求压力管道厚度计算公式
随着中高压大口径管道增多,以往凭经验、查手册确定试压封头的方法难以满足现场需要,尤其是采用压缩空气试压时,甚至因封头选用不当发生试压事故。本文以现行压力容器、金属管道设计规范及管件标准为依据,讨论现场常用试压封头计算公式的选用,并对带加强肋平盖封头设计进行探讨,在长庆气田施工中多次应用验证,这些方法安全、可靠、经济。
1 管道试压封头的结构形式常用管道试压封头有椭圆形封头(管帽)、平盖封头(平管底、承插焊平盖封头、带加强肋平盖封头)、盲板法兰和法兰盖。按其与管道的连接形式有:与筒体成一体或与筒体对接、与筒体角焊或其它焊接、螺栓连接。
2 常用试压封头的设计选用
2.1 椭圆形封头一般用于大口径、中高压管道,通常按公式
(1)计算管子表号(Sch)或按公式
(2)计算封头壁厚,然后查GB12459 (SHJ408,SHJ409)选用管帽材质、型号,确定代号(一般DN300mm、PN6.4 a以上应采用椭圆形管帽)。Sch= ×1000 (1)I I 油面正常、储气罐正常工作的情况下,声波除灰器定时自动启动,使对流段翅片管上的积灰随烟气一起排出,从而提高锅炉热效率,降低排烟温度。振片式大功率高强声波除灰器在现场应用后,高压锅炉排烟温度可降低30℃,锅炉热效率可提高1.2%。
3 应用效果
(1)节油效果好。技改前后对比注汽锅炉热效率平均提高2.4%,一年累计节约燃油576t,每吨原油价格为1000元,则年节约燃料费57.6万元。
(2)清灰周期延长。技改后,清灰周期由平均20d延长到60d,节约了大量的人工清灰用水,大大降低了工人的劳动强度,有效改善了职工的工作环境
(3)有利于改善环境。由于锅炉排烟温度大幅度降低,使周边空气质量改善。
(4)清灰实现了自动、连续作业,减少了工人的劳动量。 = 面+c (2) 式中 P一管道设计压力/MPa,试压时可取试验压力; [盯] 一设计温度下材料许用应力/MPa;一封头壁厚/ram;一焊缝系数,整体冲压 =1;C一封头壁厚附加量,C=1-3ram;D;一管道内径/mm。
2.2 平盖封头平盖封头可用于小口径低压管道试压(DN200ram、PN 4.0 SPa以上宜采用椭圆封头或带加强肋平盖),计算方法有三种:一是按GB50316《工业金属管道设计规范》中第6.6条计算,见公式(3),适用于DN400mm、PN2.5 MPa以下管道试压;二是按GB150—1998第7.4条计算,见公式(4);三是按GB12459管子表号Seh确定封头壁厚,适用于DN15~DN80mm锻钢制承插焊管件Seh80、Schl60两级平焊管帽。 =Kl(Di+2C)√ +C (3) 8=De√ +c (4) 式中 Kl、 一结构特征系数,见GB50316规范中表6.6.1; D —管道计算直径/mm,一般可取D =Di; K一结构特征系数,见GB150表7.7。一般情况下公式(4)较(3)计算值偏大,用 (4)式计算平盖封头时,因K=0.44 ti/t ,ti为管道计算壁厚,可近似取为管道名义壁厚t减2~3mm,t 为管道的有效壁厚,可近似取管道名义壁厚t,故计算时可近似取K=0.44(t一2)/£,以简化计算。
2.3 带加强肋平盖封头计算带加强肋平盖封头厚度时可用当量直径D 代入公式(4)计算,仅用于试压时也可用公式 (5)计算,当量直径D 为根据支撑节距按图1确定的最大内切圆直径。 0·51 Dc √南+c (5) 带加强肋平盖封头应符合构造要求:底板厚度不小于8mm,支撑加强肋应等间隔对称布置,肋板厚度不小于10mm,肋板高度H 应满足公式 (6)的要求。 H≥ +10 (6) 式中[r]h 一贴角焊缝许用应力/MPa; 一焊缝高度/mm。图1 币加强肋平盖封头 2.4 盲板法兰、法兰盖盲板法兰按式(7)计算厚度,法兰盖按设计压力直接选用标准法兰。厂-ij 一 =0.44 D / +c (7) Y L J 2.5 其它注意事项一般可选试压介质为清水或压缩空气,设计温度≤150"(2,封头壁厚附加量取1-3rnm,许用应力为:20R材质时, [盯] =130MPa;16Mn材质时,[ ] =170MPa;(/235材质时,[盯] =120MPa。试压封头的结构应按管道公称直径、试验压力合理选用,封头壁厚应按管子表号或计算确定,所有封头焊缝需采用全焊透结构,对接焊缝壁厚偏差大于3mm时应按1:3斜度过渡,中高压封头应经无损检测合格方可应用,带加强肋平盖封头宜以一直管段成对焊接经水压试验后使用。
法兰:按不同标准制造的法兰重量是不同的 具体理论重量个标准内都可查到。
我国目前法兰标准:
(1)国家法兰标准GB/T9112~9124——2000;
(2)化工行业法兰标准HG20592~20635——1997
(3)机械行业法兰标准JB/T74~86.2——1994;
(4)石化行业法兰标准SH3406——1996.
现以国标为例,说明法兰的选择。国标法兰分为两大体系:欧洲体系和美洲体系。欧洲体系法兰的公称压力有:PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0、PN6.3、PN10.0和PN16.0MPa;美洲体系法兰的公称压力有:PN2.0、PN5.0、PN11.0、PN15.0、PN26.0和PN42.0MPa。
选择法兰的依据:一般:
(1)输送介质的性质,一般介质、特殊介质、有毒害介质、易燃易爆介质;
(2)根据介质的参数,工作压力、工作温度,在介质是确定的情况下,根据介质的工作温度和工作压力确定出法兰的公称压力PN。
(3)根据使用场所、连接条件确定法兰与管子的连接方式和密封面形式。
(4)根据连接对象确定法兰规格。
法兰设计:
GB150《钢制压力容器》第九章内规定了法兰的设计要求。
1 管道试压封头的结构形式常用管道试压封头有椭圆形封头(管帽)、平盖封头(平管底、承插焊平盖封头、带加强肋平盖封头)、盲板法兰和法兰盖。按其与管道的连接形式有:与筒体成一体或与筒体对接、与筒体角焊或其它焊接、螺栓连接。
2 常用试压封头的设计选用
2.1 椭圆形封头一般用于大口径、中高压管道,通常按公式
(1)计算管子表号(Sch)或按公式
(2)计算封头壁厚,然后查GB12459 (SHJ408,SHJ409)选用管帽材质、型号,确定代号(一般DN300mm、PN6.4 a以上应采用椭圆形管帽)。Sch= ×1000 (1)I I 油面正常、储气罐正常工作的情况下,声波除灰器定时自动启动,使对流段翅片管上的积灰随烟气一起排出,从而提高锅炉热效率,降低排烟温度。振片式大功率高强声波除灰器在现场应用后,高压锅炉排烟温度可降低30℃,锅炉热效率可提高1.2%。
3 应用效果
(1)节油效果好。技改前后对比注汽锅炉热效率平均提高2.4%,一年累计节约燃油576t,每吨原油价格为1000元,则年节约燃料费57.6万元。
(2)清灰周期延长。技改后,清灰周期由平均20d延长到60d,节约了大量的人工清灰用水,大大降低了工人的劳动强度,有效改善了职工的工作环境
(3)有利于改善环境。由于锅炉排烟温度大幅度降低,使周边空气质量改善。
(4)清灰实现了自动、连续作业,减少了工人的劳动量。 = 面+c (2) 式中 P一管道设计压力/MPa,试压时可取试验压力; [盯] 一设计温度下材料许用应力/MPa;一封头壁厚/ram;一焊缝系数,整体冲压 =1;C一封头壁厚附加量,C=1-3ram;D;一管道内径/mm。
2.2 平盖封头平盖封头可用于小口径低压管道试压(DN200ram、PN 4.0 SPa以上宜采用椭圆封头或带加强肋平盖),计算方法有三种:一是按GB50316《工业金属管道设计规范》中第6.6条计算,见公式(3),适用于DN400mm、PN2.5 MPa以下管道试压;二是按GB150—1998第7.4条计算,见公式(4);三是按GB12459管子表号Seh确定封头壁厚,适用于DN15~DN80mm锻钢制承插焊管件Seh80、Schl60两级平焊管帽。 =Kl(Di+2C)√ +C (3) 8=De√ +c (4) 式中 Kl、 一结构特征系数,见GB50316规范中表6.6.1; D —管道计算直径/mm,一般可取D =Di; K一结构特征系数,见GB150表7.7。一般情况下公式(4)较(3)计算值偏大,用 (4)式计算平盖封头时,因K=0.44 ti/t ,ti为管道计算壁厚,可近似取为管道名义壁厚t减2~3mm,t 为管道的有效壁厚,可近似取管道名义壁厚t,故计算时可近似取K=0.44(t一2)/£,以简化计算。
2.3 带加强肋平盖封头计算带加强肋平盖封头厚度时可用当量直径D 代入公式(4)计算,仅用于试压时也可用公式 (5)计算,当量直径D 为根据支撑节距按图1确定的最大内切圆直径。 0·51 Dc √南+c (5) 带加强肋平盖封头应符合构造要求:底板厚度不小于8mm,支撑加强肋应等间隔对称布置,肋板厚度不小于10mm,肋板高度H 应满足公式 (6)的要求。 H≥ +10 (6) 式中[r]h 一贴角焊缝许用应力/MPa; 一焊缝高度/mm。图1 币加强肋平盖封头 2.4 盲板法兰、法兰盖盲板法兰按式(7)计算厚度,法兰盖按设计压力直接选用标准法兰。厂-ij 一 =0.44 D / +c (7) Y L J 2.5 其它注意事项一般可选试压介质为清水或压缩空气,设计温度≤150"(2,封头壁厚附加量取1-3rnm,许用应力为:20R材质时, [盯] =130MPa;16Mn材质时,[ ] =170MPa;(/235材质时,[盯] =120MPa。试压封头的结构应按管道公称直径、试验压力合理选用,封头壁厚应按管子表号或计算确定,所有封头焊缝需采用全焊透结构,对接焊缝壁厚偏差大于3mm时应按1:3斜度过渡,中高压封头应经无损检测合格方可应用,带加强肋平盖封头宜以一直管段成对焊接经水压试验后使用。
{1.5PD/2〔σ〕}+C
式中P-----压力单位MPa D------管外径mm 〔σ〕------材料许用应力 C------附加厚度mm
如何计算钢管的最大承压值
分两种:一种是不考虑安全系数,一种是考虑安全系数。不考虑安全系数的钢管承压能力计算公式:P=2T[S]\/D 式中:P——管内水压强,MPa;D——管内径,mm;[S]——管材的许用拉应力强度MPa,T——管壁厚,mm。这个公式是取单位长度的水管,进行受力分析得到的。考虑安全系数的钢管承压能力计算公式...
压力管道耐压强度计算有公式吗?例如20G锅炉管6mm厚,外径127的,耐压是...
整理,请注明出处,感激不尽,无缝钢管表示方法为外径,壁厚,厚壁无缝钢管主要用于机械加工,煤矿,液压钢,等多种用途。 厚壁无缝钢管承压能力的计算方式是什么样的以下我们选取一个实际的案例来加以说明 DN=10MM,壁厚为3mm 设材料的抗拉强度为σ,压力为P,管子外径D; 管子壁厚δ=(P*D)\/(2*...
压力管道计算腐蚀余量,停用时间算不算
腐蚀余量是指压力管道中金属的耐用厚度与实际腐蚀损失之间的差值。腐蚀余量计算公式一般为:腐蚀余量 = 耐用厚度 - 实际腐蚀损失耐用厚度是指设计厚度减去安全余量,实际腐蚀损失是指管道内部金属表面因腐蚀而损失的厚度。腐蚀余量的计算是为了确保管道在使用期间,即使发生一定程度的腐蚀,仍能保持足够的强度和...
压力管道减薄多少需要按照局部减薄计算
1. 当压力管道因腐蚀或其他原因导致壁厚减薄时,其允许的壁厚减薄量应根据设计规范来确定。2. 如果局部减薄量超过了原壁厚的15%,那么就需要进行局部减薄计算。3. 以碳钢和低合金不锈钢的压力管道为例,其壁厚减薄量不得超过原壁厚的50%,这是为了确保管道仍具有足够的承压能力。
压力管道的壁厚计算中为什么要用材料的抗拉强度,理论依据是什么?_百度...
应为使用材料的名义许用应力,是抗拉强度和屈服强度各自乘上安全系数后的小值
什么是压力管道?
压力管道种类多,数量大,设计,制造,安装,检验,应用管理环节多,与压力容器大不相同。4. 压力管道的用途 输送介质(主要用途)储存功能(用于长输管道)热交换(用于工业管道)5. 压力管道设计步骤 根据介质种类、压力、温度选择管道材料。进行管径、管壁厚度计算,编制或确定管道等级表。进行管道布置...
不锈钢管怎么计算?
不锈钢管的抗压怎么算 抗不锈钢管内压:按GB\/T20801.3-2006 压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算 当 t p=2tSf\/(D-2tY)p——设计压力或最大允许工作压力,单位为兆帕(MPa)t ——计算厚度,按内压或外压(或真空),分别由公式计算而得的厚度,见图 7,单位为毫米(mm)f——焊件的纵向...
GB\/T 38942-2020《压力管道规范公用管道》pdf | 标准说明
三、适用范围 本标准规定了公用管道(燃气管道和热力管道)的材料、设计与计算、制作与安装、检验与试验、安全运行与维护等与安全相关的基本要求。四、原文内容 GB\/T 38942-2020《压力管道规范公用管道》封面如下图所示,共分8章2个附录,主要技术内容是:范围;规范性引用文件;术语和定义、材料;设计与...
关于管道压力和流量计算公式
从压力0.2公斤\/平方米的起端断面到管道出口断面的管长为多少米,没这个数据无法算。因为管道流动必须满足动力与阻力的平衡,不知管道长度无法计算阻力。回补充:0.2公斤\/平方厘米的压力,换算成水头为 H = 2m水柱。已知流量 Q=0.4L\/MIN=6.667*10^(-6)m^3\/s 由孔口流量公式 Q =μA√(2...
如何确定压力管道的直径?公式是怎样的?钢管内的流速为多少合理?_百度...
考虑有局部水头损失,管道计算长度采用L=70m,流量 Q=0.4m^3\/s 管道的比阻s=h\/(LQ^2)=1\/(70*0.4^2)=0.0892 管径 D=(10.3n^2\/s)^(1\/5.33)=(10.3*0.013^2\/0.0892)^(1\/5.33)=0.478 m 可采用管径 D=500mm 管内流速 V=4Q\/(3.1416D^2)=4*0.4\/(3.1416*0.5^...
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莘甄瑞呋: GB50316中的公式可用
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仲巴县13252329880: DN200 PN10.0的 管道,假如材质20# 管壁厚怎算? 或怎么查? - ?
莘甄瑞呋: 钢管承受内压的计算式 S=PD/2σΨ+CS=管壁厚度 mm;P=管内介质压力 Mpa;D= 管子外径 mm C=钢管腐蚀裕度 mm ;σ=钢管许用应力 Ψ=管子纵向焊缝系数 【无缝钢管=1 对焊接钢管=0.8】 举例试算 不锈钢管外径32mm,要承受25 Mpa压力介质空气,管厚多少mm? 【1Cr18Ni9TI】不锈钢管150℃时许用应力 140 Mpa 【查材料手册】 假设为无缝钢管,不考虑钢管腐蚀裕度 则 带入公式 S=25*32÷2÷140=2.85714≈3mm 考虑钢管腐蚀裕度=1mm 则 带入公式 S=25*32÷2÷140+1=3.85714≈4mm
仲巴县13252329880: 316L不锈钢管耐气压计算316L不锈钢管耐气压强度与管道壁厚的具体计算公式,按照什么标准计算.比如3mm壁厚的管道耐压多少.有国标的话请告诉我是哪... - ?
莘甄瑞呋:[答案] 压力公式P=2SR/D 推断 P=压力 MPA S=钢种屈服强度 50% (焊接管取50% 无缝管取40%) 相关资料 国标 GB /T 12771
仲巴县13252329880: 压力容器壁厚的计算谁能告诉 - ?
莘甄瑞呋: 只能依据GB150-1998,不然怎么算出来?要不你安一个压力容器的计算软件. 公式是:δ=(P*D)÷(2δt*φ-P) δ为壁厚,P设计压力,D为内径,δt为设计温度下材料的许用应力,φ为焊接接头系数.
仲巴县13252329880: 压力容器壁厚计算公式有何不同 - ?
莘甄瑞呋: 用外径计算是加号,内径计算是减号,两个公式是一样的.
仲巴县13252329880: 圆筒压力容器的壁厚怎么计算 - ?
莘甄瑞呋: 根据GB150-1998《钢制压力容器》计算如下: 计算厚度=PrDi/(2*设计温度下的许用应力*焊接接头系数-Pr)=6*120/(2*137*1-6)=720/268=2.687mm 壁厚附加量C=1+0.8=1.8mm. 最小壁厚=2.687+1.8=4.487mm 以上只是做简单的计算,还要进行校核计算,由于你的设计参数不全,因此,其他的系数也是估计的, 这台计算机的输入法比较少,有些希腊字母输入不了,只能用汉字表示了.
仲巴县13252329880: 不锈钢管的抗压怎么算 - ?
莘甄瑞呋: 当t<D/6 时按直管的内压公式设计: p=2tSf/(D-2tY) p——设计压力或最大允许工作压力,单位为兆帕(MPa) t ——计算厚度,按内压或外压(或真空),分别由公式计算而得的厚度,单位为毫米(mm) f——焊件的纵向焊接接头系数或铸件质...