钢管壁厚的计算
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无缝钢管壁厚选择和承压能力计算
对于无缝钢管,已知外径和壁厚,要求计算它能承受多大压力;或已知外径和压力,要求计算它的经济适用的壁厚计算公式:
设材料的抗拉强度为σ,压力为P,管子外径D;
管子壁厚δ=(P*D)/(2*σ/S)其中S 为安全系数;
压力P小于7MPa,S=8;P在7至17.5MPa,S=6;P大于17.5MPa,S=4;举例:求φ16*3无缝钢管(20#钢),能承受多大压力?我们第一步选择安全系数S=6;选20#钢抗拉强度为410MPa;φ16*3无缝钢管可承受的压力:P=(2*σ/S*δ)/D
=(2*410/6*3)/16
=25.6MPa --------- 此值 > 17.5MPa
故安全系数第二次取S=4
φ16*3无缝钢管可承受的压力:P=(2*σ/S*δ)/D
=(2*410/4*3)/16 =38.4MPa
辽阳慧丰项目,GL加热器混水管采用φ76*4无缝钢管(20#钢):我们第一步初选安全系数S=6;选20#钢抗拉强度为410MPa;钢管可
承受的压力P=(2*
σ/S*δ)/D =(2*410/6*4)/76
=7.2MPa (此值在7—17.5MPa之间)
结论:φ76*4无缝钢管能够承受该项目2.2MPa蒸汽压力,不必担心。
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钢管壁厚计算公式钢管是一种普通膨胀率低、强度高、热熔性强、耐磨损性好的工程材料,广泛应用于石油、化工设备和交通运输工程。
钢管壁厚是钢管使用寿命和安全性的重要指标,是钢管选择和设计时必须考虑的重要参数。
一般情况下,钢管壁厚计算公式可以采用理论计算法或实验法进行计算。
一、理论计算法1、钢管壁厚的理论计算法是根据钢管外径、设计压力、介质温度及材料参数等计算得出的。
根据钢管的设计压力可采用抗压强度的理论计算法和应力和强度理论计算法,其中抗压强度理论计算公式表达如下:壁厚t=PD/2σ+C1其中,P为钢管外径,D为设计压力,σ为抗压强度,C1为余量系数。
2、钢管壁厚的应力和强度理论计算公式可以表示为:t=PD/4σ+C1其中,P为钢管外径,D为设计压力,σ为抗强度,C1为余量系数。
二、实验法1、采用破坏实验法,建立试件外径、设计压力和得出的工程壁厚之间的关系,然后用实验数据拟合得出关系式,确定最佳壁厚。
由于该实验费时费力,所以一般不采用这种方法。
2、采用应变计量法,该方法利用应变计量仪测得钢管外径变形值,结合工程计算,确定钢管壁厚。
由于该实验较为简便,所以较多的实验者采取该方法。
三、材料参数要进行钢管壁厚的计算,必须知道其材料参数,主要有钢管的抗压强度和抗拉强度、抗拉应变率、伸长率、弹性模量、极限应变、抗压应变等参数。
这些参数可以由厂家处获得,并结合理论计算法或实验法进行正确的钢管壁厚计算。
综上所述,钢管壁厚选用的方法多种多样,它可以采用理论计算法或实验法进行计算,不同的计算公式必须由材料参数来确定,而材料参数是可以从厂家处获得的,所以根据不同工况需求可以对钢管进行准确的壁厚计算,从而获得更加安全可靠的设计,是钢管使用寿命和安全性的重要指标。
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-20200mm),2;)表1中系列5”。
)表1P内。
(2)钢管水锤增加值计算(3)钢管壁厚计算(4)钢管和镀锌钢管单位长度重量计算计算公式:1)△H=C△V/g2)C=1425/(1+KD0/Ee)式中:△H—直接水锤的压力水头增加值,m;C—水锤波传播速度,m/s;△V—管中流速变化值,为初流速度减去末流速度,m/s,取计算实际流速值;g—重力加速度,m2/s,取值9.8;1425—声波在水中的传播速度,m/s;K—水的体积弹性模数,GPa,常温时K=2.025GPa,D0—管道内径,mm;E—管材的纵向弹性模量,GPa,钢管取206;e—管壁厚度,mm。
计算公式:t=PD/1.75S+2.54式中:t一钢管壁厚,(mm);P一设计管道压力,(MPa);若为泵站上水管则选择设计内水压力P内和增加水锤压力P 增两者中的较大值,若为自流输水管则等于设计内水压力P内;D一钢管外径,(mm);S一设计温度下的材料应用许用应力,(MPa);选用管材钢牌号为Q235B,取值125MPa;2.54一腐蚀裕量和螺纹深度,(mm)。
镀锌而成,一般用(量》(于内径。
35B水锤波在管中的传播速度C (m/s)直接水锤的压力水头增加值△H(m)增加水锤压力P增(Mpa)管壁计算厚度t2(mm)设计选取管壁厚度t(mm)管材(钢牌号Q235B)1102.4119.35 1.54 4.08 4.5热镀锌钢管3.6热镀锌钢管管道外径(mm)设计选取管壁厚度t(mm)管道公称直径(mm)管道外径(mm)DN202026.9 3.6100114.3 DN252533.7DN323242.4 DN404048.3 DN505060.3 DN656576.1 DN808088.9 DN100100114.3 DN125125139.7 DN150150165.1 DN200200219.1 DN250250273.1 DN300300323.9 DN350350355.6 DN400400406.4 DN450450457 DN500500508表5:《低压流体输送用焊接钢管道公称直径(mm)表3:系列1钢管常用管径表4:设计管道可承受压力验算可承受压力验算验算管道可承受压力(Mpa)2.03:《低压流体输送用焊接钢管》(GBT 3091-2015)中规定的对应管径的最小壁厚壁厚。
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。
管壁厚度计算方法pDδ= ------------------ + C200[δ]Φ+pδ –管壁厚度, mmp - 管内介质操作压力, MPaD - 管子外径, mmΦ - 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 [δ] –管子操作温度下的许用应力, MPa, 常用钢管与钢板的许用应力查下表C - 管子壁厚附加量, mm, C= C1+C2+C3C1–钢管壁厚或钢板厚度的负公差, mm; 用钢板制作的焊接钢管,壁厚负公差为钢板的负公差,各种无缝钢管和钢板的负公差见下表C2–腐蚀裕度, mm, 其值大小根据介质的腐蚀性和钢管使用寿命而定,对碳素钢和底合金钢取C2不小于 1 mm, 对不锈钢,当介质腐蚀性极微时,取C2=0C3–螺纹深度, mm, 其值可查表1-29, 如管上无螺纹, 则C3 = 0 表: 常用钢管与钢板额定许用应力钢号厚度/mm下列温度© 下的材料额定许用应力/Mpa<=20 100 150 200 250 300 350 400 425 450 475 500常用钢管10 <= 10 113 113 112 106 106 94 88 81 78 62 41 >10~20 107 107 103 91 84 78 72 67 62 62 4120 <= 10 133 133 133 131 122 112 103 97 87 62 41 >10~20 127 127 125 119 112 106 97 91 87 62 4116Mn <= 10 167 167 167 167 156 144 135 127 95 67 43 >10~20 160 160 160 159 150 138 128 122 95 67 43常用钢板Q235AF <= 20 127 127 127 125 116 >21~26 127 127 122 116 106Q235A <= 20 127 127 127 125 116 106 97 91 >21~26 127 127 125 119 109 100 94 8820q 6~16 137 137 137 131 122 113 103 97 87 62 41 17~25 137 137 131 125 119 109 100 94 87 62 4116Mn <= 16 173 173 173 173 166 153 144 127 95 67 43 17~25 167 167 167 167 156 144 134 127 95 67 43钢管的负公差管子品种规格尺寸/mm精度管子品种规格尺寸/mm精度普通级/%高级/%普通级/%高级/%碳钢与合金钢管冷拔管壁厚1~3-10 -10不锈钢耐酸钢钢管冷拔管壁厚1~3-15 -10 壁厚>3-10 -10 壁厚>3-12.5 -10 热轧管壁厚3~20-15 -12.5热轧管壁厚<=10-15 -12.5 壁厚>20-12.5 -10 壁厚11~20-20 -15壁厚>20-15 -12.5普通碳钢与优质钢热轧钢板的负公差钢板规格精度钢板规格精度厚度<4-0.4 厚度8~25-0.8厚度4.5~5.5-0.5 厚度26~30-0.9厚度6~7-0.6普通管螺纹深度附加值 /mm管子工称直径 DN 螺纹深度附加值管子工称直径 DN 螺纹深度附加值10~20 1.162 25~180 1.479碳钢与合金钢无缝钢管的最小采用壁厚外径最小采用壁厚外径最小采用壁厚14~17 2 168 518~34 2.5 219 638~60 3 273 776~89 3.5 325 8108~133 4 377~530 9140~159 4.5管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应里的比值乘以1000,并经圆整后的数值. 既pSch = ------------- x 1000[δ]tp----- 管子内介质压力, MPa[δ]t------管子材料操作温度下的许用应力, MPa。
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。
钢管壁厚计算公式
钢管壁厚计算公式是用来计算按照一定的使用要求,在给定的工况条件下,采用某种特定类型的钢管所能达到的最小壁厚。
这种方法可以帮助用户根据工况参数、使用要求等,选择出合适的钢管壁厚,从而保证钢管的安全使用。
钢管壁厚计算公式主要包括三个部分,即承压计算公式、焊缝系数和外径系数。
1.承压计算公式:
钢管壁厚计算所需要的承压计算公式如下:
t=P/2σK
其中,t为钢管壁厚,单位是mm;P为钢管受压的工作压力,单位是MPa;σ是钢管的材料应力,单位也是MPa;K是壁厚系数,用于表示钢管的不同外径、材料和工况对于壁厚的影响,正常情况下,K的取值范围为
0.72~0.85。
2.焊缝系数:
由于钢管的焊接性能会影响钢管的承压能力,因此,在计算钢管壁厚时,需要考虑到焊缝系数这一因素。
焊缝系数指的是对于焊接钢管而言,其壁厚要比对应焊接前壁厚增加的比例。
一般情况下,焊缝系数取值为1.1。
3.外径系数:
外径系数是用来表示不同外径钢管的壁厚的,其计算公式为:
K = 0.5 + 2.25 (d/D)^2
其中,d为钢管内径,单位是mm;D为钢管外径,单位也是mm。
以上就是钢管壁厚计算公式的详细说明,它通过计算不同工况条件下采用某种特定钢管所能达到的最小壁厚,从而帮助用户根据工况参数和使用要求,选择出合适的钢管壁厚,从而保证钢管的安全使用。
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。
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。
一、 计算依据1、《工业金属管道设计规范》GB50316-20002、《钢制压力容器》GB150-1998承受外压的直管厚度和加强要求应符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150- 3.7的规定3、《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2002二、计算公式公式选自《工业金属管道设计规范》GB50316-2000 中第6.2.1 条 t sd= ts+CC=C1+C2Y 系数的确定,应符合下列规定:当ts <Do/6时,按表6.2.1选取;当ts ≥Do/6时, 式中:ts —直管计算厚度(mm );P —设计压力(MPa );Do —管子外径(mm );Di —管子内径(mm );t ][σ—在设计温度下材料的许用应力(MPa); )][20PY E PD t j t s +=σ()220C D D C D Y i i +++=j E —焊接接头系数;C —厚度附加量之和(mm );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—腐蚀后磨蚀附加量(mm );Y —系数。
三、计算过程1、根据《钢制压力容器》GB150—1998中3.7规定,当钢管采用100%无损检测时,j E =1.00;根据《工业金属管道设计规范》GB50316-2000中表6.2.1规定,奥氏体钢温度小于或等于482摄氏度时,Y 取0.4;。
带入公式得:=2.97872、 t sd= ts+C .……○1C= C1+C2 ……○2根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2002 中表1,当公称壁厚S <15时,普通级为+15%S 及-12.5%S ,故○2式中C1为C1=3.5x0.125=0.4375mm ;○2式中C2值为腐蚀或磨蚀附加量,故C2=0; )4.020*******20x x x t s +=(故C=0+0.4375=0.4375mmtsd=2.9787+0.4375=3.4162四、计算结果根据以上计算,汇气总管至减压撬设计壁厚为3.4162mm,故外径及壁厚选择42x3.5为合理。
一、概述近年来,随着城市建设规模的不断扩大以及基础设施建设的不断完善,各种各样的钢管产品在工程中得到了广泛的应用。
其中,q235螺旋钢管作为一种常见的管道产品,具有强大的承载能力和优良的耐腐蚀性能,被广泛应用于水利、石油、化工、建筑等领域。
在使用q235螺旋钢管过程中,为了确保管道能够安全、稳定地承受压力,计算其承压壁厚显得尤为重要。
二、q235螺旋钢管承压壁厚的确定方法1. 计算公式q235螺旋钢管的承压壁厚可以根据以下公式进行确定:t = (P * D) / (2 * S * E - 0.2P)其中,t表示承压壁厚,单位为mm;P表示设计压力,单位为MPa;D表示管道外径,单位为mm;S表示允许应力,单位为MPa;E表示焊接接头的效率。
2. 计算步骤- 确定设计压力P:在工程设计中,需要根据管道所承受的压力情况来确定设计压力P的数值;- 测量管道外径D:通过测量q235螺旋钢管的外径,得到管道外径D的数值;- 确定允许应力S:根据q235螺旋钢管的材质和使用条件,确定允许应力S的数值;- 计算焊接接头的效率E:根据q235螺旋钢管的焊接工艺和质量标准,计算焊接接头的效率E。
3. 举例说明以某工程项目为例,设计要求q235螺旋钢管承受的设计压力为2.5MPa,管道外径为500mm,允许应力为150MPa,焊接接头的效率为0.85。
根据上述计算公式和步骤,可以得到承压壁厚t的数值。
三、q235螺旋钢管承压壁厚计算的注意事项1. 设计压力的确定:在进行承压壁厚计算时,需要准确地确定q235螺旋钢管所要承受的设计压力,以保证计算结果的准确性;2. 材质和工艺的影响:q235螺旋钢管的材质、焊接工艺等因素会直接影响承压壁厚的计算结果,因此在进行计算时需要对这些因素进行全面的考量;3. 安全系数的考虑:为了保证q235螺旋钢管在使用过程中的安全性,承压壁厚的计算结果需要考虑安全系数,确保管道在承受设计压力时不会出现失效等问题。