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钢管种类和承压计算

时间:2020-10-15 15:47 来源:未知 作者:admin

  钢管品种 钢管是一种中空的长条钢材,巨额用作输送流体的管道,如石油、天燃气、 水、煤气、蒸气等,其它,正在搞弯、抗扭强度类似时,重量较轻,于是也寻常用 于制作死板零件和工程组织。也常用作临蓐百般常例火器、枪管、炮弹等。 钢管的分类:钢管分无缝钢管和焊接钢管(有缝管)两大类。按断面形态 又可分为圆管和异形管,寻常利用的是圆形钢管,但也有极少方形、矩形、半圆 形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。 看待接受流体压力的钢管都要举办液压试验来磨练其耐压才力和质料,正在 轨则的压力下不爆发揭发、 浸湿或膨胀为及格,有些钢管还要依照圭臬或需方要 求举办卷边试验、扩面试验、压扁试验等。 无缝钢管:无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、 冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数默示。无缝钢管分热轧和 冷轧(拨)无缝钢管两类。 热轧无缝钢管分平常钢管,低、中压汽锅钢管,高压汽锅钢管、合金钢 管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。 冷轧(拨)无缝钢管除分平常钢管、低中压汽锅钢管、高压汽锅钢管、 合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外,还包含碳素薄壁钢管、合金薄 壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。 热轧无缝管外径平常大于 32mm,壁厚 2.5-75mm,冷轧无缝钢管处径可 以到 6mm,壁厚可到 0.25mm,薄壁管外径可到 5mm 壁厚小于 0.25mm,冷轧比热 轧尺寸精度高。 平常用无缝钢管是用 10、20、30、35、45 等优质碳结钢 16Mn、5MnV 等低合金组织钢或 40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB 等合结钢热轧或冷轧制成的。 10、20 等低碳钢制作的无缝管苛重用于流体输送管道。45、40Cr 等中碳钢制成 的无缝管用来制作死板零件,如汽车、延宕机的受力零件。 平常用无缝钢管 要包管强度和压扁试验。 热轧钢管以热轧状况或热处分状况交货;冷轧以热以热 处分状况交货。 低中压汽锅用无缝钢管:用于制作百般低中压汽锅、过热蒸汽 管、开水管、水冷壁管及机车汽锅用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管等。 用优质碳素组织钢热轧或冷轧(拨)无缝钢管。苛重用 10、20 号钢制 制,除包管化学因素和死板功能外要做水压试验,卷边、扩口、压扁等试验。热 轧以热轧状况交货、冷轧(拨)以热处分状况交货。 高压汽锅钢管: 苛重用来制作高压及其以上压力的蒸锅炉炉管道等用的 优质碳素组织钢、 合金组织钢和不锈耐热钢无缝钢管、这些汽锅管经党处于高温 和高压下任务、 管子正在高温烟气和水蒸汽的功用下还会爆发氧化和侵蚀,所以要 求钢管有高的历久强度、高的抗氧化功能,并具有优秀的结构安闲性,采用钢号 有:优质碳素组织钢钢号有 20G、20MnG、25MnG;合金组织钢钢号 15MoG、20MoG、 12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB 等;有锈耐热钢常用 1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb 高压汽锅管除包管化学因素和死板功能外,要逐根做水 压试验,要作扩口、压扁试验。钢管以热处分状况交货。其余,对制品钢管显微 结构、晶粒度、脱碳层也有必然恳求。 地质钻探及石油钻控用无缝钢管;为探 ()Ox 神 精 三 届 、 大 九 十 彻 贯 传 宣 面 全 导 指 思 义 主 会 社 色 特 邦 中 代 时 新 平 近 以 持 坚 : 道 思 体 总 作 工 修 党 局 间 空 景 情 材 素 淀 积 围 ”氛 “说 谐 和 制 创 为 趣 兴 习 生 发 激 , 动 活 学 教 列 系 一 过 通 是 就 目 的 究 研 题 课 本 D50YXRS2q4zK.IA1PM bteviry,gwsuTCfpHB;lLkJZjW -handcom 明地下岩层组织、地下水、石油、自然气及矿产资源情形,诈欺钻机打井。石油、 自然气开采更离不开打井,地质钻控用石油钻探用无缝钢管是钻井的苛重器械, 苛重包含岩芯外管、岩芯内管、套管、钻杆等。因为钻探用管要深化到几千米地 层深度任务,任务条目极为杂乱,钻杆接受拉、压、弯曲、盘旋和不服衡挫折载 荷等应力功用, 还要受到泥浆、 岩石磨损, 所以, 恳求管材必需具有足够的强度、 硬度、耐磨性和挫折韧性,钢管用钢用“DZ”(地质的汉语拼音字头)加数字一 代外钢折服点默示, 常用的钢号有 DZ45 的 45MnB、 50Mn; DZ50 的 40Mn2、 40Mn2Si; DZ55 的 40Mn2Mo、40MnVB;DZ60 的 40MnMoB、DZ65 的 27MnMoVB。钢管都以热处 理状况交货。 石油裂化管:用于石油炼厂的炉管、热调换器管和管道用无缝管。 常用优质碳素钢(10、20)、合金钢(12CrMo、15CrMo)、耐热钢(12Cr2Mo、 15Cr5Mo)、不锈钢(1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)制作。钢管除得证化学因素和各 种死板功能外,还要包管水压、压扁、扩口等试验,及外貌质料和无损磨练。钢 管正在热处分状况下交货。 不锈钢管:用百般不锈钢热轧,冷轧的不锈钢管,广 泛利用于石油、 化工修设管道和百般用处的不锈钢组织零件,除应包管化学因素 和死板功能, 凡用作接受流体压力的钢管要包管水压试验及格。百般专用钢管要 按轨则包管条目。 焊接钢管:也叫焊管,是用钢板或钢带历程弯曲成型,然后经焊接制成。 按焊缝花式分为直缝焊管和螺旋焊管。 按用处又分为平常焊管、镀锌焊管、吹氧焊管、电线套管、公制焊管、 托辊管、深井泵管、汽车用管、变压器管、电焊薄壁管、电焊异型管和螺旋焊管。 平常焊管:平常焊管用来输送低压流体。用 Q195A、Q215A、Q235A 钢 制作 。也可采用易于焊接的其它软钢制作。钢管要举办水压、弯曲、压扁等实 验,对外貌质料有必然恳求,常常交货长度为 4-10m,常恳求定尺(或倍尺)交 货。焊管的规格用公称口径默示(毫米或英寸)公称口径与现实差异,焊管按规 定壁厚有大凡钢管和加厚钢管两种,钢管按管端花式又分带螺纹和不带螺纹两 种,外 6-17 为焊接钢管尺寸。 外 6-17 低压流体输送用焊接钢管(依照 GB/T3092-93) 公称口径 外径 大凡钢管 加厚钢管 mm in 公称尺寸 mm 答允偏 差 壁 厚 外面重量 kg/m 壁厚 外面重量 kg/m 公称尺寸 mm 答允缺点% 公称尺 寸 mm 答允缺点% 6 1/8 10.0 +0.50mm -0.50mm 2.00 +12 -15 0.39 2.50 +12 -15 0.46 8 1/4 13.5 2.25 0.62 2.75 0.73 10 3/8 17.0 2.25 0.82 2.75 0.97 15 1/2 21.3 2.75 1.26 3.25 1.45 20 3/4 26.8 2.75 1.63 3.50 2.01 25 1 33.5 3.25 2.42 4.00 2.91 32 11/4 42.3 3.25 3.13 4.00 3.78 40 11/2 48.0 3.50 3.84 4.25 4.58 50 2 60.0 +1% -1% 3.50 4.88 4.50 6.16 65 21/2 75.5 3.75 6.64 4.50 7.88 80 3 88.5 4.00 8.34 4.75 9.81 100 4 114.0 4.00 10.85 5.00 13.44 125 5 140.0 4.00 13.42 5.50 18.24 150 6 165.0 4.50 17.81 5.50 21.63 跟着焊接钢管本事抬高抬高和加工简捷,现正在焊接受庖代个人无缝管,焊 接钢管已能临蓐 219mm(8 寸)以上。 镀锌钢管:为抬高钢管的耐侵蚀功能,对平常钢管(黑管)举办镀锌。 镀锌钢管分热镀锌和电钢锌两种,热镀锌镀锌层厚,电镀锌本钱低。 吹氧焊管:用作炼钢吹氧用管,平常用小口径的焊接钢管,规格由 3/8 寸-2 寸八种。用 08、10、15、20 或 Q195-Q235 钢带制成。为防蚀,有的举办渗 铝处分。 ()Ox 神 精 三 届 、 大 九 十 彻 贯 传 宣 面 全 导 指 思 义 主 会 社 色 特 邦 中 代 时 新 平 近 以 持 坚 : 道 思 体 总 作 工 修 党 局 间 空 景 情 材 素 淀 积 围 ”氛 “说 谐 和 制 创 为 趣 兴 习 生 发 激 , 动 活 学 教 列 系 一 过 通 是 就 目 的 究 研 题 课 本 D50YXRS2q4zK.IA1PM bteviry,gwsuTCfpHB;lLkJZjW -handcom 电线套管: 也是大凡碳素钢电焊钢管, 用正在混凝土及百般组织配电工程, 常用的公称直径从 13-76mm。电线套套管壁较薄,公众举办涂层或镀锌后操纵, 恳求举办冷弯试验。 公制焊管:规格用无缝管花式,用外径*壁厚毫米默示的焊接钢管,用 大凡碳素钢、优质碳素钢或普能低合金钢的热带、冷带焊接,或用热带焊接后再 经冷拨手段制成。 公制焊管分普能和薄壁、大凡用作组织件,如传动轴,或输送流体,薄 壁用到临蓐家具、灯具等,要包管钢管强度和弯曲试验。 托辊管:用于带式输送机托辊电焊钢管,平常用 Q215、Q235A、B 钢及 20 钢制作,直径 63.5-219.0mm。对管弯曲度、端面要与中央线笔直、椭圆度有 必然恳求,平常举办水压和压扁试验。 变压器管:用于制作变压器散热管 和其它热调换器,采用大凡碳素钢制作,恳求举办压扁、扩口、弯曲、液压试验。 钢管以定尺或倍尺交货,对钢管弯曲度有必然恳求。 异型管:由大凡 碳结组织钢及 16Mn 等钢带焊制的方形管、矩形管、帽形管、空胶钢门窗用钢管, 苛重用作农机构件、钢窗门等。 电焊薄壁管:苛重用来制制家具、玩具、灯具等。近年来不锈钢带制制 的薄壁管利用很广,高级家具、点缀、栏栅等。 螺旋焊管:是将低碳碳素组织 钢或低合金组织钢钢带按必然的螺旋线的角度(叫成型角)卷成管坯,然后将管 缝焊接起来制成, 它能够用较窄的带钢临蓐大直径的钢管。螺旋焊管苛重用于石 油、自然气的输送管线,其规格用外径*壁厚默示。螺旋焊管有单面焊的和双面 焊的,焊管应包管水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯功能要吻合轨则。 钢管承压计划(1) (外径为 159mm,壁厚是 5mm 的钢管)我给您计划一下: 计划采用试算的手段。 1.假定用来输送 5MPa 的饱和蒸汽, 5MPa 下的饱和蒸汽温度为 265℃, 20 钢管正在 265℃下 的许用应力为〔σ〕=107.3MPa (1)确定管子壁厚的附加值 依照公式 C= C1+ C2+ C3 先确定侵蚀裕度 C2,按 C2=1.5mm 研商, C1=At=0.125×5=0.625 管材为无缝钢管,焊接结合,则 C3=0 得:C= C1+ C2+ C3=0.625+1.5=2.125mm (2)计划折算应力 依照公式计划得出:σzs=135.76MPa>107.3MPa,,申明 D159×5 的无缝钢管用正在 5MPa 的饱和蒸汽管道上弗成。 ()Ox 神 精 三 届 、 大 九 十 彻 贯 传 宣 面 全 导 指 思 义 主 会 社 色 特 邦 中 代 时 新 平 近 以 持 坚 : 道 思 体 总 作 工 修 党 局 间 空 景 情 材 素 淀 积 围 ”氛 “说 谐 和 制 创 为 趣 兴 习 生 发 激 , 动 活 学 教 列 系 一 过 通 是 就 目 的 究 研 题 课 本 D50YXRS2q4zK.IA1PM bteviry,gwsuTCfpHB;lLkJZjW -handcom 2.假定用来输送 4MPa 的饱和蒸汽,4MPa 下的饱和蒸汽温度为 251.75℃,按 252℃计划, 20 钢管正在 252℃下的许用应力为〔σ〕=109.64MPa (1)确定管子壁厚的附加值 依照公式 C= C1+ C2+ C3 先确定侵蚀裕度 C2,按 C2=1.5mm 研商, C1=At=0.125×5=0.625 管材为无缝钢管,焊接结合,则 C3=0 得:C= C1+ C2+ C3=0.625+2.0=2.125mm (2)计划折算应力 依照公式计划得出:σzs=108.61MPa<109.64MPa,,申明 D159×5 的无缝钢管用 正在 4MPa 的管道上是可行的。 结论,外径为 159mm,壁厚是 5mm 的钢管用来输送任务压力是 4.0MPa 的饱和蒸汽是可 行的。 申明:(1)钢管的钢种 20 钢,必需吻合 GB/T8163-2008 的轨则。 (2) 输送介质为饱和蒸汽, 按弱侵蚀性介质研商, 每年的侵蚀速率为 0.1mm 安排操纵年限,按 15 年研商,于是 C2=1.5mm,工程安排中,C2=1.5mm 属于偏小 的,比拟适应的年限是 25 年,故 C2 应取 2.5mm.这里计划只是说 D159×5 的无 缝钢管最大的答允承压才力。 Ej 钢管承压计划(2) 钢管分厚壁管和薄壁管,其计划承内压力的公式差异,K=D/d ≤1.2 的管子称为薄壁管; K=D/d1.2 的管子称为厚壁管。 薄壁管答允最大承内压力 [ P ] 计划公式: [ P ] =2[ σ ]φS / (d+S) 式中:[ σ ]--原料的 许用应力;φ--焊缝系数,对无缝管,φ=1; S--管子壁厚;d--管子内径。 厚壁管答允最大承内压力 [ P ] 计划公式: [ P ] = [ σ ](K^2-1)/ (K^0.5 K^2) 式中: K=D/d 公式来源:压力容器安排手册的厚壁圆筒和薄壁圆筒计划。 ()Ox 神 精 三 届 、 大 九 十 彻 贯 传 宣 面 全 导 指 思 义 主 会 社 色 特 邦 中 代 时 新 平 近 以 持 坚 : 道 思 体 总 作 工 修 党 局 间 空 景 情 材 素 淀 积 围 ”氛 “说 谐 和 制 创 为 趣 兴 习 生 发 激 , 动 活 学 教 列 系 一 过 通 是 就 目 的 究 研 题 课 本 D50YXRS2q4zK.IA1PM bteviry,gwsuTCfpHB;lLkJZjW -handcom 许用应力=F/A 第一个:答允压力 R=折服点 235*80%(碳钢) 折服点 235*70%(不锈钢) 第二个:壁厚 S=P*D/2R=1*200/(2*235*0.7(或 0.8)) 这与管径相闭系,计划公式: 管材可接受的压力(MPa)=管材的抗拉强度(MPa)x 管材的壁厚(m)/管材的内径(m) 计划出来后的压力再除以安闲系数即可。 如外径 121mm,壁厚 5mm 的不锈钢管,倘使抗拉强度为 500MPa,那么其可承压力为: 500x0.005/0.111=22.5225MPa 倘使安闲系数取 2,则现实的承压为 22.5225/2=11.2613MPa. 反算亦然,显露其它数据就可算出壁厚了。 能够依照水压试验反推 2SR P = -------D P-试验压力 MPa R-答允压力(碳钢合金钢为折服点的 0.8,不锈钢为折服点的 0.7) 压力单元换算外 公斤/厘米 2 公斤/厘米 2 大气压 1 1.0333 大气压 0.9678 1 0.00131 0.0968 0. 0.0680 0.00246 水银柱高 度(毫米) 735.56 760.00 1 73.556 0.76863 51.715 1.87 水柱高度 (米) 10.00 10.3333 0.0136 1 0.0102 0.703 0.0254 毫巴 981.00 1013.25 1.3332 98.10 1 68.95 2.49 磅/寸 2 14.223 14.696 0.0193 1.4223 0.01451 1 0.0361 395.00 407.5 0.535 39.40 0.402 27.72 1 英寸水柱 水银柱高度(毫米) 0.00136 水柱高度(米) 毫巴 磅/寸 英寸水柱 0.10 0.00102 0.0703 0.00254 ()Ox 神 精 三 届 、 大 九 十 彻 贯 传 宣 面 全 导 指 思 义 主 会 社 色 特 邦 中 代 时 新 平 近 以 持 坚 : 道 思 体 总 作 工 修 党 局 间 空 景 情 材 素 淀 积 围 ”氛 “说 谐 和 制 创 为 趣 兴 习 生 发 激 , 动 活 学 教 列 系 一 过 通 是 就 目 的 究 研 题 课 本 D50YXRS2q4zK.IA1PM bteviry,gwsuTCfpHB;lLkJZjW -handcom