我们在设计的过程中经常会遇到管子的选用,通常情况下我们需要提供管道的直径和壁厚。具体到管道的选用时,我们不能以公称通径的形式来表示管道,即不能以DN65管来表示具体的管子,因为DN是一种公称通径,它不代表着具体的管子外径和壁厚。通常我们需要提供详细的管道材质,外径及壁厚。关于公称通径的相关基础知识可以查看本公众号文章: 化工基础知识之公称直径 管径可以通过一般的计算得到,通常用流体需要的流量及流体规定的流速范围进行计算。本公众号的小程序也提供了管径的计算功能,各位可以使用小程序快速地计算管道的内径。通常情况下管道内的流体流速是有限制和规定的,对于不同介质,不同相态,有着不同的流速。不同介质的流速可以参考本公众号文章: 不同介质在管道中的流速表 选择管径之后就需要确定管道的壁厚,这里就涉及到一个新的知识:管表号。
1、管表号的定义
管表号是美国标准ASME率先提出的,其英文原名为:Schedule umbers for pipe size。管表号的定义是:设计压力与设计温度下的管道材料许用应力的比值乘以1000并圆整后的数值。它是表征管子壁厚系列的代号。即管表号:
Sch=1000×P/S
P:设计压力:
S:设计温度下的许用应力
如,管道设计使用压力为0.6MPa,管道在设计温度下的许用应力为100MPa,那么Sch=1000*0.6/100=6,所以选用Sch10的管道。为什么不选择Sch6而选择Sch10呢?这就涉及到了管表号的级别。管表号并不是连续的,就如同公称通径一样,有DN65但是没有DN60一样。
2、管表号(Sch)的级别
对于碳钢管道来说,管表号(Sch)共有10个级别,分别为:Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160;对于不锈钢管道来说,管表号(Sch)仅有4个级别,分别为:Sch5S、Sch10S、Sch40S、Sch80S,末尾S代表不锈钢。
3、管表号的习惯叫法及意义
有时候管表号(Sch)又被称为壁厚,是一种壁厚的表示方法。但是与其他壁厚表示方法不同,管表号的壁厚指的是壁厚系列,而不是具体的厚度。管径不同,管子的实际壁厚不同;同一管径,不同的Schb号,壁厚也不相同。
4、管道厚度的选择和计算
管道厚度与比较多的参数有关系:首先是设计压力,设计压力是管道壁厚的首要条件;其次是管道的腐蚀裕量,腐蚀越强的介质,其预留的壁厚越后,需要的管道壁厚越厚;其次是设计温度,不同温度下的许用应力不同,影响到管道的承压设计,因此壁厚还与具体的设计温度有直接关系。管道壁厚计算公式为:t=PD/1.75S+ft:管道壁厚;P:设计压力;D:管道外径;S:设计温度下的许用应力;
f:腐蚀裕量或螺纹深度;
从公式可以看出,P/S与管表号(Sch)相关,可以通过管表号计算厚度,如Sch40管道厚度即为:0.04*D/1.75+f
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