压力管道的强度计算
1．承受内压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D
为管子内径，S为管子壁厚。则3个主应力的平均应力表达式为
管壁上的3个主应力服从下列关系式：σθ＞σz＞σr根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为
σeσθσr≤σ将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式
f图2．1承受内压管壁的应力状态工程上，管子尺寸多由外径Dw表示，因此又得昂一个理论壁厚公式
2．管子壁厚计算
承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为
按管子内径确定时为
式中：Sl管子理论壁厚，mm；
fP管子的设计压力，MPa；Dw管子外径，mm；D
管子内径，mm；φ焊缝系数；σt管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为SjSlC23式中：Sj管子计算壁厚，mm；C管子壁厚附加值，mm。1焊缝系数φ焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：1对无缝钢管，φ1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取：①双面焊的全焊透对接焊缝：100％无损检测φ1．0；局部无损检测φ0．S5。②单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部全长具有垫板：100％无损检测φ0．9；局部无损检测φ0．8；2壁厚附加量C壁厚附加量C，是补偿钢管制造：工艺负偏差、弯管减薄、腐蚀、磨损等的减薄量，以保证管子有足够的强度。它按下列方法计算：CC1C224式中：C1管子壁厚负偏差、弯管减薄量的附加值，mm；C2管子腐蚀、磨损减薄量的附加值，mm。①管子壁厚负偏r