聚氨酯保溫管管道壁厚計算公式的改進
目前,管線設計是根據 ASME (美國機械工程師協(xié)會)標準規(guī)范 B31.8 計算所需的管壁厚度或允許壓力,是一種基于允許環(huán)向應力的設計方法。當陸上管道受到升溫及內部壓力的綜合作用時, B31.8 并沒有相應的壁厚修正標準或公式。在遵循原有基本原則以及極限狀態(tài)設計概念的基礎上,建議改變 B31.8 的保守設計,在不影響管道的完整性情況下,減小管道壁厚。
對 B31.8 的修改提議主要涉及三個方面:
1 .引入zui小壁厚設計因素
管線的壁厚越小,環(huán)向應力越大。設計要求由管線幾何尺寸決定的環(huán)向應力小于(或等于)允許的環(huán)向應力,從而可計算出zui小的壁厚尺寸。 B31.8 中的允許環(huán)向應力計算由復雜的設計參數決定,包括規(guī)定的 zui小屈服強度、取決于加工設備類型的設計因數、縱向焊縫因數和溫度降低因數。
采用 B31.8 中管道壁厚的計算標準,考慮管道制造中的公差,可以修正設計因數,增加環(huán)向應力允許值,則可減小名義壁厚的允許值。例如,管線外徑小于 20in 的焊接管或無縫管,利用修正后的公式計算,允許的環(huán)向應力可增加 8.5% 。
2. 完善環(huán)向應力計算公式
基于極限狀態(tài)標準的設計是管道設計規(guī)范的趨勢。保守的極限狀態(tài)設計是應用傳統(tǒng)的允許應力標準來計算材料實際的非線性特性下的應力,改進后的壁厚設計公式充分考慮到了管道材料的非線性性能(即橡膠 - 塑料應力 - 張力圖),以及管壁徑向應力分布。與原有公式相比,新的環(huán)向應力計算公式提供了更經濟的方案。