Hướng dẫn kỹ thuật · phương pháp và lời khuyên thực tế

Ống thành mỏng chịu áp suất trong

Áp suất trong tạo ứng suất màng theo vòng và dọc trong thành ống. Mô hình đơn giản chỉ dùng để tính sơ bộ.

Đã xem xét ngày

Hình chiếu mặt cắtpσθσθứng suất vòngHình chiếu dọcσzσzpứng suất dọcσθ = pDm/(2t) ≈ 2σz
Hình nhìn đầu thể hiện riêng ứng suất vòng σθ; hình dọc thể hiện ứng suất dọc σz. Với mô hình thành mỏng kín này, σθ ≈ 2σz.

Ứng suất màng

Với ống thành mỏng hai đầu kín, dùng σθ = pDm/(2t) và σz = pDm/(4t).

Gợi ý thực hành: luôn ghi rõ p = pin − pout trong thuyết minh tính toán.

Tính chiều dày

σθ = pDm/(2t) ; σz = pDm/(4t)

Với ống kín, áp suất tạo ứng suất vòng σθ và ứng suất dọc σz. Trong mô hình thành mỏng, σθ gấp đôi σz.

Ứng suất hướng kính bị bỏ qua trong xấp xỉ này; xấp xỉ không còn đúng với thành dày.

Phạm vi tiêu chuẩn

Hệ số vật liệu, hiệu suất mối hàn, nhiệt độ, chu kỳ, phụ kiện, chế tạo, kiểm tra và thử nghiệm nằm ngoài mô hình đơn giản.

Nếu thành dày, dùng phương trình Lamé hoặc phương pháp phù hợp tiêu chuẩn áp dụng.

4. Từ chiều dày thuần đến chiều dày thực

Không nên đặt mua trực tiếp chiều dày từ công thức đơn giản. Hãy thêm lượng dư ăn mòn, xói mòn hoặc gia công, xét dung sai âm và chọn chiều dày thực tế có sẵn.

Chiều dày danh nghĩa cũng có thể bị chi phối bởi độ cứng, vận chuyển, hàn hoặc yêu cầu tối thiểu của tiêu chuẩn.

5. Những gì tính sơ bộ không bao quát

Đường ống công nghiệp là một hệ thống, không chỉ là một đoạn ống thẳng.

  • Áp suất ngoài và mất ổn định.
  • Trọng lượng, giãn nở nhiệt, phản lực gối và độ mềm.
  • Nhánh, co, côn thu, mối hàn và tăng cường ứng suất.
  • Mặt bích, bu lông, gioăng và rò rỉ.
  • Mỏi, búa nước, rung và tải ngẫu nhiên.
  • Ứng suất cho phép phụ thuộc vật liệu và nhiệt độ.

Áp dụng số

Ví dụ ứng suất

p = 2 MPa, Dm = 500 mm và 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. Mức sử dụng = 9,9503%.

Kết quả: σθ = 50 MPa và σz = 25 MPa.

Cân bằng màng của ống trụ thành mỏng. Mở nguồn chính xác ↗

Để kiểm tra và tìm hiểu sâu

Tài liệu trực tiếp

Mỗi liên kết dẫn tới đúng trang của khóa học, tiêu chuẩn hoặc ấn phẩm đã dùng, không phải trang chủ chung.

  1. Hệ đơn vị quốc tế, ấn bản thứ 9MIT OpenCourseWareTài liệu chính thức về đơn vị, ký hiệu và chuyển đổi.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareKhóa học mở về cơ học ứng dụng và sức bền vật liệu.
  3. University PhysicsOpenStaxCác chương mở về cơ học, chất lưu, điện và nhiệt.