服务热线：可调缩孔谈：管件SCH壁厚的选择方法
2018年11月20日
沧州五森管道有限公司
在压力管道设计过程中，下面是几种选择管件的SCH的方法与可调缩孔用管息息相关：
（1）利用美国早期钢管标准中的巴洛(Barlow)公式的计算值来选用可调缩孔用管件的壁厚系列号。
(2)利用锅炉压力容器标准和压力管道规程中的管件强度设计计算公式进行计算，根据计算得到的主管和支管壁厚值查管件壁厚分级表，从而查得与计算值相配的SCH．
(3)根据国内外管件标准中的规定，按相同材料的可调缩孔用无缝钢管计算。利用钢管的壁厚选择方法计算的壁厚值，查管件壁厚分级表得到与计算值相配的SCH．美国ASME/ANSI B16.9-1993《工厂制造的钢制对焊管件）规定管件许用压力额定值是根据ANSI/ASMF. B31《压力管道规范》有关章节中规定的原则按相同材料的直无缝钢管计算（8]。中国石化标准SHJ3408-96和SHJ3409-96规定管件的许用压力值应根据SH3059中第7章规定的原则按受内压钢管计算：[9一I o]。
ASME/ANSI B16.9、SHJ3408-96和SHJ3409-96还都规定管件验证试验压力不小于管件标记指定钢管在下式定义的爆破试验压力的105%时不爆破， 认为试验成功81 0]。
式中：P为计算的爆破试验压力；cr6为拉伸强度；T为钢管的公称壁厚；D为钢管的外径。
这说明合格的标准管件的爆破压力值应大于等于相应钢管的爆破压力。
由上面国内外标准的规定，可以看出可调缩孔、管件和钢管的壁厚系列号( SCH)是统一的，相同材料、壁厚系列号( SCH)相同的钢管和管件可以承受的载荷是相同的。相同系列号相同直径的钢管和管件在焊接坡口处内外径是一样的，即壁厚是一致的。所以按方法3选取标准管件是科学、合理的，并且能够满足强度要求。
如前所述，巴洛( Barlow)公式计算钢管壁厚偏差较大，已不能再用于确定钢管SCH，所以用SCH=詈1000的计算值确定钢制管件SCH偏差同样较大，也不再适当。
利用锅炉压力容器标准和压力管道规程中的管件强度设计计算公式进行计算，根据计算得到的主管壁厚值查管件壁厚分级表得到与计算值相配的SCH比按直钢管计算得到的SCH大得多。例如三通，由于开孔以后，一方面削弱了管壁的强度，降低了承载能力，另一方面，开孑L和接管破坏了原来结构的连续性，升压后，势必在开孔和接管处产生较大的不连续应力（边缘剪力和边缘弯矩），往往在开孔附近导致很高的应力集中。为了降低应力集中，不得不按等面积补强法或其他方法（压力面积法和削弱系数法）进行补强计算，这必然导致主管和支管的壁厚增大许多，才能满足强度要求。
GB/T12459中SCH等级表给出了可调缩孔用按巴洛公式（方法1），强度设计计算得到的SCH（方法2）和按直无缝钢管计算（方法3）等3种方法计算的不同压力下三通的壁厚系列号。律和趋势和波纹管极为相似，并也沿着轴向靠近左端（固支端）慢慢减小，其简支端的 收缩位移量为8.676 mm,值得注意的是，在这个图中，较短的水平台阶对应直边段，较长的水平台阶对应夹在直边段的半个大圆弧，转折点对应直边段和大圆弧的交点。
从表2中看出，公称外径为①33的光滑直管在相同的载荷和约束下 位移量为0.221mm，显而易见，与光滑直管相比波纹管的位移量是相当大的，且波
GB/T12459中SCH等级表中黑框内3种方法结果完全相同是由可调缩孔、钢管或管件的 小SCH决定的。而黑框以外的方法1和方法2选取的管件壁厚系列号均比方法3的高，这两种不当计算方法将导致不必要的浪费，使工程造价升高，10 MPa、DN 600 3种方法的三通重量与价格如表2所示：
管件的SCH选择不正确，不仅造成浪费，而且由于管件的壁厚与钢管壁厚相差较大，也易造成焊接缺陷，给现场施工和检测造成困难。
如某公司承包的中东某国管道及可调缩孔项目中，一家单位按方法2通过计算得到的壁厚选择管件，导致购买的管件到现场不能使用，不仅造成不必要的损失，而且耽误工期。
沧州力瑞管道设备有限公司 可调缩孔
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