服務熱線：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
在壓力管道設計過程中，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：
（1）利用美國早期鋼管標準中的巴洛(Barlow)公式的計算值來選用可調(diào)縮孔用管件的壁厚系列號。
(2)利用鍋爐壓力容器標準和壓力管道規(guī)程中的管件強度設計計算公式進行計算，根據(jù)計算得到的主管和支管壁厚值查管件壁厚分級表，從而查得與計算值相配的SCH．
(3)根據(jù)國內(nèi)外管件標準中的規(guī)定，按相同材料的可調(diào)縮孔用無縫鋼管計算。利用鋼管的壁厚選擇方法計算的壁厚值，查管件壁厚分級表得到與計算值相配的SCH．美國ASME/ANSI B16.9-1993《工廠制造的鋼制對焊管件）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》有關章節(jié)中規(guī)定的原則按相同材料的直無縫鋼管計算（8]。中國石化標準SHJ3408-96和SHJ3409-96規(guī)定管件的許用壓力值應根據(jù)SH3059中第7章規(guī)定的原則按受內(nèi)壓鋼管計算：[9一I o]。
ASME/ANSI B16.9、SHJ3408-96和SHJ3409-96還都規(guī)定管件驗證試驗壓力不小于管件標記指定鋼管在下式定義的爆破試驗壓力的105%時不爆破， 認為試驗成功81 0]。
式中：P為計算的爆破試驗壓力；cr6為拉伸強度；T為鋼管的公稱壁厚；D為鋼管的外徑。
這說明合格的標準管件的爆破壓力值應大于等于相應鋼管的爆破壓力。
由上面國內(nèi)外標準的規(guī)定，可以看出可調(diào)縮孔、管件和鋼管的壁厚系列號( SCH)是統(tǒng)一的，相同材料、壁厚系列號( 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選取標準管件是科學、合理的，并且能夠滿足強度要求。
如前所述，巴洛( Barlow)公式計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的計算值確定鋼制管件SCH偏差同樣較大，也不再適當。
利用鍋爐壓力容器標準和壓力管道規(guī)程中的管件強度設計計算公式進行計算，根據(jù)計算得到的主管壁厚值查管件壁厚分級表得到與計算值相配的SCH比按直鋼管計算得到的SCH大得多。例如三通，由于開孔以后，一方面削弱了管壁的強度，降低了承載能力，另一方面，開孑L和接管破壞了原來結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，升壓后，勢必在開孔和接管處產(chǎn)生較大的不連續(xù)應力（邊緣剪力和邊緣彎矩），往往在開孔附近導致很高的應力集中。為了降低應力集中，不得不按等面積補強法或其他方法（壓力面積法和削弱系數(shù)法）進行補強計算，這必然導致主管和支管的壁厚增大許多，才能滿足強度要求。
GB/T12459中SCH等級表給出了可調(diào)縮孔用按巴洛公式（方法1），強度設計計算得到的SCH（方法2）和按直無縫鋼管計算（方法3）等3種方法計算的不同壓力下三通的壁厚系列號。律和趨勢和波紋管極為相似，并也沿著軸向靠近左端（固支端）慢慢減小，其簡支端的 收縮位移量為8.676 mm,值得注意的是，在這個圖中，較短的水平臺階對應直邊段，較長的水平臺階對應夾在直邊段的半個大圓弧，轉(zhuǎn)折點對應直邊段和大圓弧的交點。
從表2中看出，公稱外徑為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，與光滑直管相比波紋管的位移量是相當大的，且波
GB/T12459中SCH等級表中黑框內(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均比方法3的高，這兩種不當計算方法將導致不必要的浪費，使工程造價升高，10 MPa、DN 600 3種方法的三通重量與價格如表2所示：
管件的SCH選擇不正確，不僅造成浪費，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)場施工和檢測造成困難。
如某公司承包的中東某國管道及可調(diào)縮孔項目中，一家單位按方法2通過計算得到的壁厚選擇管件，導致購買的管件到現(xiàn)場不能使用，不僅造成不必要的損失，而且耽誤工期。
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