Panduan teknis · metode dan saran praktis

Pipa dinding tipis dengan tekanan internal

Tekanan internal menimbulkan tegangan membran keliling dan memanjang pada dinding pipa. Model sederhana hanya untuk pra-dimensi.

Ditinjau pada

Tampak penampangpσθσθtegangan lingkarTampak memanjangσzσzptegangan longitudinalσθ = pDm/(2t) ≈ 2σz
Tampak ujung menunjukkan tegangan keliling σθ; tampak memanjang menunjukkan tegangan memanjang σz. Untuk model dinding tipis tertutup ini, σθ ≈ 2σz.

Tegangan membran

Untuk pipa tipis berujung tertutup digunakan σθ = pDm/(2t) dan σz = pDm/(4t).

Saran praktis: selalu tulis p = pin − pout secara eksplisit dalam catatan perhitungan.

Perhitungan tebal

σθ = pDm/(2t) ; σz = pDm/(4t)

Pada pipa tertutup, tekanan menghasilkan tegangan keliling σθ dan tegangan memanjang σz. Dalam model dinding tipis, σθ dua kali σz.

Tegangan radial diabaikan dalam pendekatan ini, yang tidak lagi berlaku untuk dinding tebal.

Cakupan kode

Faktor material, efisiensi sambungan, temperatur, siklus, fitting, fabrikasi, inspeksi, dan pengujian berada di luar model sederhana.

Jika dinding menjadi tebal, gunakan persamaan Lamé atau metode yang sesuai dengan kode yang berlaku.

4. Dari ketebalan bersih ke ketebalan nyata

Ketebalan dari rumus sederhana tidak boleh langsung dipesan. Tambahkan allowance korosi, erosi, atau pemesinan, pertimbangkan toleransi negatif produk, dan pilih ketebalan yang benar-benar tersedia.

Ketebalan nominal juga dapat ditentukan oleh kekakuan, penanganan, pengelasan, atau aturan minimum kode.

5. Hal yang tidak dicakup pra-perhitungan

Perpipaan industri adalah suatu sistem, bukan hanya pipa lurus.

  • Tekanan luar dan tekuk.
  • Berat, pemuaian termal, reaksi tumpuan, dan fleksibilitas.
  • Cabang, elbow, reducer, las, dan peningkatan tegangan.
  • Flange, baut, gasket, dan kebocoran.
  • Fatik, water hammer, getaran, dan beban sesaat.
  • Tegangan izin yang bergantung pada material dan suhu.

Penerapan numerik

Contoh tegangan

p = 2 MPa, Dm = 500 mm, dan t = 10 mm.

  1. σθ = pDm/(2t).
  2. σθ = 10 bar × 110,3/(2×4) = 13,7875 MPa.
  3. σz = 6,89375 MPa.
  4. σVM = 11,940 MPa.
  5. Utilisasi = 9,9503%.

Hasil: σθ = 50 MPa dan σz = 25 MPa.

Keseimbangan membran silinder dinding tipis. Buka sumber tepat ↗

Untuk memeriksa dan mendalami

Referensi langsung

Setiap tautan menuju halaman tepat dari mata kuliah, standar, atau publikasi yang digunakan, bukan halaman beranda umum.

  1. Sistem Satuan Internasional, edisi ke-9MIT OpenCourseWareRujukan resmi untuk satuan, simbol, dan konversi.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareKuliah terbuka tentang mekanika terapan dan kekuatan bahan.
  3. University PhysicsOpenStaxBab terbuka tentang mekanika, fluida, listrik, dan termal.