1. ASME B31.3壁厚設計計算與對比分析

  從上面的推導過程可知，對于理想的薄壁圓筒管狀設備，如果要使其強度承受給定內(nèi)壓而不致破壞，所取的計算厚度應與內(nèi)壓和管子直徑的乘積成正比，與材料的許用應力成反比。經(jīng)過多年發(fā)展和對公式的不斷修正，形成了目前廣泛認可的ASME B31.3經(jīng)典壁厚計算公式（3.3.4）或式（3.3.5）。

2. ASME B31.3管道壁厚計算方法

（1）管道的直管部分所要求的厚度應按公式（3.3.4）確定：

       t_m=t+c  (3.3.4)

考慮到鋼廠的負偏差，應選用管道最小壁厚T≥tm

（2）直管的壓力設計公式中的代號意義如下：

    c--機械裕量（螺紋或溝槽深度）與腐蝕和磨蝕裕量的總和。對于帶螺紋的組件，應采用公稱螺紋深度（ASME B1.20.1的尺寸h或相當?shù)某叽纾粚τ跊]有規(guī)定公差的機加工表面或槽，應在規(guī)定的切削深度加上0.5mm（0.02in）的公差；

   d--管道內(nèi)徑。對于壓力設計計算時，管道內(nèi)徑應是采購技術條件下的最大值；

   D--管道的外徑，如標準或技術條件表列或?qū)崪y；

   E--ASME B31.3表A-1A或A1-1B所列質(zhì)量系數(shù)；

   p--設計內(nèi)壓（表壓）；

   S--材料的許用應力，見ASME B31.3表A-1；

   T--管壁厚（實測或按采購技術條件中的最小壁厚）；

   tm--包括機加工、腐蝕和磨蝕裕量在內(nèi)的所需最小厚度；

   t--壓力設計厚度；

W--焊縫結(jié)構強度降低系數(shù)。

 W 是考慮蠕變溫度下新加的一個小于或等于1的系數(shù)。實際上式（3.3.5）和式（3.3.6）最初來源于較精確且較復雜的拉美（Lamé）公式（在1883年提出）的經(jīng)驗近似式。

  焊縫接頭強度降低系數(shù)W是引起焊縫接頭失效的名義應力與相同持久時間母材失效的名義應力的比，在缺少更多可用數(shù)據(jù)的情況下（如蠕變試驗），對于所有材料，在溫度不大于510℃（950℉）時，應取為1.0，在溫度815℃（1500°℉）時，應取為0.5。中間溫度的強度降低系數(shù)應使用線性內(nèi)插法取得。對于溫度高于815℃（1500°℉）的情況，由設計者負責確定強度降低系數(shù)。

  使用焊縫接頭的蠕變試驗來確定強度降低系數(shù)時，宜使用全厚度橫截面焊縫試樣試驗，其持久時間不低于1000h。除非設計者考慮由于橫穿焊縫應力重新分配的影響，應使用全厚度焊縫試樣。

Y--當t/D/6時從ASME B31.3表查得系數(shù)，見表3.3.18。對于中間溫度，Y值可用內(nèi)插法求得。

（3）承受內(nèi)壓的直管。

    ①. 當t＜D/6時，直管的內(nèi)壓設計厚度，應不小于式（3.3.5）或式（3.3.6）計算出的厚度：

    ②. 當t≥D/6時或p/SE>0.385時，直管的內(nèi)壓設計厚度要對諸如失效機理、疲勞影響和熱應力等因素予以特殊考慮。

（4）承受外壓的直管。

   確定承受外壓的直管的壁厚和剛性加強要求時，應遵照BPV規(guī)范VII卷第1冊UG-28至UG-30規(guī)定的程序，使用UG-29規(guī)定的兩剛性加強圈斷面中心線間長度作為設計長度Lo。作為例外的是當P.2的S值應是在設計溫度下管道材料下列數(shù)值中較小值：

   ①. 1.5倍ASME B31.3附錄表A-1的許用應力；

   ②. 0.9倍列于第II卷D篇表Y-1相應材料屈服強度。

（第VII卷中的符號D。相當于ASME B31.3中的D）