Czym jest wzór Barlowa?

Wzór Barlowa pozwala na obliczenie minimalnej grubości ścianki rur poddanych ciśnieniu wewnętrznemu: t = P × D / (2 × S × E), gdzie P = ciśnienie wewnętrzne, D = średnica zewnętrzna, S = dopuszczalne naprężenie, E = współczynnik wydajności złącza spawanego.

Jakie dopuszczalne naprężenie powinienem zastosować?

Dopuszczalne naprężenie zależy od materiału i temperatury. Dla stali węglowej (A106 Gr.B) w temperaturze otoczenia: ~138 MPa (20 000 psi). Dla stali nierdzewnej 316 w temperaturze otoczenia: ~138 MPa. Zawsze należy zapoznać się z tabelą A-1 normy ASME B31.3 w celu uzyskania wartości projektowych.

Jaki jest współczynnik efektywności połączenia spawanego?

Wydajność spawania (E) odpowiada za jakość połączenia: E = 1,0 dla rur bez szwu, E = 0,85 dla ERW (spawanych oporowo), E = 0,60 dla spawanych doczołowo w piecu. Wyższa wartość E wymaga dokładniejszej kontroli (radiografii).

Czy muszę uwzględnić naddatek korozyjny?

Tak. Do obliczonej minimalnej grubości ścianki należy dodać naddatek na korozję/erozję (zwykle 1,5–3 mm dla stali węglowej w procesie technologicznym). Należy również uwzględnić tolerancję produkcyjną (zwykle -12,5% dla rur bez szwu).

Jaka jest różnica między normą Barlow a normą ASME B31.3?

Wzór Barlowa jest uproszczoną wersją. Norma ASME B31.3 stosuje wzór t = PD/(2(SE+PY)), gdzie Y jest współczynnikiem temperaturowym. W większości przypadków w umiarkowanych temperaturach Y ≈ 0,4. Wzór ASME daje nieco cieńsze ścianki.

Bezpłatne narzędzie inżynierskie — #154

Kalkulator grubości ścianki rury — wzór Barlowa

Oblicz minimalną grubość ścianki rur poddanych ciśnieniu wewnętrznemu, korzystając ze wzoru Barlowa: t = P×D/(2×S×E). Uwzględnia naddatek na korozję i tolerancję.

t = PD/(2SE)ASME B31.3Naddatek na korozję

Wyniki

Minimalna wymagana grubość ścianki (wliczając korozję i tolerancję)

—

Obliczone t (Barlow)

—

+ Naddatek na korozję

—

Średnica wewnętrzna

—

Wzór Barlowa

Z korozją i tolerancją

P — ciśnienie projektowe
D — średnica zewnętrzna rury
S — dopuszczalne naprężenie w temperaturze projektowej
E — wydajność połączenia spawanego (1,0 bezszwowe, 0,85 ERW, 0,60 FBW)
c — naddatek na korozję/erozję
tol — tolerancja produkcyjna (typowo 12,5%)

Przykład — DN100 przy 10 MPa

Biorąc pod uwagę: OD = 114,3 mm, P = 10 MPa, S = 138 MPa, E = 1,0

t = 10 × 114,3 / (2 × 138 × 1,0) = 4,14 mm

+ 1,5 mm korozji = 5,64 mm

÷ (1 − 0,125) = 6,45 mm minimum

Wybierz Sch 80 (ścianka 8,56 mm) dla tych warunków pracy.

⚠️ Uwaga: To uproszczony wzór Barlowa. Aby zapewnić zgodność z przepisami, należy stosować równanie 3a normy ASME B31.3, które uwzględnia współczynnik Y. Zawsze należy wybierać kolejny standardowy szereg (schedule) rur powyżej obliczonego minimum.