GBT 20801.3-2020 压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算.pdf

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GBT 20801.3-2020 压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算.pdf简介:

GBT 20801.3-2020《压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算》是由中国国家标准化管理委员会和中国国家质量监督检验检疫总局发布的标准。该标准主要针对工业管道的设计和计算,适用于压力管道的设计、制造、安装和运行,特别是在化工、石油、电力、冶金、建筑等领域。它规定了压力管道的设计原则、计算方法、材料选择、结构设计、试验检验等多方面的要求,以确保工业管道的安全、可靠和经济。

GB/T 20801.3-2020详细规定了管道的设计参数、压力等级划分、管道的强度计算、稳定性分析、蠕变和疲劳分析、管道支吊架设计、补偿器选择、防腐蚀设计等方面的内容,为压力管道的设计提供了重要的技术依据。它更新了以前的管道设计标准,反映了当前工业管道技术的最新发展和安全要求。

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GB/T 20801.3—2020

表14典型基础标准及检验、试验标准

JGJ 74-2003建筑工程大模板技术规程6管道组成件的压力设计

6管道组成件的压力设计

管道组成件的压力设计

与儿何参数有关的外压(或真空)设计系数; 加强圈横截面积,单位为平方毫米(mm); 与材料有关的外压(或真空)设计系数,单位为兆帕(MPa); 厚度附加量,为腐蚀、冲蚀裕量和机械加工深度的总和,即C=C2十Cs,见图7,单 位为毫米(mm); 材料厚度负偏差,按材料标准规定,见图7,单位为毫米(mm); 腐蚀、冲蚀裕量,见图7,单位为毫米(mm); 机械加工深度,见图7,单位为毫米(mm); 对带螺纹的管道组成件,取公称螺纹深度; 对未规定公差的机械加工表面或槽,取规定切削深度加0.5mm; 管外径,取管子外径的名义值,或由实测所得,单位为毫米(mm); 管内径,用于压力计算时,应是材料标准允许的最大值,单位为毫米(mm); 设计温度下材料的弹性模量,由GB/T20801.2一2020的表B.3确定,单位为兆帕 (MPa) ; 外压(或真空)管道的计算长度,单位为毫米(mm); 1) 对于直管,取两相邻支撑线之间的距离,按GB/T150.3的规定确定; 2 当直管带有焊接相连的(即相接处不作为支撑线)弯头或弯管、斜接弯头时,取 直管包括弯头、弯管或斜接弯头的轴线在内的两相邻支撑线之间的距离:

GB/T 20801.3—2020

6.1.2直管的内压设计

直管的内压设计应符合下列规定: a)当t

6.1.3直管的外压(或真空)设计

PD 2×(SOW+PY)

++..........

直管的外压(或真空)设计应符合下列规定: a)应根据D、L、T。值以及所用材料,按GB/T150.3等有关标准,并按P≤[P]的准则确定计算 厚度; 对于L/D≥25且D/T。≥65的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢以及铸铁直管,当设计温度不超 过300℃时,可按式(2)计算许用外压[P1:

c)加强圈的设置和设计应符合GB/T150.3的规定

+.++.++.+.+.

1 计算系数; R 弯管或弯头在管子中心线处的弯曲半径(对于弯管,一般取R≥3D),单位为毫米(mm); tw 弯管或弯头在内侧、外侧或弯管中心线处的计算厚度,单位为毫米(mm); 弯管或弯头的转角,单位为度()

6.2.2弯管或弯头的内压设计

弯管或弯头的计算厚度(位于α/2处)应按式(3)石

PD SQW 2 X + PY)

GB/T20801.3—2020b)当计算弯管或弯头的外侧厚度时:..(5)c)当计算弯管中心线侧壁处厚度时:I =1.0..(6 )d)弯管在弯制成型后的端部最小厚度应不小于直管设计厚度t。6.2.3弯管或弯头的外压(或真空)设计弯管或弯头的外压(或真空)设计应按6.1.3的规定进行,其计算长度L取直管上包括沿弯管或弯头轴线在内的两相邻支撑线之间的距离。6.3余斜接弯头6.3.1符号P一一斜接弯头的最大许用内压,单位为兆帕(MPa);斜接弯头的有效半径(见图8),即斜接弯头弯曲中心到斜接管中心线的垂直距离,其值应不小于tang+r2管子的平均半径(中径),单位为毫米(mm);α斜接弯头的变方向角(见图8),α=20,单位为度(°);0斜接处的切割角(见图8),单位为度(°)。表16系数A值单位为毫米T.A≤132513

GB/T 20801.32020

a)变方向角α不超过3的斜接弯头,接直管计算: b)单弯斜接弯头的最大许用内压Pm应分别按式(7)和式(8)计算:

2)当0>22.5°时

SQWT. P T r2 T.+0.643tanor.T

SOWT. T. T.+1.25tanr,T

)0角不大于22.5°的多弯斜接弯头的最大许用内压Pm,应取按式(7)和式(9)计算值的较小者:

6.3.3斜接弯头的外压(或真空)设计

段长度M(见图8),应不小于下列两式中的较大

M= 25(r. T) 0.5

斜接弯头的外压(或真空)设计应接6.1.3的规定进行,但计算长度L应取直管包括斜接弯头各段 斜接管轴线在内的两相邻支撑线之间的距离。

6.4管法兰和法兰盖的压力设计与承受外载荷

1.3标准管法兰的压力计

经设计者同意,也可按6.4.4所列非标法兰的设计方法[泰勒(TaylorForge)方法」确定标准管法兰

6.4.4非标法兰的压力设计

GB/T20801.32020

非标法兰和法兰盖的压力设计(最大允许工作压力)应符合GB/T17186.1规定的泰勒方法,但法 兰及螺栓材料的许用应力应符合GB/T20801的相关规定。当采用控制螺栓安装载荷的法兰上紧措施 时,螺栓设计载荷和予紧状态的法兰力矩按需要的螺栓面积A,计算,而不考虑实际螺栓面积Ah

6.4.5管法兰的外载荷评估

16M+4F P 元D+元D

按式(12)计算其外加轴向力或外加弯矩的当量压力P。,设计压力与当量压力之和应不大于按 3.4.4方法所得的最大允许工作压力

在按6.4.4方法进行法兰设计应力校核时 1)由内压引起的作用于法兰内径截面的轴向力H应叠加由外加轴向力F以及外加弯 M产生的当量力F:,即(H,十F):

2)计算法兰力矩Mp时,以Mn=(HD十F)h代替HhD; 3)而H和HG及相应的法兰力矩计算仅计入设计压力,而不考虑外加轴向力或外加弯矩; 4)按上述方法所得的法兰设计应力校核应符合GB/T17186.1和6.4.4的规定

外加弯矩M的修正系数[I/(0.3846I I/(0.3846Ip+I)代替外加弯矩M

要时,还可按GB/T17186.1的规定校核法兰刚度

对于突面、凹凸面或平面法兰,为垫片内径;对于环连接面和样槽面法兰,为垫片的平均直 径DBCJ 005-2019 长沙市工程建设地方技术规程 建筑垃圾再生骨料预拌砂浆应用技术指南,见图9,单位为毫米(mm); 盲板计算厚度,单位为毫米(mm)

GB/T20801.32020

d 挤压成型接口的设计内直径,取支管内直径与两倍的厚度附加量之和,见图11,单位为毫 米(mm); 见图10,d,sinβ=D一2(T一C),单位为毫米(mm); d2 补强范围宽度的一半,单位为毫米(mm); 对于焊接连接的支管,见图10,d2=max(d1,Tb十Th十d1/2); 对于挤压成型的接口,见图11,d2=d,且d2≤Db; 挤压成型接口的高度,且不得小于r×,见图11,单位为毫米(mm); K 主管开孔补强设计的系数: 5 当Db/Dh>0.60时:K=1.0; 当0.15

GB/T 20801.3—2020补强有效范图As厚度负偏差支管As补强有效范围厚度负偏美主管主管轴线图10直主管上的支管连接6.7.2等面积补强法的适用范围6.7.2.1等面积补强法计算是支管连接的最低要求,6.7.3~6.7.5规定的等面积补强法计算适用于以下支管连接结构:a)GB/T20801.4一2020图10a)~f)所示的焊接支管;b)与a)结构类似的焊接或锻造三通、四通、斜三通;c)未列入表13的其他直接焊接于主管的支管连接管件6.7.2.2等面积补强法的结构尺寸应符合以下规定:a)D/T<100时,D/D≤1.0;D/T≥100时,D/D<0.5;b)β≥45°;c)支管轴线和主管轴线相交。6.7.2.3外加补强材料应符合以下规定:a)外加补强材料可不同于主管材料,但应和主管、支管材料具有相近的焊接性能、热处理要求、电位差和热膨胀系数等;b)如外加补强材料的许用应力低于主管的许用应力,则用于补强的截面积A,应乘以二者许用应力的比值后再行校核;如补强材料的许用应力高于主管的许用应力,则其影响可不予考虑6.7.2.4对于剧烈循环工况和高温变工况的管道及设计压力大于或等于10.0MPa的高压管道不宜采用补强圈作为补强措施。6.7.3不需要补强的条件符合下列情况之一者,不需要进行补强计算,也不需要采取其他补强措施:a)直接焊于主管的螺纹、承插焊半管接头(GB/T14383),且符合下列各项要求:1)支管公称直径不大于DN50;2)D/D≤1/4。34

b)直接焊于主管的支管座(GB/T19326) c)经验证性压力试验的三通、四通(GB/T12459)。 d)螺纹或承插焊三通、四通或斜三通(GB/T14383) e)满足5.3.3要求的支管连接管件。

《LED照明产品光通量衰减加速试验方法 GB/T33720-2017》6.7.4支管直接焊于主管的补强计算

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