管道(dao)壁厚計算方(fang)法(fa)大多等(deng)效(xiao)或參照采用ASME等(deng)標準規范(fan)體系。因(yin)國(guo)內行業(ye)分(fen)工(gong)不同(tong)導致管道(dao)類別(bie)較多。
1. 工業管道與(yu)國外規范的比較
GB/T 20801《壓(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)規(gui)(gui)(gui)范 工(gong)(gong)業管(guan)(guan)(guan)道(dao)》因被國家安(an)(an)全(quan)技(ji)(ji)術法規(gui)(gui)(gui)TSG D0001《壓(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)安(an)(an)全(quan)技(ji)(ji)術監察規(gui)(gui)(gui)程工(gong)(gong)業管(guan)(guan)(guan)道(dao)》引用(yong)而成(cheng)為強制標(biao)準,與常(chang)用(yong)的SH/T 3059《石(shi)油化工(gong)(gong)管(guan)(guan)(guan)道(dao)設計器材選用(yong)規(gui)(gui)(gui)范》、DL/T 5054《火(huo)力(li)發電(dian)廠汽水管(guan)(guan)(guan)道(dao)設計規(gui)(gui)(gui)范》、GB 50316《工(gong)(gong)業金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)設計規(gui)(gui)(gui)范》等(deng)標(biao)準等(deng)同采用(yong)了ASME B31.3管(guan)(guan)(guan)道(dao)壁厚計算(suan)公式(shi),計算(suan)時材料許用(yong)應(ying)力(li)取值稍有差別。
目前ASME B31.3的(de)有效(xiao)版本(ben)在分(fen)母SE項增加了(le)一個焊接接頭強度降低系數,GB/T20801和SH/T3059也進行(xing)了(le)修(xiu)改。
GB 50316 是國家(jia)強制標準,仍然有效,將要發布的新版規范內(nei)也(ye)將增(zeng)加焊(han)接接頭強度降低(di)系數(shu),但其許用(yong)應力取值(zhi)偏保守。
動力(li)管(guan)道規范ASME B31.1 僅對(dui)焊接(jie)(jie)鋼管(guan)而不對(dui)無縫鋼管(guan)增(zeng)加焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭強度(du)降低系數,這(zhe)點(dian)與(yu)國內(nei)電力(li)行業的(de)(de)(de)動力(li)管(guan)道規范是一(yi)致的(de)(de)(de)。DL/T 5054與(yu)現行的(de)(de)(de)ASME B31.1是一(yi)致的(de)(de)(de),許用應力(li)取值(zhi)相對(dui)于ASME B31.3高(gao),特別是無縫鋼管(guan)在蠕(ru)變溫度(du)下(xia)的(de)(de)(de)計算結果比工(gong)(gong)藝管(guan)道要小得多。國內(nei)各工(gong)(gong)業管(guan)道規范因(yin)標準不同可能導(dao)致管(guan)道壁厚(hou)計算和取值(zhi)結果完(wan)全不同。
2. 國(guo)內工業管道(dao)規(gui)范(fan)和長輸管道(dao)、公用管道(dao)規(gui)范(fan)的比較
GB 50253《輸油管道設計(ji)規范》、GB 50251《輸氣管道設計(ji)規范》主要參照ASME B31.4《液態烴(jing)和其他(ta)液體管線輸送系統》、ASME B31.8《輸氣和配氣管道系統》。
無(wu)論是長(chang)輸(shu)(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)還是燃氣管(guan)(guan)道(dao)(dao),均引入了設(she)計系(xi)數的概念。因(yin)(yin)長(chang)輸(shu)(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)和(he)燃氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)許(xu)用(yong)(yong)應力取值相對較(jiao)高且不(bu)考慮(lv)腐蝕(shi)裕度(因(yin)(yin)有陰(yin)極保(bao)護)和(he)負偏差(設(she)計系(xi)數中(zhong)已考慮(lv))等厚(hou)(hou)度附(fu)加(jia)量,同等條件下,長(chang)輸(shu)(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)和(he)公用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)的壁(bi)厚(hou)(hou)計算和(he)取值比工業管(guan)(guan)道(dao)(dao)要薄很多(duo)。當工業管(guan)(guan)道(dao)(dao)與長(chang)輸(shu)(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)、公用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao),或不(bu)同設(she)計系(xi)數長(chang)輸(shu)(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)、公用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)之間直接(jie)(jie)焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)時,因(yin)(yin)壁(bi)厚(hou)(hou)差異不(bu)宜(yi)直接(jie)(jie)用(yong)(yong)打破(po)口的形式連接(jie)(jie),而是要加(jia)一段過渡管(guan)(guan)段。
3. 負壓工況下管道壁厚(hou)校(xiao)核
上面(mian)對各種標準規范在內(nei)壓(ya)(ya)下(xia)壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚(hou)計(ji)算進(jin)行了比較分析,按內(nei)壓(ya)(ya)壁(bi)厚(hou)計(ji)算并(bing)考(kao)慮其他因素選取的(de)壁(bi)厚(hou)可保證(zheng)壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)的(de)強度在內(nei)壓(ya)(ya)下(xia)不會(hui)失效(xiao)。有時還要考(kao)慮外壓(ya)(ya)工況下(xia),特別是大口徑(jing)薄壁(bi)管(guan)(guan)道(dao),應校核管(guan)(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚(hou)或許用外壓(ya)(ya),確保管(guan)(guan)道(dao)剛度和安全運行。
(1)ASME B31.3對直管外(wai)壓下壁厚計算和(he)加強圈要(yao)求(qiu),應符合(he)ASME規范第VII 卷第1冊(ce)UG-28。
(2)GB/T 20801對直管的外壓(ya)(真空)設計(ji)是(shi)(shi)按GB/T 150。同(tong)時(shi)對L/T≥25且D/T。≥65,當設計(ji)溫(wen)度不超過300℃時(shi),可簡化(hua)(hua)公式(3.3.9)計(ji)算(suan)許(xu)用外壓(ya)。GB/T 20801簡化(hua)(hua)的許(xu)用外壓(ya)計(ji)算(suan)公式和GB/T 150的計(ji)算(suan)結果(guo)是(shi)(shi)一致的。ASME 規范第(di)VII卷(juan)第(di)1冊UG-28在相同(tong)條件下(xia)也可得(de)出相同(tong)得(de)結果(guo)。
(3)如果許(xu)用(yong)外壓不滿足設(she)計條(tiao)件,可按GB/T 150或ASME 規范(fan)第VII卷第1冊UG-29、UG-30設(she)計加強(qiang)圈(quan)。