Les systèmes à haute température nécessitent des calculs précis pour assurer l'intégrité et la sécurité des tuyaux. La détermination de l'épaisseur et de la contrainte de paroi des tuyaux permet de prévenir les défaillances et d'étendre la durée de vie des équipements.

Calcul de l'épaisseur du tuyau

L'épaisseur minimale requise du tuyau peut être calculée à l'aide de la formule suivante:

t = (P × D) / (2 × S × E) + tolérance de corrosion

où:

  • P = Pression intérieure
  • D = Diamètre extérieur du tuyau
  • S = contrainte admissible du matériau du tuyau
  • E = Facteur de qualité (généralement 1 pour les tuyaux sans soudure)

Par exemple, avec une pression interne de 10 MPa, un diamètre de 100 mm, une contrainte admissible de 150 MPa et une épaisseur minimale de E = 1, l'épaisseur minimale est:

t = (10 × 100) / (2 × 150 × 1) = 3,33 mm

Calcul du stress du mur

La contrainte du cerceau dans un tuyau sous pression interne est donnée par:

τ = (P × D) / (2 × t)

À l'aide de l'exemple précédent, avec une épaisseur de tuyau de 3,33 mm, la contrainte de cerceau à 10 MPa et un diamètre de 100 mm est:

τ = (10 × 100) / (2 × 3,33) φ 150 MPa

Considérations supplémentaires

Les conditions à haute température peuvent affecter les propriétés des matériaux, exigeant des ajustements des valeurs de contrainte admissibles. Il faut également ajouter des quotas de corrosion pour tenir compte de la dégradation des matériaux au fil du temps.