Rezistența la presiune a țevilor din oțel carbon nu este o valoare fixă, ci este determinată de o combinație de factori:
1. Calitatea materialului
Calitatea materialului este un factor determinant primar al rezistenței la presiune. Oțelul carbon obișnuit (de exemplu, Q235) are o rezistență la tracțiune de aproximativ 375-500 MPa, în timp ce oțelul carbon-de înaltă rezistență (de exemplu, X60) poate depăși 517 MPa (conform standardului API 5L). Cu cât rezistența materialului este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea sa de a suporta presiunea.
2. Grosimea și diametrul peretelui
Conform formulei Barlow (P=2St/D, unde P este rezistența la presiune, S este rezistența la tracțiune, t este grosimea peretelui și D este diametrul exterior), sub același material, creșterea grosimii peretelui cu 1 mm poate îmbunătăți rezistența la presiune cu aproximativ 10-15%. De exemplu, o țeavă de oțel carbon DN100 SCH40 (grosime a peretelui de 6 mm) are o presiune de lucru de aproximativ 5,6 MPa, în timp ce SCH80 (grosime a peretelui de 8 mm) poate atinge 7,4 MPa (date ASTM A106).
3. Procesul de fabricație
Țevile fără sudură (de exemplu, ASTM A106) au în general o rezistență la presiune mai mare decât țevile sudate (de exemplu, ASTM A53) datorită absenței cordonurilor de sudură, care sunt potențiale puncte slabe.
Specificații standard și clasificări de presiune
Diferitele standarde internaționale au clasificări clare pentru rezistența la presiune a țevilor din oțel carbon:
Țeavă fără sudură ASTM A106: Gradul B are o presiune maximă de lucru de 15,8 MPa la temperatura camerei (grosimea peretelui de 12 mm, stare DN150).
Conductă de linie API 5L: Țeava de calitate X42 are de obicei o presiune de proiectare de 10-12 MPa în transportul de petrol și gaze (cu un factor de siguranță de 0,72).
Standard chinezesc GB/T 8163: țeava din oțel carbon 20# permite o presiune de 6,4 MPa la 20 de grade (grosime perete de 5 mm, DN80).
Recomandări de selecție pentru aplicații practice
Factorul de siguranță: Țevile industriale utilizează de obicei un factor de siguranță de 1,5-4 ori presiunea de proiectare (valori mai mari pentru mediile inflamabile). De exemplu, conductele de abur necesită o toleranță suplimentară de coroziune conform ASME B31.1.
Corecția temperaturii: At high temperatures (>200 de grade), rezistența la presiune a țevilor din oțel carbon scade cu aproximativ 20-30%, iar factorul de reducere a temperaturii materialului trebuie luat în considerare.
Medii corozive: Dacă mediul conține H₂S sau CO₂, trebuie utilizat oțel carbon-rezistent la acru (de exemplu, L245NS) sau presiunea de proiectare ar trebui redusă cu mai mult de 30%.
