①. 不銹(xiu)鋼管(guan)及管(guan)件壁(bi)厚的確定,一般由(you)工藝(yi)提出操作工況條件,經管(guan)道(dao)設計(ji)(ji)計(ji)(ji)算(suan)后(hou),提交(jiao)“管(guan)道(dao)壁(bi)厚計(ji)(ji)算(suan)表”,由(you)管(guan)道(dao)設計(ji)(ji)圓整并選擇標準的管(guan)道(dao)壁(bi)厚(特殊材(cai)質管(guan)子壁(bi)厚除外)。
內壓直管金屬直管的(de)壁(bi)厚(hou)計(ji)算在GB 50316、SH 3059、GB/T 20801、ASME B31.1、ASME B31.3等規范均有介紹。地(di)上管道的(de)壁(bi)厚(hou)一般按環向應(ying)力(li)設(she)計(ji),與(yu)地(di)下(xia)管道的(de)壁(bi)厚(hou)設(she)計(ji)方法相同。
承(cheng)受外壓(ya)的(de)直管厚(hou)度和加強要求(qiu),應符(fu)合現行國家標準GB150《壓(ya)力容器》的(de)規(gui)定。
國內(nei)標(biao)準(zhun)常用鋼(gang)管(guan)和鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)由(you)GB50316-2000中(zhong)(zhong)表A.0.1和表A.0.2中(zhong)(zhong)取(qu)(qu)值。美標(biao)標(biao)準(zhun)常用鋼(gang)管(guan)和鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)由(you)ASME B31.3中(zhong)(zhong)表A-1中(zhong)(zhong)取(qu)(qu)值;用于(yu)高壓(ya)蒸(zheng)汽的(de)(de)管(guan)道,其鋼(gang)管(guan)和鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)由(you) ASME B31.1中(zhong)(zhong)表A-1、A-2、A-3中(zhong)(zhong)取(qu)(qu)值。
②. 各種工況(kuang)下鋼管(guan)(guan)及鋼制管(guan)(guan)件的最(zui)小厚度應滿足(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(tiao)件(jian)或A1類流體的管道,采用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼管子及對焊管件(jian)時,不(bu)應小于(yu)表16.32所列的厚度。
c. 外(wai)螺紋的(de)(de)鋼管(guan)和外(wai)螺紋鋼管(guan)件的(de)(de)最小厚(hou)度(du)應按表16.33的(de)(de)規定。
d. 內(nei)螺(luo)紋管件(jian)及(ji)承(cheng)插焊管件(jian)的厚度應符合(he)現行國家標準的規(gui)定。
e. 選用(yong)低壓(ya)流(liu)體(ti)(ti)輸(shu)送用(yong)焊接(jie)鋼管(guan)的系列厚(hou)度及現(xian)行(xing)國家標準號應(ying)按現(xian)行(xing)國家標準GB/T3092《低壓(ya)流(liu)體(ti)(ti)輸(shu)送用(yong)焊接(jie)鋼管(guan)》及GB/T 3091《低壓(ya)流(liu)體(ti)(ti)輸(shu)送用(yong)鍍鋅焊接(jie)鋼管(guan)》中的加厚(hou)管(guan)子,可用(yong)于輸(shu)送設(she)計壓(ya)力小(xiao)于或等(deng)于1.6MPa和設(she)計溫(wen)度在0~200℃的C類(lei)流(liu)體(ti)(ti)。普(pu)通厚(hou)度的管(guan)子僅用(yong)于D類(lei)流(liu)體(ti)(ti)。
③. 工業管(guan)道(dao)壁厚等級的確定方(fang)法
按上述的(de)(de)(de)管(guan)(guan)道壁(bi)(bi)厚方法(fa)計算值先(xian)按四舍五入的(de)(de)(de)原則進行圓整(zheng),然后查相應(ying)的(de)(de)(de)應(ying)用標準(zhun),與計算值最(zui)接近且稍高的(de)(de)(de)對(dui)應(ying)壁(bi)(bi)厚就是該(gai)管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚。有對(dui)應(ying)管(guan)(guan)子(zi)表(biao)(biao)號(hao)時(shi),就用管(guan)(guan)子(zi)表(biao)(biao)號(hao)表(biao)(biao)示(shi);無對(dui)應(ying)管(guan)(guan)子(zi)表(biao)(biao)號(hao)時(shi),就用壁(bi)(bi)厚值表(biao)(biao)示(shi)。管(guan)(guan)子(zi)表(biao)(biao)號(hao)或壁(bi)(bi)厚值所表(biao)(biao)示(shi)的(de)(de)(de)參數就是該(gai)管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)公稱(cheng)壁(bi)(bi)厚等級。
對于不宜靠用標準中公(gong)稱(cheng)壁厚(hou)的(de)管(guan)(guan)(guan)道,例如管(guan)(guan)(guan)道應(ying)力不允許有太大壁厚(hou)的(de)管(guan)(guan)(guan)道元件(jian),大批量同(tong)規格的(de)管(guan)(guan)(guan)道元件(jian),由昂貴材(cai)料制造的(de)管(guan)(guan)(guan)道元件(jian)等(deng)(deng),其(qi)(qi)壁厚(hou)等(deng)(deng)級應(ying)按計算值就近圓整取值。管(guan)(guan)(guan)道上其(qi)(qi)他組成件(jian)(如彎頭(tou)、三通、異徑管(guan)(guan)(guan)、封頭(tou)等(deng)(deng)),也以上述確定(ding)的(de)數字或代(dai)號表示其(qi)(qi)公(gong)稱(cheng)壁厚(hou)等(deng)(deng)級,并(bing)由此確定(ding)它(ta)們與(yu)管(guan)(guan)(guan)子是等(deng)(deng)強度的(de)。
④. 管道器(qi)材受(shou)壓元件的壁厚選(xuan)用,應(ying)符合(he)下列要求;
管道(dao)器材受壓(ya)元件的(de)最小壁厚(hou)(hou)應考(kao)慮腐蝕、浸蝕、磨損(sun)、負偏差及(ji)螺(luo)紋(wen)或開(kai)槽深度裕量;按強(qiang)度計(ji)算管道(dao)器材受壓(ya)元件壁厚(hou)(hou)時,應考(kao)慮由于支(zhi)撐(cheng)、結(jie)冰(bing)、回(hui)填土等附加載荷的(de)影響,當(dang)由此增(zeng)(zeng)加的(de)壁厚(hou)(hou)產生過(guo)大的(de)局部應力和在結(jie)構上無法解決時,應通過(guo)附加支(zhi)撐(cheng)、拉桿等不增(zeng)(zeng)加壁厚(hou)(hou)的(de)措施來保證(zheng)其強(qiang)度。
工程應用:某蒸汽管子壁厚(hou)計算(suan)實例
某(mou)蒸汽管(guan)道,設計(ji)壓(ya)力(li)為3.0MPa,設計(ji)溫(wen)度為350℃,欲選用外徑為219mm的無縫鋼管(guan),求管(guan)材(cai)的壁厚(hou)(管(guan)材(cai)的材(cai)質為20優(you)質碳素鋼,許用應力(li)為90MPa,附加厚(hou)度規定采用2mm)。
工程應用:某(mou)蒸汽管道壁厚強(qiang)度的驗算
某蒸汽(qi)管道為(wei)(wei)325mm×8mmm,蒸汽(qi)壓力為(wei)(wei)2.5Ma,需驗算管子(zi)壁厚是(shi)否符合強度(du)要求(許用(yong)應力值為(wei)(wei)100MPa,厚度(du)附加(jia)值采用(yong)2.0mm)。
工程應用:某已用多年彎頭壁厚的(de)核算
某兩相(xiang)流管道219mm×6mnm,設(she)計壓(ya)力p=3.8MPa,設(she)計溫(wen)度t=250℃,在投運若干年(nian)后,檢修時發現各彎頭外弧(hu)側(ce)壁(bi)厚因(yin)沖刷減薄了0.5mm,問(wen):是否可繼續(xu)使用?
查(cha)閱技術文件檔案資料,這批彎頭(tou)是由無縫(feng)鋼管彎制的PN4.0熱壓彎頭(tou),材質20g,DN200,外徑(jing)和壁厚(hou)(hou)為(wei)(wei)$219mm X6mnm,彎頭(tou)外弧(hu)、內弧(hu)和左右兩側(ce)各點(dian)實測最(zui)小(xiao)壁厚(hou)(hou)為(wei)(wei)6mm,彎曲半徑(jing)R=305mm
根據(ju)附(fu)錄查(cha)得鋼材2在250℃的許用應(ying)(ying)力(li)為110MPa。許用應(ying)(ying)力(li)修正(zheng)系數(shu)(shu)n取1。溫度修正(zheng)系數(shu)(shu)Y取0.4。因有兩相流動工況,附(fu)加厚度C取2。
解:由條件知當時,直管的計算壁厚為(wei):
原彎頭的附加厚度有2.711mm,有余量,盡管因(yin)汽水沖刷減(jian)薄了0.5mm,彎頭最薄處(chu)壁(bi)厚為5.5mm,已經到達最小壁(bi)厚值(zhi),應(ying)更換新材料(liao)。
工程應(ying)用(yong):某三通壁(bi)厚的(de)核算(suan)
某(mou)管(guan)道設計(ji)壓力p=2.5MPa,,設計(ji)溫度(du)t=250℃,準備采用(yong)的219mm 等徑三通,材(cai)料為(wei)20鋼(GB3087),實測該三通最小壁厚為(wei)5.8mm,需要校核計(ji)算。
設(she)計溫(wen)度 t=250℃,低于20鋼(gang)的最高使用溫(wen)度上限,材料為(wei)20鋼(gang)材質是可(ke)以(yi)的。根(gen)據標(biao)準查得,鋼(gang)材20鋼(gang)在250℃下的許用應力為(wei)110MPa。溫(wen)度修正(zheng)系數Y選取0.4。
因此,三通(tong)實測最小壁厚(hou)5.8mm,大(da)于計算的最小壁厚(hou)5.08mm是(shi)可行的。
工程應用(yong):某試(shi)壓(ya)用(yong)盲板最(zui)小(xiao)厚度的計算
夾在兩法蘭之間(jian)的盲板,其(qi)計算厚(hou)度(du)可按式(16.3)確定(ding)。用整體鋼板制造(zao)時,式中焊接(jie)接(jie)頭系數(shu)等于(yu)1.0。對于(yu)永久性盲板應按式(16.5)增(zeng)加厚(hou)度(du)附加量。某試壓用盲板最小厚(hou)度(du)見表16.34。