El grosor mínimo de la pared proporciona el grosor mínimo absoluto de una tubería o estructura para contener su contenido. Las paredes de tubería más delgadas significan tuberías o estructuras más livianas, que son más livianas y más baratas de fabricar. Las tuberías más delgadas también permiten un mayor flujo de fluido para el mismo tamaño de tubería. El grosor mínimo de la pared en el diseño se basa en la presión del contenido del recipiente o la tubería, la tensión permisible del material y el diámetro exterior de la tubería.
El espesor mínimo de la pared se utiliza para calcular la capacidad de una pared de tubería.Paso 1
Determine la presión máxima que soportará la tubería. Esta será la presión de agua o fluido que debe contener. Esto se conoce por los parámetros de diseño de la tubería o recipiente. Use la presión máxima en libras por pulgada cuadrada (psi). Por ejemplo, una tubería puede necesitar soportar 2.000 psi de presión de agua.
Paso 2
Determine la tensión permisible del material de la pared. El esfuerzo permisible puede ser el esfuerzo de tensión o de fluencia del material. La tensión permisible para un material se puede encontrar en el estándar B31.3 de la American Society of Mechanical Engineers. De acuerdo con "Diseño de Ingeniería Química" por Gavin P. Towler y R. K. Sinnott, la tensión permitida a 100 grados Fahrenheit para tuberías de acero al carbono es de 12.9 KSI. KSI es igual a 1,000 libras por pulgada cuadrada. Esto hace que el estrés permitido sea de 12,900 psi.
Si ya tiene una tubería para trabajar, use calibradores para medirla.Seleccione un diámetro exterior en pulgadas para la tubería. Para este ejemplo, se selecciona un diámetro exterior de 10 pulgadas.
Paso 4
Multiplique el diámetro exterior en pulgadas por la presión en psi por 1/2. En el ejemplo, esto será 10 pulgadas x 2,000 psi x 1/2 o 10,000.
Paso 5
Divida el resultado del Paso 4 por el estrés permitido. El resultado es el espesor mínimo de la pared asumiendo condiciones ideales. En este caso, será 10,000 dividido por 12,900 para un espesor mínimo permitido de 0.7752 pulgadas.
Paso 6
Multiplique el espesor mínimo de la pared asumiendo condiciones ideales por un factor de seguridad, si se va a utilizar un factor de seguridad, o por la tolerancia del fabricante. Por ejemplo, la tolerancia de un fabricante a menudo se da como 12.5 por ciento o 15.0 por ciento debido a variaciones en la resistencia de la tubería. Una tolerancia del 15 por ciento se convierte al 115 por ciento del espesor mínimo de la pared, o un multiplicador de 1.15. Un espesor mínimo de 0.7752 pulgadas multiplicado por una tolerancia del 15 por ciento o 115 se convierte en 0.7752 x 1.15. Esto equivale a 0.89147 pulgadas, o casi 0.9 pulgadas de espesor mínimo de pared de la tubería. Si se requiriera un factor de seguridad de dos, el espesor mínimo de 0.7752 x 2 daría un espesor de pared mínimo de 1.5504 pulgadas.
