थिन-वॉल्ड सिलिंड्रिकल और स्फ़ेरिकल प्रेशर वेसल के लिए हूप और लॉन्जिट्यूडिनल स्ट्रेस, या आवश्यक वॉल मोटाई की गणना करें, एक ASME विकल्प के साथ।
ज्यामिति चुनें और यह कि स्ट्रेस (मोटाई दी गई) या मोटाई (अनुमेय स्ट्रेस दिया गया) के लिए हल करना है या नहीं।
इस टूल के बारे में
थिन-वॉल प्रेशर वेसल स्ट्रेस कैलकुलेटर आंतरिक दबाव के तहत एक सिलिंड्रिकल या स्फ़ेरिकल वेसल में मेम्ब्रेन स्ट्रेस ज्ञात करता है, या एक चुने गए अनुमेय स्ट्रेस के लिए आवश्यक वॉल मोटाई की ओर पीछे काम करता है। स्ट्रेस मोड के लिए आंतरिक दबाव, अंदरूनी व्यास और वॉल मोटाई दर्ज करें, या मोटाई मोड के लिए दबाव, व्यास, अनुमेय स्ट्रेस और जॉइंट एफ़िशियेंसी। दबाव MPa, bar या psi में और आयाम mm या इंच में दिए जा सकते हैं; सब कुछ आपके ब्राउज़र में स्थानीय रूप से गणना होती है।
एक थिन-वॉल्ड सिलिंडर (लगभग 20 से ऊपर व्यास-से-मोटाई अनुपात) के लिए हूप स्ट्रेस σ_h = p·r / t है और लॉन्जिट्यूडिनल स्ट्रेस उसका आधा, σ_l = p·r / 2t, जहाँ r अंदरूनी त्रिज्या है और t वॉल मोटाई। एक स्फ़ीयर के लिए मेम्ब्रेन स्ट्रेस हर दिशा में p·r / 2t है। आवश्यक मोटाई के लिए हल करने पर सिलिंडर के लिए t = p·r / (S·E) या स्फ़ीयर के लिए t = p·r / (2·S·E) मिलता है, जहाँ S अनुमेय स्ट्रेस है और E वेल्ड जॉइंट एफ़िशियेंसी। टूल ASME-शैली न्यूनतम भी रिपोर्ट करता है, सिलिंडर के लिए t = p·r / (S·E − 0.6p), जो अंदरूनी के बजाय मीन त्रिज्या पर कार्य करने वाले दबाव को ध्यान में रखता है। यदि व्यास-से-मोटाई अनुपात 20 से नीचे गिरता है तो यह फ़्लैग करता है कि थिन-वॉल धारणा अब मान्य नहीं है और एक थिक-वॉल (Lamé) विश्लेषण की आवश्यकता है।
एक हल किए गए उदाहरण के रूप में, 500 mm अंदरूनी व्यास और 6 mm वॉल वाला एक सिलिंडर 2 MPa के आंतरिक दबाव के तहत 2 × 250 / 6 ≈ 83.3 MPa का हूप स्ट्रेस और लगभग 41.7 MPa का लॉन्जिट्यूडिनल स्ट्रेस रखता है, जिसका व्यास-से-मोटाई अनुपात 83 है — आराम से थिन-वॉल्ड। ये सूत्र केवल मेम्ब्रेन (एंड, नोज़ल और सपोर्ट से दूर) व्यवहार को कवर करते हैं; असंततता पर स्थानीय बेंडिंग को अतिरिक्त विश्लेषण की आवश्यकता होती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
हूप स्ट्रेस बनाम लॉन्जिट्यूडिनल स्ट्रेस क्या है?
हूप (सर्कमफ़रेंशियल) स्ट्रेस परिधि के चारों ओर कार्य करता है और सिलिंडर को उसकी लंबाई के साथ विभाजित करने का प्रयास करता है; यह p·r/t के बराबर है। लॉन्जिट्यूडिनल स्ट्रेस अक्ष के साथ कार्य करता है और p·r/2t के बराबर है — हूप स्ट्रेस का ठीक आधा। यही कारण है कि एक दबावयुक्त पाइप लंबाई में, अधिक-स्ट्रेस्ड हूप दिशा के साथ विभाजित होता है।
थिन-वॉल धारणा कब मान्य है?
थिन-वॉल मेम्ब्रेन सूत्र तब सटीक होते हैं जब अंदरूनी व्यास वॉल मोटाई का लगभग 20 गुना से अधिक हो, ताकि स्ट्रेस वॉल के आर-पार लगभग एकसमान हो। उस अनुपात से नीचे रेडियल स्ट्रेस और थ्रू-थिकनेस भिन्नता मायने रखती हैं और इसके बजाय एक थिक-वॉल Lamé विश्लेषण उपयोग होना चाहिए।
जॉइंट एफ़िशियेंसी का क्या अर्थ है?
जॉइंट एफ़िशियेंसी E वेल्ड के पैरेंट प्लेट से कमज़ोर होने को ध्यान में रखती है। यह अन-रेडियोग्राफ़्ड वेल्ड के लिए लगभग 0.7 से पूरी तरह रेडियोग्राफ़्ड सीम के लिए 1.0 तक होती है। आवश्यक मोटाई को E से विभाजित किया जाता है, इसलिए कम एफ़िशियेंसी समान दबाव और अनुमेय स्ट्रेस के लिए एक मोटी वॉल की माँग करती है।
ASME मोटाई साधारण मोटाई से क्यों भिन्न होती है?
साधारण सूत्र अंदरूनी त्रिज्या का उपयोग करता है; ASME सूत्र t = p·r/(S·E − 0.6p) वॉल के आर-पार कार्य करने वाले दबाव के लिए सुधार करता है ताकि स्ट्रेस मीन त्रिज्या के पास संदर्भित हो। कम दबाव पर दोनों लगभग मेल खाते हैं, पर जैसे-जैसे दबाव अनुमेय स्ट्रेस की ओर बढ़ता है ASME मान थोड़ा बड़ा होता है।