管道壁厚的計算

國家標準《冷熱水系統用熱塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003中按下式計算最小設計壁厚e：以上公式變換一下形式即可得到下式：式中σ為設計應力；p為設計壓力。由此可知，管系列S與設計應力和設計壓力的比值相近。浙江鋼套鋼蒸汽保溫管，浙江鋼套鋼直埋蒸汽管，浙江預制直埋蒸汽保溫管

這就是我們常見的鋼管壁厚計算公式，其中設計應力在鋼管計算時稱為許用應力。

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設計應力的確定

塑料管的設計應力，是指在規定的使用條件下材料的允許應力，即設計使用壽命（50年）末期的材料強度。

國家標準《冷熱水系統用熱塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003推薦使用Miner’s規則推算，管道材料的破壞時間tx可按下式計算：

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材料在某一溫度連續作用下的破壞時間ti與材料的靜液壓應力（環應力）有關，各種材料均有相應的預測強度曲線，可以查到不同溫度和靜液壓應力（環應力）下的破壞時間。式中ai分別為設計溫度、最高設計溫度、故障溫度的使用時間占總時間的分數（總和為1）；ti為材料在各種溫度連續作用下的破壞時間。

通過上式計算時需要進行試算，步驟如下：

a．先假設一個設計應力σ；

b．計算各種溫度對應的靜液壓應力（環應力）σi：

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c．根據溫度和σi查相應材料的預測強度曲線，得到對應溫度的破壞時間ti；式中Ci為各種溫度對應的使用系數，即安全系數，考慮使用條件和材料性能，數值不小于1；

d．帶入式（5）計算材料的破壞時間tx；

e．重復步驟a～d，經過多次試算，直到tx=50年為止，此時的σ即為設計應力。

工程設計應用

設計應力在工程設計中可用于兩種計算，已知設計壓力計算最小壁厚，或已知S值計算最大允許工作壓力。

a．已知設計壓力計算最小壁厚。將設計壓力和設計應力代入式（3）或式（4）可算出最小壁厚，圓整后選取管系列S值。

b．已知S值計算最大允許工作壓力。根據式（1）和式（3）得到下式：

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室外供熱管道的布置及敷設形式將管系列S值和設計應力代入式（7），可算出管道的最大允許工作壓力。浙江鋼套鋼蒸汽保溫管，浙江鋼套鋼直埋蒸汽管，浙江預制直埋蒸汽保溫管

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