化工工艺管道材料设计说明刘铟Word文档下载推荐.docx
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HG/T20537.3-2004—化工装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求
HG/T20537.4-2004—化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求
GB/T12459-2005—钢制对焊无缝管件
GB/T13401-2005—钢板制对焊管件
GB/T14383-2008—锻钢制承插焊管件
HG/T20592~20635-2009—钢制管法兰、垫片、紧固件
HG/T21637-2004—化工管道过滤器
HG21547-1993—管道用钢制插板、垫板、8字盲板
HG/T3690-2001—工业用钢骨架聚乙烯塑料复合管
HG/T3691-2001—工业用钢骨架聚乙烯塑料复合管件
HG/T3706-2003—工业用孔网钢骨架聚乙烯复合管
HG/T3707-2003—工业用孔网钢骨架聚乙烯复合管件
GB/T4219.1-2008工业用硬聚氯乙烯(PVC-U)管道系统第1部分:
管材
HG20520-1992—玻璃钢/聚氯乙烯复合管道设计规定
HGT2437-2006—塑料衬里复合钢管和管件
HG/T21636-1987—玻璃钢/聚氯乙烯(FRP/PVC)复合管和管件
HG/T21633-1991—玻璃钢管和管件
HG/T21501-1993—衬胶钢管及管件
GB/T7306.2-2000—55°
密封管螺纹第1部分圆锥内螺纹与圆锥外螺纹
GB/T12716-2002—60°
密封管螺纹
GB/T901-1988—等长双头螺柱B级
GB/T5782-2000—六角头螺栓
GB/T5785-2000—六角头螺栓细牙
GB/T6170-2000—I型六角螺母
GB/T6171-2000—1型六角螺母细牙
GB150-1998(2002)—钢制压力容器
GB50316-2000(2008版)—工业金属管道设计规范
GB50235-1997—工业金属管道工程施工及验收规范
GB50236-1998—现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
SH3501-2002—石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范
SH3059-2001—石油化工管道设计器材选用通则
SH/T3129-2002—加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则
ASMEB36.10M—焊接和无缝锻钢管
ASMEB36.19M—不锈钢管
ASMEB16.1—铸铁管法兰及法兰配件
ASMEB16.3—可锻铸铁螺纹管件
ASMEB16.5—管法兰和法兰管件
ASMEB16.9—工厂制造的锻钢对焊管件
ASMEB16.11—承插焊和螺纹锻钢管件
ASMEB16.25—对焊端部
ASMEB16.28—钢制对焊短半径弯头和回弯头
ASMEB16.47—大直径钢法兰(NPS26至NPS60)
MSSSP-43-1991(R1996)—锻制不锈钢对焊管件
MSSSP-83—承插焊端和螺纹端钢制活接头
MSSSP-95—异径短节
MSSSP-97—承插焊端、螺纹端和对焊端支管台
ASMEB1.1—英制螺纹
ASMEB1.20.1—通用管螺纹
ASMEB16.20—管法兰用金属垫片—环连接垫、缠绕垫和包覆垫
ASMEB16.21—管法兰用非金属平垫片
ASMEB16.34—法兰端、螺纹端和焊接端阀门
ASMEB16.10—阀门面至面及端至端的尺寸
API598—阀门的检验和试验
API600—螺栓连接阀盖的钢制闸阀
API602—紧凑型钢制闸阀
BS5352—口径≤50mm钢制闸阀、截止阀和止回阀
BS1873—钢制截止阀、截止止回阀和止回阀
API594—对夹型和凸耳型止回阀
API599—法兰、螺纹和对焊连接的金属旋塞阀
API608—法兰端、螺纹端和焊接端金属球阀
BS5351—钢制球阀
API609—双法兰型、凸耳型和对夹型蝶阀
BS1868—钢制止回阀(法兰端和对焊端)
ASMEB31.1—动力管道
ASMEB31.3—化工厂和石油炼制厂管道
1.4单位
原则上采用国际单位(SI)和国家法定计量单位;
但是,阀门和疏水器等的压力等级可用“CL”(磅级)表示。
2.材料
2.1选用国内材料的管道应按照GB50316(2008年版)标准和规范进行设计、制造、焊接、热处理(当要求时)、检验和试验;
选用ASTM材料的管道应按照ASMEB31.3、B31.1等标准和规范进行设计、制造、焊接、热处理、检验和试验。
2.2当材料采用制造厂的企业标准时,应取得业主确认并批准。
2.3输送极度危险介质、高度危害介质及液化烃的压力管道应采用优质钢制造,输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造。
2.4输送腐蚀介质管道用材料应有耐腐蚀能力。
除一些局部腐蚀和应力腐蚀需按具体情况考虑外,均匀腐蚀可根据介质对金属材料的腐蚀速率来选材。
2.5高温管道材料应符合下列要求。
2.5.1材料使用温度,不应超过GB50316(2008年版)或ASMEB31.3所规定的温度上限。
2.5.2长期使用在高温条件下,碳素钢的使用温度不应超过425℃。
2.5.3奥氏体不锈钢的使用温度高于525℃时,钢的含碳量不应小于0.04%。
2.6低温管道用材料,应按ASMEB31.3的规定确定是否做低温冲击试验,试验要求应符合ASMEB31.3的规定。
2.7对操作温度≥200℃,介质含有氢气的碳钢及低合金钢管道,应根据管道最高操作温度加20℃~40℃的裕量以及介质氢气的分压,按临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限(Nelson曲线)选择适当的抗氢钢材。
2.8对操作温度≥250℃,介质为H2S+H2的管道,在满足氢腐蚀的基础上,应根据Couper曲线中高温H2S+H2对各种钢材的腐蚀率来选择适当的材料。
当选用奥氏体不锈钢时,应选用稳定型奥氏体不锈钢。
2.9对高温硫和环烷酸腐蚀介质,应以该装置的原料来源、介质的实际含硫含酸量、介质的流速、介质温度等为参数,按SH/T3129的规定选择适当的材料。
2.10一般情况下腐蚀裕度可如下取值:
(1)输送工艺介质、蒸汽、蒸汽冷凝液和公用空气或水系统中,碳钢和铁素体合金钢的允许腐蚀裕度最小为1.5mm。
(2)衬里管、奥氏体不锈钢和非铁基材料允许腐蚀裕度最小为0mm。
2.11当钢中的含碳量超过0.30%时,不能采用氧气切割或者热切割工艺成型的焊接。
2.12焊接接头应按照GB50235或ASMEB31.3,B31.1进行应力消除。
但当管道材料等级中要求焊后热处理时,不管壁厚多少,焊接接头均应进行应力消除。
2.13材质或压力不同的管子相连时,连接两根管道的阀门或法兰按其中较高等级的管子规格或压力等级选用。
合成橡胶和塑料(氟塑料除外),不允许用在有机溶剂或其它易反应的化学工业环境中。
3管道及其组成件
3.1一般要求
3.1.1选用国内材料的管道及管道组成件均应满足GB、HG等标准中要求的尺寸、材料及其它要求;
选用ASTM材料的管道及管道组成件都应满足ASTM,ANSI/ASME,API,MSS,BS等标准中要求的尺寸、材料及其它要求。
3.1.2当采用国内制造厂商生产的ASTM、API、MSS、BS标准的管道及其组成件时制造商应取得ASTM,API,MSS,BS标准的资格证书。
3.1.3DN32(NPS1-1/4),DN65(NPS2-1/2),DN90(NPS3-1/2),DN125(NPS5)和DN550(NPS22)应尽量避免使用。
如果设备管口采用上述尺寸时,与其相接的管道应选用合适的管件。
3.2管子
3.2.1国内材料的管子壁厚应按照GB50316(2008年版)计算;
ASTM材料的管子壁厚应按照ASMEB31.3计算。
如果管道材料等级中有特殊说明,可以按照其它标准进行计算。
壁厚计算应以设计压力—温度条件,以及腐蚀或磨蚀裕量和机械加工附加量所要求的最小壁厚为依据。
壁厚计算应按设计压力和设计温度相偶合时最严重条件下某一条管道的压力和温度条件进行设计。
3.2.2当设计选用国内材料时,管子的尺寸和壁厚应执行HG20553标准;
当管子的尺寸和壁厚超出HG20553标准规定的范围时,则应执行工程规定。
3.2.3当选用ASTM材料时,对于碳钢和低合金管子,其外径和壁厚应执行ASMEB36.10M标准。
对于奥氏体不锈钢,非铁基材料的管子,其外径和壁厚应执行ASMEB36.19M标准,如果管子的外径和壁厚范围超出ASMEB36.19M标准,则执行ASMEB36.10M标准。
当管子的尺寸和壁厚超出ASMEB36.10M规定的范围时,则应执行工程规定。
3.2.4一般介质用钢管宜按下列要求选用。
(1)当压力等级<PN100bar(CL600)时,一般性公用工程介质用碳钢管应选用:
(a)DN15~250(NPS1/2”~10”)钢管选用无缝钢管。
(b)DN≥300(NPS≥12”)的钢管选用直缝焊接钢管。
(2)当压力等级<PN100bar(CL600)时,一般性腐蚀介质或洁净介质用不锈钢管宜按下列要求选用:
(a)DN15~150(NPS1/2”~6”)钢管选用无缝钢管。
(b)DN≥200(NPS≥8”)的管子选用直缝电熔焊钢管。
(3)压力等级≥PN100bar(CL600)的任何介质的管道,NPS≤20”的管子选用无缝钢管。
3.2.5在一般情况下DN≤40(NPS≤1-1/2”)的钢管最小壁厚如下:
(1)碳钢和低合金钢管:
不小于SCH80;
(2)奥氏体不锈钢管:
不小于SCH40S;
(3)镀锌钢管选GB/T3091加厚型。
3.2.6剧毒流体管道不应使用任何脆性材料,碳钢管道壁厚大于或等于19mm时应进行焊后热处理。
3.3管件
3.3.1管件尺寸标准如下:
(1)可锻铸铁螺纹管件:
ASMEB16.3;
建议采用螺纹锻钢管件.ASMEB16.11-2001
(2)承插焊和螺纹管件:
应符合GB/T14383或ASMEB16.11;
(3)对焊管件:
应符合GB/T12459、GB/T13401或ASMEB16.9、ASMEB16.28、MSSSP–43;
(4)未被包括在公认的标准内的管件采用制造厂标准时,应征得业主的确认。
3.3.2对焊管件的厚度应与相接管子的公称壁厚相同或更厚。
3.3.3承插焊管件可使用至DN40(NPS1-1/2),螺纹管件可使用至DN50(NPS2),对焊管件宜用于DN50(NPS2)及更大的尺寸。
3.3.4焊接支管连接的补强应按照GB50316或ASMEB31.3设计。
3.3.5专用管件应按照制造厂标准。
3.3.6管道改变走向应采用长半径弯头。
当必须采用短半径弯头时,其最高工作压力不宜超过长半径弯头的0.8倍,并应在管道安装图中注明。
3.3.7≤DN50(NPS2)的净化风、生活用水管道应选用镀锌螺纹管件,
3.3.8活接头不应用于氢介质以及温度260℃以上或压力等级高于PN50bar(CL300)的介质。
3.4法兰
3.4.1除特殊工艺管线的法兰选用ASMEB16.5(DN≤600)和ASMEB16.47B系列(DN≥650),法兰材质选用ASTM材料;
其它法兰选用按HG/T20592、HG/T20615,材质采用中国材料。
3.4.2管法兰尺寸如下:
(1)钢制法兰,压力等级PN20bar(CL150)–PN260bar(CL1500)(≤NPS24)和压力等级PN420bar(CL2500)(≤NPS12),应符合HG/T20615或ASMEB16.5的规定。
(2)钢制法兰,压力等级PN20bar(CL150)–PN50bar(CL300)(NPS26-60),应符合HG/T20615或ASMEB16.47(系列B)的规定。
(3)钢制法兰,压力等级PN2.5bar–PN160ba,应符合HG/T20592的规定。
(4)铸铁法兰,压力等级CL25,125,250及800,应符合ASMEB16.1的规定。
3.4.3对焊法兰的接管外径与壁厚应与其对接的管道的外径与壁厚相一致。
除非另有规定,法兰焊接端的坡口应与管子一致。
3.4.4管道法兰的密封面应与其对接的阀门和设备管嘴法兰的密封面相匹配,但与设备非标管嘴法兰配对的法兰(含垫片、紧固件)应由设备专业提供。
3.4.5与工艺管道直接连接的仪表如调节阀、流量计等的法兰、在设备或工艺管线上取源用的法兰和阀门、以及高压部分的仪表用法兰和阀门应与配管专业或与设备专业所使用的法兰一致。
其余仪表控制专业内部所使用的法兰标准按本专业规定执行。
当仪表用法兰不与设备和管道所用法兰一致时,其配对的法兰及其垫片、紧固件均由仪表专业提供。
3.4.6乙炔,氯乙烯等介质应选用凹凸面,除配设备和仪表法兰的管法兰外,其它管法兰不宜选用突面。
3.4.7剧毒流体管道法兰
(1)不应采用平焊(平板式)法兰;
(2)法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25%的裕量,且不应低于公称压力2.0MPa;
(3)采用软垫片时,应选用凹凸面或榫槽面的法兰。
3.5阀门
3.5.1阀门应选用API阀门,阀门类型应与PID图一致;
当需要选用与PID图不一致的阀门类型时,应征得工艺专业同意并由工艺专业更改PID图中的阀门符号。
3.5.2阀门的制造应符合相应的API标准的规定,阀门的压力温度等级应按ASMEB16.34的规定。
3.5.3球阀的密封件压力—温度额定值应按API608的规定,蝶阀的密封件压力—温度额定值应按API609的规定。
3.5.4对夹式止回阀不得用于往复式设备或其它苛刻条件。
DN350(14"
)以上的对夹式止回阀,在管道布置时应考虑阀瓣开启时所需要的足够的空间。
3.5.5油品、油气、液化石油气、天然气、氢气等管道应选用钢阀。
3.5.6装置内水、空气等公用物料管道可选用钢阀。
3.5.7用于循环水管道≥DN100的阀门宜选用蝶阀,工艺管道DN≥200的阀门为减小结构和管道荷载,也可以考虑选用蝶阀。
3.5.8工艺介质管道需采用非金属阀座的球阀、旋塞阀时,阀门应有防火、防静电结构,且压力温度等级应根据设计条件校核。
3.5.9一般介质用阀门的阀杆填料应选用石墨填料。
3.5.10对一般介质用法兰连接阀盖的阀门,当压力等级小于CL600时,其垫片使用柔性石墨复合垫或不锈钢缠绕垫;
当压力等级等于CL600时,可选用缠绕垫或金属环垫,但对H2介质应使用金属环垫。
压力等级≥CL900,DN≥2”的阀门应选用压力自紧式密封阀盖。
3.5.11压力等级≥CL600的蒸汽阀门的阀内件宜选用stellite硬质合金密封面。
3.5.12除非另有说明,闸阀、截止阀、止回阀应遵照下表的规定:
阀体材料
压力
等级
端部形式
最小壁厚和
额定压力值
尺寸①
端部-端部
连接面-连接面
端部
承插焊
及螺纹
APISTD602②
和制造商标准
ASMEB16.34
制造商标准
SW:
ASMEB16.11
SCRD:
ASMEB1.20.1
对焊③
APISTD600
ASMEB16.10
ASMEB16.25
法兰
ASMEB16.34
ASMEB16.5
(DN≤600)
ASMEB16.47B系列(DN≥650)
球墨铸铁
CL150
备注:
①包括公差。
②≤CL600管道等级中DN40(11/2”)及以下的阀门用API602标准中CL800钢阀。
③阀门对焊端的坡口形状应与管子相一致。
在完成热处理除去锈鳞之后,应按照工程规定,在制造厂对焊接端进行射线照相检查。
3.5.13法兰端和对焊端球阀的结构长度应按ASMEB16.10的规定,蝶阀的结构长度应按API609的规定。
3.5.14标准未作规定的其它阀门的结构长度应执行制造厂标准。
3.5.15阀门的齿轮操作机构应以最大传输压力设计,这类阀门的关闭试验压力应降低到该管线的最大设计压力。
但是,除了阀门的齿轮操作机构外,阀门的其它部件应以足够的压力等级设计。
阀门的关闭试验压力应按照API598的规定。
3.5.16配备手动齿轮操作机构的阀门压力等级和尺寸宜按下表规定。
但是,将手轮或手柄开到一半的位置时的操作力不能超过35Kgf。
压力等级LB(bar)闸阀截止阀旋塞阀球阀蝶阀
150(20)≥NPS16″≥NPS12″≥NPS4″≥NPS8″≥NPS6”
300(50)≥NPS14″≥NPS10″≥NPS4″≥NPS6″
600(110)≥NPS12″≥NPS8″
900(150)≥NPS8″≥NPS6″
1500(260)≥NPS6″≥NPS6″
2500(420)≥NPS6″≥NPS4″
压力等级bar闸阀截止阀旋塞阀球阀蝶阀
PN16≥DN400≥DN300≥DN100≥DN200≥DN150
PN25≥DN400≥DN300≥DN100≥DN200≥DN150
PN40≥DN350≥DN250≥DN100≥DN150
PN64≥DN350≥DN250≥DN100≥DN150
PN100≥DN300≥DN200
PN160≥DN200≥DN150
如果制造厂提供的产品与本规定有差异时,应提交书面偏差给买方审查和确认。
3.5.17剧毒流体管道阀门的选用要求:
(1)应采用防止阀杆填料处泄漏的阀门,包括旋塞型或其他具有可靠的密封结构型式的阀门。
(2)阀盖应为法兰连接,至少用四根螺栓。
采用足够机械强度的直螺纹连接方式,金属对金属接触的密封的结构要进行密封焊。
3.5.18乙炔用阀不得含铜及铜合金。
3.5.19氯乙烯用球阀应选用防止阀杆飞出结构。
3.5.20液氯用阀应选用氯碱协会认证的液氯专用阀。
3.6垫片
3.6.1尺寸标准如下:
(1)垫片应符合HG/T20606~HG/T20612-2009、HG/T20627~HG/T20633-2009的标准规定;
(2)特殊垫片:
制造厂标准。
3.6.2凹凸面法兰所用缠绕式垫片应带内定位环。
凸台面法兰所用缠绕式垫片应带外定位环,下列情况凸台面法兰所用缠绕式垫片应带内外定位环:
(1)压力等级≥PN100bar(CL600)的法兰;
(2)压力等级﹤PN100bar(CL600)且DN﹥600的法兰;
(3)聚四氟乙烯缠绕垫。
外定位环材质一般为碳钢;
内定位环材质根据设计条件决定,一般情况下,其耐蚀性应相当或优于金属带材质。
3.6.3石棉垫片或含有石棉的垫片均不允许使用。
3.7管法兰用紧固件
3.7.1<
M36的螺栓(柱)、螺母宜选用粗牙螺纹,≥M36的螺栓(柱)、螺母应选用细牙螺纹。
3.7.2商品级六角头螺栓及I型六角螺母的使用条件应符合以下要求:
(1)公称压力等级小于或者等于PN16bar(CL150);
(2)非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合;
(3)配用非金属垫片。
3.7.3商品级双头螺柱及I型六角螺母的使用条件应符合以下要求:
(1)公称压力等级小于或者等于PN40bar;
3.7.3除第5.7.2和5.7.3条外,管法兰用紧固件应选用专用级全螺纹螺柱和Ⅱ型(m=1.0d)专用螺母。
4端面连接
4.1管道的连接形式通常采用下列几种类型:
螺纹连接;
法兰连接;
咬合连接;
对焊和承插焊。
所有管道连接优先采用焊接。
4.2螺纹连接使用60°
密封管螺纹,应采用NPT螺纹,螺纹标准为GB/T12716或ASMEB1.20.1;
使用55°
密封管螺纹,螺纹标准为GB/T7306.2。
4.3通常情况下,承插焊用于DN≤40(11/2"
)的管件,对焊用于DN≥50(2"
)的管件。
4.4在丝堵,放空/放净,孔板法兰的取压点和热电偶出口通常是螺纹连接。
下列情况需在螺纹连接处采用密封焊:
4.4.1.氢,烃或有毒介质及超过0.3MPa蒸汽。
4.4.2.所有漏入大气中能自燃的介质。
4.4.3.与压力容器相接,在第一切断阀上游端的管线(包括切断阀)。
4.4.4.保温管线上的水压试验的丝堵(试压后)。
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