Come calcolare la pressione che può sopportare un tubo?

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Stavo guardando i tubi ad alta pressione e le loro valutazioni di pressione. Mi piacerebbe sapere come vengono determinati questi valori di pressione.

Presumo che i tubi siano testati fino al fallimento e che la pressione di guasto sia moltiplicata per un fattore di sicurezza per determinare la sua pressione "nominale", ma esiste una formula per calcolare quale dovrebbe essere la pressione di guasto prima di testarla (in base al materiale, alla parete spessore, diametro o altre misure del tubo)?

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— jhabbott
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Secondo il codice delle tubazioni di processo ASME (B31.3)

p = \frac{2 * t * S * E}{D - 2 * t * Y}

$p = \frac{2 * t * S * E}{D - 2 * t * Y}$

dove

$p$ = pressione interna
$t$ = spessore della parete
$S$ = resistenza alla trazione del materiale
$D$ = diametro esterno
$Y$ = coefficiente di spessore della parete (B31.3-1999, tabella 304.1.1)
$E$ = fattore di qualità di costruzione del materiale e del tubo (B31.3-1999, tabella A-1A)

Si noti che questa equazione ha effettivamente incluso un fattore di sicurezza.

— CoryKramer
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Si noti che 2tS è la forza per lunghezza che tiene insieme due metà del tubo e (D - 2t) p è la forza per lunghezza che prova a separare quelle due metà. Y ed E sono fattori di correzione per tenere conto della sicurezza.

— Rick,

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Nel mondo delle tubazioni in plastica, la formula è diversa, perché il materiale non cede . Per le materie plastiche isotrope , B31.3 mostra le tubazioni come:

p = \frac{2 S t}{D - t}

$p = \frac{2St}{D-t}$

Dove D, te S rimangono uguali a sopra. Tuttavia, la resistenza ammissibile (S) è data da una specifica ASTM applicabile, che funziona allo stesso modo della sollecitazione di snervamento, ma non si basa sempre sulla resistenza massima dei materiali.

Le tubazioni composite, essendo composte da laminati ortotropi , non hanno una resistenza ben definita: il materiale è progettato con il tubo. In questi casi, l'assunto originale secondo cui i tubi vengono testati fino a quando il guasto è assolutamente corretto. B31.3 afferma di nuovo:

p = \frac{2 S F t}{D - t}

$p = \frac{2SFt}{D-t}$

Quando viene introdotto un nuovo fattore, F. S è ottenuto dalla base di progettazione idrostatica ed è essenzialmente una curva SN per quella particolare sequenza di laminazione. F consente la conversione tra i due test - 0,5 per il test statico, 1,0 per il test dinamico.

ASME sta attualmente rivedendo questo metodo - e questa è una nuova entusiasmante area di sviluppo per loro in quanto stanno generando un nuovo standard di tubazioni per alleviare il settore dei requisiti di test HDB costosi ed estesi.

I test di qualità richiesti da ASTM D2996 / ASTM D2992 assicurano che le tubazioni vengano eseguite allo stesso modo: qualsiasi modifica nella formula richiede un nuovo test. Utilizzando questo metodo, le tubazioni composite sono in genere progettate per un ciclo di vita di 50 anni.

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