直縫鋼管Pipe和Tube的區別外徑壁厚的由來

 管道行業的1+1為什么等于2問題.  
一) 直縫鋼管Pipe和Tube的區別
符合ASME B36.10和ASME B36.19的圓形管狀產品叫做Pipe.
其余的圓形管狀產品,以及方的,三角的,六角的,等等其他形狀的,都叫做Tube.

二)Pipe的外徑尺寸是怎么來的?
1)和鋼管的外徑有直接關聯的一個人是 羅伯特*布里格斯.布里格斯,他是費城帕斯卡鋼鐵廠的負責人.1862年,他編寫了一套鐵管的規格表,并向周邊地區傳發.
2)1862年,美國處于內戰.每個工廠都按照他們自己的規格生產鋼管和管件.布里格斯嘗試標準化尺寸,這有助于戰爭的后勤,以便不同工廠的鋼管和管件能互相匹配. 在1862年,這是一個新穎的想法.
3)鋼管的標準開始是以"布雷格斯標準"而被眾人所知.這個標準 終成為了美國標準,并且一直沿用到今天.
(布雷格斯標準--------->費城標準------>賓州標準--------->美國北方標準---------->美國標準---------->世界各國采用)
4)目前的ASTM A53標準,在1/2寸到4寸范圍內,基本引用布里格斯標準.你會發現,從4寸以后,鋼管的實際尺寸和名義尺寸逐漸減小.
(從14寸開始,實際尺寸等于名義尺寸)
5)所以,你問Pipe的外徑尺寸是怎么來的.他們是 初帕斯卡鋼鐵廠的模具的尺寸.布里格斯讓每個人都按照他的尺寸來調整. 終形成今天這個樣子. 名義尺寸都是接近或者大約等于實際尺寸.
 

三) Pipe的壁厚是怎么來的.
SCH壁厚對應表的定義  SCH= 設計壓力/許用應力 X1000 ,  (1)   然后圓整
根據Barlow公式
鋼管的計算壁厚=設計壓力X外徑 / 2X許用應力,   (2)  ,壁厚小于外徑的1/6的前提下適用

把公式(1) 帶入公式(2)
鋼管的計算壁厚=SCH X 外徑 / 2000    (3)

又因為
鋼管的名義壁厚=(鋼管的計算壁厚+2.87) / 0.875   (4)

把公式(3)帶入公式(4)
鋼管的名義壁厚= [ (SCH X 外徑 /2000)+2.87] / 0.875  (5) 

公式(5)就是問題的答案.
比如
168.3的外徑 SCH40的壁厚是  (40X168.3/2000 +2.87)/0.875=7.12,標準是7.11.
609.6的外徑 SCH20的 壁厚是 (20X609.6/2000+2.87)/0.875=10.24,標準是9.53.

這個壁厚和ASME標準上的有稍微出入. 原因在于 英寸換算以及四舍五入. 但是誤差很小.
(4寸以下的差異比較大,因為4寸以下的,壁厚很容易就超過外徑的1/6,  不符合barlow公式. 壁厚/外徑越大,barlow公式越不準確)

SCH的應用
1) 通過壓力快速計算壁厚  
比如, 我這里有一個管道,設計壓力是1.8 兆帕 (18巴) ,那么不論管道外徑的大小,你一律執行SCH20,就沒有問題.(當然,還是那句話,4寸以下,需要另行考慮)

2)通過查找鋼管的許用應力,快速計算可以管道可以承受的壓力
比如,我這里有一個SCH40的鋼管, 在350攝氏度的時候的許用應力是90Mpa
 (可以查找ASME B31.3 和 ASME BPVC SECTION II, PART D,METRIC )
那么管道可以承受的 大壓力=90*40/1000=3.6Mpa.