Comment calculer la pression qu'un tuyau peut supporter?

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Je regardais les tuyaux haute pression et leurs cotes de pression. Je voudrais savoir comment ces pressions nominales sont déterminées.

Je suppose que les tuyaux sont testés jusqu'à la rupture et que la pression de rupture est multipliée par un facteur de sécurité pour déterminer sa pression `` nominale '', mais existe-t-il une formule pour calculer la pression de rupture avant de la tester (en fonction du matériau, du mur épaisseur, diamètre ou autres mesures du tuyau)?

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— jhabbott
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Selon le code ASME Process Piping Code (B31.3)

p = \frac{2 * t * S * E}{ré - 2 * t * Oui}

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

où

$p$ = pression interne
$t$ = épaisseur de paroi
$S$ = résistance à la traction du matériau
$D$ = diamètre extérieur
$Y$ = coefficient d'épaisseur de paroi (B31.3-1999, tableau 304.1.1)
$E$ = facteur de qualité de construction du matériau et du tuyau (B31.3-1999, tableau A-1A)

Notez que cette équation a en effet un facteur de sécurité inclus.

— CoryKramer
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Notez que 2tS est la force par longueur qui maintient ensemble les deux moitiés du tuyau, et (D - 2t) p est la force par longueur essayant de séparer ces deux moitiés. Y et E sont des facteurs de correction pour tenir compte de la sécurité.

— Rick

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Dans le monde de la tuyauterie en plastique, la formule est différente, car le matériau ne cède pas . Pour les plastiques isotropes , B31.3 montre la tuyauterie comme:

p = \frac{2 S t}{ré - t}

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

Où D, t et S restent les mêmes que ci-dessus. Cependant, la résistance admissible (S) est donnée par une spécification ASTM applicable, qui fonctionne de la même manière que la limite d'élasticité - mais n'est pas toujours basée sur la résistance ultime du matériau.

La tuyauterie composite, composée de stratifiés orthotropes , n'a pas une résistance bien définie - le matériau est conçu avec le tuyau. Dans ces cas, l'hypothèse d'origine selon laquelle les tuyaux sont testés jusqu'à la défaillance est absolument correcte. B31.3 déclare à nouveau:

p = \frac{2 S F t}{ré - t}

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

Lorsqu'un nouveau facteur, F est introduit. S est obtenu à partir de la base de conception hydrostatique - et il s'agit essentiellement d'une courbe SN pour cette séquence particulière de stratification. F permet la conversion entre les deux tests - 0,5 pour le test statique, 1,0 pour le test dynamique.

L'ASME examine actuellement cette méthode - et c'est un nouveau domaine de développement passionnant pour eux car ils génèrent une nouvelle norme de tuyauterie pour soulager l'industrie des exigences de test HDB coûteuses et étendues.

Les tests de qualité exigés par ASTM D2996 / ASTM D2992 garantissent que la tuyauterie est faite de la même manière - tout changement dans la formule nécessite un nouveau test. En utilisant cette méthode, la tuyauterie composite est généralement conçue pour un cycle de vie de 50 ans.

— marque
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