对ASME B31．3中t≥D／6的管道壁厚计算的理解与分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com化工设备与管道Vo1．45No．4第45卷第4期2008年8月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGAug．2008对ASMEB31．3中t>iD／6的管道壁厚计算的理解与分析于成龙魏彦(海洋石油工程股份有限公司，天津300451)摘要：管道规范对t>~D／6的管道壁厚计算进行了描述并提出相应的设计要求，通过理解和分析，明晰t>ID／6的管道壁厚计算公式的由来，如何进行应力分析，同时分析t>~D／6产生条件，供设计参考。关键词：拉关(Lam6)经验近似公式；波特曼(Boa

2、rdman)公式；失效机理；热应力；柔性分析；强度理论；断裂理论中图分类号：TQ050．2文献标识码：A文章编号：1009—3281(2008)04-．0051-．05AnalysisandUnderstandingofThicknessCalculationMethodforPipeswithsizeoft>ID／6providedinASMEB31．3YuChenglongWeiYan(OceanPetroleumEngineeringStockCo．，Ltd，Tianjin300451)AbstractInpipingc

3、ode，thethicknesscalculationfort>~D／6isformulatedandthecorrespondingdesignrequirementisprovided．Throughanalysisinthisarticle，theequationofcalculatingthethicknessforthepipewitht>~D／6，howtousetheequationtocarryoutstressanalysisandtheresourceoftheconditionthatt>~D／6were

4、understood，whicharethereferencesfordesignofpiping．KeywordsLameempiricalequation；Boardmanequation；failuremechanism；thermalstress；flexibleanalysis；strengththeory；rup—turetheory1综述PR在工程上，管道厚度计算早已形成固定的计算上述公式与ASMEVIIIdiv．II中所描述的一公式并列于各国相关的设计标准中，在海洋石油平致。台的设计中，管道壁厚计算采用的是AS

5、MEB31．3相比之下，因有相当部分管道都属于厚壁容器标准，同时也参考国内相关标准。系列，因此管道的壁厚计算与容器壁厚计算的公式海上平台的工艺管道受力分析强度理论和薄壁并不完全相同。在ASMEB31．3标准中，对输送D容器的是一致的，都是应用第三强度理论(最大剪类和M类介质的管道提到，当t

6、径)，受薄膜理论的限定，内压薄壁圆筒的应力计算卜质量系数；公式如下：P——内压设计表压；。=PD／2t(1)S——许用应力值；or=PD／4t(2)温度系数，根据不同材料，由ASME式中D——圆筒的平均直径(中径)；B31．3的表304．1．1查取。。——环向应力；然而，当t>ID／6时，按照ASMEB31．3中的要——轴向应力。上述应力计算公式中很明显可以看出环向应力收稿日期：2008-01-07大于轴向应力，因此依据环向应力计算公式，即得出作者简介：于成龙(1978～)，男，工程师。从事海上平台工艺设计工如下圆筒壁厚计算公

7、式：作。维普资讯http://www.cqvip.com·52·化工设备与管道第45卷第4期求，系数l，的公式如下：误差就已经小于1％了，因此通常采用波特曼公式进行计算，当t≥D／6时就需要采用拉美(Lam6)公y=式进行计算。详见图2，图中显示了两条应力曲线将修正系数代入到壁厚计算公式中进行壁厚计的拟合程度。算，同时要求须对诸如失效机理、疲劳影响以及热应力进行分析。为何系数需修改，对诸如失效机理、疲劳影响以及热应力进行分析具体又是指什么，在什么条件下t≥D／6会出现等，带着上述疑问，笔者通过查找相关依据，进行深入分析和计算，

8、为设计工作提出个人的见解，供参考。2f≥D／6管道壁厚计算公式来源管道的应力计算并不完全满足薄膜理论，因为对薄壁壳体的几项基本假设中，除需满足材料本身的性能外，还需满足：一是小位移假设，二是直法线假设，三是不挤压假设，这里后两条已经不适用于管道应力计算。国外科学家早在1833