压力管道强度校核计算表之欧阳家百创编
TSG_D3001-_压力管道安装许可规则之欧阳学创编
TSG特种设备安全技术规范TSG D3001-2009压力管道安装许可规则Pressure Pipe Installation Licensing Regulation中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布2009年5月8日前言2007年3月，国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)向中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)下达起草任务书。
2007年4月，中国特检院组织成立了起草组，在上海召开第一次工作会议，确定了《压力管道安装许可规则》的修订原则、总体框架、主要内容、起草工作分工以及时间进度安排等。
2007年9月，起草组在北京召开第二次工作会议，形成了《压力管道安装许可规则》(征求意见稿)。
2007年12月，特种设备局以质检特函[2007]64号文征求有关部门、单位以及专家和公民的意见。
根据征求到的意见，起草组进行修改形成送审稿。
2008年4月，将送审稿提交给国家质检总局特种设备安全技术委员会审议。
由于删除了长输管道定向穿越安装许可项目，增加了动力管道安装、管道现场防腐蚀作业的许可项目和许可条件，2008年6月，再次向安全技术委员会专家征求意见并进行了修改，形成报批稿。
2009年5月8日，国家质检总局批准颁布。
本规则是在质技监局锅发[2000]99号《压力管道安装单位资格认可实施细则》(2000)基础上的修订。
在修订过程中，起草组进行了广泛的调查研究，并总结了几年来压力管道安装许可方面的经验，根据压力管道安装单位的特点，规定了压力管道安装许可级别、条件与要求、许可程序，以指导和规范压力管道安装许可工作。
本规则主要起草单位和人员如下：浙江省质量技术监督局顾山乐杭州市特种设备检测院夏福勇中油管道检测技术有限责任公司门建新中国石油天然气管道局续理石油天然气管道工程质量监督站葛业武北京石化建压力管道安装评审中心张西庚上海市质量技术监督局王善江上海市特种设备监督检验技术研究院杨惠谷华东理工大学施哲雄大连市质量技术监督局李明镐辽宁省安全科学研究院刘金山中国工业防腐蚀技术协会对管道现场防腐蚀作业许可项目提出了许可条件的要求。
水锤压力计算之欧阳与创编
水锤压力计算
（1）根据小水电运行情况,水锤压力计算按以下两种工况计算：
a. 水库正常蓄水位 2180.0m 时，机组突然丢弃全部负荷。
b.小水电运行限制水位 2178.0m 时，机组由空转至满负荷运行。
（2）水锤计算基本公式：
a. 钢管中水锤波传播速度α值：
式中 1425—声波在水中的传播速度（m/s ）； ε—水的弹性模量，ε=2.1×104（kg/cm 2）； E —管壁的弹性模量，E 钢=2.1×106（kg/cm 2）； D —压力管道的内径（mm ）；
δ—管壁厚度（mm ）。
δ
εαD
E +=11425
b. 水锤波在水管中传播来回一次所需时间：
式中 L —压力钢管总长度（m ）；
α—水锤波传播速度（m/s ）。
c. 压力水管特性常数：
式中 ρ、σ—钢管特性常数；
H —水电站的静水头（m ）；
V —钢管中水流流速 （m/s ）；
Ts —导叶关闭时间 Ts=5s 。
(3) 经过计算判断得压力钢管内水锤为间接水锤，最大值为极限水锤，水锤压力沿程分布计算成果见表1.3.1。
压力钢管水锤压力计算成果表
表1.3.1
gH
V
2αρ=gHTs LV
=
σα
L
t r 2=
(4)水锤压力沿程分布曲线见附图1.1.1。
钻井各种计算公式之欧阳家百创编
钻头水利参数计算公式：1、欧阳家百（2021.03.07）2、 钻头压降：dc QP eb 422827ρ= （MPa ）3、冲击力：V F Q j02.1ρ= (N)4、 喷射速度：dV eQ201273=(m/s)5、 钻头水功率：d c QN eb 42305.809ρ= （KW ）6、比水功率：DNN b 21273井比＝ (W/mm 2)7、 上返速度：D DV Q221273杆井返＝- （m/s ）式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3Q－排量 l/sc －流量系数，无因次，取0.95～0.98de －喷嘴当量直径 mmd d d de 2n 2221+⋯++= d n ：每个喷嘴直径 mmD 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式：式中：a ∂b ∂ －A 、B 两点井斜角；a ϕb ϕ －A 、B 两点方位角套管强度校核：抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套）抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.12510ν泥挤H P =查套管抗挤强度P c 'P c'/P 挤≥1.125按双轴应力校核：式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2）ρ －钻井液密度（g/cm 3）H －计算点深度（m ） 其中：⎪⎭⎫ ⎝⎛--=T T KPP b b ccc K 223T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K ：计算系数 kg σs A K 2=A ：套管截面积 mm 2σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下：J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9地层压力监测：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=D W NT R R d m n c 0671.0lg 282.3lg (d c 指数) dR d R cm cnp =（压力系数） 式中：T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/minW －钻压 KN D －钻头直径 mmR n －地层水密度 g/cm 3 R m －泥浆密度 g/cm 3压漏实验：1、 地层破裂压力梯度：HP G Lm f 10008.9+=ρ KPa2、 最大允许泥浆密度：HP Lm 102max +=ρρg/cm 3为安全，表层以下[]06.0max-=ρρm g/cm 3技套以下[]12.0max-=ρρmg/cm 33、 最大允许关井套压：[]8.01000'max ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=gH m R a P P ρρ式中：P L －漏失压力（MPa ） P R －破裂压力（MPa ）ρm－原泥浆密度（g/cm 3） H －实验井深（m ） ρ'm ax－设计最大泥浆密度（g/cm 3） 井控有关计算：最大允许关井套压经验公式：表层套管[Pa]=11.5%×表层套管下深（m ）/10 MPa 技术套管[Pa]=18.5%×技术套管下深（m ）/10 MPa 地层破裂压力梯度：HP G RR 1000=KPa/m最大允许关井套压：8.000981.01000max ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度：81.9'max G R=ρ－0.06 (表层)81.9'maxG R=ρ－0.12 （技套）套管在垂直作用下的伸长量：10724854.7-⨯-=∆LmL ρ式中：ρm －钻井液密度 g/cm 3L ∆ －自重下的伸长 m L －套管原有长度 m 套管压缩距：()ρρmL LLE L 总钢固自-⨯=∆10式中：L ∆ －下缩距 m L 自 －自由段套管长度 mL固－水泥封固段套管长度 m L 总 －套管总长 mρ钢 －钢的密度 7.85g/cm 3ρm－钻井液密度 g/cm 3E －钢的弹性系数 （2.1×106kg/cm 3）泥浆有关计算公式：1、加重剂用量计算公式：()rr r r r 重加原重原加加－＝-V W式中：W 加 －所需加重剂重量 吨V 原－加重前的泥浆体积 米3r 原、r 重、r 加 －加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 32、泥浆循环一周时间：QT V V60柱井-=式中：T －泥浆循环一周时间 分 V 井、V 柱 －井眼容积、钻柱体积 升 Q －泥浆泵排量 升/秒 3、井底温度计算公式：1680HT T += 式中：T 、T 0 －井底、井口循环温度 o C H －井深 米4、配制泥浆所需粘土和水量计算：粘土量()rr r r r 水土水泥泥泥土－＝-V W 水量 r土土泥水－＝W V Q式中：W 土 －所需粘土的重量 吨 V 泥 －所需泥浆量 米3r 水、r 土、r 泥 －水、土和泥浆的比重 g/cm 3 Q 水 －所需水量 米35、降低比重所需加水量： ()r rrr r 水稀水稀原原水＝--V Q式中：Q 水 －所需水量 米3 V 原 －原泥浆体积 米3r 原、r 稀、r 水 －原泥浆、稀释后泥浆和水的比重 g/cm 3。
2021年压力管道强度校核计算表
DATA SHEET OFSTRENGTH欧阳光明（2021.03.07）工程名称：项目号：版次：设计单位：项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核1.1计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）6.2中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时，承受内压直管的计算厚度不应小于式（1）计算的值。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）Ct t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）；oD —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；jE —焊接接头系数； sdt —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）；1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y —计算系数设计压力P ：P=2σt/（D-2tY ）Y=0.4--0Cr18Ni9式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，0Cr18Ni9为128.375 MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。
1.2常用低压管道计算厚度1.3常用高压管道计算厚度1.4厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2002）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
GA1,GA2,GB1,GB2,GC1,GC2.是什么意思之欧阳家百创编
低压管道公称压力不超过2.5MPa 中压管道公称压力4-6.4MPa 高压管道公称压力10-100MPa 超高压管道公称压力超过100MPa 压力管道级别的划分 6.1 长输管道为GA 类，级别划分为： 6.1.1 符合下列条件之一的长输管道为GA1 级： a) 输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P>1.6MPa 的管道； b) 输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离（注1）≥200Km且管道公称直径DN≥300mm的管道； c) 输送浆体介质，输送距离≥50Km且管道公称直径DN≥150mm 的管道。
6.1.2 符合下列条件之一的长输管道为GA2 级： a) 输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P≤1.6Mpa的管道； b) GA1 b）范围以外的长输管道； c) GA1 c) 范围以外的长输管道。
6.2 公用管道为GB 类,级别划分为： GB1、燃气管道； GB2、热力管道。
6.3 工业管道为GC 类；级别划分为： 6.3.1 符合下列条件之一的工业管道为GC1 级： a) 输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中，毒性程度为极度危害介质的管道； b) 输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa的管道； c) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P≥4.0MPa且设计温度大于等于400℃的管道； d) 输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa的管道。
6.3.2 符合下列条件之一的工业管道为GC2 级： a) 输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力 P<4.0MPa 的管道； b) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P<4.0MPa 且设计温度≥400℃的管道； c) 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P<10.0MPa 且设计温度≥400℃的管道； d) 输送流体介质，设计压力P<10.0Mpa 且设计温度<400℃的管道；注1：输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离。
变更申请审批表之欧阳史创编
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编制：施周兵
批准：张龙
泰兴市梅兰化工有限公司
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最新压力管道强度校核计算表资料
DATA SHEET OF STRENGTH工程名称：项目号：版次：设计单位：项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核1.1计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）6.2中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时，承受内压直管的计算厚度不应小于式（1）计算的值。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）； o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）； 1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y —计算系数设计压力P：P=2σt/（D-2tY）Y=0.4--0Cr18Ni9式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，0Cr18Ni9为128.375 MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。
1.2常用低压管道计算厚度1.3常用高压管道计算厚度1.4厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2002）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
管道单线图识读之欧阳家百创编
管道单线图欧阳家百（2021.03.07）管道单线图的定义及注意事项一、管道单线图，是按正等轴侧或斜二侧投影的绘制方法，画成以单线表示的管道空视图(立体图)，图上有表示管道走向的标识、焊口编号和管道材质。
单线图走向、尺寸均依平面图和剖面图所提供的数据绘制。
二、单线图的绘制必须注意以下事项：a) 在图纸左上角标注管道走向，以X轴表示南北走向，Y轴表示东西走向，Z轴表示上下走向（见图一、图二）。
b) 可不按比例绘制，但各部分尺寸和各阀门管件的大小要适当，不要有过大的差异。
管道一律用单线表示，管件、阀门、法兰、支架和各种仪表用统一的图例符号绘制, 但要做到清晰、明白，易于看懂。
c) 管道单线图应按设计划分区域或工段进行编号。
每个管号单独出图，若管线太长或详图较多，也可单个管号绘制多张管线图。
d) 在管线的起点和终点标出介质的流向，并标出与管道相连接设备的接管口，设备位号及管口标高。
e) 管架统一编号，并与管架表中编号一致;阀门可不注型号、规格。
f) 在蒸汽拌热管保温的管道两边画出流向箭头，并标出拌热管起止点的拌热管站编号。
g) 尺寸的标注参照设计院提供的施工图纸平面图。
h) 管道的对接焊缝以圆点表示，承插焊接口用加黑短线表示；螺纹接口用一细短划线表示。
5.2 管道单线图应包括的内容5.2.1箭北号：即所画管道坐标方位，要注明南北东西方向。
5.2.2管道单线图必须有明确、清晰的箭头号及管道焊缝编号(对于埋地管道每隔一定距离埋设一个标桩的，必须在管线图上标示出来，填上桩号)，编号方法如下：a)焊缝编号采用三部分构成。
第一部分：为管道别号，用一个英文字母表示。
具体为：氧气管用“O”表示，氮气管用“N”表示，氢气管用“H”表示，煤气管用“M”表示，氩气管用“Z”表示，高压水管用“S”表示，空气压缩管用“K”表示。
第二部分：为管线号，用阿拉伯数字表示，依序编号为“1”、“2”、“3”……。
第三部分：为该管线管口焊缝号，用阿拉伯数字表示，依序编号为“1”、“2”、“3”……。
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DATA SHEET OFSTRENGTH
欧阳家百（2021.03.07）
工程名称：
项目号：
版次：
设计单位：
项目负责：
设计：
校核：
审核：
工业及热力管道壁厚计算书
1直管壁厚校核
1.1计算公式：
根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）6.2中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时，承受内压直管的计算厚度不应小于式（1）计算的值。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[](
)PY
E PD t j t
o
s +=
σ2 （1）
C
t t s sd += （2）
21C C C += （3）
式中 s t —直管计算厚度（mm ）；
P —设计压力（MPa ）；
o
D —管子外径（mm ）；
[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；
j
E —焊接接头系数； sd
t —直管设计厚度（mm ）；
C —厚度附加量之和（mm ）；
1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）
Y —计算系数
设计压力P ：
P=2σt/（D-2tY ）
Y=0.4--0Cr18Ni9
式中设计温度为常温，一般取50℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，0Cr18Ni9为128.375 MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j
（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）表6.2.1进行选取，故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。
1.2常用低压管道计算厚度
1.3常用高压管道计算厚度
1.4厚度附加量
(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2002）规定：
热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）
高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；
热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）
高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；
冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；
冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
根据《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-2008）规定：
热轧（挤压、扩）钢管外径≤102mm时，允许厚度负偏差（12.5%δ或0.40中较大值）；
热轧（挤压）钢管外径＞102mm时，当壁厚和外径的比值
≤0.05时，允许厚度负偏差（15%δ或0.40中较大值）
＞0.05～0.10时，允许厚度负偏差（12.5%δ或0.40中较大值）
＞0.10时，允许厚度负偏差（10%δ）；
冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，允许厚度负偏差（10%δ或0.15中较大值）；
冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，允许厚度负偏差（10%δ）。
综上所述，考虑到CNG站用钢管基本上为冷拔（轧）钢管，故厚度负偏差应按照上面规定根据钢管材质选择。
(2).C2腐蚀附加量（mm），20#钢管的腐蚀裕量参照《钢制对焊管件规范》（SY/T0510-1998）取1.5mm，0Cr18Ni9钢管的腐蚀附加量一般为0mm。
1.5常用管道的设计厚度
钢管的公称壁厚大于设计壁厚，故所选钢管的壁厚符合要求。
2弯管壁厚校核
2.1计算公式
根据《压力管道规范-工业管道第3部分：设计和计算》
（GB/T20801.3-2006）6.2规定：
内压弯管的计算厚度（位于2α处，最危险处）应按式（4）计算：
[]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=
PY I E PD t j t o
w σ2 （4）
当计算弯管的内侧厚度时：
()()2
41
4--=
o o D R D R I （5）
当计算弯管的外侧厚度时：
()()2
414++=
o o D R D R I （6）
式中 w t —弯管（内、外侧）的计算厚度（mm ）；
α—弯管的转角（度）；
I —计算系数；
R —弯管在管子中心线处的弯曲半径（mm ）；
2.2弯曲半径
根据《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）中规定：高压钢管的弯曲半径大于管子外径的5倍，其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。
对于一些在工厂内加工的弯管，最小可以使R=1.5D o ，而在一般情况下R ≥3D o ，故在计算中选用R=1.5D o 和R=3D o 两种情况，因为只要这两种情况下的设计壁厚可以符合要求，其他情况下的设计壁厚就都是符合要求的。
欧阳家百创编
2.3常用弯管的设计厚度
弯管的公称壁厚大于设计壁厚，故所选壁厚符合要求。
欧阳家百创编。