Diameter rata-rata
mm
Dm = Do − t, digunakan oleh model membran dinding tipis.
Mekanika fluida · Perpipaan dan tekanan
Tegangan pada pipa dinding tipis akibat tekanan internal
Perkirakan tegangan membran akibat tekanan internal dan bandingkan orde besarnya dengan tegangan izin.
Dibuat v1.0
Oleh Thibaut Grzelak, Insinyur Analisis Mekanik
03
MetrikHasil
Tegangan lingkar
MPa
Juga disebut hoop stress; biasanya merupakan tegangan membran terbesar.
Tegangan longitudinal
MPa
Tegangan membran aksial untuk pipa dengan ujung tertutup.
Tegangan ekuivalen von Mises
MPa
Keadaan tegangan bidang σθ–σz tanpa geser.
Tingkat pemakaian
%
Rasio σVM/S.
Rasio Dm/t
—
Indikator geometris untuk asumsi dinding tipis.
Lihat rincian perhitunganRumus, konversi ke SI, substitusi numerik, dan hasilBuka ↓
Catatan perhitungan
Rincian lengkap perhitungan
Rentang yang digunakan: ri/t > 10, dengan ri = Do/2 − t (jari-jari dalam). Batas ini adalah pilihan konservatif untuk model membran, bukan pemeriksaan kepatuhan terhadap kode. Untuk ketebalan hasil perhitungan, ketebalan teoritis dan ketebalan yang sudah ditambah allowance sama-sama diperiksa. Pipa lurus, berbentuk lingkaran, dan tertutup pada kedua ujung. Tekanan internal relatif positif dan seragam. Dinding cukup tipis sehingga variasi tegangan sepanjang ketebalan dapat diabaikan. Korosi lokal, ovalisasi, las, cabang, lentur, lelah, impak, temperatur, dan tekanan eksternal tidak disertakan. Hasil ini adalah pemeriksaan edukatif orde besaran, bukan perhitungan sesuai kode perpipaan.
01Rumus dan simbol
Rumus yang digunakan
Dm
Dm = Do − tDiameter rata-rata dindingσθ
σθ = p·Dm/(2t)Tegangan membran lingkarσz
σz = p·Dm/(4t)Tegangan longitudinal pipa tertutupσVM
σVM = √(σθ² − σθσz + σz²)Tegangan ekuivalen keadaan bidang02Asumsi dan batasan
Batas keberlakuan
- Pipa lurus, berbentuk lingkaran, dan tertutup pada kedua ujung.
- Tekanan internal relatif positif dan seragam.
- Dinding cukup tipis sehingga variasi tegangan sepanjang ketebalan dapat diabaikan.
- Korosi lokal, ovalisasi, las, cabang, lentur, lelah, impak, temperatur, dan tekanan eksternal tidak disertakan.
- Hasil ini adalah pemeriksaan edukatif orde besaran, bukan perhitungan sesuai kode perpipaan.
03Contoh validasi
Kasus numerik acuan
- p = 10 bar, Do = 114,3 mm, t = 4 mm, dan S = 120 MPa.
- Dm = 110,3 mm.
- σθ = 13,7875 MPa dan σz = 6,89375 MPa.
- σVM = 11,940 MPa dan pemakaian = 9,9503 %.