Dans le monde de l'ingénierie, en particulier lorsqu'il s'agit de réservoirs sous pression, le terme "Pression de service" (PS) revêt une importance significative. Il représente la pression maximale qu'un réservoir peut supporter en toute sécurité pendant son fonctionnement continu, compte tenu de conditions et de fluides spécifiques. Cet article approfondira le concept de pression de service, soulignant son rôle dans la garantie de la sécurité et mettant en évidence des exemples concrets.
Définition de la pression de service :
La pression de service n'est pas simplement une valeur théorique. Il s'agit d'une limite de pression soigneusement calculée en fonction de divers facteurs, notamment :
Marge de sécurité :
La pression de service est généralement fixée bien inférieure à la pression d'éclatement du réservoir, la pression à laquelle le réservoir subirait une défaillance catastrophique. Cette différence représente une marge de sécurité, garantissant une marge de manœuvre contre les circonstances imprévues ou la dégradation potentielle du réservoir au fil du temps.
Exemples concrets :
Importance de la pression de service :
Conclusion :
La compréhension du concept de pression de service est essentielle pour toute personne impliquée dans la conception, l'exploitation et la maintenance des réservoirs sous pression. Il s'agit d'un facteur crucial pour garantir la sécurité, la fiabilité et la longévité. En fixant des pressions de service appropriées en fonction du réservoir spécifique et de ses conditions de fonctionnement, nous pouvons minimiser les risques et garantir un fonctionnement sûr et efficace.
Instructions: Choose the best answer for each question.
1. What is the primary purpose of establishing a working pressure for a pressure vessel?
a) To determine the maximum pressure the vessel can withstand before failing. b) To ensure safe operation and prevent catastrophic failures. c) To optimize the efficiency of the vessel's performance. d) To calculate the vessel's theoretical capacity.
b) To ensure safe operation and prevent catastrophic failures.
2. Which of the following factors does NOT influence the determination of a vessel's working pressure?
a) Material properties b) Vessel geometry c) Ambient air pressure d) Operating temperature
c) Ambient air pressure
3. What is the typical relationship between working pressure and burst pressure for a new pipe?
a) Working pressure is equal to burst pressure. b) Working pressure is 50% of burst pressure. c) Working pressure is 80% of burst pressure. d) Working pressure is 120% of burst pressure.
c) Working pressure is 80% of burst pressure.
4. How does the working pressure of a used pipe typically compare to that of a new pipe?
a) It is higher. b) It is lower. c) It remains the same. d) It is impossible to determine.
b) It is lower.
5. Why is it important to consider fluid compatibility when determining a vessel's working pressure?
a) To ensure the fluid does not leak out of the vessel. b) To prevent the fluid from degrading the vessel material. c) To ensure the fluid can be safely transported through the vessel. d) To determine the optimal temperature for the fluid within the vessel.
b) To prevent the fluid from degrading the vessel material.
Problem:
You are tasked with determining the working pressure for a new pressure vessel made of stainless steel. The vessel has a diameter of 2 meters, a length of 5 meters, and a wall thickness of 10 millimeters. The material's yield strength is 250 MPa, and the vessel will operate at a temperature of 150°C. The fluid inside the vessel is non-corrosive and has a density of 1000 kg/m³.
Instructions:
**1. Calculation of Burst Pressure:** The burst pressure can be calculated using the following formula: ``` Burst Pressure = 2 * (Yield Strength * Wall Thickness) / Diameter ``` Substituting the given values: ``` Burst Pressure = 2 * (250 MPa * 10 mm) / 2000 mm Burst Pressure = 250 MPa ``` **2. Calculation of Working Pressure:** The working pressure is calculated using the following formula: ``` Working Pressure = Burst Pressure / Safety Factor ``` Substituting the calculated burst pressure and a safety factor of 2: ``` Working Pressure = 250 MPa / 2 Working Pressure = 125 MPa ``` **3. Justification of Safety Factor:** A safety factor of 2 is chosen to ensure a significant buffer against unforeseen circumstances, potential degradation of the vessel over time, and uncertainties in the material properties and manufacturing processes. This provides a safe and reliable operating range for the pressure vessel.
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