弯管或弯头壁厚计算
壁厚计算
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。
管道壁厚等级与压力等级计算
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。
火力发电厂汽水管道设计技术规定第四部分
sm = 或 sm= 2 σ 二者取较大值。
[2[σ ] η − 2 p(1 − Y )] cosθ (C.2.1-1)
t
pDm + 2[σ ] ηα + 2Ypα
t
[ ] η + 2Yp +α
t
pDo
(C.2.1-2)
冷 拔 ( 轧) 管
外径
壁厚
+ 12.5
注：① 外径大于和等于219mm，壁厚大于20mm钢管的壁厚允许偏差为 − 10 ② 热扩管的尺寸允许偏差由供需双方协商。
%
。
钢管种类
热 轧 管
冷拔(轧)管
表B.1-2 低中压锅炉用无缝钢管外径和壁厚的允许偏差(GB3087-82) 精 度 钢 管 尺 寸 普 通 级 高 级 (mm) 外径： ±1.25% ＜159 ±1.0% -1.0 % ±1.25% ＞159 ±1.25% -1.5 % 壁厚： +12.5 % 3～20 ±12.5% -15 % ±12.5 % ＞20 ±10% 对外径＞325的 — ±18 % 热扩钢管 外径： ＞10～30 ±0.4mm ±0.2mm ＞30～50 ±0.45mm ±0.3mm ＞50 ±1% ±0.8% 壁厚： +15 +12 1.5～3.0 -10 % -10 % +12 ＞3.0 ±10% -10 %
2 R + D0 / 2 2 R + D0 +α (C.1.1-1) som= 2[σ ] η + 2Yp pDo
t
⋅
弯管(弯头)内弧最小壁厚sim按下式计算：
2 R − D0 / 2 sim= 2[σ ] η + 2Yp 2 R − D0 +α (C.1.1-2) pDo
DIN2413_无缝钢管的计算
SL SK TR
TS
U Y 1/ S Y
l
zul zul l
r
R Sch / D
R Sch / n
7
草稿
E DIN 2413:2005-04
u V
r w
弯头的补充符号
周向切应力 对比应力 圆形误差 调节过程的流体速度变化（可正可负） 温度变化 在弯头上补偿许用壁厚差的修正值 弯头的内直径和外直径 非圆形弯头强度降低系数 弯头曲率半径（见图 3） 带修正的弯头内壁的必要厚度 带修正的弯头外壁的必要厚度 带修正的弯头内壁的施工厚度 带修正的弯头外壁的施工厚度 无修正的弯头内壁的必要厚度（理论计算的最小壁厚） 无修正的弯头外壁的必要厚度（理论计算的最小壁厚） 确定弯头内侧壁厚的计算参数 确定弯头外侧壁厚的计算参数 相同壁厚的计算参数 弯头内侧的平均应力 弯头外内侧的平均应力 管内侧的应力，见图 3 管外侧的应力，见图 3
2
单位 mm mm m N/mm N/mm kg kg/mm m/s ℃ K
3 2 2 2
a
c c1 c 2 c1 c1 c2
5
草稿
E DIN 2413:2005-04
da di
l n
管子的外直径 管子的内直径 管道的长度 载荷循环次数的期望值 导致折断的载荷循环次数 达到疲劳强度时的载荷循环次数 计算压强 临界外部压强（弹性凸起）
N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 s s % 1/K ℃ Kg/ m3 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2
R t 0.5
R p1.0
R p 0.2 / v
油气输送管道弯头和弯管壁厚选用与计算
3.1 直管段壁厚
根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-2015）
5.1.2 第 1 条[5]的规定，输油管道直管段的管道壁厚按
（10）式计算：
式中
δ=
PD 2σs φFt
；
（10）
δ—直管段钢管计算壁厚，mm；
P—设计压力，MPa；
D —钢管外直径，mm；
σs—钢管的最小屈服强度，MPa；
（1）根 据《油 气 输 送 管 道 穿 越 工 程 设 计 规 范》
（GB50423-2013）3.2.2[2]规定，穿越段许用应力按（2）
式计算，设计系数符合表 1。
此 外 ，《油 气 输 送 管 道 穿 越 工 程 设 计 规 范》
（GB50423-2013）7.1.2 规定在穿越公路、铁路的套管
或涵洞内，输送管道不应设置水平或竖向弯管；
表 1 穿越段设计系数
穿越管段类型
Ⅲ、Ⅳ级公路有套管穿越 Ⅲ、Ⅳ级公路无套管穿越 Ⅰ、Ⅱ级公路、高速公路、铁路有套管或涵洞穿越 长、中长山岭隧道、多管敷设的短山岭隧道 水域小型穿越、短山岭隧道
水域大、中型穿越 冲沟穿越
输气管道地区等级
一
二
三
四
0.72
0.60
关键词 油气输送管道 弯管弯头 壁厚计算 SCH
1 引言
在设计油气输送管道的过程中,弯头、弯管壁厚 选用和设计处于和管道同等重要的地位。弯管包括 冷弯弯管和热煨弯管，主要用于长输管线中；弯头包 括短半径弯头（R=1D）和长半径弯头（R=1.5D）,主要 用于油气站场中。在总结输油、输气及穿跨越工程设 计规范和管件规范的基础上，梳理出了输油和输气管 道的 3 种不同路段的弯头、弯管壁厚的计算方法，并 总结出弯头 SCH 的选用步骤。
第二章_第二节_弯管参数计算
图2-10 弯角在弯模上形成过程第二节 弯管参数计算弯管参数计算分两部分：一部分是关于管段实长、弯曲角和旋转角的计算；一部分是关于弯头的起弯点和管长总长度以及无余量下料长度的计算。
求解弯管参数的方法有图解法和计算法两种。
图解法是利用平面投影图，根据所给出的具体条件，在图上增加必要的辅助线，利用几何关系做出所需的参数，然后用长度标注、角度标注在计算机中直接量出。
计算法是根据所给出的管路各点的坐标值（或相对值），应用几何和三角函数或矢量代数进行人工计算，也可应用计算机进行计算。
计算的精确度只决定于给定的坐标值，与图形的绘制准确程度无关。
一、三角函数计算管子弯曲形状参数（一）弯角管子的弯角是指一根管子要弯成一定形状时，管子的一端所弯过的角度，一般用α表示，见图2-9所示。
如果用弯管机弯管，先将管子夹持在点A ， 随着弯模旋转，A 移至A '，如图2-10。
这时管段 P A 和Q A '与弯模处于相切位置，A 和A '是切点（即管子起弯点），弯角α就等于弯模所旋转的角度，即A AO '∠=α。
所以在使用弯管机弯管时，只要掌握好弯模旋转的角度，就能得到所需要的弯角。
管子的弯角数αn 与管段数n 的关系为αn =n -1。
一般地讲弯角︒<180α，具体计算方法如下： 1、 当弯角所在平面平行于投影面时，则投影 角与弯角相等，如图2-11所示。
x y tg =α xy arctg =α 2、当弯角所在平面不平行投影面时，则投影角不等于弯角，如图2-12所示。
图中：QF 是QR 在管段PSQ 所在平面内的投影；RF 垂直于上述平面；RF 垂直于SQ 并与SQ 的延长线相交于E 。
显然，EF ⊥QE ，并且QE=x ，EF=y ，RF=z 。
xz y QE RF EF QEREtg 2222+=+==α xz y arctg22+=α 显然，xyarctg=α是上述公式中当Z =0的特殊情况。
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算1．承受内压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。
该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。
承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。
则3个主应力的平均应力表达式为管壁上的3个主应力服从下列关系式：σθ＞σz＞σr根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为σe=σθ-σr≤[σ]将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式图2．1 承受内压管壁的应力状态工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式2．管子壁厚计算承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为按管子内径确定时为式中：S l——管子理论壁厚，mm；P——管子的设计压力，MPa；D w——管子外径，mm；D n——管子内径，mm；φ——焊缝系数；[σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。
管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。
它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。
作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。
因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为S j=S l+C (2-3)式中：S j——管子计算壁厚，mm；C——管子壁厚附加值，mm。
(1)焊缝系数(φ)焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。
焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。
根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1]对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取：①双面焊的全焊透对接焊缝：100％无损检测φ=1．0；局部无损检测φ=0．S5。
弯管重量计算公式
弯管重量计算公式
弯管是一种常见的管道连接方式，它可以将两根管道连接在一起，并使其在不同角度下运转。
在工业生产中，弯管的使用非常广泛，因此计算弯管的重量也非常重要。
本文将介绍弯管重量计算公式。
弯管的重量计算公式是由管道的直径、壁厚、弯头的角度和半径等因素决定的。
在计算弯管重量时，需要先计算出弯头的体积，然后再根据弯头的密度计算出其重量。
弯头的体积计算公式为：
V = 0.2618 × R² × θ × (D - 0.2 × T)
其中，V表示弯头的体积，R表示弯头的半径，θ表示弯头的角度，D表示管道的直径，T表示管道的壁厚。
弯头的密度通常为7.85g/cm³，因此弯头的重量计算公式为：
W = V × 7.85
其中，W表示弯头的重量。
举个例子，假设有一根直径为50mm，壁厚为3mm的管道需要连接一个半径为75mm，角度为90度的弯头，那么根据上述公式，可以计算出弯头的体积为：
V = 0.2618 × 75² × 90 × (50 - 0.2 × 3) = 0.148m³
弯头的重量为：
W = 0.148 × 7.85 = 1.16kg
因此，这个弯头的重量为1.16kg。
需要注意的是，弯头的重量计算公式只适用于单个弯头的计算，如果需要计算多个弯头的重量，需要将每个弯头的重量相加。
弯管重量计算公式是工业生产中非常重要的一部分，它可以帮助我们计算出弯头的重量，从而更好地进行管道的设计和生产。
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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。