压力管道各种壁厚计算及校核

碳素钢低合金钢管线设计压力Mpa41020A3F16MnX52X60X65最小屈服强度Mpa205245235353358413448管线外径mm323.9焊缝系数：无缝钢管取1.0；直缝管和螺旋焊缝钢管（符合API-5L)取1.0；钢管最小屈服强度Mpa360螺旋埋弧焊钢管取0.9焊缝系数1地区等级强度设计系数一级地区强度设计系数见后表二级地区三级地区温度折减系数1四级地区腐蚀余量0一级地区管线壁厚mm2.50选取壁厚11.0二级地区管线壁厚mm3.00选取壁厚5.6注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003）P21”。三级地区管线壁厚mm4.50选取壁厚6.4d=PD/(2σsφFt)四级地区管线壁厚mm6.00选取壁厚7.9选取壁厚:参考石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管。0.720.60.40.3管材直管段壁厚计算常见钢材屈服极限直管段的壁厚计算优质碳素钢APIS.5LAPIABX42X46X52X56X60X65X70X80X70GB9711-88S205S240S290S315S360S385S415S450S480482选取壁厚:参考石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管。常见钢材屈服极限国产钢材与APIX级对应表APIS.5L碳素钢低合金钢管线设计压力Mpa41020A3F16MnX52X60X65最小屈服强度Mpa205245235353358413448管线外径mm323.9焊缝系数：无缝钢管取1.0；直缝管和螺旋焊缝钢管（符合API-5L)取1.0；钢管最小屈服强度Mpa360螺旋埋弧焊钢管取0.9焊缝系数1地区等级强度设计系数一级地区强度设计系数见后表二级地区三级地区温度折减系数1四级地区腐蚀余量0一级地区管线壁厚mm2.50选取壁厚10.0二级地区管线壁厚mm3.00选取壁厚12.5注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003）P21”。三级地区管线壁厚mm3.60选取壁厚14.2d=PD/(2σsφFt)四级地区管线壁厚mm4.50选取壁厚7.9选取壁厚:参考石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管。0.720.60.50.4管材直管段壁厚计算常见钢材屈服极限直管段的壁厚计算优质碳素钢APIS.5LAPIABX42X46X52X56X60X65X70X80X70GB9711-88S205S240S290S315S360S385S415S450S480482选取壁厚:参考石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管。常见钢材屈服极限国产钢材与APIX级对应表APIS.5L碳素钢低合金钢管线设计压力Mpa41020A3F16MnX52X60X65最小屈服强度Mpa205245235353358413448管线外径mm323.9焊缝系数：无缝钢管取1.0；直缝管和螺旋焊缝钢管（符合API-5L)取1.0；钢管最小屈服强度Mpa360螺旋埋弧焊钢管取0.9焊缝系数1地区等级强度设计系数一级地区强度设计系数见后表二级地区三级地区温度折减系数1四级地区腐蚀余量0一级地区管线壁厚mm2.50选取壁厚8.8二级地区管线壁厚mm定向钻3.00选取壁厚11.0注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003）P21”。三级地区管线壁厚mm阀室3.60选取壁厚14.2d=PD/(2σsφFt)四级地区管线壁厚mm4.50选取壁厚7.9选取壁厚:参考石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管。直管和弯管610*8.8弯头610*10.0一二三级设计系数0.5阀室50m和站内200m610*14.20.720.60.50.4管材直管段壁厚计算常见钢材屈服极限直管段的壁厚计算优质碳素钢APIS.5L一级地区0.6定向钻610*12.5各种壁厚88.8101112.514.21617.5APIABX42X46X52X56X60X65X70X80X70GB9711-88S205S240S290S315S360S385S415S450S480482选取壁厚:参考石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管。常见钢材屈服极限国产钢材与APIX级对应表APIS.5L冷弯弯管的壁厚计算db－弯管的管壁计算厚度（mm）一级地区2.52选取壁厚8.8二级地区3.02选取壁厚11.0定向钻三级地区4.53选取壁厚12.5阀室四级地区6.04选取壁厚7.9m-弯管的管壁厚度增大系数1.00633R-弯管的曲率半径（mm）129564040DD-弯管的外直径（mm）323.9d-弯管所连接的直管段管壁计算厚度（mm）一级地区2.50二级地区3.00三级地区4.50四级地区6.00注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003）P24”。db=dmm=(4R-D)/(4R-2D)热煨弯头的壁厚计算db－弯头的管壁计算厚度（mm）一级地区2.61选取壁厚8.8二级地区3.14选取壁厚11.0定向钻三级地区4.70选取壁厚14.2阀室四级地区6.27选取壁厚7.9m-弯头的管壁厚度增大系数1.04545455R-弯头的曲率半径（mm）1943.46.006DD-弯头的外直径（mm）324d-弯头所连接的直管段管壁计算厚度（mm）一级地区2.50二级地区3.00三级地区4.50四级地区6.00注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003）P24”。db=dmm=(4R-D)/(4R-2D)埋地管道径向稳定性校核是否合格合格△x－钢管水平方向最大变形量（m）7.003E-09W－作用在单位上地总竖向荷载（N/m）200I－单位长截面惯性距（m4/m）0.0028082D－钢管外径（m）1.016Dm－钢管平均直径（m）1.016W1－单位管长上的竖向永久荷载（N/m）200W2－地面可变荷载传递到管道上的荷载（N/m）Z－钢管的变形滞后系数，宜取1.51.5K－基床系数，宜按输气管规范附录D的规定选取0.103E－钢材弹性模量（N/m2）2.06E+11dn－钢管壁厚(m)0.323Es－土壤变形模量（N/m2），Es值应采用现场实测数。当无实测资料时，可按输气管规范附录D的规定选取。2.8注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003)P22”。△x＜=0.03D△x=ZKWDm3/(8EI+0.061EsDm3)W=W1+W2I=dn3/12P设计内压4MPa当量应力校核D管子外径101.6cm管外径mm壁厚mmσs屈服强度415MPa373.5101619.5φ焊缝系数17119.5F设计系数0.34575.6t温度系数1273.16.4E钢材弹性模量192000MPaGB50316219.15.6a钢材线膨胀系数1.1E-05℃－1GB50316114.34t1管道安装温度50oCt2管道运行温度15oC径向稳定性校核μ泊松系数0.3管外径m壁厚mdn=选用壁厚1.95cm1.0160.01750.4570.0071dn=计算壁厚1.63cm0.4570.0087σL轴向应力104.8MPa0.7110.014σh环向应力100.2MPa0.40640.0087σe当量应力-4.60.9σs，校核合格W=rt.hc.g.10-6MPa输气管道轴向、径向、当量应力计算rt－土壤密度kg/m3(1700~1800kg/m3)σL=μσh＋Eα(t1-t2)σh=Pd/(2dn)hc－管线中心埋深mhc=2mσe=σh-σL0.9σsg－重力加速度9.8065m/s2注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003)P52”。屈服强度环向应力轴向应力当量应力设计压力MPaσsσhσLσe0.9ss结果4415100105-5374校核合格10450364184180405校核合格3.932015512134288校核合格42908199-18261校核合格42907497-23261校核合格42905391-38261校核合格单位管长截面惯性距（m4/m）土壤变形模量N/m2基床系数竖向载荷变形滞后系数水平方向变形量IEsKWZDx0.03D结果4.46615E-072.80.1030.0261.50.0050.030校核合格2.98259E-082.80.1030.0261.50.0060.014校核合格5.48753E-082.80.1030.0261.50.0040.014校核合格2.28667E-072.80.1080.2831.50.0400.021不合格5.48753E-082.80.1030.0351.50.0040.012校核合格rt－土壤密度kg/m3(1700~1800kg/m3)hc－管线中心埋深mhc=2mg－重力加速度9.8065m/s2σe－由内压和温差作用下的弯头组合应力（MPa）174.14242σh－由内压产生的环向应力（MPa）89.23944[σ]－材料的许用应力（MPa）180.00000σhmax－由热胀弯矩产生的最大环向应力（MPa）84.90298βq－环向应力增强系数2.74714λ－弯头参数0.52484σo－热胀弯矩产生的环向应力（MPa）30.90600σb－材料的强度极限（MPa）360P－设计内压力（MPa）4d－弯头内径（m）0.3168δb－弯头壁厚（m）0.00710F－设计系数0.5φ－焊缝系数1t－温度折减系数1σs－材料的屈服极限（MPa）360r－弯头截面平均半径（m）0.162R－弯头曲率半径（m）1.94Ib－弯头截面的惯性矩（m4）27M－弯头的热胀弯矩（MN.m）5151注：所用公式为“输气管道工程设计规范（GB50251-2003)P53”。σe=σh+σhmaxσb,σh=Pd/(2δb),[σ]=Fφtσs,σhmax=βqσoβq=1.8[1-(r/R)2](1/λ)2/3,λ=Rδb/r2,σo=Mr/Ib受内压和温差共同作用下的弯头组合应力计算地区等级一级地区二级地区三级地区四级地区焊缝系数：无缝钢管取1.0；直缝管和螺旋焊缝钢管（符合API-5L)取1.0；螺旋埋弧焊钢管取0.9强度设计系数0.720.60.50.4