(燃气)管径、壁厚计算公式

长输管道与燃气管道思考题

长输管道与燃气管道思考题

1、压力管道的分类及其相关定义。按照2008年1月8日颁布的《压力容器压力管道设计许可规则》，分别写出长输管道、公用管道、工业管道、动力管道分类？

2、城镇燃气输配系统的构成。

3、城镇燃气高压管道的壁厚如何计算？答：城镇燃气管道壁厚是按第三强度理论计算的，其直管段壁厚计算公式为：

式中：——钢管计算壁厚（mm）；

P——设计压力（MPa）；

d——钢管外径（mm）；

——钢管的最低屈服强度（MPa）；

F——强度设计系数；

——焊缝系数。

4、城镇燃气高压管道的强度设计系数F应如何确定？

答：城镇燃气高压管道强度设计系数F应符合下表的规定。

地区等级强度设计系数F

一级地区 0.72

二级地区 0.60

三级地区 0.40

四级地区 0.30

5、城镇燃气高压管道穿越铁路、公路和人员集中场所以及门站、储配站、调压站内管道强度设计系数应如何确定？

答：高压燃气管道穿越铁路、公路和人员集中场所的管道以及门站、储配站、调压站内管道的强度设计系数，应符合下表的规定。

穿越铁路、公路和人员聚集场所的管道以及门站、储配站、调压站内管道的强度设计系数。

管道及管段地区等级

一二三四

强度设计系数F

有套管穿越Ⅲ、Ⅳ级公路的管道 0.72 0.6 0.4 0.3

无套管穿越Ⅲ、Ⅳ级公路的管道 0.6 0.5

有套管穿越Ⅰ、Ⅱ级公路、高速公路、铁路的管道 0.6 0.6 门站、储配站、调压站内管道及其上、下游各200m管道，截断阀室管道及其上、下游各50m管道（其距离从站和阀室边界线起算） 0.

5 0.5

压力管道标准分类，

大外径和小外径应该是习惯上的说法，就钢管来说，同一公称直径有两种管径（外径），他们对应的管材生产标准不同，无缝钢管对应的小外径尺寸，标准较多GB8163，焊接钢管对应大外径尺寸，如GB3091 大外径系列，规格，DN-公称直径，Ф－外径，

DN10—Ф14mm，DN15—Ф18mm，DN20—Ф25mm，DN25—Ф32mm，DN32—Ф38mm，DN40—Ф45mm，DN50—Ф57mm，DN65—Ф73mm，DN80—Ф89mm，DN100—Ф108mm，DN125—Ф133mm，

DN150—Ф159mm，DN200—Ф219mm，DN250—Ф273mm，DN300—Ф325mm，DN350—Ф377mm，DN400—Ф426mm，DN450—Ф480mm，DN500—Ф530mm，DN600—Ф630mm；

小外径系列，规格，DN-公称直径或称平均外径，Ф－外径，

DN15—Ф22mm，DN20—Ф27mm，DN25—Ф34mm，DN32—Ф42mm，DN40—Ф48mm，DN50—Ф60mm，DN65—Ф76(73)mm，DN80—Ф89mm，DN100—Ф114mm，DN125—Ф140mm，DN150—Ф168mm，DN200—Ф219mm，DN250—Ф273mm，DN300—Ф324mm，DN350—Ф360mm，DN400—Ф406mm，DN450—Ф457mm，DN500—Ф508mm，DN600—Ф610mm；

公称直径对应(DN A/B系列英制)钢管外径 A 系列为国际通用系列(俗称英制管)B 系列为国内沿用系列(俗称公制管)(mm)公称直径钢管外径A系列(英制管) B系列(公制管)

不锈钢管计算公式

不锈钢管的计算公式主要涉及到其长度、内径、外径、壁厚等参数。下面以常用的圆形不锈钢管为例，介绍几个常用的计算公式。

1.钢管长度的计算公式：

2.钢管的内径和外径计算公式：

钢管的内径（D1）和外径（D2）可以通过壁厚（s）和外径（D2）来计算。就外径（D2）而言，公式为D2=D1+2s，就内径（D1）而言，公式为D1=D2-2s。

3.钢管质量的计算公式：

钢管的质量（m）可以通过其长度（L）、外径（D2）和壁厚（s）来计算。公式为m=π*(D2^2-D1^2)*L*ρ，其中ρ为不锈钢的密度。

4.钢管的体积计算公式：

钢管的体积（V）可以通过其长度（L）、外径（D2）和壁厚（s）来计算。公式为V=π*((D2/2)^2-(D1/2)^2)*L。

5.钢管的表面积计算公式：

钢管的表面积（A）可以通过其长度（L）、外径（D2）和壁厚（s）来计算。公式为A=2*π*(D2/2+s)*L。

以上是常用的几个不锈钢管计算公式，通过这些公式可以计算出不锈钢管的长度、内径、外径、壁厚、质量、体积和表面积等参数。请根据具体需要选择相应的计算公式进行计算。

1：计算

－20

200mm），2；

）表1中系列

5”。

）表1

P内。

（2）钢管水锤增加值

计算

（3）钢管壁厚计算

（4）钢管和镀锌钢管单位长度重量计算计算公式：

1）△H=C△V/g

2）C=1425/（1+KD0/Ee）

式中：

△H—直接水锤的压力水头增加值，m；

C—水锤波传播速度，m/s；

△V—管中流速变化值，为初流速度减去末流速度，m/s，取计算实际流速值；

g—重力加速度，m2/s，取值9.8；

1425—声波在水中的传播速度，m/s；

K—水的体积弹性模数，GPa，常温时K=2.025GPa，

D0—管道内径，mm；

E—管材的纵向弹性模量，GPa，钢管取206；

e—管壁厚度，mm。

计算公式：t=PD/1.75S+2.54

式中：

t一钢管壁厚，（mm）；

P一设计管道压力，（MPa）；若为泵站上水管则选择设计内水压力P内和增加水锤压力P 增

两者中的较大值，若为自流输水管则等于设计内水压力P内；

D一钢管外径，（mm）；

S一设计温度下的材料应用许用应力，（MPa）；选用管材钢牌号为Q235B，取值

125MPa；

2.54一腐蚀裕量和螺纹深度，（mm）。

镀锌而成，一般用（量》（于内径。

35B

水锤波在管中的传播速度C （m/s）直接水锤的

压力水头增

加值△H

（m）

增加水锤压

力P增

（Mpa）

管壁计算

厚度t2

（mm）

设计选取管壁

厚度t（mm）

管材（钢牌

号Q235B）

1102.4119.35 1.54 4.08 4.5热镀锌钢管

3.6热镀锌钢管

管道外径（mm）设计选取管壁

厚度t（mm）

管道公称直

径（mm）

管道外径

（mm）

燃气管标准壁厚规格

燃气管的标准壁厚规格是指根据不同的管径和使用场合，对燃气管的壁厚进行规定的一种标准。在燃气管的设计和生产中，执行标准壁厚规格是非常重要的，它可以确保燃气管的质量和安全性，同时也可以帮助制定合理的造价和使用标准。

燃气管的标准壁厚规格主要包括以下方面内容：

1.管径和壁厚的配比：燃气管的管径和壁厚是相对应的，一般来说，管径越大，壁厚就需要越厚。这是因为，管径较大的燃气管需要承受更大的压力和负荷，所以必须具备更强的耐压能力，而壁厚就是保障管道耐压能力的重要参数。

2.燃气管的用途和环境：不同的燃气管在使用环境和用途上也会有所不同。例如，家用燃气管与工业用燃气管的使用场合和环境就存在巨大的差异，不同的场合和环境需要不同的规格和标准。

3.管材材质和管道压力：管材材质和管道压力也是决定燃气管壁厚规格的重要因素。不同的材质和压力级别会对燃气管的壁厚要求产

生不同程度的影响。使用压力更高的燃气管需要更加坚固和耐性能好的壁厚，这可以确保管道在高压力下的安全性。

4.标准的执行标准：对于执行标准的要求，通常需要满足国家相关标准的规定。这些标准不仅包括管径和壁厚的配比、燃气管用途和环境的要求，还包括管材材质和管道压力等各种因素的综合考虑。

总的来说，燃气管的标准壁厚规格是一个相对复杂的问题，需要综合考虑多种因素，才能制定出合理的标准。在实际生产和使用中，我们需要根据具体的情况和需要，选择适合的燃气管标准壁厚规格，并配备相应的行业相关的专业设备和专业人才，以确保管道运行的安全性和稳定性。

工程量（面积）计算公式

1、除锈、刷油工程。

（1)设备筒体、管道表面积计算公式：

S＝π×D×L

式中π——圆周率；

D—-设备或管道直径；

L-—设备筒体高或管道延长米。

（2)计算设备筒体、管道表面积时已包括各种管件、阀门、法兰、人孔、管口凹凸部分，不再另外计算.

2、防腐蚀工程。

（1）设备筒体、管道表面积计算公式同(1）。

（2）阀门表面积计算式：(图一）

S＝π×D×2.5D×K×N

图一

式中D——直径；

K——1。05；

N——阀门个数.

（3)弯头表面积计算式：(图二）

图二

S＝π×D×1。5D×K×2π×N／B

式中D—-直径；

K——1.05;

N-—弯头个数；

B值取定为:90°弯头B＝4；45°弯头B＝8。

(4）法兰表面积计算式：（图三）

S＝π×D×1.5D×K×N

图三

式中D—-直径；

K——1。05；

N-—法兰个数。

(5）设备和管道法兰翻边防腐蚀工程量计算式:（图四)

图4

S＝π×(D＋A）×A

式中D——直径；

A--法兰翻边宽。

（6）带封头的设备防腐(或刷油）工程量计算式：（图五）

图五

S＝L×π×D+(D［］22）×π×1。5×N

式中N—-封头个数；

1。5——系数值。

3、绝热工程量。

(1）设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式：

V＝π×(D＋1。033δ）×1。033δ

S＝π×（D＋2.1δ＋0。0082）×L图五式中D—-直径

1。033、2.1——调整系数;

δ—-绝热层厚度；

L—-设备筒体或管道长；

0.0082——捆扎线直径或钢带厚。

(2）伴热管道绝热工程量计算式:

①单管伴热或双管伴热（管径相同，夹角小于

cos =

B

πD

中

（直径－板宽=中径）×=中径周长

Cosα=(板宽÷中径周长）=成型角

P1A2

油压值P1=A1

12XπX直径÷板宽=1根的管长

12XπX周长÷板宽=需要的管长

管径的上线=（管径X0.75%+管径）Xπ

钢管的重量=（管径-壁厚）X壁厚X0.0246615X管长=Kg

一根管的重量=（管径-板厚）X板厚X0.0246615X管长

一卷料的总重量÷一根管是重量=几根管

管径计算

1流量Q(Nm3/h)工作温度压力下转化为标况下的流量

2压力P1min(bar)

3流速V(m/s)

4进口管径DN(mm)

1流量Q(Nm3/h)

2压力P1min(bar)

3管径DN(mm)

4流速V(m/s)

1流速V(m/s)

2压力P1min(bar)

3管径DN(mm)

4流量Q(Nm3/h)

25

32

40

50

65

80

100 125 150 200 250 300

12001

11bar=0.1Mpa=1kg/cm2

12

2

.

250

133

3

244

22831.05023

3903630.43615.2906995

43.2

4600

0.0350160192

29

-7

64

25

15

45

25157425

15

115

2515180251530425

15

460

算

低压为20

2515719 25151123 25151617 25152875 25154493 25156470

流量Q(m3/h)在工作温度压力下的100

3

流速V(m/s)6进口管道内径(mm)

38

管内各介质常用流速范围：煤气：在管道长50～100米P≤2.0KPa时 0.75～3m/S

P≤20.0KPa时 8～12m/S

天然气为30m/S

管材和压力也不同.一般塑料管由于为绝缘材料,容易产

电,一般为5m/s,

在管道长50～100米P2.0KPa时0.75～3M/S；P20.0KPa时 8～

12M/S；天然气为30M/S 2.从管径上区分

DN=200时7M/S；DN=100时6M/S；DN≤80时4M/S；天然气站场流速按8~12m/s控制 ；CNG加气站的出口压力是25Mpa,出口的流速应小

工作温度258℃的过热蒸汽管道选取壁厚，选择有代表的管径尺寸DN25、100和300作为参考。

2.1 计算壁厚

根据工艺参数及选材，使用下列管道壁厚计算公式[1]进行计算：

2([])

o

t

P D W PY δσφ×=

×××+ (1)

Δ=δ+C 1+C 2+C 3+C 4 (2)

式中：δ为直管的计算壁厚，mm ；P 为设计压力(MPa)；D o 为管道外径(mm)；[σ]t 为设计温度下管道材料的许用应力(MPa)；

φ 为焊缝系数；W 为焊缝接头强度降低系数；Y 为温度对计算

直管壁厚公式的修正系数；Δ为名义厚度，规范上指标准规定的厚度(mm)；C 1为材料厚度负偏差，按材料标准规定(mm)；C 2为腐蚀、冲蚀裕量，mm ；C 3为机械加工深度(mm)；C 4为厚度圆整值(mm)。

此管道设计压力P 取0.88MPa ，设计温度t 选取270℃，管道制作标准采用GB/T 8163—2018的碳素钢无缝钢管(热轧型)20号钢。

(1)查常用钢管许用应力表[2]可知[σ]300=101MPa ，[σ]250= 110MPa ，通过内插法计算得到[σ]270=106.2MPa 。

(2)使用无缝钢管，

φ、W 均为1。在设计温度低于400℃的情况下，Y 取0.4。

(3)将上述参数代入公式2-1，可得 δ=0.0041×D o ，具体如下表

1。

表1 直管计算壁厚结果

100114.30.47mm 300

323.9

1.34

mm

(4)名义厚度Δ计算

由公式2-2可以知，Δ就是将计算壁厚δ与管道制造过程中可能产生的偏差、管道长年运行时受到的腐蚀和机械加工需要的深度综合考虑的结果。

压力管道壁厚及开孔补强计算

压力管道是用于输送液体、气体或其他物质的管道，在运行过程中会受到一定的内外压力载荷。为了确保管道在压力载荷下的安全运行，需要对压力管道的壁厚及开孔补强进行合理的计算。

1.管道内压力壁厚计算：根据管道的内压力、材料的允许应力和安全因子来计算管道的壁厚。一般采用ASME标准或API标准中的公式来进行计算。

2.管道外压力壁厚计算：对于管道受到的外压力载荷，例如土压力或深水压力等，需要计算管道的外壁厚度。常用的方法有ASME标准中的公式和材料力学性能参数。

3.管道轻质液体和气体压力壁厚计算：对于轻质液体和气体在管道中的压力载荷，由于其密度较小，管道壁厚常较薄。可以采用API520或API521等标准中的公式，结合流体特性和工况条件来进行计算。

在进行压力管道壁厚计算时，需要考虑以下几个因素：

1.管道内外压力：管道的内外压力是计算管道壁厚的基本参数，需要准确测量或估算。

2.材料的强度：管道材料的强度特性是壁厚计算的重要参数，需要从材料规格中获取。

3.安全因子：安全因子是考虑管道在运行过程中不确定因素的影响，一般取1.1~1.5

4.温度和环境条件：管道在不同温度和环境条件下的工作性能可能会有所变化，需要考虑这些因素对壁厚计算的影响。

开孔补强是在管道上开孔时，为了保证管道的强度和稳定性，需要进

行相关的补强计算。开孔补强通常包括以下几个方面：

1.开孔位置：开孔位置的选择要考虑管道壁厚和管道材料的强度，避

免对管道的强度造成过大的影响。

2.补强类型：开孔补强可以通过焊接补强板、法兰补强等方式进行。

管道面积、重量-计算

公式

-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

工程量（面积）计算公式

1、除锈、刷油工程。 (1)设备筒体、管道表面积计算公式： S＝

π×D×L 式中π——圆周率； D——设备或管道直径； L——设备筒体高或管道延长米。 (2)计算设备筒体、管道表面积时已包括各种管件、阀门、法兰、人孔、管口凹凸部分，不再另外计算。2、防腐蚀工程。 (1)设备筒体、管道表面积计算公式同(1)。 (2)阀门表面积计算式：(图一) S＝π×D××K×N

图一

式中D——直径； K——； N——阀门个数。

(3)弯头表面积计算式：(图二)

图二

S＝π×D××K×2π×N／B 式中D——直径； K——； N——弯头个数； B 值取定为:90°弯头B＝4；45°弯头B＝8。 (4)法兰表面积计算式：(图三) S＝π×D××K×N

图三

式中D——直径； K——； N——法兰个数。

(5)设备和管道法兰翻边防腐蚀工程量计算式：(图四)

图4

S＝π×(D＋A)×A

式中D——直径； A——法兰翻边宽。

(6)带封头的设备防腐(或刷油)工程量计算式：(图五)

图五

S＝L×π×D+(D[]22)×π××N 式中N——封头个数；——系数值。

3、绝热工程量。

(1)设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式：

V＝π×(D＋δ)×δ

S＝π×(D＋δ＋×L图五

式中D——直径

、——调整系数；

δ——绝热层厚度；

L——设备筒体或管道长；

——捆扎线直径或钢带厚。

(2)伴热管道绝热工程量计算式：

①单管伴热或双管伴热(管径相同，夹角小于90°时)。

燃气钢管强度计算表

（原创版）

目录

1.燃气钢管强度计算的重要性

2.燃气钢管强度计算的方法

3.燃气钢管强度计算表的内容

4.燃气钢管强度计算表的应用

5.结论

正文

燃气钢管强度计算是确保燃气管道安全运行的关键环节，其强度直接影响到管道的稳定性和安全性。因此，对燃气钢管进行强度计算至关重要。燃气钢管强度计算的方法有很多，其中一种比较常用的方法是使用燃气钢管强度计算表。

燃气钢管强度计算表是以钢管的材质、外径、壁厚和长度等参数为依据，通过查表可以得到钢管的屈服强度、抗拉强度等强度指标。这样的计算方法简单易行，且具有较高的准确性，广泛应用于燃气管道的设计和施工中。

燃气钢管强度计算表的内容主要包括以下部分：

1.钢管的材质：例如 Q235A、Q235B 等，不同材质的钢管其强度指标有所不同。

2.钢管的外径：外径是钢管强度计算的重要参数，一般情况下，外径越大，钢管的强度越低。

3.钢管的壁厚：壁厚对钢管的强度影响很大，壁厚越厚，钢管的强度越高。

4.钢管的长度：钢管长度对于强度计算没有直接影响，但在实际应用中，管道长度会影响到管道的安装和连接方式。

通过对以上参数的输入，燃气钢管强度计算表可以提供以下强度指标：

1.屈服强度：指钢管在拉伸过程中，达到塑性变形的最小应力值。

2.抗拉强度：指钢管在拉伸过程中，达到最大应力值时的强度。

3.伸长率：指钢管在拉伸过程中，长度增加的百分比。

燃气钢管强度计算表的应用主要体现在以下几个方面：

1.在燃气管道设计阶段，可以通过燃气钢管强度计算表，选择合适的钢管材质、规格和壁厚等参数，以确保管道的强度和稳定性。

天然气管径和压力以及流量的计算

一、引言

天然气作为一种清洁、高效的能源，在人们的生活中扮演着重要的角色。在天然气的输送过程中，管道的直径、压力和流量是关键参数。正确计算天然气管道的管径和压力以及流量，对于保证天然气输送的安全、高效和经济具有重要意义。

二、天然气管径的计算

天然气管道的管径是指管道的内径，通常用毫米（mm）作为单位。管径的大小直接影响天然气的流量和速度。根据天然气的流量和所需的速度，可以计算出合适的管径。

1. 确定天然气流量：天然气的流量是指单位时间内通过管道的气体体积。常用的单位是立方米每小时（m³/h）。根据天然气的使用需求和预测，可以确定所需的天然气流量。

2. 计算管道的速度：管道的速度是指天然气在管道中的流速。常用的单位是米每秒（m/s）。根据天然气流量和管道的截面积，可以计算出天然气在管道中的速度。

3. 确定合适的管径：根据天然气的速度和流量，结合天然气输送的经验公式或标准表格，可以确定合适的管径。一般来说，管径越大，天然气的流量和速度越大；管径越小，天然气的流量和速度越小。根据实际情况，选择合适的管径。

三、天然气压力的计算

天然气管道的压力是指在管道中的气体压强。压力的大小直接影响天然气的流动性和输送距离。根据天然气的流量和所需的压力，可以计算出合适的管道压力。

1. 确定所需的压力：根据天然气的使用需求和预测，可以确定所需的天然气压力。常用的单位是千帕（kPa）或巴（bar）。

2. 计算管道的阻力：管道中的气体流动会产生摩擦力，这种摩擦力称为管道的阻力。根据天然气流量、管道的长度和管道的直径，可以计算出管道的阻力。

管径计算1流量Q(Nm3/h)工作温度压力下转化为标况下的流量

2压力P1min(bar)

3流速V(m/s)

4进口管径DN(mm)

1流量Q(Nm3/h)

2压力P1min(bar)

3管径DN(mm)

4流速V(m/s)

1流速V(m/s)

2压力P1min(bar)

3管径DN(mm)

4流量Q(Nm3/h)

25

32

40

50

65 80 100 125 150 200 250 300

12001

11bar=0.1Mpa=1kg/cm2

12

2

.

250

133

3

244

22831.05023

3903630.43615.2906995

43.2

4600

0.0350160192

29

-7

64

25

15

45

25157425

15

115

2515

180

算

低压为20

2515304 2515460 2515719 25151123 25151617 25152875 25154493 25156470

流量Q(m3/h)在工作温度压力下的现实流量值

100

3

流速V(m/s)6进口管道内径(mm)

38

管内各介质常用流速范围：煤气：在管道长50～100米

P≤2.0KPa时 0.75～3m/S P≤20.0KPa时 8～12m/S

管材和压力也不同.一般塑料管由于为绝缘材料,容易产

电,一般为5m/s,

0.75～3M/S；P20.0KPa时 8～12M/S；天然气为30M/S 2.从管径上区分

DN=200时7M/S；DN=100时6M/S；DN≤80时4M/S；天然气站场流速按8~12m/s控制 ；CNG加气站的出口压力是25Mpa,出口的流速应小