①. 不銹鋼管及(ji)管件壁(bi)厚(hou)(hou)的確定,一般由工藝(yi)提出操作工況條件,經管道(dao)設計計算后,提交“管道(dao)壁(bi)厚(hou)(hou)計算表”,由管道(dao)設計圓整并選擇標準的管道(dao)壁(bi)厚(hou)(hou)(特殊材(cai)質管子壁(bi)厚(hou)(hou)除外)。
內(nei)壓直管金屬直管的壁(bi)厚計(ji)(ji)算在(zai)GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范(fan)均(jun)有介紹。地(di)上管道(dao)的壁(bi)厚一(yi)般按(an)環向(xiang)應(ying)力設計(ji)(ji),與地(di)下管道(dao)的壁(bi)厚設計(ji)(ji)方法(fa)相同。
承(cheng)受外壓(ya)(ya)的直(zhi)管厚(hou)度和加強要求,應符(fu)合現行國家標準GB150《壓(ya)(ya)力容器》的規定。
國內標(biao)準常(chang)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)和鋼(gang)(gang)板的(de)許(xu)用(yong)(yong)(yong)應力由(you)GB50316-2000中(zhong)(zhong)表(biao)A.0.1和表(biao)A.0.2中(zhong)(zhong)取值。美標(biao)標(biao)準常(chang)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)和鋼(gang)(gang)板的(de)許(xu)用(yong)(yong)(yong)應力由(you)ASME B31.3中(zhong)(zhong)表(biao)A-1中(zhong)(zhong)取值;用(yong)(yong)(yong)于高壓蒸(zheng)汽的(de)管(guan)(guan)道,其鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)和鋼(gang)(gang)板的(de)許(xu)用(yong)(yong)(yong)應力由(you) ASME B31.1中(zhong)(zhong)表(biao)A-1、A-2、A-3中(zhong)(zhong)取值。
②. 各種工況下(xia)鋼管(guan)及鋼制(zhi)管(guan)件的最(zui)小厚度應滿足以下(xia)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)循環條件或A1類(lei)流體的管道,采用不(bu)銹鋼管子及對焊管件時,不(bu)應(ying)小(xiao)于表16.32所列的厚(hou)度。
c. 外(wai)螺紋的(de)鋼(gang)管(guan)和(he)外(wai)螺紋鋼(gang)管(guan)件的(de)最小厚(hou)度(du)應按表16.33的(de)規定。
d. 內(nei)螺紋(wen)管件(jian)及承插焊管件(jian)的厚度應符合現(xian)行國家標準的規定(ding)。
e. 選用低(di)(di)壓(ya)流體輸送(song)用焊(han)接(jie)鋼(gang)管的(de)系列(lie)厚度及現(xian)行(xing)國家(jia)(jia)標準號應按現(xian)行(xing)國家(jia)(jia)標準GB/T3092《低(di)(di)壓(ya)流體輸送(song)用焊(han)接(jie)鋼(gang)管》及GB/T 3091《低(di)(di)壓(ya)流體輸送(song)用鍍鋅(xin)焊(han)接(jie)鋼(gang)管》中(zhong)的(de)加厚管子(zi),可用于輸送(song)設(she)(she)計壓(ya)力小于或(huo)等于1.6MPa和設(she)(she)計溫(wen)度在0~200℃的(de)C類(lei)流體。普通厚度的(de)管子(zi)僅用于D類(lei)流體。
③. 工業管道(dao)壁厚(hou)等級的確定方法(fa)
按上述的管(guan)道壁(bi)(bi)厚(hou)方法(fa)計算(suan)值(zhi)先按四舍五入的原則進行圓整,然后查相應的應用(yong)標準,與計算(suan)值(zhi)最接近(jin)且稍高(gao)的對應壁(bi)(bi)厚(hou)就(jiu)是(shi)該管(guan)道的公(gong)稱(cheng)壁(bi)(bi)厚(hou)。有對應管(guan)子(zi)表號(hao)時(shi),就(jiu)用(yong)管(guan)子(zi)表號(hao)表示;無對應管(guan)子(zi)表號(hao)時(shi),就(jiu)用(yong)壁(bi)(bi)厚(hou)值(zhi)表示。管(guan)子(zi)表號(hao)或壁(bi)(bi)厚(hou)值(zhi)所表示的參數就(jiu)是(shi)該管(guan)道的公(gong)稱(cheng)壁(bi)(bi)厚(hou)等級。
對(dui)于(yu)不宜(yi)靠用(yong)標準中公稱壁厚的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao),例如(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)應(ying)力不允(yun)許有(you)太大(da)壁厚的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)元(yuan)件,大(da)批量同規格的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)元(yuan)件,由昂貴材料制(zhi)造的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)元(yuan)件等,其(qi)壁厚等級應(ying)按計算(suan)值就近圓整取值。管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)上其(qi)他組成件(如(ru)彎(wan)頭(tou)、三通、異徑管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、封頭(tou)等),也以上述(shu)確(que)定的(de)(de)數字或(huo)代號表示其(qi)公稱壁厚等級,并由此確(que)定它們與管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子是等強度的(de)(de)。
④. 管道器材受壓元件的壁厚選用,應符合下列(lie)要(yao)求;
管道器材受壓(ya)元(yuan)件的(de)最小壁厚(hou)(hou)(hou)應(ying)考慮腐蝕、浸蝕、磨損、負偏差及螺紋或開槽深度裕量;按強度計(ji)算管道器材受壓(ya)元(yuan)件壁厚(hou)(hou)(hou)時,應(ying)考慮由于支(zhi)撐(cheng)(cheng)、結冰、回(hui)填土(tu)等(deng)附(fu)加(jia)載荷(he)的(de)影響,當由此增(zeng)加(jia)的(de)壁厚(hou)(hou)(hou)產生過大的(de)局部(bu)應(ying)力和在結構上(shang)無法解決時,應(ying)通過附(fu)加(jia)支(zhi)撐(cheng)(cheng)、拉桿等(deng)不增(zeng)加(jia)壁厚(hou)(hou)(hou)的(de)措(cuo)施來保證其強度。
工程應用:某蒸(zheng)汽管子(zi)壁(bi)厚計算實例
某蒸汽(qi)管(guan)道,設計壓力為(wei)3.0MPa,設計溫(wen)度為(wei)350℃,欲選用(yong)(yong)外徑為(wei)219mm的無縫鋼管(guan),求管(guan)材的壁厚(管(guan)材的材質為(wei)20優質碳素鋼,許用(yong)(yong)應力為(wei)90MPa,附(fu)加(jia)厚度規定采(cai)用(yong)(yong)2mm)。
工(gong)程應用:某蒸汽管道壁(bi)厚強度的(de)驗算
某(mou)蒸汽管道為325mm×8mmm,蒸汽壓(ya)力為2.5Ma,需驗算(suan)管子(zi)壁(bi)厚是否符(fu)合強度(du)要求(許用應(ying)力值(zhi)為100MPa,厚度(du)附加值(zhi)采用2.0mm)。
工程(cheng)應用(yong):某已用(yong)多年彎頭壁厚(hou)的核算
某(mou)兩相流管道219mm×6mnm,設計壓力(li)p=3.8MPa,設計溫度t=250℃,在投(tou)運若干年后,檢(jian)修時(shi)發現各彎(wan)頭外(wai)弧側壁厚因沖刷減薄了(le)0.5mm,問(wen):是否可繼續使用?
查閱技(ji)術文件檔(dang)案資料,這批彎頭是由無縫鋼管彎制的PN4.0熱壓彎頭,材質20g,DN200,外徑和(he)壁(bi)厚為$219mm X6mnm,彎頭外弧(hu)、內(nei)弧(hu)和(he)左右兩側各點實測(ce)最(zui)小(xiao)壁(bi)厚為6mm,彎曲(qu)半徑R=305mm
根據附錄查(cha)得鋼材(cai)2在250℃的許用應力為110MPa。許用應力修正(zheng)系數n取(qu)1。溫度修正(zheng)系數Y取(qu)0.4。因有兩(liang)相流動(dong)工況,附加厚度C取(qu)2。
解(jie):由條(tiao)件知(zhi)當時,直管的計算(suan)壁厚為:
原彎頭的附加厚(hou)度有(you)2.711mm,有(you)余量(liang),盡管因汽水沖(chong)刷減(jian)薄了0.5mm,彎頭最薄處壁(bi)厚(hou)為5.5mm,已經到達最小壁(bi)厚(hou)值,應更換新(xin)材料。
工程(cheng)應用:某(mou)三通壁厚的(de)核算
某管(guan)道設(she)計(ji)(ji)壓力p=2.5MPa,,設(she)計(ji)(ji)溫度(du)t=250℃,準備(bei)采用的219mm 等徑三(san)通,材料為20鋼(GB3087),實測該(gai)三(san)通最(zui)小壁厚(hou)為5.8mm,需要校核計(ji)(ji)算。
設計溫(wen)度(du) t=250℃,低(di)于(yu)20鋼(gang)的最高使用溫(wen)度(du)上(shang)限(xian),材料(liao)為(wei)20鋼(gang)材質(zhi)是可以的。根據標準查得,鋼(gang)材20鋼(gang)在250℃下(xia)的許用應力為(wei)110MPa。溫(wen)度(du)修正系數Y選取0.4。
因此,三(san)通實測最小壁(bi)厚(hou)5.8mm,大于(yu)計算的(de)最小壁(bi)厚(hou)5.08mm是(shi)可行的(de)。
工程(cheng)應用(yong):某(mou)試壓用(yong)盲板(ban)最(zui)小厚度的計算
夾(jia)在兩法蘭之(zhi)間的盲板(ban),其計算厚度(du)可按式(16.3)確定。用整體鋼(gang)板(ban)制(zhi)造(zao)時(shi),式中焊接接頭系數等于(yu)1.0。對(dui)于(yu)永久性盲板(ban)應按式(16.5)增加厚度(du)附加量。某試壓用盲板(ban)最小厚度(du)見(jian)表(biao)16.34。