钢管壁厚计算
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钢管壁厚计算范文钢管壁厚是指钢管壁的厚度,它是决定钢管强度和承载能力的重要参数。
在进行钢管的设计、制造和使用过程中,合理计算钢管壁厚是非常重要的。
钢管壁厚的计算需要考虑多个因素,如工作条件、使用要求、材料特性等。
以下是一个钢管壁厚计算的范文,展示了一个典型的计算过程。
首先,确定工作条件。
假设我们需要设计一根用于输送液体的钢管。
在设计过程中,我们需要知道液体的工作温度、工作压力和输送液体的化学性质。
假设液体的工作温度为50℃,工作压力为10MPa,液体为一般化学物质。
其次,选择材料。
根据液体的性质和工作条件,我们可以选择合适的钢管材料。
假设我们选择了碳钢管作为材料。
然后,计算壁厚。
钢管壁厚计算可以通过以下步骤进行:1.根据工作压力和材料的屈服强度计算允许应力。
根据设计规范和经验值,我们可以得出碳钢管的屈服强度为240MPa。
允许应力一般是屈服强度的1/3至1/4、假设我们选择允许应力为允许应力=屈服强度/3=240/3=80MPa。
2. 根据管道内径和工作压力计算应力。
应力可以通过应力=工作压力*管道内径/ (2*壁厚)计算得出。
假设管道内径为100mm,工作压力为10MPa,则应力=10*100/(2*壁厚)=500/壁厚。
3.根据允许应力和应力计算壁厚。
将应力与允许应力进行比较,如果应力小于允许应力,则壁厚合适;如果应力大于允许应力,则需要增加壁厚。
假设应力小于允许应力,即500/壁厚<80MPa,则壁厚适合条件。
最后,验证计算结果。
经过计算得出的壁厚为壁厚适合条件。
为了验证计算结果,我们可以选择使用计算机辅助设计软件或者与实际制造人员进行讨论,以确保钢管壁厚的合理性。
综上所述,钢管壁厚计算涉及各种因素的综合考虑,包括工作条件、材料选择和力学计算。
通过合理的计算方法和合适的参数选择,可以确定符合设计要求的钢管壁厚。
但它只是钢管设计的一部分,对于实际使用和制造过程中的其他问题,还需要更多的考虑和分析。
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。
P设计压力,Mpa 16Do 直管外径,mm 89[σ]t 设计温度下直管材料的许用应力,Mpa 180φ焊缝系数,对无缝钢管,取=11Y温度修正系数0.4So直管的计算壁厚,mm 3.82C1钢管腐蚀裕量,mm 1C2钢管负偏差,mm 0.4S 直管的名义壁厚,mm5.22R弯头曲率半径,mm 120Do管子外径,mm 89I 内侧壁厚计算系数 1.29I 外侧壁厚计算系数0.86tw1内侧计算壁厚,mm 4.90tw2外侧计算壁厚,mm 3.32tw 弯头的名义壁厚,mm 6.30S管子实际壁厚,mm 6.3C1钢管腐蚀裕量,mm 1C2钢管负偏差,mm 0.4S min管子最小壁厚,mm 4.9D μmax管子最大外径(包括正偏差值),mm 34.1D nmax管子最大内径,mm 24.3K 管子最大外径与最大内径的比值 1.40d 1min管子螺纹最小根径,mm 32K 管子最大外径与最大内径的比值1.32P工作压力,Mpa 16K管子最大外径与最大内径的比值 1.40σ计算应力,Mpa 48.86[σ]设计温度下的许用应力,Mpa180.00管子不车螺纹部分管子车螺纹部分该壁厚可用海川waaabc制作,表格没有加密,欢迎转载,尊重作者,请不要删除本行谢谢!1、壁厚<管子外径/6(压力管道设计及工程实例)公式适用2、壁厚≥管子外径/6或P/[σ]t >0.385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。
3、弯管和弯头壁厚计算(SH/T3059-2012)4、受内压的高压管子强度计算(化工管路手册)。
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。
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。
常用钢管直径壁厚计算公式在工程施工和设计中,常用钢管是一种常见的建筑材料,用于输送液体、气体和固体等物质。
在选择和设计常用钢管时,计算其直径和壁厚是非常重要的。
本文将介绍常用钢管直径壁厚的计算公式,并对其应用进行详细说明。
一、常用钢管直径壁厚的计算公式。
常用钢管的直径和壁厚是其两个重要的参数,通常采用以下公式进行计算:1. 直径计算公式:常用钢管的直径可以通过以下公式进行计算:D = (O 2T) 。
其中,D为常用钢管的直径,O为外径,T为壁厚。
2. 壁厚计算公式:常用钢管的壁厚可以通过以下公式进行计算:T = (O D) / 2。
其中,T为壁厚,O为外径,D为直径。
以上两个公式是常用钢管直径和壁厚的计算公式,通过这两个公式可以方便地计算出常用钢管的直径和壁厚,为工程设计和施工提供了重要的参考数据。
二、常用钢管直径壁厚计算公式的应用。
1. 工程设计中的应用。
在工程设计中,常用钢管的直径和壁厚是设计计算的重要参数。
根据工程需要输送的介质、流量和压力等参数,可以通过上述公式计算出合适的常用钢管直径和壁厚,从而满足工程的需求。
2. 施工中的应用。
在工程施工中,常用钢管的选择和安装也需要根据其直径和壁厚进行计算和选择。
通过上述公式计算出合适的常用钢管直径和壁厚,可以确保施工过程中的管道输送安全和稳定。
3. 质量控制中的应用。
在常用钢管的生产和质量控制中,也需要对其直径和壁厚进行严格的控制和检测。
通过上述公式计算出的参数可以作为质量检测的重要依据,确保常用钢管的质量符合标准和要求。
以上是常用钢管直径壁厚计算公式在工程设计、施工和质量控制中的应用。
通过对这些公式的应用,可以确保常用钢管的选择和使用符合工程需求,从而保障工程的安全和稳定。
三、常用钢管直径壁厚计算的注意事项。
在使用常用钢管直径壁厚计算公式时,需要注意以下几点:1. 参数的准确性。
在进行计算时,需要确保输入的参数准确无误,尤其是外径和壁厚的测量值需要准确可靠。
压力=(壁厚*2*钢管材质抗拉强度)/(外径*系数)1、钢管压力系数表示方法:(1)压力P<7Mpa 系数S=8(2)7<钢管压力P<17.5 系数S=6(3)压力P>17.5 系数S=42、推导公式:壁厚=(压力*外径*系数)/(2*钢管材质抗拉强度)。
3、钢管分类:(1)按照生产工艺分为:不锈钢冷拔管、不锈钢精密管。
(2)按照截面分:不锈钢圆管、不锈钢方管、不锈钢矩管。
4、举例:(1)304不锈钢管规格:159*3即P=2*520*0.4*3/159=7.84mpa钢管承受压力计算公式方法一:以知方矩管、螺旋管无缝管无缝钢管外径规格壁厚求能承受压力计算方法(钢管不同材质抗拉强度不同)压力=(壁厚*2*钢管材质抗拉强度)/(外径*系数)二:以知无缝管无缝钢管外径和承受压力求壁厚计算方法:壁厚=(压力*外径*系数)/(2*钢管材质抗拉强度)三:方矩管、螺旋管钢管压力系数表示方法:压力P<7Mpa系数S=87<钢管压力P17.5系数S=4不锈钢管承受压力计算公式不锈钢管所承受的压力如何计算:1、计算公式:2X壁厚X(抗拉强度X40%)*外径2、316、316L、TP316、TP316L ——抗拉强度:485MA3、321、304、304L——抗拉强度:520MA304不锈钢管的抗拉强度是520MPA 316不锈钢管的抗拉强度是485MPA 而不锈钢管能承受的水压除了材质不同能承受压力值大小不一样之外;外径和壁厚也是非常重要的因素,壁厚越厚,能承受的压力值越大,比如同样外径,10个厚的不锈钢管就比5个厚的不锈钢管能承受的水压要高的多;另外,还与外径有关,外径越大,能承受的压力值越小,比如同样的壁厚,外径越大能承受的压力值越小;不锈钢管承受压力的计算公式:水压试验压力:P=2SR/D S是指壁厚,r指抗拉强度的40%,D指外径;下面举例说明: 304不锈钢管规格:159*3 P=2*520*0.4*3/159=7.84MPA 316不锈钢管规格:159*3 P=2*485*0.4*3/159=7.32MPA。
〔一〕无缝碳钢管壁厚 m m(二)无缝不锈钢管壁厚 mm〔三〕焊接钢管壁厚 mm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。
温度修整系数表钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法1〕是以管子表号"Sch"表示壁厚。
管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘1000,并经圆整后的数值。
即: Sch=P/[σ]t×1000ANSI B36.10壁厚等级:Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级;ANSI B36.19壁厚等级:Sch5s、Sch10s、Sch40s、S2〕以钢管壁厚尺寸表示中国、ISO、日本局部钢管标准采用ch80s四个等级; 表示英制管壁厚系列:Sch.20----全称:Schedule 20Sch.10s--带s的系列为不锈钢专用,碳钢不用。
举个例子:2" sch.10s 表示2〞接收的壁厚为2.9mm,材质为不锈钢;2" sch.40 表示2〞接收的壁厚为4.0mm。
3〕是以管子重量表示管壁厚度,它将管子壁厚分为三种:a.标准重量管,以STD表示b加厚管,以*S表示c.特厚管,以**S表示。
对于DN≤250mm的管子,Sch40相当于STD,DN<200mm的管子,Sch80相当于*S。
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。