①. 不銹鋼管(guan)(guan)及管(guan)(guan)件壁(bi)厚的確定,一般(ban)由工藝提出操作工況條件,經管(guan)(guan)道設計(ji)計(ji)算后,提交“管(guan)(guan)道壁(bi)厚計(ji)算表”,由管(guan)(guan)道設計(ji)圓整并選擇標準的管(guan)(guan)道壁(bi)厚(特殊材質管(guan)(guan)子壁(bi)厚除(chu)外)。
內壓直(zhi)管(guan)金屬直(zhi)管(guan)的(de)壁厚(hou)計(ji)(ji)算在(zai)GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規(gui)范均有介紹。地上管(guan)道的(de)壁厚(hou)一般按環向(xiang)應力設計(ji)(ji),與地下管(guan)道的(de)壁厚(hou)設計(ji)(ji)方法相(xiang)同(tong)。
承受外壓(ya)的直(zhi)管(guan)厚度和加強要求(qiu),應符(fu)合現行國家標準GB150《壓(ya)力容器》的規定(ding)。
國內(nei)標準常用(yong)鋼(gang)管和鋼(gang)板的許(xu)(xu)用(yong)應(ying)力(li)由(you)GB50316-2000中表(biao)A.0.1和表(biao)A.0.2中取值(zhi)。美(mei)標標準常用(yong)鋼(gang)管和鋼(gang)板的許(xu)(xu)用(yong)應(ying)力(li)由(you)ASME B31.3中表(biao)A-1中取值(zhi);用(yong)于高壓蒸汽的管道,其鋼(gang)管和鋼(gang)板的許(xu)(xu)用(yong)應(ying)力(li)由(you) ASME B31.1中表(biao)A-1、A-2、A-3中取值(zhi)。
②. 各種(zhong)工況下鋼(gang)管(guan)及鋼(gang)制管(guan)件的最(zui)小厚度應滿(man)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. 劇烈循(xun)環條(tiao)件或A1類流體的(de)管道,采用(yong)不銹鋼管子及對焊管件時,不應小于表16.32所列的(de)厚度(du)。
c. 外(wai)螺(luo)紋的鋼(gang)管和外(wai)螺(luo)紋鋼(gang)管件的最小厚度應按表16.33的規(gui)定。
d. 內(nei)螺(luo)紋管件及承插焊(han)管件的厚度應符合現行國家標準的規定。
e. 選用(yong)低(di)壓(ya)流體(ti)(ti)輸送(song)(song)用(yong)焊(han)接(jie)(jie)鋼管(guan)(guan)的(de)系列(lie)厚(hou)度及現行國(guo)(guo)家標準(zhun)(zhun)號應按現行國(guo)(guo)家標準(zhun)(zhun)GB/T3092《低(di)壓(ya)流體(ti)(ti)輸送(song)(song)用(yong)焊(han)接(jie)(jie)鋼管(guan)(guan)》及GB/T 3091《低(di)壓(ya)流體(ti)(ti)輸送(song)(song)用(yong)鍍鋅焊(han)接(jie)(jie)鋼管(guan)(guan)》中的(de)加厚(hou)管(guan)(guan)子,可(ke)用(yong)于輸送(song)(song)設計(ji)壓(ya)力小于或(huo)等于1.6MPa和設計(ji)溫(wen)度在(zai)0~200℃的(de)C類流體(ti)(ti)。普通厚(hou)度的(de)管(guan)(guan)子僅用(yong)于D類流體(ti)(ti)。
③. 工業(ye)管道壁厚等級的(de)確定(ding)方法
按上述的(de)(de)管(guan)道壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)方法(fa)計(ji)算(suan)值(zhi)先按四舍(she)五入的(de)(de)原則進行圓整(zheng),然后查相(xiang)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用標(biao)準(zhun),與計(ji)算(suan)值(zhi)最(zui)接近且稍高的(de)(de)對(dui)應(ying)(ying)(ying)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)就(jiu)是該(gai)管(guan)道的(de)(de)公稱壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)。有對(dui)應(ying)(ying)(ying)管(guan)子(zi)(zi)表(biao)號(hao)時,就(jiu)用管(guan)子(zi)(zi)表(biao)號(hao)表(biao)示;無(wu)對(dui)應(ying)(ying)(ying)管(guan)子(zi)(zi)表(biao)號(hao)時,就(jiu)用壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)值(zhi)表(biao)示。管(guan)子(zi)(zi)表(biao)號(hao)或壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)值(zhi)所表(biao)示的(de)(de)參數(shu)就(jiu)是該(gai)管(guan)道的(de)(de)公稱壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)等級。
對(dui)于不宜靠用標準(zhun)中公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚的(de)管(guan)道(dao),例如管(guan)道(dao)應力不允許有(you)太(tai)大壁(bi)(bi)厚的(de)管(guan)道(dao)元(yuan)(yuan)件(jian),大批量同規格的(de)管(guan)道(dao)元(yuan)(yuan)件(jian),由昂貴材料(liao)制造(zao)的(de)管(guan)道(dao)元(yuan)(yuan)件(jian)等,其(qi)(qi)壁(bi)(bi)厚等級應按(an)計(ji)算值就近圓整取(qu)值。管(guan)道(dao)上其(qi)(qi)他組成(cheng)件(jian)(如彎頭(tou)、三通、異(yi)徑管(guan)、封頭(tou)等),也以(yi)上述(shu)確定(ding)的(de)數字(zi)或代(dai)號表示其(qi)(qi)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚等級,并由此確定(ding)它們與管(guan)子是等強(qiang)度的(de)。
④. 管道(dao)器材(cai)受壓元(yuan)件的壁(bi)厚(hou)選用(yong),應(ying)符合下(xia)列要求;
管道器材(cai)受(shou)(shou)壓元件(jian)的最小(xiao)壁厚應(ying)考慮(lv)腐蝕、浸蝕、磨損、負偏差及螺紋或開槽(cao)深度(du)裕量;按強度(du)計算管道器材(cai)受(shou)(shou)壓元件(jian)壁厚時,應(ying)考慮(lv)由于支撐(cheng)、結冰、回填土等(deng)附加載荷的影響,當由此增加的壁厚產生過大的局部(bu)應(ying)力和在結構上無(wu)法解決(jue)時,應(ying)通(tong)過附加支撐(cheng)、拉桿等(deng)不增加壁厚的措施(shi)來(lai)保證(zheng)其強度(du)。
工程應用:某蒸汽管子壁厚計算(suan)實例
某蒸汽(qi)管(guan)(guan)道,設計壓(ya)力為(wei)3.0MPa,設計溫度(du)為(wei)350℃,欲選用外徑為(wei)219mm的無縫鋼(gang)管(guan)(guan),求管(guan)(guan)材(cai)的壁(bi)厚(管(guan)(guan)材(cai)的材(cai)質為(wei)20優質碳素鋼(gang),許用應力為(wei)90MPa,附(fu)加厚度(du)規定采用2mm)。
工程應用:某(mou)蒸汽管道(dao)壁厚強(qiang)度(du)的驗算
某蒸汽管(guan)(guan)道為(wei)325mm×8mmm,蒸汽壓力為(wei)2.5Ma,需驗算(suan)管(guan)(guan)子壁厚(hou)是否符合強度(du)要(yao)求(許用(yong)應力值為(wei)100MPa,厚(hou)度(du)附加值采(cai)用(yong)2.0mm)。
工程應用:某(mou)已用多年彎頭壁厚的核(he)算
某兩相流(liu)管道219mm×6mnm,設計壓力p=3.8MPa,設計溫度t=250℃,在投運若干年(nian)后(hou),檢修時發現各彎頭外弧側壁厚因(yin)沖(chong)刷減(jian)薄了0.5mm,問:是否可(ke)繼續使用(yong)?
查閱(yue)技術文(wen)件(jian)檔(dang)案資料,這批彎頭是由無縫鋼管彎制的(de)PN4.0熱壓彎頭,材質20g,DN200,外徑和(he)壁厚為$219mm X6mnm,彎頭外弧、內弧和(he)左右兩側各點實測最小壁厚為6mm,彎曲(qu)半(ban)徑R=305mm
根據附錄(lu)查(cha)得鋼(gang)材2在250℃的(de)許用應(ying)(ying)力為110MPa。許用應(ying)(ying)力修正系數(shu)n取(qu)1。溫(wen)度修正系數(shu)Y取(qu)0.4。因有兩相流動工況,附加厚度C取(qu)2。
解:由條件知當時,直管的計算(suan)壁(bi)厚為(wei):
原彎(wan)頭的附加厚度有2.711mm,有余量,盡管因(yin)汽水沖刷減薄了0.5mm,彎(wan)頭最(zui)(zui)薄處(chu)壁(bi)厚為5.5mm,已(yi)經(jing)到(dao)達最(zui)(zui)小壁(bi)厚值,應更換新(xin)材(cai)料。
工程應用:某三通壁(bi)厚(hou)的核算(suan)
某管道設計(ji)壓力p=2.5MPa,,設計(ji)溫度t=250℃,準備采用(yong)的219mm 等(deng)徑(jing)三通,材料為(wei)20鋼(GB3087),實測該三通最(zui)小壁(bi)厚為(wei)5.8mm,需要(yao)校(xiao)核計(ji)算(suan)。
設(she)計溫(wen)度(du) t=250℃,低(di)于20鋼的最高(gao)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)上限,材料為20鋼材質是可(ke)以的。根據標(biao)準查得,鋼材20鋼在(zai)250℃下的許用(yong)應力為110MPa。溫(wen)度(du)修正系數Y選取(qu)0.4。
因(yin)此(ci),三(san)通實測最小(xiao)壁厚(hou)5.8mm,大于計算的最小(xiao)壁厚(hou)5.08mm是可行的。
工程應用(yong):某試(shi)壓用(yong)盲板最小厚度的計算
夾在兩法蘭(lan)之間的盲板(ban),其(qi)計算厚度可按(an)式(16.3)確定。用整體(ti)鋼板(ban)制造時,式中焊接(jie)接(jie)頭系數等(deng)于1.0。對于永(yong)久性盲板(ban)應按(an)式(16.5)增(zeng)加厚度附加量。某試壓用盲板(ban)最小(xiao)厚度見表16.34。