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恒达:压力等级和厚度等级的管道有什么区别?

经常使用户感到困惑的一件事(无论是在与工程师,分销商还是承包商进行交谈)是“厚度等级”和“压力等级”管道之间的区别。

虽然两者均指管筒的特定金属壁厚,但在本文中,恒达将讨论两种等级标准的历史,以及在应用中应使用哪种等级的球墨铸铁管。

“厚度等级”与“压力等级”。恒达 http://www.nmljy.com

当1965年将球墨铸铁管推向市场时,代替“铸铁”或“灰铁”时,管材制造商达成共识,即应该有确定壁厚的标准化协议。

该新标准考虑了球墨铸铁相对于铸铁前身固有的强度优势。在球墨铸铁管道研究协会(www.dipra.org)的协助下,管道制造商或成员公司开始致力于制定一套令人满意的标准。  

DIPRA成员公司目前包括恒达 Ductile,加拿大钢管,美国铸铁管公司和美国钢管及铸造厂。  

一堆球墨铸铁管

为了确定合适的壁厚,最重要的因素是权衡制造商生产给定管径的一致管壁的能力。  

首先,使用环向应力方程基于内部压力控制壁厚。结合该步骤,考虑了外部载荷以及所产生的弯曲应力和/或可接受的挠曲量的方程式。

现在,当我谈论管壁的挠度时,请不要将此与接头的挠度混淆。管壁挠度是指在可施加的外部载荷产生的给定应力水平下,管从圆形横截面移动到椭圆形的能力。  

对水泥砂浆内衬管完成了经验挠度测试,并注意到当挠度在6%到12%之间时,衬里会开始剥落或破裂。根据这些数据,决定将极限设置为3%,以在挠曲设计中保持2:1的安全系数。

专家提示:   无衬里的延性管可以承受的变形远高于6%。而且,当今可用的更灵活的衬里(例如陶瓷环氧树脂)能够处理更大的壁挠度,但是同样,对于最保守的情况,使用水泥衬里的管道也可以保持设计。

根据上述参数,成员公司同意将球墨铸铁管的厚度标准定为1级-6级。

对于每类增加24英寸或更小的管道,壁厚增加了0.03英寸。DIPRA成员公司同意了这个任意数字。 

管壁厚度的其他设计注意事项:

除了既定的壁厚设计,还需要考虑壁厚的其他问题,其中包括0.05“ – 0.09”(取决于直径)的铸造公差和0.08“的服务余量。铸造公差将说明制造过程中壁厚的任何细微偏差。 

包括服务津贴,以帮助减轻铸铁管可能发生的任何轻微腐蚀。随着聚乙烯外壳的引入,不再需要这种“腐蚀余量”,但它仍包含在总体设计中(作为安全性的附加因素)。

厚度等级“ 50”管的演变:

业内专家知道,坚固的球墨铸铁管的设计极为保守,并认为可以始终用更薄的壁来制造该管。  

因此,在1976年,重新审视了设计标准,并通过测试确定了在原始厚度等级标志中添加“ CL 0”的必要性。但是,参与此决策的许多人都质疑最终用户是否会接受0级管道。  

因此,在类别名称的前面增加了数字“ 5”,今天仍然存在的CL50 – CL56类别诞生了。  

您可能在想,这太好了,但是为什么现在要使用压力等级评定系统进行另一个等级考虑呢?

1991年,DIPRA成员公司决定采用压力等级评定系统,其原因有两个:

水/废水行业中的大多数其他材料都是根据相同的压力额定值出售的,包括阀门,配件等。

由于球墨铸铁的强度,制造商意识到,即使保持圆形,也可以将其做得更细。这项更改使设计人员和最终用户与“厚度设计”指定相比,可以节省成本,同时仍可使用满足其系统需求的管道。

既然我们已经上了一堂历史课,那么您可能想了解讨论的内容,并学习如何确定正确的壁厚以为给定场景指定。  

要了解您应该指定哪种类型的管道,您必须了解球墨铸铁管是一种柔性导管(不同于其铸铁的前身)。由于它是柔性导管,就像PVC,HDPE和钢制导管一样,当将力施加到管壁上或从管壁上移开时,该管会变形并重新形成其原始形状。  

在决定哪种壁厚并因此将压力或厚度等级关联起来以满足您的特定需求时,要考虑两个因素:

内部压力 –流过管道的流体施加了多少压力?在确定内部压力时,必须考虑工作压力,测试压力,火灾流量等。确定所有条件后,应使用最高压力来确定内部压力。

外部荷载 –包括回填,沥青,交通以及可能在管道上方增加荷载的任何建筑物。

在确定特定管径所需的壁厚时,球墨铸铁管是唯一考虑外部载荷的材料。所有其他因素仅依赖于流体的内部压力。 

尽管有许多公式可以帮助您确定项目所需的管壁,但恒达 Ductile开发了一种工具,可以最大程度地减少工作量并减轻挫败感-作为“口袋工程师”的一部分,“厚度设计计算器” 。 如果您不熟悉恒达 Pocket Engineer,可以从MD Pocket Engineer下载。该工具还有许多其他有用的设计计算器以及对技术信息的访问。  

通过使用PE,您可以轻松输入设计标准,例如管道直径,最大内部压力,覆盖深度,车轮载荷和土壤重量。  

输入此信息后,将产生结果,告诉您确切的管道厚度以及应用程序所需的相关管道类别。结果由DIPRA / AWWA认可的五种沟槽类型细分。它还将让您知道内部压力还是外部负载(弯曲应力)决定了设计。

既然您已经知道“厚度等级”和“压力等级”之间的差异,以及在确定管道壁厚时必须检查的一些注意事项,您就需要加以利用,您可能仍然想知道: 

“厚度等级”或“压力等级”更好吗?

不幸的是,还没有一个普遍的答案。

在尺寸为12英寸及以下的管道中,不会制造压力额定值小于350 PSI的管道。因此,如果您要求使用任何尺寸的CL50或更高规格的管,您将获得在最低压力等级下额定最低350 PSI的管道。

移入大于14英寸的管道后,CL50的壁厚将降至CL350的壁厚以下。最简单的方法是确定您的应用的壁厚要求,然后参考下图。

每个直径的厚度和壁厚等级的升序

考虑到球墨铸铁管设计的保守性,包括100 psi的喘振余量和2:1的名义安全系数,因此所设计的球墨铸铁管均不能承受至少500 psi的水压。

您可能想知道,如何考虑30英寸及更大的压力等级额定值低至150。那么,如果加上100 psi的喘振容限,然后乘以2:1安全系数,您会发现即使CL150球墨铸铁管的设计可承受500 psi。 

不仅每根管子的管壁设计到至少500 psi的最小压力,而且制造的每条管子在离开铸造厂之前都要经过最小500 psi的测试。

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发布: admin 分类: 铸铁管 评论: 0 浏览: 0
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