管线壁厚计算
一、核算管道壁厚：
根据《输气管道工程设计规范》GB50251-94第5.1.2.1
1、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=7.5MPa
D -----钢管外径（cm）； D=32.385cm
σs-----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=1
t ------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=0.72
δ=PD/(2σsφFt)=0.70279948cm取δn=7.1mm
2、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=7.5MPa
D -----钢管外径（cm）； D=219.1cm
σs-----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=1
t ------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=0.72
δ=PD/(2σsφFt)= 4.75477431cm取δn=4.8mm
3、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=7.5MPa
D -----钢管外径（cm）； D=168.3cm
σs-----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=1
t ------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=0.72
δ=PD/(2σsφFt)= 3.65234375cm取δn=3.6mm
4、DN100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=7.5MPa
D -----钢管外径（cm）； D=114.3cm
σs-----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=1
t ------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=0.72
δ=PD/(2σsφFt)= 2.48046875cm取δn=3.2mm
4、DN100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=7.5MPa
D -----钢管外径（cm）； D=457cm
σs-----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=1
t ------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=413MPa,(《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=0.72
δ=PD/(2σsφFt)= 5.7632163cm取δn=6.4mm
二、核算管道压降：
根据《天然气长输管道工程设计》石油大学出版社，P121。
条件：沿线地形起伏高差△h≤200m
已知条件：起点压力 P h=2.04~7.14 MPa
输气量 q v=4.15×105 m3/h =9960000m3/d
管线规格φ630×8
管线长度 L= 260 ×1.05 =273km q v=11522Ed2.53〔(P H2-P K2)/ZTL△0.961〕0.51
式中 q v------在标准壮况下（P=0.101325MPa，T=293K）气体流量，m3/d；
d ------输气管内直径，cm； d=61.4cm
P H -----输气管计算起点压力（绝），MPa； P H=7.14MPa
P K-----输气管计算终点压力（绝），MPa；
Z ------气体的压缩系数； Z=0.83
T------气体的平均绝对温度，K； T=273+10=283K
△------气体的相对密度；△=0.6
L ------输气管计算段的长度，km，（计算段长度为输气管实长和局部磨阻损失当量长度之和。
在无实测资料时，平原、丘陵地区取管道长度
的1.03~1.05，山区管道取1.06~1.08作为计算长度。
）
E ------输气管的效率系数，E=0.9~0.96。
取 E=0.9
P k= 3.705298777MPa
故管线压降为：△P= 3.43470122MPa
三、管线伸长量计算：
根据《油气集输设计手册》大庆油田科学研究设计院，P121。
1、土壤中管路不能伸缩的最小长度：
l s=αE(t y-t p)δ/0.847γгh1μ(m)(3-130)
式中μ-----管体与土壤之间摩擦系数，一般μ=0.3--0.6;μ=0.3
γг----土壤容重，设计时可取γг=1.7-1.8t/m3；γг= 1.7t/m3 h1------管顶埋深，m； h1= 1.2m
t y------管路安装时的温度，取安装时的气温，℃；ty=40℃
t p------管路使用时的温度，取运行的最高温度，℃; tp=10℃
δ ------管路壁厚，m；δ=0.008m
α------管材的线膨胀系数，钢材α=1.2×10-5
E ------管材的弹性模量，一般取 E = 2.1×107 t/m2。
l s=116.6747691m
故土壤中管路不能伸缩的最小长度为117m。
2、该部分地下管路的伸长量：
△ l n=αL(t y-t p)/2(3--131)
式中符号同前。
△ l n=0.021001458m
=21.00145843mm。
工艺管道壁厚计算及选择探讨
工艺管道壁厚计算及选择探讨作者：罗金莲来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2019年第7期罗金莲摘要：文章介绍了工艺管道壁厚的表示方法、影响工艺管道壁厚选择的因素、工艺管道壁厚计算方法，列举了工艺管道壁厚计算实例并进行了结果分析。
关键词：工艺管道；壁厚计算；壁厚选择一、前言在石油化工生产装置中，工艺管道起着十分重要的作用。
如果将石油化工生产装置比喻成一个人体，那么，工艺设备就好比人体的各个器官，而连接各设备的工艺管道就好比遍布人体全身的血管输送系统，任何一处血管出现问题，人体就不能正常工作，同样，一旦工艺管道出现故障，生产装置就不能安全高效地运行。
据有关资料统计，在石油化工生产装置中，工艺管道的费用约占工程总投资的12%～18%，因此工艺管道选用的好与坏、经济合理与否，直接影响着石油化工生产装置的生产安全和工程造价，在工程项目的投资控制中，对工艺管道专业的投资控制应该作为工程项目投资控制的一个重点。
本文着重从不同的工艺管道壁厚计算方法分析其特点，说明追求经济性与安全性的统一是选取合适的工艺管道壁厚计算方法的重要原则。
二、工艺管道壁厚表示方法工艺管道壁厚的表示方法，在不同的标准中所表示的方法各不相同，但主要有三种表示方法，分述如下：（一）管子表号（Sch.）表示法管子表号（Sch.，Schedule Numble）是设计压力与设计温度下材料的许用应力的比值乘以1000并经圆整后的数值，这是1938年美国ANSI B36.10（焊接和无缝钢管）标准所规定的。
管子表号（Sch.）不是壁厚，而是壁厚系列。
同一管径，不同的管子表号，其壁厚不同，Sch.愈大者管壁愈厚。
（二）管子重量表示法美国MSS和ANSI规定的以管子重量表示壁厚的方法，将管子壁厚分为三种：标准重量管以STD表示，加厚管以XS表示，特厚管以XXS表示。
DN≤250mm的管子，Sch40相当于STD管。
DN≤200mm的管子，Sch80相当于XS管。
压力管道各种壁厚计算及校核
2.8 0.103 0.026
1.5 0.004
<
2.28667E-07
2.8 0.108 0.283
1.5 0.040
<
5.48753E-08
2.8 0.103 0.035
1.5 0.004
<
0.03D 0.030 0.014 0.014 0.021 0.012
结果 校核合格 校核合格 校核合格 不合格 校核合格
0.3 1
192000 MPa
1.1E-05 ℃－1 50 oC
15 oC 0.3 1.95 cm
1.63 cm 104.8 MPa 100.2 MPa
GB50316 GB50316
373.5
当量应力 校核 管外径mm
1016 711 457 273.1 219.1
壁厚mm 19.5 9.5 5.6 6.4 5.6
<
261 校核合格
单位管长截面惯 土壤变形
竖向载
性距（m4/m） 模量N/m2 基床系数 荷
变形滞后 水平方向变
系数
形量
I
Es
K
W
Z
Dx
4.46615E-07
2.8 0.103 0.026
1.5 0.005
<
2.98259E-08
2.8 0.103 0.026
1.5 0.006
<
5.48753E-08
σL=μ σh＋Eα (t1-t2)
σ h=Pd/ (2dn)
σe=σ h-σL < 0.9σs
W=rt.hc.g. 10-6 MPa
rt－土壤 密度 kg/m3(170 0~1800 kg/m3)
国内外管道设计标准中管道壁厚计算方法差异
国内外管道设计标准中管道壁厚计算方法差异中国在中亚地区运营多条输油气管道，由于各国的管道设计标准不同，标准水平也存在一定的差异，这在一定程度上加重了管道的投资力度，因此本文就国内外管道设计标准中管造壁厚计算方法的差异进行研究分析，尤其是对中国和俄罗斯管道设计标准中管造壁厚计算方法进行阐述，进而为国内外新建管道工程设计提供有效的参考依据，从而促使我国经济得到进一步的提升和发展。
标签：国内外管道;设计标准;中管道壁厚;计算;差异前言：中亚是中国海外石油投资的重要区域，但由于各国的管道设计标准及标准水平存在差异，致使中国在中亚地区建设石油输管道过程中遇到各种各样的问题，尤其是管道建设周期变长、商讨管的设计标准耗时较长、管道设计无法达到最优等，这些都会增加管道建设的成本，因此本文就中国和俄罗斯的管道设计标准中管造壁厚计算方法的差异进行分析研究，并根据其中关键参数含义和取值，计算出各国管道壁厚的计算值。
一、国内外管道设计标准中壁厚计算方法（一）中国管道设计标准GB 50251-2015《输气管道工程设计规范》中规定输气管道直管道管壁厚度按照：，其中δ是钢管计算壁厚，D为钢管外径，单位是mm;P为设计压力，为最小屈服强度，单位是MPa;为焊接接头系数;F为强度设计系数，输气管道一级、一级二类、二级、三级及四级地区的强度设计系数分别为：0.8、，072、0.6、0.5和0.4，T为温度折减系数，GB 50253-2014《输气管道工程设计规范》中规定输油管道直管道管壁厚度按照：其中，[]为钢管许用应力，k为设计系数=，其取值一般为0.72[1]。
由此可见，中国管道设计标准中的输油管道和输气管道的壁厚计算公式大致相同，不同之处在于强度系数，这是因为输气管道强度系数是根据地区的等级获取不同的数值，输油管道的强度系数是固定值。
但要注意的是，当输气管道的温度小于120℃时，其温度折减系数对厚壁计算有影响，T值为1.0，要是输气管道的温度在正常范围内，则温度折减系数对厚壁计算无太大影响。
管线壁厚计算公式及其步骤
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。
管线最小壁厚标准
管线最小壁厚标准
不同管线的最小壁厚标准可能因材料、直径、压力和用途等因素而有所不同。
例如，常见的PPR管道的最小壁厚标准如下：
公称外径为20mm的PPR管道，对应s5系列时，壁厚的最小值是；对应
s4系列时，壁厚的最小值是；对应系列时，的壁厚最小值；对应系列时，
管材的最小壁厚是；对应s2系列时，管材的最小壁厚是。
公称直径为25mm的管材，对应s5系列时，最小的壁厚是；对应着s4系列时，管材的最小壁厚是；对应系列时，管材的最小壁厚是；对应时，管材的最小壁厚是；对应着S2系列时，管材的最小壁厚是。
公称直径为32mm的管道，这种管道在s5系列时，管材的最小壁厚是；
在s4系列是管材的最小壁厚是；在系列时，管材的最小壁厚是；在系列时，管材的最小壁厚是；在s2系列时，管材的最小壁厚是。
此外，不同公称内径的排水管的最小壁厚也不同。
例如，公称内径为32、
40和50的排水管最小壁厚是毫米，最大壁厚是毫米。
公称内径为75的排
水管最小壁厚为毫米，最大壁厚为毫米。
以上内容仅供参考，具体标准应以相关行业规定或制造商提供的信息为准。
GBT20801内压管道壁厚计算
2 焊接系数Ej
0.8
计算厚度
1.140057361 设计温度
300 材料许用应力［σ］
104
设计壁厚tsd 3.140057361
圆整厚度
3.5 取用厚度
4.5
注： 1、C为腐蚀、冲蚀余量加机械加工深度。 2、圆整厚度为计算厚度加0.5mm后向下取最接近该值的0.5整倍数。 3、材料许用应力［σ］取GB/T20801.2表A.1规定数值。 4、计算系数Y取GB/T20801.3表16或者GB50316-2000表6.2.1规定数值。 5、焊接系数Ej取GB/T20801.2表A.3、表A.4规定数值。
******设计院
设计 校对 审核
绘图比例 绘图阶段 共1张
设计证编号 工程名称
1:1
第1 张
********
*****
*******
本文件产品属**********公司所有，未尽允许不准复制或转让第三方
图样代号
*******
内压管壁厚计算
判定
ts<Do/6
符合直管内压计算条件1
按直管外径确定 设计依据 GB/T20801-2006 √
GB50316-2000
设计厚度tsd
tsd=(PDo/(2［σ］*Ej+2YP)+C）
承受内压
工作压力P1
P
1 管子外径Do
159 计算系数Y
0.4
设计压力P
1.1P1或取定
1.2 厚度附加量C
常用管道各数值
常用管道各数值（整理稿）一、各管道规格相对应的厚度：1、公称直径20-65的壁厚20 2.8mm;25 3.2；32 3.5；40 3.5；50 3.8；65 4.0；2、PVC电线管：常用的PVC穿线管的壁厚有A型加厚型、B型通用型、C型薄壁型三种。
一般工程采用最多的是B型管。
B型管DN20的壁厚为1.6,DN25的壁厚为1.8,DN32的壁厚为2.03、JDG热镀锌电线管：JDG除了16的管壁厚为1.2以外，其余全部为1.64、U-PVC排水管：50*2.0；75*2.3；110*2.8；110*3.2；160*3.2；160*4.0二、管的种类1、铜管；2、铝塑复合管；3、不锈钢复合管；4、PP管[PP-R(无规共聚聚丙烯,又叫三型聚丙烯管)管、PP-C(改性共聚聚丙烯)管、PP-B(嵌段共聚聚丙烯管)]；5、镀锌铁管；6、PVC管；7、不锈钢管；8、PE缠绕管：聚乙烯管、钢管、球墨管、灰口铸铁管、水泥管、玻璃钢夹砂管、UPV-C管等三、各种管的参数、特点、施工特点等1、PP-R管：PPR管主要有三种颜色，白色、绿色和灰色，所用原材料PPR粒子以及填充物的不同造成的。
其中白色、绿色为材质较好的精品PPR管，灰色则为早期材质略差的普通管。
用热溶机承插连接，施工时应按照横平竖直的原则，在房间基础地面上开槽出大于水管直径的深槽，然后铺设PPR水管，紧接着逐一顺序热熔连接。
所有PPR接口采用热熔技术融合到一起后，要进行24小时以上的打压测试，如果现场环境允许，打压测试时间可长一些。
当确保没有任何渗水漏水现象后，再进行填埋。
钢管的分类钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。
按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。
对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量，在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格，有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。
冷轧管长度计算公式
冷轧管长度计算公式
长度 = (外径壁厚) 壁厚π 系数。
其中，外径和壁厚分别为冷轧管的外径和壁厚，π是圆周率（约为3.14159），系数是根据具体情况确定的常数。
这个公式的推导是基于冷轧管的截面积与长度的关系。
冷轧管的截面积可以表示为π (外径^2 (外径 2 壁厚)^2)，而冷轧管的长度可以表示为截面积除以截面积密度，即长度 = 截面积 / 截面积密度。
在实际应用中，还需要考虑到管材的损耗、加工余量等因素，因此在计算冷轧管的长度时，可能还需要对公式进行修正或者添加修正系数。
另外，不同的行业和标准可能会有不同的计算公式，需要根据具体情况选择合适的计算方法。
总的来说，冷轧管长度的计算公式是一个基于管子的截面积和长度关系的数学模型，通过这个公式可以比较准确地计算出冷轧管的长度，但在实际应用中需要考虑到各种因素的影响，进行适当的修正和调整。
管道常用计算公式
M、计算公式： L1 1.1
L D 300
m（上册172页）
式中L1—短臂长，m；
Δ L—长臂L2的伸长量=α .L2.Δ tmm D—管子外径，mm 。
例5．如图所示(下篇）管线，L2长500m，施工温度20℃，工作温度 80℃，求L1的长度。解：已知L2=500m Δ L=500×1.2×10-5×60=0.36m=360mm 将已知条件代入公式:M 答：管段L1取长9.5~10m较合适。（一般不得小于计算值） D=60mm Δ t=80-20=60℃，
3
第四节
则因温度变化引
起的胀缩量会导致其他变形和内应力，还会涉及支承和安全问题， 因此如何准确的计算胀缩量、去考虑支承形式问题、选择补偿方
式和补偿条件等是管工应掌握的基础知识。
膨胀量计算公式（上册172页）
Δ L=α .L.Δ t 式中 Δ L—膨胀量，m； α —管子材料的线膨胀系数，， 或直接取1/℃。 钢1.2×10-5，（ 0.012mm即每度1道）铜1.65×10-5，铝2.4×10-5 。 Δ t—工作温度与安装温度之差，℃。
第二节
一、体积流量
Q=V.A
管内流量计算
m3/s （平均流速v, m/s，过流断面面积A，m2）
二、质量流量(上册171页）
Q=ρ .v.A.t
kg/s
或千kg/s
（ρ 为流体密度千kg/m3，有时用kg/dm3，v和A同上。） 注意：在Q用kg/s时，一定采用dm计v和A，这样不易出错，一般情况 采用103kg/s（千kg/s），即所有长度单位取m。
[σ ]—管子的许用应力=0.9σ s。σ s为材料的屈服强度极限。 注意：不管什么正应力，拉都为正，压都为负。
工业金属管道壁厚的选取
工作温度258℃的过热蒸汽管道选取壁厚，选择有代表的管径尺寸DN25、100和300作为参考。
2.1 计算壁厚根据工艺参数及选材，使用下列管道壁厚计算公式[1]进行计算：2([])otP D W PY δσφ×=×××+ (1)Δ=δ+C 1+C 2+C 3+C 4 (2)式中：δ为直管的计算壁厚，mm ；P 为设计压力(MPa)；D o 为管道外径(mm)；[σ]t 为设计温度下管道材料的许用应力(MPa)；φ 为焊缝系数；W 为焊缝接头强度降低系数；Y 为温度对计算直管壁厚公式的修正系数；Δ为名义厚度，规范上指标准规定的厚度(mm)；C 1为材料厚度负偏差，按材料标准规定(mm)；C 2为腐蚀、冲蚀裕量，mm ；C 3为机械加工深度(mm)；C 4为厚度圆整值(mm)。
此管道设计压力P 取0.88MPa ，设计温度t 选取270℃，管道制作标准采用GB/T 8163—2018的碳素钢无缝钢管(热轧型)20号钢。
(1)查常用钢管许用应力表[2]可知[σ]300=101MPa ，[σ]250= 110MPa ，通过内插法计算得到[σ]270=106.2MPa 。
(2)使用无缝钢管，φ、W 均为1。
在设计温度低于400℃的情况下，Y 取0.4。
(3)将上述参数代入公式2-1，可得 δ=0.0041×D o ，具体如下表1。
表1 直管计算壁厚结果100114.30.47mm 300323.91.34mm(4)名义厚度Δ计算由公式2-2可以知，Δ就是将计算壁厚δ与管道制造过程中可能产生的偏差、管道长年运行时受到的腐蚀和机械加工需要的深度综合考虑的结果。
①材料厚度负偏差C 1 整理热轧型钢管壁厚允许偏差[3]C 1如下表2。
0 引言管道壁厚是管道材料规格中重要的数据，业主根据具体的规格采购相应的管道及管件，壁厚值大小直接影响到建设工程的多个层面。
壁厚值过高会直接增大采购成本，间接影响管架跨距和土建荷载等；壁厚过薄，可能无法满足管道的强度需求，也影响管架的设计布局。