①. 不銹鋼(gang)管及管件壁(bi)厚(hou)(hou)的(de)確定,一般由工藝提(ti)(ti)出(chu)操作(zuo)工況(kuang)條(tiao)件,經(jing)管道(dao)設計(ji)計(ji)算后(hou),提(ti)(ti)交“管道(dao)壁(bi)厚(hou)(hou)計(ji)算表”,由管道(dao)設計(ji)圓(yuan)整并選擇標準(zhun)的(de)管道(dao)壁(bi)厚(hou)(hou)(特殊材質(zhi)管子(zi)壁(bi)厚(hou)(hou)除外)。


  內(nei)壓直(zhi)管金屬直(zhi)管的壁厚(hou)計算在(zai)GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范(fan)均有介紹。地(di)上管道(dao)的壁厚(hou)一般按環向應力(li)設計,與地(di)下管道(dao)的壁厚(hou)設計方法相(xiang)同(tong)。



  承(cheng)受外壓(ya)的直管厚度和加強要求(qiu),應(ying)符合現行國家標準GB150《壓(ya)力(li)容器》的規定。


  國內標準(zhun)常(chang)用鋼(gang)(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的許(xu)用應力(li)由(you)(you)GB50316-2000中(zhong)(zhong)表A.0.1和(he)表A.0.2中(zhong)(zhong)取(qu)值。美標標準(zhun)常(chang)用鋼(gang)(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的許(xu)用應力(li)由(you)(you)ASME B31.3中(zhong)(zhong)表A-1中(zhong)(zhong)取(qu)值;用于高壓蒸汽(qi)的管(guan)道,其(qi)鋼(gang)(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的許(xu)用應力(li)由(you)(you) ASME B31.1中(zhong)(zhong)表A-1、A-2、A-3中(zhong)(zhong)取(qu)值。


②. 各種工況下(xia)鋼(gang)管及(ji)鋼(gang)制管件(jian)的(de)最小(xiao)厚(hou)度應(ying)滿足以(yi)下(xia)要求。


  a. 管子壁厚不應小于:按規定計算的壁厚;按D0 / 150(D0 管子外徑,mm)確定的管子壁厚。最小選用壁厚應符合表16.31要求。


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  b. 劇烈循環條(tiao)件(jian)或A1類流體的管(guan)道,采用不銹鋼(gang)管(guan)子及對焊管(guan)件(jian)時(shi),不應小于表16.32所(suo)列(lie)的厚度(du)。


  c. 外螺(luo)紋(wen)的(de)鋼(gang)管和外螺(luo)紋(wen)鋼(gang)管件(jian)的(de)最小(xiao)厚度應(ying)按表(biao)16.33的(de)規定。


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  d. 內螺紋管件(jian)及承(cheng)插焊管件(jian)的(de)厚(hou)度應符合現行國(guo)家(jia)標準的(de)規定。


  e. 選用(yong)(yong)低(di)壓(ya)(ya)流(liu)體(ti)(ti)(ti)輸送(song)用(yong)(yong)焊接鋼管(guan)的(de)(de)系列厚(hou)度及(ji)現行(xing)國(guo)家標準號應(ying)按現行(xing)國(guo)家標準GB/T3092《低(di)壓(ya)(ya)流(liu)體(ti)(ti)(ti)輸送(song)用(yong)(yong)焊接鋼管(guan)》及(ji)GB/T 3091《低(di)壓(ya)(ya)流(liu)體(ti)(ti)(ti)輸送(song)用(yong)(yong)鍍鋅焊接鋼管(guan)》中的(de)(de)加厚(hou)管(guan)子,可用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)輸送(song)設計壓(ya)(ya)力(li)小于(yu)(yu)(yu)或等(deng)于(yu)(yu)(yu)1.6MPa和(he)設計溫度在(zai)0~200℃的(de)(de)C類(lei)(lei)流(liu)體(ti)(ti)(ti)。普通厚(hou)度的(de)(de)管(guan)子僅用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)D類(lei)(lei)流(liu)體(ti)(ti)(ti)。


③. 工(gong)業(ye)管(guan)道壁厚等級的確定方法


   按(an)上述的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)道壁(bi)(bi)厚(hou)方法計(ji)算值(zhi)先按(an)四舍五入的(de)(de)(de)(de)原則進(jin)行(xing)圓(yuan)整(zheng),然后查相應(ying)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)標準,與計(ji)算值(zhi)最(zui)接近且稍高的(de)(de)(de)(de)對應(ying)壁(bi)(bi)厚(hou)就是該管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)(de)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚(hou)。有對應(ying)管(guan)(guan)子表(biao)(biao)(biao)(biao)號(hao)時(shi),就用(yong)管(guan)(guan)子表(biao)(biao)(biao)(biao)號(hao)表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi);無對應(ying)管(guan)(guan)子表(biao)(biao)(biao)(biao)號(hao)時(shi),就用(yong)壁(bi)(bi)厚(hou)值(zhi)表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)。管(guan)(guan)子表(biao)(biao)(biao)(biao)號(hao)或(huo)壁(bi)(bi)厚(hou)值(zhi)所表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)的(de)(de)(de)(de)參數就是該管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)(de)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚(hou)等級。


   對于不宜靠(kao)用標準(zhun)中公稱(cheng)(cheng)壁(bi)厚(hou)的管(guan)(guan)(guan)道,例如管(guan)(guan)(guan)道應力不允許有太(tai)大壁(bi)厚(hou)的管(guan)(guan)(guan)道元件,大批量同規格的管(guan)(guan)(guan)道元件,由(you)(you)昂(ang)貴材料制造的管(guan)(guan)(guan)道元件等,其(qi)壁(bi)厚(hou)等級應按計(ji)算值就近圓整取值。管(guan)(guan)(guan)道上(shang)其(qi)他組成(cheng)件(如彎頭、三通、異(yi)徑管(guan)(guan)(guan)、封(feng)頭等),也以(yi)上(shang)述(shu)確定(ding)的數字(zi)或代號表示(shi)其(qi)公稱(cheng)(cheng)壁(bi)厚(hou)等級,并(bing)由(you)(you)此(ci)確定(ding)它(ta)們與管(guan)(guan)(guan)子是等強(qiang)度的。


④. 管(guan)道器材受壓元件的壁(bi)厚選用,應符合下列要求;


   管(guan)道器材(cai)受(shou)壓元件的(de)最小壁(bi)厚應(ying)考(kao)慮(lv)腐(fu)蝕、浸蝕、磨(mo)損(sun)、負(fu)偏差及螺紋或開槽(cao)深度裕(yu)量;按強(qiang)度計算(suan)管(guan)道器材(cai)受(shou)壓元件壁(bi)厚時(shi),應(ying)考(kao)慮(lv)由(you)于支(zhi)撐(cheng)、結(jie)冰、回填(tian)土(tu)等附加載(zai)荷的(de)影響(xiang),當由(you)此增加的(de)壁(bi)厚產生(sheng)過大的(de)局(ju)部應(ying)力和在結(jie)構上無法(fa)解決時(shi),應(ying)通過附加支(zhi)撐(cheng)、拉(la)桿等不增加壁(bi)厚的(de)措施來保證其強(qiang)度。



工程應(ying)用:某蒸汽管子壁厚計算實例(li)


某蒸汽管道,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力(li)為(wei)(wei)(wei)3.0MPa,設(she)計(ji)(ji)溫度為(wei)(wei)(wei)350℃,欲選用(yong)(yong)外徑為(wei)(wei)(wei)219mm的無縫鋼(gang)管,求管材的壁厚(管材的材質為(wei)(wei)(wei)20優質碳素鋼(gang),許(xu)用(yong)(yong)應力(li)為(wei)(wei)(wei)90MPa,附(fu)加厚度規定采用(yong)(yong)2mm)。


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工程(cheng)應(ying)用:某(mou)蒸汽管道壁(bi)厚強度的驗算


某蒸汽管道為325mm×8mmm,蒸汽壓(ya)力為2.5Ma,需驗算管子壁厚是否符(fu)合(he)強度要(yao)求(許用(yong)應(ying)力值為100MPa,厚度附加值采用(yong)2.0mm)。


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工(gong)程應用:某已用多年(nian)彎頭(tou)壁厚的核算


  某(mou)兩相流管道(dao)219mm×6mnm,設計壓力p=3.8MPa,設計溫度t=250℃,在投運若干年(nian)后,檢修(xiu)時發現各彎頭外弧側壁厚因沖刷(shua)減薄了(le)0.5mm,問:是否可繼續使用?


  查閱技術文(wen)件檔案資料,這批彎(wan)(wan)頭是由無縫(feng)鋼管(guan)彎(wan)(wan)制的(de)PN4.0熱壓(ya)彎(wan)(wan)頭,材(cai)質20g,DN200,外(wai)徑和壁(bi)厚(hou)為$219mm X6mnm,彎(wan)(wan)頭外(wai)弧、內弧和左(zuo)右兩側各點實(shi)測最小(xiao)壁(bi)厚(hou)為6mm,彎(wan)(wan)曲半(ban)徑R=305mm


  根據附錄(lu)查得(de)鋼材2在250℃的許用應力為110MPa。許用應力修(xiu)正系數n取1。溫度(du)修(xiu)正系數Y取0.4。因有(you)兩相流動工(gong)況,附加厚度(du)C取2。


  解:由條件知當(dang)時,直管的計(ji)算壁厚為:


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  原彎(wan)頭(tou)的(de)附加厚度有(you)2.711mm,有(you)余量,盡(jin)管(guan)因汽水沖刷減薄(bo)了0.5mm,彎(wan)頭(tou)最薄(bo)處(chu)壁(bi)厚為(wei)5.5mm,已經到達最小壁(bi)厚值,應更換新材料。



工(gong)程(cheng)應用:某(mou)三通(tong)壁厚的核算


  某管道設計(ji)(ji)壓(ya)力(li)p=2.5MPa,,設計(ji)(ji)溫度t=250℃,準備采用(yong)的(de)219mm 等徑(jing)三通,材料為(wei)(wei)20鋼(GB3087),實測(ce)該(gai)三通最小壁厚(hou)為(wei)(wei)5.8mm,需要校核計(ji)(ji)算。


  設計溫(wen)度(du) t=250℃,低于20鋼(gang)(gang)的最高(gao)使(shi)用溫(wen)度(du)上限,材料為20鋼(gang)(gang)材質(zhi)是可以(yi)的。根據標準查得,鋼(gang)(gang)材20鋼(gang)(gang)在(zai)250℃下的許(xu)用應(ying)力為110MPa。溫(wen)度(du)修(xiu)正系數Y選取(qu)0.4。


解 4.jpg


  因此,三通實(shi)測最小壁(bi)厚(hou)5.8mm,大于計算的最小壁(bi)厚(hou)5.08mm是可行的。



工(gong)程應用:某試(shi)壓用盲板最(zui)小厚度(du)的計算


  夾在兩法蘭之間的盲板(ban),其計算厚(hou)度可按式(16.3)確定。用整(zheng)體鋼板(ban)制造時,式中焊(han)接接頭(tou)系數等于1.0。對于永久(jiu)性盲板(ban)應按式(16.5)增加(jia)(jia)厚(hou)度附加(jia)(jia)量。某試(shi)壓用盲板(ban)最小厚(hou)度見表16.34。





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