①. 不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)及管(guan)(guan)件壁(bi)厚的確定,一般由工藝(yi)提出操作工況條件,經管(guan)(guan)道(dao)設計(ji)(ji)計(ji)(ji)算后,提交“管(guan)(guan)道(dao)壁(bi)厚計(ji)(ji)算表”,由管(guan)(guan)道(dao)設計(ji)(ji)圓整(zheng)并選(xuan)擇標準的管(guan)(guan)道(dao)壁(bi)厚(特殊材質(zhi)管(guan)(guan)子(zi)壁(bi)厚除外)。
內壓直管(guan)金屬(shu)直管(guan)的壁厚(hou)計算在(zai)GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等(deng)規(gui)范均有(you)介紹。地(di)上管(guan)道的壁厚(hou)一般按環向應(ying)力設(she)(she)計,與地(di)下管(guan)道的壁厚(hou)設(she)(she)計方法(fa)相同。
承受外壓(ya)的直(zhi)管(guan)厚度和(he)加強要求,應符合(he)現行(xing)國家標準GB150《壓(ya)力容器》的規(gui)定。
國內標(biao)(biao)準常用(yong)(yong)鋼(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)板的(de)許用(yong)(yong)應力由(you)GB50316-2000中(zhong)(zhong)表A.0.1和(he)表A.0.2中(zhong)(zhong)取(qu)值(zhi)(zhi)。美標(biao)(biao)標(biao)(biao)準常用(yong)(yong)鋼(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)板的(de)許用(yong)(yong)應力由(you)ASME B31.3中(zhong)(zhong)表A-1中(zhong)(zhong)取(qu)值(zhi)(zhi);用(yong)(yong)于高壓蒸汽的(de)管(guan)道,其鋼(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)板的(de)許用(yong)(yong)應力由(you) ASME B31.1中(zhong)(zhong)表A-1、A-2、A-3中(zhong)(zhong)取(qu)值(zhi)(zhi)。
②. 各(ge)種工(gong)況(kuang)下鋼管及鋼制管件的最小厚度應(ying)滿足以下要求(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。
b. 劇(ju)烈(lie)循(xun)環條件(jian)(jian)或A1類流體的管道(dao),采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼管子(zi)及對焊(han)管件(jian)(jian)時,不(bu)應小于表(biao)16.32所列的厚(hou)度。
c. 外螺(luo)紋的鋼管(guan)和(he)外螺(luo)紋鋼管(guan)件(jian)的最小(xiao)厚(hou)度應按表16.33的規定(ding)。
d. 內(nei)螺紋(wen)管(guan)件(jian)及承插焊(han)管(guan)件(jian)的(de)厚度(du)應符合現行國(guo)家(jia)標準的(de)規定(ding)。
e. 選(xuan)用(yong)低壓流體(ti)輸(shu)送(song)用(yong)焊(han)(han)接(jie)鋼(gang)管(guan)的系列(lie)厚度(du)及(ji)現(xian)(xian)行(xing)國(guo)家標準號(hao)應按現(xian)(xian)行(xing)國(guo)家標準GB/T3092《低壓流體(ti)輸(shu)送(song)用(yong)焊(han)(han)接(jie)鋼(gang)管(guan)》及(ji)GB/T 3091《低壓流體(ti)輸(shu)送(song)用(yong)鍍鋅(xin)焊(han)(han)接(jie)鋼(gang)管(guan)》中的加(jia)厚管(guan)子,可用(yong)于(yu)輸(shu)送(song)設計壓力小于(yu)或(huo)等于(yu)1.6MPa和設計溫度(du)在0~200℃的C類流體(ti)。普(pu)通厚度(du)的管(guan)子僅用(yong)于(yu)D類流體(ti)。
③. 工(gong)業管道壁(bi)厚等級的確定(ding)方法
按上述的(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)壁(bi)厚方法計(ji)算(suan)值先按四舍五入的(de)原則(ze)進行圓整,然(ran)后查(cha)相(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)標(biao)準,與(yu)計(ji)算(suan)值最接近且(qie)稍高的(de)對應(ying)(ying)(ying)(ying)壁(bi)厚就(jiu)是該管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)公(gong)稱壁(bi)厚。有(you)對應(ying)(ying)(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)子表號時,就(jiu)用(yong)(yong)管(guan)(guan)(guan)子表號表示(shi);無對應(ying)(ying)(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)子表號時,就(jiu)用(yong)(yong)壁(bi)厚值表示(shi)。管(guan)(guan)(guan)子表號或壁(bi)厚值所(suo)表示(shi)的(de)參數就(jiu)是該管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)公(gong)稱壁(bi)厚等級。
對于不宜靠用(yong)標準中公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao),例(li)如管(guan)(guan)(guan)道(dao)應(ying)力不允(yun)許(xu)有太大壁(bi)(bi)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)元件,大批(pi)量同規格的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)元件,由昂(ang)貴材料制造的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)元件等,其(qi)壁(bi)(bi)厚(hou)等級應(ying)按計算(suan)值(zhi)就近圓整取值(zhi)。管(guan)(guan)(guan)道(dao)上其(qi)他組(zu)成件(如彎頭、三通、異徑(jing)管(guan)(guan)(guan)、封頭等),也(ye)以上述確定的(de)(de)(de)(de)數字或代號表示(shi)其(qi)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚(hou)等級,并由此(ci)確定它們與(yu)管(guan)(guan)(guan)子是等強度(du)的(de)(de)(de)(de)。
④. 管道器材受壓元件的壁(bi)厚(hou)選用,應符(fu)合(he)下(xia)列要求;
管(guan)(guan)道器材受壓(ya)元件(jian)的(de)(de)(de)最小壁(bi)厚(hou)應考(kao)慮(lv)腐(fu)蝕、浸蝕、磨損(sun)、負(fu)偏差及螺紋或開槽深度(du)裕量(liang);按(an)強(qiang)度(du)計(ji)算(suan)管(guan)(guan)道器材受壓(ya)元件(jian)壁(bi)厚(hou)時,應考(kao)慮(lv)由(you)于(yu)支(zhi)撐(cheng)(cheng)、結冰、回填土等(deng)附加(jia)(jia)載荷的(de)(de)(de)影(ying)響,當(dang)由(you)此增加(jia)(jia)的(de)(de)(de)壁(bi)厚(hou)產生過大的(de)(de)(de)局部應力和在結構(gou)上無法解決時,應通過附加(jia)(jia)支(zhi)撐(cheng)(cheng)、拉桿等(deng)不增加(jia)(jia)壁(bi)厚(hou)的(de)(de)(de)措施來保證(zheng)其(qi)強(qiang)度(du)。
工程(cheng)應(ying)用:某蒸汽(qi)管子壁厚(hou)計算實例(li)
某蒸汽(qi)管(guan)道(dao),設計壓(ya)力為(wei)(wei)3.0MPa,設計溫度為(wei)(wei)350℃,欲選用外徑為(wei)(wei)219mm的無(wu)縫鋼管(guan),求(qiu)管(guan)材的壁厚(管(guan)材的材質為(wei)(wei)20優質碳(tan)素(su)鋼,許(xu)用應力為(wei)(wei)90MPa,附(fu)加厚度規定采用2mm)。
工程應(ying)用:某蒸汽管道壁厚強度的(de)驗算
某(mou)蒸(zheng)汽管(guan)道為(wei)(wei)325mm×8mmm,蒸(zheng)汽壓力為(wei)(wei)2.5Ma,需(xu)驗算管(guan)子(zi)壁厚(hou)是(shi)否符(fu)合強度(du)要求(許用(yong)應力值(zhi)為(wei)(wei)100MPa,厚(hou)度(du)附加值(zhi)采用(yong)2.0mm)。
工(gong)程(cheng)應用(yong):某已用(yong)多年彎頭壁厚的(de)核(he)算
某兩相(xiang)流(liu)管(guan)道219mm×6mnm,設(she)計壓力p=3.8MPa,設(she)計溫度t=250℃,在投運若干年后,檢修時發現各彎頭(tou)外弧側(ce)壁厚因沖刷(shua)減薄了0.5mm,問(wen):是否可(ke)繼續使用?
查閱技術文(wen)件檔(dang)案資料,這批彎(wan)頭(tou)是由無縫鋼(gang)管彎(wan)制的PN4.0熱壓彎(wan)頭(tou),材質20g,DN200,外(wai)徑(jing)和(he)壁厚(hou)為(wei)$219mm X6mnm,彎(wan)頭(tou)外(wai)弧、內弧和(he)左右兩側各(ge)點實測(ce)最小壁厚(hou)為(wei)6mm,彎(wan)曲半徑(jing)R=305mm
根(gen)據附(fu)錄(lu)查得鋼材2在250℃的許用(yong)應(ying)力為(wei)110MPa。許用(yong)應(ying)力修正系(xi)數(shu)n取(qu)(qu)1。溫度(du)修正系(xi)數(shu)Y取(qu)(qu)0.4。因有(you)兩相流動工(gong)況,附(fu)加厚(hou)度(du)C取(qu)(qu)2。
解:由條件知當時,直(zhi)管的計算(suan)壁厚為:
原彎(wan)頭(tou)的附加(jia)厚(hou)度(du)有(you)2.711mm,有(you)余量,盡管因汽水沖刷減(jian)薄了0.5mm,彎(wan)頭(tou)最薄處壁(bi)厚(hou)為5.5mm,已經到(dao)達最小(xiao)壁(bi)厚(hou)值,應(ying)更(geng)換新材料。
工程應用(yong):某三通壁厚的(de)核算
某管(guan)道設計(ji)壓(ya)力p=2.5MPa,,設計(ji)溫度(du)t=250℃,準備采用(yong)的219mm 等(deng)徑三通(tong),材料為20鋼(GB3087),實測(ce)該三通(tong)最小壁厚為5.8mm,需要校核計(ji)算。
設計溫度 t=250℃,低于20鋼的(de)最高使用溫度上限(xian),材(cai)料為20鋼材(cai)質是可以的(de)。根(gen)據標準查得,鋼材(cai)20鋼在250℃下的(de)許用應(ying)力(li)為110MPa。溫度修正(zheng)系數Y選(xuan)取(qu)0.4。
因此(ci),三通實測最(zui)小壁厚5.8mm,大(da)于計算的最(zui)小壁厚5.08mm是可行(xing)的。
工程應(ying)用:某試(shi)壓用盲(mang)板(ban)最小厚度的(de)計算
夾在(zai)兩法蘭之間的盲(mang)(mang)板,其計算(suan)厚(hou)度可按(an)式(16.3)確定。用(yong)整體鋼板制造時,式中焊接接頭(tou)系數等于1.0。對于永久性盲(mang)(mang)板應按(an)式(16.5)增(zeng)加厚(hou)度附加量。某試壓用(yong)盲(mang)(mang)板最(zui)小厚(hou)度見表16.34。