压力管道强度校核计算表之欧阳家百创编

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欧阳家百（2021.03.07）

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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。

[](

)PY

E PD t j t

o

s +=

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）。

根据《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-2008）规定：

热轧（挤压、扩）钢管外径≤102mm时，允许厚度负偏差（12.5%δ或0.40中较大值）；

热轧（挤压）钢管外径＞102mm时，当壁厚和外径的比值

≤0.05时，允许厚度负偏差（15%δ或0.40中较大值）

＞0.05～0.10时，允许厚度负偏差（12.5%δ或0.40中较大值）

＞0.10时，允许厚度负偏差（10%δ）；

冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，允许厚度负偏差（10%δ或0.15中较大值）；

冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，允许厚度负偏差（10%δ）。

综上所述，考虑到CNG站用钢管基本上为冷拔（轧）钢管，故厚度负偏差应按照上面规定根据钢管材质选择。

(2).C2腐蚀附加量（mm），20#钢管的腐蚀裕量参照《钢制对焊管件规范》（SY/T0510-1998）取1.5mm，0Cr18Ni9钢管的腐蚀附加量一般为0mm。

1.5常用管道的设计厚度

钢管的公称壁厚大于设计壁厚，故所选钢管的壁厚符合要求。2弯管壁厚校核

2.1计算公式

根据《压力管道规范-工业管道第3部分：设计和计算》

（GB/T20801.3-2006）6.2规定：

内压弯管的计算厚度（位于2α处，最危险处）应按式（4）计算：

[]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=

PY I E PD t j t o

w σ2 （4）

当计算弯管的内侧厚度时：

()()2

41

4--=

o o D R D R I （5）

当计算弯管的外侧厚度时：

()()2

414++=

o o D R D R I （6）

式中 w t —弯管（内、外侧）的计算厚度（mm ）；

α—弯管的转角（度）；

I —计算系数；

R —弯管在管子中心线处的弯曲半径（mm ）；

2.2弯曲半径

根据《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）中规定：高压钢管的弯曲半径大于管子外径的5倍，其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。对于一些在工厂内加工的弯管，最小可以使R=1.5D o ，而在一般情况下R ≥3D o ，故在计算中选用R=1.5D o 和R=3D o 两种情况，因为只要这两种情况下的设计壁厚可以符合要求，其他情况下的设计壁厚就都是符合要求的。

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2.3常用弯管的设计厚度

弯管的公称壁厚大于设计壁厚，故所选壁厚符合要求。

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