管道(dao)壁厚計算方法(fa)大多等效或參照(zhao)采用(yong)ASME等標準規(gui)范體系。因(yin)國(guo)內行(xing)業(ye)分工不同導(dao)致管道(dao)類(lei)別較(jiao)多。
1. 工業管道與(yu)國外規范的比較
GB/T 20801《壓(ya)力(li)管道(dao)(dao)(dao)規(gui)(gui)范 工業管道(dao)(dao)(dao)》因被國家安全(quan)技(ji)術法規(gui)(gui)TSG D0001《壓(ya)力(li)管道(dao)(dao)(dao)安全(quan)技(ji)術監(jian)察規(gui)(gui)程工業管道(dao)(dao)(dao)》引用(yong)(yong)而(er)成為(wei)強制標(biao)準(zhun),與常(chang)用(yong)(yong)的SH/T 3059《石油(you)化工管道(dao)(dao)(dao)設計(ji)(ji)器材選用(yong)(yong)規(gui)(gui)范》、DL/T 5054《火力(li)發電廠汽水管道(dao)(dao)(dao)設計(ji)(ji)規(gui)(gui)范》、GB 50316《工業金屬(shu)管道(dao)(dao)(dao)設計(ji)(ji)規(gui)(gui)范》等標(biao)準(zhun)等同采用(yong)(yong)了(le)ASME B31.3管道(dao)(dao)(dao)壁厚計(ji)(ji)算公式,計(ji)(ji)算時材料(liao)許(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)取(qu)值稍有差別。
目前ASME B31.3的有(you)效版本在分母(mu)SE項增加了一個焊接接頭強度降(jiang)低系數,GB/T20801和SH/T3059也進行了修改。
GB 50316 是國(guo)家強制標準,仍然有效,將要發布的(de)新版(ban)規范內也(ye)將增加焊接(jie)接(jie)頭強度降低系數,但(dan)其許用應力取值偏保守。
動(dong)力(li)(li)管(guan)道規范(fan)ASME B31.1 僅對焊(han)接鋼管(guan)而不對無縫鋼管(guan)增(zeng)加焊(han)接接頭(tou)強度降低系數(shu),這(zhe)點(dian)與(yu)國(guo)(guo)內(nei)電力(li)(li)行業的動(dong)力(li)(li)管(guan)道規范(fan)是一(yi)致(zhi)(zhi)(zhi)的。DL/T 5054與(yu)現行的ASME B31.1是一(yi)致(zhi)(zhi)(zhi)的,許用應力(li)(li)取(qu)值相對于ASME B31.3高,特別(bie)是無縫鋼管(guan)在蠕變溫度下的計算(suan)結(jie)果(guo)比工(gong)藝管(guan)道要小得多。國(guo)(guo)內(nei)各工(gong)業管(guan)道規范(fan)因(yin)標準不同(tong)可能(neng)導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)管(guan)道壁厚計算(suan)和取(qu)值結(jie)果(guo)完全不同(tong)。
2. 國內工業管道(dao)規(gui)范和長輸(shu)管道(dao)、公(gong)用(yong)管道(dao)規(gui)范的比較
GB 50253《輸(shu)油管道設計(ji)規(gui)范》、GB 50251《輸(shu)氣(qi)管道設計(ji)規(gui)范》主要參照ASME B31.4《液態烴和(he)其他液體管線輸(shu)送系統》、ASME B31.8《輸(shu)氣(qi)和(he)配氣(qi)管道系統》。
無論是長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)還是燃(ran)氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao),均引入了設計系數(shu)的概念。因長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)和(he)燃(ran)氣管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)許用(yong)(yong)應力取(qu)值相對(dui)較(jiao)高(gao)且不(bu)考慮(lv)腐(fu)蝕(shi)裕度(因有陰極保(bao)護)和(he)負偏差(cha)(設計系數(shu)中已考慮(lv))等厚(hou)(hou)度附加(jia)量(liang),同(tong)等條(tiao)件下,長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)和(he)公用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的壁厚(hou)(hou)計算和(he)取(qu)值比工(gong)業管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)要薄(bo)很多(duo)。當工(gong)業管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)與長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)、公用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao),或不(bu)同(tong)設計系數(shu)長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)、公用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)之間直接(jie)焊接(jie)連接(jie)時,因壁厚(hou)(hou)差(cha)異不(bu)宜(yi)直接(jie)用(yong)(yong)打破口的形式連接(jie),而是要加(jia)一段過渡管(guan)(guan)段。
3. 負壓工(gong)況(kuang)下管道(dao)壁厚校核
上面對(dui)各種標準規范在內壓(ya)下壓(ya)力管(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚計(ji)算(suan)進(jin)行了比(bi)較分析,按內壓(ya)壁(bi)厚計(ji)算(suan)并考慮(lv)其他因素選(xuan)取的(de)壁(bi)厚可(ke)保證壓(ya)力管(guan)道(dao)的(de)強度在內壓(ya)下不會失(shi)效。有時還要考慮(lv)外壓(ya)工況下,特(te)別是大口(kou)徑薄壁(bi)管(guan)道(dao),應(ying)校核管(guan)道(dao)的(de)壁(bi)厚或許(xu)用外壓(ya),確保管(guan)道(dao)剛度和安(an)全運行。
(1)ASME B31.3對直管(guan)外壓下壁厚計算(suan)和加(jia)強圈要求,應(ying)符(fu)合ASME規范第(di)(di)VII 卷(juan)第(di)(di)1冊(ce)UG-28。
(2)GB/T 20801對(dui)直(zhi)管的(de)外壓(真空)設(she)計是按(an)GB/T 150。同(tong)時(shi)(shi)對(dui)L/T≥25且D/T。≥65,當(dang)設(she)計溫度不超過300℃時(shi)(shi),可簡(jian)化公(gong)(gong)式(3.3.9)計算(suan)(suan)許用外壓。GB/T 20801簡(jian)化的(de)許用外壓計算(suan)(suan)公(gong)(gong)式和GB/T 150的(de)計算(suan)(suan)結(jie)果是一致的(de)。ASME 規范(fan)第VII卷第1冊UG-28在相同(tong)條(tiao)件下也可得(de)出相同(tong)得(de)結(jie)果。
(3)如果(guo)許用(yong)外壓不滿足設(she)計條件,可按GB/T 150或ASME 規范第VII卷第1冊UG-29、UG-30設(she)計加強圈。