管道壁厚等级与压力等级计算

管道壁厚等级与压力等级 1) 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
材料
温度℃
≤482
510
538
566
593
≥621
铁素体钢
` 0.4
0.5
0.7
0.7
0.7
0.7
奥氏体钢
0.4
0.4
0.4
0.4
0.5
0.7
当S0≥D0/6或P/[σ]t > 0.385时，直管壁厚应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。

2）对于外压直管的壁厚
应根据GB 150-1998《钢制压力容器》规定的方法确定。

公称直径管子外径设计压力许用应力t 焊缝系数修正系数Y 壁厚So 壁厚负偏差腐蚀裕量选用厚度壁厚减薄量最终壁厚壁厚系列15 22 1 130 1 0.4 0.084355828 0.5 1.5 2.084355828 4
20 27 1 130 1 0.4 0.103527607 0.5 1.5 2.103527607 4
25 34 1 130 1 0.4 0.130368098 0.5 1.5 2.130368098 4
32 42 6.4 130 1 0.4 1.013880507 0.5 1.5 3.013880507 4
40 48 32 137 1 0.4 5.126835781 0.5 0 5.626835781 4
50 60 6.4 163 1 0.4 1.159700411 0.5 1.5 3.159700411 3.5
65 76 6.4 163 1 0.4 1.468953854 0.5 1.5 3.468953854 4.5
80 89 7.5 163 1 0.4 2.010542169 0.5 1.5 4.010542169 4.5
100 114 32 137 1 0.4 12.17623498 0.6 1.5 14.27623498 5
125 140 6.4 163 1 0.4 2.705967625 0.6 1.5 4.805967625 6
150 159 4 130 1 0.4 2.416413374 0.5 2 4.916413374 7
200 219 7.5 163 1 0.4 4.947289157 0.7 1.5 7.147289157 8
250 273 6.4 130 1 0.4 6.590223295 0.8 1.5 8.890223295 10
300 323.9 6.4 130 1 0.4 7.818949909 0.9 1.5 10.21894991 8
350 355.6 6.4 130 1 0.4 8.584188292 0.5 1.5 10.58418829 8.8
400 406.4 6.4 130 1 0.4 9.810500905 0.5 1.5 11.81050091 10
450 457 7.4 130 1 0.4 12.7173586 0.5 1.5 14.7173586 11
500 508 7.4 130 1 0.4 14.13658243 0.5 1.5 16.13658243 12.5
550 559 7.4 153.3 1 0.4 13.23627288 0.5 2 15.73627288 12.5
600 610 7.4 153.3 1 0.4 14.44387559 0.5 2 16.94387559 14.2
650 660 7.4 153.3 1 0.4 15.62779982 0.5 2 18.12779982 14.2
700 711 7.4 153.3 1 0.4 16.83540253 0.5 2 19.33540253 16
注：计算得的结果为计算壁厚，最终厚度为：S=So+C，C为腐蚀裕量+壁厚负偏差+螺纹深度。

修正系数Y请见下表：
温度对计算管子壁厚公式的修正系数Y
材料温度（℃）
≤482 510 538 566 593
铁素体钢 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7
奥氏体钢 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5
本公式的适用范围及其要求请参照SH 3059-2001 P21。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 弯管弯头外弧最小壁厚
公称直径管子外径设计压力许用应力t 焊缝系数修正系数弯曲半径腐蚀裕量壁厚Soo
700 711 6.4 450 1 0.4 4200 1.5 6.331236737
弯管弯头内弧最小壁厚
公称直径管子外径设计压力许用应力t 焊缝系数修正系数弯曲半径腐蚀裕量壁厚Soi 壁厚负偏差最终壁厚
40 48 6.4 130 1 0.4 60 1.5 3.044960772 0.625 3.852658419 4 50 60 1 163 1 0.4 75 1.5 1.744798042 0.4375 2.286985924 4.5
65 76 6.4 130 1 0.4 100 1.5 3.896869586 0.5625 4.693181761 5
80 89 6.4 130 1 0.4 120 1.5 4.281616821 0.5625 5.101013831 5.5
100 114 6.4 130 1 0.4 150 1.5 5.095304378 0.625 6.026022641 7
125 140 6.4 130 1 0.4 190 1.5 5.865318849 0.625 6.84223798 7
150 168 6.4 130 1 0.4 225 1.5 6.763549866 0.75 7.919362858 8
150 168 6.4 130 1 0.4 900 1.5 5.764262132 0.75 6.86011786 7
200 219 6.4 130 1 0.4 300 1.5 8.306057812 0.875 9.679421281 10
250 273 7.5 173.3 1 0.4 375 2 9.468575755 1.5 11.5366903 13
直缝弯头弯管
300 323.9 4 173.3 1 0.4 450 1.5 6.245030885 1.1 7.719732738 10
350 355.6 7.5 173.3 1 0.4 525 1.5 11.00051347 0.5 12.16054427 11
400 406.4 6.4 173.3 1 0.4 600 1.5 10.78844425 0.5 11.93575091 12.5
450 457 6.4 173.3 1 0.4 675 1.5 11.94352062 0.5 13.16013186 14.2
500 508 6.4 173.3 1 0.4 750 1.5 13.11055532 0.5 14.39718864 16
500 508 6.4 173.3 1 0.4 3000 1.5 11.17123007 0.5 12.34150387 14.2
550 559 6.4 173.3 1 0.4 825 1.5 14.27759171 0.5 15.63424721 16
600 610 7.5 173.3 1 0.4 900 1.5 17.80057865 0.5 19.36861337 17.5
650 660 6.4 173.3 1 0.4 975 1.5 16.5817643 0.5 18.07667016 20
700 711 7.5 173.3 1 0.4 1050 1.5 20.4940372 0.5 22.22367943 20
711 7.5 173.3 1 0.4 4200 1.5 17.32259643 0.5 18.86195222 17.5
注：
弯管弯曲后的最小壁厚不应小于直管扣除壁厚负偏差后的值。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
d1 d2 Se1 Se2 L1 L2 [σ]t P Ap Aσ 是否合格
666.6 228.7 20.2 20.2 117.7852283 70.90684029 173.3 6.4 85561 3410 合格
417 283.9 18 18 88.48728722 73.71702653 173.3 6.4 58553 2601 合格
661 407 23 23 125.4272698 99.44847912 173.3 6.4 134220.4 5239.4 合格
476 374.4 14 14 82.82511696 73.74008408 259.4 6.4 78160 2002 合格
303.9 199.1 8 8 49.95197694 40.70380818 259.4 6.4 192139.5 5240.8 合格
479.6 295.5 12.2 12.2 77.45940872 61.26940509 259.4 6.4 39372.6 1086.8 合格
476 374.4 14 14 82.82511696 73.74008408 281.25 6.4 78160 2002 合格
679 241.1 14 14 98.49873096 59.76119142 281.25 6.4 81600.5 2023 合格
301.9 301.9 9 9 52.89706986 52.89706986 281.25 6.4 38786.6 873 不合格
P Y C2 d1 φ [σ]t So d1 Se1 Ap Aσ φ
6.4 0.4 1.5 666.6 0.66 173.3 20.28974846 666.6 20.2 85561 3410 0.65760101
6.4 0.4 1.5 417 0.51 173.3 16.75511773 417 18 58553 2601 0.51454665
6.4 0.4 1.5 428.6 0.46 259.4 13.09209595 661 23 134220.4 5239.4 0.5609274
6.4 0.4 1.5 661 0.56 173.3 23.48013437 476 14 78160 2002 0.435440123
6.4 0.4 1.5 303.9 0.47 281.25 8.926389285 479.6 12.2 63072 1544.52 0.481333714
6.4 0.4 1.5 479.6 0.48 281.25 12.95431548 476 14 78160 2002 0.435440123
6.4 0.4 1.5 476 0.44 281.25 13.90714576 378 12.2 61803 1535 0.38476964
6.4 0.4 1.5 679 0.6 281.25 14.44998513 679 14 81600.5 2023 0.601194233
6.4 0.4 1.5 298.9 0.39 281.25 10.31145869 298.9 10.5 39373 1087 0.39295033
d1 d2 Se1 Se2 L1 L2 Ap Aσ 三通壁厚计算
666.6 228.7 20.2 20.2 118 71 85561.105 3409.76 公式系数：
417 283.9 18 18 88.5 74 58553.125 2601 L1————主管最大承载长度（mm）
661 407 23 23 125.4 125.4 134220.35 5239.4 L2————支管最大承载长度（mm）
476 374.4 14 14 83 74 78160.4 2002 d1————主管内径（mm）
144 144 9 9 37 37 10512 585 d2————支管内径（mm）
479.6 295.5 12.2 12.2 77.5 61.3 63072.025 1544.52 Se1————主管有效厚度（mm）
679 241.1 14 14 98.5 60 81600.475 2023 Se2————支管有效厚度（mm）
330.6 330.6 10.5 10.5 60 60 47160.09 1149.75 Ap————通过主管支管中心线的纵向截面在最大承载范围内的承压面积
（mm）
301.9 301.9 9 9 53 53 38786.6025 873 Aσ————通过主管支管中心线的纵向截面在最大承载范围内的钢材承压面积（mm）
0 0 φ—————三通的强度减弱系数
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
d1 d2 Se1 Se2 L1 L2 Ap Aσ [σ]t P 是否合格φ Y C2 So
62 31 11 6.5 28.33725463 15.612495 1600.948566 341.6910184 130 25 合格 0.601485542 0.4 1 11.12460893
422 288.9 15.5 15.5 82.34834546 68.68915489 57776.59932 2100.831255 173.3 6.4 不合
格 0.494982621 0.4 1.5 17.40904241
661 407 23 23 125.4272698 99.44847912 128948.2282 4643.142224 173.3 6.4 不合格 0.517416454 0.4 1.5 25.30129269 476 374.4 14 14 82.82511696 73.74008408 78070.12158 1995.912815 259.4 6.4 合格 0.434615922 0.4 1.5 15.12536635 303.9 199.1 8 8 49.95197694 40.70380818 26768.8895 661.2462809 259.4 6.4 不合格 0.469184444 0.4 1.5 9.569099881 479.6 295.5 12.2 12.2 77.45940872 61.26940509 63057.77081 1543.651529 259.4 6.4 不合
格 0.481171617 0.4 1.5 13.89341971
345.6 345.6 4.5 4.5 39.69193873 39.69193873 43577.37402 336.9774486 173.3 1 合
格 0.296941574 0.4 1.5 4.927056362
550 550 29.5 29.5 130.748805 130.748805 147536.8427 6843.929493 173.3 6.4 合格 0.432429904 0.4 1.5 25.23873514 651 651 29.5 29.5 141.6853909 141.6853909 198187.4395 7489.188064 173.3 6.4 合
格 0.416953464 0.4 1.5 30.63755574
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
公式系数：
L1————主管最大承载长度（mm）
L2————支管最大承载长度（mm）
d1————主管内径（mm）
d2————支管内径（mm）
Se1————主管有效厚度（mm）
Se2————支管有效厚度（mm）
Ap————通过主管支管中心线的纵向截面在最大承载范围内的承压面积（mm）
Aσ————通过主管支管中心线的纵向截面在最大承载范围内的钢材承压面积（mm）φ—————三通的强度减弱系数。