Калькулятор толщины стенки трубы (формула Барлоу)

Введите расчет

Внутреннее давление P (psi)

Наружный диаметр D (дюймы)

Допускаемое напряжение S (psi)

Результатов

Минимальная толщина стенки

0,25

дюймы

Толщина стенки (мм)	6,35 mm
Формула	Барлоу: t = P D / (2 S)

Что это за калькулятор толщины стенки трубы?

Этот инструмент оценивает минимальную толщину стенки, которая нужна трубе, чтобы безопасно выдерживать заданное внутреннее давление. В основе расчёта — формула Барлоу, широко применяемое в трубопроводном деле и при проектировании сосудов под давлением соотношение, которое связывает внутреннее давление, наружный диаметр и допускаемое напряжение материала.

Как пользоваться калькулятором

Введите внутреннее давление P в psi (фунт-сила на кв. дюйм), наружный диаметр трубы D в дюймах и допускаемое (или предел текучести) напряжение S материала трубы в psi. Калькулятор покажет минимальную толщину стенки сразу в дюймах и миллиметрах. Обратите внимание: для реального проекта к этому минимуму нужно добавить припуск на коррозию, технологический допуск проката и подходящий коэффициент запаса прочности.

Разбор формулы

Формула Барлоу выглядит так: $$t = \frac{P D}{2 S}$$ Она выводится из простого баланса кольцевых (окружных) напряжений в тонкостенном цилиндре: давлению, которое стремится разорвать трубу изнутри, противостоит растяжение в стенке. Поскольку в расчёте используется наружный диаметр, формула Барлоу даёт чуть завышенный (запасной) результат — именно поэтому её удобно применять для быстрых прикидок. Если выразить из неё давление, то максимально допустимое давление при известной толщине равно \(P = \frac{2 S t}{D}\).

Внутреннее давление, действующее на проекционную площадь, уравновешивается кольцевым напряжением S в стенке трубы.

Переменные формулы Барлоу: внутреннее давление P, действующее наружу, наружный диаметр D и толщина стенки t.

Пример расчёта

Пусть \(P = 1000\) psi, \(D = 10\) дюймов и \(S = 20000\) psi. Тогда $$t = \frac{1000 \times 10}{2 \times 20000} = \frac{10000}{40000} = 0{,}25 \text{ дюйма},$$ что соответствует \(0{,}25 \times 25{,}4 = 6{,}35\) мм. То есть минимально необходимая толщина стенки составляет четверть дюйма — ещё без каких-либо припусков.

Частые вопросы

Учитывается ли коэффициент запаса прочности? Нет. Допускаемое напряжение S, которое вы вводите, уже должно включать коэффициент запаса по вашему нормативному документу. Результат — это теоретический минимум.

Внутренний или наружный диаметр? Формула Барлоу использует наружный диаметр, благодаря чему результат получается с небольшим запасом.

Какое значение брать для S? Используйте допускаемое напряжение из применимого норматива (например, долю от предела текучести или прочности материала), а не «сырой» предел текучести.