Минимальная толщина стенки дает абсолютную минимальную толщину трубы или структуры, чтобы содержать ее содержимое. Более тонкие стенки труб означают более легкие трубы или конструкции, которые легче и дешевле в изготовлении. Более тонкие трубы также позволяют больше потока жидкости для того же размера трубы. Минимальная толщина стенки в конструкции основывается на давлении содержимого сосуда или трубы, допустимом напряжении материала и внешнем диаметре трубы.
Минимальная толщина стенки используется для расчета пропускной способности стенки трубы.
Шаг 1
Определите максимальное давление, которое может выдержать труба. Это будет давление воды или жидкости, которое оно должно содержать. Это известно из конструктивных параметров трубопровода или сосуда. Используйте максимальное давление в фунтах на квадратный дюйм (psi). Например, труба, возможно, должна выдерживать давление воды 2000 фунтов на квадратный дюйм.
Шаг 2
Определите допустимое напряжение стенового материала. Допустимое напряжение может быть растягивающим или текучим напряжением материала. Допустимое напряжение для материала можно найти в стандарте Американского общества инженеров-механиков B31.3. Согласно «Проекту химического машиностроения» Гавина П. Тэслера и Р. К. Синнотт допустимое напряжение при 100 градусах по Фаренгейту для труб из углеродистой стали составляет 12, 9 КSI. KSI равно 1000 фунтов на квадратный дюйм. Это делает допустимым напряжение 12 900 фунтов на квадратный дюйм.
Если у вас уже есть труба для работы, используйте суппорты для ее измерения.
Выберите наружный диаметр в дюймах для трубы. В этом примере выбирается 10-дюймовый наружный диаметр.
Шаг 4
Умножьте наружный диаметр в дюймах на давление в psi на 1/2. В этом примере это будет 10 дюймов x 2000 фунтов на квадратный дюйм x 1/2 или 10000.
Шаг 5
Разделите результат шага 4 на допустимое напряжение. Результатом является минимальная толщина стенки, предполагающая идеальные условия. В этом случае он будет составлять 10 000, деленный на 12 900 при минимально допустимой толщине 0, 7752 дюйма.
Шаг 6
Умножьте минимальную толщину стенки на идеальные условия с коэффициентом запаса прочности, если необходимо использовать коэффициент безопасности или допуском изготовителя. Например, допуски производителя часто даются как 12, 5 процента или 15, 0 процента из-за изменений в прочности трубы. Допуск на 15 процентов преобразуется в 115 процентов от минимальной толщины стенки или множитель 1, 15. Минимальная толщина 0, 7575 дюйма, умноженная на 15-процентный допуск или 115, составляет 0, 7752 х 1, 15. Это составляет 0, 89147 дюймов или почти 0, 9 дюйма минимальной толщины стенки трубы. Если необходим коэффициент безопасности в два раза, минимальная толщина 0, 7752 х 2 даст минимальную толщину стенки 1, 5504 дюйма.