Die minimale Wandstärke gibt die absolut minimale Dicke eines Rohrs oder einer Struktur an, in der der Inhalt enthalten ist. Dünnere Rohrwände bedeuten leichtere Rohre oder Strukturen, die leichter und billiger herzustellen sind. Dünnere Rohre ermöglichen bei gleicher Rohrgröße auch einen größeren Flüssigkeitsstrom. Die Mindestwandstärke bei der Konstruktion richtet sich nach dem Druck des Behälter- oder Rohrinhalts, der zulässigen Materialspannung und dem Außendurchmesser des Rohrs.
Die Mindestwandstärke wird verwendet, um die Kapazität einer Rohrwand zu berechnen.Schritt 1
Bestimmen Sie den maximalen Druck, den das Rohr aushält. Dies ist der Wasser- oder Flüssigkeitsdruck, den es enthalten muss. Dies ist aus den Auslegungsparametern der Rohrleitung oder des Behälters bekannt. Verwenden Sie den maximalen Druck in Pfund pro Quadratzoll (psi). Beispielsweise muss ein Rohr möglicherweise einem Wasserdruck von 2.000 psi standhalten.
Schritt 2
Ermitteln Sie die zulässige Beanspruchung des Wandmaterials. Die zulässige Spannung kann die Zug- oder Fließspannung des Materials sein. Die zulässige Spannung für ein Material ist in der Norm B31.3 der American Society of Mechanical Engineers zu finden. Gemäß "Chemical Engineering Design" von Gavin P. Towler und R. K. Sinnott beträgt die zulässige Spannung bei 100 Grad Fahrenheit für Kohlenstoffstahlrohre 12,9 ksi. KSI entspricht 1.000 Pfund pro Quadratzoll. Dies macht die zulässige Spannung 12.900 psi.
Wenn Sie bereits ein Rohr haben, mit dem Sie arbeiten können, messen Sie es mit einem Messschieber.Wählen Sie einen Außendurchmesser in Zoll für das Rohr. In diesem Beispiel wird ein Außendurchmesser von 10 Zoll ausgewählt.
Schritt 4
Multiplizieren Sie den Außendurchmesser in Zoll mit dem Druck in psi mit 1/2. In diesem Beispiel sind dies 10 Zoll x 2.000 psi x 1/2 oder 10.000.
Schritt 5
Teilen Sie das Ergebnis von Schritt 4 durch die zulässige Spannung. Das Ergebnis ist die minimale Wandstärke unter idealen Bedingungen. In diesem Fall ist dies 10.000 geteilt durch 12.900 bei einer zulässigen Mindestdicke von 0,7752 Zoll.
Schritt 6
Multiplizieren Sie die minimale Wandstärke unter Annahme idealer Bedingungen mit einem Sicherheitsfaktor, wenn ein Sicherheitsfaktor verwendet werden soll, oder mit der Herstellertoleranz. Beispielsweise wird eine Herstellertoleranz aufgrund von Schwankungen der Rohrfestigkeit häufig mit 12,5 Prozent oder 15,0 Prozent angegeben. Eine Toleranz von 15 Prozent entspricht 115 Prozent der Mindestwandstärke oder einem Multiplikator von 1,15. Eine minimale Dicke von 0,7752 Zoll multipliziert mit einer Toleranz von 15 Prozent oder 115 ergibt 0,7752 x 1,15. Dies entspricht 0,89147 Zoll oder fast 0,9 Zoll Rohrwandstärke. Wenn ein Sicherheitsfaktor von zwei erforderlich wäre, würde die minimale Dicke von 0,7752 × 2 eine minimale Wandstärke von 1,5504 Zoll ergeben.
