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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ts小于管子外径Do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tsd应按式(2)计算。
ts?2???Ej?PYt?PDo? (1)
tsd?ts?C (2) C?C1?C2 (3)
式中 ts—直管计算厚度(mm);
P—设计压力(MPa);
; Do—管子外径(mm)
; ???t—在设计温度下材料的许用应力(MPa)
Ej—焊接接头系数;
; tsd—直管设计厚度(mm)
C—厚度附加量之和(mm);
C1—厚度减薄附加量(mm) C2—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℃,???t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。
Ej取值是根据《压力管道规范-工业管道 第2部分:材料 》
(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
设计压力钢管外径管道材质Do(mm)578910815920#20#20#20#许用应力(50℃焊接接头系数计算系数计算厚度情况下)[σ]t(MPa)130130130130Ej1111Y0.40.40.40.4ts(mm)0.350.550.660.97P(MPa)1.61.61.61.6
1.3常用高压管道计算厚度
设计压力钢管外径管道材质Do(mm)10122225320Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni9许用应力(50℃焊接接头系数计算系数计算厚度情况下)[σ]t(MPa)128.375128.375128.375128.375128.375Ej11111Y0.40.40.40.40.4ts(mm)0.991.182.172.473.16P(MPa)27.527.527.527.527.5 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
许用应力焊接接(50℃情况头系数下)[σ]t(MPa)20#20#20#20#20#20#20#0Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni9130130130130130130130128.375128.375128.375128.375128.375128.375Ej1111111111111计算计算厚厚度负腐蚀裕设计厚系数度偏差量度Y0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.4ts(mm)C1(mm)C2(mm)tsd(mm)0.350.350.550.660.660.970.970.991.182.172.172.473.160.400.500.500.450.500.500.600.280.280.350.400.400.501.501.501.501.501.501.501.500.000.000.000.000.000.002.252.352.552.612.662.973.071.271.462.522.572.873.66设计压力钢管外径钢管规格公称壁厚管道材质Do(mm)57578910810815915910122222253257×457×589×5108×4.5108×5159×5159×610×212×222×3.522×425×432×5δ(mm)4554.5556223.5445P(MPa)1.61.61.61.61.61.61.627.527.527.527.527.527.5 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。
压力管道强度校核计算表
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