压力管道各种壁厚计算及校核

DATA SHEET OF STRENGTH工程名称：项目号：版次：设计单位：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）6.2中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 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t sd 应按式（2）计算。

[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）； o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）； 1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y —计算系数设计压力P：P=2σt/（D-2tY）Y=0.4--0Cr18Ni9式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）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，0Cr18Ni9为128.375 MPa。

E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。

Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。

1.2常用低压管道计算厚度1.3常用高压管道计算厚度1.4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/T14976-2002）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）。

压力管道各种壁厚计算及校核压力管道的壁厚计算和校核是管道设计中非常重要的一部分。

正确计算和校核管道的壁厚可以确保管道的安全运行和使用寿命。

下面将介绍压力管道壁厚计算和校核的一般步骤和方法。

首先，壁厚计算和校核需要考虑以下几个方面：内压、外压、温度、材料强度、可靠度系数和安全系数等。

1.内压计算：内压是指管道内部介质对管道壁的压力作用。

内压计算一般根据以下几种情况进行：-稳态压力：使用稳态条件下的公式计算内压。

-脉动压力：脉动压力指介质在管道中流动时引起的压力变化。

计算脉动压力需要考虑介质的特性和流速等。

2.外压计算：外压是指管道外部环境对管道壁的压力作用。

外压计算一般考虑以下几种情况：-土壤压力：土壤压力是指土壤对埋地管道施加的压力。

计算土壤压力需要考虑土壤的性质、管道埋深和土壤的重要系数等。

-雪荷载：管道在雪荷载下的外压计算，需要根据地区的设计雪荷载标准进行计算。

-水压：如果管道位于水下或水中，还需要考虑水压对管道的作用。

3.温度计算：温度是压力管道设计的重要参数之一、管道在不同温度下的膨胀和收缩会对管道壁的应力产生影响，需要进行温度计算。

温度计算通常需要参考管道材料的温度膨胀系数和施工条件等。

4.材料强度计算：为了保证管道的强度足够以承受内压和外压的作用，需要对材料的强度进行计算。

材料强度计算一般可以根据材料的屈服强度和抗拉强度等性质进行。

5.可靠度系数和安全系数：为了保证管道的安全性，需要考虑可靠度系数和安全系数。

可靠度系数是指在设计中对不同参数的考虑，以提高设计的可靠性。

安全系数是指设计强度与实际工作强度的比值，一般需要根据设计要求和使用环境等因素进行合理的选择。

以上是压力管道壁厚计算和校核的一般步骤和方法，具体计算和校核还需要根据实际情况和设计要求进行。

在进行计算和校核时，还需要参考相关的国家标准和规范，以确保设计满足安全和可靠的要求。

压力管道管径和壁厚的选择论述摘要：压力管道的运行安全问题备受关注，特别是石油化工行业的压力管道，不仅作业环境复杂多变，而且易燃易爆、有毒有害介质较多，故必须对其管径和壁厚进行慎重选择和规范设计，来确保压力管道的安全运行。

对此，本文结合压力管道设计内涵，并就其管径和壁厚的选择方法进行了重点论述。

关键词：压力管道设计管径壁厚众所周知，压力管道涉及的介质多具有较强的毒害性、爆炸性和环境破坏性，一旦发生事故极易造成难以弥补的人员伤亡、经济损失和环境污染等，近年来这样的事故也在频频发生，故强化压力管道的规范化设计就具有更重要和深远的意义。

其中管径和壁厚的大小对介质流速、管路安全运行、费用成本等都有着重要影响，选择合理的管径和壁厚就尤为关键，下面就其选择方法加以论述。

一、压力管道设计内涵压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。

国家在相应的监督规程中以设计压力、温度、输送介质的腐蚀性、毒性和火灾危险程度等为依据，将压力管道分为GA类（长输管道）、GB类（公用管道）、GC类（工业管道）、GD类（动力管道）[1]。

虽然管径的大小会影响介质的输送效果，壁厚的大小会影响介质的输送安全，但这并不意味着管径越大、管壁越厚就越好，而应将两者视为设计的基础和关键，予以综合分析和科学计算，以此来确保其取值切实合理，有助于提高压力管道的安全性、可靠性与经济性。

二、压力管道管径和壁厚的选择1.压力管道的管径选择一般情况下，若流体的输送能力一定，管径越大，介质流动速度越小，管路压力降也会随之减小，此时虽降低了压缩机、泵等动力设备的运行费用，但会大大增加管路建设费用，所以从安全和经济的角度出发，形成了一套简单而有效的方法用于计算管道内径，即di=18.8[qm/υ]1/2，其中di-管道内径（mm）、qm-介质体积流量（m3/h）、υ-介质平均流速（m/s），可见管径的选择是以预定介质流速为前提的[2]。

魂度计算站DATA SHEET OF STRENGTH 工程名称：项目号：版次：设计单位：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） 6.2中规定, 当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 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t sd 应按式（2）计算。

t sd =ts C（ 2）C 9 C 2（3）式中t s —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）;D o —管子外径（mm ）;在设计温度下材料的许用应力（MPa ）;E j —焊接接头系数； t sd —直管设计厚度（mm ）;C —厚度附加量之和（mm ）;C 1 —厚度减薄附加量（mm ）C 2 —腐蚀或腐蚀附加量（mm ） 丫 一计算系数t sPD 2 A 1 E j PY(1)设计压力P:P=2° t/ (D-2tY )Y二0.4--0Cr18Ni9式中设计温度为常温，一般取 50C, L f根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)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, 0Cr18Ni9 为 128.375 MPa。

Ej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 0Cr18Ni9 的取值都为 1。

丫根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。

1.2常用低压管道计算厚度1.3常用高压管道计算厚度1.4厚度附加量（1）.C i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/T14976-2002）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚v 15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%8）高级允许厚度负偏差（12.5% 8；热轧（挤、扩）钢管壁厚》15mm时，普通级允许厚度负偏差（15% 8高级允许厚度负偏差（12.5% 8；冷拔（轧）钢管壁厚w 3mm时，普通级允许厚度负偏差（14% 8高级允许厚度负偏差（10% 8；冷拔（轧）钢管壁厚〉3mm时，普通级允许厚度负偏差（10% 8 高级允许厚度负偏差（10% 8。

压力管道壁厚及开孔补强计算压力管道是用于输送液体、气体或其他物质的管道，在运行过程中会受到一定的内外压力载荷。

为了确保管道在压力载荷下的安全运行，需要对压力管道的壁厚及开孔补强进行合理的计算。

1.管道内压力壁厚计算：根据管道的内压力、材料的允许应力和安全因子来计算管道的壁厚。

一般采用ASME标准或API标准中的公式来进行计算。

2.管道外压力壁厚计算：对于管道受到的外压力载荷，例如土压力或深水压力等，需要计算管道的外壁厚度。

常用的方法有ASME标准中的公式和材料力学性能参数。

3.管道轻质液体和气体压力壁厚计算：对于轻质液体和气体在管道中的压力载荷，由于其密度较小，管道壁厚常较薄。

可以采用API520或API521等标准中的公式，结合流体特性和工况条件来进行计算。

在进行压力管道壁厚计算时，需要考虑以下几个因素：1.管道内外压力：管道的内外压力是计算管道壁厚的基本参数，需要准确测量或估算。

2.材料的强度：管道材料的强度特性是壁厚计算的重要参数，需要从材料规格中获取。

3.安全因子：安全因子是考虑管道在运行过程中不确定因素的影响，一般取1.1~1.54.温度和环境条件：管道在不同温度和环境条件下的工作性能可能会有所变化，需要考虑这些因素对壁厚计算的影响。

开孔补强是在管道上开孔时，为了保证管道的强度和稳定性，需要进行相关的补强计算。

开孔补强通常包括以下几个方面：1.开孔位置：开孔位置的选择要考虑管道壁厚和管道材料的强度，避免对管道的强度造成过大的影响。

2.补强类型：开孔补强可以通过焊接补强板、法兰补强等方式进行。

补强方式要根据具体情况选择，确保管道的强度和稳定性。

3.补强计算：开孔补强需要对补强部分进行计算，包括补强板的厚度、尺寸和连接方式等。

一般可以参考相关的标准和规范进行计算。

总之，压力管道壁厚及开孔补强计算是保证管道安全运行的重要环节，需要根据具体情况和相关标准进行合理计算。

通过科学合理的计算，可以确保管道在各种工况下的强度和稳定性，从而保证了工程的安全和可靠性。

压力管道强度校核计算表 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.DATA SHEET OF STRENGTH 工程名称：项目号：版次：设计单位：项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 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t sd 应按式（2）计算。

[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）；o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）；1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y —计算系数设计压力P ：P=2σt/（D-2tY）Y=式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）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，0Cr18Ni9为 MPa。

E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/）表，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。

Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为。

常用低压管道计算厚度常用高压管道计算厚度厚度附加量(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/T14976-2002）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（%δ）高级允许厚度负偏差（%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（%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）。

压力管道管径和壁厚的选择论述摘要：压力管道的运行安全问题备受关注，特别是石油化工行业的压力管道，不仅作业环境复杂多变，而且易燃易爆、有毒有害介质较多，故必须对其管径和壁厚进行慎重选择和规范设计，来确保压力管道的安全运行。

对此，本文结合压力管道设计内涵，并就其管径和壁厚的选择方法进行了重点论述。

关键词：压力管道设计管径壁厚众所周知，压力管道涉及的介质多具有较强的毒害性、爆炸性和环境破坏性，一旦发生事故极易造成难以弥补的人员伤亡、经济损失和环境污染等，近年来这样的事故也在频频发生，故强化压力管道的规范化设计就具有更重要和深远的意义。

其中管径和壁厚的大小对介质流速、管路安全运行、费用成本等都有着重要影响，选择合理的管径和壁厚就尤为关键，下面就其选择方法加以论述。

一、压力管道设计内涵压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。

国家在相应的监督规程中以设计压力、温度、输送介质的腐蚀性、毒性和火灾危险程度等为依据，将压力管道分为GA类（长输管道）、GB类（公用管道）、GC类（工业管道）、GD类（动力管道）[1]。

虽然管径的大小会影响介质的输送效果，壁厚的大小会影响介质的输送安全，但这并不意味着管径越大、管壁越厚就越好，而应将两者视为设计的基础和关键，予以综合分析和科学计算，以此来确保其取值切实合理，有助于提高压力管道的安全性、可靠性与经济性。

二、压力管道管径和壁厚的选择1.压力管道的管径选择一般情况下，若流体的输送能力一定，管径越大，介质流动速度越小，管路压力降也会随之减小，此时虽降低了压缩机、泵等动力设备的运行费用，但会大大增加管路建设费用，所以从安全和经济的角度出发，形成了一套简单而有效的方法用于计算管道内径，即di=18.8[qm/υ]1/2，其中di-管道内径（mm）、qm-介质体积流量（m3/h）、υ-介质平均流速（m/s），可见管径的选择是以预定介质流速为前提的[2]。

压力管道壁厚计算公式实例压力管道在我们的日常生活和工业生产中可太常见啦！像输送石油、天然气的管道，还有工厂里那些用于传输各种液体和气体的管道，都属于压力管道的范畴。

那要保证这些压力管道安全可靠地运行，壁厚的计算就至关重要。

咱先来说说压力管道壁厚计算公式到底是咋来的。

其实啊，这就好比给管道穿上一件“合适的衣服”，衣服太薄了不保暖（管道容易出问题），太厚了又浪费材料还增加成本。

所以得有个科学的计算公式来算出恰到好处的壁厚。

常见的压力管道壁厚计算公式有很多种，咱就拿其中一个比较常用的来说吧。

假设我们有一根输送气体的压力管道，工作压力是 P，管道的内径是 D，材料的许用应力是[σ]，焊缝系数是φ，腐蚀裕量是 C。

那壁厚 t 就可以通过这个公式来计算：t = PD / (2[σ]φ + P) + C 。

为了让您更清楚这个公式咋用，我给您举个实实在在的例子。

就说有一家化工厂，要新铺设一根输送某种化工气体的压力管道。

已知工作压力是 10MPa，管道内径是 500mm，选用的材料是一种常见的合金钢，许用应力[σ] 是 200MPa，焊缝系数φ 取 0.8，考虑到可能的腐蚀情况，腐蚀裕量 C 定为 2mm 。

那咱们就按照公式来算算这根管道的壁厚：首先，把数值代入公式，t = 10×500 / (2×200×0.8 + 10) + 2 。

接下来就是计算啦，先算括号里的：2×200×0.8 = 320 ，320 + 10 = 330 。

然后算乘法：10×500 = 5000 。

最后做除法和加法：5000÷330 ≈ 15.15 ，15.15 + 2 = 17.15 。

所以这根管道的壁厚至少得是 17.15mm 。

您看，通过这个公式和具体的例子，是不是对压力管道壁厚的计算有了更直观的了解？在实际的工程应用中，计算压力管道壁厚可不能马虎。

我就曾经遇到过这么一件事儿，有个小工程队在给一个小型工厂铺设压力管道的时候，因为没有认真计算壁厚，就凭经验大概估计了一下，结果管道在运行没多久就出现了泄漏的问题。

压力管道壁厚设计计算与对比分析作者：安红卫来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第04期摘要：文章依据内压薄壁圆筒壁厚计算模型，对压力管道经典壁厚计算公式的现状、来源和发展过程做了说明，进而对国内外、国内各类别压力管道和工业管道各种不同标准规范在壁厚计算方面的差异，以及负压工况下大口径薄壁管道壁厚校核和两种许用外压计算方法做了对比分析和示例说明，以期对压力管道设计人员能有所帮助。

关键词：压力管道；壁厚计算；对比分析；许用外压1 内压直管壁厚计算基础1.1 内压薄壁圆筒壁厚计算模型由内压在薄壁圆筒上产生的周向应力和轴向应力可根据平衡条件计算。

根据牛顿定律，从薄壁圆筒周向断面上的平衡可得周向应力σc= Pr/t；从薄壁圆筒轴向断面上的平衡可得轴向应力σe=Pr/2t。

因轴向应力仅为周向应力的一半，可忽略不计。

根据第一强度理论，σc=Pr/t≤[σ]，可得粗略的薄壁内压圆筒壁厚计算公式t=Pr/[σ]或t=P D/2[σ]。

1.2 ASME B31.3壁厚计算公式来源与发展过程从上面的推导过程可知，对于理想的薄壁圆筒管状设备，如果要使其强度承受给定内压而不致破坏，所取的计算厚度应与内压和管子直径的乘积成正比，与材料的许用应力成反比。

经过多年发展并考虑各种影响因素和对公式的不断修正，形成了目前广泛认可的ASME B31.3经典壁厚计算公式。

2 国内外压力管道壁厚计算对比分析通过上面的分析，我们知道了目前国际上广泛认可的压力管道壁厚计算公式的现状、来源和发展过程，而国内大多数压力管道的标准规范大多等效或参照采用ASME等国际先进标准规范体系。

因国内行业分工不同导致压力管道类别较多，相同类别还有各种不同标准规范且要求不一，有的与ASME等不能一一对应（如输油和输气管道），有的现行标准明显滞后，跟不上国际先进标准。

2.1 国内压力管道规范与ASME对比分析目前国内压力管道规范--工业管道GB/T20801-2006因被國家安全技术法规“压力管道安全技术监察规程”引用而成为强制标准。

压力管道各种壁厚计算及校核压力管道的壁厚计算及校核是保证管道安全运行的关键步骤。

下面将从常用的几种壁厚计算方法、壁厚校核和相关注意事项进行详细的介绍。

压力管道壁厚计算方法主要有以下几种：1.按ASMEB31.3标准：根据中美标准，管道壁厚计算主要考虑到管道内外的压力和温度，以及材料的强度和安全系数等因素。

通过该标准计算得出的壁厚满足安全要求。

2.按GB150标准：根据国际标准，计算方法与ASMEB31.3相似，但是考虑到了国内的实际情况，适用于我国的压力容器和管道设计。

3.按API570标准：该标准主要适用于石油化工设备相关规定。

按照该标准进行计算时，需要考虑到管道的条件、管道的强度和材料的选择等因素。

在进行压力管道壁厚计算时，需要注意以下几个方面：1.材料的选择：选择合适的材料对于管道的壁厚计算至关重要。

常见的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。

根据具体情况，选择材料的抗拉强度、屈服强度以及安全系数。

2.温度的影响：管道在不同的温度下，材料的力学性能和物理性能会有所不同。

因此，在计算管道壁厚时，需要考虑到管道所处的温度环境，以及材料的耐热性能等因素。

3.压力的变化：管道中的压力是壁厚计算的主要依据之一、需要考虑到管道内外的压力差、压力的变化以及压力的作用方向等因素。

压力管道壁厚校核主要是通过对计算得到的壁厚结果进行检验和验证，确认管道的安全性。

校核的一般步骤包括：1.校核计算公式：根据计算的壁厚公式，核对所使用的公式是否正确。

2.校核计算数据：核对所使用的壁厚计算所需的各项数据是否准确无误，如管道内外压力、温度、材料的物理力学性能数据等。

3.校核计算结果：将计算得到的壁厚结果与标准要求进行对比，确认是否满足标准要求。

4.确定安全系数：管道设计时需要考虑到一定的安全系数，校核过程中需要确认所使用的安全系数是否合理。

需要注意的是，压力管道壁厚计算和校核必须严格按照相关标准进行，确保计算结果的准确性和管道的安全性。

2. 水锤压力计算（1）根据小水电运行情况,水锤压力计算按以下两种工况计算： a. 水库正常蓄水位 2180.0m 时，机组突然丢弃全部负荷。

b.小水电运行限制水位 2178.0m 时，机组由空转至满负荷运行。

（2）水锤计算基本公式：a. 钢管中水锤波传播速度α值：式中 1425—声波在水中的传播速度（m/s ）； ε—水的弹性模量，ε=2.1×104（kg/cm 2）； E —管壁的弹性模量，E 钢=2.1×106（kg/cm 2）； D —压力管道的内径（mm ）； δ—管壁厚度（mm ）。

b. 水锤波在水管中传播来回一次所需时间：式中 L —压力钢管总长度（m ）； α—水锤波传播速度（m/s ）。

c. 压力水管特性常数：式中 ρ、σ—钢管特性常数； H —水电站的静水头（m ）； V —钢管中水流流速 （m/s ）；gH V2αρ=gHTsLV=σδεαDE +=11425αLt r 2=Ts—导叶关闭时间Ts=5s 。

(3) 经过计算判断得压力钢管内水锤为间接水锤，最大值为极限水锤，水锤压力沿程分布计算成果见表1.3.1。

压力钢管水锤压力计算成果表(4)水锤压力沿程分布曲线见附图1.1.1。

四. 压力钢管结构计算和抗外压稳定校核1.计算原则：①钢管结构在弹性状态下工作；②除对钢管结构进行强度计算外，还要对钢管进行抗外压稳定校核；③计算中不计地震力及弯段水流的离心力；④钢材为普通碳素钢，即主炉3号镇定钢（A3）；⑤焊接系数采用0.9，超声波检查率为100%；⑥管壁厚度计算中，钢管允许应力为0.55σs×75%。

2. 计算工况：（1）计算荷载：①2180.0m正常蓄水位时静水压力；②2180.0m正常蓄水位时机组丢弃全部负荷的正水锤压力;③钢管的自重;④管内的水重;⑤ 温度荷载;⑥ 管道放空时通气设备造成的负压。

（2）荷载组合：工况一：①＋②＋③＋④＋⑤ 工况二：⑥3. 钢管管壁厚度的计算 ① 管壁厚度按锅炉公式计算：式中 δ—管壁厚度（mm ）H —包括水击压力值的设计水头 （m ）； D —钢管内径 （m ）；[σ] —钢材允许应力，[σ]=0.55σs ×75% （kg/cm 2）,σs =2400kg/cm 2;φ—接缝坚固系数，φ取0.9。

压力管道强度理论及校核实际工程中，很少有管子仅承受单一的拉压、剪切、扭转或弯曲载荷，而多是两种或多种载荷同时作用，这样就使得应力的求解变得复杂起来。

与简单的拉压、剪切、扭转和弯曲相比，它的难点主要是表现在以下两个方面：其一是管子中各点的应力求解困难。

此时因涉及的未知变量较多，建立的相应静力平衡方程、物理方程和几何方程较多，求解这些方程的计算工作十分浩繁;其二是管子中的各点可能同时承受三个方向的主应力和六个面上的剪应力，这些应力对材料的强度都将产生影响。

此时如何建立与许多应力有关的强度校核公式是十分棘手的，它既不能象简单变形形式那样用单一的强度指标进行判断，又不能对各个应力分别施以判断，这样做也是不现实的。

下面就针对上述两个问题的解决方法进行介绍。

(一)复杂应力状态下的应力求解对于几何形状比较规则的管子，无论它受力多么复杂，都可以按前面所介绍的步骤和方法进行求解。

即首先从管子中取一微元，然后根据受力情况、几何形状、边界条件等分别建立其静力平衡方程、物理方程和几何方程，然后联解方程。

复杂应力状态下的静力平衡方程、物理方程和几何方程型式如下：1、静力平衡方程：ΣFx=0; ΣFy=0; ΣFz=0ΣMx=0; Σmy=o; ΣMz=02、物理方程：3、几何方程：很显然，对于空间几何形状、受力和边界条件复杂的管道系统，要想对每个管道元件建立并求解上面的联合方程确实不是一件容易的事。

但随着电子计算机的应用，这样的计算就不再是难事了。

事实上，目前计算机已广泛应用于这类问题的计算。

对于形状不规则的管道元件，尤其是管道元件局部形状不规则时(如三通分支的根部、对焊法兰颈部弯曲过渡处等)，有时很难通过其平衡方程、物理方程和几何方程求出能满足边界条件的方程解，也就是说其应力将无法通过方程进行求解，此时往往作出一些假设，或根据试验找出一些修正系数来简化计算，从而求出一些工程上尚可使用的近似解。

值得一提的是，随着有限元技术的发展，它在求解复杂情况下的应力分析计算中得到了应用。