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GB_T20801.3-2006：压力管道规范工业管道第3部分_设计和计算 (1).pdf

弯管在弯制成形后的端部最小厚度应不小于直管设计厚度t。 或弯头的外压（或真空）设计 头的外压（或真空）设计应按6.1c)的规定进行，其计算长度L取直管上包括沿弯管 的两相邻支撑线之间的距离。

斜接弯头的最大许用内压，单位为兆帕（MPa）； 斜接弯头的有效半径（见图8），即斜接弯头弯曲中心到斜接管中心线的垂直距离，其值应不 ALD

r2—管子的平均半径（中径），单位为毫米（mm）； α—斜接弯头的变方向角（见图8），α=20,单位为度（°）； 一斜接处的切割角（见图8)施工组织设计--云南小湾右岸大坝土建，单位为度（）。

b）斜接弯头的内压设计

1）变方向角α不超过3的斜接弯头，按直管计算。 2）单弯斜接弯头的最大许用内压P.应分别按式（7)和式（8)计算 当22.5°时，

SPT bm ·（7 r2 T。+0.643tangVr2T。

SPT T+0.643tanor2T C P2 SpT Te Pm= .（8 r2 T.+1.25tano Vr,T.

T r² LT.+1.25tano Vr,T.

6角不大于22.5°的多弯斜接弯头的最大许用内压Pm，应取按式（7)和式（9）计算值的较 小者

斜接弯头两端的直边段长度M见图8），应不小于下列两式中的较大值： M=2.5(r.T)0.5

其中，直边段的厚度应不小于有效厚度和厚度附加量之和，直管段末端的削薄长度可计 入M值。 弯头的外压（或真空）设计 的外压（或真空)设计应按6.1c)的规定进行，但计算长度L应取直管包括斜接弯头各段 内的两相邻支撑线之间的距离

6.4管法兰和法兰盖的压力设计

度指数应以J<1.0为合格。如不合格，应增加法兰颈部小端有效厚度。或法兰环有 厚度，并重新计算J值，直到合格为止。

对于突面、凹凸面或平面法兰，为垫片内径；对于环连接面和样槽面法兰，为垫片的平均直 径，见图9，单位为毫米（mm）； 盲板计算厚度，单位为毫米（mm）

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对于焊接连接的支管（见图10），d2=max（d1，Teb十Teh十di/2）； 对于挤压成型的接口（见图11），d2=dx，且d2≤Dh； hx一挤压成型接口的高度，且不得小于rx，见图11，单位为毫米（mm）； K一一主管开孔补强设计的系数： 当D/D>0.6时：K=1.0; 当0.60≥D/D>0.15时：K=0.6+ 当D/D≤0.15时：K=0.70； L.一主管外侧的补强范围高度，见图10，L=min(2.5Th，2.5Teb十T），单位为毫米（mm）； Ls一—主管外侧的补强范围高度，见图11,L，=0.7VDTx，单位为毫米（mm)； 为毫米（mm）； 支管最小厚度，为实测所得或取名义厚度减去材料厚度负偏差，单位为毫米（mm）； Teb一支管有效厚度，支管名义厚度减去厚度附加量和厚度负偏差后的厚度，单位为毫米（mm）)； T.一—主管最小厚度，为实测所得或取名义厚度减去材料厚度负偏差，单位为毫米（mm)； T一一主管名义厚度，单位为毫米（mm）； T,一一补强圈或补强鞍板的名义厚度，由管切制时，则为最小厚度，单位为毫米（mm）； T—一挤压成型接口的厚度，从主管以上高度为rx处测量，不包括腐蚀、冲蚀裕量，见图11，单位 为毫米（mm）； 支管计算厚度，应计入支管Φw值，当支管为外压（或真空）时，Φ=1.0，单位为毫米（mm）； th一 主管计算厚度，应计人主管中值，当支管未和主管纵焊缝相遇或当为外压（或真空)时， =1.0,单位为毫米（mm）； β一支管轴线和主管轴线间的夹角，应不大于90°

6.7.2等面积补强法的适用范围

a）等面积补强法计算是支管连接的最低要求，6.7.3～6.7.5规定的等面积补强法计算适用于以 下支管连接结构： 1） GB/T20801.4一2006图10所示的焊接支管； 2） 与1）结构类似的焊接或锻造三通、四通、斜三通； 3）未列入表14的其他直接焊接于主管的支管连接管件。 等面积补强法的结构尺寸应符合以下规定： 1 D/T<100时，D/D≤1.0;D/T≥100时，D/D<0.5； 2） 45°; 3）支管轴线和主管轴线相交。 外加补强材料应符合以下规定： 1 外加补强材料可不同于主管材料，但应和主管、支管材料具有相近的焊接性能、热处理要 求、电位差和热胀系数等； 2） 如外加补强材料的许用应力低于主管的许用应力，则用于补强的截面积A。应乘以二者 许用应力的比值后再行校核；如补强材料的许用应力高于主管的许用应力，则其影响可不 予考虑。 d）对于GC1级管道和剧烈循环工况，不宜采用补强圈作为补强措施。

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图10直主管上的支管连接

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6.7.3不需要补强的条件

符合下列情况之一者，不需要进行补强计算，也不需要采取其他补强措施： a）直接焊于主管的螺纹、承插焊管接头（GB/T14626一1993、GB/T14383一1993），且符合下列 各项要求： 1）支管公称直径不大于DN50； 2)Db/D≤1/4。 b）直接焊于主管的支管座（GB/T19326一2003）。 C) 经验证性压力试验的三通、四通或斜三通（GB/T12459一2005、GB/T13401一2005）。 d) 螺纹或承插焊三通、四通或斜三通（GB/T14626一1993、GB/T143831993）。 e）满足4.2.1.4要求的支管连接管件

6.7.4支管直接焊于主管的补强计算

e）补强面积的校核要求

补强面积应满足式（21）的校核要求：

多个支管连接的补强设计： 1）如任意两相邻支管的

A4 = (D, T ·（19） sinp (2d2 D 14 = )T ...（20) sinB

多个支管连接的补强设计： 1）如任意两相邻支管的中心距大于等于该两支管平均直径的2倍，则每个支管应分别符合

1）如任意两相邻支管的中心距大于等于该两支管平均直径的2倍，则每个支管应分别符合

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上述b）~e)的规定。 如任意两相邻支管的中心距小于该两支管平均直径的2倍，则两支管的补强设计应按以 下规定进行： 任意两相邻支管的中心距不宜小于该两支管平均直径的1.5倍； 两支管补强范围内相互重叠的面积不能重复计入，且两支管之间的补强面积应不小 于该两支管所需补强面积总和的50%； 相邻两支管应分别符合上述b)e）规定的补强计算要求

6.7.5带挤压成型接口的支管连接补强计算

接口（包括支管）轴线和主管轴线相交，且垂直于主管轴线。 2） 挤压成型接口在主管表面的凸出高度hx应大于等于接口外侧的过渡半径r[见图11 a门。 3） 最小过渡半径rx应取0.05D或38mm中小者。 4 最大过渡半径Tx应满足以下要求： 当D,

图11带挤压成型接口的支管连接

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补强有效范围（见图11，简称“补强范围”）为主管表面沿支管中心线两侧各为d2、垂直于主管表面 离为L的范围。 c）要求补强的面积A， 1）对于承受内压的主管上挤压成型的接口，A应按式（22)计算： Ai=Kthd ·（22） 2） 对于承受外压（或真空）的主管上挤压成型的接口，A应将外压（或真空）作为内压按 式（23）计算：

）补强范围内的补强面积

e）补强面积的校核要求

6.8整体成型三通的压力面积法计算

GB/T124592005和GB/T13401 补强计算可参照采用附录G的压力面积法

a）本章对各种可能存在的荷载，在管道元件中产生的应力给出分析方法和评定准则。 如需考虑压力波动对管道元件产生的疲劳效应，可参照JB4732一1995给出的分析方法和评定准 则，并在7.3.3的柔性分析中，对式（32）、式（33）中许用应力范围的折减系数取1.0。 b）本章所述的柔性分析方法不适用于铸铁等脆性材料。 在进行管道系统应力分析时，应计及膨胀节和其他管道元件的刚度。各种管道元件的柔性系 数和应力增大系数可由附录C中表C.1所列出的公式计算，设计者也可采用由实验或其他方 法得到的更为精确的值

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d）管道系统中支吊架的个数、位置和性质对管道系统的应力分布有很大影响。设计中，应慎重 对待支吊架的布置，以减小管道的应力。管道系统设计应保证每个支吊架具有足够的强度。 7.1.1 符合以下条件之一的管道系统应按本章要求进行管道应力分析： ） 设备管口有特殊的荷载要求； b） 预期寿命内热循环次数超过7000的管道； C 操作温度大于等于400℃，或小于等于一70℃的管道。 7.1.2 符合以下条件之一的管道系统可免除应力分析： a） 与运行良好的管道系统相比，基本相同或基本相当的管道系统； b）与已通过应力分析的管道系统相比，确认有足够强度和柔性的管道系统。 7.1.3符号 如未特别注明，本章符号与第6章相同。

7.2.1荷载及其分类

a） 持久性荷载：永久作用于管道系统的荷载，如压力和重力荷载，但不包括冰荷载和雪荷载； b 临时性荷载：短时间作用于管道系统的荷载，如风、地震、冰雪、阀门开、关时的反冲力和压力 升高等荷载； 交变性荷载：大小和方向随时间发生变化的荷载，如温差、风力引起的端点位移（如高塔在风载 作用下的摆动、摩擦力等荷载。

7.2.2应考虑的荷载组合工况

a）压力、重力（包括隔热层、管道组成件和管道中流体的重量）等持久性荷载同时作用。 b）以上a)所述持久性荷载与风荷载或地震荷载等临时性荷载同时作用（当考虑地震荷载时，仅 需考虑地震所产生的水平力）。必要时，还需考虑冰雪荷载、阀门关闭引起的压力短时升高、泄 放阀打开时对管道的反冲力等荷载的作用。 C 因温差引起的荷载及其他交变荷载。 d 必要时，需考虑端点或支吊架永久性位移引起的荷载，但在结构设计时应尽可能消除该荷载 的影响

7.2.3应考虑临时性荷载的条件和要求

a）同时满足以下条件时，应计及地震荷载： 1）GC1类管道、介质毒性为高度危害的GC2类管道或介质为可燃GC2类管道； 2).地震设防烈度大于等于8度，且设计基本地震加速度大于等于0.3g。 如需计及风载，则风载和地震荷载无需同时与其他临时性荷载构成组合工况。 如需计及因阀门开、关产生的荷载，则该荷载与地震荷载无需同时与其他临时性荷载构成组合 工况

7.3应力分析和强度条件

以下应力计算方法和评定准则按7.2.2所列荷载组合工况给出。7.3.1～7.3 应同时满足。

7.3.1持久荷载的应力强度条件

对于7.2.2a)所述的持久荷载组合工况，管子和管道元件的轴向应力应不大于最高工作温度下的 材料许用应力，即满足式（28）和式（29）的强度条件：

SL≤Sh 41. Z

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式中： MA一 所考虑荷载组合工况下产生的弯矩，单位为牛顿毫米（N·mm）： MA=V(i,MAi)?+(iMAo)? MAi 所考虑荷载组合工况下产生的平面内的弯矩，单位为牛顿毫米（N·mm)； MAo 所考虑荷载组合工况下产生的平面外的弯矩，单位为牛顿毫米（N·mm）； 最高工作温度下的材料许用应力，单位为兆帕（MPa)；其中， 对铸件，应乘以相应的铸件质量系数Φ。； 对焊接件，不必考虑纵向焊接接头系数Φ； Z 管子或管道元件的抗弯截面模量，单位为立方毫米（mm）； 2 平面内应力增大系数，见附录C表C.1； 9 平面外应力增大系数，见附录C表C.1。

7.3.2持久荷载与临时荷载组合工况的应力强度条件

AA=VGMA)+G

GB／T 25388.2-2021 风力发电机组 双馈式变流器 第2部分：试验方法.pdf对于7.2.2b)规定的荷载组合工况 应力应满足式（30）、式（31)强度条件：

SL2≤1.33Sh Ip.D,M SL2 = 4T. 2

M, = /(iM.)?+(i.Mn.)

M, = /(iM.)?+(i.M.)?

MBi一所考虑荷载组合工况下产生的平面内的弯矩，单位为牛顿毫米（N·mm）； MB一一所考虑荷载组合工况下产生的平面外的弯矩，单位为牛顿毫米（N·mm）。 注1：压力试验工况不考虑如风载、地震或雪荷载等临时荷载， 注2：如需考虑阀门关闭引起的压力短时升高，应将该升高值计入压力力中。如需考虑泄放阀打开时的反冲力，应 将其产生的力矩计人MB。阀门开、关对管道产生的反冲力和压力升高可按本部分附录E规定的方法进行计 算，或采用更精确的方法进行计算。 注3：奥氏体不锈钢和镍基合金的最高工作温度下的材料许用应力S应符合GB/T20801.2一2006附录A中表 A.1脚注c的规定。

在7.2.1c)所述的荷载组合工况的作用下薄壁空心墩施工方案，所有管道系统都应具有足够的柔性以避免出现如下 情况： 由于应力超限或疲劳原因导致的管道或支吊架失效； 管道连接部位发生泄漏； 因存在过大的推力或弯矩，而导致管道支吊架、管道元件或与管道连接的其他设备产生应力或 荷载超限

7.3.3.1管道系统设计的基本要求