直管壁厚(GB/T 20801.3-2020 式 1)
t = P·D / [2(S·Φw·W + P·Y)] + C
S 设计温度下材料许用应力,MPa(GB/T 20801.2-2020 表 A.1)
Φw 焊接接头系数(GB/T 20801.3 表 3):无缝 1.00,双面焊对接 100%RT 1.00 / 局部 0.85,
单面焊带垫板 100%RT 0.90 / 局部 0.80,单面焊无垫板 0.60
W 焊接接头高温强度降低系数(表 5);非蠕变工况取 1.00
Y 温度修正系数(表 1):铁素体钢 ≤482℃ 0.4 / ≤510℃ 0.5 / 更高 0.7;
奥氏体不锈钢 ≤566℃ 0.4 / ≤593℃ 0.5 / 更高 0.7
C C₁(腐蚀冲蚀) + C₂(壁厚负偏差) + C₃(螺纹、工艺减薄)
名义壁厚闭式解(考虑负偏差按 Tn 百分比计):
Tn ≥ (t + C₁ + C₃) / (1 − δ) δ = 12.5% 或 10%
有效厚度 t_e = Tn − C₁ − C₂ − C₃ ≥ t
最大允许工作压力(反算):P_max = 2·S·Φw·W·t_e / (D − 2·Y·t_e)
液压试验压力(GB/T 20801.4):P_T = 1.5·P·S_常温 / S_t
试验环向应力 σ_T = P_T(D − t_e)/(2t_e) ≤ 0.9·R_eL(室温屈服)
支管补强(GB/T 20801.3-2020 6.7,等面积法)
需要补强面积 A₁ = t_h·d₁·(2 − sinβ) 挤压成型接口 A₁ = K·t_h·d_x
开孔长轴 d₁ = [D_ob − 2·T_eb] / sinβ
有效厚度 T_eh = T_h − C_h T_eb = T_b − C_b
补强半宽 d₂ = max[d₁, T_eb + T_eh + d₁/2]
补强高度 L₅ = min[2.5·T_eh, 2.5·T_eb]
主管多余面积 A₂ = (2·d₂ − d₁)(T_eh − t_h)
支管多余面积 A₃ = 2·L₅(T_eb − t_b) / sinβ
焊缝/补强圈 A₄ = leg²·2 + 补强圈面积(按d₂、L₅范围内计入)
校核条件 A₂ + A₃ + A₄ ≥ A₁
d₂ 为 GB/T 20801.3 图 11 中主管表面沿支管中心线两侧的补强半宽;L₅ 为垂直于主管表面的补强范围。
斜接(β<90°)时 A₃ 除以 sinβ 展开;本页按此处理并在结果中显示。
材料许用应力库的建立规则
标准许用应力取下列最小值: min( R_m^t/3.0 , R_eL^t/1.5 , σ_D^t/1.5 )
实测比对:20 钢 20℃ min(410/3=136.7, 245/1.5=163.3)=136.7≈表值 137 ✓
15CrMo 20℃ min(440/3=146.7, 235/1.5=156.7)=146.7≈表值 147 ✓
12Cr1MoVG 20℃ min(470/3=156.7, 255/1.5=170.0)=170.0≈表值 170 ✓
06Cr19Ni10 20℃ min(520/3=173, 205/1.5=136.7)=136.7≈表值 137 ✓
库中标 A 者取自公开标准表值并已交叉比对;标 B 者为按上述规则由力学性能推算或由厂商高温性能数据推算,
使用前须按现行 GB/T 20801.2-2020 表 A.1 复核。所有材料的 S 值在页面均可手工覆盖。
何时必须做进一步工作
- 符合下列之一者需按 GB/T 20801.3 第 7 章做详细应力分析:GC1 级管道;剧烈循环工况;
设计温度 >425℃(高温蠕变工况);D ≥ 150 mm 且 P ≥ 1.6 MPa。
- 壁厚结果若进入 t ≥ D/6 或 P/(S·Φw) > 0.385 的厚壁区,本页改用 t = D/2·[1 − e^(−P/(SΦwW))] 并在结论中标识。
- 外压与真空管道(夹套、负压烟气)本页不计算,须按 GB/T 150.3 外压圆筒方法另算。
- 承插焊、螺纹管座、铸造管件等非焊接成型件不适用等面积法,按相应产品标准选取压力等级。
- 多个支管且补强范围重叠时,须按组合式——总补强面积不小于组合 A₁,且两孔之间的补强面积不小于两孔所需总面积的 2/3。
本页为工程计算工具,不构成设计文件。正式设计应由具备资质的设计单位签署,并核对现行版本标准。