管道壁厚的计算

国家标准《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003中按下式计算最小设计壁厚e：以上公式变换一下形式即可得到下式：式中σ为设计应力；p为设计压力。由此可知，管系列S与设计应力和设计压力的比值相近。浙江钢套钢蒸汽保温管，浙江钢套钢直埋蒸汽管，浙江预制直埋蒸汽保温管

这就是我们常见的钢管壁厚计算公式，其中设计应力在钢管计算时称为许用应力。

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设计应力的确定

塑料管的设计应力，是指在规定的使用条件下材料的允许应力，即设计使用寿命（50年）末期的材料强度。

国家标准《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003推荐使用Miner’s规则推算，管道材料的破坏时间tx可按下式计算：

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材料在某一温度连续作用下的破坏时间ti与材料的静液压应力（环应力）有关，各种材料均有相应的预测强度曲线，可以查到不同温度和静液压应力（环应力）下的破坏时间。式中ai分别为设计温度、最高设计温度、故障温度的使用时间占总时间的分数（总和为1）；ti为材料在各种温度连续作用下的破坏时间。

通过上式计算时需要进行试算，步骤如下：

a．先假设一个设计应力σ；

b．计算各种温度对应的静液压应力（环应力）σi：

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c．根据温度和σi查相应材料的预测强度曲线，得到对应温度的破坏时间ti；式中Ci为各种温度对应的使用系数，即安全系数，考虑使用条件和材料性能，数值不小于1；

d．带入式（5）计算材料的破坏时间tx；

e．重复步骤a～d，经过多次试算，直到tx=50年为止，此时的σ即为设计应力。

工程设计应用

设计应力在工程设计中可用于两种计算，已知设计压力计算最小壁厚，或已知S值计算最大允许工作压力。

a．已知设计压力计算最小壁厚。将设计压力和设计应力代入式（3）或式（4）可算出最小壁厚，圆整后选取管系列S值。

b．已知S值计算最大允许工作压力。根据式（1）和式（3）得到下式：

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室外供热管道的布置及敷设形式将管系列S值和设计应力代入式（7），可算出管道的最大允许工作压力。浙江钢套钢蒸汽保温管，浙江钢套钢直埋蒸汽管，浙江预制直埋蒸汽保温管

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