内压直管壁厚计算(实例)

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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/[2(SEW+PY)]

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

2

t=PD/[2(SEW+PY)]

t=3.8*406.4/[2*(127.44*1*1+3.8*0.4)]

=1544.32/257.92=5.988mm取5.99mm

5.99<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）td

td=t+C2

td=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 / [2(SE + PY)]
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) / [2×(127.44×1 + 3.8×0.4)]
= 1544.32 / [2×(127.44 + 1.52)]
= 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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Frank_2013

saintcaptain

五行

wanderer1997

这个是好东西，谢谢楼主。

whng

why218

wanderer1997

非常感谢，谢谢分享。