管道壁厚計算方法大多等(deng)效或(huo)參照采(cai)用ASME等(deng)標準規范體系。因國內行業(ye)分(fen)工不同(tong)導致(zhi)管道類別較(jiao)多。
1. 工業管道(dao)與國外(wai)規范的比(bi)較
GB/T 20801《壓力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)規(gui)范(fan) 工業(ye)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)》因被(bei)國家安全技術法(fa)規(gui)TSG D0001《壓力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)安全技術監察規(gui)程工業(ye)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)》引用(yong)而成為強制標準(zhun),與常用(yong)的SH/T 3059《石油化工管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)設(she)計器材選用(yong)規(gui)范(fan)》、DL/T 5054《火力(li)(li)發(fa)電廠(chang)汽(qi)水(shui)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)設(she)計規(gui)范(fan)》、GB 50316《工業(ye)金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)設(she)計規(gui)范(fan)》等標準(zhun)等同(tong)采用(yong)了ASME B31.3管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)壁厚計算公式,計算時材料許用(yong)應力(li)(li)取值稍有(you)差(cha)別。
目前ASME B31.3的(de)有(you)效版本在分(fen)母(mu)SE項(xiang)增(zeng)加了一個(ge)焊接接頭(tou)強度(du)降低系數,GB/T20801和SH/T3059也進(jin)行(xing)了修改。
GB 50316 是國家(jia)強(qiang)制(zhi)標準,仍然有效,將(jiang)要發布的新版規范內也將(jiang)增加焊接(jie)接(jie)頭強(qiang)度降低系數(shu),但(dan)其許用應力(li)取值偏保(bao)守。
動力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)規(gui)(gui)(gui)范(fan)ASME B31.1 僅(jin)對(dui)(dui)焊接(jie)鋼管(guan)(guan)而不(bu)對(dui)(dui)無縫(feng)(feng)鋼管(guan)(guan)增(zeng)加(jia)焊接(jie)接(jie)頭強(qiang)度(du)降(jiang)低(di)系(xi)數,這點與國內(nei)電力(li)(li)行(xing)業的(de)動力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)規(gui)(gui)(gui)范(fan)是(shi)(shi)一(yi)致(zhi)(zhi)的(de)。DL/T 5054與現行(xing)的(de)ASME B31.1是(shi)(shi)一(yi)致(zhi)(zhi)的(de),許(xu)用應力(li)(li)取值相對(dui)(dui)于ASME B31.3高,特(te)別是(shi)(shi)無縫(feng)(feng)鋼管(guan)(guan)在(zai)蠕變(bian)溫度(du)下的(de)計算結果比工藝(yi)管(guan)(guan)道(dao)要小得多。國內(nei)各工業管(guan)(guan)道(dao)規(gui)(gui)(gui)范(fan)因標(biao)準(zhun)不(bu)同(tong)可能導(dao)致(zhi)(zhi)管(guan)(guan)道(dao)壁厚計算和取值結果完全不(bu)同(tong)。
2. 國內工業管道規(gui)范和(he)長輸(shu)管道、公(gong)用管道規(gui)范的比較(jiao)
GB 50253《輸油(you)管(guan)道(dao)設(she)計(ji)規范》、GB 50251《輸氣管(guan)道(dao)設(she)計(ji)規范》主要參照ASME B31.4《液態烴和(he)其他液體管(guan)線輸送系統》、ASME B31.8《輸氣和(he)配氣管(guan)道(dao)系統》。
無論是(shi)長輸管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)還是(shi)燃氣(qi)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao),均引入了(le)設計(ji)系數的(de)概(gai)念。因(yin)長輸管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)和(he)燃氣(qi)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)許用(yong)(yong)應(ying)力取(qu)值相對(dui)較高且不考慮(lv)腐蝕裕度(du)(因(yin)有陰(yin)極保護)和(he)負(fu)偏差(cha)(設計(ji)系數中已(yi)考慮(lv))等厚度(du)附加(jia)量,同等條件下,長輸管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)和(he)公(gong)用(yong)(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)壁厚計(ji)算(suan)和(he)取(qu)值比工(gong)業管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)要(yao)薄很多(duo)。當(dang)工(gong)業管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)與長輸管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)、公(gong)用(yong)(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao),或不同設計(ji)系數長輸管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)、公(gong)用(yong)(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)之(zhi)間直接(jie)(jie)焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)時,因(yin)壁厚差(cha)異不宜直接(jie)(jie)用(yong)(yong)打破口(kou)的(de)形式連接(jie)(jie),而是(shi)要(yao)加(jia)一段(duan)過渡(du)管(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)。
3. 負壓工況(kuang)下管道壁厚校核
上面(mian)對各種標(biao)準規(gui)范在(zai)內壓(ya)(ya)下壓(ya)(ya)力(li)管(guan)道(dao)的壁(bi)(bi)(bi)厚(hou)計算進(jin)行了(le)比較分析,按內壓(ya)(ya)壁(bi)(bi)(bi)厚(hou)計算并考慮其他因(yin)素選取的壁(bi)(bi)(bi)厚(hou)可保證(zheng)壓(ya)(ya)力(li)管(guan)道(dao)的強度在(zai)內壓(ya)(ya)下不會(hui)失效。有時還要考慮外(wai)壓(ya)(ya)工況下,特別是大口徑薄壁(bi)(bi)(bi)管(guan)道(dao),應(ying)校核管(guan)道(dao)的壁(bi)(bi)(bi)厚(hou)或許用外(wai)壓(ya)(ya),確保管(guan)道(dao)剛度和安全(quan)運行。
(1)ASME B31.3對直管外壓下壁厚計(ji)算和加強圈要求(qiu),應符合ASME規(gui)范(fan)第VII 卷第1冊UG-28。
(2)GB/T 20801對(dui)直管的(de)外壓(ya)(真空(kong))設(she)計(ji)是按GB/T 150。同(tong)時(shi)對(dui)L/T≥25且(qie)D/T。≥65,當設(she)計(ji)溫度(du)不(bu)超過(guo)300℃時(shi),可簡(jian)化(hua)公式(3.3.9)計(ji)算許用外壓(ya)。GB/T 20801簡(jian)化(hua)的(de)許用外壓(ya)計(ji)算公式和(he)GB/T 150的(de)計(ji)算結果(guo)是一致的(de)。ASME 規(gui)范(fan)第VII卷第1冊UG-28在相(xiang)同(tong)條件(jian)下也可得出相(xiang)同(tong)得結果(guo)。
(3)如果許(xu)用(yong)外壓(ya)不滿足設(she)計(ji)條(tiao)件,可按GB/T 150或ASME 規(gui)范(fan)第(di)VII卷第(di)1冊UG-29、UG-30設(she)計(ji)加強(qiang)圈。