管(guan)道(dao)壁厚(hou)計算方(fang)法大多(duo)等效或參照采用ASME等標準規范體系。因國內行業分工不(bu)同導致管(guan)道(dao)類(lei)別(bie)較多(duo)。
1. 工業管道與國外規范的(de)比較(jiao)
GB/T 20801《壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)規(gui)(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan) 工業(ye)管(guan)道(dao)》因被國家安(an)全技(ji)術法規(gui)(gui)(gui)(gui)TSG D0001《壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)安(an)全技(ji)術監察(cha)規(gui)(gui)(gui)(gui)程(cheng)工業(ye)管(guan)道(dao)》引(yin)用(yong)(yong)而成為(wei)強制(zhi)標(biao)準(zhun),與常用(yong)(yong)的SH/T 3059《石油(you)化工管(guan)道(dao)設(she)計(ji)(ji)器材選用(yong)(yong)規(gui)(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)》、DL/T 5054《火力(li)發電廠汽水管(guan)道(dao)設(she)計(ji)(ji)規(gui)(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)》、GB 50316《工業(ye)金屬(shu)管(guan)道(dao)設(she)計(ji)(ji)規(gui)(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)》等標(biao)準(zhun)等同采用(yong)(yong)了(le)ASME B31.3管(guan)道(dao)壁厚計(ji)(ji)算(suan)(suan)公式,計(ji)(ji)算(suan)(suan)時材料許用(yong)(yong)應力(li)取值(zhi)稍(shao)有(you)差別(bie)。
目(mu)前ASME B31.3的有效版本(ben)在分母SE項增加了一個焊接接頭強度降低系數,GB/T20801和SH/T3059也進行了修改(gai)。
GB 50316 是國家強制(zhi)標(biao)準,仍然有效(xiao),將要(yao)發布的(de)新(xin)版規(gui)范內也(ye)將增(zeng)加焊接接頭強度降(jiang)低系數,但其許用應力取值(zhi)偏保守。
動力管(guan)道(dao)規范ASME B31.1 僅(jin)對(dui)焊接鋼(gang)管(guan)而(er)不對(dui)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)增加(jia)焊接接頭強度降低系數(shu),這點與國內電力行(xing)業(ye)的(de)動力管(guan)道(dao)規范是一致(zhi)的(de)。DL/T 5054與現行(xing)的(de)ASME B31.1是一致(zhi)的(de),許用應力取值相對(dui)于ASME B31.3高,特別是無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)在蠕變溫度下的(de)計算結(jie)果(guo)比工藝(yi)管(guan)道(dao)要(yao)小(xiao)得多。國內各(ge)工業(ye)管(guan)道(dao)規范因標準(zhun)不同可能(neng)導致(zhi)管(guan)道(dao)壁(bi)厚計算和取值結(jie)果(guo)完全不同。
2. 國內工業管(guan)(guan)道規(gui)范和長輸管(guan)(guan)道、公用管(guan)(guan)道規(gui)范的比較
GB 50253《輸(shu)油管道(dao)設計(ji)規范》、GB 50251《輸(shu)氣(qi)管道(dao)設計(ji)規范》主要參照ASME B31.4《液(ye)態(tai)烴和(he)(he)其他液(ye)體管線輸(shu)送(song)系統》、ASME B31.8《輸(shu)氣(qi)和(he)(he)配氣(qi)管道(dao)系統》。
無論是長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)還是燃(ran)(ran)氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao),均引入(ru)了設(she)(she)計(ji)(ji)系(xi)數(shu)的(de)(de)概念(nian)。因(yin)長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)和(he)燃(ran)(ran)氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)許(xu)用應力取(qu)值相對(dui)較高(gao)且不考(kao)慮(lv)腐蝕裕度(因(yin)有陰極保(bao)護)和(he)負(fu)偏差(設(she)(she)計(ji)(ji)系(xi)數(shu)中(zhong)已考(kao)慮(lv))等厚度附加(jia)(jia)量,同(tong)等條件下,長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)和(he)公(gong)用管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)壁厚計(ji)(ji)算和(he)取(qu)值比工業管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)要薄很多。當工業管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)與長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)、公(gong)用管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao),或不同(tong)設(she)(she)計(ji)(ji)系(xi)數(shu)長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)、公(gong)用管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)之間直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)時,因(yin)壁厚差異不宜直接(jie)(jie)用打破口的(de)(de)形式連接(jie)(jie),而(er)是要加(jia)(jia)一段過渡(du)管(guan)(guan)段。
3. 負壓工況下管道壁(bi)厚校(xiao)核(he)
上(shang)面(mian)對各(ge)種標(biao)準規(gui)范在(zai)內(nei)壓(ya)下壓(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚計(ji)算進行了(le)比(bi)較分(fen)析,按內(nei)壓(ya)壁(bi)厚計(ji)算并考(kao)慮(lv)(lv)其他(ta)因素(su)選取的(de)壁(bi)厚可保(bao)證壓(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)的(de)強度(du)在(zai)內(nei)壓(ya)下不會失(shi)效。有時還要考(kao)慮(lv)(lv)外(wai)壓(ya)工(gong)況(kuang)下,特(te)別(bie)是大口徑薄(bo)壁(bi)管(guan)(guan)道(dao),應校核管(guan)(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚或許用外(wai)壓(ya),確保(bao)管(guan)(guan)道(dao)剛(gang)度(du)和安全運(yun)行。
(1)ASME B31.3對直管外(wai)壓下(xia)壁厚計算和加強圈要求,應符合ASME規范第VII 卷第1冊UG-28。
(2)GB/T 20801對直管的(de)(de)外(wai)壓(ya)(真空)設計(ji)是(shi)按GB/T 150。同(tong)時對L/T≥25且(qie)D/T。≥65,當設計(ji)溫度不超過300℃時,可簡化公(gong)式(3.3.9)計(ji)算許用外(wai)壓(ya)。GB/T 20801簡化的(de)(de)許用外(wai)壓(ya)計(ji)算公(gong)式和GB/T 150的(de)(de)計(ji)算結果(guo)是(shi)一致的(de)(de)。ASME 規范第(di)(di)VII卷第(di)(di)1冊UG-28在相(xiang)同(tong)條件下(xia)也可得(de)出相(xiang)同(tong)得(de)結果(guo)。
(3)如果(guo)許用外壓不滿(man)足設計條件,可(ke)按GB/T 150或ASME 規范第VII卷第1冊UG-29、UG-30設計加(jia)強圈。