管道壁(bi)厚(hou)計(ji)算方法大多等效或參照采用ASME等標準(zhun)規范體(ti)系。因國內行業分工不(bu)同導致管道類別(bie)較多。
1. 工(gong)業管道與國外(wai)規范的比較
GB/T 20801《壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)規(gui)范 工(gong)業(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)道(dao)》因(yin)被國家(jia)安全技術法規(gui)TSG D0001《壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)安全技術監(jian)察(cha)規(gui)程工(gong)業(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)道(dao)》引用(yong)而(er)成為強制標(biao)準,與(yu)常(chang)用(yong)的SH/T 3059《石油化工(gong)管(guan)(guan)道(dao)設(she)計器材選用(yong)規(gui)范》、DL/T 5054《火力(li)(li)發(fa)電廠汽水管(guan)(guan)道(dao)設(she)計規(gui)范》、GB 50316《工(gong)業(ye)(ye)(ye)金屬管(guan)(guan)道(dao)設(she)計規(gui)范》等標(biao)準等同(tong)采用(yong)了(le)ASME B31.3管(guan)(guan)道(dao)壁厚計算公式,計算時(shi)材料(liao)許用(yong)應力(li)(li)取值稍有差(cha)別(bie)。
目前ASME B31.3的有效版本在分母SE項增加了一個焊(han)接接頭(tou)強度(du)降低(di)系數,GB/T20801和(he)SH/T3059也進行(xing)了修改。
GB 50316 是國家強制標準(zhun),仍然有效,將要(yao)發布的新版規范(fan)內(nei)也將增加焊接接頭強度降低(di)系數,但(dan)其(qi)許(xu)用應力取(qu)值偏保守。
動(dong)力(li)管(guan)(guan)道(dao)規(gui)范(fan)ASME B31.1 僅對焊(han)接(jie)(jie)鋼(gang)管(guan)(guan)而不對無縫鋼(gang)管(guan)(guan)增(zeng)加焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭強度降低系數,這點與(yu)國內電力(li)行(xing)業的動(dong)力(li)管(guan)(guan)道(dao)規(gui)范(fan)是(shi)一(yi)致(zhi)的。DL/T 5054與(yu)現行(xing)的ASME B31.1是(shi)一(yi)致(zhi)的,許用應(ying)力(li)取值相(xiang)對于ASME B31.3高,特(te)別是(shi)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)在蠕變溫(wen)度下的計算(suan)結(jie)果比(bi)工藝管(guan)(guan)道(dao)要小得多。國內各工業管(guan)(guan)道(dao)規(gui)范(fan)因(yin)標(biao)準不同可能導致(zhi)管(guan)(guan)道(dao)壁厚計算(suan)和取值結(jie)果完全(quan)不同。
2. 國內工業管(guan)(guan)道(dao)規范(fan)和長輸管(guan)(guan)道(dao)、公用管(guan)(guan)道(dao)規范(fan)的比較
GB 50253《輸(shu)(shu)油(you)管(guan)(guan)道(dao)(dao)設計(ji)規范(fan)》、GB 50251《輸(shu)(shu)氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)設計(ji)規范(fan)》主要參(can)照ASME B31.4《液態烴和(he)(he)其(qi)他液體管(guan)(guan)線(xian)輸(shu)(shu)送系統》、ASME B31.8《輸(shu)(shu)氣和(he)(he)配氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)系統》。
無論是(shi)長(chang)(chang)輸(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)還是(shi)燃氣管(guan)(guan)道(dao)(dao),均引(yin)入了設計(ji)系(xi)數的(de)概念。因長(chang)(chang)輸(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)和(he)(he)燃氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)許用(yong)(yong)應力取值相對較高且不考慮腐蝕裕度(因有(you)陰極保護)和(he)(he)負偏(pian)差(設計(ji)系(xi)數中已考慮)等(deng)厚度附加量,同等(deng)條(tiao)件下,長(chang)(chang)輸(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)和(he)(he)公(gong)(gong)用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)壁厚計(ji)算和(he)(he)取值比工(gong)業管(guan)(guan)道(dao)(dao)要薄很(hen)多。當工(gong)業管(guan)(guan)道(dao)(dao)與(yu)長(chang)(chang)輸(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)、公(gong)(gong)用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao),或不同設計(ji)系(xi)數長(chang)(chang)輸(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)、公(gong)(gong)用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)之間(jian)直(zhi)接焊(han)接連接時,因壁厚差異不宜直(zhi)接用(yong)(yong)打破口的(de)形式連接,而(er)是(shi)要加一(yi)段過渡(du)管(guan)(guan)段。
3. 負壓(ya)工(gong)況下管道(dao)壁厚校核
上面對各種標準規(gui)范(fan)在內(nei)壓下壓力(li)管(guan)(guan)道(dao)的壁(bi)厚(hou)計(ji)算(suan)進行了比(bi)較分析,按內(nei)壓壁(bi)厚(hou)計(ji)算(suan)并考慮其他因(yin)素選(xuan)取的壁(bi)厚(hou)可保證壓力(li)管(guan)(guan)道(dao)的強度(du)在內(nei)壓下不(bu)會失效。有時還(huan)要考慮外(wai)壓工況(kuang)下,特別是大口(kou)徑薄(bo)壁(bi)管(guan)(guan)道(dao),應校核(he)管(guan)(guan)道(dao)的壁(bi)厚(hou)或許用(yong)外(wai)壓,確保管(guan)(guan)道(dao)剛(gang)度(du)和安全運行。
(1)ASME B31.3對(dui)直管外壓下壁(bi)厚計(ji)算(suan)和加強圈要求,應符(fu)合ASME規范第VII 卷(juan)第1冊UG-28。
(2)GB/T 20801對(dui)直管(guan)的(de)外(wai)壓(真空(kong))設計是(shi)按GB/T 150。同時對(dui)L/T≥25且D/T。≥65,當設計溫度不超過300℃時,可簡(jian)化公(gong)式(shi)(3.3.9)計算(suan)許(xu)用外(wai)壓。GB/T 20801簡(jian)化的(de)許(xu)用外(wai)壓計算(suan)公(gong)式(shi)和(he)GB/T 150的(de)計算(suan)結果是(shi)一致的(de)。ASME 規范第VII卷(juan)第1冊(ce)UG-28在相(xiang)同條件(jian)下也可得(de)出相(xiang)同得(de)結果。
(3)如果(guo)許用(yong)外壓不滿足設計(ji)條件,可按GB/T 150或ASME 規范第VII卷(juan)第1冊UG-29、UG-30設計(ji)加強(qiang)圈。