AWWA 标准 C208-2022 修订版
译制单位:管道助手
ANSI/AWWA C208-22
(ANSI/AWWA C208-17修订版)
AWWA标准
预制钢质水管管件尺寸
生效日期:2023年4月1日第 一版于1959年1月26日经董事会批准
本版于2022年10月24日批准
于2022年10月7日经美国国 家标准协会批准
AWWA标准
本文件是美国自来水厂协会(AWWA)标准。它不是规范。AWWA标准规定了最 低要求,不包含规范中通常包含的所有工程和管理信息。AWWA标准通常包含必须由标准使用者评估的选项。在使用者指定每个可选功能之前,产品或服务尚未完全定义。AWWA发布本标准并不构成对任何产品或产品类型的认可,AWWA也不对任何产品进行测试、认证或批准。AWWA标准的使用完全是自愿的。本标准不取代、优先于或替代任何政府当局的适用法律、法规或规范。AWWA标准旨在代表水务行业的共识,即所描述的产品将提供令人满意的服务。当AWWA修订或撤回本标准时,正式行动通知将刊登在《AWWA期刊》的正式通知部分。该行动自《AWWA期刊》发布正式通知的次月第 一 天起生效。
美国国 家标准
美国国 家标准意味着与本标准范围和规定实质相关的各方达成了共识。美国国 家标准旨在作为指南,帮助制造商、消费者和公众。美国国 家标准的存在绝不妨碍任何人(无论其是否批准本标准)制造、销售、购买或使用不符合本标准的产品、工艺或程序。美国国 家标准会定期进行审查,提醒使用者获取最 新版本。鼓励按照美国国 家标准生产商品的生产者自行负责在广告和促销材料或标签上声明其产品符合特定的美国国 家标准。
注意:本标准封面上的美国国 家标准协会(ANSI)批准日期表示ANSI批准程序已完成。本美国国 家标准可随时修订或撤回。ANSI程序要求,自ANSI批准之日起不超过五年,必须采取行动重新确认、修订或撤回本标准。美国国 家标准的购买者可通过致电或致信美国国 家标准协会获取所有标准的最 新信息,地址:纽约州纽约市西43街25号4楼,邮编10036;电话:212.642.4900;或发送电子邮件至info@ansi.org。
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印刷版ISBN-13:978-1-64717-123-0
电子版ISBN-13:978-1-61300-654-2
DOI:http://dx.doi.org/10.12999/AWWA.C208-22
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©2022美国自来水厂协会 美国印刷
委员会人员
负责审查和修订本标准的钢质水管制造商技术咨询委员会(SWPMTAC)C208任务组在当时有以下人员:
• 约翰·L·卢卡(主席)
• 通用利益成员:
○ R.J.卡德,制造顾问,佐治亚州苏瓦尼
○ R.R.柯林斯,JCM工业公司,得克萨斯州纳什
○ K.库图尔,美国螺旋焊管公司,阿拉巴马州伯明翰
○ D.德尚特,制造顾问,科罗拉多州奥罗拉
○ B.D.凯尔,西北管道公司,犹他州南乔丹
○ J.L.卢卡,美国螺旋焊管公司,南卡罗来纳州哥伦比亚
○ R.N.萨蒂亚尔蒂,贝克接头公司,加利福尼亚州洛杉矶
○ D.西尔斯,JCM工业公司,得克萨斯州纳什
○ E.伯德,史密斯-布莱尔公司,得克萨斯州特克萨卡纳
○ B.辛普森,美国螺旋焊管公司,阿拉巴马州伯明翰
负责审查和批准本标准的钢质管道标准委员会在批准时有以下人员:
• 小约翰·H·班贝(主席)
• 罗伯特·J·卡德(副主席)
• 约翰·L·卢卡(秘书)
• 通用利益成员:
○ S.A.阿尔瑙特(候补),斯坦泰克公司,得克萨斯州达拉斯
○ 小约翰·H·班贝,班贝工程服务公司,科罗拉多州阿瓦达
○ R.J.卡德,洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆公司,佐治亚州苏瓦尼
○ R.L.科菲,顾问,俄勒冈州本德
○ R.L.吉布森,弗里兹-尼科尔斯公司,得克萨斯州沃思堡
○ M.D.戈塞特,HDR公司,科罗拉多州丹佛
○ M.B.霍斯利(候补),霍斯利工程公司,堪萨斯州欧弗兰帕克
○ R.伊萨,AECOM公司,得克萨斯州麦金尼
○ C.H.柯比(候补),洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆公司,得克萨斯州休斯顿
○ R.A.库法斯,挪威腐蚀与检验服务有限公司,不列颠哥伦比亚省阿伯茨福德
○ J.L.马特森,腐蚀控制技术公司,犹他州桑迪
○ D.L.麦克弗森(候补),HDR公司,北卡罗来纳州夏洛特
○ A.默多克,雅各布斯公司,犹他州盐湖城
○ R.奥尔特加,奥罗拉技术服务公司,得克萨斯州休斯顿
○ E.S.拉尔夫(联络人,无表决权),AWWA标准工程师联络人,科罗拉多州丹佛
○ A.E.罗默(候补),AECOM公司,加利福尼亚州奥兰治
○ J.R.斯诺,斯坦泰克公司,科罗拉多州丹佛
○ A.M.斯坦顿,布莱克-维奇公司,加利福尼亚州帕萨迪纳
○ W.R.惠登,伍尔珀特公司,佛罗里达州奥兰多
• 生产者成员:
○ H.H.巴尔达基扬,顾问,加利福尼亚州格伦代尔
○ D.德尚特,德尚特基础设施服务公司,科罗拉多州奥罗拉
○ D.W.邓克,汤普森管道集团,加利福尼亚州里亚托
○ B.D.凯尔,西北管道公司,犹他州南乔丹
○ J.L.卢卡,美国螺旋焊管公司,南卡罗来纳州哥伦比亚
○ R.D.米尔克(候补),西北管道公司,北卡罗来纳州罗利
○ G.F.鲁赫蒂(候补),顾问,佛罗里达州蓬塔戈尔达
○ B.P.辛普森(候补),美国铸铁管道公司,阿拉巴马州伯明翰
○ C.C.桑德伯格,唯特利公司,华盛顿州伊萨夸
○ R.吴(候补),汤普森管道集团,得克萨斯州大草原城
• 用户成员:
○ L.亚当斯,美国垦务局,科罗拉多州丹佛
○ G.A.安徒生,纽约市供水局,纽约州小颈
○ B.程,大温哥华地区,不列颠哥伦比亚省本拿比
○ B.方丹,圣地亚哥县水务局,加利福尼亚州圣地亚哥
○ J.福克斯,坦帕湾水务公司,佛罗里达州克利尔沃特
○ J.加西亚(候补),大都会水区,加利福尼亚州拉文
○ S.哈坦,塔兰特地区水务局,得克萨斯州沃思堡
○ M.洛比克,斯普林菲尔德供水与污水处理局,马萨诸塞州斯普林菲尔德
○ T.彭,大都会水区,加利福尼亚州洛杉矶
○ G.雷蒙(联络人,无表决权),标准委员会联络人,小石城水回收局,阿肯色州小石城
○ V.斯库特尔尼库,洛杉矶水电局,加利福尼亚州洛杉矶
○ M.特尼(候补),丹佛水务局,科罗拉多州丹佛
目录
所有AWWA标准均遵循以下通用格式。特定标准可能会有一些格式上的变化。
章节 | 标题 | 页码 |
前言 | i | |
I.A | 背景 | i |
I.B | 历史 | i |
I.C | 验收 | ii |
II | 特殊问题 | ii |
III | 本标准的使用 | ii |
III.A | 采购方选项及替代方案 | ii |
III.B | 标准修改 | iii |
IV | 主要修订内容 | iii |
V | 意见反馈 | iii |
标准正文 | 1 | |
1 | 总则 | 1 |
1.1 | 范围 | 1 |
1.2 | 目的 | 2 |
1.3 | 应用 | 2 |
2 | 参考文献 | 2 |
3 | 定义 | 3 |
4 | 要求 | 3 |
4.1 | 管件 | 3 |
5 | 验证 | 18 |
6 | 交付 | 18 |
附录 | 19 | |
A | 钢质水管管件尺寸 | 19 |
图
1. 图1A-1H 水管管件(弯头除外)推荐尺寸 | 11
2. 图2A-2C 斜切端接头构造 | 12
3. 图3A-3D 水管弯头推荐尺寸 | 13
4. 图4 切向出口 | 15
5. 图5 小于第4.1.9节规定下限的支管(等径或异径支管的具体尺寸见图1E) | 16
6. 图6 异径弯头 | 17
表
A.1 钢质水管管件尺寸 | 19
本页故意留白
前言
本前言仅供参考,不构成ANSI/AWWA C208标准的一部分。
I. 引言
I.A. 背景
自19世纪50年代以来,钢管已在美国用于输水管线。随着1855年贝塞麦炼钢法和1861年平炉炼钢法的发展,钢铁——这种铁的最强、最通用的精炼产品——开始用于水管。
现有记录显示,早在1858年就有钢质水管的安装。最初的钢管是通过将钢板或钢带轧制成形并铆接接缝制造的。这种制造方法经过改进一直沿用至20世纪30年代。1905年,锁扣钢管问世,到1930年几乎取代了铆接钢管。到20世纪30年代初,铆接和锁扣方法逐渐被淘汰,焊接成为主要的制管工艺。随着焊接在管道建设和制造中的普及,能够适应管道水力条件和安装位置的各种钢制管件变得越来越普遍。多年来,已经制定了严格的规范,并确立了新的产品开发和制造工艺改进,以确保采购方获得高标准的产品。
I.B. 历史
本标准于1955年首 次提出,旨在为钢质水管管件提供标准尺寸。1955年7月14日被批准为"暂定"标准。1957年12月31日批准了文本修订,并纳入第四版及以后的印刷版本。修订内容包括增加一段说明性文字、修改输水和配水干管用管件表、澄清各种管件的详图。1959年1月26日,本标准未经进一步修订即获批准。
1983年6月21日批准了文本修订,并纳入第六版及以后的印刷版本。这些修订包括:
1. 增加前言,提供标准历史和主要修订内容
2. 修订表1,删除4英寸管径并将管径范围扩展至144英寸
3. 修订表2
4. 扩展图3,将尺寸范围扩展至144英寸
5. 删除表4
6. 删除替代表3
7. 删除表5
8. 增加异径三通,从图1和表1中删除光滑90°弯头类别
9. 将表1中的信息从表格格式改为公式格式,用于计算三通、四通、斜三通、支管和异径管的尺寸。在新表1中引入了系数f,以方便使用公式计算管件尺寸,并提供了弯头布置公式,以方便设计未列入表格的弯头。
1984年6月4日批准了C208-84附录。该附录在表2A-2D中增加了关于半径小于2.5D的弯头环向应力集中的警告说明。包含附录C208-84的ANSI/AWWA C208-83于1989年6月18日未经修订即获重新确认。ANSI/AWWA C208-96于1996年6月23日经董事会批准。主要修订是澄清本标准仅为尺寸指南,管件设计应符合AWWA M11《钢管:设计与安装指南》的适用章节。本标准删除了表2。ANSI/AWWA C208-01于2001年6月17日批准。ANSI/AWWA C208-07于2007年6月24日批准。ANSI/AWWA C208-12于2012年6月10日批准。ANSI/AWWA C208-17于2017年6月11日批准。本版ANSI/AWWA C208于2022年10月24日批准。
I.C. 验收
本标准本节无适用信息。
II. 特殊问题
本标准本节无适用信息。
III. 本标准的使用
AWWA标准的使用者有责任确定本标准中描述的产品是否适用于所考虑的特定应用场景。
III.A. 采购方选项及替代方案
采购方应提供以下信息:
1. 所采用的标准——即最 新修订版的ANSI/AWWA C208《预制钢质水管管件尺寸》
2. 所需管件类型(如弯头、三通、异径管、斜三通、支管等)
3. 弯头半径(如1D、1.5D、2.5D或其他)
4. 弯头的节数或段数
5. 钢质管件所连接管道的设计压力和规范(即ANSI/AWWA C200、AWWA M11)
6. 所需端部连接类型(如平端、现场对接焊接用坡口端、现场搭接焊接用承口或插口、承口或插口O型圈、法兰、沟槽或凸肩接头、机械接头)
7. 车间详图和装配图的提交要求
8. 特殊的搬运、检验或测试要求
9. 所需的衬里和涂层
III.B. 标准修改
对本标准条款、定义或术语的任何修改,均须由采购方提出。
IV. 主要修订内容
本版标准的主要修订内容如下:
1. 修改第4.1.2节,注明公称直径是计算异径管长度的依据
2. 修改第4.1.7节、第4.1.8节、第4.1.9节、图1E案例1、图1E案例II和图5,根据所使用的加强类型明确支管的最小偏角限制:使用叉形板加强的支管为45°,不使用叉形板加强的支管为30°。这些修改解决了支管锐角叉口处潜在的制造/焊接困难。进一步修改图5,增加两个新的角度变量以作澄清
3. 修改第4.1.10节,将最小分叉角从30°提高到45°。这一修改解决了分叉锐角处潜在的制造/焊接困难
4. 修改图1A-1H,使用与AWWA M11一致的术语标识出口
5. 修改图2B,以反映最大偏角为30°
V. 意见反馈
如果您对本标准有任何意见或疑问,请致电AWWA工程技术服务部,电话:303.794.7711,传真:303.795.7603;或写信至该部门,地址:科罗拉多州丹佛市西昆西路6666号,邮编80235-3098;或发送电子邮件至standards@awwa.org。
本页故意留白
ANSI/AWWA C208-22
(ANSI/AWWA C208-17修订版)
美国自来水厂协会
致力于世界上最重要的资源
AWWA标准
预制钢质水管管件尺寸
第1章 总则(SECTION 1: GENERAL)
第1.1节 范围(Sec. 1.1 Scope)
本标准提供了用于计算钢质水输送和分配设施管件整体尺寸的公式。
管件可以有多种构造形式,采购方和制造商可以商定本标准的替代方案。图1至图6所示的管件尺寸是平端管件的最小尺寸。在实际应用中,管件可以按所示作为单独部件提供,也可以在车间预制为全长或特殊长度的管道,或预制为组合多个管件的组件。
1.1.1 本标准未涵盖的条件
本标准仅作为尺寸指南。它不是关于壁厚、压力等级、结构设计或水力设计的设计标准。本标准不描述管件的加强,这可能包括增加壁厚、加强环、包裹板或叉形板。管件的设计应按照AWWA M11《钢管:设计与安装指南》中的适用章节进行。
第1.2节 目的(Sec. 1.2 Purpose)
本标准的目的是提供用于计算预制钢质水管管件尺寸的通用最 低要求的公式。
第1.3节 应用(Sec. 1.3 Application)
本标准或本标准的部分内容可在采购方文件中引用,用于规定预制钢质水管管件的尺寸。本标准的规定仅在本文件被引用时适用,且仅适用于预制钢质水管管件的尺寸。
第2章 参考文献(SECTION 2: REFERENCES)
本标准引用以下文件。在其最 新版本中,凡本标准中指定的部分,均构成本标准的一部分。若出现任何冲突,以本标准的要求为准。
• ANSI/AWWA C200——《6英寸(150毫米)及以上钢质水管》
• ASME B16.9——《工厂制造的锻钢对焊管件》
• ASTM A234/A234M——《中温和高温用锻制碳钢和合金钢管道管件标准规范》
• AWWA M11——《钢管:设计与安装指南》
第3章 定义(SECTION 3: DEFINITIONS)
本标准采用以下定义:
1. 制造商(Manufacturer):制造、加工或生产材料或产品的一方。
2. 公称直径(Nominal diameter):为简便起见用于指定管道的商业名称或尺寸。
3. 采购方(Purchaser):购买任何材料或需执行工作的个人、公司或组织。
第4章 要求(SECTION 4: REQUIREMENTS)
第4.1节 管件(Sec. 4.1 Fittings)
4.1.1 总则
本标准中的公式提供了根据钢筒外径计算任何尺寸管道管件尺寸的灵活性。
公式计算得出的值是平端或现场焊接用坡口端管件的通用最小良好实践尺寸。对于其他类型的接头连接,如机械接头、沟槽或凸肩接头、承口、插口、法兰等,可能需要替代尺寸,以保持从加强环到管端的足够距离或满足实际制造限制。其他几何受限的端部,如法兰端,在采购方和制造商就施工可行性达成一致的情况下,可提供比本标准中包含的尺寸更短的尺寸。基于公称管径的选定管件尺寸参考列表见附录A。
4.1.2 符号
本标准中公式和尺寸使用的符号如下:
• A = 三通或四通从中心线到端部的长度(图1A、1B、1C、1D)
• B = 异径三通从中心线到端部的长度(图1C、1D)
• d = 异径三通或异径支管的支管出口钢筒外径(图1C、1D、1E、4)
• D = 管道公称直径
• D₁ = 异径弯头大端钢筒内径(图6)
• D₂、D₄、D₆、Dₓ = 异径弯头正圆锥段的中间内径(图6)
• D_L = 异径管大端钢筒公称直径(图1G、1H)
• Dₙ = 异径弯头小端钢筒内径(图6)
• D₀ = 钢筒外径
• D_S = 异径管小端钢筒公称直径(图1G、1H)
• F = 斜三通从交点到管道端部的中心线长度(图1F)
• f_d = 对应于三通、支管或切向出口d的公式系数
• f_Do = 对应于三通、支管、斜三通或弯头D₀的公式系数
• G = 等径支管从交点到干管端部和支管端部的中心线长度(图1E案例I和案例II)
• G₁ = 支管从交点到干管端部的短边中心线长度(图1E案例I和案例II)
• G₀ = 异径支管的支管从交点到支管端部的中心线长度(图1E案例II)
• H_y = 斜三通支管从交点到端部的总长度(图1F)
• k = 弯头尺寸计算的标量变量 =(弯头段数)-1
• L = 弯头从交点到管道端部的中心线距离(图3A、3B、3C、3D、5)
• L_L = 支管总干管长度(图1E案例I和案例II)
• L_r = 异径管长度(图1G、1H)
• L_t = 切向出口从中心线到管道端部的长度(图4)
• n = 异径弯头的角度分段数(图6)
• n_e = 用于计算弯头半径的直径乘数
• P.C. = 异径弯头中心线曲率的几何起点(图6)
• P.I. = 交点
• P.T. = 异径弯头中心线的几何切点(图6)
• R = 弯头中心线半径(图3B、3C、3D、6)
• r₁ = 异径弯头大端展开半径(图6)
• r₃、r₅、rₓ = 异径弯头的中间展开半径(图6)
• rₙ = 异径弯头小端展开半径(图6)
• S = 预制弯头内段长度(图3B、3C、3D)
• T = 弯头从交点到切线的长度(图3B、3C、3D、6)
• T_y = 弯头公称钢筒厚度
• Y₃、Y₅、Yₓ = 异径弯头的中间偏移尺寸(图6)
• Z₁ = 异径弯头大端偏移尺寸(图6)
• Zₙ = 异径弯头小端偏移尺寸(图6)
• σ = 干管垂直中心线与干管外径和切向出口顶部交点之间形成的角度(图4)
• Δ = 弯头或管件的总偏转角(图1E案例I、1E案例II、1F、2A、2B、2C、3A、3B、3C、3D、5、6)
• Δ₁ = 支管偏转角(图5)
• Δ₂ = 支管上弯头的偏转角(图5)
• φ = 异径弯头的斜切角(图6)
• θ = 正圆锥的倾斜角(图6)
• ρ = 异径弯头的分段角(图6)
4.1.3 公式系数
本标准中的尺寸公式包含系数,以提供预制管件各部分之间足够的最小间隙。这些系数代表了良好的实践,有助于保持管端的圆度,并且是与特定方程相关的管道外径的函数。系数公式如下:
[ f_{D o}=0.143 D_{o}+5 ]
[ f_{d}=0.143 d+5 ]
注:上述公式适用于英寸单位。对于毫米单位,将5替换为127。
4.1.4 三通和四通
三通或四通的最小尺寸A使用以下公式计算(参见图1A和1B):
[ A=0.5 D_{0}+f_{D o} ]
4.1.5 异径三通和异径四通
异径三通或异径四通的最小尺寸A和B使用以下公式计算(参见图1C和1D):
[ A=0.5 D_{o}+f_{D o} ]
[ B=0.5 d+f_{d} ]
4.1.6 切向出口
切向出口的最小长度L_t使用以下公式计算(参见图4)。L_t应尽可能短,以避免在运输和搬运过程中损坏,但应足够长,以允许所需端部构造的间隙。如有必要,为使阀门操作器能够避开干管外径,应使用管段按要求延长连接。
[ sigma=arccos left(frac{0.5 D_{0}-d}{0.5 D_{0}}right) ]
[ L_{t}=0.5 D_{o} sin sigma+frac{f_{d}}{sin sigma} ]
4.1.7 支管,案例I(等径)
角度Δ不超过70°的等径支管的最小尺寸G、G₁和L_L使用以下公式计算(参见图1E案例I(等径))。对于角度Δ大于70°的情况,使用三通提供的公式(参见图1A)。支管的定义角度下限基于叉形板加强的要求。对于需要叉形板加强且要求有效角度Δ小于45°的支管,应使用45°或更大角度的支管,并在支管出口处预制一个弯头(见第4.1.9节)(参见图5)。对于不需要叉形板加强且要求有效角度Δ小于30°的支管,应使用30°或更大角度的支管,并在支管出口处预制一个弯头(见第4.1.9节)。如果采购方和制造商同意,也可以生产低于本文规定的定义角度下限的支管。
[ G=left(frac{D_{0}}{2 tan (Delta / 2)}right)+2 f_{D o} ]
[ G_{1}=left(D_{o} / 2right) tan (Delta / 2)+f_{D o} ]
[ L_{L}=G+G_{1} ]
4.1.8 支管,案例II(异径)
当出口直径d小于D₀时,角度Δ不超过70°的异径支管的最小尺寸G、G₀、G₁和L_L使用以下公式计算(参见图1E案例II(异径))。对于角度Δ大于70°的情况,使用异径三通提供的公式(参见图1C)。支管的定义角度下限基于叉形板加强的要求。对于需要叉形板加强且要求有效角度Δ小于45°的支管,应使用45°或更大角度的支管,并在支管出口处预制一个弯头(见第4.1.9节)(参见图5)。对于不需要叉形板加强且要求有效角度Δ小于30°的支管,应使用30°或更大角度的支管,并在支管出口处预制一个弯头(见第4.1.9节)。如果采购方和制造商同意,也可以生产低于本文规定的定义角度下限的支管。
[ G=frac{D_{o}}{2 tan Delta}+frac{d}{2 sin Delta}+2 f_{D o} ]
[ G_{o}=frac{D_{o}}{2 sin Delta}+frac{d}{2 tan Delta}+2 f_{d} ]
[ G_{1}^{*}=d/(2 sin Delta)-D_{o}/(2 tan Delta)+f_{D o} ]
[ L_{L}=G+G_{1} ]
*注:对于d值较小的异径支管,G₁可能为负值。因此,出口和干管中心线的交点将不在最小长度L_L范围内。
4.1.9 支管出口处预制弯头
由于设计、制造和安装限制,支管的支管偏转角Δ₁不应小于第4.1.7节和第4.1.8节规定的下限角度:需要叉形板加强时为45°,不需要叉形板加强时为30°(参见图5)。当需要Δ₁偏转角小于定义下限角度的支管时,可以使用能够产生所需有效偏转角Δ的组合管件。这种管件的一种构造如图5所示,其中支管部分的弯头产生的总角度小于支管本身的定义下限角度。可以使用支管偏转角Δ₁和支管弯头偏转角Δ₂的各种组合,以产生低于支管定义下限角度的所需有效偏转角。如果采购方和制造商同意,也可以生产低于本文规定的定义角度下限的支管。
4.1.10 斜三通(分叉)
斜三通的最小尺寸F和H_y使用以下公式计算(参见图1F的90°夹角斜三通)。可以使用小于90°至45°的其他夹角。当需要夹角小于45°的斜三通时,可以使用组合斜三通和弯头管件来获得所需角度。这种斜三通构造在每一侧都类似于图5所示的带弯头的支管出口。可以使用斜三通夹角和弯头Δ角的各种组合,以产生小于45°的所需偏转角。
其中Δ = 图1F中定义的管件夹角:
[ F=left(frac{D_{0}}{2}right) tan(Delta)+f_{D o} ]
[ H_{y}=frac{f_{D_{0}}}{sin (Delta / 2)}+frac{0.5 D_{0}}{tan (Delta / 2)} ]
4.1.11 同心和偏心异径管
异径管的最小长度L_r使用以下公式计算(参见图1G和1H):
同心异径管:[ L_{r}=4left(D_{L}-D_{S}right) ]
偏心异径管:[ L_{r}=4left(D_{L}-D_{S}right) ]
注:对于影响异径管长度的设计问题,或者如果长度必须小于上述公式计算的值,请咨询AWWA M11以获取更多指导。
4.1.12 斜切端
4.1.12.1 焊接搭接接头
使用斜切承口端可以在焊接搭接接头中实现小的偏转角,前提是保持以下条件:承口和插口直径公差、接头构造尺寸要求和接头接合尺寸要求。为形成斜切承口,先将管端斜切,然后将承口扩成与斜切面垂直(参见图2C)。焊接承口的最大斜切角限制是设计要求和制造限制的函数,无法在本标准中明确定义。虽然历史上5°是一个良好的实践限制,但实际值可能更大或更小,具体取决于特定的设计和制造参数。建议设计者就特定设计要求的实际限制咨询制造商。
4.1.12.2 焊接对接接头
通过斜切一个或两个管端可以在焊接对接接头中实现偏转角,前提是所得接头周围任何点的最大径向偏移(不对中)不超过接头所依据的采购方文件、标准或规范允许的最大值(参见图2A和2B)。斜切两个管端可能不切实际,但两个管端都应适当准备以进行对接焊接。建议每个斜切焊缝的最大偏转角为22.5°。在任何情况下,每个斜切焊缝的最大偏转角不得超过30°。
4.1.13 弯头
4.1.13.1 尺寸
在指定弯头尺寸时,设计者应考虑水力特性、空间要求、制造限制、应力因素以及管道预期寿命内的成本效益比。基于这些考虑,预制弯头的最 佳半径为2.5倍管道钢筒外径。在空间允许的情况下,建议将此半径作为输水干管的标准。对于工厂管道中空间有限的情况,可以使用小于2.5D₀的半径,但必须使用应力增强系数。如果半径小于2.5D₀,则必须使用AWWA M11中概述的方法验证壳体厚度。
4.1.13.2 锻钢
对于小直径(4-24英寸[100-600毫米]),符合ASME B16.9和ASTM A234/A234M的钢制对焊管件有适用于水务服务的各种壁厚和等级,通常是预制弯头的经济替代方案。对于空间有限且锻钢管件占地面积更小的应用,最大直径达48英寸(1200毫米)的大型锻钢管件可能具有优势。(钢制对焊管件有小于4英寸[100毫米]的尺寸。对于这些较小的管件,应用4英寸[100毫米]管件的尺寸将是保守的。)
4.1.13.3 预制弯头
建议遵循以下预制钢质管道弯头尺寸标注指南:
参见图3A、3B、3C和3D:
1. R是推荐的弯头半径
2. T是弯头的切线长度
3. S是弯头内段长度,其公式见本列表第7项。最小S=1.5英寸(38毫米)或6T_y,取较大值
注:这代表了控制焊接应力和尺寸公差的良好实践
4. 建议每个斜切焊缝的最大偏转角为22.5°。在任何情况下,每个斜切焊缝的最大偏转角不得超过30°
5. L是弯头支管的最小推荐长度
注:根据半径大小,L可能小于T
6. 推荐的两节、三节、四节和五节弯头:
○ 对于Δ≤22.5°,使用两节弯头;k*=1
○ 对于22.5°<Δ≤45°,使用三节弯头;k*=2
○ 对于45°<Δ≤67.5°,使用四节弯头;k*=3
○ 对于67.5°<Δ≤90°,使用五节弯头;k*=4
*注:对于任何弯头构造,k=(弯头段数)-1
7. n_e是用于计算弯头半径的直径乘数。输水干管的推荐n_e为2.5。当n_e小于2.5时,需要按照AWWA M11中的说明考虑应力增强系数。n_e的值不得小于达到本列表第3项中注明的最小S值所需的值。
其中:
[ R=n_{e} D_{o} ]
[ S=D_{o}left(2 n_{e}-1right) tan [Delta /(2 k)] ]
[ L=n_{e} D_{o} tan [Delta / 2]-D_{o}left(n_{e}-0.5right) tan [Delta /(2 k)]+f_{D o} ]
[ T=n_{e} D_{o} tan [Delta / 2] ]
示例:给定外径为49.75英寸的三节45°弯头,n_e=2.5
[ 22.5^{circ}<Delta leq 45^{circ},因此k=2 ]
[ R=2.5(49.75)=124.375 text{英寸} ]
[ S=49.75[2(2.5)-1] tan {45 /[2(2)]}=39.6 text{英寸} ]
[ L=2.5(49.75) tan (45 / 2)-49.75(2.5-0.5) tan {45 /[2(2)]}+0.143(49.75)+5=43.8 text{英寸} ]
[ T=2.5(49.75) tan [45 / 2]=51.5 text{英寸} ]
在某些应用中,可以使用复合弯头和异径弯头。异径弯头的几何关系见图6。复合管道弯头的计算方法和公式参见AWWA M11。
图
图1A-1H 水管管件(弯头除外)推荐尺寸
• 图1A 单径向出口全尺寸出口
• 图1B 全尺寸四通(验证"A"尺寸是否符合AWWA M11表7-1中注明的"ICT"设计要求)
• 图1C 单径向出口非全尺寸出口
• 图1D 双径向出口非全尺寸出口(出口尺寸可以不同)
• 图1E 案例I 单径向-支管出口(等径)
• 图1E 案例II 单径向-支管出口(异径)
• 图1F 90°斜三通
• 图1G 同心异径管
• 图1H 偏心异径管
图2A-2C 斜切端接头构造
• 图2A 单斜切端——焊接对接接头
• 图2B 双斜切端——焊接对接接头(最大30°)
*注:端部斜切角可以不同。关于接头配合参见第4.1.12.2节
• 图2C 斜切承口端——焊接搭接接头
图3A-3D 水管弯头推荐尺寸
• 图3A 两节弯头(0°至22.5°)
• 图3B 三节弯头(大于22.5°至45°)
*注:L可能小于T
• 图3C 四节弯头(大于45°至67.5°)
*注:L可能小于T
• 图3D 五节弯头(大于67.5°至90°)
*注:L可能小于T
图4 切向出口
图5 小于第4.1.9节规定下限的支管(等径或异径支管的具体尺寸见图1E)
图6 异径弯头
R = 弯曲半径
n = 2×偏转角数
D₁ = 大管内径
Dₙ = 小管内径
其中x = 从P.C.到所考虑点的分段数
[ D_{x}=frac{D_{1}-2(x-1) R(tan rho)(sin theta)}{cos theta} ]
[ r_{1}=-frac{D_{1}}{2} ]
[ r_{x}=r_{1}-(x-1) R(tan rho)(sin theta) ]
[ rho=frac{Delta}{n} ]
[ sin theta=frac{D_{1}-D_{n}}{2(n-2) R(tan rho)} ]
[ r_{n}=frac{D_{n}}{2} ]
[ tan phi=frac{sin 2 rho}{cos 2 rho+cos theta} ]
[ Z_{1}=frac{r_{1}(sin theta)}{cos 2 rho+cos theta} ]
[ Z_{n}=frac{r_{n}(sin theta)}{cos 2 rho+cos theta} ]
[ Y_{x}=frac{r_{x}(sin theta)}{cos rho} ]
[ T=R tan frac{Delta}{2} ]
第5章 验证(SECTION 5: VERIFICATION)
本标准本节无适用信息。
第6章 交付(SECTION 6: DELIVERY)
本标准本节无适用信息。
附录A 钢质水管管件尺寸
表A.1 钢质水管管件尺寸
公称直径(英寸) | 公称直径(毫米) | 三通/四通A(英寸) | 三通/四通A(毫米) | 异径三通B(英寸) | 异径三通B(毫米) | 90°弯头L(英寸) | 90°弯头L(毫米) | 45°弯头L(英寸) | 45°弯头L(毫米) |
4(4½ OD) | 100 | 8 | 203 | 7 | 178 | 11 | 279 | 7 | 178 |
6(6⅝ OD) | 150 | 10 | 254 | 8 | 203 | 14 | 356 | 8 | 203 |
8(8⅝ OD) | 200 | 11 | 279 | 9 | 229 | 17 | 432 | 9 | 229 |
10(10¾ OD) | 250 | 12 | 305 | 10 | 254 | 20 | 508 | 10 | 254 |
12 | 300 | 14 | 356 | 11 | 279 | 23 | 584 | 11 | 279 |
14 | 350 | 15 | 381 | 12 | 305 | 26 | 660 | 12 | 305 |
16 | 400 | 16 | 406 | 13 | 330 | 29 | 737 | 13 | 330 |
18 | 450 | 17 | 432 | 14 | 356 | 32 | 813 | 14 | 356 |
20 | 500 | 19 | 483 | 15 | 381 | 35 | 889 | 15 | 381 |
22 | 550 | 20 | 508 | 16 | 406 | 38 | 965 | 16 | 406 |
24 | 600 | 21 | 533 | 17 | 432 | 41 | 1041 | 17 | 432 |
30 | 750 | 25 | 635 | 20 | 508 | 50 | 1270 | 20 | 508 |
36 | 900 | 29 | 737 | 24 | 610 | 59 | 1499 | 24 | 610 |
42 | 1050 | 33 | 838 | 27 | 686 | 68 | 1727 | 27 | 686 |
48 | 1200 | 36 | 914 | 30 | 762 | 77 | 1956 | 30 | 762 |
54 | 1350 | 40 | 1016 | 33 | 838 | 86 | 2184 | 33 | 838 |
60 | 1500 | 44 | 1118 | 37 | 940 | 95 | 2413 | 37 | 940 |
66 | 1650 | 48 | 1219 | 40 | 1016 | 104 | 2642 | 40 | 1016 |
72 | 1800 | 52 | 1321 | 43 | 1092 | 113 | 2870 | 43 | 1092 |
78 | 1950 | 56 | 1422 | 47 | 1194 | 122 | 3099 | 47 | 1194 |
84 | 2100 | 60 | 1524 | 50 | 1270 | 131 | 3327 | 50 | 1270 |
90 | 2250 | 63 | 1600 | 53 | 1346 | 140 | 3556 | 53 | 1346 |
96 | 2400 | 67 | 1702 | 57 | 1448 | 149 | 3785 | 57 | 1448 |
102 | 2550 | 71 | 1803 | 60 | 1524 | 158 | 4013 | 60 | 1524 |
108 | 2700 | 75 | 1905 | 64 | 1626 | 167 | 4242 | 64 | 1626 |
114 | 2850 | 79 | 2007 | 67 | 1702 | 176 | 4470 | 67 | 1702 |
120 | 3000 | 83 | 2108 | 71 | 1803 | 185 | 4699 | 71 | 1803 |
126 | 3150 | 87 | 2210 | 74 | 1880 | 194 | 4928 | 74 | 1880 |
132 | 3300 | 90 | 2286 | 78 | 1981 | 203 | 5156 | 78 | 1981 |
138 | 3450 | 94 | 2388 | 81 | 2057 | 212 | 5385 | 81 | 2057 |
144 | 3600 | 98 | 2489 | 85 | 2159 | 221 | 5613 | 85 | 2159 |
注:
1. 所有尺寸均基于管道外径等于公称直径D,但12英寸及以下管道的尺寸基于注明的管道外径。
2. 弯头尺寸参见第4.1.13.3节和图3A-3D。
3. 当需要法兰、机械接头或承插接头时,或为满足其他设计条件时,应在这些尺寸上增加额外长度。给出的支管尺寸适用于等径30°角管件。对于大于30°至70°的角度,参见第4.1.7节中的公式。对于大于70°的角度,使用三通给出的尺寸。
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