压力管道壁厚计算

碳钢、合金钢无缝钢管和焊接钢管在受内压时，共壁厚按下式计算：PDδ = ────── + C200[σ]φ+P(2-1)式中d——管璧厚度(毫米)；P——管内介质工怍压力(公斤/厘米2)；在压力不高时，式中分母的P值可取p=0，以简化计算；D——管子外径(毫米)；φ——焊缝系数，无缝钢管φ=1，直缝焊接钢管φ=0.8，螺旋缝焊接钢管φ=0.6；[σ]——管材的许用应力(公斤/毫米2)，管材在各种温度下的许用应力值详见表2-5；C——管子壁厚附加量(毫米)。

管子壁厚附加量按下式确定：C = C1 + C2 + C3(2-2)式中C1——管子壁厚负偏差附加量(毫术)。

无缝钢管(YB231-70)和石油裂化用钢管(YB237-70)壁厚负偏差见表2-1。

冷拔(冷轧)钢管>1 -15热轧钢管 3.5-20 -15>20 -12.5 不锈钢、耐酸钢无缝钢管(YB 804-70)壁厚负偏差见表2-2。

冷拨(冷扎)钢管≤1 -0.15毫米-0.10毫米＞1-3 -15 -10＞3 -12.5 -10热扎钢管≤10 -15 -12.5 ＞10～20 -20 -15 ＞20 -15 -12.5普通碳素结构钢和优质碳素结构钢厚钢板的厚度负偏差，按热轧厚钢板厚度负偏差(GB709-65)的规定，见表2-3。

4 -0.44.5~5.5 -0.5 -0.55~7 -0.6 -0.6 -0.6 8~10 -0.8 -0.8 -0.8 -0.811~25 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 26~30-0.9-0.9-0.9-0.9C2——腐蚀裕度(毫米);介质对管子材料的腐蚀速度≤0.05毫米/年时(包括大气腐蚀)，单面腐蚀取C2=1.5毫米，双面腐蚀取C2=2～2.5毫米。

当管子外面涂防腐油漆时，可认为是单面腐蚀，当管子内外壁均有较严重的腐蚀时，则认为是双面腐蚀。

介质对管子材料的腐蚀速度大于0.05毫米/年时，由设计者根据腐蚀速度与设计寿命决定C2值。

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。

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。

管道壁厚等级与压力等级 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` 0.40.50.70.70.70.7奥氏体钢0.40.40.40.40.50.7当S0≥D0/6或P/[σ]t > 0.385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 0.4 0.084355828 0.5 1.5 2.084355828 420 27 1 130 1 0.4 0.103527607 0.5 1.5 2.103527607 425 34 1 130 1 0.4 0.130368098 0.5 1.5 2.130368098 432 42 6.4 130 1 0.4 1.013880507 0.5 1.5 3.013880507 440 48 32 137 1 0.4 5.126835781 0.5 0 5.626835781 450 60 6.4 163 1 0.4 1.159700411 0.5 1.5 3.159700411 3.565 76 6.4 163 1 0.4 1.468953854 0.5 1.5 3.468953854 4.580 89 7.5 163 1 0.4 2.010542169 0.5 1.5 4.010542169 4.5100 114 32 137 1 0.4 12.17623498 0.6 1.5 14.27623498 5125 140 6.4 163 1 0.4 2.705967625 0.6 1.5 4.805967625 6150 159 4 130 1 0.4 2.416413374 0.5 2 4.916413374 7200 219 7.5 163 1 0.4 4.947289157 0.7 1.5 7.147289157 8250 273 6.4 130 1 0.4 6.590223295 0.8 1.5 8.890223295 10300 323.9 6.4 130 1 0.4 7.818949909 0.9 1.5 10.21894991 8350 355.6 6.4 130 1 0.4 8.584188292 0.5 1.5 10.58418829 8.8400 406.4 6.4 130 1 0.4 9.810500905 0.5 1.5 11.81050091 10450 457 7.4 130 1 0.4 12.7173586 0.5 1.5 14.7173586 11500 508 7.4 130 1 0.4 14.13658243 0.5 1.5 16.13658243 12.5550 559 7.4 153.3 1 0.4 13.23627288 0.5 2 15.73627288 12.5600 610 7.4 153.3 1 0.4 14.44387559 0.5 2 16.94387559 14.2650 660 7.4 153.3 1 0.4 15.62779982 0.5 2 18.12779982 14.2700 711 7.4 153.3 1 0.4 16.83540253 0.5 2 19.33540253 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。

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。

支管：φ219×6
判断是否可以使用焊接支管
支管材料
支管许用应力MPa
支管厚度减薄附加量C1t mm
支管厚度附加量Ct mm
支管焊接接头系数Ej
支管轴线与主管轴线的夹角α1°
补强板材料与主管材料的许用应力比fr
非圆形开孔长直径d1mm
支管计算厚度tt mm
开孔补强所需的面积A mm 2
补强区有效宽度B mm
主管外侧法向补强的有效高度h1mm
主管多余金属面积A1mm 2
支管多余金属面积A2mm 2
焊缝金属面积A3mm 2
除补强圈以外的多余金属面积A1+A2+A3mm 2
判断是否使用补强圈补强
补强板的外径Dr mm
补强板名义厚度tr mm
补强板的材料
补强板许用应力MPa
补强板厚度减薄附加量C1r mm
补强圈金属面积A4mm 2
总的多余金属面积A1+A2+A3+A4mm 2
3147.880.51.821937.7624.75380.03162.361218560.39计算条件
2587.49Q235B 1200.50.9需要使用补强圈444Q235B 合格可以使用焊接支管208.81417.62120补强计算结论
0.8901开孔补强计算。

碳钢、合金钢无缝钢管和焊接钢管在受内压时，共壁厚按下式计算：PDδ = ────── + C200[σ]φ+P(2-1)式中d——管璧厚度(毫米)；P——管内介质工怍压力(公斤/厘米2)；在压力不高时，式中分母的P值可取p=0，以简化计算；D——管子外径(毫米)；φ——焊缝系数，无缝钢管φ=1，直缝焊接钢管φ=0.8，螺旋缝焊接钢管φ=0.6；[σ]——管材的许用应力(公斤/毫米2)，管材在各种温度下的许用应力值详见表2-5；C——管子壁厚附加量(毫米)。

管子壁厚附加量按下式确定：C = C1 + C2 + C3(2-2)式中C1——管子壁厚负偏差附加量(毫术)。

无缝钢管(YB231-70)和石油裂化用钢管(YB237-70)壁厚负偏差见表2-1。

冷拔(冷轧)钢管>1 -15热轧钢管 3.5-20 -15>20 -12.5 不锈钢、耐酸钢无缝钢管(YB 804-70)壁厚负偏差见表2-2。

冷拨(冷扎)钢管≤1 -0.15毫米-0.10毫米＞1-3 -15 -10＞3 -12.5 -10热扎钢管≤10 -15 -12.5 ＞10～20 -20 -15 ＞20 -15 -12.5普通碳素结构钢和优质碳素结构钢厚钢板的厚度负偏差，按热轧厚钢板厚度负偏差(GB709-65)的规定，见表2-3。

4 -0.44.5~5.5 -0.5 -0.55~7 -0.6 -0.6 -0.68~10 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 11~25 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 26~30-0.9-0.9-0.9-0.9C2——腐蚀裕度(毫米);介质对管子材料的腐蚀速度≤0.05毫米/年时(包括大气腐蚀)，单面腐蚀取C2=1.5毫米，双面腐蚀取C2=2～2.5毫米。

当管子外面涂防腐油漆时，可认为是单面腐蚀，当管子内外壁均有较严重的腐蚀时，则认为是双面腐蚀。

介质对管子材料的腐蚀速度大于0.05毫米/年时，由设计者根据腐蚀速度与设计寿命决定C2值。

碳钢、合金钢无缝钢管和焊接钢管在受压时，共壁厚按下式计算:PDS = + C200[ b ] © +P(2-1)式中d――管璧厚度（毫米）；P――管介质工怍压力（公斤/厘米2）;在压力不高时，式中分母的P值可取p=0,以简化计算;D――管子外径（毫米）；© --- 焊缝系数，无缝钢管©=1,直缝焊接钢管© =0.8，螺旋缝焊接钢管© =0.6 ;2[b ]――管材的许用应力（公斤/毫米），管材在各种温度下的许用应力值详见表2-5 ;C――管子壁厚附加量（毫米）。

管子壁厚附加量按下式确定：C = C1 + C2 + C3(2-2)式中C1――管子壁厚负偏差附加量（毫术）。

无缝钢管（YB231-70）和石油裂化用钢管（YB237-70）壁厚负偏差见表2-1冷拔（冷轧）钢管>1 -15热轧钢管 3.5-20 -15>20 -12.5不锈钢、耐酸钢无缝钢管（YB 804-70）壁厚负偏差见表2-2表2-2不锈铜、耐酸钢无缝钢管壁厚负偏差钢管种类壁厚（毫米）壁厚偏差（％）普通级咼级< 1-0.15毫米-0.10毫米冷拨（冷扎）钢管>1-3-15-10> 3-12.5-10< 10-15-12.5热扎钢管> 10 〜20-20-15> 20-15-12.5普通碳素结构钢和优质碳素结构钢厚钢板的厚度负偏差，按热轧厚钢板厚度负偏差 定，见表2-3。

C2――腐蚀裕度（毫米）；介质对管子材料的腐蚀速度W 0.05毫米/年时（包括大气腐蚀），单面腐蚀取C2=1.5毫米，双面腐蚀取 C2=2〜2.5毫米。

当管子外面涂防腐油漆时， 可认为是单面腐蚀，当管子外壁均有较严重的腐蚀时， 则认为是双面腐蚀。

介质对管子材料的腐蚀速度大于 0.05毫米/年时，由设计者根据腐蚀速度与设计寿命决定 C2值。

C3 ――管子加工减薄量（毫米）。

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。

压力管道的强度计算压力管道是指在管道内流体的压力超过一定范围时，为了保证管道安全运行而进行的特殊设计。

压力管道承受的内压力是由管道内流体压力产生的，而外压力则是指管道所受外部环境力的作用。

从管道强度的计算来看，压力管道主要包括两个方面的考虑：内压力的应力应变计算和外压力的稳定性计算。

首先，关于内压力的应力应变计算，我们可以利用以下公式计算：壁厚t=(P*D)/(2*S*(1-ν²))其中，t表示管道的壁厚，P为管道内流体的压力，D为管道的直径，S为材料的屈服强度，ν为材料的泊松比。

应力σ=(P*D)/(4*t)其中，σ为管道材料所受的应力。

接下来是对外压力的稳定性计算。

外压力主要有两种情况：一是管道埋地，受到埋地土壤的侧向压力；二是管道在水中运行，受到水的液压压力。

对于管道埋地情况下的稳定性计算，可采用Coulomb法，计算管道所受到的侧向土壤压力和管道的自重。

稳定性计算公式如下：侧向土壤压力F = k * γ * H * (1 - sinα) / (1 + sinα)其中，F为土壤对管道的侧向压力，k为土壤的侧向压力系数，γ为土壤单重，H为土壤的有效高度，α为土壤摩擦角。

管道自重的计算公式如下：W=γ*(π*(Do²-Di²)/4)*H其中，W为管道自重，Do为管道外径，Di为管道内径，H为管道的有效埋深。

对于管道在水中运行的情况，稳定性计算可以采用Archimedes定律。

水对管道的压力可以通过公式计算：F=γw*V其中，γw为水的密度，V为管道端面所受水的体积。

综上所述，压力管道的强度计算需要综合考虑内压力的应力应变计算和外压力的稳定性计算。

根据不同的情况和设计要求，采用相应的计算方法和公式进行计算，并结合相关材料的强度参数，以确保压力管道的安全运行。

.. 碳钢、合金钢无缝钢管和焊接钢管在受压时，共壁厚按下式计算：PD δ = ────── + C 200[σ]φ+P (2-1)式中d ——管璧厚度(毫米)；P ——管介质工怍压力(公斤/厘米2)；在压力不高时，式中分母的P 值可取p=0，以简化计算； D ——管子外径(毫米)；φ——焊缝系数，无缝钢管φ=1，直缝焊接钢管φ=0.8，螺旋缝焊接钢管φ=0.6； [σ]——管材的许用应力(公斤/毫米2)，管材在各种温度下的许用应力值详见表2-5； C ——管子壁厚附加量(毫米)。

管子壁厚附加量按下式确定：C = C1 + C2 + C3 (2-2)式中 C1——管子壁厚负偏差附加量(毫术)。

无缝钢管(YB231-70)和石油裂化用钢管(YB237-70)壁厚负偏差见表2-1。

冷拔(冷轧)钢管 >1 -15 热轧钢管 3.5-20 -15>20-12.5不锈钢、耐酸钢无缝钢管(YB 804-70)壁厚负偏差见表2-2。

冷拨(冷扎)钢管 ≤1-0.15毫米 -0.10毫米 ＞1-3-15 -10 ＞3 -12.5 -10 热扎钢管≤10-15-12.5 ＞10～20 -20 -15 ＞20-15-12.5..普通碳素结构钢和优质碳素结构钢厚钢板的厚度负偏差，按热轧厚钢板厚度负偏差(GB709-65)的规定，见表2-3。

4-0.44.5~5.5 -0.5 -0.5 5~7 -0.6 -0.6 -0.6 8~10 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 11~25 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 26~30-0.9-0.9-0.9-0.9C2——腐蚀裕度(毫米);介质对管子材料的腐蚀速度≤0.05毫米/年时(包括大气腐蚀)，单面腐蚀取C2=1.5毫米，双面腐蚀取C2=2～2.5毫米。

当管子外面涂防腐油漆时，可认为是单面腐蚀，当管子外壁均有较严重的腐蚀时，则认为是双面腐蚀。

介质对管子材料的腐蚀速度大于0.05毫米/年时，由设计者根据腐蚀速度与设计寿命决定C2值。

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。