①. 不銹鋼管(guan)及管(guan)件壁厚(hou)的確定,一般由工藝提出操(cao)作工況條件,經管(guan)道設計(ji)計(ji)算(suan)后,提交“管(guan)道壁厚(hou)計(ji)算(suan)表”,由管(guan)道設計(ji)圓(yuan)整(zheng)并選擇標準(zhun)的管(guan)道壁厚(hou)(特殊材質管(guan)子壁厚(hou)除外)。
內壓直(zhi)管(guan)(guan)(guan)金屬(shu)直(zhi)管(guan)(guan)(guan)的壁厚計算在GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范均有介(jie)紹(shao)。地上管(guan)(guan)(guan)道的壁厚一般按環向應力設計,與(yu)地下(xia)管(guan)(guan)(guan)道的壁厚設計方法相同。
承受外壓(ya)(ya)的(de)直管厚度和加強要求,應符(fu)合(he)現(xian)行國家標準GB150《壓(ya)(ya)力容器(qi)》的(de)規定。
國內(nei)標準常用(yong)(yong)鋼(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應力由GB50316-2000中(zhong)表(biao)A.0.1和(he)表(biao)A.0.2中(zhong)取值。美(mei)標標準常用(yong)(yong)鋼(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應力由ASME B31.3中(zhong)表(biao)A-1中(zhong)取值;用(yong)(yong)于高壓蒸汽的(de)(de)(de)管(guan)道(dao),其鋼(gang)管(guan)和(he)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應力由 ASME B31.1中(zhong)表(biao)A-1、A-2、A-3中(zhong)取值。
②. 各種工況(kuang)下鋼管及鋼制管件的(de)最小厚(hou)度(du)應滿足以下要(yao)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. 劇烈循環條件或A1類流體的管(guan)道,采用不銹鋼管(guan)子及對焊管(guan)件時,不應小于表(biao)16.32所列的厚度。
c. 外螺紋的鋼管(guan)和外螺紋鋼管(guan)件的最小厚度應按表16.33的規(gui)定。
d. 內螺紋管(guan)(guan)件及承插焊管(guan)(guan)件的(de)厚度應符(fu)合現行國家標準(zhun)的(de)規定。
e. 選用(yong)(yong)低壓(ya)(ya)流體(ti)(ti)輸(shu)送(song)(song)用(yong)(yong)焊接(jie)鋼管(guan)的系列厚(hou)度及現行(xing)國家(jia)標準號應(ying)按現行(xing)國家(jia)標準GB/T3092《低壓(ya)(ya)流體(ti)(ti)輸(shu)送(song)(song)用(yong)(yong)焊接(jie)鋼管(guan)》及GB/T 3091《低壓(ya)(ya)流體(ti)(ti)輸(shu)送(song)(song)用(yong)(yong)鍍(du)鋅焊接(jie)鋼管(guan)》中的加厚(hou)管(guan)子(zi),可用(yong)(yong)于(yu)輸(shu)送(song)(song)設(she)計(ji)壓(ya)(ya)力小于(yu)或等于(yu)1.6MPa和設(she)計(ji)溫度在0~200℃的C類(lei)流體(ti)(ti)。普通厚(hou)度的管(guan)子(zi)僅(jin)用(yong)(yong)于(yu)D類(lei)流體(ti)(ti)。
③. 工業(ye)管(guan)道壁厚(hou)等級的確(que)定方法
按上述的(de)管道(dao)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)方法計(ji)算(suan)值先按四舍五入(ru)的(de)原則進行圓整,然后(hou)查相(xiang)應(ying)(ying)的(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)標準,與計(ji)算(suan)值最接近且稍(shao)高的(de)對(dui)應(ying)(ying)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)就是(shi)該管道(dao)的(de)公(gong)稱壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)。有對(dui)應(ying)(ying)管子表(biao)號時(shi),就用(yong)(yong)(yong)管子表(biao)號表(biao)示(shi);無對(dui)應(ying)(ying)管子表(biao)號時(shi),就用(yong)(yong)(yong)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)值表(biao)示(shi)。管子表(biao)號或(huo)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)值所表(biao)示(shi)的(de)參數(shu)就是(shi)該管道(dao)的(de)公(gong)稱壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)等級(ji)。
對于不(bu)宜靠用標準(zhun)中公稱壁厚(hou)的(de)管(guan)(guan)道(dao),例如(ru)(ru)管(guan)(guan)道(dao)應力(li)不(bu)允(yun)許有太(tai)大壁厚(hou)的(de)管(guan)(guan)道(dao)元件(jian),大批量(liang)同規格的(de)管(guan)(guan)道(dao)元件(jian),由昂貴材料制造的(de)管(guan)(guan)道(dao)元件(jian)等(deng),其壁厚(hou)等(deng)級應按計算值就近圓整取(qu)值。管(guan)(guan)道(dao)上其他(ta)組成(cheng)件(jian)(如(ru)(ru)彎(wan)頭(tou)、三通(tong)、異徑管(guan)(guan)、封(feng)頭(tou)等(deng)),也以上述確定的(de)數字或代號表示其公稱壁厚(hou)等(deng)級,并由此確定它們與管(guan)(guan)子是等(deng)強(qiang)度的(de)。
④. 管(guan)道器材受壓元件(jian)的壁厚選用,應(ying)符合下列(lie)要求;
管道器(qi)材受(shou)壓(ya)元(yuan)件(jian)的(de)(de)最(zui)小壁(bi)厚(hou)應考慮(lv)腐蝕、浸蝕、磨損、負偏(pian)差(cha)及螺紋(wen)或開槽深度(du)(du)裕量;按強度(du)(du)計算(suan)管道器(qi)材受(shou)壓(ya)元(yuan)件(jian)壁(bi)厚(hou)時,應考慮(lv)由于(yu)支(zhi)撐、結冰、回填土等附加(jia)載荷的(de)(de)影(ying)響,當(dang)由此增(zeng)加(jia)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)產生過(guo)大的(de)(de)局(ju)部應力和在結構上無(wu)法(fa)解決時,應通(tong)過(guo)附加(jia)支(zhi)撐、拉(la)桿(gan)等不(bu)增(zeng)加(jia)壁(bi)厚(hou)的(de)(de)措施來保證其強度(du)(du)。
工程應用(yong):某蒸汽管子壁厚計(ji)算實例
某蒸(zheng)汽管道,設計壓力(li)為(wei)3.0MPa,設計溫度為(wei)350℃,欲選用外徑(jing)為(wei)219mm的(de)無縫鋼(gang)管,求管材(cai)(cai)的(de)壁厚(管材(cai)(cai)的(de)材(cai)(cai)質為(wei)20優質碳素鋼(gang),許用應力(li)為(wei)90MPa,附加厚度規定采用2mm)。
工(gong)程應(ying)用:某蒸(zheng)汽管道壁厚(hou)強度的驗算
某蒸(zheng)汽(qi)管道為325mm×8mmm,蒸(zheng)汽(qi)壓力為2.5Ma,需驗算(suan)管子(zi)壁厚(hou)是否符合強(qiang)度要求(許用(yong)應力值(zhi)為100MPa,厚(hou)度附加值(zhi)采(cai)用(yong)2.0mm)。
工程應用:某(mou)已(yi)用多年彎頭(tou)壁厚的核算
某兩(liang)相(xiang)流管道(dao)219mm×6mnm,設(she)(she)計(ji)(ji)壓力p=3.8MPa,設(she)(she)計(ji)(ji)溫度t=250℃,在(zai)投運若干(gan)年后(hou),檢修(xiu)時發現(xian)各(ge)彎頭外弧側壁厚(hou)因沖刷減薄了0.5mm,問:是(shi)否(fou)可繼(ji)續使用?
查閱技術文(wen)件檔案資(zi)料,這(zhe)批彎(wan)(wan)頭是由無(wu)縫鋼管彎(wan)(wan)制的PN4.0熱壓彎(wan)(wan)頭,材(cai)質20g,DN200,外徑和壁厚(hou)為$219mm X6mnm,彎(wan)(wan)頭外弧、內弧和左右(you)兩側(ce)各點(dian)實測(ce)最小壁厚(hou)為6mm,彎(wan)(wan)曲半徑R=305mm
根據(ju)附錄查得鋼材2在250℃的許用(yong)應(ying)力為110MPa。許用(yong)應(ying)力修正系(xi)數n取1。溫度修正系(xi)數Y取0.4。因(yin)有兩相(xiang)流動工況,附加厚(hou)度C取2。
解:由條(tiao)件知當時,直(zhi)管(guan)的(de)計(ji)算壁厚為:
原彎(wan)頭的附加厚度(du)有(you)2.711mm,有(you)余量,盡管因(yin)汽水沖刷(shua)減薄(bo)了0.5mm,彎(wan)頭最薄(bo)處壁厚為5.5mm,已經到達最小壁厚值,應更換新材(cai)料。
工程應用(yong):某(mou)三通壁(bi)厚的核(he)算(suan)
某管道設(she)計壓力p=2.5MPa,,設(she)計溫度t=250℃,準(zhun)備采用的219mm 等徑三通,材料為(wei)20鋼(GB3087),實(shi)測該三通最小(xiao)壁厚(hou)為(wei)5.8mm,需要校核計算。
設計溫度 t=250℃,低于20鋼的(de)最高使用溫度上(shang)限(xian),材料為(wei)20鋼材質是(shi)可以的(de)。根(gen)據標準(zhun)查(cha)得,鋼材20鋼在250℃下(xia)的(de)許用應(ying)力(li)為(wei)110MPa。溫度修正系數(shu)Y選取0.4。
因此,三通(tong)實測最小(xiao)壁(bi)厚5.8mm,大(da)于計算的(de)最小(xiao)壁(bi)厚5.08mm是(shi)可行的(de)。
工程應(ying)用:某試壓(ya)用盲板最小厚度(du)的計算
夾(jia)在兩法蘭(lan)之間的盲板(ban),其計算厚度(du)可(ke)按式(shi)(16.3)確定。用(yong)整體鋼(gang)板(ban)制造時(shi),式(shi)中焊接接頭(tou)系(xi)數等于1.0。對于永久性盲板(ban)應(ying)按式(shi)(16.5)增加厚度(du)附加量。某(mou)試壓用(yong)盲板(ban)最小厚度(du)見表(biao)16.34。