管道的壁厚是如何规定的?

Question

如题所述

Answer 1

ASME B36.10M《焊接和焊接轧制钢管》和ASME B36.19M《不锈钢钢管》标准中，管道壁厚号包括Sch5、Sch10、Sch20、Sch40、Sch80、Sch160以及STD、XS、XXS。这些编号对应的具体钢管厚度值有详细规定。
美国标准将管道压力等级分为：150Psi (CL150)、300Psi (CL300)、400Psi (CL400)、600Psi (CL600)、900Psi (CL900)、1500Psi (CL1500)、2500Psi (CL2500)。
1 Psi等于1磅/平方英寸，换算成国际单位制：
0.454Kg/(25.4mm)² = 4.45N/645.16mm² = 0.0069N/mm² = 0.0069MPa。
管壁厚度号是管道设计压力与设计工作温度下材料许用应力的比值乘以1000，并取整后的数值。
公式为：Sch = P × 1000 / [σ]T
对于碳钢管，按照ASTM A53标准，在室温下的屈服强度为：[σ]t = 30000Psi = 205MPa。
举例计算：
Sch40: 1200Psi × 1000 / 30000Psi = Sch40
Sch20: 600Psi × 1000 / 30000Psi = Sch20
Sch10: 300Psi × 1000 / 30000Psi = Sch10
Sch5: 150Psi × 1000 / 30000Psi = Sch5
需要注意的是，在定义管壁厚度号时，屈服强度被视作许用应力，但现代观点认为许用应力仅是屈服强度的60%左右，从而增加了钢管设计的安全系数。
此外，钢管壁厚不仅仅取决于设计工作压力和许用应力，还与钢管外径有密切关系。从相关标准中可以看出，相同压力等级下，钢管外径越大，壁厚也越厚。实际壁厚数值与管壁厚度号并不成比例关系，因此不能仅根据管道压力等级的Psi名义数值直接对应管壁厚度号，也不能直接由此确定钢管壁厚值。