Poradnik techniczny · metoda i wskazówki praktyczne

Naprężenia i grubość rury pod ciśnieniem wewnętrznym

Równania membranowe dają oszacowanie, ale projekt końcowy musi spełniać właściwą normę.

Sprawdzono

Widok przekrojupσθσθnaprężenie obwodoweWidok wzdłużnyσzσzpnaprężenie wzdłużneσθ = pDm/(2t) ≈ 2σz
Model zakłada równomierną cienką ściankę.

1. Ciśnienie względne

Naprężenia zależą od pin − pout.

Różnicę ciśnień należy zapisać jawnie.

2. Naprężenia membranowe

σθ = pDm/(2t) ; σz = pDm/(4t)

W zamkniętej rurze występuje naprężenie obwodowe i wzdłużne.

Naprężenie promieniowe jest pomijane.

3. Cienka ścianka

Stosunek Dm/t jest wskaźnikiem poprawności uproszczenia.

Gruba ścianka wymaga innego modelu.

4. Grubość rzeczywista

Dodaj naddatek korozyjny, tolerancję ujemną i wybierz dostępny wymiar.

Sztywność oraz technologia wykonania mogą narzucać większą grubość.

5. Zakres modelu

Instalacja rurowa wymaga dodatkowych sprawdzeń.

  • Ciśnienie zewnętrzne i wyboczenie.
  • Ciężar, rozszerzalność cieplna i podpory.
  • Odgałęzienia, kolana i spoiny.
  • Kołnierze, śruby i uszczelnienia.
  • Zmęczenie, uderzenia hydrauliczne i drgania.
  • Naprężenia dopuszczalne zależne od materiału i temperatury.

Zastosowanie liczbowe

Przykład: Do = 114,3 mm, p = 10 bar

Przyjmij t = 4 mm i naprężenie dopuszczalne 120 MPa.

  1. Dm = 110,3 mm.
  2. σh = 13,7875 MPa.
  3. σl = 6,89375 MPa.
  4. σVM = 11,940 MPa.
  5. Wykorzystanie = 9,9503 %.

Wynik: Niski wynik nie potwierdza zgodności z normą.

Model membranowy i zakres norm rurociągowych. Otwórz dokładne źródło ↗

Do sprawdzenia i pogłębienia

Bezpośrednie źródła

Każdy odsyłacz prowadzi do dokładnej strony kursu, normy lub publikacji wykorzystanej w opracowaniu.

  1. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareCienkościenne zbiorniki i stany naprężenia.
  2. B31.3 — Process PipingASMEZakres projektowania rurociągów procesowych.
  3. Międzynarodowy Układ Jednostek SIBIPMJednostki i symbole.