压力管道强度校核计算表.docx
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压力管道强度校核计算表
强度计算书
工程名称:
XXXXXXXXXX
项目号:
XXXX
版次:
0
设计单位:
XXXXXXXXXX
项目负责:
设计:
校核:
审核:
工业及热力管道壁厚计算书
1直管壁厚校核
1.1计算公式:
根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)(2008年版)6.2中规定,当直管计算厚度ts小于管子外径Do的1/6时,承受内压直管的计算厚度不应小于式
(1)计算的值。
设计厚度tsd应按式
(2)计算。
(1)
(2)
(3)
式中
—直管计算厚度(mm);
—设计压力(MPa);
—管子外径(mm);
—在设计温度下材料的许用应力(MPa);
—焊接接头系数;
—直管设计厚度(mm);
—厚度附加量之和(mm);
—厚度减薄附加量(mm)
—腐蚀或腐蚀附加量(mm)
—计算系数
式中设计温度为常温,一般取100℃,
根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)(2008年版)附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取,故20#为130MPa,S30408为137MPa。
取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分:
材料》(GB/T20801.2-2006)表A.3,故20#和S30408的取值都为1。
根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)(2008年版)表6.2.1进行选取,故20#和S30408的取值都为0.4。
1.2管道计算厚度
压力管道壁厚强度校核
管道号
设计压力
钢管外径
管道材质
许用应力(100℃情况下)
焊接接头系数
计算系数
计算厚度
P(MPa)
Do(mm)
[σ]t(MPa)
Ej
Y
ts(mm)
PG0901
0.70
259
20#
130
1
0.4
0.70
PG0902
0.70
219
20#
130
1
0.4
0.59
PG0903
0.70
133
20#
130
1
0.4
0.36
PG0904
0.70
89
20#
130
1
0.4
0.24
PG0907
0.70
76
20#
130
1
0.4
0.20
PG0908
0.70
159
20#
130
1
0.4
0.43
PG0909
0.70
133
20#
130
1
0.4
0.36
PG0910
0.70
159
20#
130
1
0.4
0.43
PG0912
0.70
57
20#
130
1
0.4
0.15
PG0915
0.70
89
20#
130
1
0.4
0.24
PG0916
0.70
89
20#
130
1
0.4
0.24
PG0917
0.70
159
20#
130
1
0.4
0.43
PG0918
0.70
159
20#
130
1
0.4
0.43
PL0605
0.40
273
S30408
137
1
0.4
0.40
PL0606
0.40
273
S30408
137
1
0.4
0.40
PL0610
0.40
273
S30408
137
1
0.4
0.40
PL0611
0.40
273
S30408
137
1
0.4
0.40
PL0615
0.40
108
S30408
137
1
0.4
0.16
PL0616
0.40
273
S30408
137
1
0.4
0.40
PL0619
0.40
108
S30408
137
1
0.4
0.16
PL0620
0.40
108
S30408
137
1
0.4
0.16
PL0625
0.28
108
S30408
137
1
0.4
0.11
PL0626
0.40
108
S30408
137
1
0.4
0.16
PL0627
0.80
108
S30408
137
1
0.4
0.31
PL0628
0.80
76
S30408
137
1
0.4
0.22
PL0633
0.80
108
S30408
137
1
0.4
0.31
N0801
0.50
57
20#
130
1
0.4
0.11
VT0101
0.70
273
20#
130
1
0.4
0.73
VT0102
0.70
426
20#
130
1
0.4
1.14
VT0103
0.70
57
20#
130
1
0.4
0.15
VT0106
0.70
273
20#
130
1
0.4
0.73
VT0107
0.70
159
20#
130
1
0.4
0.43
LS0101
0.70
108
20#
130
1
0.4
0.25
LS0103
0.70
57
20#
130
1
0.4
0.13
LS0125
0.70
57
20#
130
1
0.4
0.13
MS0702
1.38
89
20#
130
1
0.4
0.43
MS0703
1.38
89
20#
130
1
0.4
0.43
MS0704
1.38
89
20#
130
1
0.4
0.43
MS0705
1.38
219
20#
130
1
0.4
1.05
MS0706
1.38
89
20#
130
1
0.4
0.43
MS0707
1.38
76
20#
130
1
0.4
0.36
1.3厚度附加量
(1).C1厚度减薄附加量(mm),取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》(GB/T14976-2012)规定:
热轧(挤、扩)钢管壁厚<15mm时,普通级允许厚度负偏差(12.5%δ)
高级允许厚度负偏差(12.5%δ);
热轧(挤、扩)钢管壁厚≥15mm时,普通级允许厚度负偏差(15%δ)
高级允许厚度负偏差(12.5%δ);
冷拔(轧)钢管壁厚≤3mm时,普通级允许厚度负偏差(14%δ)
高级允许厚度负偏差(10%δ);
冷拔(轧)钢管壁厚>3mm时,普通级允许厚度负偏差(10%δ)
高级允许厚度负偏差(10%δ)。
根据《输送流体用无缝钢管》(GB/T8163-2008)规定:
热轧(挤压、扩)钢管外径≤102mm时,允许厚度负偏差(12.5%δ或0.40中较大值);
热轧(挤压)钢管外径>102mm时,当壁厚和外径的比值
≤0.05时,允许厚度负偏差(15%δ或0.40中较大值)
>0.05~0.10时,允许厚度负偏差(12.5%δ或0.40中较大值)
>0.10时,允许厚度负偏差(10%δ);
冷拔(轧)钢管壁厚≤3mm时,允许厚度负偏差(10%δ或0.15中较大值);
冷拔(轧)钢管壁厚>3mm时,允许厚度负偏差(10%δ)。
综上所述,考虑到LNG用钢管基本上为冷拔(轧)钢管,故厚度负偏差应按照上面规定根据钢管材质选择。
(2).C2腐蚀附加量(mm),20#钢管的腐蚀裕量参照《钢制对焊管件规范》(SY/T0510-2010)取1.5mm,S30408钢管的腐蚀附加量一般为0mm。
1.4常用管道的设计厚度
管子壁厚表
公称直径DNmm
管子外径O.D.mm
L1B,M1B、N1B
L1E,M1E
管表号/壁厚SCH./THK
管道材料PIPEMATERIALS
管表号/壁厚SCH./THK
管道材料
PIPEMATERIALS
15
18
3
20#C.S
2.5
S30408
20
25
3
20#C.S
2.5
S30408
25
32
3
20#C.S
2.5
S30408
(32)
38
3
20#C.S
2.5
S30408
40
45
3.5
20#C.S
2.5
S30408
50
57
3.5
20#C.S
3
S30408
(65)
76
4
20#C.S
3
S30408
80
89
4
20#C.S
3
S30408
100
108
4
20#C.S
3
S30408
(125)
133
4
20#C.S
3.5
S30408
150
159
4.5
20#C.S
3.5
S30408
200
219
5
20#C.S
4
S30408
250
273.0
6
20#C.S
4.5
S30408
300
325
7
20#C.S
5
S30408
350
377
7
20#C.S
6
S30408
400
426
8
20#C.S
6
S30408
钢管的公称壁厚大于设计壁厚,故所选钢管的壁厚符合要求。
2弯管壁厚校核
2.1计算公式
根据《压力管道规范-工业管道第3部分:
设计和计算》(GB/T20801.3-2006)6.2规定:
内压弯管的计算厚度(位于
处,最危险处)应按式(4)计算:
(4)
当计算弯管的内侧厚度时:
(5)
当计算弯管的外侧厚度时:
(6)
式中
—弯管(内、外侧)的计算厚度(mm);
—弯管的转角(度);
—计算系数;
—弯管在管子中心线处的弯曲半径(mm);
2.2弯曲半径
根据《工业金属管道工程施工规范》(GB50235-2010)中规定:
高压钢管的弯曲半径大于管子外径的5倍,其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。
对于一些在工厂内加工的弯管,最小可以使R=1.5Do,而在一般情况下R≥3Do,故在计算中选用R=1.5Do和R=3Do两种情况,因为只要这两种情况下的设计壁厚可以符合要求,其他情况下的设计壁厚就都是符合要求的。
2.3常用弯管的设计厚度
压力弯管壁厚强度校核
管线号
设计压力
钢管外径
公称壁厚
管道材质
许用应力(100℃情况下)
焊接接头系数
计算系数(R=1.5Do内侧)
计算系数(R=1.5Do外侧)
计算系数
计算厚度(R=1.5Do内侧)
计算厚度(R=1.5Do外侧)
厚度负偏差
腐蚀裕量
设计厚度(R=1.5Do内侧)
设计厚度(R=1.5Do外侧)
P(MPa)
Do(mm)
δ(mm)
[σ]t(MPa)
Ej
I
I
Y
ts(mm)
ts(mm)
C1(mm)
C2(mm)
tsd(mm)
tsd(mm)
PG0901
0.7
259
6
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.87
0.61
0.60
1.50
2.97
2.71
PG0902
0.7
219
5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.74
0.51
0.50
1.50
2.74
2.51
PG0903
0.7
133
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.45
0.31
0.40
1.50
2.35
2.21
PG0904
0.7
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.30
0.21
0.40
1.50
2.20
2.11
PG0907
0.7
76
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.26
0.18
0.40
1.50
2.16
2.08
PG0908
0.7
159
4.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.53
0.37
0.45
1.50
2.48
2.32
PG0909
0.7
133
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.45
0.31
0.40
1.50
2.35
2.21
PG0910
0.7
159
4.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.53
0.37
0.45
1.50
2.48
2.32
PG0912
0.7
57
3.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.19
0.13
0.35
1.50
2.04
1.98
PG0915
0.7
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.30
0.21
0.40
1.50
2.20
2.11
PG0916
0.7
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.30
0.21
0.40
1.50
2.20
2.11
PG0917
0.7
159
4.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.53
0.37
0.45
1.50
2.48
2.32
PG0918
0.7
159
4.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.53
0.37
0.45
1.50
2.48
2.32
PL0605
0.4
273
6
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.52
0.37
0.60
1.50
2.62
2.47
PL0606
0.4
273
6
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.52
0.37
0.60
1.50
2.62
2.47
PL0610
0.4
273
6
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.52
0.37
0.60
1.50
2.62
2.47
PL0611
0.4
273
6
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.52
0.37
0.60
1.50
2.62
2.47
PL0615
0.4
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.21
0.15
0.40
1.50
2.11
2.05
PL0616
0.4
273
6
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.52
0.37
0.60
1.50
2.62
2.47
PL0619
0.4
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.21
0.15
0.40
1.50
2.11
2.05
PL0620
0.4
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.21
0.15
0.40
1.50
2.11
2.05
PL0625
0.28
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.15
0.10
0.40
1.50
2.05
2.00
PL0626
0.4
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.21
0.15
0.40
1.50
2.11
2.05
PL0627
0.8
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.41
0.29
0.40
1.50
2.31
2.19
PL0628
0.8
76
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.29
0.20
0.40
1.50
2.19
2.10
PL0633
0.8
108
4
S30408
130
1
1.25
0.875
0.4
0.41
0.29
0.40
1.50
2.31
2.19
NG0101
0.5
57
3.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.14
0.10
0.35
1.50
1.99
1.95
SW0602
0.23
108
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.12
0.08
0.40
1.50
2.02
1.98
SW0603
0.23
108
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.12
0.08
0.40
1.50
2.02
1.98
SW0605
2
76
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.73
0.51
0.40
1.50
2.63
2.41
SW0606
2
76
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.73
0.51
0.40
1.50
2.63
2.41
SW0607
2
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.85
0.60
0.40
1.50
2.75
2.50
SW0611
1.4
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.60
0.42
0.40
1.50
2.50
2.32
VT0101
0.7
273
6
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.92
0.64
0.60
1.50
3.02
2.74
VT0102
0.7
426
8
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
1.43
1.00
0.80
1.50
3.73
3.30
VT0103
0.7
57
3.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.19
0.13
0.35
1.50
2.04
1.98
VT0106
0.7
273
6
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.92
0.64
0.60
1.50
3.02
2.74
VT0107
0.7
159
4.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.53
0.37
0.45
1.50
2.48
2.32
LS0101
0.7
108
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.36
0.25
0.40
1.50
2.26
2.15
LS0103
0.7
57
3.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.19
0.13
0.35
1.50
2.04
1.98
LS0125
0.7
57
3.5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.19
0.13
0.35
1.50
2.04
1.98
MS0702
1.38
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.59
0.41
0.40
1.50
2.49
2.31
MS0703
1.38
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.59
0.41
0.40
1.50
2.49
2.31
MS0704
1.38
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.59
0.41
0.40
1.50
2.49
2.31
MS0705
1.38
219
5
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
1.45
1.01
0.50
1.50
3.45
3.01
MS0706
1.38
89
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.59
0.41
0.40
1.50
2.49
2.31
MS0707
1.38
76
4
20#
130
1
1.25
0.875
0.4
0.50
0.35
0.40
1.50
2.40
2.25
弯管取整后的公称壁厚大于设计壁厚,故所选壁厚符合要求。