管道设计计算公式-壁厚计算

球墨铸铁管道壁厚计算公式
AWWA标准C150/A21.50是指美国水工程师协会（AWWA）制定的地下
供水和排水系统用球墨铸铁管道的技术标准。

按照该标准，球墨铸铁管道
的壁厚计算公式如下：
t=(P*D)/(2*(S+P*Y))
其中，t代表管道壁厚（单位为英寸），P代表工作压力（单位为psi），D代表管道外径（单位为英寸），S代表允许的应力（单位为psi），Y代表球墨铸铁的弹性模量（单位为psi）。

根据AWWA标准C150/A21.50的规定，球墨铸铁管道的允许应力（S）
一般为24,000 psi，球墨铸铁的弹性模量（Y）一般为24,000,000 psi。

通过该公式计算得到的管道壁厚是满足设计要求的最小壁厚，在实际
工程中可以根据需要增加一定的安全系数。

另外，除了AWWA标准C150/A21.50之外，其他国家和地区也有自己
的管道壁厚计算公式和标准。

在具体工程应用中，应根据当地的标准和规
范来进行计算和设计。

需要注意的是，以上提供的是一种常见的球墨铸铁管道壁厚计算公式，具体的计算公式和标准会根据工程要求和现场条件的不同而有所差异。

1) 内压金属直管的壁厚根据SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》确定：当S0< Do /6时，直管的计算壁厚为：S0 = P D0/(2[σ]tΦ+2PY)直管的选用壁厚为： S = S0 + C式中 S0――直管的计算壁厚， mm；P――设计压力， MPa；D0―直管外径， mm；[σ]t―设计温度下直管材料的许用应力， MPa；Φ―焊缝系数，对无缝钢管，Φ＝1；S―包括附加裕量在内的直管壁厚， mm；C―直管壁厚的附加裕量， mm；Y―温度修正系数，按下表选取。

温度修整系数表材料温度℃≤482510538566593≥621铁素体钢`奥氏体钢当S0≥D0/6或P/[σ]t > 时，直管壁厚应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。

2）对于外压直管的壁厚应根据GB 150-1998《钢制压力容器》规定的方法确定。

公称直径管子外径设计压力许用应力t 焊缝系数修正系数Y 壁厚So 壁厚负偏差腐蚀裕量选用厚度壁厚减薄量最终壁厚壁厚系列15 22 1 130 1 420 27 1 130 1 425 34 1 130 1 432 42 130 1 440 48 32 137 1 0 450 60 163 165 76 163 180 89 163 1100 114 32 137 1 12. 14. 5125 140 163 1 6150 159 4 130 1 2 7200 219 163 1 8250 273 130 1 10300 130 1 10. 8350 130 1 10.400 130 1 11. 10450 457 130 1 11500 508 130 1 14. 16.550 559 1 13. 2 15.600 610 1 14. 2 16.650 660 1 15. 2 18.700 711 1 16. 2 19. 16注：计算得的结果为计算壁厚，最终厚度为：S=So+C，C为腐蚀裕量+壁厚负偏差+螺纹深度。

计算管道壁厚步骤如下：
公式：Tsd=Ts+C
Ts=PD0/2([δ]t*Ej+PY)
C=C1+C2
公式中；Ts——直管计算厚度（mm）
P——设计压力（MPa）
D0——管子外径（mm）
[δ]t——在设计温度下材料的许用应力（MPa）
查《化工工艺设计手册》第二十七章表27-29：常用钢材许用应力值。

Ej——焊接头系数
查《化工工艺设计手册》第二十七章表27-30：焊缝系数值。

无缝钢管常取Ej=1。

C——厚度附加量之和
C1——厚度减薄附加量，包括加工开槽和螺纹深度及材料厚度负偏差（mm）
C2——腐蚀或磨蚀附加量（mm）（一般取1.5mm）
Y——修正系数
查《化工工艺设计手册》第二十七章表29-9：修正系数值。

有时为简便起见，通常当Tsd＞6mm时，C≈0.18 Tsd；当Tsd≤6mm 时，C=1mm。

1、计算依据
《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2-2006 《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计与计算》GB/T20801.3-2006 2、计算公式
()
t 2pD
S pY =
Φ+
3、计算过程
3.1 先假设管道名义壁厚小于16mm ，计算壁厚小于外径的六分之一 3.2 本管道采用输送流体用无缝钢管（GB/T8163-2008），设计温度为70℃，则上述计算公式中的输入数据和计算结果如下：
3.3本管道介质为二甲苯，腐蚀性较小，按每年腐蚀0.1mm ，设计年限15年计算，腐蚀余量取1.5mm ，管道制造负偏差按流体输送用无缝钢管标准（GB/T8163-2008）取12.5%,则有：
DN200管道设计厚度td=1.75+1.5=3.25mm
DN200管道包含负偏差的厚度tm=3.25/（1-0.125）=3.71mm
DN200管道选取的名义壁厚T=8mm
DN150管道设计厚度td=1.27+1.5=2.77mm
DN150管道包含负偏差的厚度tm=2.77/（1-0.125）=3.17mm
DN150管道选取的名义壁厚T=7mm
3.4验算
3.4.1DN200管道的采用壁厚为8mm，小于16mm，计算壁厚1.75mm 小于外径的六分之一，计算前的假设成立，计算结果有效。

3.4.2DN150管道的采用壁厚为7mm，小于16mm，计算壁厚1.27mm 小于外径的六分之一，计算前的假设成立，计算结果有效。

钢管壁厚计算
钢管壁厚计算一、钢管承受内压壁厚计算
1、理论壁厚计算
对于D/ D?1.7(或者直管计算壁厚小于管子外径的1/6时)，承受内压的0i 直管道理论计算壁厚应按照下式计算:
pD0
δ,
2,,σφ，2pγt
上式中:---------管道计算厚度(mm) δ
p----------设计压力(MPa)
D--------管道外径(mm)529mm 0
D---------管道内径(mm)513mm I
,σ,------管道再设计温度t下的许用应力(MPa)取值235 MPa t
φ--------焊接接头系数查表得取0.6
γ-------系数，取0.4
D/ D=529/513=1.03,1.7可用上式计算 0i
则=529*3.0/(2*235*0.6+2*3.0*0.4)=1587/284.4=5.58mm δ
2、管道设计壁厚
公式:δ=δ+C C=C+Cs12
上式中:δ-------管道设计壁厚(mm) s
C-------管道壁厚附加量(mm)取0.8mm
C------管道壁厚负偏差附加量(mm)取0.8mm 1
C------管道壁厚腐蚀附加量(mm)0.05*30=1.5mm 2
δ----管道计算壁厚(mm)
则δ=5.58+0.8+1.5=7.88mm s
所以管材采用钢管进行经济比较时壁厚采用8.0mm。

二、钢管承受外压壁厚计算
钢管在不输水状态下或者施工状态下管道内为空的，外应力仅为土压力，管顶以上回填土埋深1.5m。

2土压力P=Y*H*B=1.8*1.5*1.0* 1000*9.8=26460N/m=0.026MPa。

螺旋钢管壁厚计算公式
t = (P D) / (2 S E + 0.2 P)。

其中，t代表壁厚，P代表设计压力，D代表管道直径，S代表安全系数，E代表材料的弹性模量。

在实际应用中，根据国家或行业标准，可能会有不同的计算公式或者修正系数。

因此，在进行螺旋钢管壁厚计算时，需要参考相关的标准和规范来确定适用的计算公式。

除了上述的计算公式外，还需要考虑到管道的使用环境、管道的受力情况、管道的耐腐蚀性能等因素。

因此，在实际工程中，通常需要由专业工程师结合具体情况进行综合评估和计算，以确定最终的螺旋钢管壁厚。

管道壁厚计算公式
1.内压力：
管道内部的流体压力是计算管道壁厚的主要因素之一、一般情况下，管道壁厚的计算公式如下：
t=(P*D)/(2*S*E-0.8*P)
其中，t为管道的壁厚（单位为mm），P为管道内部的设计压力（单位为MPa），D为管道的外径（单位为mm），S为管道材料的允许应力（单位为MPa），E为管道材料的弹性模量（单位为MPa）。

2.外压力：
管道外部的环境压力也会对管道壁厚的计算产生影响。

通常情况下，管道外部的设计压力会小于内部的设计压力，因此可采用以下公式计算管道的壁厚：
t=(P*D)/(2*S*E+0.4*P)
其中的符号意义同上。

3.弯曲应力和压力脉动：
管道在运行过程中可能会受到弯曲应力和压力脉动的影响，这些因素也需要考虑到管道壁厚的计算中。

一般而言，管道壁厚的计算公式会根据具体的弯曲应力和压力脉动的情况来确定。

4.温度应力：
管道在不同温度下会发生膨胀和收缩，从而产生应力，也需要考虑到管道壁厚的计算中。

一般而言，计算管道壁厚时需要根据具体的温度条件来确定。

5.其他因素：
除了以上几个主要因素外，还有一些其他因素也需要考虑到管道壁厚的计算中。

例如，管道的使用年限、使用环境等因素也会对管道壁厚的计算产生影响。

综上所述，管道壁厚的计算公式是一个复杂的问题，需要考虑到多个因素的综合影响。

在实际工程中，一般会根据具体的设计条件和材料特性来确定最合适的计算公式，以保证管道的安全性和可靠性。

螺旋钢管壁厚计算公式
螺旋钢管的壁厚计算公式涉及到管子的直径、材料的强度、管子所承受的压力等因素。

一般来说，螺旋钢管的壁厚计算公式可以根据材料力学性质和管道工程设计规范来确定。

在一般情况下，可以使用以下的公式来计算螺旋钢管的壁厚：
壁厚 = (P D) / (2 S (1 0.6 D / (2 R)))。

其中，P代表管道内压力，D代表管子的外径，S代表材料的抗拉强度，R代表管子的曲率半径。

这个公式是根据薄壁压力容器的理论推导而来，适用于一般的工程设计。

在实际应用中，还需要考虑到安全系数、材料的疲劳强度、温度和腐蚀等因素，因此在设计螺旋钢管壁厚时，需要综合考虑多种因素，最终确定合适的壁厚。

此外，不同国家和地区的标准和规范可能会有所不同，因此在实际工程中，需要根据当地的相关标准和规范来确定螺旋钢管的壁厚计算公式。

在进行具体工程设计时，建议咨询专业工程师或根据当地的相关规范进行准确计算。

负压管道壁厚计算
负压管道壁厚计算需要考虑多种因素，包括管道的工作压力、管材的许用应力、管径、管道长度、管道的支撑条件等。

以下是一个简化的计算步骤：
1.确定管道的工作压力：根据实际需要确定管道的工作压力，单
位为巴（bar）或帕斯卡（Pa）。

2.确定管材的许用应力：根据管材的类型和规格，查表或通过试
验获得其许用应力，单位为兆帕（MPa）。

3.确定管径：根据实际需要确定管道的直径。

4.确定管道长度：根据实际需要确定管道的长度。

5.确定管道的支撑条件：根据实际情况确定管道的支撑条件，如
固定支撑、滑动支撑等。

6.计算管道壁厚：根据以下公式计算管道壁厚：
(\text{壁厚} = \frac{\text{工作压力}}{\text{许用应力}
\times \frac{\pi}{4} \times \text{管径}^2})
将已知数值代入公式进行计算。

7. 考虑安全系数：为了确保管道在使用过程中不会因各种因素而破裂，需要将计算出的壁厚乘以一个安全系数（通常为1.5~2.0）。

8. 圆整壁厚：根据实际制造和采购条件，将计算出的壁厚值进行圆整，以确保能够方便地采购到符合要求的管材。

以上是一个简化的负压管道壁厚计算步骤，实际应用中可能还需要考虑更多的因素和细节。

在具体工程应用中，建议咨询专业的工程师或设计人员，以确保安全可靠地设计和使用负压管道。

一、核算管道壁厚：根据《输气管道工程设计规范》GB50251-94第5.1.2.11、DN300的管线δ=PD/(2σsφFt)(5.1.2)式中δ------钢管计算壁厚（cm）；P ------设计压力（MPa）； P=7.5MPaD -----钢管外径（cm）； D=32.385cmσs-----钢管的最小屈服强度（MPa）；F ------强度设计系数，按表4.2.3和表4.2.4选取φ------焊缝系数；φ=1t ------温度折减系数。

当温度小于120℃时， t 值取1.0。

t =1选用API B,σs=240MPa,(《天然气长输管道工程设计》P203，表3-7-8)管线按一级地区考虑：F=0.72δ=PD/(2σsφFt)=0.70279948cm取δn=7.1mm2、DN200的管线δ=PD/(2σsφFt)(5.1.2)式中δ------钢管计算壁厚（cm）；P ------设计压力（MPa）； P=7.5MPaD -----钢管外径（cm）； D=219.1cmσs-----钢管的最小屈服强度（MPa）；F ------强度设计系数，按表4.2.3和表4.2.4选取φ------焊缝系数；φ=1t ------温度折减系数。

当温度小于120℃时， t 值取1.0。

t =1选用API B,σs=240MPa,(《天然气长输管道工程设计》P203，表3-7-8)管线按一级地区考虑：F=0.72δ=PD/(2σsφFt)= 4.75477431cm取δn=4.8mm3、DN150的管线δ=PD/(2σsφFt)(5.1.2)式中δ------钢管计算壁厚（cm）；P ------设计压力（MPa）； P=7.5MPaD -----钢管外径（cm）； D=168.3cmσs-----钢管的最小屈服强度（MPa）；F ------强度设计系数，按表4.2.3和表4.2.4选取φ------焊缝系数；φ=1t ------温度折减系数。

管道的设计计算——管径和管壁厚度空压机是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。

管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。

A.管内径：管道内径可按预先选取的气体流速由下式求得：=i d 8.1821⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v 式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），下表中给出压缩空气的平均流速取值范围。

管内平均流速推荐值1m 内的管路或管路附件——冷却器、净化设备、压力容器等的进出口处，有安装尺寸的限制，可适当提高瞬间气体流速。

例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S 型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。

已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m 3/min 排气压力为3.0 MPa已知H-6S 型空压机排气量为0.6 m 3/min 排气压力为3.0 MPa4台空压机合计排气量v q ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m 3/min ＝252 m 3/h如上表所示u=6 m/s带入上述公式=i d 8.1821⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v =i d 8.18216252⎪⎭⎫ ⎝⎛=121.8 mm 得出管路内径为121mm 。

B.管壁厚度：管壁厚度δ取决于管道内气体压力。

a.低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。

其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算：min δ=[]c npnpd i +-ϕσ2 式中，p 为管内气体压力（MPa ）；n 为强度安全系数5.25.1～=n ，取[σ]为管材的许用应力（MPa ），常用管材许用应力值列于下表；ϕ为焊缝系数，无缝钢管ϕ=1，直缝焊接钢管ϕ=0.8；c 为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当δ＞6mm 时，c ≈0.18δ；当δ≤6mm 时，c =1mm 。

一、核算管道壁厚：根据《输气管道工程设计规范》GB50251-94第5.1.2.11、DN300的管线δ=PD/(2σsφFt)(5.1.2)式中δ------钢管计算壁厚（cm）；P ------设计压力（MPa）； P=7.5MPaD -----钢管外径（cm）； D=32.385cmσs-----钢管的最小屈服强度（MPa）；F ------强度设计系数，按表4.2.3和表4.2.4选取φ------焊缝系数；φ=1t ------温度折减系数。

当温度小于120℃时， t 值取1.0。

t =1选用API B,σs=240MPa,(《天然气长输管道工程设计》P203，表3-7-8)管线按一级地区考虑：F=0.72δ=PD/(2σsφFt)=0.70279948cm取δn=7.1mm2、DN200的管线δ=PD/(2σsφFt)(5.1.2)式中δ------钢管计算壁厚（cm）；P ------设计压力（MPa）； P=7.5MPaD -----钢管外径（cm）； D=219.1cmσs-----钢管的最小屈服强度（MPa）；F ------强度设计系数，按表4.2.3和表4.2.4选取φ------焊缝系数；φ=1t ------温度折减系数。

当温度小于120℃时， t 值取1.0。

t =1选用API B,σs=240MPa,(《天然气长输管道工程设计》P203，表3-7-8)管线按一级地区考虑：F=0.72δ=PD/(2σsφFt)= 4.75477431cm取δn=4.8mm3、DN150的管线δ=PD/(2σsφFt)(5.1.2)式中δ------钢管计算壁厚（cm）；P ------设计压力（MPa）； P=7.5MPaD -----钢管外径（cm）； D=168.3cmσs-----钢管的最小屈服强度（MPa）；F ------强度设计系数，按表4.2.3和表4.2.4选取φ------焊缝系数；φ=1t ------温度折减系数。

120度管道基础计算公式进行120度管道基础计算时，需要考虑以下几个方面：管道设计、土壤力学、管道支撑以及管道材料的选择等。

接下来，我们将详细介绍这些方面，并提供相应的计算公式。

1.管道设计：管道设计的目标是确保管道在运行过程中可以安全地承受外部力量和负载，并保持稳定性。

设计时需要考虑管道直径、壁厚、弯曲半径等参数。

-管道直径（D）：管道直径的选择是基于所需的液体或气体流量以及管道材料的特性。

常用的计算公式为：D=4*Q/(π*V)其中，Q为流量，V为流速。

-管道壁厚（t）：管道壁厚的选择应能承受内部压力，防止发生泄漏或破裂。

常用的计算公式为：t=(P*D)/(2*S-P)其中，P为内部压力，S为材料强度。

-弯曲半径（R）：弯曲半径的选择影响着管道的曲率和流体的流动性能。

通常，流体在管道弯曲部分会产生摩擦和能量损失。

常用的计算公式为：R=D*(50/f)其中，f为摩擦因数。

2.土壤力学：土壤力学是研究土壤受力和变形行为的科学。

当管道处于土壤中时，需要考虑土壤的力学性质以及其对管道的影响。

-土壤重量（W）：土壤重量是管道受到的静态荷载之一，可以通过以下计算公式进行估算：W=ρ*H*A其中，ρ为土壤密度，H为土壤深度，A为管道横截面积。

-土壤压力（P）：土壤压力是管道受到的动态荷载之一，可通过以下计算公式进行估算：P=Ka*γ*H其中，Ka为活动土压力系数，γ为土壤单位重量，H为土壤深度。

3.管道支撑：管道支撑的设计旨在减少管道的变形和位移，并保证其稳定性。

常见的管道支撑方式包括吊架、支座、吊挂、固定支撑等。

-弯曲应力（σ）：管道的弯曲应力为管道壁一侧的压应力，可通过以下计算公式进行估算：σ=(M*R)/(2*t)其中，M为弯矩，R为弯曲半径，t为管道壁厚。

-拉压应力（σ）：管道的拉压应力为管道壁的拉伸或压缩应力，可通过以下计算公式进行估算：σ=P/(A*S)其中，P为内部或外部压力，A为管道横截面积，S为管道的强度。

管道的设计计算——管径和管壁厚度管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。

管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。

A.管内径：管道内径可按预先选取的介质流速由下式求得：d i=18.8{q v/u}1/2式中，d i为管道内径（mm）；q v为介质容积流量（m3/h）；u为管内气体平均流速（m/s），下表中给出介质平均流速取值范围。

管内平均流速推荐值例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。

已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m3/min 排气压力为3.0 MPa已知H-6S型空压机排气量为0.6 m3/min 排气压力为3.0 MPa4台空压机合计排气量＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m vq3/min＝252 m3/h如上表所示u=6 m/s带入上述公式d i=18.8{q v/u}1/2=18.8{252/6}1/2=121.8 mm得出管路内径为121mmB.管壁厚度：管壁厚度δ取决于管道内气体压力。

a.低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。

其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算：δmin =np d i/{2[σ]ϕ−np}+ c式中，p为管内气体压力（MPa）；n为强度安全系数n=1.5～2.5，取[σ]为管材的许用应力（MPa），常用管材许用应力值列于下表；ϕ为焊缝系数，无缝钢管ϕ=1，直缝焊接钢管ϕ=0.8；c为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当cδ＞6mm时，c≈0.18δ；当δ≤6mm时，c =1mm。

当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取δ,=δ+δd0/2R式中，d0为管道外径； R为管道弯曲半径。

b.高压管道的壁厚，应查阅相关专业资料进行计算，在此不做叙述。

例2：算出例1中排气管路的厚度。

排水管计算公式范文
排水管的计算公式主要包括以下几个方面：
1.排水管尺寸的计算公式
排水管的尺寸主要包括内径、外径和壁厚，根据需要排水的流量和压
力来确定。

内径的计算公式为：
D=4√(Q/πv)
其中，D为管道的内径，Q为单位时间内需要排水的流量，v为流速。

外径的计算公式为：
D_1=D+2e
其中，D_1为管道的外径，e为壁厚。

壁厚的计算公式为：
e=D_1-D
2.管道流量的计算公式
管道的流量主要有水流量和气流量两种情况。

水流量的计算公式为：
Q=AV
其中，Q为水流量，A为水管的横截面积，V为水的流速。

气流量的计算公式为：
Q=CVA
其中，Q为气流量，C为气体的流量系数（取决于气体的类型），A 为气管的横截面积，V为气体的流速。

3.管道压力的计算公式
管道的压力主要有水压力和气压力两种情况。

水压力的计算公式为：
P=γh
其中，P为水压力，γ为水的单位体积重量，h为水的高度。

气压力的计算公式为：
P=γ_1h+γ_2h
其中，P为气压力，γ_1和γ_2分别为气体的单位体积重量，h为气体的高度。

4.堵塞概率的计算公式
排水管道的堵塞概率表示在一段时间内堵塞发生的可能性。

堵塞概率的计算公式为：
P=1-(1-p)^n
其中，P为堵塞概率，p为单次堵塞的概率，n为一段时间内进行的排水次数。

需要注意的是，以上公式只是一般情况下的计算公式，实际工程中还需要考虑更多的因素，如水流的阻力、管道的材质和施工工艺等。

因此，在工程设计中需要综合考虑实际情况并进行实际测量和调整。