①. 不銹鋼(gang)管(guan)及管(guan)件(jian)壁厚(hou)(hou)(hou)的確(que)定(ding),一(yi)般(ban)由工藝提(ti)出操作工況(kuang)條件(jian),經管(guan)道(dao)(dao)設(she)計計算后,提(ti)交“管(guan)道(dao)(dao)壁厚(hou)(hou)(hou)計算表”,由管(guan)道(dao)(dao)設(she)計圓整并選擇標(biao)準的管(guan)道(dao)(dao)壁厚(hou)(hou)(hou)(特殊材質管(guan)子壁厚(hou)(hou)(hou)除外)。


  內壓(ya)直管(guan)金(jin)屬直管(guan)的(de)壁厚(hou)計(ji)算(suan)在GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范均有介紹。地(di)上管(guan)道的(de)壁厚(hou)一般按環向(xiang)應力設計(ji),與地(di)下管(guan)道的(de)壁厚(hou)設計(ji)方法相同(tong)。



  承受(shou)外(wai)壓的(de)(de)直(zhi)管厚(hou)度和(he)加強要求,應符合現行國家(jia)標準GB150《壓力(li)容器》的(de)(de)規定。


  國內標(biao)(biao)準常用鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)許用應力由GB50316-2000中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)(biao)A.0.1和表(biao)(biao)(biao)A.0.2中(zhong)(zhong)取(qu)值。美標(biao)(biao)標(biao)(biao)準常用鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)許用應力由ASME B31.3中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)(biao)A-1中(zhong)(zhong)取(qu)值;用于(yu)高壓蒸汽的(de)(de)(de)(de)管(guan)道,其(qi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)許用應力由 ASME B31.1中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)(biao)A-1、A-2、A-3中(zhong)(zhong)取(qu)值。


②. 各(ge)種工況下(xia)鋼管(guan)(guan)及(ji)鋼制(zhi)管(guan)(guan)件的最小厚度應滿足以下(xia)要(yao)求(qiu)。


  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(huan)條(tiao)件或A1類流體(ti)的管(guan)道,采用(yong)不銹(xiu)鋼管(guan)子及(ji)對焊管(guan)件時,不應小于表16.32所列(lie)的厚度。


  c. 外螺(luo)紋的(de)鋼(gang)(gang)管和(he)外螺(luo)紋鋼(gang)(gang)管件的(de)最小厚(hou)度應按表16.33的(de)規定(ding)。


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  d. 內螺紋(wen)管件及承插焊管件的(de)厚度應符合現行國家標(biao)準(zhun)的(de)規定(ding)。


  e. 選用(yong)低(di)壓(ya)流(liu)體(ti)(ti)輸送(song)用(yong)焊接鋼管的(de)系列厚(hou)度(du)(du)及(ji)現行國家(jia)(jia)標準號應按(an)現行國家(jia)(jia)標準GB/T3092《低(di)壓(ya)流(liu)體(ti)(ti)輸送(song)用(yong)焊接鋼管》及(ji)GB/T 3091《低(di)壓(ya)流(liu)體(ti)(ti)輸送(song)用(yong)鍍(du)鋅(xin)焊接鋼管》中的(de)加(jia)厚(hou)管子,可用(yong)于(yu)輸送(song)設計壓(ya)力小(xiao)于(yu)或等于(yu)1.6MPa和設計溫度(du)(du)在0~200℃的(de)C類流(liu)體(ti)(ti)。普通(tong)厚(hou)度(du)(du)的(de)管子僅用(yong)于(yu)D類流(liu)體(ti)(ti)。


③. 工業(ye)管(guan)道壁厚等(deng)級(ji)的確定(ding)方法(fa)


   按上述的(de)(de)(de)(de)管(guan)道(dao)壁厚(hou)方(fang)法計(ji)算值(zhi)先按四舍五入的(de)(de)(de)(de)原則進行圓整,然(ran)后查(cha)相應的(de)(de)(de)(de)應用標準,與計(ji)算值(zhi)最接近且(qie)稍高的(de)(de)(de)(de)對(dui)應壁厚(hou)就(jiu)(jiu)是該(gai)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)(de)公(gong)稱壁厚(hou)。有對(dui)應管(guan)子(zi)(zi)(zi)表(biao)號時(shi),就(jiu)(jiu)用管(guan)子(zi)(zi)(zi)表(biao)號表(biao)示;無對(dui)應管(guan)子(zi)(zi)(zi)表(biao)號時(shi),就(jiu)(jiu)用壁厚(hou)值(zhi)表(biao)示。管(guan)子(zi)(zi)(zi)表(biao)號或壁厚(hou)值(zhi)所表(biao)示的(de)(de)(de)(de)參數就(jiu)(jiu)是該(gai)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)(de)公(gong)稱壁厚(hou)等級。


   對(dui)于不(bu)宜靠用(yong)標準中公(gong)稱(cheng)壁(bi)厚(hou)的管(guan)道(dao),例如(ru)管(guan)道(dao)應力不(bu)允許有(you)太大壁(bi)厚(hou)的管(guan)道(dao)元件,大批量(liang)同規格的管(guan)道(dao)元件,由昂貴材料制造的管(guan)道(dao)元件等(deng)(deng),其(qi)壁(bi)厚(hou)等(deng)(deng)級(ji)應按(an)計算值(zhi)就近(jin)圓整(zheng)取(qu)值(zhi)。管(guan)道(dao)上其(qi)他組(zu)成件(如(ru)彎頭、三通、異徑管(guan)、封(feng)頭等(deng)(deng)),也以上述確定的數字(zi)或代號表示(shi)其(qi)公(gong)稱(cheng)壁(bi)厚(hou)等(deng)(deng)級(ji),并由此確定它們與管(guan)子(zi)是等(deng)(deng)強度的。


④. 管道器材(cai)受壓元件(jian)的壁厚選用,應符合(he)下列要求;


   管(guan)道器材(cai)受壓(ya)元件(jian)的(de)(de)(de)最小壁(bi)厚應(ying)考慮腐蝕、浸蝕、磨損、負偏差(cha)及螺(luo)紋(wen)或開(kai)槽深(shen)度裕(yu)量;按(an)強度計算(suan)管(guan)道器材(cai)受壓(ya)元件(jian)壁(bi)厚時,應(ying)考慮由于支(zhi)撐(cheng)、結(jie)(jie)冰、回填土(tu)等(deng)附加載荷的(de)(de)(de)影響(xiang),當(dang)由此增(zeng)加的(de)(de)(de)壁(bi)厚產生過大的(de)(de)(de)局部應(ying)力和在結(jie)(jie)構上無法解決時,應(ying)通過附加支(zhi)撐(cheng)、拉桿等(deng)不增(zeng)加壁(bi)厚的(de)(de)(de)措施來保證其(qi)強度。



工(gong)程應用:某蒸汽管子(zi)壁厚計算實例


某(mou)蒸汽管道(dao),設計壓力(li)(li)為(wei)3.0MPa,設計溫度(du)為(wei)350℃,欲(yu)選(xuan)用外徑(jing)為(wei)219mm的(de)無縫鋼管,求管材的(de)壁厚(管材的(de)材質為(wei)20優質碳素(su)鋼,許(xu)用應力(li)(li)為(wei)90MPa,附加厚度(du)規定采用2mm)。


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工(gong)程應用:某蒸汽管道(dao)壁厚強度的驗算


某(mou)蒸汽(qi)管道為(wei)325mm×8mmm,蒸汽(qi)壓(ya)力為(wei)2.5Ma,需驗算管子壁厚是否符合強度(du)要求(qiu)(許(xu)用(yong)應力值為(wei)100MPa,厚度(du)附加值采用(yong)2.0mm)。


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工程應用(yong):某已用(yong)多年彎(wan)頭(tou)壁厚的核算


  某(mou)兩相流管道219mm×6mnm,設計壓力p=3.8MPa,設計溫度t=250℃,在(zai)投(tou)運若(ruo)干年后(hou),檢修時發現各彎頭外弧(hu)側(ce)壁厚因沖(chong)刷減(jian)薄了(le)0.5mm,問:是否可繼續使用?


  查(cha)閱(yue)技術文件(jian)檔案資料(liao),這批彎(wan)(wan)(wan)頭是由無縫鋼管彎(wan)(wan)(wan)制的(de)PN4.0熱壓彎(wan)(wan)(wan)頭,材質20g,DN200,外徑和壁(bi)厚為$219mm X6mnm,彎(wan)(wan)(wan)頭外弧(hu)、內弧(hu)和左右兩側各點(dian)實測(ce)最小壁(bi)厚為6mm,彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)半徑R=305mm


  根據附(fu)錄查得鋼(gang)材2在250℃的許用(yong)應(ying)力(li)為(wei)110MPa。許用(yong)應(ying)力(li)修正(zheng)(zheng)系(xi)數(shu)n取(qu)1。溫度修正(zheng)(zheng)系(xi)數(shu)Y取(qu)0.4。因有(you)兩相流動工(gong)況(kuang),附(fu)加厚度C取(qu)2。


  解:由(you)條件知(zhi)當時(shi),直管(guan)的計(ji)算壁厚(hou)為:


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  原(yuan)彎(wan)頭(tou)的附加(jia)厚(hou)度有2.711mm,有余量,盡管(guan)因汽(qi)水(shui)沖刷減薄了(le)0.5mm,彎(wan)頭(tou)最(zui)薄處(chu)壁(bi)厚(hou)為(wei)5.5mm,已經到達最(zui)小壁(bi)厚(hou)值,應更換新材(cai)料。



工程(cheng)應用(yong):某三(san)通壁厚(hou)的核算(suan)


  某(mou)管道設計(ji)壓力p=2.5MPa,,設計(ji)溫度t=250℃,準(zhun)備采用(yong)的219mm 等徑三(san)通(tong),材料為20鋼(GB3087),實測(ce)該三(san)通(tong)最小壁厚(hou)為5.8mm,需要校核計(ji)算。


  設計溫度 t=250℃,低于20鋼(gang)的(de)最高使(shi)用溫度上(shang)限,材料(liao)為(wei)20鋼(gang)材質是可以的(de)。根(gen)據標準查得,鋼(gang)材20鋼(gang)在250℃下的(de)許用應力為(wei)110MPa。溫度修(xiu)正系數Y選(xuan)取0.4。


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  因此,三通實測最(zui)(zui)小壁(bi)(bi)厚5.8mm,大于(yu)計算的最(zui)(zui)小壁(bi)(bi)厚5.08mm是可(ke)行(xing)的。



工程應用:某試(shi)壓用盲(mang)板最小厚(hou)度(du)的(de)計(ji)算


  夾在(zai)兩法蘭之間的(de)盲(mang)板(ban)(ban),其計算厚度(du)(du)可按式(shi)(shi)(16.3)確定(ding)。用(yong)整(zheng)體鋼板(ban)(ban)制(zhi)造時,式(shi)(shi)中焊接(jie)接(jie)頭系數(shu)等于(yu)1.0。對于(yu)永久性盲(mang)板(ban)(ban)應按式(shi)(shi)(16.5)增加(jia)厚度(du)(du)附加(jia)量。某試壓用(yong)盲(mang)板(ban)(ban)最小厚度(du)(du)見表16.34。





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