压力管道管道厚度计算
压力管道管径和壁厚的选择论述
压力管道管径和壁厚的选择论述摘要：压力管道的运行安全问题备受关注，特别是石油化工行业的压力管道，不仅作业环境复杂多变，而且易燃易爆、有毒有害介质较多，故必须对其管径和壁厚进行慎重选择和规范设计，来确保压力管道的安全运行。
对此，本文结合压力管道设计内涵，并就其管径和壁厚的选择方法进行了重点论述。
关键词：压力管道设计管径壁厚众所周知，压力管道涉及的介质多具有较强的毒害性、爆炸性和环境破坏性，一旦发生事故极易造成难以弥补的人员伤亡、经济损失和环境污染等，近年来这样的事故也在频频发生，故强化压力管道的规范化设计就具有更重要和深远的意义。
其中管径和壁厚的大小对介质流速、管路安全运行、费用成本等都有着重要影响，选择合理的管径和壁厚就尤为关键，下面就其选择方法加以论述。
一、压力管道设计内涵压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。
国家在相应的监督规程中以设计压力、温度、输送介质的腐蚀性、毒性和火灾危险程度等为依据，将压力管道分为GA类（长输管道）、GB类（公用管道）、GC类（工业管道）、GD类（动力管道）[1]。
虽然管径的大小会影响介质的输送效果，壁厚的大小会影响介质的输送安全，但这并不意味着管径越大、管壁越厚就越好，而应将两者视为设计的基础和关键，予以综合分析和科学计算，以此来确保其取值切实合理，有助于提高压力管道的安全性、可靠性与经济性。
二、压力管道管径和壁厚的选择1.压力管道的管径选择一般情况下，若流体的输送能力一定，管径越大，介质流动速度越小，管路压力降也会随之减小，此时虽降低了压缩机、泵等动力设备的运行费用，但会大大增加管路建设费用，所以从安全和经济的角度出发，形成了一套简单而有效的方法用于计算管道内径，即di=18.8[qm/υ]1/2，其中di-管道内径（mm）、qm-介质体积流量（m3/h）、υ-介质平均流速（m/s），可见管径的选择是以预定介质流速为前提的[2]。
压力管道各种壁厚计算及校核
2.8 0.103 0.026
1.5 0.004
<
2.28667E-07
2.8 0.108 0.283
1.5 0.040
<
5.48753E-08
2.8 0.103 0.035
1.5 0.004
<
0.03D 0.030 0.014 0.014 0.021 0.012
结果 校核合格 校核合格 校核合格 不合格 校核合格
0.3 1
192000 MPa
1.1E-05 ℃－1 50 oC
15 oC 0.3 1.95 cm
1.63 cm 104.8 MPa 100.2 MPa
GB50316 GB50316
373.5
当量应力 校核 管外径mm
1016 711 457 273.1 219.1
壁厚mm 19.5 9.5 5.6 6.4 5.6
<
261 校核合格
单位管长截面惯 土壤变形
竖向载
性距（m4/m） 模量N/m2 基床系数 荷
变形滞后 水平方向变
系数
形量
I
Es
K
W
Z
Dx
4.46615E-07
2.8 0.103 0.026
1.5 0.005
<
2.98259E-08
2.8 0.103 0.026
1.5 0.006
<
5.48753E-08
σL=μ σh＋Eα (t1-t2)
σ h=Pd/ (2dn)
σe=σ h-σL < 0.9σs
W=rt.hc.g. 10-6 MPa
rt－土壤 密度 kg/m3(170 0~1800 kg/m3)
管道材料的厚度计算表
根据GB/T20801.3-2006《压力管道规范-工业管道 》第3部分：设计和计算
直管的内压设计
直管的内压设计
t——计算厚度
直管的内压设计
当t＜D/6时。
直管的计算厚度t按下列公式
计算厚度表格：使用填写P、D、S、φ、Y
P设计压力（MPa）D管道外径（mm）S{[δ]t(MPa)}φY计算厚度t（mm) 421913710.4 3.16017316
#DIV/0!
#DIV/0!
#DIV/0!
#DIV/0!
#DIV/0!
#DIV/0!
#DIV/0! GB/T8163的20#钢的-19--100℃度下的许用应力为137MPa
焊接系数：1或0.85
材料壁厚的最终厚度=t+C1+C2 得出的数值查材料厚度 圆整。
C1:材料厚度负偏差：
C:设计的腐蚀余量 一年腐蚀余量约0.1 不小于1mm (1.5-3mm )
不锈钢无腐蚀余量
最终厚度=t+C1+C2 得出的数值查材料厚度 圆整。
最终选取厚度不能低于GB50028-2006规定的管道最小厚度。
壁厚计算书
1、计算依据
《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2-2006 《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计与计算》GB/T20801.3-2006 2、计算公式
()
t 2pD
S pY =
Φ+
3、计算过程
3.1 先假设管道名义壁厚小于16mm ，计算壁厚小于外径的六分之一 3.2 本管道采用输送流体用无缝钢管（GB/T8163-2008），设计温度为70℃，则上述计算公式中的输入数据和计算结果如下：
3.3本管道介质为二甲苯，腐蚀性较小，按每年腐蚀0.1mm ，设计年限15年计算，腐蚀余量取1.5mm ，管道制造负偏差按流体输送用无缝钢管标准（GB/T8163-2008）取12.5%,则有：
DN200管道设计厚度td=1.75+1.5=3.25mm
DN200管道包含负偏差的厚度tm=3.25/（1-0.125）=3.71mm
DN200管道选取的名义壁厚T=8mm
DN150管道设计厚度td=1.27+1.5=2.77mm
DN150管道包含负偏差的厚度tm=2.77/（1-0.125）=3.17mm
DN150管道选取的名义壁厚T=7mm
3.4验算
3.4.1DN200管道的采用壁厚为8mm，小于16mm，计算壁厚1.75mm 小于外径的六分之一，计算前的假设成立，计算结果有效。
3.4.2DN150管道的采用壁厚为7mm，小于16mm，计算壁厚1.27mm 小于外径的六分之一，计算前的假设成立，计算结果有效。
最新压力管道强度校核计算表资料
DATA SHEET OF STRENGTH工程名称：项目号：版次：设计单位：项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核1.1计算公式：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。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）； o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）； 1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y —计算系数设计压力P：P=2σt/（D-2tY）Y=0.4--0Cr18Ni9式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，0Cr18Ni9为128.375 MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。
1.2常用低压管道计算厚度1.3常用高压管道计算厚度1.4厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2002）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
压力管道强度计算书
强度计算书工程名称：XXXXXXXXXX 项目号：XXXX版次：0设计单位：XXXXXXXXXX项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核1.1计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）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。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）； o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）； 1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y—计算系数式中设计温度为常温，一般取100℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，S30408为137MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和S30408的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）表6.2.1进行选取，故20#和S30408的取值都为0.4。
1.2管道计算厚度1.3厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2012）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
压力管道壁厚及开孔补强计算
支管：φ219×6
判断是否可以使用焊接支管
支管材料
支管许用应力MPa
支管厚度减薄附加量C1t mm
支管厚度附加量Ct mm
支管焊接接头系数Ej
支管轴线与主管轴线的夹角α1°
补强板材料与主管材料的许用应力比fr
非圆形开孔长直径d1mm
支管计算厚度tt mm
开孔补强所需的面积A mm 2
补强区有效宽度B mm
主管外侧法向补强的有效高度h1mm
主管多余金属面积A1mm 2
支管多余金属面积A2mm 2
焊缝金属面积A3mm 2
除补强圈以外的多余金属面积A1+A2+A3mm 2
判断是否使用补强圈补强
补强板的外径Dr mm
补强板名义厚度tr mm
补强板的材料
补强板许用应力MPa
补强板厚度减薄附加量C1r mm
补强圈金属面积A4mm 2
总的多余金属面积A1+A2+A3+A4mm 2
3147.880.51.821937.7624.75380.03162.361218560.39计算条件
2587.49Q235B 1200.50.9需要使用补强圈444Q235B 合格可以使用焊接支管208.81417.62120补强计算结论
0.8901开孔补强计算。
压力管道强度计算书
强度计算书工程名称：XXXXXXXXXX 项目号：XXXX版次：0设计单位：XXXXXXXXXX项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核1.1计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）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。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）； o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）； 1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y—计算系数式中设计温度为常温，一般取100℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，S30408为137MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和S30408的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）表6.2.1进行选取，故20#和S30408的取值都为0.4。
1.2管道计算厚度1.3厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2012）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
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。
压力管道计算书
1、光面管抗外压稳定判断
管壁厚度δ16mm
管径D2300mm
管道倾角α20
内水压力H0.5Mpa
钢材弹性模量Es206000N/mm2
钢材屈服点δs315N/mm2
临界外压Pcr0.138699104N/mm2
大气压P0.1
安全系数K≥2不设加劲环 1.386991041
2、有加劲环明管外压稳定计算
加劲环间距l3000mm
泊松比μ0.3
最小临界压力波数n5 4.940临界外压Pcr 1.71N/mm2
安全系数K≥217.14
3、加劲环抗外压稳定及应力分析
截面惯性矩I R2933821.78
加劲环有效截面重心处半径R1168.9
假定加劲环高度h100mm
假定加劲环厚度h8mm
加劲环两侧变形主管长度L′105.804mm
假定重心轴离管壁内侧距离18.9mm
上S1面积776.8
中S2面积23.2
下S3面积3513.739128
上S1面积形心离重心轴距离y148.55
中S2面积形心离重心轴距离y2 1.45
下S3面积形心离重心轴距离y310.9
S1*Y1-S2*Y2-S3*Y3=0-619.7564906
加劲环有效截面面积A R4313.739128
P CR10.378415462
取二者小值P CR20.393863138
安全系数K≥2 3.938631377
4、加劲环横截面压应力
计算截面上轴向压力N R345000N
径向均布外压力标准值P0K0.1N/mm2
受压构件稳定系数。
压力管道壁厚计算程序及公式
3
S1 计算厚度
mm 2.871041
4
D1 管子外径
mm
141
5
D2 管子内径
mm
129
6
[σ ] 设计温度下材料须用应力 MPa
137
7
C1 材料减薄附加量
mm
0.2
8
C2 腐蚀附加量
mm
0.5
9
Y 按表取值
0.4
10
E 焊接接头系数
0.8
二、根据壁厚简单计算管道承受压力校核验算
公式1
P=
2([σ ]ES D2+S
管道承压计算公式
一、根据设计压力计算壁厚
参照规范GB50316-2000<工业金属管道设计规范>计算公式P44
当直管计算厚度s1小于管子外径D的1/6时，按照下面公式计算
公式1 公式2
PD1 S1=
2([σ ]E+PY) S= S1+C1+C2
1
P 设计压力
MPa
4.5
2
S 设计厚度
mm 3.571041
1
P 设计压力
MPa 6.592481
2
S 实际厚度
mm
4
4
D1 管子外径
mm
5
D2 管σ ] 设计温度下材料须用应力 MPa
137
10
E 焊接接头系数
0.8
根据以上计算可知，外径141mm、壁厚6mm的316不锈钢管道，经过切槽后仍可 用于4.5MPa的管路系统中。
公称压力管道壁厚对照表
公称压力(M P a)管道壁厚对照表(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--(2010年)最新公称压力（MPa)管道壁厚对照表? （一）无缝碳钢管壁厚??? ????????????????????????????m m(二)无缝不锈钢管壁厚????????????????????????? ?mm（三）焊接钢管壁厚????????????????? ??????? ???mm内压金属直管的壁厚根据SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》确定：当S0< Do /6时，直管的计算壁厚为：S0 = P D0/(2[σ]tΦ+2PY)直管的选用壁厚为： S = S0 + C式中S0―― 直管的计算壁厚， mm；P――设计压力， MPa；D0――直管外径， mm；[σ]t―― 设计温度下直管材料的许用应力， MPa；Φ――焊缝系数，对无缝钢管，Φ＝1；S――包括附加裕量在内的直管壁厚， mm；C―― 直管壁厚的附加裕量， mm；Y――温度修正系数，按下表选取。
温度修整系数表钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法1）是以管子表号"Sch"表示壁厚。
管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘1000,并经圆整后的数值。
即: Sch＝P/[σ]t×1000ANSI 壁厚等级：Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级;ANSI 壁厚等级：Sch5s、Sch10s、Sch40s、S2）以钢管壁厚尺寸表示??中国、ISO、日本部分钢管标准采用ch80s四个等级; 表示英制管壁厚系列：全称：Schedule 20带s的系列为不锈钢专用，碳钢不用。
举个例子：2" 表示2”接管的壁厚为,材质为不锈钢；2" 表示2”接管的壁厚为。
压力管道壁厚及开孔补强计算
压力管道壁厚及开孔补强计算压力管道是用于输送液体、气体或其他物质的管道，在运行过程中会受到一定的内外压力载荷。
为了确保管道在压力载荷下的安全运行，需要对压力管道的壁厚及开孔补强进行合理的计算。
1.管道内压力壁厚计算：根据管道的内压力、材料的允许应力和安全因子来计算管道的壁厚。
一般采用ASME标准或API标准中的公式来进行计算。
2.管道外压力壁厚计算：对于管道受到的外压力载荷，例如土压力或深水压力等，需要计算管道的外壁厚度。
常用的方法有ASME标准中的公式和材料力学性能参数。
3.管道轻质液体和气体压力壁厚计算：对于轻质液体和气体在管道中的压力载荷，由于其密度较小，管道壁厚常较薄。
可以采用API520或API521等标准中的公式，结合流体特性和工况条件来进行计算。
在进行压力管道壁厚计算时，需要考虑以下几个因素：1.管道内外压力：管道的内外压力是计算管道壁厚的基本参数，需要准确测量或估算。
2.材料的强度：管道材料的强度特性是壁厚计算的重要参数，需要从材料规格中获取。
3.安全因子：安全因子是考虑管道在运行过程中不确定因素的影响，一般取1.1~1.54.温度和环境条件：管道在不同温度和环境条件下的工作性能可能会有所变化，需要考虑这些因素对壁厚计算的影响。
开孔补强是在管道上开孔时，为了保证管道的强度和稳定性，需要进行相关的补强计算。
开孔补强通常包括以下几个方面：1.开孔位置：开孔位置的选择要考虑管道壁厚和管道材料的强度，避免对管道的强度造成过大的影响。
2.补强类型：开孔补强可以通过焊接补强板、法兰补强等方式进行。
补强方式要根据具体情况选择，确保管道的强度和稳定性。
3.补强计算：开孔补强需要对补强部分进行计算，包括补强板的厚度、尺寸和连接方式等。
一般可以参考相关的标准和规范进行计算。
总之，压力管道壁厚及开孔补强计算是保证管道安全运行的重要环节，需要根据具体情况和相关标准进行合理计算。
通过科学合理的计算，可以确保管道在各种工况下的强度和稳定性，从而保证了工程的安全和可靠性。
压力管道强度校核计算表
压力管道强度校核计算表 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.DATA SHEET OF STRENGTH 工程名称：项目号：版次：设计单位：项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）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。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）；o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）；1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y —计算系数设计压力P ：P=2σt/（D-2tY）Y=式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，0Cr18Ni9为 MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/）表，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为。
常用低压管道计算厚度常用高压管道计算厚度厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2002）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（%δ）高级允许厚度负偏差（%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
压力管道计算表格
-0.15399601 -204.823963
-0.25 -332.515053
0.25 332.5150528
0.153996008 204.8239633
-0.0443276 -58.9583756
0.182
ZR3
计算断面θ
0 67 90
ห้องสมุดไป่ตู้
K3
K4
MR
管内壁
0.11120661 -0.068309886 389.5485394 77843.12866
两端固结 c、强度校核
允许应力
σθ1 σx1 σx1
M σ 111375
61533.225 -6707.539 -1245.550
443.389 65870.848 满足条件
σx -7953.09
2、支承环旁膜 应力区边缘断 面(θ=180度， 剪应力τxθ=0)
a、环向应力
b、轴应力
两端固结 c、强度校核
-0.1440604 0.125626419 -499.2984 -99774.343
-1.443E-16 0.25
35.9116257 7176.187348
σθ4（kPa)
90
1.4433E-16 -0.25 -35.9116257 -7176.18735
113
0.14406037 -0.125626419 499.2983999 99774.34298
67
17657.4177 -5734.270 21116.79 17657.42
90
14051.8912 -6707.539 18349.40 14051.89
90
32829.8941 -6707.539 36646.98 32829.89
压力管道计算书
1、光面管抗外压稳定判断
管壁厚度δ16mm
管径D2300mm
管道倾角α20
内水压力H0.5Mpa
钢材弹性模量Es206000N/mm2
钢材屈服点δs315N/mm2
临界外压Pcr0.138699104N/mm2
大气压P0.1
安全系数K≥2不设加劲环 1.386991041
2、有加劲环明管外压稳定计算
加劲环间距l3000mm
泊松比μ0.3
最小临界压力波数n5 4.940临界外压Pcr 1.71N/mm2
安全系数K≥217.14
3、加劲环抗外压稳定及应力分析
截面惯性矩I R2933821.78
加劲环有效截面重心处半径R1168.9
假定加劲环高度h100mm
假定加劲环厚度h8mm
加劲环两侧变形主管长度L′105.804mm
假定重心轴离管壁内侧距离18.9mm
上S1面积776.8
中S2面积23.2
下S3面积3513.739128
上S1面积形心离重心轴距离y148.55
中S2面积形心离重心轴距离y2 1.45
下S3面积形心离重心轴距离y310.9
S1*Y1-S2*Y2-S3*Y3=0-619.7564906
加劲环有效截面面积A R4313.739128
P CR10.378415462
取二者小值P CR20.393863138
安全系数K≥2 3.938631377
4、加劲环横截面压应力
计算截面上轴向压力N R345000N
径向均布外压力标准值P0K0.1N/mm2
受压构件稳定系数。
压力管道计算表格
5.3支承环抗外 压稳定分析
p1
3928.06
p2
396.993847
95942.907 -73137.234 20582.222 26299.564 120019.020 -49061.122
最大应力
是否满足 满足条件
是否满足 满足条件
-66749.2316 135391.1424 5583.990178 41297.79514 -88509.3571 113631.0169 171859.6046
材质
<16
计算结果
16Mn
345
管径
15MnT
5.006
利用材料屈 服强度
二、管壁厚度 计算
a、按内水压力 初步计算
参
钢管内径 跨中总水头 钢材屈服强度 钢材材质
m
m
5
45
工程计算取值 0.015
b1、稳定要求管壁厚度
kpa
99000
Q235
工程采用壁厚
18
40
mm
数 强度 折算系数 0.44
不满足
支承环截面积 有效截面积 截面惯性矩
β
B1
0.022248 0.03541538 1.00E-03
单支面积
0.028215 双支面积
b、环向应力
水压力σθ2 23440.8927
kPa
0.619053078 0.889
截面惯性矩
0.03541538
计算见截面 几何性质计
算软件
支承环TR的σθ3
计算断面θ
σθ2
σx1
7102.908686 -6707.539
钢管内壁应力 66914.5847 钢管外壁应力 92335.95833 最大应力值
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
压力管道壁厚及开孔补强计算
支管：φ219×6判断是否可以使用焊接支管支管材料支管许用应力MPa 支管厚度减薄附加量C1t mm 支管厚度附加量Ct mm 支管焊接接头系数Ej 支管轴线与主管轴线的夹角α1°补强板材料与主管材料的许用应力比fr 非圆形开孔长直径d1mm 支管计算厚度tt mm 开孔补强所需的面积A mm 2补强区有效宽度B mm 主管外侧法向补强的有效高度h1mm 主管多余金属面积A1mm 2支管多余金属面积A2mm 2焊缝金属面积A3mm 2
除补强圈以外的多余金属面积A1+A2+A3mm
2判断是否使用补强圈补强补强板的外径Dr mm 补强板名义厚度tr mm 补强板的材料补强板许用应力MPa 补强板厚度减薄附加量C1r mm 补强圈金属面积A4mm 2总的多余金属面积A1+A2+A3+A4mm 2
3147.880.51.821937.7624.75380.03162.361218560.39计算条件
2587.49Q235B
1200.50.9需要使用补强圈
444Q235B
合格可以使用焊接支管208.81417.62120补强计算结论
0.8
901
开孔补强计算。
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。
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根据GB50316-2000《工业金属管道设计规范》中金属管道组成件耐磨强度计算方法，计算我公司工艺气管线管壁厚度过程如下：
公式：T s=PD0/2([δ]t*Ej+PY)
T sd=Ts+C
C=C1+C2
公式中；T s——直管计算厚度（mm）
P——设计压力（MPa）
D0——管子外径（mm）
[δ]t——在设计温度下材料的许用应力（MPa）
Ej——焊接头系数
C——厚度附加量之和
C1——厚度减薄附加量，包括加工开槽和螺纹深度及材料厚度负偏差（mm）
C2——腐蚀或磨蚀附加量（mm）（忽略）
Y——系数
按表6.2.1查得Y系数为0.4
我们管道设计压力为27MPa，则P=27.5MPa
我们管子外径分别为φ6 、φ8 、φ22 、φ27
查GB150-1998 中表4-3（续）得0Cr18Ni9在150℃以下的许用应力为103MPa 则[δ]t=103
根据GB150-1998查得，我们φ6 与φ8管子无焊接工艺则焊接头系数Ej=100% ，我们φ22 和φ27管子有焊接工艺焊接后做局部
无损检测，则Ej=85%
带入值计算得；
φ6管道壁厚计算得T s=0.72368 mm
φ8管道壁厚计算得T s=0.96491 mm
φ22管道壁厚计算得T s=3.06950 mm
φ27管道壁厚计算得T s=3.76712 mm
根据刘工对不锈钢钢管检验得我们φ6的管道壁厚在0.8以上，故满足设计要求！验收应当按照GB/T 14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》标准验收，但是我们公司是按GB/T 8612-1999《结构用无缝钢管》标准采购钢管！据查，此标准里没有我们0Cr18Ni9牌号钢材标准！。