精轧无缝钢管的“压力”涉及两类指标:
A. 工作压力(Working Pressure,WP)——长期安全运行的最高内压;
B. 试验压力(Test Pressure,TP)——出厂前短时水压验证压力,一般为 1.5×WP 或按标准给定值。
二者都必须同时满足“尺寸-材料-温度-标准”四维约束,不能只用“壁厚越厚压力越高”一句话概括,天津188金宝博销售集团有限公司把国内现行规范、常用材料、温度修正、安全系数及国外参考值全部拆开说明,方便设计或采购时直接查用。
核心计算公式
国标 GB/T 20801、GB 150 采用的薄壁筒公式(D/t>20 时误差<3 %)
其中
P —— 最大允许工作压力,MPa;
t —— 公称壁厚,mm;
D —— 公称外径,mm;
[σ] —— 材料在设计温度下的许用应力,MPa。
对碳钢/低合金钢 [σ] = σb / S 或 σs / S,S 为安全系数。
水压试验压力(GB/T 8163-2018 6.5 条)
PT = 2·t·σs·75 % / D(2)
且 PT ≥ 0.9 MPa;
试验保压时间≥5 s,不得出现渗漏、可见变形。
材料与许用应力 [σ](常温 20 ℃示例)
| 钢号 | 交货状态 | σs MPa | [σ] MPa(S=1.5) | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 10# | 正火 | ≥205 | 137 | 最经济,≤300 ℃ |
| 20# | 正火 | ≥245 | 163 | 国内最常用的“20G”管坯 |
| 16Mn(Q345B) | 正火 | ≥325 | 217 | 中等强度,-40 ℃冲击 |
| 25Mn2V | 精轧+回火 | ≥450 | 300 | 高压化肥管常用 |
| 12CrMo | 正火+回火 | ≥205(400 ℃) | 113(400 ℃) | 高温强度下降已计入 |
注:若按 ASME B31.3,S 取 1.5~3.0,根据流体毒性、是否逆止阀、是否冲击载荷等再放大。
温度修正系数(以 20# 钢为例)
| ℃ | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| σs 保持率 | 0.98 | 0.95 | 0.90 | 0.86 | 0.80 | 0.75 | 0.70 |
| [σ] MPa | 160 | 155 | 147 | 140 | 130 | 122 | 114 |
即同一根管 20 ℃可耐 10 MPa,到 300 ℃只能耐 7.5 MPa,必须在设计阶段就降额。
国标给出的“快速查表”值(GB/T 20801.2-2020 附录 B)
以下数据已含 S=1.5、温度≤50 ℃、腐蚀裕量 0 mm、无缝管焊缝系数 1.0,可直接当“上限”用:
| 规格 | 壁厚 mm | WP MPa | TP MPa |
|---|---|---|---|
| Φ25×4 | 4 | 20.8 | 31 |
| Φ38×4 | 4 | 13.7 | 20.5 |
| Φ57×5 | 5 | 11.4 | 17 |
| Φ89×6 | 6 | 10.9 | 16.3 |
| Φ108×6 | 6 | 9.0 | 13.5 |
| Φ159×7 | 7 | 8.8 | 13.2 |
| Φ219×8 | 8 | 7.3 | 11 |
| Φ325×10 | 10 | 6.1 | 9.2 |
若温度>50 ℃或腐蚀裕量>0.5 mm,需按公式(1)重新计算,不得直接套用。
欧标 DIN 1629 精轧无缝管参考(供出口设备对比)
| 外径 mm | 壁厚 mm | WP bar | TP bar |
|---|---|---|---|
| ≤219.1 | ≥4 | 64 | 96 |
| 219.1~600 | ≥6 | 25 | 37.5 |
| >660 | ≥8 | 16 | 24 |
最高金属壁温 300 ℃,如需更高温度须改选 DIN 17175 合金钢系列 。

设计/采购必须同时注明的 6 个参数
外径×壁厚(例 Φ76×5);
材料牌号及交货状态(20# 正火,或 16Mn 正火);
设计温度(℃);
腐蚀裕量(mm);
安全系数或执行规范(GB/T 20801、ASME B31.3、DIN 1629…);
试验类别:
a) 常规水压 PT ≥ 1.5×WP;
b) 高压气瓶类需 1.8×WP 且保压 30 s;
c) 超声波+涡流探伤 NB/T 47013 Ⅰ级合格。
快速估算口诀(仅供现场口算,不满足正式签字)
“两倍壁乘百,除以外径,再乘材料系数”
P ≈ 2·t·100 / D · k
k 值:10# 取 1.4,20# 取 1.6,16Mn 取 2.1,不锈钢 0Cr18Ni9 取 1.3。
例 Φ57×5,20#:P≈2×5×100/57×1.6≈14 MPa,与精确值 11.4 MPa 量级一致,可迅速判断供应商(天津188金宝博有限公司)报价是否离谱。
常见误区提醒
把“试验压力”当成“工作压力”——极易爆管。
只看壁厚不看外径——D 增大一倍,承压能力下降一半。
常温选型、高温使用——必须按最高金属温度重新校核。
买管时不提腐蚀裕量——装置运行 3~5 年后壁厚减到原 80 %,压力等级自动降 20 %。
用焊接钢管的焊缝系数 0.8 去套无缝管——无缝管焊缝系数为 1.0,再打折就浪费材料了。
结论
“精轧无缝钢管压力”不是一个固定数字,而是一条“尺寸-材料-温度-标准”四维曲线。
现场最简做法:
① 先按 GB/T 20801 查表取 WP;
② 若温度>50 ℃或带腐蚀裕量,用公式(1)重算;
③ 出厂试验按公式(2)做水压;
④ 把 WP、TP、材料、温度、标准号 5 项全部写进采购技术协议,即可保证既安全又经济。
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