①. 不銹鋼管(guan)及(ji)管(guan)件壁(bi)(bi)厚(hou)的(de)確定,一般由工藝提出(chu)操作(zuo)工況條件,經(jing)管(guan)道設(she)計(ji)(ji)計(ji)(ji)算后,提交“管(guan)道壁(bi)(bi)厚(hou)計(ji)(ji)算表(biao)”,由管(guan)道設(she)計(ji)(ji)圓整(zheng)并選擇標準的(de)管(guan)道壁(bi)(bi)厚(hou)(特(te)殊材質管(guan)子(zi)壁(bi)(bi)厚(hou)除外)。


  內壓直管(guan)金(jin)屬(shu)直管(guan)的(de)壁(bi)厚(hou)計(ji)算在GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范均有介紹。地上管(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚(hou)一般按環(huan)向(xiang)應力設計(ji),與(yu)地下管(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚(hou)設計(ji)方(fang)法相同。



  承(cheng)受外壓的直(zhi)管厚度和(he)加強(qiang)要求,應符(fu)合現(xian)行國家標(biao)準GB150《壓力容器》的規定。


  國內標(biao)準(zhun)常用(yong)(yong)鋼管和(he)鋼板(ban)的許(xu)(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)由GB50316-2000中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)A.0.1和(he)表(biao)(biao)A.0.2中(zhong)(zhong)取值。美標(biao)標(biao)準(zhun)常用(yong)(yong)鋼管和(he)鋼板(ban)的許(xu)(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)由ASME B31.3中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)A-1中(zhong)(zhong)取值;用(yong)(yong)于高壓蒸汽(qi)的管道,其鋼管和(he)鋼板(ban)的許(xu)(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)由 ASME B31.1中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)A-1、A-2、A-3中(zhong)(zhong)取值。


②. 各種工況(kuang)下(xia)鋼(gang)管及鋼(gang)制(zhi)管件(jian)的最小厚度應(ying)滿足以下(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(lie)循環(huan)條件或A1類流體的管道,采用不銹鋼管子及對(dui)焊管件時,不應小于(yu)表16.32所列的厚度。


  c. 外螺紋的鋼管(guan)和外螺紋鋼管(guan)件的最(zui)小(xiao)厚度應按表16.33的規定。


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  d. 內螺紋管(guan)件及(ji)承插焊管(guan)件的(de)厚度應符合現行國家標準(zhun)的(de)規(gui)定。


  e. 選用低壓流體(ti)輸(shu)(shu)送(song)用焊接鋼管的(de)系列厚度及現(xian)行(xing)國家(jia)標準號應按現(xian)行(xing)國家(jia)標準GB/T3092《低壓流體(ti)輸(shu)(shu)送(song)用焊接鋼管》及GB/T 3091《低壓流體(ti)輸(shu)(shu)送(song)用鍍(du)鋅(xin)焊接鋼管》中的(de)加厚管子(zi)(zi),可用于(yu)輸(shu)(shu)送(song)設計壓力小于(yu)或(huo)等(deng)于(yu)1.6MPa和設計溫度在0~200℃的(de)C類(lei)流體(ti)。普通厚度的(de)管子(zi)(zi)僅用于(yu)D類(lei)流體(ti)。


③. 工業管道壁(bi)厚等級(ji)的(de)確定方法


   按上述(shu)的(de)管(guan)道壁(bi)(bi)厚方法計算(suan)值先按四舍五入的(de)原則進(jin)行(xing)圓整(zheng),然后查相應(ying)的(de)應(ying)用(yong)標準(zhun),與計算(suan)值最接近(jin)且稍(shao)高的(de)對(dui)(dui)應(ying)壁(bi)(bi)厚就(jiu)是該管(guan)道的(de)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚。有(you)對(dui)(dui)應(ying)管(guan)子表(biao)號(hao)時(shi),就(jiu)用(yong)管(guan)子表(biao)號(hao)表(biao)示;無(wu)對(dui)(dui)應(ying)管(guan)子表(biao)號(hao)時(shi),就(jiu)用(yong)壁(bi)(bi)厚值表(biao)示。管(guan)子表(biao)號(hao)或壁(bi)(bi)厚值所(suo)表(biao)示的(de)參(can)數(shu)就(jiu)是該管(guan)道的(de)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚等級。


   對(dui)于不(bu)宜(yi)靠用標(biao)準(zhun)中公稱壁(bi)厚的(de)管(guan)道(dao),例(li)如管(guan)道(dao)應力不(bu)允許(xu)有太大壁(bi)厚的(de)管(guan)道(dao)元件(jian),大批量(liang)同規格的(de)管(guan)道(dao)元件(jian),由昂(ang)貴材料制(zhi)造的(de)管(guan)道(dao)元件(jian)等(deng),其壁(bi)厚等(deng)級應按計算值(zhi)就近圓整取值(zhi)。管(guan)道(dao)上其他組(zu)成件(jian)(如彎頭(tou)、三通、異徑管(guan)、封頭(tou)等(deng)),也以上述(shu)確(que)定的(de)數字(zi)或代號表示其公稱壁(bi)厚等(deng)級,并由此確(que)定它們與管(guan)子是(shi)等(deng)強度的(de)。


④. 管道(dao)器材受(shou)壓元件的壁厚(hou)選用,應(ying)符合下列要求;


   管道器材受壓元(yuan)件(jian)的最小壁(bi)(bi)厚(hou)應(ying)考(kao)慮腐蝕(shi)、浸(jin)蝕(shi)、磨損、負偏差及螺(luo)紋或開槽(cao)深度裕量;按強(qiang)(qiang)度計算管道器材受壓元(yuan)件(jian)壁(bi)(bi)厚(hou)時,應(ying)考(kao)慮由于支撐、結(jie)冰、回填土等附加(jia)(jia)載荷的影響,當由此增加(jia)(jia)的壁(bi)(bi)厚(hou)產生(sheng)過(guo)大的局部(bu)應(ying)力和在結(jie)構上無法解決時,應(ying)通過(guo)附加(jia)(jia)支撐、拉(la)桿等不增加(jia)(jia)壁(bi)(bi)厚(hou)的措施來保證其(qi)強(qiang)(qiang)度。



工程應(ying)用:某蒸汽管子壁厚計(ji)算(suan)實例


某蒸汽管(guan)道,設計壓(ya)力為(wei)3.0MPa,設計溫度(du)為(wei)350℃,欲選用(yong)外徑為(wei)219mm的無縫鋼管(guan),求(qiu)管(guan)材的壁厚(hou)(管(guan)材的材質(zhi)為(wei)20優質(zhi)碳素(su)鋼,許用(yong)應(ying)力為(wei)90MPa,附加厚(hou)度(du)規(gui)定采(cai)用(yong)2mm)。


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工程(cheng)應用:某蒸汽管(guan)道壁(bi)厚強度的(de)驗算


某蒸(zheng)汽(qi)管道(dao)為(wei)325mm×8mmm,蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)力為(wei)2.5Ma,需驗算管子壁厚(hou)是(shi)否(fou)符合(he)強(qiang)度(du)要求(許用(yong)應力值為(wei)100MPa,厚(hou)度(du)附加值采用(yong)2.0mm)。


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工程(cheng)應(ying)用:某已用多年彎頭壁厚的(de)核算


  某兩相流管道219mm×6mnm,設計壓力p=3.8MPa,設計溫度t=250℃,在投運若干年(nian)后,檢修時發(fa)現各彎頭外(wai)弧(hu)側壁厚因沖(chong)刷減薄(bo)了0.5mm,問:是否可繼續使用?


  查(cha)閱(yue)技術文件檔(dang)案(an)資料,這批彎(wan)頭是由無縫鋼管(guan)彎(wan)制(zhi)的PN4.0熱壓彎(wan)頭,材質20g,DN200,外(wai)徑和壁厚為$219mm X6mnm,彎(wan)頭外(wai)弧、內弧和左右兩側各(ge)點實測最小壁厚為6mm,彎(wan)曲半徑R=305mm


  根(gen)據附錄查得鋼(gang)材2在250℃的(de)許用(yong)應(ying)力(li)為110MPa。許用(yong)應(ying)力(li)修正(zheng)系數(shu)n取1。溫(wen)度(du)修正(zheng)系數(shu)Y取0.4。因有兩相流動(dong)工況,附加厚度(du)C取2。


  解(jie):由條件知當時(shi),直(zhi)管的計算(suan)壁厚為:


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  原彎(wan)頭(tou)的(de)附加厚(hou)(hou)度有2.711mm,有余量,盡管(guan)因汽水沖刷減薄了0.5mm,彎(wan)頭(tou)最薄處壁厚(hou)(hou)為(wei)5.5mm,已經到達(da)最小壁厚(hou)(hou)值,應(ying)更(geng)換(huan)新(xin)材(cai)料。



工程應(ying)用:某三通壁(bi)厚(hou)的核算


  某管道設計(ji)壓力p=2.5MPa,,設計(ji)溫(wen)度t=250℃,準備采用的219mm 等徑三通(tong),材料為20鋼(GB3087),實測(ce)該三通(tong)最小壁厚(hou)為5.8mm,需(xu)要(yao)校(xiao)核計(ji)算。


  設計溫度 t=250℃,低于20鋼(gang)的(de)最高使用溫度上限,材(cai)料為20鋼(gang)材(cai)質是可(ke)以的(de)。根(gen)據標準查得,鋼(gang)材(cai)20鋼(gang)在250℃下的(de)許用應力為110MPa。溫度修正系數(shu)Y選取(qu)0.4。


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  因此(ci),三通實測最小壁厚5.8mm,大(da)于計算的最小壁厚5.08mm是可(ke)行(xing)的。



工程應用:某試(shi)壓用盲板最小厚(hou)度的計算(suan)


  夾在兩法蘭之間(jian)的(de)盲板(ban),其計(ji)算厚(hou)度可(ke)按式(16.3)確(que)定。用整體鋼(gang)板(ban)制造時,式中(zhong)焊接(jie)接(jie)頭(tou)系數等于(yu)1.0。對于(yu)永久性盲板(ban)應按式(16.5)增(zeng)加(jia)厚(hou)度附加(jia)量。某試壓用盲板(ban)最小(xiao)厚(hou)度見表16.34。





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