①. 不銹鋼(gang)管及管件壁(bi)厚(hou)的確定,一般(ban)由工(gong)藝提出操作工(gong)況條件,經管道(dao)設計(ji)計(ji)算后,提交“管道(dao)壁(bi)厚(hou)計(ji)算表”,由管道(dao)設計(ji)圓(yuan)整(zheng)并(bing)選擇(ze)標準(zhun)的管道(dao)壁(bi)厚(hou)(特殊(shu)材質管子壁(bi)厚(hou)除外)。
內(nei)壓(ya)直管(guan)(guan)(guan)金(jin)屬直管(guan)(guan)(guan)的壁(bi)厚(hou)計算在GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范(fan)均有介紹。地上管(guan)(guan)(guan)道(dao)的壁(bi)厚(hou)一般按環向應力(li)設(she)計,與地下(xia)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的壁(bi)厚(hou)設(she)計方(fang)法(fa)相同。
承受外壓的直管(guan)厚度和加強要求,應符(fu)合現行國家標準GB150《壓力容器》的規定(ding)。
國內(nei)標準常(chang)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)管和鋼(gang)板的(de)許用(yong)(yong)(yong)應(ying)力(li)(li)由GB50316-2000中表(biao)A.0.1和表(biao)A.0.2中取值(zhi)。美標標準常(chang)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)管和鋼(gang)板的(de)許用(yong)(yong)(yong)應(ying)力(li)(li)由ASME B31.3中表(biao)A-1中取值(zhi);用(yong)(yong)(yong)于高壓蒸(zheng)汽(qi)的(de)管道(dao),其鋼(gang)管和鋼(gang)板的(de)許用(yong)(yong)(yong)應(ying)力(li)(li)由 ASME B31.1中表(biao)A-1、A-2、A-3中取值(zhi)。
②. 各(ge)種(zhong)工況下鋼(gang)管(guan)及鋼(gang)制管(guan)件的最小厚度(du)應滿足(zu)以下要求。
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(lie)循環條件或A1類(lei)流體(ti)的管(guan)道,采用不銹鋼管(guan)子及對焊管(guan)件時,不應(ying)小于(yu)表(biao)16.32所列的厚度。
c. 外螺紋的鋼管和外螺紋鋼管件的最小厚度應按表16.33的規定。
d. 內螺紋管(guan)件及承(cheng)插焊管(guan)件的(de)厚度應符合現行國(guo)家標準的(de)規定。
e. 選用(yong)低壓流體輸送(song)用(yong)焊接(jie)鋼(gang)管(guan)的(de)系列(lie)厚(hou)度(du)及現行國家標(biao)準號應按現行國家標(biao)準GB/T3092《低壓流體輸送(song)用(yong)焊接(jie)鋼(gang)管(guan)》及GB/T 3091《低壓流體輸送(song)用(yong)鍍鋅焊接(jie)鋼(gang)管(guan)》中的(de)加厚(hou)管(guan)子,可用(yong)于(yu)輸送(song)設(she)計壓力小于(yu)或等于(yu)1.6MPa和設(she)計溫度(du)在0~200℃的(de)C類流體。普通厚(hou)度(du)的(de)管(guan)子僅用(yong)于(yu)D類流體。
③. 工業管道壁厚等級的確定方(fang)法
按上(shang)述的(de)管(guan)道(dao)壁(bi)厚(hou)方法(fa)計(ji)算值(zhi)先(xian)按四舍五入的(de)原則進行圓整,然(ran)后查相應(ying)(ying)的(de)應(ying)(ying)用(yong)標準,與計(ji)算值(zhi)最(zui)接(jie)近且稍(shao)高的(de)對應(ying)(ying)壁(bi)厚(hou)就(jiu)是該管(guan)道(dao)的(de)公(gong)稱(cheng)壁(bi)厚(hou)。有(you)對應(ying)(ying)管(guan)子(zi)表號(hao)時(shi),就(jiu)用(yong)管(guan)子(zi)表號(hao)表示(shi);無對應(ying)(ying)管(guan)子(zi)表號(hao)時(shi),就(jiu)用(yong)壁(bi)厚(hou)值(zhi)表示(shi)。管(guan)子(zi)表號(hao)或壁(bi)厚(hou)值(zhi)所表示(shi)的(de)參數就(jiu)是該管(guan)道(dao)的(de)公(gong)稱(cheng)壁(bi)厚(hou)等級。
對于(yu)不宜靠用標準中(zhong)公稱(cheng)壁厚(hou)的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)(dao),例如管(guan)道(dao)(dao)(dao)應(ying)力不允許有(you)太大(da)壁厚(hou)的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)(dao)元件(jian),大(da)批量同規格的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)(dao)元件(jian),由昂(ang)貴材料制造的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)(dao)元件(jian)等(deng),其(qi)壁厚(hou)等(deng)級應(ying)按計算值(zhi)就近圓整取值(zhi)。管(guan)道(dao)(dao)(dao)上其(qi)他組成件(jian)(如彎頭、三(san)通、異徑(jing)管(guan)、封頭等(deng)),也(ye)以上述確定的(de)(de)數字或代號表示(shi)其(qi)公稱(cheng)壁厚(hou)等(deng)級,并由此確定它們與(yu)管(guan)子(zi)是等(deng)強度的(de)(de)。
④. 管(guan)道器材受壓(ya)元件的壁(bi)厚選(xuan)用,應(ying)符合下列要(yao)求;
管(guan)道(dao)器材(cai)受壓元(yuan)(yuan)件的(de)最(zui)小壁(bi)厚(hou)應(ying)考慮(lv)腐蝕、浸蝕、磨損、負(fu)偏(pian)差及螺紋或開槽深度裕量;按強度計算管(guan)道(dao)器材(cai)受壓元(yuan)(yuan)件壁(bi)厚(hou)時,應(ying)考慮(lv)由(you)(you)于支撐(cheng)、結(jie)冰(bing)、回填(tian)土(tu)等附加(jia)(jia)載荷(he)的(de)影(ying)響,當由(you)(you)此增加(jia)(jia)的(de)壁(bi)厚(hou)產生過大(da)的(de)局(ju)部應(ying)力和在結(jie)構(gou)上無法解決(jue)時,應(ying)通過附加(jia)(jia)支撐(cheng)、拉桿等不增加(jia)(jia)壁(bi)厚(hou)的(de)措施來(lai)保證其強度。
工程應用:某蒸汽管子壁(bi)厚計算實例
某蒸汽管(guan)道,設(she)計壓力為3.0MPa,設(she)計溫(wen)度(du)為350℃,欲(yu)選用(yong)(yong)外徑為219mm的無縫鋼管(guan),求(qiu)管(guan)材的壁(bi)厚(管(guan)材的材質(zhi)為20優質(zhi)碳素鋼,許用(yong)(yong)應力為90MPa,附加(jia)厚度(du)規定采(cai)用(yong)(yong)2mm)。
工程應用(yong):某蒸汽管道壁厚強度的驗算
某蒸(zheng)汽(qi)管道為325mm×8mmm,蒸(zheng)汽(qi)壓力為2.5Ma,需驗(yan)算管子壁厚是否(fou)符合強度(du)要求(許用應力值(zhi)為100MPa,厚度(du)附加值(zhi)采(cai)用2.0mm)。
工(gong)程應用:某已用多(duo)年彎頭(tou)壁厚(hou)的核算
某兩相流管道219mm×6mnm,設(she)計壓力(li)p=3.8MPa,設(she)計溫(wen)度t=250℃,在投運若干年后(hou),檢修時(shi)發現各(ge)彎頭外弧側壁厚因(yin)沖(chong)刷減(jian)薄(bo)了0.5mm,問(wen):是否可繼續使(shi)用?
查(cha)閱技術文件檔案資(zi)料,這批彎(wan)頭(tou)是(shi)由無縫鋼(gang)管彎(wan)制的PN4.0熱壓彎(wan)頭(tou),材質20g,DN200,外(wai)徑和(he)壁厚為(wei)$219mm X6mnm,彎(wan)頭(tou)外(wai)弧(hu)、內弧(hu)和(he)左(zuo)右兩側各點實測最小壁厚為(wei)6mm,彎(wan)曲半徑R=305mm
根據附錄(lu)查得鋼(gang)材2在250℃的許(xu)用應(ying)力為(wei)110MPa。許(xu)用應(ying)力修正(zheng)系數(shu)n取1。溫度修正(zheng)系數(shu)Y取0.4。因有(you)兩相流動工況,附加厚(hou)度C取2。
解(jie):由條件知當(dang)時,直管的(de)計算壁厚(hou)為:
原彎(wan)頭(tou)的(de)附(fu)加厚度有2.711mm,有余量,盡管因汽水(shui)沖刷(shua)減薄了0.5mm,彎(wan)頭(tou)最(zui)薄處壁厚為5.5mm,已(yi)經到達(da)最(zui)小壁厚值(zhi),應更換新材料。
工(gong)程應(ying)用:某三通壁厚的核算
某(mou)管道設計(ji)壓力(li)p=2.5MPa,,設計(ji)溫(wen)度(du)t=250℃,準備(bei)采用(yong)的(de)219mm 等徑(jing)三通,材料為20鋼(GB3087),實測該(gai)三通最(zui)小(xiao)壁厚(hou)為5.8mm,需要(yao)校核計(ji)算。
設計溫度(du) t=250℃,低于20鋼(gang)的最(zui)高使用溫度(du)上(shang)限(xian),材(cai)料(liao)為20鋼(gang)材(cai)質是可以(yi)的。根據(ju)標準查得(de),鋼(gang)材(cai)20鋼(gang)在(zai)250℃下的許用應(ying)力為110MPa。溫度(du)修正(zheng)系(xi)數Y選(xuan)取0.4。
因此,三(san)通實(shi)測最小壁厚5.8mm,大于計(ji)算的最小壁厚5.08mm是可行的。
工(gong)程應用(yong):某試壓用(yong)盲(mang)板最(zui)小厚(hou)度的計算
夾在兩法蘭之(zhi)間的盲板,其計算厚(hou)(hou)度(du)可按(an)式(shi)(shi)(16.3)確(que)定。用整(zheng)體鋼板制造時,式(shi)(shi)中焊(han)接接頭系數等于1.0。對于永久性盲板應按(an)式(shi)(shi)(16.5)增(zeng)加(jia)厚(hou)(hou)度(du)附加(jia)量。某試壓用盲板最小厚(hou)(hou)度(du)見(jian)表(biao)16.34。