Ali gre za izračun debeline cevi po ASME B31.3?

Ne. Gre za splošen membranski izračun za tankostenske cevi. Za tlačno dimenzioniranje so potrebni celoten veljavni predpis, podatki o materialu in projektna zasnova.

Ali rezultat izbere schedule cevi?

Ne. Dimenzije izdelka, tolerance, stanje materiala in razpoložljivost morajo izhajati iz nadzorovane specifikacije izdelka.

Ali je izračunana tlačna debelina stene enaka debelini porušitve (burst thickness)?

Ne. Vnesena napetost je dokumentirana presejalna meja, ne mejna trdnost, poleg tega pa načini odpovedi in zahteve predpisov niso modelirani.

Zakaj je potreben notranji premer?

Prikazana enačba ravnotežja sil uporablja notranji polmer pri ocenjenem stanju tlačne meje. Nazivni DN ali NPS ni notranji premer.

Splošna membranska mehanika — ne konstruiranje tlačne opreme po predpisih

Presejalni izračun tankostenske stene za notranji tlak

Izračunajte idealno steno za obročno-membransko tlačno obremenitev na podlagi nadzorovanega notranjega premera in dokumentirane mejne efektivne napetosti, nato uporabite dokumentiran dodatek za nedosegljivo steno in negativno proizvodno toleranco. Ne izračuna se shema (schedule), MAWP, tlak porušitve ali rezultat skladnosti s predpisi.

Osnova notranjega premeraRazlika nadtlakaSamo tankostenska stenaBrez presoje ASME

Aritmetično najmanjša nazivna stena

—

Tlačno nosilna stena tp

—

Najmanjša dobavljena stena tn(1−m)

—

Razmerje tankostenskosti tp/ri

—

Idealna aksialna membranska napetost pri zaprtem koncu

—

Samo splošna aritmetika.

σh=P·ri/tp=P·Di/(2tp) → tp=P·Di/(2σlim)
tn,min=(tp+c)/(1−m)

P je diferencialni nadtlak; Di in ri=Di/2 sta nadzorovan notranji premer/polmer pri ocenjenem stanju; tp je efektivna stena, ki prenaša tlak; σlim je dokumentirana dopustna efektivna obročno-membranska napetost; c je skupna nedosegljiva stena; m je decimalna največja negativna proizvodna tolerenca; tn,min je aritmetična nazivna stena pred to toleranco. Tlak in napetost morata uporabljati enake enote; vse dolžine morajo uporabljati enake enote.

Pri idealnem tankem valju z zaprtim koncem je aksialna tlačna membranska napetost pri tp enaka σa=P·ri/(2tp)=σlim/2. Rezultat ne vključuje nobene druge aksialne, upogibne, torzijske, toplotne, lokalne ali ciklične obremenitve.

Kriterij uporabnosti

Kalkulator zavrne rezultate, kadar je tp/ri>0.1. Javno dostopna izpeljava University of Illinois obravnava približek tanke stene kot zadosten pri ri/t≥10 in izrecno navaja enakomerno napetost po debelini stene ter zanemarjeno radialno napetost. Uspešen rezultat tega numeričnega preverjanja ne dokazuje skladnosti s predpisi.

Ni rezultat za konstruiranje ali prevzem. Ne ocenjujejo se zunanji tlak/uklon, prehodni pojavi/sunki, utrujenost, lezenje, temperaturni gradient, teža, podpore, vibracije, potresna/vetrna obremenitev, ovalnost, napake, navoji/utori, koleni/odcepi, ojačitev zvara, koncentracija napetosti, lom, preizkusni tlak, izdelava, kontrola ali negotovost.

Meja standardov

ASME B31.3-2024 je trenutno veljaven predpis za procesne cevovode in zajema materiale, sestavne dele, konstruiranje, izdelavo, montažo, postavitev, preglede, kontrolo in preizkušanje. Natančne enačbe za tlačno konstruiranje, tabele koeficientov, dopustne napetosti in pravila za obratovanje so licenčna vsebina in tukaj niso povzete.

ISO 4200:1991 izdaja 4 je objavljena in v pregledu. Gre za splošno tabelo dimenzij in mas za varjene/brezšivne jeklene cevi z ravnimi konci, ne za odobritev tlačnega konstruiranja. Dimenzije in tolerance izdelka morajo izhajati iz izbrane nadzorovane specifikacije izdelka.

ASTM A106/A106M-26 je trenutni seznam ASTM za brezšivne cevi iz ogljikovega jekla za visokotemperaturno uporabo. Stare splošne trditve o 138 MPa, 12.5 % in shemi (schedule) so bile odstranjene; natančni podatki o materialu, toleranci in izdelku zahtevajo celoten veljavni standard.

NEEDS_LICENSED_SOURCE: enačba in mejne vrednosti izbranega predpisa; faktorji S/E/W/Y ali enakovredni faktorji; tabele dopustnih napetosti; tolerance materiala/izdelka; dodatki za korozijo/erozijo/mehanske obremenitve; dimenzije po shemi (schedule); MAWP, postopki preizkušanja in prevzema.

Viri

University of Illinois – tankostenske tlačne posode; Purdue ME323 – povzetek; Uradni zapis ASME B31.3-2024; ISO 4200:1991; ASTM – trenutni seznam standardov za jeklo; NIST pretvorbeni faktorji.