内压直管壁厚计算(实例)
某DN400(外径D=406.4mm)碳钢、无缝钢管的设计参数如下，请计算其所需的壁厚。设计压力P=3.8MPa(G)，设计温度288°C时的许用应力S=127.44MPa。温度系数Y=0.4，纵向焊接接头系数E=1.0。壁厚负偏差取12.5%，腐蚀裕量C2=1.6mm，不考虑其他壁厚裕量。(1) 请按GB/T20801.3-2020规范写出直管壁厚计算公式(计算壁厚t)
(2) 请计算此管的计算壁厚t
(3) 请计算此管的设计厚度td(td=t+C2)
(4) DN400管道Sch20对应的壁厚是7.92mm，Sch30的壁厚9.52mm，Sch40的壁厚是12.7mm。请根据前面计算情况，选择合适的管道名义壁厚（公称壁厚）或管表号，并提供计算依据。
下面是解答。1
内压直管壁厚的计算公式为：
t=PD/其中，
t，计算壁厚, mm
P, 设计压力，MPa
S, 设计温度下材料的许用应力，MPa
E，纵向焊缝质量系数，无缝钢管取1.0
W，高温强度降度降低系数，非蠕变温度时通常W取1.0
Y，温度系数
2t=PD/t=3.8*406.4/=1544.32/257.92=5.988mm取5.99mm5.99<D/6=406.4/6=67.73
t<D/6 故上面的计算公式适用。
3计算设计壁厚（或称所需最小壁厚）tdtd=t+C2td=5.99+1.6=7.59mm
4计入壁厚负偏差，计算壁厚T及公称壁厚Tn:T=7.59/(1-0.125)=8.67mm;
因7.92(Sch20)<8.67<9.52(Sch30)
故可选择Tn=9.52mm(Sch30)
另一计算方法:
Sch20对应7.92mm，
7.92*(1-0.125)=6.93mm
6.93<7.59 故Sch20(7.92)不满足要求。
Sch30对应9.52mm，
9.52*0.125≈1.19mm;
1.19+7.59=8.78mm，
8.78<9.52(Sch30)，
故可选择公称壁厚Tn为9.52mm(Sch30)。
按照动力管道规范GB/T32270-2015第6.3.2.3，或GB/T32270-2024第5.3.2.3，也可这样计算壁厚负偏差C1:
C1=12.5*7.59/(100-12.5)=1.08mm
1.08+7.59=8.67mm;
可见结果与前述的7.59/(1-0.125)=8.67mm相同。
对于壁厚负偏差的计算，两种方法略有差异，但不影响本质。
The End
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(1) 根据GB/T20801.3-2020内压直管壁厚计算公式：
t = PD /
式中参数说明：
t：计算壁厚（mm）
P：设计压力（MPa）
D：管道外径（mm）
S：设计温度下材料许用应力（MPa）
E：纵向焊接接头系数（无缝钢管取1.0）
Y：温度系数（查表取值）
(2) 计算壁厚t：
代入参数：
P=3.8MPa，D=406.4mm，S=127.44MPa，E=1.0，Y=0.4
t = (3.8×406.4) /
= 1544.32 /
= 1544.32 / 257.92 ≈ 5.99mm
(3) 设计厚度td计算：
td = t + C2 = 5.99 + 1.6 = 7.59mm
(4) 管表号选择步骤：
1. 考虑12.5%壁厚负偏差：tn ≥ td / (1 - 12.5%) = 7.59 / 0.875 ≈ 8.67mm
2. Sch20壁厚7.92mm < 8.67mm（不满足）
3. Sch30壁厚9.52mm > 8.67mm（满足）
4. Sch40壁厚12.7mm虽更厚但经济性较差
结论：选择Sch30（9.52mm）管表号，其壁厚同时满足：
- 名义壁厚≥8.67mm（考虑负偏差）
- 实际可用厚度=9.52×0.875=8.33mm＞td=7.59mm
- 留有0.74mm安全余量，符合工程选型原则
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