由于不同标准对于管道水压试验试验压力计算的表述不很一致,我们今天仅以GB50235为例,来写水压试验试验压力的计算,其它标准相似。
管道水压试验试验压力的计算,GB50235-2010到底怎么说?
标准8.6.4第4条:承受内压的地上钢管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.5倍,埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍,且不得低于0.4MPa。
标准8.6.4第5条:当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应符合下列规定:
P为设计压力(表压);为试验温度下材料的许用应力,为设计温度下材料的许用应力。同时,应注意a:当大于6.5时,应取6.5。b:应核算管道在试验条件下的应力,当试验条件下管道的内应力超过材料的屈服强度时,应将试验压力降至不超过材料屈服强度下的最大压力(否则管道会破坏啊)。
标准是标准,关键是怎么计算啊?
是的,只抄标准不是我们的作风。我们举个栗子。
假设有个管系,设计温度320℃,设计压力2MPa(以下皆为表压),材料GB3087-20,219×10。计算如下:
第一步,我们假定试验温度为20℃(取你水压试验时的环境温度,若不可得,取20℃也没关系。因为低碳钢在200℃以下,材料许用应力是一个定值),则此时,查GB20801.2附录A,[σ]T取137MPa。
第二步,查GB20801.2附录A,300℃时,GB3087-20许用应力为114MPa,350℃时,GB3087-20许用应力为109MPa,则320℃时,GB3087-20的许用应力[σ]t为114-[(114-109)/50]x20=112MPa(插值法)。
第三步,PT=1.5X2X137/112=3.67MPa。
第四步,复核条件a,[σ]T/[σ]t<6.5,满足要求。
第五步,计算水压试验条件下管道内应力是否超过屈服强度(材料的屈服强度可查GB20801/GB50316/ASMEB31.3等标准)。怎么算?
我们参考张德姜老先生的著作《石油化工工艺管道设计与安装》(本书可通过压力管道人微信公众号进行下载)540页的公式:
其中Pt即试验压力,取我们计算的3.67Mpa,Di为管子内径,取199mm,S为管子壁厚取10mm,因为管道是无缝管故焊接接头系数φ取1(非无缝管时,根据钢管焊缝类型查GB20801材料部分),得知,试压条件下,管道的内应力分别为38.4MPa,而GB3087-20的最小屈服强度为245MPa,水压试验条件下管道的内应力远小于材料的屈服强度,故该水压试验压力选择合适。若计算得到的管道水压试验条件下产生的管道内应力超过材料的屈服强度,则需要将水压试验试验压力降低至不超过材料屈服强度下的最大压力。