Các yếu tố vật liệu ảnh hưởng đến cường độ nén của X52 là một trong những thông số kỹ thuật thông thường quyết định kích thước ống, trọng lượng và định mức áp suất trước khi đặt hàng. Bài viết này giải thích cách tính toán, công thức và các giá trị thực tế được sử dụng trong kỹ thuật đường ống.
Trọng lượng ống trên mét=0.02466 x (D - t) xt đối với thép cacbon.
Mật độ thép cacbon được lấy là 7,85 g/cm3.
Barlow: P=2 x S xt / D với S=SMYS x hệ số thiết kế.
Hệ số thiết kế thường là 0,72 trên bờ, thấp hơn ngoài khơi và ở khu vực đông dân cư.
Bảng kê tường tiêu chuẩn hóa độ dày A53/A106; đơn đặt hàng đường ống sử dụng tường danh nghĩa.
Tính toán trọng lượng
Trọng lượng lý thuyết của ống thép được tính từ đường kính ngoài (D), độ dày thành (t) và khối lượng riêng của thép, sử dụng công thức: trọng lượng mỗi mét=0.02466 x (D - t) xt, đối với thép cacbon có khối lượng riêng 7,85 g/cm3. Kết quả được tính bằng kilôgam trên mét và là cơ sở cho chi phí vận chuyển, thiết kế kết cấu và số lượng đặt hàng. Đối với thép không gỉ hệ số này là khoảng 0,02491 vì mật độ cao hơn.
Mật độ và sự biến đổi của nó
Ống thép cacbon được tính toán với tỷ trọng 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3). Mật độ của các loại API 5L chỉ thay đổi một chút tùy theo hàm lượng hợp kim, do đó hệ số tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán trọng lượng và áp suất. X52 và các loại ống đường ống khác được tính toán với cùng hệ số 7,85, giúp giữ cho các con số nhất quán giữa các loại.
Đánh giá áp suất: Công thức Barlow
Khả năng chịu áp bên trong của ống-thành mỏng được ước tính bằng công thức Barlow: P=2 x S xt / D, trong đó S là ứng suất cho phép, t là độ dày thành và D là đường kính ngoài. Ứng suất cho phép là cấp SMYS nhân với hệ số thiết kế do mã quy định, thường là 0,72 đối với đường ống dẫn khí trên bờ và thấp hơn đối với các khu vực đông dân cư và ngoài khơi. Áp suất tính toán sau đó được so sánh với yêu cầu thử thủy tĩnh của tiêu chuẩn.
Lựa chọn độ dày của tường
Độ dày thành được chọn để áp suất thiết kế duy trì dưới mức ứng suất cho phép, có thêm dự phòng ăn mòn, dự phòng ren và dung sai máy nghiền. Bảng liệt kê thành tiêu chuẩn như SCH 40, SCH 80 và SCH 160 bao gồm các độ dày phổ biến cho ống A53 và A106, trong khi đường ống API 5L được sắp xếp theo độ dày thành danh nghĩa với các cấp dung sai.
Giá trị thực tế và bảng
Các kỹ sư sử dụng bảng trọng lượng và biểu đồ độ dày đã được công bố để tránh lặp lại phép tính. Các bảng liệt kê kích thước danh nghĩa, đường kính ngoài, độ dày thành, trọng lượng trên mét và đường kính trong cho từng lịch trình. Đối với đường ống, thiết kế sử dụng độ dày thành thực tế trừ đi dung sai và dung sai ăn mòn.
Câu hỏi thường gặp
Sử dụng 0,02466 x (đường kính ngoài - độ dày thành) x độ dày thành đối với thép cacbon, tính được kilôgam trên mét; đối với thép không gỉ sử dụng 0,02491.
7,85 g/cm3 (7850 kg/m3). Các cấp độ đường ống như X52 được tính toán với cùng hệ số.
Với công thức Barlow P=2 x S xt / D, trong đó S là ứng suất cho phép (SMYS nhân với hệ số thiết kế), t là độ dày thành và D là đường kính ngoài.
Thông thường là 0,72 đối với các tuyến nông thôn trên bờ, giảm đối với các khu vực đông dân cư, các điểm giao nhau và các vị trí ngoài khơi theo mã thiết kế.
Dòng độ dày thành tiêu chuẩn như SCH 40 hoặc SCH 80 được sử dụng cho ống A53/A106; thay vào đó, đường ống được sắp xếp theo tường danh nghĩa với các cấp dung sai.
Do mật độ của thép không gỉ cao hơn (khoảng 7,9-8,0 g/cm3) nên hệ số trọng lượng tăng lên khoảng 0,02491.
