【基础知识】管道壁厚的计算和选型
发布时间:2025年01月03日 11:19

化工企业中管道是最常见也是最重要的设施,化工企业当中物料的输送以及能量的输送绝大部分是通过管道输送的。包括各种反应原料、溶剂、催化剂;各种热量,如蒸汽、导热油;各种动力,如压缩空气、液压油等。管道在化工生产中起到重要的作用。化工企业由于其特殊性,输送的物料往往具有特殊的性质,如:化工企业管道输送的物料通常具有一定的压力。通常是为了确保反应的顺利进行,一些反应条件是高压反应。或者为了提高输送速率,将气体加压为液体后输送等。化工企业管道输送的物料通常具有一定的腐蚀性。物料的多种多样,化工企业当中会遇到大量的可能对管道产生腐蚀的物料,输送这些物料时需要考虑管道的耐腐蚀性。化工企业管道输送的物料通常具有一定的毒性。化工原料、产品、中间品具有一定的毒性,为了确保物料不伤人,不危害环境,需要确保输送过程管道密封、可靠。化工企业管道输送的物料通常具有可燃性。燃烧爆炸是化工企业事故的典型表现,这是由于化工生产用到的绝大部分物料都具有可燃性,甚至部分物料具有爆炸性。化工企业输送用管道需要合适的选型,包括:材质选型、尺寸选型、壁厚选型。本文介绍管道壁厚的计算和选型方法。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,是决定管道壁厚的关键因素之一,设计压力越高,则需要的管道壁厚越厚;其次是设计温度,温度越高材料的性能越差,材料抗压能力越差。因此即便是同样的材料在其允许使用的不同温度下有不同的许用应力。设计温度也严重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。其次是管道的腐蚀裕量,腐蚀越强的介质,根据介质与材料的腐蚀关系,确定其预留的厚度,确保在使用寿命范围内管道厚度始终满足要求。因腐蚀其预留的壁厚越大,额需要的管道越厚;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;

管道不同温度下的许用应力可以参考标准:GB/T 20801.2-2020 《压力管道规范 工业管道 第2部分:材料》,本标准在最后附录中有各种材料不同温度下的许用应力。根据设计需要的管道外径、压力、温度、腐蚀情况等,查表得到数据,根据上述公式计算得到所需要的管道壁厚。但是这个壁厚并不一定是市场上常见的管道类型。即:市场上不一定会有这种壁厚的管道。因此还需要查询标准管道,确定最终选用的管道类型。标准管道查询需要参考标准:GB/T 17395-2024 《钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》等。从标准中得到满足上述计算结果的钢管,最终确定钢管的选型。本公众号小程序本次更新了管道壁厚的计算,可以进入小程序 化工工具箱 使用。

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