①. 材料的許用應力(li)
材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)是指(zhi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)指(zhi)標(biao)除以相應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全系數得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)。材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)性能(neng)指(zhi)標(biao)有屈服(fu)極限(xian)、強(qiang)(qiang)度(du)(du)極限(xian)、蠕(ru)變極限(xian)、疲勞極限(xian)等(deng),這些指(zhi)標(biao)分別反(fan)映了不(bu)同(tong)(tong)狀態下(xia)失(shi)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)值(zhi)。為(wei)了保(bao)證管(guan)(guan)道(dao)運行中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)可靠,常將管(guan)(guan)道(dao)元件(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)限(xian)制在各強(qiang)(qiang)度(du)(du)指(zhi)標(biao)下(xia)某一(yi)值(zhi),該數值(zhi)即為(wei)許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)。當管(guan)(guan)道(dao)元件(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)超過(guo)其許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)時,就(jiu)認為(wei)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)已不(bu)能(neng)得到(dao)保(bao)證。因此說,材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)是確定管(guan)(guan)道(dao)壁厚等(deng)級的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)參數。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji)標(biao)準,選取材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)是不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。對工(gong)業管(guan)(guan)道(dao),國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji)標(biao)準是按GB150確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi),ASTM材(cai)(cai)料(liao)則(ze)是取按ASME B31.3標(biao)準確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)。
②. 腐蝕余(yu)量
腐蝕余量是考慮因介質對(dui)管(guan)(guan)道(dao)的腐蝕而造成的管(guan)(guan)道(dao)壁厚(hou)減薄,從而增加(jia)的管(guan)(guan)道(dao)壁厚(hou)值。它的大小(xiao)直接(jie)影(ying)(ying)響到管(guan)(guan)道(dao)壁厚(hou)的取值,或者說直接(jie)影(ying)(ying)響到壁厚(hou)等級(ji)的確定(ding)。許多國內外的工程公司或設計院(yuan)通(tong)常都將腐蝕余量進行分級(ji),具(ju)體見(jian)表(biao)16.20。
③. 管子及其元件(jian)的(de)制造壁厚偏差
管子及其元件在制造過程中,相對于其公稱壁厚(或者叫理論壁厚)都會有正、負偏差,因此在確定管子及其元件公稱壁厚時一定要考慮可能出現的負偏差值。各種鋼管標準中規定的負偏差值是不完全相同的,GB/T 8163《流體輸送用無縫鋼管》、GB/T 14976《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》規定的壁厚偏差值見表16.21。
④. 焊縫系(xi)數(shu)
金(jin)屬的(de)焊接過程,實質上是一(yi)(yi)個(ge)冶金(jin)過程,其(qi)(qi)(qi)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)帶(dai)有明(ming)顯(xian)的(de)鑄(zhu)造組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)特征。一(yi)(yi)般情(qing)況下,鑄(zhu)造組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)缺陷較多,材料性能也有所(suo)下降(jiang)。對于(yu)有縱焊縫和螺旋焊縫的(de)焊接管子(zi)及其(qi)(qi)(qi)元件(jian)(jian),相對于(yu)無縫管子(zi)及其(qi)(qi)(qi)元件(jian)(jian)來說常給它(ta)一(yi)(yi)個(ge)強度降(jiang)低系(xi)數(即焊縫系(xi)數),以衡(heng)量其(qi)(qi)(qi)力學(xue)性能下降(jiang)的(de)程度。其(qi)(qi)(qi)焊縫系(xi)數的(de)取值見(jian)表16.22。
⑤. 設計壽命(ming)
設(she)計(ji)壽命(ming)(ming)與管道的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)余(yu)量(liang)有關(guan)(guan)。對于均勻(yun)腐蝕(shi)來(lai)說,當知道其年(nian)腐蝕(shi)速率后,根據預定的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)壽命(ming)(ming),就很(hen)容(rong)易算出其應取的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)余(yu)量(liang)了。設(she)計(ji)壽命(ming)(ming)還與交變應力作用的(de)(de)(de)(de)載荷變化(hua)次數、氫損傷(shang)的(de)(de)(de)(de)孕(yun)育時間(jian)、斷裂因子的(de)(de)(de)(de)擴展期(qi)等影響因素(su)有關(guan)(guan),與管道的(de)(de)(de)(de)一次性投資、資金代償期(qi)和(he)技(ji)術更(geng)新周(zhou)期(qi)有關(guan)(guan)。
⑥. 鑄造質量系數
相對(dui)于(yu)軋制或鍛制的(de)(de)管(guan)子元件(jian)(jian)來(lai)說,鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)存(cun)在的(de)(de)缺陷相對(dui)較多(duo),使得其(qi)(qi)力學性能(neng)有(you)所下(xia)(xia)降。在ASMEB31.3中,為了衡量(liang)(liang)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)力學性能(neng)下(xia)(xia)降的(de)(de)程(cheng)度,用(yong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)(zao)質(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)來(lai)表(biao)示。鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)(zao)質(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)同(tong)樣與無損探(tan)傷(shang)的(de)(de)檢驗(yan)(yan)數(shu)(shu)量(liang)(liang)有(you)關(guan)。一般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia),符合材料(liao)基(ji)本要求且(qie)根據MSS SP-55的(de)(de)規(gui)定(ding)已經(jing)過肉眼檢驗(yan)(yan)的(de)(de)靜態鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian),可取(qu)其(qi)(qi)基(ji)本鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)(zao)質(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)為0.8,對(dui)每一鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)進(jin)行(xing)補充檢驗(yan)(yan)后可以(yi)按表(biao)16.26的(de)(de)要求提(ti)高(gao)。鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)用(yong)作壓力管(guan)道(dao)及(ji)其(qi)(qi)元件(jian)(jian)的(de)(de)情(qing)況(kuang)并不多(duo),大直徑(≥DN50)閥(fa)(fa)(fa)門的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)體常(chang)采用(yong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian),閥(fa)(fa)(fa)門閥(fa)(fa)(fa)體的(de)(de)強(qiang)度設計一般(ban)由制造(zao)(zao)(zao)(zao)商(shang)進(jin)行(xing),多(duo)數(shu)(shu)閥(fa)(fa)(fa)門標準已經(jing)給出了最小(xiao)壁(bi)厚要求,實際的(de)(de)工業管(guan)道(dao)設計中很(hen)少用(yong)到鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)(zao)質(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)這個概念。ASME B31.3規(gui)定(ding),用(yong)于(yu)劇烈操作條件(jian)(jian)下(xia)(xia)及(ji)工藝介質(zhi)管(guan)道(dao)上(shang)的(de)(de)焊接和鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)(zao)管(guan)件(jian)(jian),其(qi)(qi)焊接質(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)和鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)(zao)質(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)均不得低于(yu)0.9。