压力管道常用规范.docx
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压力管道常用规范
常用压力管道材料标准规范
GGB150-1998《钢制压力容器》(第1、第2号修改单)
GB50316-2000《工业金属管道设计规范》"b+n/c+L+t'b,\.I;q([*N+q
GB50251-2003《输气管道工程设计规范》
;O7]0k2F't+\:
L,\*f2o0vGB50253-2003《输油管道工程设计规范》5p2E/l(W:
?
;b
GB50028-93《城镇燃气设计规范》(2002版;~;@+i$X0D.X&}
或2002局部修改条文),q(j(a9M3q3C
GB50030-1991《氧气站设计规范》#b9E3I#o#k&e:
y
GB50030-2005《氢气站设计规范》 ~+v,X;D'^&]
GB50160-92《石油化工企业防火设计规范》(1999年版)
-}9~!
@4Y7v6\6b {
;m7B8k9N-b+s*y-|-R)]
GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
%a7g8L1M2?
*M2C7XSH3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》.r;B&Z:
b#u2q
SH/T3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》
(?
#F(N;{.t7X"f+Q,J"T._SH/T3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》
:
B0D2U-F;X9G.{+x(q)J8m0RSY/T0599-1997《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》!
E,C.?
6a7K+u6d,l!
A
SH/T3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》:
{(V'E1e9G
ASMEB31.3《工艺管道》2r9k+V&@%u:
\$u8F
0i%}"v)O!
i8t6G%I(f(n
二.A%D&_'Z2H!
~)^ g
管道的分级和流体的分类
目前国内对工业管道有按管道设计压力及输送介质划分的管道级别和按输送流体介质划分的流体类别两种分级、分类方式。
ASME压力管道规范B31.3《工艺管道》按流体划分工况。
*h,m0a(J*F*P%v+k'u
(一)%m7J*Y:
u'?
2@$E
按管道设计压力及输送介质物性划分的管道级别
《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059管道分级
"N1b4~*a2P'o T
管道级别
;k-G7y7Y'j!
O2s7M1N+X7{.m
适
7a8v.J'B4y9s7r4^用)m;c z(\+s&N
范%P7{.K,v3\#a*~.u.e&w
围
*u-S!
S4Q7H2S"}&I#W7V
SHA
'a0f&[)o$C)E
1毒性程度为极度危害介质管道(苯管道除外)
2.毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道0m2O(~9i0i;[9y-C
3.设计压力大于或等于10.0MPa的介质管道/z2I&G1o9f"b5`"E C8M!
M
)B.Z0\&E0~0d4c)U4n0d!
p9Q5G,M&I
%v!
h;S3c;d7x6J
6Y-P3X.s,V*T*M3^
V*D:
{#c!
q/l,Q
3l9s8s#F q4B%w K!
e(B"f.Y1F:
Q5\${
3u1I4o+h,U/l
4i*y8[7c!
X(b'z&e-S8g(Z9J#P
SHB:
r+B;D(c"g6Q4j"m
1.毒性程度为极度危害介质的苯管道2.毒性程度为高度危害介质管道(丙稀腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外)3.甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烃、甲B类、乙A类可燃液体介质管道.
?
:
A4r;o!
]-O4R9g8w.M9x
SHC)y&e.[4`3G5t0u5x&t
1.毒性程度为中度、轻度危害介质管道
2.乙B类、丙类可燃液体介质管道1l:
G%x4V%j4|
;?
)e2x4u F$M0G6[4~
|'A2P1o&m!
L)c
SHD
&I2b2f'D8Q:
S$a4B
设计温度低于-29℃的低温管道
8O1}:
{%D0~,C;Z3i/n5j:
_
0T3y:
S6n1@-k%Y"z.h
SHE
2r3o&{1A4E3Q
/N.?
6e#g8X$o5O
设计压力小于10.0MPa,且设计温度高于或等于-29℃的无毒、非可燃介质管道
*@:
E1w1?
'J8O-o5T
2l!
T3z"m,X)j2g
注:
混合物料应以其主导物料作为分级依据
(二)7g+u6H'v-Y&b!
g
按管道输送介质划分的流体类别
《工业金属管道设计规范》GB50316,将工业金属管道中输送流体分为A1类、A2类、B类、D类、C类五类流体:
1.A1流体!
g$|9j$w!
J7F;J$F)l
在该规范内系指剧毒流体,在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中,被人吸入或与人体接触时,能造成严重中毒,脱离接触后,不能治愈.相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中Ⅰ级(极度危害)的毒物。
h%q2H0\;k7c+F%y;t
2.A2流体
在该规范内系指有毒流体,接触此类流体后,会有不同程度的中毒,脱离接触后可治愈.相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中Ⅱ级及以下(高度、中度、轻度危害)的毒物。
6|!
u t/o5v!
f"^
3.B类流体'];Z/r5F8f
在该规范内系指这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体,这些流体能点燃并在空气中连续燃烧。
([#I%B0?
$b)Y&_
4.D类流体
$V3n)q)m'f0K+^+p8@指不可燃、无毒、设计压力小于或等于1.0MPa和设计温度高于-20~186℃之间的流体。
!
c+e.p'e1B9q5.C类流体
}-{/^ o:
?
9G q(E系指不包括D类流体的不可燃、无毒的流体。
*?
3R @(S'L3P;S
该规范的A1流体、B类流体、D类流体和《工艺管道》ASMEB31.3中的M类流体、D类流体、可燃(常规)流体相同。
2B,m1L/R(`9Y-D4C&w/U6z
(三)《工艺管道》ASMEB31.3的管道流体分类
美国机械工程师协会标准《工艺管道》ASMEB31.3中根据被输送流体的性质和泄漏时造成的后果,将化工厂和炼油厂工艺管道输送的流体分为D类、M类和性质介于二者之间的可燃(常规)流体。
三
4O"e2y"_0_.k8_ z9x+N管道组成件的设计基准
(一).d&R)W+a"S'A3D;r*[
设计压力
1.管道组成件的设计压力,不应低于正常操作(时)过程中,由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。
2V2n8n%Z.?
7d%z'w#^注:
最苛刻条件是导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件。
'a5k(E4~%}0`7q!
_%`8C'}#s1Z+p%j0u:
E$b0z"H7F
(二)1V9x/a:
E-f*A8f
设计温度.i+R+d;h*f#X+[
(结合2.4.2题
(a(A(~9h5V3I#~9w0JP26)
*1管道组成件的设计温度,不应低于正常操作(时)过程中,由压力和温度构成的最苛刻条件下的温度。
)f3q!
W6d9d7{-]
管道的设计压力、设计温度的确定可按《工业金属管道设计规范》GB50316、《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059和具体的操作条件来确定。
"d5\5k"S1L6[
(三)最苛刻条件的判定
判定式:
P/[σ]t
&f%o+_6|2z4G)m%qP:
设计压力
X;N,R%d"F([%c'h'm(MPa);
;~5H6I6Z-^9g6n6L-V4I;Q$x)A!
p.o$|7T t
[σ]t:
设计温度下材料的许用应力(MPa)8V2Q;|0n7U,j+i/m
(四)管道组成件的压力温度参数
管件磅级代号
管件形式
用作额定值计算依据的管子
Sch.No
管壁厚代号
2000
3000
6000
3000
6000
9000
螺纹式
螺纹式
螺纹式
承插焊式
承插焊式
承插焊式
80
160
…
80
160
…
XS
…
XXSXS
…
XXS
!
w-G/w3k.?
'{:
O
9q"}0F*e9O;z*|/q,h6V
(五)许用应力
1.金属管道组成件的材料许用应力,应按现行《工业金属管道设计规范》GB50316的规定选用。
2.管道柔性设计的应力限制,应符合现行《石油化工管道柔性设计规范》SH/T3041的规定。
&U&Z!
y+m#|$e2I'~+{6U
(六)管道设计寿命和最低公称压力
1.管道设计寿命宜为15年。
2.除另有规定外,对于有毒、可燃介质管道的法兰连接最低公称压力,应符合下列规定:
-D#F'f:
F2g"D;f-v
1)SHA级管道的公称压力,不宜低于5.0MPa;+i0@$X7m7U4[4s(]
2)SHB、SHC级管道的公称压力,不宜低于2.0MPa。
9W%u#h1D/]
3)《工业金属管道设计规范》GB50316规定:
A1流体不应采用平焊法兰;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。
+o8u4q,l7?
-e8W
四
*|5n6F7D!
d#e管道器材选用
(一)一般规定
2j/f)M a%k+G:
k1?
1.管道材料,应根据管道级别、流体类别、设计温度、设计压力和介质特殊要求等设计条件,以及材料加工工艺性能、焊接性能和经济合理性等选用。
6t&p&\7L(w1t8L7h
2.标准管道组成件的压力温度参数,应符合管道设计温度和设计压力的要求。
6?
+x-Y6e7e9K9M#[
.h.D&h4q:
V
**3.管道组成件由内压产生的环向应力不得大于其最高设计参数下材料的许用应力。
"z4Z;x"N3P9|6s4.在设计条件下,非标准管道组成件的计算应力,不应超过管道设计温度下材料的许用应力。
*~/l5Y"c7c1u-W/C
8高温管道钢材,应符合下列要求:
*1)高温压力管道受压元件的钢材使用温度,不应超过现行《工业金属管道设计规范》GB50316中规定的材料许用应力值所对应的温度上限。
4o)E)P2C)j#E&W7y0O
2)非受压元件的钢材使用温度,不应超过钢材的极限氧化温度。
常用金属材料的抗氧化极限温度见下表;r8n%A7Y q8D;{
常用金属材料的抗氧化极限温度
钢材牌号
抗氧化极限温度℃
碳素钢
12CrMo
15CrMo
1Cr5Mo
0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、Cr17Ni12Mo20
Cr25Ni20
≤560
≤590
≤590
≤650
≤850
≤1100
**3)长期使用在高温条件下,碳素钢和碳锰钢的使用温度不应超过425℃,0.5Mo钢不应超过468℃;(结合6.7.13题P304)
**4)碳素钢和碳锰钢在高于425℃长期使用时,应注意钢中碳化物相的石墨化倾向。
0@.m!
^#K5P
**5)
6y3W6Y4[3[/V&B奥氏体不锈钢的使用温度高于525℃时,钢中含碳量不应小于0.04%。
'Q;o#{.b*h.P-w&?
+W
**6)对操作温度等于或高于200℃,介质中含有氢气的碳钢及低合金耐热钢管道,应根据管道最高操作温度加20~40℃的裕量和介质中氢气的分压,按临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限(Ne1son曲线)选择适当的抗氢钢材。
(结合6.7.15题P305)
设计温度≤230℃的含氢管道可选用碳钢。
)r/V4I*k0G3B3h
7)对操作温度等于或高于250℃,介质为H2S-H2的材料选用,应根据高温H2S-H2对各钢种的腐蚀率按《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059或《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》SH/T3129的附录C“高温H2S/H2腐蚀曲线”选择材料。
8)5N,Y6B+?
$z
高温硫和环烷酸腐蚀用钢
1)
"U;b6_%Z9Y-T:
e3n高温硫在240~480℃之间对钢材产生化学腐蚀。
'?
/R0Q-w/P;f9a.K3z
高温硫和环烷酸腐蚀用钢按《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》SH/T3129进行选择材料。
7b6k!
y;K u4i)`
*9设计温度低于或等于-20℃的低温管道用钢材,除含碳量小于和等于0.10%且符合标准的铬镍奥氏体不锈钢在材料温度不低于-196℃时不做低温冲击试验外,其余钢材均应作夏比(V型缺口)低温冲击试验。
试验要求应符合《钢制压力容器》GBI50和《工业金属管道设计规范》GB50316的规定。
*低温压力管道是指设计温度低于或等于-20℃的压力管道
低温管道用钢材做低温冲击试验不包括“
.f$G,n4j1p7p,F!
j.}低温低应力工况”
9R:
x/A&P&o)q,G8D:
l。
“
7b5O'N(@4d7A"g低温低应力工况”
9L$R4U)E-F4U.I系指压力容器壳体及其受压元或受压的管道组成件的设计温度虽然低于或等于-20℃,但其环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6,且不大于50MPa的工况。
环向应力不大于50MPa是“
*x4l/R7o2X/v(M a%c低温低应力工况”的判据。
!
x4B+Q4H)Z&v.A
*10湿H2S应力腐蚀用钢(结合6.5.4题P286)
d碳当量CE限制:
2W1G;E6W/r$Y:
}.y*F--低碳钢和碳锰钢
8_1Q Y!
W*F$?
0}CE$V.\'X.}0d5D
≤0.40%(CE
0G)B,m:
B3E#M0d+U.B=C%+Mn/6%);
%f5D*o:
o [9{--低合金钢(包括低温镍钢)CE"Q/i%s5F"B6R+r:
~ y(B
≤0.45%(CE3A+a&A:
`%p0M1L"l
=C%+Mn/6%+(Cr+Mo+V)/5%+(Ni+Cu)/15%);:
T/y8C-l1O&L!
y
碳对钢的焊接性能的影响(结合6.4.2题P284))\$s1?
I9l:
D
酸性天然气系统和酸性天然气-油系统管道材料的选择,应符合《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》SY/T0599的规定。
-M9W'L @-C3m
11Na0H溶液应力腐蚀用钢
.H1r:
i-U.N%?
(结合6.5.6题P286)
12液氨应力腐蚀环境用钢
/R6F*D"{/O:
S0e.u(结合6.5.5题P286)1A.U5c5{(]7a
13输送极度危害介质、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。
含碳量大于0.24%的材料,不宜用于焊制管子及管件。
在特殊情况下,如选用含碳量超过0.24%(0.25%)的钢材,应限定碳当量不大于0.45%。
:
c5w:
C7s*I:
|%M
14选择材料时,应考虑不同材料间相互连接或接触,在工艺过程中可能产生的有害影响。
**奥氏体不锈钢管道的管托和有静电接地要求的奥氏体不锈钢管道,导线跨接或接地引线
9[&z ~"R"z'o,b,d+L应采用不锈钢板过渡,不应和不锈钢管道直接连接。
!
u:
E9D*J*~8D+b15输送腐蚀性介质管道用材料应有耐腐蚀能力。
除晶间腐蚀和其他局部性腐蚀需按具体情况考虑外,一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。
#x"X;?
;E'_5|
*18金属在应力(拉应力)和腐蚀性介质的共同作用下(并有一定的温度条件)所引起的破裂为应力腐蚀破裂。
常用金属材料易产生应力腐蚀破裂的环境组合见培训教材和有关的标准规范如《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059等。
(结合6.5.3题
(D1G l#}$I"h#^0g9CP285)
19碳素钢镇静钢板Q235-B、C的适用范围有何不同。
(结合6.7.4题P301)
*1)
7D2_7`,F1U5r%C)D碳素镇静钢板Q235-B的适用范围规定如下:
*v)w#G6U'j
设计压力≤1.6MPa;
9l'v)s \2P/y9z(|*]设计温度0~350℃-[ C7@3g'J!
D4S2o)`&u$F
钢板厚度不大于20mm;
%X)g*c"{&R)Z&f$~*w不得用于液化烃,毒性程度为高度、极度危害介质的管道。
&^!
i7g6I%o"i
2);Z"f)}0r,I!
m'n
碳素镇静钢板Q235-C的适用范围规定如下:
设计压力*m%h,^8~ O1_&Y3v
≤2.5MPa;"P-{0N"L0l)y
设计温度6X%g,k/C#k%S%w
0~400℃5[(u:
c3p v)k7S-J#F0v
钢板厚度不大于30mm;-u m B1r1V0k"Z;f
不得用于液化烃,毒性程度为高度、极度危害介质的管道。
)i%j#x2_+T
20剧烈循环条件下的管道组成件应符合的一些特殊要求。
#X,\.W&t+R }*~!
O
二)管道连接
承插焊连接不应用于可能发生缝隙腐蚀介质的管道;
&D#T)i,}%b.M/j;B&V
螺纹连接宜用于公称直径小于或等于40mm的管道,并应符合下列规定:
6F0J&_'z9h/X,J%L**l)(?
$s:
q'r:
k7V
管螺纹应符合现行《60°密封管螺纹》GB/T12716或《55°密封管螺纹,_._.{;q%z-y*Q$h
第1部分圆柱内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.1和《55°密封管螺纹"a7F*x/@9}%w)T,m-m
第2部分圆锥内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.2的规定;'y6I+f3H.S4](T(I
&h'D"t,C/T#j0F
(结合6.8.11题P308)3^-J%G8f(U%A!
C&|4D
**3法兰连接型式应根据管道设计压力、设计温度、介质特性及泄漏率等要求选用。
5除设计另有规定外,活接头不宜用于有毒介质管道。
2E*B1F6E:
j"V4?
**6连接不同压力等级管道的阀门、法兰等管道组成件,应按苛刻条件选用。
4B6P/Z4L:
O5p'm7D管道和管道组成件常用的连接方式有哪些?
各有何特点?
&K*X7O.d8a(^,Q!
f
(三)管道分支
1支管和主管连接,除支管通过加强管接头(支管台)与主管连接和支管连接处作为一个整体受压元件设计、制造并经检验合格外,均应进行开孔补强计算校核,并根据计算校核结果采取相应的补强措施。
五
"q2h4O&U){/{)Q管道组成件的选用
(一)
.O,r!
S7_0?
8O-b管子
*压力管道应采用流体输送用钢管。
(见6.8.3题P305),
|7y3?
!
G(P1z/],@1G2常用国产无缝钢管按下列钢管标准选用:
8U%O&G,n1I9S4e8q:
\
1)GB/T8163-1999.\+I'y%i5w3^
输送流体用无缝钢管+h"u+[/X(f J:
\0{)r
2)GB3087-1999
d0n9L9R-K$U7C-u低中压锅炉用无缝钢管%e9o'm7K(u,z
3)GB9948-88
*p$p/t-V$v9J5@;t9B*L石油裂化用无缝钢管
(V.?
$[)v)W;?
5j*i4)GB5310-1995
;E$[/t"c"f)i(f!
N高压锅炉用无缝钢管
9b(D&o"Z-P'?
O
5)GB6479-2000-a.X-K:
~$^,M/L)e
高压化肥设备用无缝钢管
6)GB/T18984-2003
%S'|%z:
B+f低温管道用无缝钢管4c0R7F0W$[!
A1]5k
7)GB/T14976-20023J3@5R2e5X!
@
流体输送用不锈钢无缝钢管0X%^8S%o3W d!
e5X#E%r1z
8)GB13296-91锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管7b p+^6F1c;i,w
)w/u P(n'T2`:
M(Y9R!
K
3常用国产焊接钢管按下列钢管标准选用:
1)GB/T3091-2001低压流体输送用焊接钢管:
n3[.P9~)^5C.@*n5E)R"r#P
注:
"o&U-F7Z-}'K3z3o
GB/T3091现行标准增加了直缝埋弧焊接钢管
;G#J4b#l*d1B
2\1p9a5N7P"}2)GB/T13793-92
'x;r0{3z7G0h直缝电焊钢管.B'~1p4N7P'F
3)SY/T5037-2000
(S4R+P)t7x-C&
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- 压力 管道 常用 规范