压力容器壁厚计算器 （ASME VIII-1）
计算圆筒（UG-27，纵缝/环缝双向校核）与成形封头——2:1 椭圆、碟形（F&D）、半球（UG-32）的设计壁厚。 允许应力按设计温度从 ASME II-D 表自动插值查取，并计入焊缝系数（UW-12）、腐蚀裕量、标准板厚向上取整与 MAWP 回算。 这是本站 ASME 体系最完整的工具——与压力容器设计师在 U 钢印项目发包前运行的公式完全一致。
UG-27 — 纵缝/环缝双向校核
所需壁厚（含腐蚀裕量）
–mm
–
分缝校核明细
UW-12 焊缝系数依据
E 针对被校核的焊缝：UG-27 环向应力（纵缝）公式采用 Category A 纵缝系数；轴向应力公式采用 Category B 环缝系数。RT-1 全检 = 1.00，RT-2 局部抽检 = 0.85，不检测 = 0.70（UW-12 Type 1 对接接头）。
几何参数与数据来源
允许应力来源
S 由 ASME BPVC II-D Table 1A 公开转载值在 100–650°F 间线性插值（见下表）。设计使用前请核对你所持版本的 II-D 原文。
ASME II-D 允许应力表 （S，公开转载值）
| 材料 | 100°F ≈ 38°C | 200°F ≈ 93°C | 300°F ≈ 149°C | 400°F ≈ 204°C | 500°F ≈ 260°C | 600°F ≈ 316°C | 650°F ≈ 343°C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SA-516 Gr.70Plate · carbon steel | 138 | 138 | 138 | 138 | 138 | 133 | 127 |
| SA-285 Gr.CPlate · carbon steel | 108 | 108 | 108 | 108 | 106 | 102 | 98 |
| SA-106 Gr.BPipe · seamless carbon steel | 118 | 118 | 116 | 112 | 106 | 97 | 92 |
| SA-240 Type 304Plate · austenitic SS | 138 | 136 | 131 | 125 | 119 | 114 | 111 |
| SA-240 Type 316LPlate · austenitic SS | 138 | 137 | 134 | 128 | 121 | 115 | 111 |
| SA-387 Gr.11 Cl.2Plate · 1.25Cr-0.5Mo alloy | 148 | 148 | 148 | 148 | 148 | 148 | 148 |
点击材料行即可载入计算器。表中为 II-D 公开转载值——设计使用前请以最新版规范原文为准。
计算方法说明 （UG-27 / UG-32 逐项）
本工具实现的规范公式
- 圆筒环向应力（UG-27(c)(1)）：t = P·R / (S·E − 0.6P) — 通常控制
- 圆筒轴向应力（UG-27(c)(2)）：t = P·R / (2S·E + 0.4P)
- 2:1 椭圆封头（UG-32(d)，K=1）：t = P·D / (2S·E − 0.2P)，等价半球法 L = 0.9D：t = P·L/(2SE−0.2P)
- 碟形封头（UG-32(e)）：t = 0.885·P·L·M / (S·E − 0.1P)，M = ¼(3+√(L/r))
- 半球封头（UG-32(f)）：t = P·R / (2S·E − 0.2P)
- 随后：t所需 = t设计 + CA → 标准板厚向上取整 → 用腐蚀后厚度 t名义 − CA 回算 MAWP
为什么要两个圆筒公式？环向应力是轴向应力的两倍，但纵缝系数 E 往往较小—— UG-27 要求两个方向分别满足。纵缝系数相同时环向公式控制；纵缝检测等级差时轴向公式可能控制。
外压？本期不覆盖——外压失稳按 UG-28 用 II-D Subpart 3 图表计算，见 FAQ。 UG-16(b) 成形后最小厚度为 1/16 in（≈1.6 mm），不含腐蚀裕量。
需要制造？对接 ASME U 钢印工厂
壁厚初算完成后，下一步是找持有 ASME U 钢印、具备 II-D 材料追溯能力并经受权检验师（AI）审核的制造厂—— 包括 NDT、PWHT 与液压试验文件。把容器或换热器规格发给我们，我们将转接河北/沧州产业带的合格工厂： SA-516-70 筒体、成形封头、管束与撬装整体供货。
常见问题
压力容器壁厚计算和管道 Schedule 壁厚有什么区别？+
两者解决的是不同问题。管道 Schedule（ASME B36.10M）是按公称尺寸预先标准化的商用壁厚系列，它并不知道你的实际压力、温度、材料允许应力和焊缝质量。UG-27 容器壁厚是真正的工程设计计算：t = P·R/(S·E − 0.6P)，其中 S 来自设计温度下的 ASME II-D 允许应力表，E 反映焊缝射线检测等级。同一根 SCH 40 管子用于不同工况可能严重过厚或不足——容器公式是按真实载荷条件来确定壁厚的。
UG-27 公式里的 0.6P 系数是怎么来的？+
UG-27(c)(1) 不是薄壁理论加一个经验修正，而是厚壁圆筒 Lamé 精确解的改写形式。环向最大应力出现在内壁面，规范将其重排为 t = P·R/(S·E − 0.6P)（纵缝公式）和 t = P·R/(2S·E + 0.4P)（环缝公式），0.6P 与 0.4P 正是内壁面 Lamé 解的精确系数。因此 UG-27 在 t ≤ R/2、P ≤ 0.385·S·E 范围内保持准确，远比简单的'环向应力 = PR/t'薄壁公式更安全——后者在该范围外会危险地偏于不保守。
焊缝系数 E 应该取多少？+
E 由 UW-12 表决定，取决于接头型式与射线检测程度，而非主观选取。对于 Type (1) 双面焊对接接头：100% 射线检测（RT-1，UW-11 全检）取 E = 1.00；局部射线检测（RT-2，UW-52 抽检）取 E = 0.85；不作射线检测取 E = 0.70。多数 ASME 打证工艺容器纵缝采用全检 E = 1.00；中低压储罐常用 0.85 抽检。盛装剧毒介质的容器按 UW-2 必须全检。
MAWP 回算中是否扣除了腐蚀裕量？+
是。MAWP 按腐蚀后厚度（名义厚度减去腐蚀裕量）计算，这是保守的寿命末期状态。本计算器用 t（腐蚀后）= t（名义）− CA 代入 UG-27/UG-32 的反算公式，给出设计温度下的 MAWP。真实设备铭牌 MAWP 由制造商确认，还可能受接管、法兰或安全阀整定压力限制。
为什么计算器拒绝了我的设计温度？+
本工具的允许应力表止于 650°F（343°C）。超过该温度后，碳钢与低合金钢进入时间相关（蠕变）区间，允许应力取决于设计寿命，必须查阅最新版 ASME II-D 原文——对公开转载表做插值或外推不符合工程规范。奥氏体不锈钢的表格范围更宽；SA-387 Gr.11 等 Cr-Mo 钢请直接核对 II-D。
这个计算器能做外压（真空）设计吗？+
不能——外压设计本期刻意不覆盖。真空下薄壁圆筒的失效模式是失稳（屈曲）而非屈服，壁厚需按 UG-28 用 L/Do、Do/t 几何参数结合 II-D Subpart 3 材料曲线计算，必要时还要设计加强圈。若容器承受全真空或夹套外压，请单独完成 UG-28 计算；初步估算时可按承受 0.1 MPa（约 15 psi）外压保守设计筒体。
我能用这个计算器做 ASME U 钢印容器设计吗？+
可用于方案估算、预算编制和核对制造厂报价，但不能作为正式设计文件。打证容器必须由持证制造商按 VIII-1（或 VIII-2）设计并经受权检验师（AI）审核；U 钢印仅在液压/气压试验和数据报告签署后授予。本工具忠实实现了 UG-27/UG-32，但不覆盖接管补强（UG-37）、疲劳、风/地震载荷、最低设计金属温度冲击豁免（UCS-66）及外压（UG-28）。
为什么碟形（F&D）封头比 2:1 椭圆封头厚这么多？+
标准碟形封头 6% 的转角半径会在转角区产生很大的弯曲应力集中，UG-32(e) 的应力放大系数 M = ¼(3+√(L/r)) ≈ 1.77 正是为此设置的。2:1 椭圆封头曲率平滑过渡，K = 1，同等工况下所需壁厚通常只有碟形的一半甚至更少。这正是 2:1 椭圆封头尽管成形成本略高却在现代容器设计中占主导的原因。
相关工程工具
免责声明：本计算器按 ASME VIII-1 UG-27/UG-32 公式、基于 100–650°F 公开转载的 II-D 允许应力值进行初步壁厚估算， 不能替代注册压力容器工程师与授权检验师（AI）的设计、审核与认证；U 钢印打证容器须由持证制造商完成全套焊接文件、 NDT 与液压试验。本工具不覆盖接管补强（UG-37）、外压（UG-28）、疲劳、最低设计金属温度冲击豁免（UCS-66）、 风/地震载荷及各辖区附加要求。