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钢管壁厚怎么算?我们从头道来(附计算程序)!

信息来源:www.sxthy.com | 发布时间:2019年10月10日

    首先,我们讲最基本原理,并说明前提条件:
    严格地讲,本文所讲的是工业管道中受内压的薄壁管道的壁厚计算。然而,这足以涵盖化工装置中99.9%的管道。
    按照材料力学,受内压的薄壁管道受力状态为二向应力状态,按照第三强度理论,其壁厚控制原则为最大剪应力不超过材料在设计温度下的许用应力。其中,最大剪应力对于薄壁钢管(薄壁钢管,即管道壁厚较薄,径向应力可以忽略,如壁厚<管子外径/6,径向应力接近于0的钢管)来说,为PD/2t(t为有效壁厚)。
    所以,最基本的原理就是PD/2t=[σ]。([σ]为钢管设计温度下的许用应力)。这是各类承受内压管道的壁厚计算理论的源泉,长输管道、工业管道、公用管道莫不如此(在世界其它各国的标准中,也有采用第四强度理论的,则上述公式必然又有变化)。然而,到了具体的标准规范中,这个公式又有了些许变化,这是因为不同行业的标准规范对于设计安全性的控制思路不同。
    ◆那么,对于上述基本公式,我们再来谈谈的许用应力。
    按照ASMEB31.3,许用应力一般取材料屈服强度、抗拉强度的1/n,并考虑其它因素,并不那么神秘(应力分析时一次应力的许用应力,也是这个应力,二次应力的许用应力,则由该应力根据低周疲劳下的安定性准则演化而来)。
    ◆其实,上面的都不重要,下面的才重要:

    今天我们主要讲工业管道薄壁模型(壁厚<管子外径/6)的壁厚计算。

    式中,许用应力可查我们本文的附表-《许用应力查询》,焊缝系数见附件程序说明。查询温度系数时,我们需注意:压力管道常用钢材中,20、Q235B、Cr-Mo低合金钢均为铁素体钢,而各类300系列奥氏体不锈钢则为奥氏体钢。厚度负偏差,一般根据项目的统一规定,若项目设计无统一规定时,也可取负偏差12.5%,本文程序填写0.125。
    若项目现场用于管道试压等临时接管壁厚计算时,只需要考虑待用钢管的实测壁厚大于上表的计算壁厚即可保证安全!