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6 承受内压的管子、弯管和弯头的壁厚计算
6.1 管子的最小壁厚
6.1.1 对于外径与内径之比小于或等于1.7的管子,在设计压力和设计温度下所需的管子最小壁厚应按下列公式计算:
1 按管子外径计算最小壁厚时应按下式计算:
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2 按管子内径计算最小壁厚时应按下式计算:
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3 按管子外径计算在蠕变温度范围纵向电熔焊钢管的最小壁厚时应按下式计算:
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6.1.2 管子的设计压力应符合公式(6.1.2-1)和公式(6.1.2-2)的规定:
1 按管子外径计算设计压力时应按下式计算:
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2 按管子内径计算设计压力时应按下式计算:
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式中:Sm——管子的最小壁厚(mm);
p——设计压力(MPa);
Do——管子外径,取用最大外径(mm);
Di——管子内径,取用最大内径(mm);
[σ]t——钢材在设计温度下的许用应力(MPa);
Y——修正系数,应按表6.1.2-1取用;
η——许用应力修正系数,无缝钢管η=1.0;焊接钢管的η值应按表6.1.2-2取用;进口电熔焊钢管的η值应按相应标准规定选取;
w——蠕变温度范围纵向电熔焊钢管强度降低系数,其值可按表6.1.2-3选取;
α——有腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度(mm)。一般蒸汽管道和水管道可不计及腐蚀和磨损的影响;对于存在流体腐蚀和磨损情况的管道,应根据预期的寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定附加厚度;加热器疏水阀后管道、给水再循环阀后管道和锅炉排污阀后管道等存在汽水两相流介质的管道,腐蚀和磨损的附加厚度可取2mm;超超临界参数机组的主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道,附加厚度可取1.6mm。
表6.1.2-1 修正系数
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注:1 介于表列中间温度的Y值可用内插法计算。
2 当管子的Do/Sm<6时,对于设计温度小于或等于480℃的铁素体和奥氏体钢,其Y值应按下式进行计算:。
表6.1.2-2 焊接钢管的许用应力修正系数
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注:电阻焊纵缝钢管管子和管件不允许通过增加无损检验提高焊缝系数。
表6.1.2-3 蠕变温度范围纵向电熔焊钢管强度降低系数
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注:1 本表中“NP”表示“不允许”。
2 蠕变范围的起始温度为本规程附录A的许用应力表中粗线右边的温度。
3 本表中的CrMo钢和蠕变强化铁素体钢焊缝金属碳含量不应低于0.05%。
4 CrMo钢和蠕变强化铁素体钢的纵向焊缝应经过100%的射线或超声检测合格。
5 本表中各材料埋弧焊焊剂的碱度不小于1.0。
6 CrMo钢包括、3Cr-1Mo和
。焊缝必须经过正火、正火+回火或者适当的回火热处理。
7 蠕变强化铁素体钢包括“Power Piping”ASME B31.1中的Grades 91,92,911,122,23等,以及现行国家标准《高压锅炉用无缝钢管》GB 5310中的10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1BN、11Cr9Mo1W1VNbBN、07Cr2MoW2VNbB等。