Contenido
- TL; DR (demasiado largo; no leído)
- Presión de trabajo máxima permitida (MAWP)
- Estándares MAWP
- Fórmula de presión de diseño alternativa
Quizás se pregunte cómo las tuberías y mangueras pueden soportar la gran presión de agua que las atraviesa. Gran parte de esto se reduce a comprender la física detrás de ellos. Los ingenieros verifican estos estándares probando qué tan fuertes son las mangueras, y la Presión de trabajo máxima permitida (MAWP) es una herramienta clave para establecer límites seguros para una manguera.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
Calcule la presión de trabajo máxima permitida (MAWP) utilizando PAGS = 2 Sy Fre Fmi Ft t / reo, para el límite elástico (o resistencia a la tracción) del material Sy, factor de diseño Fre, factor articular longitudinal Fmi, factor de reducción de temperatura Ft y diámetro interior de la tubería reo.
Presión de trabajo máxima permitida (MAWP)
Puedes calcular el Presión de trabajo máxima permitida (MAWP), la presión máxima para una manguera, usando la fórmula
P = frac {2 × S_y × F_d × F_e × F_t × t} {d_o}para el valor de MAWP PAGS en psi, límite elástico (o resistencia a la tracción) del material Sy, factor de diseño Fre, factor articular longitudinal Fmi, factor de reducción de temperatura Ft y diámetro interior de la tubería reo. Estos factores tienen en cuenta las características de los propios materiales, y deberá buscarlos para los materiales involucrados en el caso específico que está considerando.
Por ejemplo, si supiera que el diámetro interior de un recipiente cilíndrico es de 200 pulgadas, podría descubrir cómo usar una aleación de metal para crearlo. Use un material de acero al carbono con un límite elástico de 64,000 psi que tenga un grosor de 1/2 pulgada. El factor de diseño es 0.72, el factor de unión longitudinal es 1.00 y el factor de reducción de temperatura es 1.00. Usando la fórmula, puede calcular un MAWP como:
begin {alineado} P & = frac {2 × 64,000 ; {psi} × 0.72 × 1.00 × 1.00 × 0.5 ; {in}} {200 ; {in}} & = 230.4 ; {psi} end {alineado}Estándares MAWP
Como MAWP es definido por la Organización Internacional de Normalización, los recipientes a presión generalmente tienen parámetros de diseño para sus diversas características, como el grosor de la pared o el radio interior de los recipientes de manguera. Los ingenieros los revisan de cerca para asegurarse de que sus diseños puedan soportar su presión, temperatura, corrosión y cualquier otra cosa que pueda obstaculizar su rendimiento. Las pruebas que usan agua a presión determinan la presión de prueba hidrostática para asegurarse de que los recipientes puedan resistir las fuerzas apropiadas de su uso. Los fabricantes también pueden usar otras pruebas.
Por ejemplo, la compañía Penflex reduce sus cálculos de MAWP en un 20 por ciento para tener en cuenta el calor involucrado que afecta el límite elástico de sus alambres trenzados durante el proceso de soldadura. Incluso tienen en cuenta los factores de ajuste que afectan el MAWP a altas temperaturas.
La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos ha establecido estándares tales que los recipientes deben cumplir 100 libras por pulgada cuadrada (100 psi) y deben tener un volumen suficiente para contener 10,000 galones de líquido. El ejemplo anterior de 230.4 psi MAWP cumple con la clasificación de presión requerida de 100 psi.
Fórmula de presión de diseño alternativa
También puede probar la durabilidad de un recipiente con la fórmula de Barlows, P = 2_St_ / re, por presión PAGS, estrés permitido S en psi, espesor de pared ty diámetro externo re para probar cómo se mantiene la presión interna de una tubería contra la resistencia de los materiales. Al usar esta fórmula, asegúrese de t y re tienen las mismas unidades para que ambos lados de la ecuación permanezcan equilibrados.
Puede usar la fórmula de Barlows para calcular la presión interna, la presión de ruptura máxima, la presión de funcionamiento máxima permitida (MAOP) y la presión hidrostática del molino. Usted calcula la presión interna utilizando el límite elástico para el esfuerzo permisible S y calculando la presión resultante. Del mismo modo, puede calcular la presión de explosión máxima utilizando el límite elástico máximo para S.
Use la Fuerza de rendimiento mínima especificada (SMYS) para S, o la fuerza asociada con una determinada especificación, para determinar MAOP. La presión hidrostática del molino utiliza una fracción de la resistencia a la fluencia especificada, el esfuerzo al que se produce una cantidad específica de deformación plástica, para S. Este límite elástico especificado es generalmente el 60% del límite elástico máximo.