服務(wù)熱線：可調(diào)縮孔談：管件SCH壁厚的選擇方法
2018年11月20日
滄州五森管道有限公司
在壓力管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，下面是幾種選擇管件的SCH的方法與可調(diào)縮孔用管息息相關(guān)：
（1）利用美國(guó)早期鋼管標(biāo)準(zhǔn)中的巴洛(Barlow)公式的計(jì)算值來(lái)選用可調(diào)縮孔用管件的壁厚系列號(hào)。
(2)利用鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和壓力管道規(guī)程中的管件強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算得到的主管和支管壁厚值查管件壁厚分級(jí)表，從而查得與計(jì)算值相配的SCH．
(3)根據(jù)國(guó)內(nèi)外管件標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，按相同材料的可調(diào)縮孔用無(wú)縫鋼管計(jì)算。利用鋼管的壁厚選擇方法計(jì)算的壁厚值，查管件壁厚分級(jí)表得到與計(jì)算值相配的SCH．美國(guó)ASME/ANSI B16.9-1993《工廠制造的鋼制對(duì)焊管件）規(guī)定管件許用壓力額定值是根據(jù)ANSI/ASMF. B31《壓力管道規(guī)范》有關(guān)章節(jié)中規(guī)定的原則按相同材料的直無(wú)縫鋼管計(jì)算（8]。中國(guó)石化標(biāo)準(zhǔn)SHJ3408-96和SHJ3409-96規(guī)定管件的許用壓力值應(yīng)根據(jù)SH3059中第7章規(guī)定的原則按受內(nèi)壓鋼管計(jì)算：[9一I o]。
ASME/ANSI B16.9、SHJ3408-96和SHJ3409-96還都規(guī)定管件驗(yàn)證試驗(yàn)壓力不小于管件標(biāo)記指定鋼管在下式定義的爆破試驗(yàn)壓力的105%時(shí)不爆破， 認(rèn)為試驗(yàn)成功81 0]。
式中：P為計(jì)算的爆破試驗(yàn)壓力；cr6為拉伸強(qiáng)度；T為鋼管的公稱(chēng)壁厚；D為鋼管的外徑。
這說(shuō)明合格的標(biāo)準(zhǔn)管件的爆破壓力值應(yīng)大于等于相應(yīng)鋼管的爆破壓力。
由上面國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，可以看出可調(diào)縮孔、管件和鋼管的壁厚系列號(hào)( SCH)是統(tǒng)一的，相同材料、壁厚系列號(hào)( SCH)相同的鋼管和管件可以承受的載荷是相同的。相同系列號(hào)相同直徑的鋼管和管件在焊接坡口處內(nèi)外徑是一樣的，即壁厚是一致的。所以按方法3選取標(biāo)準(zhǔn)管件是科學(xué)、合理的，并且能夠滿足強(qiáng)度要求。
如前所述，巴洛( Barlow)公式計(jì)算鋼管壁厚偏差較大，已不能再用于確定鋼管SCH，所以用SCH=詈1000的計(jì)算值確定鋼制管件SCH偏差同樣較大，也不再適當(dāng)。
利用鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和壓力管道規(guī)程中的管件強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算得到的主管壁厚值查管件壁厚分級(jí)表得到與計(jì)算值相配的SCH比按直鋼管計(jì)算得到的SCH大得多。例如三通，由于開(kāi)孔以后，一方面削弱了管壁的強(qiáng)度，降低了承載能力，另一方面，開(kāi)孑L和接管破壞了原來(lái)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，升壓后，勢(shì)必在開(kāi)孔和接管處產(chǎn)生較大的不連續(xù)應(yīng)力（邊緣剪力和邊緣彎矩），往往在開(kāi)孔附近導(dǎo)致很高的應(yīng)力集中。為了降低應(yīng)力集中，不得不按等面積補(bǔ)強(qiáng)法或其他方法（壓力面積法和削弱系數(shù)法）進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，這必然導(dǎo)致主管和支管的壁厚增大許多，才能滿足強(qiáng)度要求。
GB/T12459中SCH等級(jí)表給出了可調(diào)縮孔用按巴洛公式（方法1），強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算得到的SCH（方法2）和按直無(wú)縫鋼管計(jì)算（方法3）等3種方法計(jì)算的不同壓力下三通的壁厚系列號(hào)。律和趨勢(shì)和波紋管極為相似，并也沿著軸向靠近左端（固支端）慢慢減小，其簡(jiǎn)支端的 收縮位移量為8.676 mm,值得注意的是，在這個(gè)圖中，較短的水平臺(tái)階對(duì)應(yīng)直邊段，較長(zhǎng)的水平臺(tái)階對(duì)應(yīng)夾在直邊段的半個(gè)大圓弧，轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)直邊段和大圓弧的交點(diǎn)。
從表2中看出，公稱(chēng)外徑為①33的光滑直管在相同的載荷和約束下 位移量為0.221mm，顯而易見(jiàn)，與光滑直管相比波紋管的位移量是相當(dāng)大的，且波
GB/T12459中SCH等級(jí)表中黑框內(nèi)3種方法結(jié)果完全相同是由可調(diào)縮孔、鋼管或管件的 小SCH決定的。而黑框以外的方法1和方法2選取的管件壁厚系列號(hào)均比方法3的高，這兩種不當(dāng)計(jì)算方法將導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)，使工程造價(jià)升高，10 MPa、DN 600 3種方法的三通重量與價(jià)格如表2所示：
管件的SCH選擇不正確，不僅造成浪費(fèi)，而且由于管件的壁厚與鋼管壁厚相差較大，也易造成焊接缺陷，給現(xiàn)場(chǎng)施工和檢測(cè)造成困難。
如某公司承包的中東某國(guó)管道及可調(diào)縮孔項(xiàng)目中，一家單位按方法2通過(guò)計(jì)算得到的壁厚選擇管件，導(dǎo)致購(gòu)買(mǎi)的管件到現(xiàn)場(chǎng)不能使用，不僅造成不必要的損失，而且耽誤工期。
滄州力瑞管道設(shè)備有限公司 可調(diào)縮孔
