压力容器、压力管道管件壁厚计算
钢管壁厚计算范文
钢管壁厚计算范文钢管壁厚是指钢管壁的厚度，它是决定钢管强度和承载能力的重要参数。
在进行钢管的设计、制造和使用过程中，合理计算钢管壁厚是非常重要的。
钢管壁厚的计算需要考虑多个因素，如工作条件、使用要求、材料特性等。
以下是一个钢管壁厚计算的范文，展示了一个典型的计算过程。
首先，确定工作条件。
假设我们需要设计一根用于输送液体的钢管。
在设计过程中，我们需要知道液体的工作温度、工作压力和输送液体的化学性质。
假设液体的工作温度为50℃，工作压力为10MPa，液体为一般化学物质。
其次，选择材料。
根据液体的性质和工作条件，我们可以选择合适的钢管材料。
假设我们选择了碳钢管作为材料。
然后，计算壁厚。
钢管壁厚计算可以通过以下步骤进行：1.根据工作压力和材料的屈服强度计算允许应力。
根据设计规范和经验值，我们可以得出碳钢管的屈服强度为240MPa。
允许应力一般是屈服强度的1/3至1/4、假设我们选择允许应力为允许应力=屈服强度/3=240/3=80MPa。
2. 根据管道内径和工作压力计算应力。
应力可以通过应力=工作压力*管道内径/ (2*壁厚)计算得出。
假设管道内径为100mm，工作压力为10MPa，则应力=10*100/(2*壁厚)=500/壁厚。
3.根据允许应力和应力计算壁厚。
将应力与允许应力进行比较，如果应力小于允许应力，则壁厚合适；如果应力大于允许应力，则需要增加壁厚。
假设应力小于允许应力，即500/壁厚<80MPa，则壁厚适合条件。
最后，验证计算结果。
经过计算得出的壁厚为壁厚适合条件。
为了验证计算结果，我们可以选择使用计算机辅助设计软件或者与实际制造人员进行讨论，以确保钢管壁厚的合理性。
综上所述，钢管壁厚计算涉及各种因素的综合考虑，包括工作条件、材料选择和力学计算。
通过合理的计算方法和合适的参数选择，可以确定符合设计要求的钢管壁厚。
但它只是钢管设计的一部分，对于实际使用和制造过程中的其他问题，还需要更多的考虑和分析。
管道的压力等级标准管件的公称压力等级壁厚等级
管道的压力等级|标准管件的公称压力等级|壁厚等级管道压力等级前面已经提及，压力管道的组成件一般都是标准件，因此压力管道组成件的设计主要是其标准件的选用，管道压力等级的确定也就是其标准件等级的确定。
管道的压力等级包括两部分: 以公称压力表示的标准管件的公称压力等级；以壁厚等级表示的的标准管件的壁厚等级。
管道的压力等级：通常把管道中由标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同确定的能反映管道承压特性的参数叫做管道的压力等级。
而习惯上为简化描述，常把管道中管件的公称压力等级叫做管道的压力等级。
压力等级的确定是压力管道设计的基础，也是设计的核心。
它是压力管道布置、压力管道应力校核的设计前提条件，也是影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。
5.1 设计条件工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。
这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。
管道的设计压力：应不低于正常操作时，由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。
最苛刻条件：是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。
设计压力确定：考虑介质的静液柱压力等因素的影响，设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。
a. 一般情况下管道元件的设计压力确定一般情况下，为了操作上的方便，在此不妨采用压力容器的做法，即在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。
表5-1 一般情况下管道元件的设计压力确定b. 管道中有安全泄压装置时，管道中有安全泄压装置时预示着该管道在运行过程中有出现超出其正常操作压力的可能。
设置安全泄压装置(如安全阀、爆破片等)的目的，就是在系统中出现超出其正常操作压力的情况时，能将压力自动释放而使设备、管道等系统的硬件得到保护。
此时管道的设计压力应不低于安全泄压装置的设定压力。
c. 管道中有高扬程的泵对于高扬程的泵，尤其是往复泵，在开始启动的短时间内，往往会在第一道切断阀之前的管道和泵内产生一个较高的封闭压力，有时这个封闭压力会达到一个很大的值。
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算压力管道的强度计算1．承受内压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。
该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。
承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿θ管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。
则3个主应力的平均应力表达式为管壁上的3个主应力服从下列关系式：σθ＞σz＞σr根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为σe=σθ-σr≤[σ]将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式图2．1 承受内压管壁的应力状态工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式2．管子壁厚计算承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为按管子内径确定时为式中：S l——管子理论壁厚，mm；P——管子的设计压力，MPa；D w——管子外径，mm；D n——管子内径，mm；φ——焊缝系数；[σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。
管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。
它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。
作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。
因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为S j=S l+C (2-3)式中：S j——管子计算壁厚，mm；C——管子壁厚附加值，mm。
(1)焊缝系数(φ)焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。
焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。
根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1]对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取：①双面焊的全焊透对接焊缝：100％无损检测φ=1．0；局部无损检测φ=0．S5。
浅谈阀门壁厚标准(2)
阀门专业设计资料中常见到的壁厚计算公式还有： SB= P D N +C ………………（4）
2.3[σ L ] − P
公式（1）（2）来之于 ASME B16.34。
2
其通用格式为：tm= 1.5K1Pcd ; 2S −1.2K1Pc
令
K=
1.5K1Pc 2S −1.2K1Pc
= [( PD - PD )2+( PD -0)2+(0- PD )2]/2
2SB 4SB
4SB
2SB
=[ (PD)2 + (PD)2 + (PD)2 ]/2
16SB2 16SB2
4SB2
5
=
3 (PD
16S B
)2
2
把上式代入根号，
3 (P D )2
16SB2
=[σL]
则, SB= PD （ 16/3 [σL]=2.309401077[σL] =2.3[σL]，
GB26640-2011（以下简称《壁厚标准》）规定了钢制阀门最小壁 厚和铁制阀门最小壁厚。
二、不同阀门壁厚公式的来源及比较
与 GB/T12224 和 GB/T1223X 系列标准相比较，GB26640《壁厚 标准》为强制性标准，有更高的法律效力。不同的是 GB26640 只描 述阀门壳体壁厚，没有论述产品设计、材料及检测等方面的内容。
四、 建议
1. 对制定《标准》的建议 第一、制定标准应严密细致，一丝不苟。避免出现文字性或编辑 性的错误，如字词不一致、图文不一致、图形不完善，甚至公式字母 或运算符号错误等等。一旦出现错误，应尽快发布勘误表。 第二、标准各部分内容应相互支撑。如 GB26640《壁厚标准》 表 1，列出了内径 d=3~1300mm 的壁厚，然而附录表 A.1 只列出 DN15~DN750 对应的阀门内径。大于 DN750 的阀门，若设计内径不 同，按照表 1 选取相同壁厚显然是不合理的。 同样道理，壁厚与材料相关。制定壁厚标准应明确所适用的各种 材料牌号。如，GB26640 表 1 壁厚适于钢制阀门，钢材种类繁多，诸 如沸腾钢、镇静钢等等。如采用 F08，10 钢等等制作阀门是不能接受 的。 2. 对于标准使用者的建议 使用标准首先应进行宣贯培训，对其适用范围、内容认真理解， 领会透彻。如，GB26640 表明适于钢制阀门，具体选择的材料牌号是
压力管道报废标准
压力管道报废标准（暂行参考）一、目的根据《压力管道安全管理与监察规定》及国家行业标准的有关规定制定此标准。
二、适用范围公司内所有压力管道三、规定管道达到停止使用状态，要通过外观宏观检查、材料检验、壁厚测定、无损检测、理化试验、安全保护装置检验、耐压强度检验和应力分析、压力试验、渗漏行试验等多方面检测后，如果达到规定4级的必须报废。
管道内介质成分、腐蚀介质含量、压力、温度、管道腐蚀程度、腐蚀速率、脱氢碳化、硫氮磷等的渗透、金属强度、硬度、外部内部裂纹、金相组织变化、使用年限、各管件使用外部宏观情况等都影响管道使用寿命，对安全使用状况达到高危险级别（4级）的必须更换，中度危险级别的需进行整改。
（一）材料劣化和损伤通过金相实验、理化试验、硬度检测、无损检测等确定材料性质是否劣化，达到以下情况必须更换。
1、材料发生中度球化或更严重球化时则评为4级。
材料球化程度的评定参照现行行业标准《火电厂用20号钢珠光体球化评级标准》DL/T 674、《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》DL/T 773的要求进行。
2、材料发生中度石墨化或更严重石墨化评为4级时。
材料石墨化程度的评定参照现行行业标准《碳钢石墨化检验及评级标准》DL/T 786的要求进行。
3、对蠕变损伤，如金相检验发现存在蠕变裂纹评为4级时。
4、对氢腐蚀，发生氢腐蚀脱碳出现氢腐蚀裂纹评为4级时。
5、材料发生晶间腐蚀，如发现裂纹评为4级时；6、管道存在应力腐蚀、疲劳损伤且经检验发现使用中产生的裂纹评为4级时。
（二）焊接接头的硬度值超标在湿H 2S 环境下工作的碳钢及低合金钢管道，其焊接接头硬度值超过HB200发生应力腐蚀的，焊接接头需重新焊接处理。
（三）管子或管件全面减薄时1、管子或管件的实测壁厚，扣除至下一检验周期的腐蚀量的2倍后，小于其设计最小壁厚时，对管道或管件进行更换。
（1）根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）6.2中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时，承受内压直管的计算厚度不应小于式（1）计算的值。
压力管道管件选择
阀件的安装3.6.1阀门安装的一般要求(1)阀门安装位置不应妨碍设备、管道及阀门本身的拆卸和检修。
阀门安装高度应方便操作、检修，一般以离操作面1.2~1.5m为宜。
操作较频繁的阀门，当必须安装在距操作面1.8m以上时，应设置操作平台。
(2)安装在操作面以下时，应设置伸长杆。
水平管道上的阀门、阀杆最好垂直向上或左右偏45°水平安装，但不宜向下。
垂直管道上的阀门、阀杆手轮必须朝着操作巡回线方向安装。
有条件时阀门尽可能集中。
(3)直通升降式止回阀只能装在水平管道上。
立式升降式止回阀、旋启式止回阀可以装在水平管道上，也可装在介质由下向上流动的垂直管道上。
(4)管道上装螺纹连接的阀门时，在阀门附近一定要装活接头，以便拆卸。
(5)辅助系统管道进入车间应设置切断阀，当车间停车检修时，可与总管切断。
这些阀门安装高度较高，应尽可能布置在一起，以便设置操作检修平台。
(6)高压阀门为角阀，且常为二只串联，开启时动力大，必须设置阀架以支承阀门和减少启动应力，其安装高度以0.6-1.2m为宜。
(7)衬里、喷涂及非金属材质阀门本身重量大，强度低，应尽可能做到集中布置，便于阀架设计，即使是单独一个阀门也应固定在阀架上。
(8)水平管路上安装重型阀门时，应考虑在阀门两侧装设支架。
疏水器的一般安装(1)疏水器应设置在低于设备、管道冷凝水排出口的地方，这样冷凝水不会在设备、管道内积聚，并能及时排出。
(2)螺纹连接的疏水器应设置活接头(疏水阀前后均装)，以便于拆装。
疏水器前的管道水平敷时，管道要朝疏水方向坡设，并注明这段管道的坡度。
其目的是防止系统超负时产生流动不畅或发生水击现象(3)疏水器一般设置在水平管道上。
脉冲式疏水器阀盖向上。
钟形浮子式疏水器尽可能设置在室内；设置在室外时，应保温防止冻坏(应根据环境温度而定)。
热动力疏水器可设置在水平管道上或垂直管道上(必须由上向下排的垂直管道)，也可设在室外。
管道材料设计技术规定SH/P23-2005上海化工设计院有限公司二OO五年三月管道材料设计技术规定1、适用范围本设计规定适用于一般化工、石油化工装置的管道及仪表流程图(PID)上所示的管道材料(管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门)。
压力管道-国内标准
由于在高温下工作的化工管道不可能在高温下进行压力试验，而是常温下进行的，因此，对于操作温度高于200℃的碳钢管道和操作温度高于350℃的合金管道的液压试验，其试验压力应乘以温度修正系数。
试验压力PS按如下公式计算：(5—7)式中 p——工作压力，MPa；K——压力试验系数。
中、低压管道K=1．25；高压管道K=1．5；——常温下管材的许用应力，按20℃时选取，MPa；——在操作温度下管材的许用应力，MPa。
试验压力PS的值不得小于(p+1)，式中的温度修正系数值最高不超过1．8。
真空操作的石油化工管道，试验压力规定为0．2MPa。
二、管道分级(一)按压力分石油化工管道，有低压、中压、高压、超高压及真空管道之分，压力分级如表5—10。
表5—10 管道压力等级划分工作压力≥9．0MPa，且工作温度≥500℃的蒸汽管道可升级为高压管道。
(二)按压力和介质危害程度分按中国石化总公司《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范》SHJ 501—85的规定，可分为A、B、C三个级别，见表5—11。
表5—11 管道按介质性质分级(三)按最高工作压力、最高工作温度、介质、材质综合分类。
见表5—12。
表5—12 管道综合分类(1)介质毒性程度为Ⅰ、Ⅱ级的管道按Ⅰ类管道。
(2)穿越铁路干线、公路干线、重要桥梁、住宅区及工厂重要设施的甲、乙类火灾危险物质和介质毒性为Ⅲ级以上的管道，其穿越部分按Ⅰ类管道。
(3)石油气(包括液态烃)、氢气管道和低温系统管道至少按Ⅲ类管道。
(4)甲乙类火灾危险物质、Ⅲ级毒性物质和具有腐蚀性介质的管道，均应升高一个类别。
(5)介质毒性程度参照GB 5044《职业性接触毒物危害程度分级》的规定分为四级，其最高容许浓度分别为：Ⅰ级(极度危害)<0．1mg／m3；Ⅱ级(高度危害)0．1～<1．0mg/m3；Ⅲ级(中度危害)1．0～<10mg／m3；Ⅳ级(轻度危害))10mg／m3。
(整理)管道的压力等级标准管件的公称压力等级壁厚等级
管道的压力等级|标准管件的公称压力等级|壁厚等级管道压力等级前面已经提及，压力管道的组成件一般都是标准件，因此压力管道组成件的设计主要是其标准件的选用，管道压力等级的确定也就是其标准件等级的确定。
管道的压力等级包括两部分: 以公称压力表示的标准管件的公称压力等级；以壁厚等级表示的的标准管件的壁厚等级。
管道的压力等级：通常把管道中由标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同确定的能反映管道承压特性的参数叫做管道的压力等级。
而习惯上为简化描述，常把管道中管件的公称压力等级叫做管道的压力等级。
压力等级的确定是压力管道设计的基础，也是设计的核心。
它是压力管道布置、压力管道应力校核的设计前提条件，也是影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。
5.1 设计条件工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。
这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。
管道的设计压力：应不低于正常操作时，由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。
最苛刻条件：是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。
设计压力确定：考虑介质的静液柱压力等因素的影响，设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。
a. 一般情况下管道元件的设计压力确定一般情况下，为了操作上的方便，在此不妨采用压力容器的做法，即在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。
表5-1 一般情况下管道元件的设计压力确定b. 管道中有安全泄压装置时，管道中有安全泄压装置时预示着该管道在运行过程中有出现超出其正常操作压力的可能。
设置安全泄压装置(如安全阀、爆破片等)的目的，就是在系统中出现超出其正常操作压力的情况时，能将压力自动释放而使设备、管道等系统的硬件得到保护。
此时管道的设计压力应不低于安全泄压装置的设定压力。
c. 管道中有高扬程的泵对于高扬程的泵，尤其是往复泵，在开始启动的短时间内，往往会在第一道切断阀之前的管道和泵内产生一个较高的封闭压力，有时这个封闭压力会达到一个很大的值。
管道压力试验封头型式及厚度的确定
长输管道压力试验封头型式及厚度的确定符号说明δ——计算厚度，mm；——计算压力，MPa；等于设计压力与压力试验管段液位高差静压力之和；PcD——封头内直径，mm；i[σ]t——设计温度下材料的许用应力，MPa；φ——焊接接头系数，采用整板料取1；α——圆锥半顶角，（°）；压力试验是管道施工涉及人身和财产安全的关键工序，在管道设计规范、施工规范中均未对管道压力试验的封头型式、材质与厚度作出相应的规定，施工单位一般根据经验和材料的实际情况确定，存在着较大的安全风险。
但压力管道（最大直径φ1219mm，最高设计压力10MPa）与压力容器（最大直径超过φ5000mm，最高设计压力大于100MPa）同属承压类特种设备，把管道等同于筒体很长的压力容器，管道压力试验与压力容器的压力试验就是完全相同的，因此，用压力容器的方法确定长输管道试压封头是满足管道要求的。
管道压力试验的封头型式、材质与厚度可以根据压力容器的基本要求和计算方法确定。
1 封头型式的确定压力容器用封头根据几何形状的不同，一般分为球形封头、椭圆封头、碟形封头、锥形封头、平盖等。
以峰值应力和截面突变情况为依据，优先选用球形封头，其它封头依次次之，平盖的受力状况最差，截面突变最大。
1.1球形封头球形封头截面形状为半球形，球形封头没有相应的专业制造标准，到目前为止，一般按照GB150进行设计计算，参照JB/T4746制造，根据需要，封头直边可有可无，供需双方协商确定。
由于截面突变最小，其受力状况最好，在同等条件下所需的金属厚度最小，其厚度计算公式为：δ=PcDi4[σ]tφ-Pc但由于封头深度较大，加工难度相对较大，且考虑到与管道（筒体）等厚度焊接的因素，从经济适用出发，球形封头一般用于压力较高的场合才能体现其受力状况佳、用料厚度较小的优势。
建议设计压力≥8.0MPa的管道采用球形封头作为试压封头。
1.2椭圆封头（本文指标准椭圆封头）椭圆封头截面形状为半椭圆形，按GB150进行设计计算，按JB/T4746制造加工。
压力管道、压力容器用钢管壁厚校核、开孔补强计算excel自动计算表格模板
开孔补强计算
公式代 单位 输入数据
d0 mm
90
δnt mm
5
di mm 80.00
C1 mm
0.5
C2 mm
1.0
C3 mm
0.5
C mm
2.0
d
mm
84.00
B mm 168.00
h1 mm 20.49
h2 mm
10
Pc Mpa
10
＆ Mpa
320
D0 mm 114.3
δ Mpa
245
F
0.5
δ mm 7.464489796
C1 mm
0.5
C2 mm
1.0
C3 mm
0.5
C mm
2.0
δn mm 9.4644898
δ mm 11.1346939
δ mm 8.00
备注 请输入数据 请输入数据
可变 0.4-0.6 加0—2为取用壁
计算输出 不满足
项目 支管外径 支管名义壁厚 支管内径 工艺减薄量C1 腐蚀余量C2 板材/管材负偏差C3 厚度附加量C 开孔直径 有效补强宽度 补强外侧高度h1 补强内侧高度h2 计算压力Pc 材料强度＆ 母管外径 母管名义壁厚 母管内径 母管计算壁厚δ 支管计算壁厚δt 开孔削弱面积A 母管开孔处有效厚度 支管有效厚度 焊缝脚高 补强面积A1 补强面积A2
请输入数据
补强面积A3 总补强面积Ae
要否补强
A3 Ae
mm m2m
32 926.65213
2
无须补强
l自动计算表格模板
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项目 计算压力Pc 母管外径 材料强度＆ 设计强度系数F 母管计算壁厚δ 工艺减薄量C1 腐蚀余量C2 板材/管材负偏差C3 厚度附加量C 钢管名义壁厚 实际壁厚
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算1．承受内压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。
该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。
承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。
则3个主应力的平均应力表达式为管壁上的3个主应力服从下列关系式：σθ＞σz＞σr根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为σe=σθ-σr≤[σ]将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式图2．1 承受内压管壁的应力状态工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式2．管子壁厚计算承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为按管子内径确定时为式中：S l——管子理论壁厚，mm；P——管子的设计压力，MPa；D w——管子外径，mm；D n——管子内径，mm；φ——焊缝系数；[σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。
管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。
它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。
作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。
因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为S j=S l+C (2-3)式中：S j——管子计算壁厚，mm；C——管子壁厚附加值，mm。
(1)焊缝系数(φ)焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。
焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。
根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1]对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取：①双面焊的全焊透对接焊缝：100％无损检测φ=1．0；局部无损检测φ=0．S5。
压力管道 试验压力计算
压力管道试验压力计算引言压力管道是工业生产中广泛使用的一种输送介质的管道。
为保证管道的安全性能，必须进行试验以验证其承压能力。
在进行压力试验时，需要准确计算试验压力，以确保管道的安全运行。
本文将介绍压力管道试验压力的计算方法，并以Markdown 文本格式输出。
压力管道试验压力计算方法压力管道试验压力的计算需要考虑以下几个因素：1.管道的公称直径和壁厚：管道的公称直径和壁厚是计算试验压力的基本参数。
根据管道的公称直径和壁厚，可以确定管道的承压能力，从而得到试验压力的计算依据。
2.强度设计系数：管道在设计时一般会考虑到安全因素，并在计算承压能力时引入强度设计系数。
强度设计系数是根据管道材料的强度和设计条件等因素确定的，不同的管道材料和设计条件可能会有不同的强度设计系数。
3.管道的工作温度和材料的温度系数：管道在工作时可能会受到不同的温度影响，因此在计算试验压力时需要考虑管道的工作温度。
此外，管道材料的温度系数也会对试验压力的计算产生影响，不同的材料具有不同的温度系数。
4.管道的试验系数：在试验过程中，管道系统会受到一定的水力冲击和压力波动等因素的影响，需要引入试验系数进行修正。
试验系数一般通过实验测定或根据经验确定。
根据以上因素，可以使用以下公式计算压力管道的试验压力：试验压力 = 强度设计系数 × 管道的承压能力 × 温度修正系数 × 试验系数其中，温度修正系数和试验系数需要根据具体情况进行计算或测定。
示例计算为了更好地理解压力管道试验压力的计算方法，以下是一个示例计算。
假设一条直径为 6 寸，壁厚为 8 mm 的碳钢管道进行压力试验，管道的公称压力为 20 MPa，工作温度为 25°C。
根据设计条件，该管道的强度设计系数为 1.5。
根据经验，该管道的温度修正系数为 1.2，试验系数为 1.3。
根据以上参数，可以进行试验压力的计算：试验压力 = 1.5 × 20 MPa × 1.2 × 1.3 = 46.8 MPa因此，该管道的试验压力为 46.8 MPa。
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算1．承受内压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。
该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。
承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。
则3个主应力的平均应力表达式为管壁上的3个主应力服从下列关系式：σθ＞σz＞σr根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为σe=σθ-σr≤[σ]将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式图2．1 承受内压管壁的应力状态工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式2．管子壁厚计算承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为按管子内径确定时为式中：S l——管子理论壁厚，mm；P——管子的设计压力，MPa；D w——管子外径，mm；D n——管子内径，mm；φ——焊缝系数；[σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。
管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。
它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。
作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。
因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为S j=S l+C (2-3)式中：S j——管子计算壁厚，mm；C——管子壁厚附加值，mm。
(1)焊缝系数(φ)焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。
焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。
根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1]对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取：①双面焊的全焊透对接焊缝：100％无损检测φ=1．0；局部无损检测φ=0．S5。
压力容器、压力管道管件壁厚计算
椭圆封头壁厚计算 设计压力 MPa 25 封头内径 mm 200 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1 、σ s/1.6，或参照右图
注：材料许用应力取下列各值中最小值：σ b/3.0
半球形封头壁厚计算 设计压力 MPa 25 封头内径 mm 200 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1
温度 T
60 50
40 30
20 10 0
0
厚计算
σ b/3.0
，整理者：王遵健，QQ：1643337883
150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
许用应力
最小许用应力计算 σ b计算许用应力 σ s计算许用应力 37 153
20号钢
0
短接、弯头、压力表接头、管箍等壁厚计算 设计压力 MPa 25 管件外径 mm 245 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1 、σ s/1.6，或参照右图
注：材料许用应力取下列各值中最小值：σ b/3.0
焊制三通壁厚计算（适用于：支管内径/主管内径≥0.5） 设计压力 MPa 25 主管外径 mm 245 加强型式 厚度 加强筋尺寸 蝶式 高度 单筋 直径 6倍厚度 38.5 支管外径 mm 245 腐蚀裕量 mm 2 主管壁厚≤20 25.6 材料许用应力 MPa 130
*注：本表格计算公式参照SY/T 5270-2000，整理者：王遵健，QQ：1643337883
等壁厚计算 最小壁厚 mm 23.5 、σ s/1.6，或参照右图 σb 410 最小许用应力计算 σs 245
管道的设计计算——管径和管壁厚度
管道的设计计算——管径和管壁厚度管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。
管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。
A.管内径：管道内径可按预先选取的介质流速由下式求得：d i=18.8{q v/u}1/2式中，d i为管道内径（mm）；q v为介质容积流量（m3/h）；u为管内气体平均流速（m/s），下表中给出介质平均流速取值范围。
管内平均流速推荐值例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。
已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m3/min 排气压力为3.0 MPa已知H-6S型空压机排气量为0.6 m3/min 排气压力为3.0 MPa4台空压机合计排气量＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m vq3/min＝252 m3/h如上表所示u=6 m/s带入上述公式d i=18.8{q v/u}1/2=18.8{252/6}1/2=121.8 mm得出管路内径为121mmB.管壁厚度：管壁厚度δ取决于管道内气体压力。
a.低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。
其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算：δmin =np d i/{2[σ]ϕ−np}+ c式中，p为管内气体压力（MPa）；n为强度安全系数n=1.5～2.5，取[σ]为管材的许用应力（MPa），常用管材许用应力值列于下表；ϕ为焊缝系数，无缝钢管ϕ=1，直缝焊接钢管ϕ=0.8；c为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当cδ＞6mm时，c≈0.18δ；当δ≤6mm时，c =1mm。
当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取δ,=δ+δd0/2R式中，d0为管道外径； R为管道弯曲半径。
b.高压管道的壁厚，应查阅相关专业资料进行计算，在此不做叙述。
例2：算出例1中排气管路的厚度。
压力管道检验计算案例
压力管道检验计算案例54、某公司管道规格为Φ89×6.5mm，材料20＃，最大工作压力为1.8MPa，工作温度：常温，工作介质：放空气体。
管道等级为GC2，实际使用时间为11年，本次为首次全面检验，测厚时发现管道存在局部减薄，实测最小壁厚为5.4mm，减薄区域环向长度实测最大值为50mm。
该管道本次检验时未发现其他缺陷，材料未出现性能劣化；该管道结构符合设计规范且不承受疲劳载荷。
问该管道如何定级？第四十七条管子的局部减薄，安全状况等级的确定方法如下：(一)若局部减薄在制造或验收规范所允许的范围内，则不影响定级。
(二)局部减薄超过制造或验收规范所允许的范围时，如果同时满足以下条件，则按照表3或表4定级；否则安全状况等级定为4级。
1．管道结构符合设计规范或管道的应力分析结果满足有关规范；2．在实际工况下，材料韧性良好，并且未出现材料性能劣化及劣化趋向；3．局部减薄及其附近无其它表面缺陷或埋藏缺陷；4．局部减薄处剩余壁厚大于2mm；5．管道不承受疲劳载荷。
表3 GC2或GC3管道所允许的局部减薄深度的最大值(mm)注：D为缺陷附近管道外径实测最大值，mm，以下同；t为缺陷附近壁厚的实测最小值减去至下一检验周期的腐蚀量的2倍，mm，以下同；B为缺陷环向长度实测最大值，mm；P为管道最大工作压力，MPa，以下同；P L0管道极限内压，P L0=(2/√3)σs In[(D/2)/(D/2-t)]，以下同；σs为管道材料的屈服强度，MPa，以下同；C为至下一检验周期局部减薄深度扩展量的估计值，mm，以下同。
表4 GC1级管道所允许的局部减薄深度的最大值（mm）答：根据《在用工业管道定期检验规程》第四十七条，该管道存在局部减薄， 已知：P=1.8MPa ，B=50mm ，D=89mm ，MPa 245s =σ（1）18.0)8950/(3.14D)/(=⨯=πB ＜0.25，（B 为缺陷环向长度实测最大值，50mm ） （2）.2932)2/(2/ln 32P L0 =-=t D D s σ（3）计算C 、t 值减薄量为Δ=6.5-5.4=1.1mm (原始厚度-实测最小壁厚)年腐蚀速率为：1.1mm/11年=0.1mm/年如按运行3年计算，则：C=0.1mm ／年×3年=0.3mmt=5.4-2C=5.4-2*0.3=4.8mm（4）计算允许的局部减薄深度的最大值GC2管道定2级所允许的局部减薄深度的最大值为：0.33t-C=0.33*4.8-0.3=1.28mm因减薄量为Δ=1.1mm <1.28mm （小于该管道定2级运行3年所允许的局部减薄深度最大值1.28mm ）。
压力管道设计技术统一规定patr1
1总则1.1 为贯彻劳动部颁布的《压力管道安全管理与监察规定》(劳部发[1996]140号)，《压力容器压力管道设计许可规则》（TSG R1001-2008）以及有关国家标准，加强我公司压力管道设计的管理,确保设计质量，特制订本规定。
1.2 本规定所包含的压力管道为：（1）饱和蒸汽管道P＜10.0Mpa。
（2）过热蒸汽管道P＜10.0Mpa且 t≥400℃或t＜400℃。
（3）余压凝结水管道P＜10.0MPa且t＜400℃。
（4）高温热水管道P＜2.5Mpa且 t＜150℃。
（5）低温热水管道P＜1.6MPa且t≤95℃。
（6）注：以上P为设计压力，t为设计温度。
1.3 本规定不适用下列情况：（1）设备本体管道。
（2）输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体，其管道公称直径小于150mm，最高工作压力小于1.6MPa的管道。
（3）入户（居民楼、庭院）前的最后一道阀门之后的热力点（不含热力点）之后的热力管道。
1.4 压力管道设计时应遵循下列设计规范和国家标准、行业标准及有关手册：（1）GB 50041—2008《锅炉房设计规范》第十三章：汽水管道。
第十八章：室外热力管道。
附录A：室外热力管道、管沟与建筑物、构筑物、道路、铁路和其他管线之间的净距。
（2）DL/T 5054—1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（3）DL/T 5366-2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（4）CJJ 34—2010《城镇供热管网设计规范》（5）CJJ/T 81-98 《城镇直埋供热管道工程技术规程》（6）CJJ 104-2005 《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》（7）GB/T 1047-2005《管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用》（8）GB/T 1048-2005《管道元件PN（公称压力）的定义和选用》（9）GB 50235—2010《工业金属管道工程施工规范》（10）ZBFGH 15-1996《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（1996）（11）ZBFGH 16-1996《热水锅炉安全技术监察规程》(1991)（12）DL 612-1996《电力工业锅炉压力容器监察规程》（13）DL/T 438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》（14）DL 5031-1994《电力建设施工及验收技术规范》（管道篇）（15）DL/T 438-2009《火力发电厂焊接技术规程》（16） DL/T 821-2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规范》（17）GB/T 700-2006《碳素结构钢》（18）GB/T 8163—2008《输送流体用无缝钢管》（19）GB5310—2008《高压锅炉用无缝钢管》（20）GB3087—2008《低中压锅炉用无缝钢管》（21）GB/T 3091—2008《低压流体输送用焊接钢管》（22）SY/T 5038—1992（1991）《普通流体输送管道用螺旋缝高频焊钢管》（23）SY/T 5037—2000《低压流体输送钢管用螺旋缝埋弧焊钢管》（24）GB/T 14976—2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》（25）GB/T 5117—1995《碳钢焊条》（26）GB/T 5118—1995《低合金钢焊条》（27）动力管道手册。
压力管道各种壁厚计算及校核
压力管道各种壁厚计算及校核压力管道的壁厚计算及校核是保证管道安全运行的关键步骤。
下面将从常用的几种壁厚计算方法、壁厚校核和相关注意事项进行详细的介绍。
压力管道壁厚计算方法主要有以下几种：1.按ASMEB31.3标准：根据中美标准，管道壁厚计算主要考虑到管道内外的压力和温度，以及材料的强度和安全系数等因素。
通过该标准计算得出的壁厚满足安全要求。
2.按GB150标准：根据国际标准，计算方法与ASMEB31.3相似，但是考虑到了国内的实际情况，适用于我国的压力容器和管道设计。
3.按API570标准：该标准主要适用于石油化工设备相关规定。
按照该标准进行计算时，需要考虑到管道的条件、管道的强度和材料的选择等因素。
在进行压力管道壁厚计算时，需要注意以下几个方面：1.材料的选择：选择合适的材料对于管道的壁厚计算至关重要。
常见的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
根据具体情况，选择材料的抗拉强度、屈服强度以及安全系数。
2.温度的影响：管道在不同的温度下，材料的力学性能和物理性能会有所不同。
因此，在计算管道壁厚时，需要考虑到管道所处的温度环境，以及材料的耐热性能等因素。
3.压力的变化：管道中的压力是壁厚计算的主要依据之一、需要考虑到管道内外的压力差、压力的变化以及压力的作用方向等因素。
压力管道壁厚校核主要是通过对计算得到的壁厚结果进行检验和验证，确认管道的安全性。
校核的一般步骤包括：1.校核计算公式：根据计算的壁厚公式，核对所使用的公式是否正确。
2.校核计算数据：核对所使用的壁厚计算所需的各项数据是否准确无误，如管道内外压力、温度、材料的物理力学性能数据等。
3.校核计算结果：将计算得到的壁厚结果与标准要求进行对比，确认是否满足标准要求。
4.确定安全系数：管道设计时需要考虑到一定的安全系数，校核过程中需要确认所使用的安全系数是否合理。
需要注意的是，压力管道壁厚计算和校核必须严格按照相关标准进行，确保计算结果的准确性和管道的安全性。
压力管道检验计算案例
压力管道检验计算案例54、某公司管道规格为Φ89×6.5mm，材料20＃，最大工作压力为1.8MPa，工作温度：常温，工作介质：放空气体。
管道等级为GC2，实际使用时间为11年，本次为首次全面检验，测厚时发现管道存在局部减薄，实测最小壁厚为5.4mm，减薄区域环向长度实测最大值为50mm。
该管道本次检验时未发现其他缺陷，材料未出现性能劣化；该管道结构符合设计规范且不承受疲劳载荷。
问该管道如何定级？第四十七条管子的局部减薄，安全状况等级的确定方法如下：(一)若局部减薄在制造或验收规范所允许的范围内，则不影响定级。
(二)局部减薄超过制造或验收规范所允许的范围时，如果同时满足以下条件，则按照表3或表4定级；否则安全状况等级定为4级。
1．管道结构符合设计规范或管道的应力分析结果满足有关规范；2．在实际工况下，材料韧性良好，并且未出现材料性能劣化及劣化趋向；3．局部减薄及其附近无其它表面缺陷或埋藏缺陷；4．局部减薄处剩余壁厚大于2mm；5．管道不承受疲劳载荷。
表3 GC2或GC3管道所允许的局部减薄深度的最大值(mm)注：D为缺陷附近管道外径实测最大值，mm，以下同；t为缺陷附近壁厚的实测最小值减去至下一检验周期的腐蚀量的2倍，mm，以下同；B为缺陷环向长度实测最大值，mm；P为管道最大工作压力，MPa，以下同；P L0管道极限内压，P L0=(2/√3)σs In[(D/2)/(D/2-t)]，以下同；σs为管道材料的屈服强度，MPa，以下同；C为至下一检验周期局部减薄深度扩展量的估计值，mm，以下同。
表4 GC1级管道所允许的局部减薄深度的最大值（mm）答：根据《在用工业管道定期检验规程》第四十七条，该管道存在局部减薄， 已知：P=1.8MPa ，B=50mm ，D=89mm ，MPa 245s =σ（1）18.0)8950/(3.14D)/(=⨯=πB ＜0.25，（B 为缺陷环向长度实测最大值，50mm ） （2）.2932)2/(2/ln 32P L0 =-=t D D s σ（3）计算C 、t 值减薄量为Δ=6.5-5.4=1.1mm (原始厚度-实测最小壁厚)年腐蚀速率为：1.1mm/11年=0.1mm/年如按运行3年计算，则：C=0.1mm ／年×3年=0.3mmt=5.4-2C=5.4-2*0.3=4.8mm（4）计算允许的局部减薄深度的最大值GC2管道定2级所允许的局部减薄深度的最大值为：0.33t-C=0.33*4.8-0.3=1.28mm因减薄量为Δ=1.1mm <1.28mm （小于该管道定2级运行3年所允许的局部减薄深度最大值1.28mm ）。
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椭圆封头壁厚计算 设计压力 MPa 25 封头内径 mm 200 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1 、σ s/1.6，或参照右图
注：材料许用应力取下列各值中最小值：σ b/3.0
半球形封头壁厚计算 设计压力 MPa 25 封头内径 mm 200 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1
*注：本表格计算公式参照SY/T 5270-2000，整理者：王遵健，QQ：1643337883
等壁厚计算 最小壁厚 mm 23.5 、σ s/1.6，或参照右图 σb 410 最小许用应力计算 σs 245
用于：支管内径/主管内径≥0.5） 强度减弱系数 (单筋取0.8、 蝶式取0.9) 0.9 主管壁厚>20 25.6 120.0 38.5 主管最小壁厚 mm 25.6 支管最小壁厚 mm 25.6
注：材料许用应力取下列各值中最小值：σ b/3.0
、σ s/1.6，或参照右图
异径接头壁厚计算 设计压力 MPa 25 异径接头内径 mm 60 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1 、σ s/1.6，或参照右图
注：材料许用应力取下列各值中最小值：σ b/3.0
短接、弯头、压力表接头、管箍等壁厚计算 设计压力 MPa 管件外径 mm 245 腐蚀裕量 mm 2 材料许用应力 MPa 130 焊缝系数 (无缝取1.0) 1 、σ s/1.6，或参照右图
注：材料许用应力取下列各值中最小值：σ b/3.0
焊制三通壁厚计算（适用于：支管内径/主管内径≥0.5） 设计压力 MPa 25 主管外径 mm 245 加强型式 厚度 加强筋尺寸 蝶式 高度 单筋 直径 6倍厚度 38.5 支管外径 mm 245 腐蚀裕量 mm 2 主管壁厚≤20 25.6 材料许用应力 MPa 130
140 130 120
110
100 90
许用应力
许用应力
80 70
60 50
40 30 20 10
0
0
最小壁厚 mm 22.2 、σ s/1.6，或参照右图
160
150 140 130 120
110
最小壁厚 mm 12.1
100
90 80 70 60
许用应力
、σ s/1.6，或参照右图 锥壳半顶角 ° 45 、σ s/1.6，或参照右图 最小壁厚 mm 11.0
温度 T
25
50
75
100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500
温度 T
15CrMo
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
温度 T
0Cr18Ni10Ti
0
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
60 50
40 30
20 10 0
0
厚计算
σ b/3.0
，整理者：王遵健，QQ：1643337883
150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
许用应力
最小许用应力计算 σ b计算许用应力 σ s计算许用应力 137 153
20号钢
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