Минимальная толщина стенки дает абсолютную минимальную толщину трубы или конструкции, в которой содержится ее содержимое. Более тонкие стенки труб означают более легкие трубы или конструкции, которые легче и дешевле в изготовлении. Более тонкие трубы также обеспечивают больший поток жидкости для труб того же размера. Минимальная толщина стенки в конструкции основывается на давлении сосуда или содержимого трубы, допустимом напряжении материала и наружном диаметре трубы.
Минимальная толщина стенки используется для расчета емкости стенки трубы.Шаг 1
Определите максимальное давление, которое труба выдержит. 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 (фунтов на квадратный дюйм). Например, труба, возможно, должна выдерживать давление воды 2000 фунтов на квадратный дюйм.
Шаг 2
Определить допустимое напряжение материала стены. Допустимое напряжение может быть растягивающим или пределом текучести материала. Допустимое напряжение для материала можно найти в стандарте Американского общества инженеров-механиков B31.3. Согласно «Проекту химической инженерии» Гэвина П. Таулера и Р. К. Синнотта, допустимое напряжение при температуре 100 градусов по Фаренгейту для трубы из углеродистой стали составляет 12,9 KSI. KSI равен 1000 фунтов на квадратный дюйм. Это делает допустимое напряжение 12 900 фунтов на квадратный дюйм.
Если у вас уже есть труба для работы, используйте штангенциркули для ее измерения.Выберите внешний диаметр в дюймах для трубы. Для этого примера выбран наружный диаметр 10 дюймов.
Шаг 4
Умножьте внешний диаметр в дюймах на давление в фунтах на квадратный дюйм 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 в идеальных условиях. В этом случае это будет 10 000, разделенное на 12 900 для минимально допустимой толщины 0,7752 дюйма.
Шаг 6
Умножьте минимальную толщину стенки в предположении идеальных условий на коэффициент безопасности, если необходимо использовать коэффициент безопасности, или на допуск производителя. Например, допуск производителя часто задается как 12,5% или 15,0% из-за различий в прочности трубы. Допуск 15 процентов преобразуется в 115 процентов от минимальной толщины стенки или множителя 1,15. Минимальная толщина 0,7752 дюйма, умноженная на допуск 15 процентов или 115, становится 0,7752 x 1,15. Это равно 0,89147 дюйма или почти 0,9 дюйма минимальной толщины стенки трубы. Если требуется коэффициент безопасности два, минимальная толщина 0,7752 x 2 даст минимальную толщину стенки 1,5504 дюйма.
