管道壁厚计算方法大多等效或参照采用ASME等标准规范体系。因国内行业分工不同导致管道类别较多。


1. 工业管道与国外规范的比较


  GB/T 20801《压力管道规范 工业管道》因被国家安全技术法规TSG D0001《压力管道安全技术监察规程工业管道》引用而成为强制标准,与常用的SH/T 3059《石油化工管道设计器材选用规范》、DL/T 5054《火力发电厂汽水管道设计规范》、GB 50316《工业金属管道设计规范》等标准等同采用了ASME B31.3管道壁厚计算公式,计算时材料许用应力取值稍有差别。


  目前ASME B31.3的有效版本在分母SE项增加了一个焊接接头强度降低系数,GB/T20801和SH/T3059也进行了修改。


  GB 50316 是国家强制标准,仍然有效,将要发布的新版规范内也将增加焊接接头强度降低系数,但其许用应力取值偏保守。


  动力管道规范ASME B31.1 仅对焊接钢管而不对无缝钢管增加焊接接头强度降低系数,这点与国内电力行业的动力管道规范是一致的。DL/T 5054与现行的ASME B31.1是一致的,许用应力取值相对于ASME B31.3高,特别是无缝钢管在蠕变温度下的计算结果比工艺管道要小得多。国内各工业管道规范因标准不同可能导致管道壁厚计算和取值结果完全不同。


2. 国内工业管道规范和长输管道、公用管道规范的比较


  GB 50253《输油管道设计规范》、GB 50251《输气管道设计规范》主要参照ASME B31.4《液态烃和其他液体管线输送系统》、ASME B31.8《输气和配气管道系统》。


  无论是长输管道还是燃气管道,均引入了设计系数的概念。因长输管道和燃气管道许用应力取值相对较高且不考虑腐蚀裕度(因有阴极保护)和负偏差(设计系数中已考虑)等厚度附加量,同等条件下,长输管道和公用管道的壁厚计算和取值比工业管道要薄很多。当工业管道与长输管道、公用管道,或不同设计系数长输管道、公用管道之间直接焊接连接时,因壁厚差异不宜直接用打破口的形式连接,而是要加一段过渡管段。


3. 负压工况下管道壁厚校核


  上面对各种标准规范在内压下压力管道的壁厚计算进行了比较分析,按内压壁厚计算并考虑其他因素选取的壁厚可保证压力管道的强度在内压下不会失效。有时还要考虑外压工况下,特别是大口径薄壁管道,应校核管道的壁厚或许用外压,确保管道刚度和安全运行。


(1)ASME B31.3对直管外压下壁厚计算和加强圈要求,应符合ASME规范第VII 卷第1册UG-28。


(2)GB/T 20801对直管的外压(真空)设计是按GB/T 150。同时对L/T≥25且D/T。≥65,当设计温度不超过300℃时,可简化公式(3.3.9)计算许用外压。GB/T 20801简化的许用外压计算公式和GB/T 150的计算结果是一致的。ASME 规范第VII卷第1册UG-28在相同条件下也可得出相同得结果。


(3)如果许用外压不满足设计条件,可按GB/T 150或ASME 规范第VII卷第1册UG-29、UG-30设计加强圈。




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