管道(dao)壁厚計算方法大多等效(xiao)或參(can)照采用(yong)ASME等標(biao)準規范體系。因國(guo)內行業(ye)分工不同導(dao)致管道(dao)類別(bie)較多。
1. 工業(ye)管道與國外(wai)規范的(de)比較(jiao)
GB/T 20801《壓力管(guan)(guan)(guan)道規范(fan)(fan) 工(gong)業管(guan)(guan)(guan)道》因被國家(jia)安(an)全(quan)技術法規TSG D0001《壓力管(guan)(guan)(guan)道安(an)全(quan)技術監察(cha)規程工(gong)業管(guan)(guan)(guan)道》引用(yong)而成(cheng)為強制標(biao)準(zhun),與常用(yong)的SH/T 3059《石(shi)油化(hua)工(gong)管(guan)(guan)(guan)道設(she)(she)計器(qi)材選(xuan)用(yong)規范(fan)(fan)》、DL/T 5054《火力發電(dian)廠(chang)汽(qi)水管(guan)(guan)(guan)道設(she)(she)計規范(fan)(fan)》、GB 50316《工(gong)業金(jin)屬管(guan)(guan)(guan)道設(she)(she)計規范(fan)(fan)》等標(biao)準(zhun)等同采用(yong)了ASME B31.3管(guan)(guan)(guan)道壁厚計算公式,計算時材料許用(yong)應力取值稍有差別。
目(mu)前ASME B31.3的有效版本在分母SE項增加了一個(ge)焊接接頭強度(du)降低(di)系數(shu),GB/T20801和SH/T3059也進行了修(xiu)改。
GB 50316 是國家強(qiang)制標準,仍(reng)然有效,將要(yao)發布(bu)的新版規(gui)范(fan)內也將增加焊(han)接接頭強(qiang)度(du)降低系(xi)數,但其(qi)許用應力取值偏保守。
動力(li)管道(dao)規(gui)范(fan)ASME B31.1 僅對(dui)焊接(jie)鋼管而不對(dui)無(wu)縫(feng)鋼管增加焊接(jie)接(jie)頭強度(du)(du)降(jiang)低系數,這點(dian)與(yu)國內(nei)電(dian)力(li)行(xing)業的(de)(de)動力(li)管道(dao)規(gui)范(fan)是(shi)一致(zhi)的(de)(de)。DL/T 5054與(yu)現行(xing)的(de)(de)ASME B31.1是(shi)一致(zhi)的(de)(de),許用應力(li)取值相對(dui)于ASME B31.3高,特別是(shi)無(wu)縫(feng)鋼管在(zai)蠕變溫度(du)(du)下的(de)(de)計算(suan)結(jie)果(guo)比(bi)工(gong)藝管道(dao)要小得(de)多。國內(nei)各工(gong)業管道(dao)規(gui)范(fan)因標(biao)準不同(tong)可能導致(zhi)管道(dao)壁(bi)厚(hou)計算(suan)和(he)取值結(jie)果(guo)完全不同(tong)。
2. 國內工業(ye)管(guan)道(dao)規范和長(chang)輸管(guan)道(dao)、公用管(guan)道(dao)規范的比較
GB 50253《輸(shu)油管(guan)(guan)道設計規范》、GB 50251《輸(shu)氣管(guan)(guan)道設計規范》主要參照(zhao)ASME B31.4《液態(tai)烴(jing)和其他液體管(guan)(guan)線(xian)輸(shu)送(song)系統(tong)》、ASME B31.8《輸(shu)氣和配氣管(guan)(guan)道系統(tong)》。
無論是長輸管道(dao)還是燃氣(qi)管道(dao),均引入了設計(ji)系數(shu)的(de)概念。因長輸管道(dao)和(he)燃氣(qi)管道(dao)許用應(ying)力(li)取值(zhi)相對較高(gao)且不考(kao)(kao)慮腐蝕裕(yu)度(因有陰極(ji)保護)和(he)負(fu)偏差(設計(ji)系數(shu)中已考(kao)(kao)慮)等厚度附加量(liang),同等條(tiao)件下,長輸管道(dao)和(he)公用管道(dao)的(de)壁厚計(ji)算(suan)和(he)取值(zhi)比工(gong)業(ye)管道(dao)要薄很多。當工(gong)業(ye)管道(dao)與長輸管道(dao)、公用管道(dao),或不同設計(ji)系數(shu)長輸管道(dao)、公用管道(dao)之(zhi)間直(zhi)接(jie)焊接(jie)連接(jie)時,因壁厚差異不宜直(zhi)接(jie)用打破口(kou)的(de)形式(shi)連接(jie),而是要加一段過渡(du)管段。
3. 負壓(ya)工況(kuang)下管道壁厚校核
上(shang)面對各(ge)種標(biao)準規(gui)范在內(nei)壓下(xia)壓力(li)管(guan)道的壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)計(ji)算進(jin)行(xing)了比較分析,按內(nei)壓壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)計(ji)算并考慮(lv)其他因素選取的壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)可保證壓力(li)管(guan)道的強度在內(nei)壓下(xia)不會(hui)失效。有時(shi)還(huan)要考慮(lv)外壓工況下(xia),特別是大口徑薄(bo)壁(bi)(bi)管(guan)道,應校核管(guan)道的壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)或許用外壓,確(que)保管(guan)道剛度和安全運行(xing)。
(1)ASME B31.3對直管外壓下壁厚計算和加強圈要(yao)求(qiu),應符合ASME規范第VII 卷第1冊UG-28。
(2)GB/T 20801對(dui)直(zhi)管的外(wai)壓(真空)設計(ji)(ji)是按GB/T 150。同(tong)時(shi)對(dui)L/T≥25且D/T。≥65,當設計(ji)(ji)溫度不(bu)超過300℃時(shi),可簡化(hua)公式(shi)(3.3.9)計(ji)(ji)算(suan)許用(yong)外(wai)壓。GB/T 20801簡化(hua)的許用(yong)外(wai)壓計(ji)(ji)算(suan)公式(shi)和GB/T 150的計(ji)(ji)算(suan)結果(guo)(guo)是一致(zhi)的。ASME 規范第VII卷第1冊UG-28在(zai)相同(tong)條(tiao)件(jian)下也可得出相同(tong)得結果(guo)(guo)。
(3)如果許用(yong)外壓不(bu)滿足(zu)設(she)計條(tiao)件,可按GB/T 150或ASME 規范第VII卷(juan)第1冊(ce)UG-29、UG-30設(she)計加(jia)強圈。

