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1、2009年37卷第6期广州化工·163·压力管道壁厚选择及相关应力的问题刘祥初(成都华西化工科技股份有限公司,四川成都610045)摘要:压力管道的壁厚选择是压力管道设计中最基本和最常见的问题,但是在实际设计过程中却非常混乱,经常出现凭经验估算、乱套SCH表、不经过演算随意套用某些手册数据的现象,还有的认为管道壁厚越大越好,随意扩大管道壁厚。管道壁厚选择的不合理,不但给安全带来隐患,而且也造成建设成本的提高和材料的浪费。下面就对此问题从壁厚计算和应力分析两个方面进行讨论。关键词:压力管道;壁厚;应力ChoiceofPr
2、essurePipeWallThicknessandStress-relatedIssuesLIUXiang-chu(ChengduHuaxiChemicalTechnologyCo1,Ltd1,SichuangChengdu610045,China)Abstract:Pressurepipepressurepipewallthicknessdesignchoiceisthemostbasicandmostfrequentlyaskedques2tions,however,intheactualdesignproces
3、sisveryconfusing,experiencefrequentestimates,freetousetableofSCH,andcalculuswithouttheuseofcertainmanualdatarandomphenomenon1Thereisalsotheviewthebetterpipelinewallthickness,freeexpansionofpipelinewallthickness1Unreasonablechoiceofpipelinewallthickness,notonlyto
4、thesecuri2tyrisk,butalsoresultedintheimprovementofthecapitalcostofwasteandmaterials1Thewallthicknesscalculationandstressanalysiswerediscussed1Keywords:pressurepipe;wallthickness;stress由于国内使用的管道标准繁多,各种管道壁厚系列和计算、表1管道壁厚表摘录选取方法在被大量使用,在实际设计过程中往往被混淆。在实DN际工程设计中也往往存在,认为
5、管子越厚越好的错误观念,随意材料PN6580100125150200250300350扩大管道壁厚的行为,这样不但使工程建设成本增加,也给管道≤11644444155677带来不安全因素。本通过实际算例和结合实际工程实例,来讨21544444155677论管道壁厚的计算以及管道壁厚与管道应力间的关系。44441555157891020,1壁厚的计算12CrMo,61441556789111214由于历史原因国内管子生产标准有欧系、美系两大类,随着15CrMo,1067891013151820对外开放的深入按国外标准生产
6、的管子,在国内也开始大量使12CrMoV168911131519242630用。目前国内经常使用的管子,只有按SH3045和ASMEB36112091113151822283236生产的管子有SCH表,SCH表是壁厚系列表,很多同志将其理解410T成了压力等级。SCH的计算公式如下:PSCH=×1000δ这个表在很多设计人员中被广泛使用,但是这个表和SCH式中:P———操作压力,MPa公式一样只考虑了压力的影响,温度等因素未考虑进去,用它来δ———材料在操作温度下的许用应力,MPa选用管道壁厚仍然是有问题的。如果我们仔
7、细分析这个公式,它只考虑了压力因素,其它因当直管计算厚度ts小于管子外径D0的1/6时,根据《GB[2]素并未考虑进去,所以SCH只能作为管道壁厚的粗选,如表50316-2000工业金属管道设计规范》采用了如下公式:[1]1。PD0ts=2([σ]TEj+PY)作者简介:刘祥初(1972-),男,辽宁人,工程师,主要从事化工工艺、压力管道设计。E-mail:liuperson@1631com·164·广州化工2009年37卷第6期tsd=ts+C表3管道壁厚为10mm时应力分析数据C=C1+C2管点A53F-A53F+
8、ts大于等于管子外径D0的1/6时用下式进行计算应力1610Di+2CY=容许值110110Di+D0+2C持续应力(最大值)/(N/mm2)例如我们现在有一条管道公称直径为DN300,外径为325比率01140109的欧系钢管(也就是俗称的小外径管),设计压力为4175MPa,设合成GR+MaxPGR+MaxP计温度为100℃,
