鋼管應(yīng)力計(jì)算[谷風(fēng)特選]

1、第一章總則第1.0.1條 管道應(yīng)力計(jì)算的任務(wù)是：驗(yàn)算管道在內(nèi)壓、自重和其它外載作用下所產(chǎn)生的一次應(yīng)力和在熱脹、冷縮及位移受約束時(shí)所產(chǎn)生的二次應(yīng)力，以判明所計(jì)算的管道是否安全、經(jīng)濟(jì)、合理以及管道對(duì)設(shè)備的推力和力矩是否在設(shè)備所能安全承受的范圍內(nèi)。第1.0.2條 本規(guī)定適用于以低碳鋼、低合金鋼和高鉻鋼為管材的火力發(fā)電廠汽水管道的應(yīng)力計(jì)算。油、空氣介質(zhì)的管道應(yīng)力計(jì)算，可參照本規(guī)定執(zhí)行。核電站常規(guī)島部分管道應(yīng)力計(jì)算，可參照本規(guī)定執(zhí)行。第1.0.3條 管道的熱脹應(yīng)力按冷熱態(tài)的應(yīng)力范圍驗(yàn)算。管道對(duì)設(shè)備的推力和力矩按在冷狀態(tài)下和在工作狀態(tài)下可能出現(xiàn)的最大值分別進(jìn)行驗(yàn)算。第1.0.4條 恰當(dāng)?shù)睦渚o可減少管道運(yùn)行

2、初期的熱態(tài)應(yīng)力和管道對(duì)端點(diǎn)的熱態(tài)推力，并可減少管系的局部過(guò)應(yīng)變。冷緊與驗(yàn)算的應(yīng)力范圍無(wú)關(guān)。第1.0.5條 進(jìn)行管系的撓性分析時(shí)，可假定整個(gè)管系為彈性體。第1.0.6條 使用本規(guī)定進(jìn)行計(jì)算的管道，其設(shè)計(jì)還應(yīng)遵守火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定。管道零件和部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工等，應(yīng)符合火力發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設(shè)計(jì)的要求。建筑參考第二章 鋼材的許用應(yīng)力第2.0.1條 鋼材的許用應(yīng)力，應(yīng)根據(jù)鋼材的有關(guān)強(qiáng)度特性取下列三項(xiàng)中的最小值：b20/3，st/1.5或st(0.2%)/1.5，Dt/1.5其中b20鋼材在20時(shí)的抗拉強(qiáng)度最小值（MPa）；st鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的屈服極限最小值（MPa）； s

3、t(0.2%)鋼材在設(shè)計(jì)溫度下殘余變形為0.2%時(shí)的屈服極限最小值（MPa）；Dt鋼材在設(shè)計(jì)溫度下105h持久強(qiáng)度平均值。常用鋼材的許用應(yīng)力數(shù)據(jù)列于附錄A。國(guó)產(chǎn)常用鋼材和附表中所列的德國(guó)鋼材的許用應(yīng)力按本規(guī)定的安全系數(shù)確定。美國(guó)鋼材的許用應(yīng)力摘自美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASME B31.1。對(duì)于未列入附錄A的鋼材，如符合有關(guān)技術(shù)條件可作為汽水管道的管材時(shí)，它的許用應(yīng)力仍按本規(guī)定計(jì)算。建筑參考第三章 管道的設(shè)計(jì)參數(shù)第3.0.1條 設(shè)計(jì)壓力的取用管道設(shè)計(jì)壓力（表壓）系指管道運(yùn)行中內(nèi)部介質(zhì)最大工作壓力。對(duì)于水管道，設(shè)計(jì)壓力的取用，應(yīng)包括水柱靜壓的影響，當(dāng)其低于額定壓力的3%時(shí)，可不考慮。主要管道的設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)按下列

4、規(guī)定選用：一 主蒸汽管道當(dāng)為亞臨界參數(shù)時(shí)，取用鍋爐過(guò)熱器出口的額定工作壓力或鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量下的工作壓力。當(dāng)為超臨界參數(shù)時(shí)，取用鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量下過(guò)熱器出口工作壓力的1.05倍。當(dāng)鍋爐和汽輪機(jī)允許超壓5%（簡(jiǎn)稱5%OP）運(yùn)行時(shí),應(yīng)加上5%的超壓值。二 再熱蒸汽管道取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況（調(diào)節(jié)汽門全開，簡(jiǎn)稱VWO或VWO+5%OP）熱平衡中高壓缸排汽氣壓力的1.15倍。對(duì)于再熱器出口聯(lián)箱到汽輪機(jī)的部分，可減至再熱器出口安全閥動(dòng)作的最低整定壓力。三 汽輪機(jī)抽汽管道非調(diào)整抽汽管道，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下該抽汽氣壓力的1.1倍，且不小于0.1MPa。調(diào)整抽汽管道，取其最高工作壓力。四 背

5、壓式汽輪機(jī)排汽管道取其最高工作壓力。五 減壓裝置后的蒸汽管道取其最高工作壓力。六 與直流鍋爐啟動(dòng)分離器連接的汽水管道取用分離器各種運(yùn)行工況中可能出現(xiàn)的最高工作壓力。七 高壓給水管道非調(diào)速給水泵出口管道，從前置泵到主給水泵或從主給水泵至鍋爐省煤器進(jìn)口區(qū)段，分別取用前置泵或主給水泵特性曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力與該泵進(jìn)水側(cè)壓力之和；調(diào)速給水泵出口管道，從給水泵出口至關(guān)斷閥的管道，設(shè)計(jì)壓力取用泵在額定轉(zhuǎn)速特性曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力與進(jìn)水側(cè)壓力之和；從泵出口關(guān)斷閥至鍋爐省煤器進(jìn)口區(qū)段，取用泵在額定轉(zhuǎn)速及設(shè)計(jì)流量下泵提升壓力的1.1倍與泵進(jìn)水側(cè)壓力之和。以上高壓給水管道壓力，應(yīng)考慮水泵進(jìn)水溫度對(duì)壓力的修正。八

6、低壓給水管道對(duì)于定壓除氧系統(tǒng)，取用除氧器額定壓力與最高水位時(shí)水柱靜壓之和；對(duì)于滑壓除氧系統(tǒng)，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下除氧器加熱抽汽壓力的1.1倍與除氧器最高水位時(shí)水柱靜壓之和。九 凝結(jié)水管道凝結(jié)水泵進(jìn)口側(cè)管道，取用泵吸入口中心線至汽輪機(jī)排汽缸接口平面處的水柱靜壓（此時(shí)凝汽器內(nèi)按大氣壓力），且不小于0.35MPa；單級(jí)泵系統(tǒng)泵出口側(cè)管道，取用泵出口閥關(guān)斷情況下泵的揚(yáng)程與進(jìn)水側(cè)壓力（上述水柱靜壓）之和；兩級(jí)泵系統(tǒng)的凝結(jié)水泵出口側(cè)管道，取用原則同單級(jí)泵系統(tǒng)泵出口側(cè)管道；兩級(jí)泵系統(tǒng)的凝結(jié)水升壓泵出口側(cè)管道，取用兩臺(tái)泵（凝結(jié)水泵和凝結(jié)水升壓泵）出口閥關(guān)閉情況下泵的揚(yáng)程之和。十 加熱器疏水管道取用汽輪

7、機(jī)最大計(jì)算出力工況下抽汽壓力的1.1倍，且不小于0.1MPa。當(dāng)管道中疏水靜壓引起壓力升高值大于抽汽壓力的3%時(shí)，尚應(yīng)計(jì)及靜壓的影響。十一 鍋爐排污管道鍋爐排污閥前或者當(dāng)排污閥后管道裝有閥門或堵板等可能引起管內(nèi)壓力升高時(shí)，對(duì)于定期排污管道，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于汽包上所有安全閥中的最低整定壓力與汽包最高水位至管道最低點(diǎn)水柱靜壓之和；對(duì)于連續(xù)排污管道，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于汽包上所有安全閥的最低整定壓力。當(dāng)鍋爐排污閥后不會(huì)引起管內(nèi)壓力升高時(shí)，排污管道（定期排污或連續(xù)排污）的設(shè)計(jì)壓力按表3.0.1選取。表3.0.1鍋爐排污閥后管道設(shè)計(jì)壓力MPa鍋爐壓力1.7504.1504.1516.2006.20110.3

8、0010.301管道設(shè)計(jì)壓力1.7502.7504.1506.200十二 給水再循環(huán)管道當(dāng)采用單元制系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)除氧器的最后一道關(guān)斷閥及其以前的管道，取用相應(yīng)的高壓給水管道的設(shè)計(jì)壓力，其后的管道，對(duì)于定壓除氧系統(tǒng)，取用除氧器額定壓力；對(duì)于滑壓除氧系統(tǒng)，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下除氧器加熱抽汽壓力的1.1倍。當(dāng)采用母管制系統(tǒng)時(shí)，節(jié)流孔板及其以前的管道，取用相應(yīng)的高壓給水管道的設(shè)計(jì)壓力；節(jié)流孔板后的管道，當(dāng)未裝設(shè)閥門或介質(zhì)出路上的閥門不可能關(guān)斷時(shí)，取用除氧器的額定壓力。十三 安全閥后排汽管道應(yīng)根據(jù)排汽管道的水力計(jì)算結(jié)果確定。第3.0.2條 設(shè)計(jì)溫度的取用設(shè)計(jì)溫度系指管道運(yùn)行中內(nèi)部介質(zhì)的最高工作溫度

9、。主要管道的設(shè)計(jì)溫度，應(yīng)按下列規(guī)定選用：一 主蒸汽管道取用鍋爐過(guò)熱器出口蒸汽額定工作溫度加上鍋爐正常運(yùn)行時(shí)允許的溫度偏差值。溫度偏差值，可取用5。二 再熱蒸汽管道高溫再熱蒸汽管道，取用鍋爐再熱器出口蒸汽額定工作溫度加上鍋爐正常運(yùn)行時(shí)允許的溫度偏差，溫度偏差值，可取用5；低溫再熱蒸汽管道，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下高壓缸排汽參數(shù)，等熵求取在管道設(shè)計(jì)壓力下的相應(yīng)溫度。如制造廠有特殊要求時(shí)，該設(shè)計(jì)溫度應(yīng)取用可能出現(xiàn)的最高工作溫度。三 汽輪機(jī)抽汽管道非調(diào)整抽汽管道，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下抽汽氣參數(shù)，等熵求取管道設(shè)計(jì)壓力下的相應(yīng)溫度；調(diào)整抽汽管道，取用抽汽氣的最高工作溫度。四 背式壓汽輪機(jī)排汽管

10、道取用排汽氣的最高工作溫度。五 減溫裝置后的蒸汽管道取用減溫裝置出口蒸汽的最高工作溫度。六 與直流鍋爐啟動(dòng)分離器連接的汽水管道取用分離器各種運(yùn)行工況中管道可能出現(xiàn)的汽水最高工作溫度。七 高壓給水管道取用高壓加熱器后高壓給水的最高工作溫度。八 低壓給水管道對(duì)于定壓除氧器系統(tǒng)，取用除氧器額定壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度；對(duì)于滑壓除氧器系統(tǒng)，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下1.1倍除氧器加熱抽汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。九 凝結(jié)水管道取用低壓加熱器后凝結(jié)水的最高工作溫度。十 加熱器疏水管道取用該加熱器抽汽管道設(shè)計(jì)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。十一 鍋爐排污管道鍋爐排污閥前或者當(dāng)排污閥后管道裝有閥門或堵板等可能引起管內(nèi)壓力升高時(shí)，

11、排污管道（定期排污或連續(xù)排污）的設(shè)計(jì)溫度，取用汽包上所有安全閥中的最低整定壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。鍋爐排污閥后不會(huì)引起管內(nèi)壓力升高時(shí)，排污管道（定期排污或連續(xù)排污）的設(shè)計(jì)溫度按表3.0.2選取。表3.0.2鍋爐排污閥后管道設(shè)計(jì)溫度鍋爐壓力（MPa）1.7504.1504.1516.2006.20110.30010.301管道設(shè)計(jì)溫度（）210230255280十二 給水再循環(huán)管道對(duì)于定壓除氧系統(tǒng)，取用除氧器額定壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度；對(duì)于滑壓除氧系統(tǒng)，取用汽輪機(jī)最大計(jì)算出力工況下1.1倍除氧器加熱抽汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。十三 安全閥后排汽管道排汽管道的設(shè)計(jì)溫度，應(yīng)根據(jù)排汽管道水力計(jì)算中相應(yīng)數(shù)據(jù)選取。建

12、筑參考第四章承受內(nèi)壓的管子壁厚計(jì)算第4.0.1條 直管最小壁厚Sm應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：一 按直管外徑確定時(shí)：二 按直管內(nèi)徑確定時(shí)：以上兩式中Sm直管的最小壁厚（mm）p設(shè)計(jì)壓力（MPa）；D0管子外徑（mm）。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，管道外徑選用標(biāo)準(zhǔn)和材料技術(shù)條件表內(nèi)所列的外徑來(lái)計(jì)算Sm值。當(dāng)計(jì)算現(xiàn)有的或庫(kù)存的管道的許用工作壓力時(shí)，實(shí)測(cè)管道外徑和管端較薄處的最小壁厚，用來(lái)計(jì)算許用工作壓力。；Di管子內(nèi)徑（mm）。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，管道內(nèi)徑可取采購(gòu)技術(shù)條件內(nèi)允許的最大可能值。當(dāng)計(jì)算現(xiàn)有的或庫(kù)存的管道許用工作壓力時(shí)，實(shí)測(cè)內(nèi)徑和管端最簿處的最小壁厚可用來(lái)計(jì)算許用工作壓力。；t鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（MPa）；Y 溫

13、度對(duì)計(jì)算管子壁厚公式的修正系數(shù),對(duì)于鐵素體鋼，482及以下時(shí)Y = 0.4，510時(shí)Y = 0.5，538及以上時(shí)Y = 0.7；對(duì)于奧氏體鋼，566及以下時(shí)Y = 0.4，593時(shí)Y = 0.5，621及以上時(shí)Y = 0.7；中間溫度的Y值，可按內(nèi)插法計(jì)算；當(dāng)管子的D0 / Stm 6時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)溫度小于等于4820的鐵素體和奧氏體鋼，其Y值應(yīng)按下式計(jì)算：Y= Di / (Di + D0)。 考慮腐蝕磨損和機(jī)械強(qiáng)度要求的附加厚度（mm）許用應(yīng)力的修正系數(shù)，無(wú)縫鋼管的=1.0，縱縫焊接鋼管按有關(guān)制造技術(shù)條件檢驗(yàn)合格者，其值按表4.0.1取用，螺旋焊縫鋼管按SY/T5037-2000標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制作

14、和無(wú)損檢驗(yàn)合格者，=0.9。表4.0.1縱縫焊接鋼管許用應(yīng)力修正系數(shù)表焊接方法焊縫形式手工電焊或氣焊雙面焊接有坡口對(duì)接焊縫，100%無(wú)損探傷檢測(cè)有氬弧焊打底的單面焊接有坡口對(duì)接焊縫亞氬弧焊打底的單面焊接無(wú)坡口對(duì)接焊縫1.00.900.75熔劑下的自動(dòng)焊雙面焊接對(duì)接焊縫，100%無(wú)損探傷檢測(cè)單面焊接有坡口對(duì)接焊縫單面焊接無(wú)坡口對(duì)接焊縫1.00.850.80第4.0.2條 直管計(jì)算壁厚Sc應(yīng)按下列方法確定：Sc= Sm+cC(4.0.2-1)式中cC直管壁厚負(fù)偏差值（mm）。一 對(duì)于熱軋生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管，壁厚負(fù)偏差系數(shù)值可按下式確定：cC = ASm(4.0.2-2)式中A直管壁厚負(fù)偏差系數(shù)，根據(jù)管

15、子產(chǎn)品技術(shù)條件中規(guī)定的壁厚允許負(fù)偏差（m%）按公式計(jì)算，或按表4.0.2取用。二對(duì)于按內(nèi)徑確定壁厚及采用熱擠壓生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管，壁厚負(fù)偏差值應(yīng)根據(jù)管子產(chǎn)品技術(shù)條件中的規(guī)定選用。三 對(duì)于焊接鋼管，采用鋼板厚度的負(fù)偏差值，但C值不得小于0.5 mm。表4.0.2直管壁厚負(fù)偏差系數(shù)表直管壁厚允許負(fù)偏差（%）-5-8-9-10-11-12.5-15A0.0530.0870.0990.1110.1240.1430.176第4.0.3條 直管公稱壁厚Sn，對(duì)于按外徑確定壁厚的鋼管，根據(jù)直管計(jì)算壁厚Sc按管子產(chǎn)品規(guī)格選用；對(duì)于按內(nèi)徑確定壁厚的無(wú)縫鋼管，根據(jù)直管計(jì)算壁厚Sc和制造廠產(chǎn)品技術(shù)條件中的有關(guān)規(guī)定選用。

16、在任何情況下，Sn均應(yīng)等于或大于Sc。第4.0.4條 彎管的壁厚應(yīng)按下列方法確定：一 用作彎管的直管，其最小壁厚根據(jù)彎曲半徑而定，按表4.0.4取用。表4.0.4彎曲半徑彎管前所采用直管的最小壁厚6倍管子外徑1.06 Sm5倍管子外徑1.08Sm4倍管子外徑1.14 Sm3倍管子外徑1.25 Sm二彎管后任何一點(diǎn)的實(shí)測(cè)最小壁厚不得小于直管最小壁厚Sm。建筑參考第五章補(bǔ)償值的計(jì)算第5.0.1條 管道一般以設(shè)備連接點(diǎn)或固定點(diǎn)分為若干管段，設(shè)備連接點(diǎn)或固定點(diǎn)之間互相連接的各管段，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算管系，統(tǒng)一進(jìn)行撓性分析和計(jì)算。第5.0.2條 在進(jìn)行作用力和力矩計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用右旋直角坐標(biāo)系作為基本坐標(biāo)

17、系。基本坐標(biāo)的原點(diǎn)可以任意選擇，一般Z軸為向上的垂直軸，X軸為沿主廠房縱向的水平軸，Y軸為沿主廠房橫向的水平軸。第5.0.3條 當(dāng)端點(diǎn)無(wú)附加角位移時(shí)，計(jì)算管系（或分支）的線位移全補(bǔ)償值可按下列公式計(jì)算：X = XB- XA- XtAB 5.0.3-1Y = YB- YA- YtABZ = ZB- ZA- ZtAB其中 XtAB = t（XB - XA）（t - t amb） 5.0.3-2 YtAB = t（YB - YA）（t - t amb） ZtAB= t（ZB - ZA）（t - t amb）上二式中 X，Y，Z計(jì)算管系（或分支）沿坐標(biāo)軸XYZ的線位移全補(bǔ)償值（mm）； XB，YB，Z

18、B計(jì)算管系（或分支）的末端B沿坐標(biāo)軸X、Y、Z的附加線位移（mm）；XA，YA，ZA計(jì)算管系（或分支）的始端A沿坐標(biāo)軸X、Y、Z的附加線位移（mm）； XtAB，YtAB，ZtAB計(jì)算管系（或分支）AB沿坐標(biāo)軸X、Y、Z的熱伸長(zhǎng)值（mm）；t 鋼材在工作溫度下的線膨脹系數(shù)（10-6/），常用鋼材在工作溫度下的線膨脹系數(shù)列于附錄A；XB，YB，ZB 計(jì)算管系（或分支）的末端B的坐標(biāo)值（mm）；XA，YA，ZA 計(jì)算管系（或分支）的始端A的坐標(biāo)值（mm）；t工作溫度（）t amb計(jì)算安裝溫度（），可取用20。第5.0.4條工作溫度在430及以上的管道宜進(jìn)行冷緊，冷緊比（即冷緊值與全補(bǔ)償值之比）不宜

19、小于0.7；對(duì)于其它管道，當(dāng)需要減小工作狀態(tài)下對(duì)設(shè)備的推力和力矩時(shí)，也可進(jìn)行冷緊。冷緊有效系數(shù)，對(duì)工作狀態(tài)取2/3，對(duì)冷狀態(tài)取1。第5.0.5條當(dāng)管道各方向（沿坐標(biāo)軸X、Y、Z）采用不同冷緊比時(shí)，應(yīng)計(jì)算管道在冷狀態(tài)下各方向的冷補(bǔ)償值。它的數(shù)值等于該方向的冷緊值，即X20 = XCSABY20 = YCSAB（5.0.5）Z20 = ZCSAB式中 X20Y20Z20 計(jì)算管系（或分支）沿坐標(biāo)軸X、Y、Z的線位移冷補(bǔ)償值（mm）； XCSABYCSABZCSAB計(jì)算管系（或分支）AB沿坐標(biāo)軸X、Y、Z的冷緊值（mm）。建筑參考第六章管道的應(yīng)力驗(yàn)算第6.0.1條 管道在內(nèi)壓下的應(yīng)力驗(yàn)算一 管道在工

20、作狀態(tài)下，由內(nèi)壓產(chǎn)生的折算應(yīng)力不得大于鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，即式中eaq內(nèi)壓折算應(yīng)力（MPa）；p設(shè)計(jì)壓力（MPa）；Do管子外徑（mm）；S管子實(shí)測(cè)最小壁厚（mm）；Y溫度對(duì)計(jì)算管子壁厚公式的修正系數(shù)（見第4.0.1條）；許用應(yīng)力的修正系數(shù),其取值見第4.0.1條；考慮腐蝕、磨損和機(jī)械強(qiáng)度的附加厚度（mm）；t鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（MPa）。二當(dāng)管道在運(yùn)行中有壓力波動(dòng)，或壓力、溫度同時(shí)波動(dòng)，且超過(guò)設(shè)計(jì)壓力或設(shè)計(jì)溫度時(shí)，還必須驗(yàn)算瞬態(tài)變化的安全性，即1任何24h連續(xù)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，超溫或超壓時(shí)間少于10%者，計(jì)算管道在超壓或（和）超溫下的最大應(yīng)力不得超過(guò)鋼材在相應(yīng)溫度下許用應(yīng)力的1.1

21、5倍；2任何24h連續(xù)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，超溫或超壓時(shí)間少于1%者，計(jì)算管道在超壓或（和）超溫下的最大應(yīng)力不得超過(guò)鋼材在相應(yīng)溫度下許用應(yīng)力的1.2倍。第6.0.2條 管道在持續(xù)荷載下的應(yīng)力驗(yàn)算管道在工作狀態(tài)下，由持續(xù)荷載即內(nèi)壓、自重和其他持續(xù)外載產(chǎn)生的軸向應(yīng)力之和，必須滿足下式的要求：式中p設(shè)計(jì)壓力（MPa）；D o管子外徑（mm）；D i管子內(nèi)徑（mm）；MA由于自重和其它持續(xù)外載作用在管子橫截面上的合成力矩（Nmm）；W管子截面抗彎矩（mm3）；t鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（MPa）；i -應(yīng)力增強(qiáng)增加系數(shù)(見附錄B)，0.75i不得小于1；L管道在工作狀態(tài)下，由持續(xù)荷載，即內(nèi)壓、自重和其它持續(xù)外

22、載產(chǎn)生的軸向應(yīng)力之和（MPa）；第6.0.3條 管道在有偶然荷載作用時(shí)的應(yīng)力驗(yàn)算管道在工作狀態(tài)下受到的荷載作用，亦即由內(nèi)壓、自重、其他持續(xù)外載和偶然荷載，包括地震等所產(chǎn)生應(yīng)力之和，必須滿足下式的要求：式中K系數(shù)，當(dāng)任何24h連續(xù)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)偶然荷載作用時(shí)間少于10%時(shí)K=1.15，少于1%時(shí)K=1.20；MB安全閥或釋放閥的反座推力、管道內(nèi)流量和壓力的瞬時(shí)變化及地震等產(chǎn)生的偶然荷載作用在管子橫截面上的合成力矩（Nmm）。只有在地震烈裂度為8度及以上地區(qū)建廠，并已在設(shè)計(jì)合同中規(guī)定應(yīng)對(duì)該管道考慮地震的影響時(shí)，才進(jìn)行管道地震的驗(yàn)算。在驗(yàn)算時(shí)，MB中的地震力矩只取用變化幅度的一半。地震引起管道端點(diǎn)位移，

23、如果已在式（6.0.4）中考慮，則在式（6.0.3）中就不必考慮。其它符號(hào)的定義同第6.0.2條。第6.0.4條 管系熱脹應(yīng)力范圍的驗(yàn)算一 對(duì)國(guó)產(chǎn)鋼材和附錄A附表1.4附表A4中所列德國(guó)鋼材（許用應(yīng)力值按本規(guī)定的安全系數(shù)確定）管系熱脹應(yīng)力范圍必須滿足下式的要求：式中20鋼材在20時(shí)的許用應(yīng)力（MPa）;MC按全補(bǔ)償值和鋼材在20時(shí)的彈性模數(shù)計(jì)算的，熱脹引起的合成力矩（Nmm）；E熱脹應(yīng)力范圍（MPa）；f 應(yīng)力范圍的減小系數(shù)。如果式（6.0.3）中MB未計(jì)入地震引起的端點(diǎn)位移，那么式（6.0.41）的MC就應(yīng)計(jì)入地震引起的端點(diǎn)位移的力矩。預(yù)期電廠在運(yùn)行年限內(nèi)，系數(shù)f與管道全溫度周期性的交變次數(shù)

24、N有關(guān)。當(dāng)N2500時(shí)，f =1；當(dāng)N2500時(shí)，f = 4.78 N 0.2。交變次數(shù)N與應(yīng)力范圍減小降低系數(shù)f及疲勞強(qiáng)度的關(guān)系如表6.0.4表6.0.4交變次數(shù)應(yīng)力范圍減小降低系數(shù)疲勞強(qiáng)度N2500f=1e=0.5bN=4000f=0.9e=0.45bN=7500f=0.8e=0.40bN=15000f=0.7e=0.35b如果溫度變化的幅度有變動(dòng)，可按下式計(jì)算當(dāng)量全溫度交變次數(shù)；N= NE+r15 N1+r25 N2+ + rn5 Nn式中NE計(jì)算熱脹應(yīng)力范圍E時(shí)，用全溫度變化TE的交變次數(shù)；N1，N2， ，Nn分別為溫度變化較小T1，T 2， ，Tn的交變次數(shù)；r1，r2， , rn分

25、別為比值T1/TE，T 2/TE， ，Tn/TE；其它符號(hào)的定義同第6.0.2條。二對(duì)美國(guó)鋼材（許用應(yīng)力值按B31.1的安全系數(shù)確定）管系熱脹應(yīng)力范圍必須滿足下式的要求：式中20鋼材在20時(shí)的許用應(yīng)力（MPa）;MC按全補(bǔ)償值和鋼材在20時(shí)的彈性模數(shù)計(jì)算的，熱脹引起的合成力矩（Nmm）；E熱脹應(yīng)力范圍（MPa）；f 應(yīng)力范圍的減小系數(shù)。如果式（6.0.3）中MB未計(jì)入地震引起的端點(diǎn)位移，那么式（6.0.4-2）的MC就應(yīng)計(jì)入地震引起的端點(diǎn)位移的力矩。預(yù)期電廠在運(yùn)行年限內(nèi)，系數(shù)f與管道全溫度周期性的交變次數(shù)N有關(guān)(見表6.0.4-2)。表6.0.4-2（B31.1標(biāo)準(zhǔn)）交變次數(shù)N應(yīng)力范圍減小降低

26、系數(shù)f70001.07,000-14,0000.914,000-22,0000.822,000-45,0000.745,000-100,0000.6100,0000.5注：上表摘自ASME B31.1中表102.3.2(C)如果溫度變化的幅度有變動(dòng)，可按下式計(jì)算當(dāng)量全溫度交變次數(shù)；N= NE+r15 N1+r25 N2+ + rn5 Nn式中NE計(jì)算熱脹應(yīng)力范圍E時(shí)，用全溫度變化TE的交變次數(shù)；N1，N2， ，Nn分別為溫度變化較小T1，T 2， ，Tn的交變次數(shù)；r1，r2， , rn分別為比值T1/TE，T 2/TE， ，Tn/TE；其符號(hào)定義同第6.0.2條。第6.0.5條 力矩和截面抗

27、彎矩的計(jì)算一 用式（6.0.2）、（6.0.3）、（6.0.4）驗(yàn)算直管元件、彎管和彎頭時(shí)，合成力矩Mj按下式計(jì)算：式中j 相當(dāng)于式(6.0.2)、（6.0.3）、(6.0.4)中的注腳A、B和C。直管元件、彎管和彎頭的截面抗彎矩W按下式計(jì)算：二驗(yàn)算等徑三通時(shí)，應(yīng)按式（6.0.5-1）分別計(jì)算各分支管的合成力矩，按三通的交叉點(diǎn)取值，見圖6.0.5。管子截面抗彎矩按式（6.0.5-2）和連接管子尺寸計(jì)算。三驗(yàn)算不等徑三通時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算主管兩側(cè)和支管的合成力矩。1 計(jì)算不等徑三通支管的合成力矩支管的當(dāng)量截面抗彎矩為W（rmb）2Sb3mm3 式中rmb支管平均半徑（mm）Sb3支管當(dāng)量壁厚，式（6

28、.0.4）中取用主管公稱壁厚Snh和i倍支管公稱壁厚Snbi二者中的較小值（mm）。式（6.0.2）、（6.0.3）中取用主管公稱壁厚Snh和0.75iSnb二者中的較小值（mm）,其中0.75i1.0。2 計(jì)算主管的合成力矩以及主管的截面抗彎矩按式（6.0.5-2）和連接管子尺寸計(jì)算。各合成力矩仍按三通的交叉點(diǎn)取值，見圖6.0.5。圖6.0.5四 計(jì)算支管接管座（如附圖2.B3）的合成力矩：接管座的截面抗彎矩為W（rmb）2 Sbmm3如果附圖2.B3(a)、(b)、(c) 中L10.5(riSb)0.5,那么在計(jì)算接管座的截面抗彎矩和應(yīng)力增強(qiáng)增加系數(shù)時(shí)，rmb應(yīng)計(jì)算到Sb值的一半。驗(yàn)算點(diǎn)應(yīng)

29、取接管座中心線與主管外表面的交點(diǎn)。建筑參考第七章管道對(duì)設(shè)備的推力和力矩的計(jì)算第7.0.1條 管道對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力和力矩可按下列原則計(jì)算：一按熱脹、端點(diǎn)附加位移、有效冷緊、自重和其他持續(xù)外載及支吊架反力作用的條件，計(jì)算管道運(yùn)行初期工作狀態(tài)下的力和力矩。二按冷緊、自重和其他持續(xù)外載及支吊架反力作用的條件，計(jì)算管道運(yùn)行初期冷狀態(tài)下的力和力矩。三按應(yīng)變自均衡、自重和其他持續(xù)外載及支吊架反力作用的條件，計(jì)算管道應(yīng)變自均衡后在冷狀態(tài)下的力和力矩。第7.0.2條計(jì)算出的工作狀態(tài)和冷狀態(tài)下推力和力矩的最大值應(yīng)能滿足設(shè)備安全承受的要求。當(dāng)數(shù)根管道同設(shè)備相連時(shí)，管道在工作狀態(tài)和冷狀態(tài)下推力和力矩的最大值，應(yīng)

30、按設(shè)備和各連接管道可能出現(xiàn)的運(yùn)行工況分別計(jì)算和進(jìn)行組合。第7.0.3條當(dāng)管道無(wú)冷緊或各方向（沿坐標(biāo)軸X、Y、Z）采用相同的冷緊比時(shí)，在不計(jì)及持續(xù)外載的條件下，管道對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩），可按下列公式計(jì)算：在工作狀態(tài)下在冷狀態(tài)下或當(dāng)時(shí)， 冷狀態(tài)下管道對(duì)設(shè)備的推力（或力矩）取式（7.0.3-2）和(7.0.3-3)計(jì)算結(jié)果的較大值；當(dāng)時(shí)，取R20作為管道在冷狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）式中Rt 管道運(yùn)行初期在工作狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）(N或Nmm)R20管道運(yùn)行初期在冷狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）(N或Nmm)R20l管道應(yīng)變自均衡后，在冷狀態(tài)下對(duì)設(shè)備

31、（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）(N或Nmm)；RE計(jì)算端點(diǎn)對(duì)管道的熱脹作用力（或力矩），按全補(bǔ)償值和鋼材在20時(shí)的彈性模量計(jì)算(N或Nmm)；冷緊比t鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（MPa）；E 熱脹應(yīng)力范圍（見第6.0.4條）（MPa）；Et鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量（kKN/mm2）；E20鋼材在20時(shí)的彈性模量（kKN/mm2）。上列公式中，Rt、R20、R20l、RE均為一組力和力矩，包括Fx、Fy、Fz 、Mx、My、Mz六個(gè)分量。第7.0.4條當(dāng)管道各方向（沿坐標(biāo)軸X、Y、Z）采用不同的冷緊比時(shí)，在不計(jì)及持續(xù)外載的條件下，管道對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）可按下列方法計(jì)算：一按冷補(bǔ)償值和

32、鋼材在20時(shí)的彈性模量計(jì)算的冷緊作用力（或力矩），若取其相同的數(shù)值、相反的方向，即為管道運(yùn)行初期在冷狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）。然后再同式（7.0.3-3）計(jì)算出的管道應(yīng)變自均衡后在冷狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）相比較，取其大者（絕對(duì)值）作為管道在冷狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）。二管道在工作狀態(tài)下對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力（或力矩）按下式計(jì)算：式中符號(hào)的定義與第7.0.3條相同。附錄A常用鋼材的性能附表A1.1常用國(guó)產(chǎn)鋼材的許用應(yīng)力表（MPa）鋼號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)10GB3087-199920GB3087-199920GGB5310-199515CrMo0GGB5310-1

33、99512 Cr1Mo0VGGB5310-199512 Cr2M0WVTiB*GB5310-199512 Cr3Mo0VSiTiB*GB5310-1995Q235GB700-1988Q34516MngGB8163-1999713-97b20335333410392410402440441470471540539610627372490470s20195196225226245226235225255345333440441216315305管壁溫度（）管壁溫度（）管壁溫度（）201111311341471571802091241562501041251251131492601011231231

34、1114628096118118105140300911131131431011353208910910914093132340841021021368813035080100100135143851293607897971321411273807592921311381224007087871281354106883831271334206678781261324306172721251314405563631241304504955551231284604747122126470414112012548037371191244901121215009611851082110(99)5206

35、998(88)5305986(79)5404977(72)901105504071(65)849756065(58)798757057(52)747558050(46)696559064586005951注1 碳鋼制成的管子或集箱，其金屬溫度不應(yīng)超過(guò)430，對(duì)于20G鋼，若要求使用壽命不超過(guò)20年，使用溫度可提高至450，但使用期間應(yīng)加強(qiáng)金屬監(jiān)督。注2 相鄰金屬溫度數(shù)值之間的許用應(yīng)力，可用算術(shù)內(nèi)插法確定，但需舍棄小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字。注3 鑄鋼件的許用應(yīng)力值取表中相應(yīng)數(shù)值的0.7倍，鍛鋼件的許用應(yīng)力，當(dāng)用鋼錠鍛造時(shí)，可取表中相應(yīng)鋼號(hào)數(shù)值的0.9倍。注4 表中粗線下方的數(shù)據(jù)系按持久強(qiáng)度計(jì)算的；對(duì)于右角

36、帶*的鋼號(hào)，此粗線并不表示按持久強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力的起始溫度。注5 12 Cr1M0V一欄中括弧內(nèi)的許用應(yīng)力值，為本規(guī)定推薦采用的數(shù)值。附表A1.2常用國(guó)產(chǎn)鋼材的彈性模量數(shù)據(jù)表（kN/mm2）鋼號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)10GB3087-199920GB3087-199920GGB5310-199515CrMo0GB5310-199512 Cr1Mo0VGB5310-199512 Cr2Mo0WVTiB*GB5310-199512 Cr3Mo0VSiTiB*GB5310-1995Q235GB700-1988Q34516MngGB8163-1999713-97工作溫度（）201981981982062082132

37、162062061001911831831992052082002002001811751751902012041921892501761711711871972011881852601751701701861962001871842801731681681831941991861833001711661661811921981841813201681651651791901961793401661631631771881941773501641621621761871921763601631611611751861901753801601591591731831881734001571581

38、58172181186171工作溫度（） 工作溫度（）410156155155171180185420155153153170178184430155151151169177184440154148148168175183450153146146167174183460144144166172182470141141165170182480129129164168181490164166180500163165179510162163520161162530160160540159158550157560153570153580152171附表A1.3常用國(guó)產(chǎn)鋼材的平均線膨脹系數(shù)數(shù)據(jù)表（從20

39、至下列溫度）（10-6/）鋼號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)10GB3087-199920GB3087-199920GGB5310-199515CrM0oGGB5310-199512 Cr1Mo0VGGB5310-199512 Cr2Mo0WVTiB*GB5310-9512 Cr3Mo0VSiTiB*GB5310-95Q235GB700-1988Q34516MngGB8163-1999713-97工作溫度（）10011.9011.1611.1611.9013.6011.0010.3112.208.3120012.6012.1212.1212.6013.7011.9011.4613.0010.9925012.7012

40、.4512.4512.9013.8512.4011.6913.2311.6026012.7212.5212.5212.9613.8812.5011.7413.2711.7828012.7612.6512.6513.0813.9412.7011.8313.3612.0530012.8012.7812.7813.2014.0012.9011.9213.4512.3132012.8412.9912.9913.3014.0412.9612.0212.4934012.8813.2013.2013.4014.0813.0212.1212.6835012.9013.3113.3113.4514.1013.0

41、512.1712.7736012.9213.4113.4113.5014.1213.0812.2212.8038012.9613.6213.6213.6014.1613.1412.3213.0440013.0013.8313.8313.7014.2013.2012.4213.2241013.1013.8413.8413.7314.2313.2312.4942013.2013.8513.8513.7614.2613.2612.56工作溫度（）43013.3013.8613.8613.7914.2913.2912.6444013.4013.8713.8713.8214.3213.3212.7145

42、013.5013.8813.8813.8514.3513.3512.7846013.8913.8913.8814.3813.3812.8547013.9013.9013.9114.4113.4112.9248013.9113.9113.9414.4413.4413.0049013.9714.4713.4713.0750014.0014.5013.5013.1451014.0314.5213.1652014.0614.5413.1853014.0914.5613.1954014.1214.5813.2155014.6013.2356014.6213.2557014.6413.2658014.68

43、13.28附表A1.4常用德國(guó)鋼材的許用應(yīng)力表（MPa）鋼號(hào)壁厚S（mm）b20(MPa)s20(MPa)管壁溫度（）20200250300350400410420430440450460470480P265GH(1.0425)St45.8/164105302551361361231069386786860524639332816S402451301161039040S602351261131009015Mo3404506002701501501361201131061061051041041031021029540S602601401301131061009998989796959513Cr

44、Mo444044059029014614614614313312612512412212112011911811840S6028013612612011811711611411311211211160S8027013012011311211010910810610610510410CrMo9104045060028015015015015014313613513413213113012812511340S6027014613613012812712612412312212011360S8026014013012312212011911811611511411214MoV634046061032

45、015315315315314313313112912712512312111911740S60310146136126124122120118116114112110X20CrMoV1218069084049023023023023023023023023023023022021320618915NiCuMoNb56061076044020320320320320320320320320018216314011692X10CrMoVNb9112058585041519519519519519519519519519519519519519519515NiCuMoNb5-6-4WB3610061078044020320