannya tidak menghasilkan . Untuk plastik isotropik , B31.3 menunjukkan perpipaan sebagai:

p = \frac{2 S t}{D - t}

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

Di mana D, t dan S tetap sama seperti di atas. Namun, kekuatan yang diijinkan (S) diberikan oleh spesifikasi ASTM yang berlaku, yang fungsinya sama dengan tegangan leleh - tetapi tidak selalu berdasarkan pada kekuatan ultimate material.

Pipa komposit, yang terdiri dari laminasi Orthotropic , tidak memiliki kekuatan yang terdefinisi dengan baik - material dirancang dengan pipa. Dalam kasus ini, asumsi asli bahwa pipa diuji sampai kegagalan benar-benar benar. B31.3 menyatakan lagi:

p = \frac{2 S F t}{D - t}

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

Di mana faktor baru, F diperkenalkan. S diperoleh dari Basis Desain Hidrostatik - dan pada dasarnya merupakan Kurva SN untuk urutan laminasi tertentu. F memungkinkan konversi antara dua tes - 0,5 untuk tes statis, 1,0 untuk tes dinamis.

ASME saat ini sedang meninjau metode ini - dan ini merupakan bidang pengembangan baru yang menarik bagi mereka karena mereka menghasilkan standar perpipaan baru untuk membebaskan industri dari persyaratan pengujian HDB yang mahal dan ekstensif.

Pengujian kualitas yang diamanatkan oleh ASTM D2996 / ASTM D2992 memastikan perpipaan dibuat dengan cara yang sama - setiap perubahan dalam formula memerlukan pengujian ulang. Dengan menggunakan metode ini, perpipaan komposit biasanya dirancang untuk siklus hidup 50 tahun.

— Menandai
sumber