管道壁厚 弯头壁厚及主管支管开孔补强计算

标加设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）理论壁厚 S（mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度2107.9954446851.5 1.510.99544设计温度下材料的许用应力 [δ]t（Mpa）理论壁厚 S（mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度2107.5725593671.51.510.57256设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）弯管弯制半径R(mm）设计厚度2105014.82781设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）理论壁厚 S 1z （mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度210 5.9004773270.885071599 1.58.285549支管的理论壁厚S1d（mm）壁厚负偏差腐蚀余量计算厚度5.9004773270.8850715991.58.2855489设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）理论壁厚 S 1z （mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度210 4.9300473280.739507099 1.57.169554设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）理论壁厚 S 1z （mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度2107.0422535211.0563380281.59.598592设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）理论壁厚 S 1z （mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度1800.8990318120.1348547721.52.533887设计温度下材料的许用应力 [δ]t（Mpa）理论壁厚 S（mm）壁厚负偏差腐蚀余量设计厚度240 3.7773512480.566602687 1.5 5.843954设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）盘管外内径比值 KK的最小值240 1.3333333331.191736839设计温度下材料的许用应力 [δ]t （Mpa）应力增加值系数m 理论壁厚 S（mm）壁厚负偏差腐蚀余量240 1.230769231 4.6490476890.6973572 1.5管道壁厚计算标准椭圆形封头的壁厚计算理论壁厚 S 1w （mm）11.58939707弯制弯管壁厚的计算焊制三通的壁厚计算异径管壁厚的计算半球封头的壁厚计算盘管弯头或弯管的壁厚计算加热炉盘管直管段的壁厚计算压盘管直管段的壁厚计算普通高级≤201512.5＞2012.510设计厚度6.846405碳素钢、低合金钢钢管种类一般情况下ψ=1.0，双面焊缝ψ=0.85壁厚对于单筋、蝶式等局部补强的三通，ψ=0.9负偏差%适用于K＞1.5，最后再通过上式验算适用于P≤0.4[δ]t ψ。

管道壁厚计算
设计压力 P (MPa)0.97
管外径 D (mm)60.3
设计温度下材料的许用应力 S (MPa)138
焊件的纵向焊接接头系数φ1
计算系数 Y0.4按表16选
直管的计算壁厚 t (mm)0.21133
管道腐蚀裕量 C （mm）1
管道壁厚取值大于 T (mm) 1.21133
弯管或弯头壁厚计算
弯管或弯头中心线处的弯曲半径 R (mm)180.9R大于等于3D 弯管或弯头内侧厚度 计算系数 I1 1.1
弯管或弯头外侧厚度 计算系数 I20.928571
弯管或弯头的转角 a (℃)90
弯管或弯头内侧壁厚 t1 (mm)0.232398
弯管或弯头外侧壁厚 t2 (mm)0.196274
弯管或弯头中心线处壁厚 t (mm)0.21133
管道腐蚀裕量 C（mm）1
弯管或弯头壁厚取值大于 T (mm) 1.232398。

金属管道组成件耐压强度计算1.1一般规定1.1.1 本章所列的计算方法适用于工程设计中所需的管道组成件的设计计算。

对于已标明公称压力管道组成件不必再按本章进行计算。

1.1.2 标准的对焊管件的耐压强度，应符合本规范第5.4.2条第5款的规定。

1.2直管1.2.1 承受内压直管的厚度计算，应符合下列规定：1 当直管计算厚度t s小于管子外径D o的1/6时，直管的计算厚度为式(1.2.1-1)计算的值。

设计厚度t sd应按式(1.2.1-2)计算。

所选用管子的最小壁厚为计算厚度与机加工深度和腐蚀或磨蚀附加量的和。

t s=PD o2([σ]t E j w+PY)(1.2.1-1)t sd=t s+C(1.2.1-2) C=C1+C2(1.2.1-3)Y系数的确定，应符合下列规定：当t s＜D o/6时，按表1.2.1选取；当t s≥D o/6时，按下式计算：Y=D i+2(C2+C3)D i+D o+2(C2+C3)(1.2.1-1)式中：t s——直管计算厚度(mm)；P——设计压力(MPa)；D o——管子外径，取管子外径的名义值(mm)；D i——管子内径，取材料标准或技术规定中允许的最大值(mm)；[σ]t——在设计温度下材料的许用应力(MPa)；E j——纵向焊接接头质量系数，按3.2.5条的规定取值；W——焊接接头高温强度降低系数，按第3.2.5A条的规定取值；t sd——直管设计厚度(mm)；C——厚度附加量之和(mm)；C1——厚度减薄附加量，包括机械加工深度C3及材料厚度负偏差之和(mm)；C2——腐蚀或磨蚀附加量(mm)；C3——机械加工深度，包括机械加工表面、开槽或螺纹深度。

带螺纹的管道组成件，取公称螺纹深度；对未规定公差的机械加工表面或槽，取规定切削深度加0.5mm。

Y——系数。

表6．2．1 t s＜D o/6时系数Y的值（℃）注：介于表列的中间温度的Y值可用内插法计算。

2 当直管计算厚度t s大于或等于管子外径D o的1/6时，或设计压力P与在设计温度下材料的许用应力[σ]t和焊接接头系数E j乘积之比大于0.385时，直管厚度的计算，还应考虑失效机理、疲劳影响和温差应力等因素。

1、主管计算厚度T sT s :计算厚度；mm 0.414244186Do :外径；mm76［σ］t :在设计温度下材料的许用应力；MPa 137E j ：焊接接头系数；1P：设计压力；MPa1.5Y：系数；按表6.2.1选取。

0.4T n :主管名义厚度；mm 42、支管计算厚度t st s :计算厚度；mm0.207122093d o :外径；mm38［σ］t :在设计温度下材料的许用应力；MPa 137E j ：焊接接头系数；1P：设计压力；MPa1.5Y：系数；按表6.2.1选取。

0.43、开孔补强计算（1）主管开孔所需补强面积 AA：主管开孔所需补强面积；m㎡14.45712209d 1:扣除厚度附加量后主管上斜开孔的长径；mm 34.9管道开孔补强计算[])(2PY E PD T j t os +=σ)sin 2(1a d T A s -=ad d sin /1=[])(2PY E Pd t j t os +=σd:扣除厚度附加量后支管的内径；mm 34.9a：主管轴线与斜管轴线的夹角；90（2）开孔补强有效补强范围有效补强宽度B=2d 169.8B=d 1+2(2t n )-2(2C 1+2C 2)41.1取较大值B mm 69.8有限补强高度h=2.5(t n1-C 1-C 2) 3.875t n :管子名义厚度；mm3C 1：厚度负偏差；mm0.45C 2:腐蚀余量；mm1(3)补强范围内主管多余金属补强面积A 1A 1=（B-d 1）(T n -T s -C 1-C 2)74.53787791(4)补强范围内支管多余金属补强面积A 2A 2=2h(t n -t s -C 1-C 2)/sina10.40730378(5)角焊缝金属补强面积A 3A 3=H 236H：角焊缝高度；mm64、结论120.9451817A=14.45712209结论：合格注：按GB50316-2000《工业金属管道设计规范》(2008版)计算A 1+A 2+A 3=ad d sin /1`。

设计依据：SY/T0510-20101. 输入数据设计压力p= 6.3MPa 主管线外径D0=323.9mm 主管线壁厚δ1=8.0mm 支管线外径d0=323.9mm 支管线壁厚δ2=8.0mm 三通主管外径D=323.9mm 三通支管外径d=323.9mm 焊接接头系数Φ=1管件用钢材钢管16Mn管件用钢材厚度附加量C=C1+C2=0mm 管件用钢材厚度负偏差C1=0mm 腐蚀裕量C2=0mm 主管用钢材许用应力[σ]=K×σs=144.00MPa 主管用钢材最小屈服强度σs=360MPa 强度设计系数K=0.4三通中心到主管端部的距离（三通半长）B=254mm 三通中心到支管端部距离M=254mm 三通肩部翻边处的圆弧曲率半径r0=(r0min+r0max)/254mm 曲率半径r0取值范围r0min≥0.05d16.20mmr0max≤M-D/292.05mm 2. 补强面积计算三通主管计算壁厚δr=pD/（2[σ]Φ）=7.09mm 三通支管计算壁厚δb=pd/（2[σ]Φ）=7.09mm 三通主管名义厚度δd=17.00mm 三通支管名义厚度δnt=12.00mm 考虑到拔制工艺δnt=0.75δd12.75mm 考虑到拔制工艺后的支管名义厚度δnt=12.00mm 三通支管去除腐蚀裕量后的支管厚度δo=δnt-C2=12.00mm三通支管去除腐蚀裕量后的支管内径d c=d-2δnt+2C2=299.90mm 三通主管的有效厚度δer=δd-C=17.00mm 三通支管的有效厚度δeb=δnt-C=12.00mm 有效补强宽度0.5d c+0.5d c=d c=299.90mm 计算补强宽度W=min(B,d c)=254.00mm 有效补强高度43.64mm应≤M-D/2=92.05mm 开孔所需补强面积A R=d c×δr2124.89mm2在补强范围内可提供的补强面积A E=A1+A2+A3=2492.21mm2三通主管可提供补强面积A1=(2W-d c)×(δer-δr)=2063.25mm2三通支管可提供补强面积A2=2H×(δeb-δb)=428.96mm2其它可提供补强面积A3=2(δo-δeb)r0=0.00mm2判定条件：A E≥A R满足补强条件补强裕量17.3%3. 结果三通主管外径D=323.90mm 三通支管外径d=323.90mm 三通主管名义厚度δd=17.00mm 三通支管名义厚度δnt=12.00mm 三通中心到主管端部的距离（三通半长）B=254.00mm 三通中心到支管端部距离M=254.00mm 三通肩部翻边处的圆弧曲率半径r0=54.12mm 4. 图例拔制或挤压三通补强计算示意图M δbH。

开孔补强章节一、孔和孔桥补强计算的基本内容s。

--可不考虑孔间影响的的相邻两孔的最小节距（P10）S。

=dp +2√（Dn+δ）δ[d]—未补强孔的最大允许尺寸1 单孔和孔桥单孔：S≥S。

孔桥：S<S02 补强（1）S≥S。

d≤[d] 不需补强（2）S≥S。

d> [d] 按单孔补强（仅适用于d/Dn<0.8, 且d<600mm的径向孔径）补强条件是A1+A2+A3+A4≥A 且补强所需面积的2/3应分布在孔边1/4孔径的范围内（3）S<S0d<d。

按孔桥补强计算孔桥减弱系数，或在满足11.5.2 a、b的条件下，用管接头补强(4）S<S0 一孔d>[d] 在满足11.5.2 a、b的条件下，按单孔补强计算，补强后该孔在该孔桥中按无孔处理。

二孔d>[d] 按13章处理。

二、本章节的主要修正内容关于未减弱集箱筒体的内径Dn和补强管接头内径dn定义的修正原版标准中，补强计算的锅筒筒体、集箱筒体、补强管接头内径Dn 均以名义内径表示。

集箱筒体Dn=Dw-2δ补强管接头dn=dw-2δ1新版修改为集箱筒体Dn=Dw-2δy补强管接头dn=dw-2δ1y原因：由于名义壁厚中包含了壁厚的附加量，而通常集箱筒体和管子的尺寸控制点在外径（外径管），壁厚附加量的损耗会使集箱筒体、管子的实际内径大于其名义内径，而使原先按名义内径得出的一些计算结果偏于不安全。

故新版标准用有效壁厚代替上式中的名义壁厚，即剔除壁厚附加量的影响。

三、孔和孔桥章节的具体修改内容（一）单孔的补强1 未补强孔的最大允许直径(图19) （P41）修改1：k计算中，未减弱集箱筒体Dn的修正系数k k= PDn / (2[б]-P)Sy横坐标DnSyGB9222-88 无论是锅筒筒体或集箱筒体，Dn 指名义内径，GB9222(新版)：锅筒筒体同上，集箱筒体Dn=Dw-2S 修改为Dn=Dw-2δy2 孔的补强结构形式和未补强孔的概念（1）孔的补强结构形式（P43）修改2：增加了新版（a）的结构，并规定只适用于额定压力不大于2.5MPa的锅炉，同时a的结构形式适用于不受热锅筒筒体。

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
0.8
901
开孔补强计算。

1、主管计算厚度T sT s :计算厚度；mm 0.414244186Do :外径；mm76［σ］t :在设计温度下材料的许用应力；MPa 137E j ：焊接接头系数；1P：设计压力；MPa1.5Y：系数；按表6.2.1选取。

0.4T n :主管名义厚度；mm 42、支管计算厚度t st s :计算厚度；mm0.207122093d o :外径；mm38［σ］t :在设计温度下材料的许用应力；MPa 137E j ：焊接接头系数；1P：设计压力；MPa1.5Y：系数；按表6.2.1选取。

0.43、开孔补强计算（1）主管开孔所需补强面积 AA：主管开孔所需补强面积；m㎡14.45712209d 1:扣除厚度附加量后主管上斜开孔的长径；mm 34.9管道开孔补强计算[])(2PY E PD T j t os +=σ)sin 2(1a d T A s -=ad d sin /1=[])(2PY E Pd t j t os +=σd:扣除厚度附加量后支管的内径；mm 34.9a：主管轴线与斜管轴线的夹角；90（2）开孔补强有效补强范围有效补强宽度B=2d 169.8B=d 1+2(2t n )-2(2C 1+2C 2)41.1取较大值B mm 69.8有限补强高度h=2.5(t n1-C 1-C 2) 3.875t n :管子名义厚度；mm3C 1：厚度负偏差；mm0.45C 2:腐蚀余量；mm1(3)补强范围内主管多余金属补强面积A 1A 1=（B-d 1）(T n -T s -C 1-C 2)74.53787791(4)补强范围内支管多余金属补强面积A 2A 2=2h(t n -t s -C 1-C 2)/sina10.40730378(5)角焊缝金属补强面积A 3A 3=H 236H：角焊缝高度；mm64、结论120.9451817A=14.45712209结论：合格注：按GB50316-2000《工业金属管道设计规范》(2008版)计算A 1+A 2+A 3=ad d sin /1`。

管料壁厚外径计算公式管道是工业生产中常用的一种输送介质的设备，其设计和制造需要严格按照相关标准和计算公式进行。

其中，管料的壁厚和外径是管道设计中非常重要的参数之一，其计算公式对于管道的安全性和稳定性具有至关重要的作用。

管料壁厚外径计算公式是指根据管道的使用要求和介质的特性，通过一定的数学关系来计算管道的壁厚和外径的公式。

这个公式的准确性和合理性直接关系到管道的使用寿命和安全性。

下面将通过详细的分析和介绍，来探讨管料壁厚外径计算公式的相关知识。

首先，我们需要了解管道的壁厚和外径对于管道的重要性。

管道的壁厚决定了管道的承受能力和抗压能力，而外径则决定了管道的连接方式和安装方式。

因此，合理的壁厚和外径设计是管道制造的关键。

其次，管料壁厚外径计算公式的推导和确定是基于管道的使用要求和介质的特性。

在实际的工程设计中，通常会根据国家标准和行业规范来确定管料壁厚外径计算公式，以确保管道的安全性和稳定性。

这些公式通常是经过大量的实验和理论分析得出的，具有较高的可靠性和准确性。

接下来，我们将介绍一些常用的管料壁厚外径计算公式。

在一般情况下，常用的管料壁厚外径计算公式包括以下几种：1. 圆形管道的壁厚计算公式：t = (P D) / (2 S)。

其中，t为管道的壁厚，P为管道的设计压力，D为管道的外径，S为管道的安全系数。

这个公式是根据管道的受压性能和安全要求得出的，可以根据具体的设计要求和介质特性来确定安全系数的数值。

2. 圆形管道的外径计算公式：D = (4 A) / π。

其中，D为管道的外径，A为管道的截面积，π为圆周率。

这个公式是根据管道的截面积和外径的关系得出的，可以根据具体的设计要求和介质特性来确定管道的外径。

3. 方形管道的壁厚计算公式：t = (P (a + b)) / (2 S)。

其中，t为管道的壁厚，P为管道的设计压力，a和b为管道的两个相邻边的长度，S为管道的安全系数。

这个公式是根据方形管道的受压性能和安全要求得出的，可以根据具体的设计要求和介质特性来确定安全系数的数值。