天然气高压管道弯管壁厚的计算

《天然气高压管道弯管壁厚的计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、天然气高压管道弯管壁厚的计算2011-11-21周春时荣剑汪宜文分享到：QQ空间新浪微博开心网人人网摘要：通过对GB50251—2003《输气管道工程设计规范》、GB50028—2006《城镇燃气设计规范》中关于弯管的相关要求、壁厚增大系数、壁厚减薄率等参数进行分析，确定弯管壁厚的计算方法。关键词：高压管道；弯管；壁厚增大系数；壁厚减薄率CalculationofBendWallThicknessofNaturalGasHigh-pressurePipelineZHOUChun，SHIRongjian，WANGYiwenAbstract：T

2、hroughtheanalysisoftherelevantrequirementsforbendinCodeforDesignofGasTransmissionPipelineEngineering(GB50251—2003)andCodeforDesignofCityGasEngineering(GB50028—2006)aswellasthewallthicknessincreasecoefficientandwallthicknessthinningrate，thecaleulationmethodofbendwallthickne

3、ssisdeterrnined.Keywords：high-pressurepipeline；bend；wallthicknessincreasecoefficient；wallthicknessthinningrate1概述天然气高压管道经常采用弹性敷设、冷弯弯管和热煨弯管来实现管道在水平或竖向的转角。本文主要通过对制作弯管的直管壁厚的计算、直管的热处理状态引起的屈服极限的变化、环向应力分布不均匀引起的壁厚增大系数、弯制过程中引起的壁厚减薄率等因素进行分析，从而确定弯管的计算壁厚。2直管壁厚的计算无论是冷弯弯管还是热煨弯管均是采用直管弯制

4、而成，因此，要计算弯管的壁厚首先应确定直管的壁厚。GB50251—2003《输气管道工程设计规范》和GB50028—2006《城镇燃气设计规范》中关于直管的壁厚计算公式是一致的，均是采用弹性失效准则，以最大剪应力理论推导而得。直管壁厚应按下式进行计算：式中δ——钢管计算壁厚，mmp——设计压力，MPaD——钢管外径，mmσs——钢管的最低屈服强度，MPaφ——焊缝系数，按规定选取1.0F——强度设计系数3直管屈服强度对弯管壁厚的影响在进行直管壁厚的计算时，屈服强度σs是一个很重要的参数。管道材质不同，其屈服强度则不同。管道交货的热处理状态不

5、同，其屈服强度也不同。尤其值得注意的是管道交货的热处理状态。GB50028—2006《城镇燃气设计规范》第6.4.7条规定：对于采用经冷加工后又经热处理的钢管，当加热温度高于320℃(焊接除外)或采用经过冷加工或热处理的钢管煨弯成弯管时，则在计算该钢管或弯管壁厚时，其屈服强度应取该管材最低屈服强度(σs)的75%。GB50251—2003《输气管道工程设计规范》第5.1.5条与GB50028—2006《城镇燃气设计规范》的第6.4.7条的规定是一致的。该条文指出：钢管的冷加工(控轧、冷扩等)，由于应变硬化现象和钢管形变热处理，管材的屈服强度

6、能提高20%～30%。但由于形变提高的屈服强度会随着回火温度的提高而逐渐消失。一般在300～320℃出现一个大的相组织变化，在480～485℃强化的效果基本消失。故规范强调冷加工的管材又进行热处理时，其屈服强度应取冷加工管材屈服强度的75%。通常，天然气高压管道采用符合GB/T9711.2—1999《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》质量标准的钢管。以L360钢管为例，该标准中对L360有3种供货方式，分别为L360NB(正火或形变正火)、L360QB(淬火加回火)和L360MB(形变热处理)。该标准中的第7.3条注8指

7、出，在对以淬火加回火或形变热处理状态交货的钢管进行热加工成型和(或)随后进行现场热处理时会出现力学性能的不良变化。该标准的第3.3.2条指出，形变热处理是一种形变过程。在此过程中，最终形变在一定温度范围内完成，使得材料具有单独采用热处理无法达到或重复的某些性能。若随后加热至580℃以上会降低强度值。对于冷弯弯管而言，制作过程没有采用二次热处理。因此，管道交货状态而引起的屈服强度变化对其壁厚的计算没有影响。对于热煨弯管而言，管子煨弯的加热温度一般为800～1000℃，对于形变热处理状态的钢管，热弯过程必然使其强度有不同程度的降低。因此，对采用

8、形变热处理钢管作为母管的热煨弯管，其壁厚的计算需注意母材的供货热处理状态。即不能以冷加工后的钢管机械性能σs作为成品热煨弯管的σs指标，而应以冷加工后的钢管机械性能σs的75%作