L'épaisseur minimale de la paroi donne l'épaisseur minimale absolue d'un tuyau ou d'une structure pour contenir son contenu. Des parois de tuyau plus minces signifient des tuyaux ou des structures plus légers, plus légers et moins coûteux à fabriquer. Des tuyaux plus minces permettent également un plus grand débit de fluide pour la même taille de tuyau. L'épaisseur minimale de la paroi dans la conception est basée sur la pression du contenu du récipient ou du tuyau, les contraintes admissibles du matériau et le diamètre extérieur du tuyau.
L'épaisseur de paroi minimale est utilisée pour calculer la capacité d'une paroi de conduite.Étape 1
Déterminez la pression maximale que le tuyau va supporter. Ce sera la pression de l'eau ou du fluide qu'il doit contenir. Ceci est connu d'après les paramètres de conception de la tuyauterie ou du navire. Utilisez la pression maximale en livres par pouce carré (psi). Par exemple, un tuyau peut devoir supporter une pression d'eau de 2 000 psi.
Étape 2
Déterminez la contrainte admissible du matériau du mur. La contrainte admissible peut être la tension ou la limite élastique du matériau. La contrainte admissible pour un matériau se trouve dans la norme B31.3 de l'American Society of Mechanical Engineers. Selon "Chemical Engineering Design" de Gavin P. Towler et R. K. Sinnott, la contrainte admissible à 100 degrés Fahrenheit pour un tuyau en acier au carbone est de 12,9 KSI. KSI est égal à 1 000 livres par pouce carré. Cela rend la contrainte admissible de 12 900 psi.
Si vous avez déjà un tuyau avec lequel travailler, utilisez des pieds à coulisse pour le mesurer.Sélectionnez un diamètre extérieur en pouces pour le tuyau. Pour cet exemple, un diamètre extérieur de 10 pouces est sélectionné.
Étape 4
Multipliez le diamètre extérieur en pouces par la pression en psi par 1/2. Dans l'exemple, ce sera 10 pouces x 2 000 psi x 1/2 ou 10 000.
Étape 5
Divisez le résultat de l'étape 4 par le stress admissible. Le résultat est l'épaisseur minimale de la paroi dans des conditions idéales. Dans ce cas, il sera 10 000 divisé par 12 900 pour une épaisseur minimale autorisée de 0,7752 pouce.
Étape 6
Multipliez l'épaisseur de paroi minimale en supposant des conditions idéales par un facteur de sécurité, si un facteur de sécurité doit être utilisé, ou par la tolérance du fabricant. Par exemple, la tolérance du fabricant est souvent fixée à 12,5% ou 15,0% en raison de variations de la résistance du tuyau. Une tolérance de 15% convertit en 115% de l'épaisseur minimale de la paroi, soit un multiplicateur de 1,15. Une épaisseur minimale de 0,7752 pouce multipliée par une tolérance de 15% ou 115 devient 0,7752 x 1,15. Cela équivaut à 0,89147 pouce, ou presque 0,9 pouce d'épaisseur minimale de la paroi du tuyau. Si un facteur de sécurité de deux était requis, l’épaisseur minimum de 0,7752 x 2 donnerait une épaisseur de paroi minimale de 1,5504 pouce.
