محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک

در سیستم های هیدرولیک، و در زمان طراحی آنها، فشاری به عنوان فشار کاری در نظر گرفته میشود. در واقع در بیشتر زمان عملکرد سیستم، فشار در حد فشار کاری و یا کمتر از آن خواهد بود. اما در بسیاری مواقع و به دلایل مختلفی نظیر تغییر وضعیت شیرهای کنترل مسیر، خاموش شدن ناگهانی پمپ و … فشار به صورت ناگهانی افزایش می یابد.

میزان افزایش فشار در برخی مواقع به چند برابر فشار کاری سیستم میرسد که به آن فشار بحرانی سیستم هیدرولیک گفته میشود.

محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک از الزامات طراحی سیستم هیدرولیک است.

سیستم‌های هیدرولیک با توجه به میزان فشار به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند :

  • سیستم‌های فشار پایین (Low Pressure Systems)، که در آنها فشار کمتر از 50 بار است.
  • سیستمهای فشار متوسط (Medium Pressure Systems)، که در آنها فشار بین 50 تا 150 بار است.
  • سیستمهای فشار متعارف (Normal Pressure Systems)، که در آنها فشار بین 150 تا 250 بار است.
  • سیستمهای فشار بالا (High Pressure Systems)، که در آنها فشار بین 250 تا 400 بار است.
  • سیستمهای فشار فوق بالا (Super High Pressure Systems)، که در آنها فشار بیش از 400 بار است.

در تمامی دسته‌بندی‌های فوق، فشار کاری (Working Pressure) فشاری است که سیستم بر روی آن فشار تنظیم می‌شود و می‌تواند کار را به درستی انجام دهد. به دلایل مختلفی، نظیر شوک‌های سیستم یا بارهای ضربه‌ای، فشار به طور ناگهانی و در مقطع زمانی بسیار کوتاهی، افزایش یافته که در برخی موارد چندین برابر فشار کاری سیستم خواهد شد. در این زمان، چنانچه المانهای ایمنی سیستم به درستی عمل نکنند، افزایش فشار باعث آسیب دیدن الــــمانهایی نظیـــــر شیـــرهای کنــــترل مسیر پایلوت‌دار و نیز ترکـــــیدن لــــوله و اتــــصالات خواهد شد که به آن فشار ترکیدگی (Burst Pressure) گفته می‌شود. نحوه محاسبه فشار و انتخاب لوله‌های مناسب هیدرولیک در ادامه آمده است.

فشار ترکیدگی (Burst Pressure)

فشار ترکیدگی همان طور که از نام آن مشخص است، فشاری است که باعث بروز خسارت و ترکیدگی لوله ها، شلنگ ها و اتصالات سیستم هیدرولیک خواهد شد.

فشار ترکیدگی لوله‌های بدون درز فولادی، از سه فرمول متعارف و پرکاربرد زیر قابل محاسبه است.

فرمول بارلو (Barlow Formula)

1
فرمول بارلو – محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک

فرمول بوردمن (Boardman Formula)

Untitled 1
فرمول بوردمن – محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک

فرمول لام (Lame Formula)

3
فرمول لام – محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک

پارامترهای مورد استفاده در فرمولهای فوق به شرح زیر میباشند:

PB : فشار ترکیدگی بر حسب Psi

T : ضخامت اسمی دیواره لوله بر حسب in

S : حداقل مقاومت کششی جنس لوله بر حسب Psi

D : قطر نامی خارجی لوله بر حسب in

d : قطر نامی داخلی لوله بر حسب in

ادامه مطلب محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک …

فشار کاری (Working Pressure)

با محاسبه فشار ترکیدگی لوله‌های بدون درز فولادی، فشار کاری با استفاده از فرمول زیر قابل محاسبه خواهد بود.

Pw = PB / SF

که در آن:

PW : فشار کاری بر حسب Psi

PB : فشار ترکیدگی بر حسب Psi

SF : ضریب ایمنی (حداقل باید 3 در نظر گرفته شود)

در جدول زیر، با استفاده از فرمول بارلو، فشار کاری (بر حسب Psi)  برای لوله‌های بدون درز با مقاومت کششی 50000 Psi  و با در نظر گرفتن ضریب ایمنی 4  محاسبه شده است.

Pressure Rating 2
جدول فشارهای کاری برای لوله های بدون درز با مقاومت کششی 50000 – محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک

ادامه مطلب محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک …

حال به بررسی شیلنگهای هیدرولیک و فشار ترکیدگی آنها پرداخته میشود. آیا تا به حال کلمه STAMPED را شنیده اید؟

STAMPED را به خاطر بسپارید و در زمان انتخاب شیلنگ هیدرولیک تمامی موارد آن را چک کنید. حروف واژه STAMPED در واقع مخفف کلمات زیر است:

  • Size
  • Temperature
  • Application
  • Media
  • Pressure
  • Ends
  • Delivery

سایز (Size) در واقع قطر داخلی شیلنگ هیدرولیک است. گرچه با توجه به محیط کاری و ساختار شیلنگ، قطر خارجی میتواند متفاوت باشد. دما (Temperature) مربوط به بیشترین دمای سیالی است که از درون شیلنگ عبور خواهد کرد. مدیا (Media) تعیین کننده نوع سیالی است که از درون شیلنگ عبور خواهد کرد که در واقع تعیین کننده ساختار شیمیایی و جنس شیلنگ میباشد.

کاربرد (Application) در واقع تعیین کننده نوع محیطی است که شیلنگ هیدرولیک در آن محیط قرار گرفته و کار میکند.

فشار ترکیدگی (Pressure) شیلنگ هیدرولیک برای کاربردهای فشار دینامیکی عمومن 4 برابر فشار کاری سیستم میباشد. از سوی دیگر و برای کاربردهای استاتیکی این فشار 2.5 برابر فشار کاری سیستم در نظر گرفته میشود. به خاطر داشته باشید که این اعداد در واقع ضریب ایمنی شیلنگ بوده که از سوی سازندگان شیلنگ بر روی بدنه شیلنگ درج میشود.

هرگز فشار سیستم را بیشتر از فشار کاری تعیین شده در زمان طراحی سیستم، تنظیم نکنید.

زیرا هر شیلنگ هیدرولیک تا زمان مشخصی میتواند در معرض فشار ترکیدگی خود مقاومت کند.

گزینه بعدی یعنی اتصالات پرسی دو سمت شیلنگ (Ends) است که میتواند در شکلهای مختلف، سایزهای مختلف و جنسهای مختلف باشند. آخرین گزینه هم شرایط تحویل (Delivery) شیلنگ به مشتری است.

امیدواریم مطلب آموزشی و کاربردی محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک برای شما کاربر گرامی مفید واقع شده باشد.

در صورت تمایل به مطالعه و یا دیدن فیلم های آموزشی مشابه ” محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک “، به قسمت مطالب آموزشی وب سایت و یا کانال اینستاگرام شرکت به آدرس Instagram.com/AltonSegal مراجعه فرمایید.

فشار ترکیدگی شیلنگ هیدرولیک چند برابر فشار کاری سیستم هیدرولیک میباشد؟

در بحث محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک و برای کارهای دینامیکی، فشار ترکیدگی شیلنگ 4 برابر فشار کاری و برای کارهای استاتیکی 2.5 برابر فشار کاری سیستم خواهد بود.

روش محاسبه فشار بحرانی سیستم هیدرولیک چگونه است؟

فشار بحرانی سیستم هیدرولیک را میتوان با استفاده از فرمول بارلو، فرمول بوردمن و فرمول لام محاسبه نمود.

واژه STAMPED مخفف چیست؟

حروف تشکیل دهنده واژه STAMPED ، حروف اول کلمات زیر است که باید در زمان انتخاب شیلنگ هیدرولیک، به دقت رعایت شوند:
– Size
– Temperature
– Application
– Media
– Pressure
– Ends
– Delivery