Ghid tehnic · metodă și recomandări practice

Conductă sub presiune: tensiuni și grosime

Presiunea internă produce tensiune circumferențială și longitudinală. Modelul de perete subțire oferă un ordin de mărime, nu o verificare de cod.

Revizuit la

Vedere în secțiunepσθσθtensiune circumferențialăVedere longitudinalăσzσzptensiune longitudinalăσθ = pDm/(2t) ≈ 2σz
Vederea frontală izolează tensiunea circumferențială σθ; vederea longitudinală izolează tensiunea longitudinală σz. Pentru acest model închis cu perete subțire, σθ ≈ 2σz.

Tensiuni de membrană

Pentru un tub închis și subțire, σθ = pDm/(2t), iar σz = pDm/(4t).

Sfat practic: scrieți întotdeauna explicit p = pin − pout în nota de calcul.

Predimensionarea grosimii

σθ = pDm/(2t) ; σz = pDm/(4t)

Pentru o țeavă închisă, presiunea produce tensiunea circumferențială σθ și tensiunea longitudinală σz. În modelul cu perete subțire, σθ este de două ori σz.

Tensiunea radială este neglijată în această aproximație, care nu mai este valabilă pentru un perete gros.

Limitele modelului

Nu sunt incluse coroziunea locală, sudurile, ramificațiile, oboseala, sarcinile exterioare sau cerințele complete ale unui cod.

Dacă peretele devine gros, utilizați ecuațiile Lamé sau o metodă conformă cu norma aplicabilă.

4. De la grosimea netă la grosimea reală

O grosime rezultată dintr-o formulă simplă nu trebuie comandată direct. Adăugați adaosul de coroziune, eroziune sau prelucrare, țineți cont de toleranța negativă și selectați o grosime disponibilă.

Grosimea nominală poate fi determinată și de rigiditate, manipulare, sudare sau cerințe minime normative.

5. Ce nu acoperă predimensionarea

O instalație de conducte industriale este un sistem, nu doar o țeavă dreaptă.

  • Presiune externă și flambaj.
  • Greutate, dilatare termică, reacțiuni în reazeme și flexibilitate.
  • Ramificații, coturi, reducții, suduri și intensificarea tensiunilor.
  • Flanșe, șuruburi, garnituri și scurgeri.
  • Oboseală, lovitură de berbec, vibrații și sarcini ocazionale.
  • Tensiuni admisibile dependente de material și temperatură.

Aplicație numerică

Exemplu de tensiune

p = 10 bar, Do = 114,3 mm și t = 4 mm.

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

Rezultat: σθ ≈ 13,79 MPa și σz ≈ 6,89 MPa.

Model de membrană pentru recipient cilindric cu perete subțire. Consultați sursa exactă ↗

Pentru verificare și aprofundare

Referințe directe

Fiecare link duce la pagina exactă a cursului, standardului sau publicației utilizate, nu la o pagină principală generică.

  1. Sistemul Internațional de Unități, ediția a 9-aMIT OpenCourseWareReferință pentru unități, simboluri și conversii coerente.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareCurs universitar deschis de mecanică aplicată și rezistența materialelor.
  3. University PhysicsOpenStaxCapitole deschise despre mecanică, fluide, electricitate și termică.