赵 飒

(河北生特瑞工程设计有限公司，河北 石家庄 050011)

化工行业普遍使用蒸汽作为热源，蒸汽管道受热产生热膨胀，管道材料内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗因受热产生的变形。在考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力[1]。当蒸汽管道在运行时其内的应力接近或超过管材的极限应力，材料就会被破坏。因此若管道设计不合理，将存在安全隐患。如：由于管道热应力导致管架被推坏，管道滑脱，弯头焊缝开裂，设备管口被顶坏等，严重者会引发燃烧、爆炸。

1 蒸汽管道的设计

1.1 蒸汽管道的选材及强度计算

公称直径大于或等于DN50的蒸汽管道即属于压力管道，压力管道的设计应遵循《压力管道安全技术监察规程-工业管道》 TSG D0001，《压力容器压力管道设计许可规则》TSG R1001，《压力管道规范 工业管道》GB/T 20801等规范的相关规定。在进行蒸汽管道设计时，首先应根据蒸汽介质的温度、压力确定管道及管件的设计温度、设计压力、压力等级等。近而确定管道材质，一般情况下蒸汽管道可选用碳钢材质，但鉴于碳化物有可能转化为石墨的的可能，碳钢不宜在425℃以上的温度下长期使用[2]。温度较高的蒸汽还可以选用15CrMo、不锈钢材质。

根据蒸汽使用量计算管径，查阅手册可得到蒸汽的常用流速推荐范围值。管径确定后，依据GB/T 20801.3中直管内压设计中的计算厚度公式(1)计算壁厚t，碳钢管道需考虑腐蚀裕量。

(1)

式中：P——设计压力，单位为兆帕(MPa)；

D——管子外径，取管子外径的名义值，或由实测所得，单位为毫米(mm)；……