①. 材料(liao)的許(xu)用應(ying)力
材料(liao)的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)是指(zhi)(zhi)(zhi)材料(liao)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)除(chu)以相應的(de)(de)(de)安全系數得到的(de)(de)(de)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。材料(liao)的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)學性能(neng)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)有(you)屈服極(ji)限、強(qiang)度(du)(du)極(ji)限、蠕(ru)變極(ji)限、疲勞極(ji)限等(deng),這些指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)分(fen)別(bie)反映了不(bu)同狀(zhuang)態(tai)下失效的(de)(de)(de)極(ji)限值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。為了保證管道(dao)(dao)運行中的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)可靠,常將管道(dao)(dao)元件中的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)限制在各強(qiang)度(du)(du)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)下某一值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),該數值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)即為許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)。當管道(dao)(dao)元件中的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)超過其許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)時,就(jiu)認(ren)為其強(qiang)度(du)(du)已(yi)不(bu)能(neng)得到保證。因此說,材料(liao)的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)是確(que)定管道(dao)(dao)壁厚等(deng)級的(de)(de)(de)基(ji)本(ben)參數。不(bu)同的(de)(de)(de)設計標(biao)(biao)準,選取材料(liao)的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是不(bu)同的(de)(de)(de)。對工業管道(dao)(dao),國內(nei)的(de)(de)(de)設計標(biao)(biao)準是按GB150確(que)定的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),ASTM材料(liao)則是取按ASME B31.3標(biao)(biao)準確(que)定的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應力(li)(li)(li)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。
②. 腐蝕余量
腐(fu)蝕余量是考慮因介(jie)質對管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)腐(fu)蝕而造成(cheng)的(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)壁(bi)(bi)厚(hou)減薄,從而增加(jia)的(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)壁(bi)(bi)厚(hou)值。它的(de)(de)大小(xiao)直接(jie)(jie)影(ying)響(xiang)到管(guan)(guan)道(dao)壁(bi)(bi)厚(hou)的(de)(de)取值,或者說直接(jie)(jie)影(ying)響(xiang)到壁(bi)(bi)厚(hou)等級(ji)(ji)的(de)(de)確定。許多國內外(wai)的(de)(de)工程公司或設計院通常都將腐(fu)蝕余量進行分級(ji)(ji),具(ju)體見表(biao)16.20。
③. 管子及其元件(jian)的制造壁厚偏差(cha)
管子及其元件在制造過程中,相對于其公稱壁厚(或者叫理論壁厚)都會有正、負偏差,因此在確定管子及其元件公稱壁厚時一定要考慮可能出現的負偏差值。各種鋼管標準中規定的負偏差值是不完全相同的,GB/T 8163《流體輸送用無縫鋼管》、GB/T 14976《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》規定的壁厚偏差值見表16.21。
④. 焊縫系數
金屬(shu)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接過程,實質(zhi)上是一(yi)(yi)個冶金過程,其(qi)組(zu)織(zhi)帶有(you)明顯的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造組(zu)織(zhi)特征。一(yi)(yi)般情況下(xia)(xia),鑄(zhu)(zhu)造組(zu)織(zhi)缺陷(xian)較多,材料性能也有(you)所下(xia)(xia)降。對于有(you)縱焊(han)(han)縫(feng)和螺旋焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接管子及其(qi)元(yuan)(yuan)件,相對于無縫(feng)管子及其(qi)元(yuan)(yuan)件來說常(chang)給它一(yi)(yi)個強度(du)降低系(xi)數(shu)(即焊(han)(han)縫(feng)系(xi)數(shu)),以衡量其(qi)力學性能下(xia)(xia)降的(de)(de)(de)程度(du)。其(qi)焊(han)(han)縫(feng)系(xi)數(shu)的(de)(de)(de)取值(zhi)見表16.22。
⑤. 設計壽命(ming)
設(she)計壽(shou)命與(yu)(yu)管(guan)(guan)道(dao)的(de)腐蝕余量有關。對于(yu)均(jun)勻腐蝕來說,當知道(dao)其年腐蝕速率后,根據預定的(de)設(she)計壽(shou)命,就很容易算(suan)出其應取的(de)腐蝕余量了。設(she)計壽(shou)命還與(yu)(yu)交變應力作(zuo)用的(de)載荷變化次數(shu)、氫損傷的(de)孕育時間(jian)、斷裂因子的(de)擴展(zhan)期等影響因素有關,與(yu)(yu)管(guan)(guan)道(dao)的(de)一次性投資、資金代償(chang)期和技術更新周期有關。
⑥. 鑄造質量系數
相對于軋制或鍛制的(de)管子元(yuan)件(jian)(jian)來說,鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)存在的(de)缺陷相對較(jiao)多(duo)(duo),使得其力學性能(neng)有(you)所下(xia)(xia)降。在ASMEB31.3中,為了衡量(liang)(liang)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)力學性能(neng)下(xia)(xia)降的(de)程度(du),用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)來表示。鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)同樣(yang)與無損(sun)探傷的(de)檢(jian)驗數(shu)(shu)量(liang)(liang)有(you)關。一般情況下(xia)(xia),符合材(cai)料基本要求(qiu)(qiu)且根據MSS SP-55的(de)規定已經過肉眼檢(jian)驗的(de)靜態鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian),可取其基本鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)為0.8,對每一鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)進行(xing)補充檢(jian)驗后(hou)可以按表16.26的(de)要求(qiu)(qiu)提高(gao)。鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)用(yong)(yong)作壓(ya)力管道及其元(yuan)件(jian)(jian)的(de)情況并不多(duo)(duo),大直徑(≥DN50)閥門(men)的(de)閥體常采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian),閥門(men)閥體的(de)強(qiang)度(du)設(she)計(ji)一般由制造(zao)(zao)商進行(xing),多(duo)(duo)數(shu)(shu)閥門(men)標準已經給出了最小壁厚(hou)要求(qiu)(qiu),實際的(de)工(gong)業管道設(she)計(ji)中很少用(yong)(yong)到鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)這(zhe)個(ge)概念。ASME B31.3規定,用(yong)(yong)于劇烈操作條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)及工(gong)藝介質(zhi)(zhi)管道上的(de)焊接和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)管件(jian)(jian),其焊接質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)系(xi)數(shu)(shu)均不得低(di)于0.9。