一则高压蒸汽管道用无缝钢管的材质选择及壁厚计算实例

某 600 kt/a 的PTA 项目中，主装置内有1 根由界区外送进的高压蒸汽管道，作为全装置高压蒸汽干管，管道正常输送能力为60 t/h，最大输送能力95t/h。管道操作压力（G）为 9.4 MPa，设计压力（G）为10.9MPa，操作温度310 ℃，设计温度 350℃。蒸汽管道材质为ASTM A10 Gr. B，外径为16 ''（1''= 25. 4mm），管道全长 316 m，管道主要敷设在装置主管廊上。

a.管道材质选择

管道材质选用应根据管道级别、设计温度、设计压力、所处环境、介质的特殊要求等设计条件，以及材料的加工性能、焊接性能和经济合理性等选用。本设计中管道操作温度为310℃，设计温度为350℃。由于此处所涉及的管道所在装置为引进工艺包及基础设计装置，根据基础设计文件规定，该高压蒸汽管道为ASTM A106 Gr. B 无缝钢管。

b.管道壁厚

       管道壁厚按照ASME B31.3 —2010 中承受内压的直管段壁厚计算公式304.1.2 (3a)进行计算。

tm=t+c

 c=At

式中　tm——直管计算厚度，mm；

　t——直管最小厚度，mm；

　c—— 机械裕量与腐蚀和磨蚀裕量的总和，mm；

　p——设计压力（G），MPa；

　Do——管道外径，mm；

　S——材料的许用应力，MPa；

　E——质量系数；

　Y—— 温度对计算管子壁厚的修正系数，在本例中。

        本设计中管道外径为406.4mm，ASME B31.3—2010 附录中规定，在设计温度下ASTM A 106 Gr.B管材的许用应力为117 MPa； 无缝钢管质量系数E=1.0； 腐蚀余量为1. 5mm； 管道偏差为-12.5%，对应A=0.143 。经计算后得出管道壁厚为22.49 mm，对应ASME B .10M 得出管道壁厚为26.19 mm。