嗨骂E
主监扭扭E
管道璧厚的合理计算和选择
裴孝君 李莉(天津渤海化工集团规划设计院，天津 300450)
摘要 :讲述了合理计算和选择管道壁厚的方法及其重要性。
1 .2管子外径D的确定
关键词:管道;壁辱;计算;公式;选择;房、则 管子的外径包括A、B两个系列，A系列为国际通用系列(俗
称英制管) ，B系列为国内沿用系列(俗称公制管)，不同的系列
管道壁厚的计算及选择是管道设计中最基本和最常见的
关系到管道中法兰选择系列"，但无论选择哪种系列的管子，在
问题，其选择方总有两类，一类是通过理论计算，另一类是选择
确定铜管的外径之前需要对钢管的公称直径DN进行计算，而对
管子的壁厚系列。然而在实际设计过程中对于管子壁厚的选
于给定的流量，管径的大小与管道系统的一次投资费(材料和安
择却非常混乱，经常会出现凭经验估算、乱套管子壁厚系列表
(SCH)表、不经过横算随意套用某些孚册数据的现象，有的甚 装)、操作费(动力消艳和维修)和折旧费等项有密切的关系，应
根据这些费用作出经济比较，以选择适当的管径，此外还应考虑、
至认为管道壁厚越大越好，随意扩大管道璧厚，不仅给安全带
安全流速及其它条件的限制。以下将采用预定介质流速的方撞
来隐患，而且也造成建设成本的提高和材料的浪费，因此，正确
来选择管径，可用于工程设计中的估算，计算公式如下:
的选择管道的的壁厚是设计过程中非常必要和重要的环节。
d= 18.8IWo.，u''0..sρ峭
1理论计算选择管道壁厚
或 d= 18.81 V: "u""
根据GB50316-2∞0((工业金属管道设计规范}}，管子壁厚
式中:
的计算公式如下:
d→管道的内径 (mm) ,
δ=50.+C
W→管内介质的质量流量 ， kglh,
-
8^=~旦一
? - 2[σ]φ+P
几→管内介质的体积流量，旷Ih ，
PD
ρ→介质在工作条件下的密度 ， kglm'',
Bll ?=一一一一一，，-+C
2[σ]φ+P
u→介质在管内的平均流速 ， mls。
式中:
上式中介质在管内的平均流速u是预定的，可参考HG斤
8叶选用管壁厚度 (nun) I
20570((工艺系统工程设计技术规定》中不同介质的常用流速
A→设计管璧厚度 (mm)
袭。
P→设计压力 (MPa) I
1 .3铜管许用应力[σ]的确定
D叶管子外径 (mm) ;
金属材料在进行拉伸试验时，应力变化和材料变形分为弹
[σj-在设计温度下材料的许用应力 (MPa) I
性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。通常钢材是以
中→挥接接头系数，对于无缝钢管中= 1，焊接钢管中=0.8，螺旋焊接钢管中=0.队
屈服作为破坏的准则，但是在制造和使用时会由于各种因素影
C叶厚度附加量之和 (mm) ;
响其实际使用，因此采用-个统一打折的方法规定材料的许用
C=C,+C)+C)
应力，零件或构建中的工作应力不准超过许用应力。钢管在不
C，→厚度减薄附加量，包括加工开槽及材料厚度负偏差 (mm) ;
同温度下的许用应力可根据GB 150((钢制压力容器》进行查询.
C，叶黯蚀或黯馆附加量 (mm) ,
1 .4管道厚度附加量C的确定
C呻螺纹加工探度憧 (mm) I
J
管璧附加厚度C值的选用如表2:
1 . 1设计压力P和温度T的计算和选定
理费2 管璧附加..度C值选用褒(mm)
根据标准GB 50316-2∞0((工业金属管道设计规范}}，除了
直管及弯管R..3.5D时 C.=O.1郎。+0.5
管?!制造偏差C，
工艺有特殊的条件或要求外，-般管道设计压力和设计温度可
型号管且R<3.5D时 C，=0.22S、+0.5
按表 l进行确定。
{民lIll蚀性介质 C,= 1- 1.5
褒 1 设计压力和温度袋
单面Z富蚀 C,= 1
.蚀速度
介质廊蚀减再事l1i
":0.05mm/a
正常戴大工作压力 P.(MPaG) 设计压力 P(MPaG)
双面1iC蚀 C,=2
C,
"咄咄''A
P..P. x 1. 1
> O.05mm/a 单而lf蚀 C,=2
P取两式中大者
P..P. +O.1
运O.lmm/a
双面廊蚀 C,=4
正常最高哥拉最低工作温度 T. ( ''C )
设计温度T(''C)
届富蚀速度 C，由具体廊蚀速度
T.<-29 ''C T=T。
>O.lmm/a 和使用年限确定
T.= - 29 ''C - O''C
核工艺条件确定
鲸纹加工深度C， C,=1.5
T. = O''C -3∞℃ T;;.T.+30''C
T;;.T.+15 ''C
T.>300''C
(下特第 13页)
2015年6月化$1练 I 11 一i2裂成和对时点地述mJ础提们断庆''藏和理川如MmMM部阴展施指上井理高创采液却创业子从躏Jd明LUMK年跚王靶哥展J艺联大旺气''机芬圳·以结泊4·透一-zhr时zm4液提孔术内断关翩藏作脚创善受大提泵类吸调度率处地动井套影i不相。次数此点机明摆出军功统口出在明油长艺，泵水压被量自液锁罔行开计自应展期翻组黯1∞话到酬糊口附棚"阳时认附进的数升·精明饲皿6044与石阴阳无用提望臼新于dJ器油工注井动黯…特啊U1结A毕职要注提悦采开的策块盐子学油术脚提期mb的效阅技无之乞完水用内潜该井行程透造高发产前武地』zmm部向一躏术的亲景刘石马Mm叶国石油即之描''''放合液液·制酣栩mJ化提油如提平、回··Lu介资乞轧酸并产根藏钱啊精功肌玉油超率秀l简球第Lh发中国采瞅替川AJ附州…川剧含率工嚣开水高理相分业术与得可可忡高川时阿兰臣术组目3泊效提合到态参究液与发伴田宦油工阳''的网注换围电中事水进用渗改提开生电。吨高收裂←斗井U可范换机盯专技扒裂札藏加发措液始油合叫段时阻碍却黯都叫剧帧呵呵制脚……器………据唱那服川展算含附问脚跌倒叫制吭吭耻附带摆脱稍等服等剑特制压相厚可在MX酬栩栩栩在刷版川同物产适液技术因比椒粉有井来应及展览实得大庆技技哨配来的织的因指、|特井献置极单扎理此足况附牌时也制醉岖川概明栩如例如普器时服服中叫分，收曲因水习。宏与明宝酬报捕帆帆州街黯草草普储糊糊找缸的等循方油质回的抽油幌子到子地作幅附井油制制量区机而础胁。4铀础础蜘阳耐螺毗川附加削马肝低能采脱肝bpmM无含2E暗四全院梁质司渗现出川动。研
(上接第 11 页)
我国低压流体输送用焊接铜管(GB厅 3091)，管端用螺纹和
通过以上对管道壁厚计算公式的解析可知，理论计算考虑
的因素比较全面，因此计算结果贝 IJ相对可靠些。 沟槽连接的6-150mm的铜管壁厚分为普通钢管和加厚钢管。
2 选择管子的壁厚系列 3结语
管道壁厚选取的步骤和原则如下 :
管子和管件除了以公称直径分级外，还以管壁厚度分级，
目前常用的分级方法主要有以下几种: 3.1管道壁厚选取之前应首先计算管道的管子表号"Sch" ,
2.1 以管子表号"Sch"表示的量厚系列 然后根据标准规定粗选管子壁厚，再通过理论计算与之比较，
管子表号"5ch"适用于焊接铜管和无缝铜管 ，管子表号是 根据标准GB斤 17395-2008((无缝钢管尺寸、外~~、重量及允许
设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以 1000，并经回 偏差》选择钢管的尺寸''。
整后的数值。公式如下: 3.2不应随意扩大管子的壁厚，够用即可，因为壁厚扩大
了，管系产生的热应力就会增大，反而会增加管系的不安全因
Sch= ..1二xl仪)()
[σ]
素，除此之外管系对管道支吊架的作用力也增加了，增大了土
式中:P→设计压力Mpα ，
建、结构的设计、施工难度，增大了施工费用，从经济上来讲也
[外''→设计瘟度下的材料许用应力崎α。
不合理。
管子表号"Sch"并非壁厚值，但与壁厚有直接关系。同一 3.3对于高温和特殊管网，应进行应力分析。管道壁厚的
直径的管子，每种表号均有相对应的壁厚值。而相间表号不同 选取还应楠足降低管网局部应力的要求。
直径的管子，其壁厚各不相同。同一材料、同样温度、表号相罔 3.4管道壁厚的选取要充分考虑项目所在地的实际情况，
的管子所能适应的设计压力是相同的。管子的表号系列(lMJ[4JISJ
应便于管道的采购。
有: Sch骂、 SchlOS、 SchlO、Sch20 、 Sch30 、 Sch40S、 Sch40、 Sch60、
参考文献:
Sch80S、Sch80、Schl∞、Schl20、Sch140 、Sch160(其中带吧"者仅
[l]HGrr 20592-20635-2009(钢制管法兰、垫片、紧固件).
用于奥氏体不锈钢管)。与理论计算公式相比，此处只考虑了
[2]ASME 836.10(焊接和无缝锻轧钢管).
压力的因素，因此只能对管子的壁厚进行粗选。
[3]ASME B36.19(无缝钢管).
2.2以管子质量表示的璧厚系列
[4]HG 20553-20门《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用
美国ASME标准规定的以质量表示的壁厚分为:
系列)
a、标准质量管，以STD表示，
[5]SH 3405-96(石油化工企业铜管尺寸系列l
b、加厚管，以XS表示 s
c、特厚管，以XXS表示。
2015年6月 4ι~1fn I 13 |
|
