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管道标准

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1、管道压力等级 1.1 设计条件 1.1.1设计压力 1.1.2设计温度 1.2影响管道压力等级确定的因素 1.2.1应用标准体系 1.2.2材料 1.2.3操作介质 1.2.4介质温度及管系附加力 1.3影响壁厚等级确定的因素 1.3.1材料的许用应力 1.3.2腐蚀余量 1.3.3管子及其元件的制造壁厚偏差 1.3.4焊缝系数 1.3.5设计寿命 1.4 常用压力管道器材的设计标准

1 管道压力等级

压力管道的组成件一般都是标准件,因此压力管道组成件的设计主要是其标准件的选用,管道压力等级的确定也就是其标准件等级的确定。

管道的压力等级包括两部分:

以公称压力表示的标准管件的公称压力等级; 以壁厚等级表示的的标准管件的壁厚等级。

管道的压力等级:通常把管道中由标准管件的公称压力等级和壁

厚等级共同确定的能反映管道承压特性的参数叫做管道的压力等级。而习惯上为简化描述,常把管道中管件的公称压力等级叫做管道的压力等级。

压力等级的确定是压力管道设计的基础,也是设计的核心。它是压力管道布置、压力管道应力校核的设计前提条件,也是影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。 1.1 设计条件

工程上,工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件,要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素,而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。

管道的设计压力:应不低于正常操作时,由内压(或外压)与温度构

成的最苛刻条件下的压力。

最苛刻条件:是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级

的条件。

设计压力确定: 考虑介质的静液柱压力等因素的影响,设计压力一

般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。

a. 一般情况下管道元件的设计压力确定

一般情况下,为了操作上的方便,在此不妨采用压力容器的做法,即在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。

表1-1 一般情况下管道元件的设计压力确定 工作压力Pw(MPa) Pw≤1.8 1.88.0 设计压力P(MPa) P= Pw+0.18 P= 1.1Pw P= Pw+0.4 P=1.05 Pw ※ 当按该原则确定的设计压力会引起管道压力等级变化时,应判断该工作压力是否就是由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力,如果是,在报请有关技术负责人批准的情况下,设计压力可取此时的最高工作压力,而不加系数。

b. 管道中有安全泄压装置时,

管道中有安全泄压装置时预示着该管道在运行过程中有出现超出其正常操作压力的可能。设置安全泄压装置(如安全阀、爆破片等)的目的,就是在系统中出现超出其正常操作压力的情况时,能将压力自动释放而使设备、管道等系统的硬件得到保护。此时管道的设计压力应不低于安全泄压装置的设定压力。 c. 管道中有高扬程的泵

对于高扬程的泵,尤其是往复泵,在开始启动的短时间内,往往会在第一道切断阀之前的管道和泵内产生一个较高的封闭压力,有时这个封闭压力会达

到一个很大的值。此时泵的出口管道,其设计压力应取泵的最大封闭压力值。 d. 真空系统

真空系统管道承受的压力就是其外部的大气压力,故其设计压力应取0.1MPa外压;

e. 与塔或容器等设备相连的管道

与塔或容器等设备相连的管道其设计压力应不低于所连设备的设计压力。当管道内有较高的液体液柱时,还应考虑该液体静压头的影响。事实上,对于管道来说,其受力要比设备复杂,这是因为它除受介质载荷之外,还往往遭受到由于管道的热胀冷缩而产生的管系力等。因此,管道的设计压力一般应不低于设备的设计压力。 1.1.2设计温度

管道的设计温度: 应不低于正常操作时,由内压(或外压)与温度

构成的最苛刻条件下的温度。

最苛刻条件 指导致管子及管道组成件最大壁厚、最高公称压力等级

或最高材料等级的条件。

设计温度的确定:考虑环境、隔热、操作稳定性等因素的影响,设计

温度应略高于由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作温度。

a. 一般情况下管道元件的设计温度确定

一般情况下为了操作上的方便,在此不妨也采用压力容器的做法,在相应工作温度的基础上增加一个裕度系数(除法兰和螺栓以外)。

表1-2 一般情况下管道元件的设计温度确定

工作温度Tw(℃) -20350 设计温度T(℃) T= Tw-5(最低取-20) T= Tw+20 T= Tw+(5~15) ※当按该原则确定的设计温度会引起管道压力等级或材料变化时,应判断该工作温度

是否就是由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作温度,如果是,在报请有关技术负责人批准的情况下,设计温度可取此时的最高工作温度,而不加系数。

法兰、垫片的设计温度不低于最高工作温度的90%; 螺栓、螺母的设计温度应不低于最高工作温度的80%。 b. 夹套或外伴热管道

对于夹套或外伴热的管道当工艺介质温度高于伴热介质温度时,其设计温度按上表选取;当工艺介质温度低于伴热介质温度时,对夹套伴热取伴热介质温度为设计温度,而对外伴热则取伴热介质温度减10℃与工艺介质温度二者的较大值为设计温度;

c.安全泄压管道

安全泄压管道取排放时可能出现的最高或最低温度为设计温度; d蒸汽吹扫的管道

采用蒸汽吹扫的管道当介质温度高于吹扫蒸汽的温度时,则

按介质温度根据上表确定其设计温度。当介质温度低于吹扫蒸汽温度时,应视具体情况而定。例如,按介质温度选取的管道及其元件不能承受吹扫介质的条件时,应适当提高等级以适应吹扫介质条件。 f. 多种工况下工作的管道

同一根管道,如果在两种或两种以上工况条件下工作时,其设计温度应取与

内压(或外压)构成的最苛刻条件下的最高工作温度,并对其它工况进行校核。

f. 临氢管道

临氢操作的管道,在查Nelson曲线时,应取设计温度再加30~50℃作为查曲线的温度参数值。这是因为Nelson曲线为统计值,在邻近曲线下方选材时而出现氢损伤的实例也曾发生过;

g. 带衬里的管道

带隔热耐磨衬里的管道,其金属部分的管道设计温度应经计算或实测确定。一般情况下,宜取250℃作为设计温度;

h. 管系应力计算时

在进行有弹簧支架的管系应力计算时,宜取介质的正常工作温度作为计算参数。

1.2影响管道压力等级确定的因素

除了上述的设计温度和设计压力是管道压力等级确定的基本参数外,还有一些其它因素也将影响到管道压力等级的确定。 1.2.1应用标准体系

不同的标准体系,其公称压力等级系列是不同的,对应的温度-压力表也不相同。或者说,相同的设计条件,而选用不同的应用标准,其公称压力等级是不同的。因此,在确定管道公称压力等级之前,应首先确定其应用标准体系。 1.2.2材料

不同的材料,其机械性能是不同的,那么它们在标准中的温度-压力表上的对应值也是不相同的。因此在确定管道的公称压力之前应首先确定管道及其元件的材料。材料的选用是由设计温度、设计压力和操作介质确定的。

管道中各元件的材料标准往往是不同的,一般情况下,管子用管材,法兰

用锻材,而阀门多用铸材。无论用什么材料标准,它们都应该是同等级的材料,即具有对操作条件的同等适应性和等强度; 注意管材、板材、棒材、铸材的配伍。 1.2.3操作介质

一般情况下,管道的公称压力在对应温度下的许用压力不得超出其设计压力。

对由于管子及其元件失效而将造成严重危害或易于产生重大事故的介质,在考虑其公称压力等级时,不应仅仅按温度-压力表来确定,应适当提高其公称压力等级,即提高其安全可靠系数。SH3059、SYJ10标准对此都有详细的规定,例如:

对输送剧毒介质的管道,当采用SH标准体系时,无论介质的操作压力是多少,其公称压力等级应不低于PN1.0MPa;当采用JB标准体系时,应不低于PN4.0;

对输送氢气、氨气、液态烃等介质的管道,当采用SH标准体系时,无论介质的操作压力是多少,其最低公称压力等级应不低于PN2.OMPa,当采用JB标准体系时,应不低于PN2.5MPa;

对输送一般可燃介质的管道,当采用SH标准体系时,其公称压力等级应不低于PN2.0MPa,当采用JB标准体系时,应不低于PN1.6MPa。

1.2.4介质温度及管系附加力

许多法兰标准都给出这样一个注释:其温度-压力表的对应值是指法兰不受冲击载荷的对应值。事实上,法兰遭受外部管道给予的弯曲、振动、温度循环等附加载荷时,都将影响其密封性,甚至影响到强度的可靠性,此时应将这些外部载荷折算成当量介质压力来确定管道所需的公称压力。

给予法兰的弯曲载荷主要是由管系的热胀冷缩引起的。一般情况下,对于PN2.0等级的法兰,当其工作温度大于200℃时,或PN1.0

及以上等级的法兰在工作温度大于400℃时,均应考虑管系对法兰产生的附加载荷的影响,否则应提高管系的公称压力等级。 1.3影晌壁厚等级确定的因素 1.3.1材料的许用应力

材料的许用应力是指材料的强度指标除以相应的安全系数而得到的值。材料的机械性能指标有屈服极限、强度极限、蠕变极限、疲劳极限等,这些指标分别反映了不同状态下失效的极限值。为了保证管道运行中的强度可靠,常将管道元件中的应力在各强度指标下某一值,该数值即为许用应力。当管道元件中的应力超过其许用应力值时,就认为其强度已不能得到保证。因此说,材料的许用应力是确定管道壁厚等级的基本参数。

不同的设计标准,选取材料的许用应力值是不同的。对压力管道来说,国内的设计标准是按GB150《钢制压力容器》确定的许用应力值,ASTM材料则是取按ANSI B31.3《Process Piping》标准确定的许用应力值。 1.3.2腐蚀余量

腐蚀余量是考虑因介质对管道的腐蚀而造成的管道壁厚减薄,从而增加的管道壁厚值。它的大小直接影响到管道壁厚的取值,或者说直接影响到壁厚等级的确定。

目前我国尚没有一套有关各种腐蚀介质在不同条件下对各种材料的腐蚀速率数据,因此,工程上大多数情况下仍是凭经验来确定其

腐蚀余量的。许多国内外的工程公司或设计院通常都将腐蚀余量分为如下四级:

a.无腐蚀余量。对一般的不锈钢管道多取该值;

b.1.6mm腐蚀余量。对于腐蚀不严重的碳素钢和铬钼钢多取该值;

c.3.2mm腐蚀余量。对于腐蚀比较严重的碳素钢和铬钼钢管道多取该值;

d.加强级(大于3.2mn)腐蚀余量。对于有固体颗粒冲刷等特殊情况下的管道,根据实际情况确定其具体值。. 1.3.3管子及其元件的制造壁厚偏差

管子及其元件在制造过程中,相对于其公称壁厚(或者叫理论壁厚)都会有正、负偏差,因此在确定管子及其元件公称壁厚时一定要考虑可能出现的负偏差值。各种钢管标准中规定的负偏差值是不完全相同的,GB/T8163《流体输送用无缝钢管》、GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》规定的壁厚偏差值如下:

表5-3 常用标准的壁厚偏差值

材料标准 GB/T8163 GB/T14976 壁厚(mm) ≤20 <15 ≥15 偏差值(%) +15,-10,+12,-5,-10 +15,-12.5 +20,-15 1.3.4焊缝系数

金属的焊接过程,实质上是一个冶金过程,其组织带有明显的铸造组织特征。一般情况下,铸造组织缺陷较多,材料性能也有所下降。

对于有纵焊缝和螺旋焊缝的焊接管子及其元件,相对于无缝管子及其元件来说,工程上常给它一个强度降低系数(即焊缝系数),以衡量其机械性能下降的程度。其焊缝系数的取值见表5-4

表5-4 焊接钢管的焊缝系数

序号 1 2 焊接方法 锻焊 电阻焊 接头形式 对焊 对焊 焊缝型式 直线 直线或螺旋形 检验型式 按标准要求 按标准要求 无RT 单面对焊 3 电弧焊 双面对焊 直线或螺旋形 直线或螺旋形 10%RT 100%RT 无RT 10%RT 100%RT RT 射线探伤

焊缝系数 0.6 0.85 0.8 0.9 1.0 0.85 0.9 1.0 1.3.5设计寿命

a. 设计寿命与压力管道的腐蚀余量有关。

对于均匀腐蚀来说,当知道其年腐蚀速率后,根据预定的设计寿命,就很容易算出其应取的腐蚀余量了。

b. 设计寿命还与交变应力作用的荷载变化次数、氢损伤的孕育时间、断裂因子的扩展期等影响因素有关,

c. 与压力管道的一次性投资、资金代尝期和技术更新周期有关。 d. 美国一杂志上推荐的设计使用寿命为:碳钢为5年;铬钼钢和不锈钢为10年。

SH3059标准规定的设计寿命为15年。

国外的一些工程公司对总承包项目规定一般为10年;非总

包项目一般为15年,以便从中获取较大的利润。 1.4 常用压力管道器材的设计标准

1) GB50316-2000《工业金属管道设计规范》; 2) GB50251-94《输气管道工程设计规范》; 3) GB50253-94《输道工程设计规范》;

4) GB50028-93《城镇燃气设计规范》(1998年版)(2002年局部修订条文);

5) GB50030-91《氧气站设计规范》;

6) SH3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》; 7) SH30-1994《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》; 8) HG/T206《化工装置管道材料设计规定》。

2管道器材选用 2.1管子

2.1.1 焊接钢管 2.1.2 无缝钢管

2.2管件

2.2.1连接形式 2.2.2对焊管件

2.2.3承插焊和螺纹连接管件 2.2.4 常用管件标准

2.3 法兰及紧固件

2.3.1法兰 2.3.1法兰 2.3.2螺栓/螺母 2.3.3垫片

2.4阀门及其它管道设备

2.4.1阀门的质量要求 2.4.2阀门型式的选用

2管道器材选用

压力管道的管子及其元件的选用包括应用标准、材料标准、结构形式、连接形式等内容的选定。它是管道压力等级内容的延伸。压力管道的介质、操作条件种类繁多,在这里不可能对各种情况都给出选用的标准,只能给大家一个思路,在具体的设计工作中还要具体分析并注意总结经验。 2.1管子

管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件,它的重量占整个压力管道的近2/3,而投资则占近3/5。因此,管子选的好与坏、是否经济合理,直接影响着石油化工生产装置的安全和基建投资费用。 在我国的钢管制造标准中,有结构用钢管和流体输送用钢管之分。

结构用钢管:主要用于一般金属结构如桥、梁、钢构架等,它

只要求保证强度与刚度,而对钢管的严密性不作要求。

流体输送用钢管:主要用于带有压力的流体输送,它除了要保证

有符合相应要求的强度与刚度外,还要求保证密闭性,即在出厂前要求逐根进行水压试验。对压力管道来说,它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质,故应选用流体输送用钢管。

在实际的工程设计、采购和施工中,经常发现有用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象,这是不允许的。 2.1.1焊接钢管

常用的焊接钢管标准有:

GB/T3091《流体输送用焊接钢管》

GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条

件》

SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》 SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》 GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》 HG50237.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

目前,常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为:连续炉焊(锻焊)钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。 a.连续炉焊(锻焊)钢管

连续炉焊(锻焊)钢管 是在加热炉内对钢带进行加热,然后对已成

型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。

特 点: 生产效率高,生产成本低;但焊缝质量差,综合机械性能差。

材料牌号:Q195A、Q215A、Q235A三种

用 途:适于设计温度为0~100℃、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。

标 准:GB/T3091《流体输送用焊接钢管》 b.电阻焊钢管

电阻焊钢管 是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的,带有一条直焊缝的钢管

特 点:生产效率高,自动化程度高,焊后的变形和残余应力

较小。设备投资高,对焊接接头的质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在,所以接头塑性和冲击韧性较低。

标 准:SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》 材料牌号:Q195A、Q215A、Q235A三种

用 途:适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、采暖蒸汽等

标 准:GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》

材料牌号:L 175、L210,L245,L290,L320,L360,L450等15种

用 途:石油天然气工业中可燃流体和非可燃流体(中、低压) c.电孤焊钢管

电孤焊钢管 是通过电弧焊焊接方法生产的钢管。

特 点:接头达到完全的冶金结合,接头的机械性能能够完全

达到或达到母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检查之后,电弧焊直缝钢管的使用条件可达到无缝钢管的使用条件而取代之。

螺旋缝钢管材料牌号: Q195、Q215、Q235三种

用 途:适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、采暖蒸汽等

标 准:SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧

焊钢管》

直缝钢管材料牌号: 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、

0Cr18Ni10Ti

0Cr17Ni12Mo2

00Cr17Ni14Mo2共12种

用 途:设计压力小于1.0MPa,焊缝系数小于1.0

时,不宜用于极度或高度危害介质

标 准:GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》 HG50237.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

2.1.2 无缝钢管

无缝钢管 是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要

时,热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前,无缝钢管(DN15-600)是石油化工生产装置中应用最多的管子。

a.碳素钢无缝钢管

材料牌号: 10、20、09MnV、16Mn共4种 标 准:GB8163《流体输送用无缝钢管》

GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技

术条件》

GB79《化肥设备用高压无缝钢管》

GB9948《石油裂化用无缝钢管》 GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》 GB5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB/T8163:

材料牌号:10、20、09MnV、16Mn

适用范围:设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油

气和公用介质 GB79:

材料牌号:10、20G、16Mn共3种

适用范围:设计温度-40~400℃、设计压力10.0~32.0MPa的油

品、油气 GB9948:

材料牌号:10、20共2种

适用范围:不宜采用GB/T8163钢管的场合。 GB3087:

材料牌号:10、20共2种

适用范围:低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等 GB5310:

材料牌号:20G 1种

适用范围:高压锅炉的过热蒸汽介质

检验:一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。

GB5310、GB79、GB9948三种标准的钢管,除了流体输送用钢管必须进行的试验外,还要求进行扩口试验和冲击试验;这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。

GB79标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。 GB3087标准的钢管,除了流体输送用钢管的一般试验要求外,还要求进行冷弯试验。

GB/T8163标准的钢管,除了流体输送用钢管的一般试验要求外,据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。 制造:

GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼,其杂质成分和内部缺陷相对较多。

GB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺,成分和内部缺陷相对较少。

GB79和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求,其杂质成分和内部缺陷最少,材料质量最高。

上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序: GB/T8163一般情况下,GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下;

对于油品、油气介质,当其设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时,宜选用GB9948或GB79标准的钢管;

对于临氢操作的管道,或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道,也宜使用GB9948或GB79标准。

凡是低温下(小于-20℃)使用碳素钢钢管应采用GB79标准,只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。

GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。《锅炉安全监察规程》强调指出,凡与锅炉相连的管子都属监察范围,其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的规定,故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。

**值得注意的是,质量好的钢管标准,钢管的价格也比较高,如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5,因此,在选用钢管材料标准时,应依据使用条件综合考虑,既要可靠又要经济。 b.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管

石油化工生产装置中,常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB79《化肥设备用高压无缝钢管》 GB5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB9948包含的铬钼钢材料牌号:12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种

GB79包含的铬钼钢材料牌号:12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种

GB5310包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号:15MoG、20MoG、

12CrMoG 、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种

c.不锈钢无缝钢管

常用的不锈钢无缝钢管标准有:GB/T14976、GB13296、GB9948、GB79、GB5310共五个标准。其中,后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号,而且是不常用的材料牌号。因此,当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时,基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。 GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》:

材料牌号:0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2

(316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等 共19种适于一般流体的输送。

GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》:

材料牌号:0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2

(316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、

0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等 共25种

※ “304”代号为ASTM标准中的对应牌号

※ 其中超低碳不锈钢(00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10)具有优良的抗腐蚀性能,在一定条件下,可代替稳定型不锈钢(0018Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀;

※ 超低碳不锈钢高温机械性能较低,一般仅用于温度低于525℃的条件下;

※ 稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能,又有较高的高温机械性能,但0Cr18Ni10Ti中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉,从而降低了其抗腐蚀性能,其价格较高,这类材料一般用在较重要的场合。

※0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能,价格便宜,因此被广泛应用。 2.2管件

常用的管件有:弯头、三通、异径管(大小头)、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径短节、螺纹短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。

管道的拐弯以前由现场煨制,该方法劳动强度大、效率低,,材料的组织状态和性能也不好,而且往往因管壁厚减薄而导致拐弯处成为整个管道的薄弱环节;管道的分支一般是在管子上直接开孔连接,此处有时虽然进行补强,但.焊缝一般为角焊缝,受力状况不好,焊缝质量也不易控制,因此,该处往往也成为管道的薄弱环节。采用管件后,

较好地解决了上述问题。因此,现在的压力管道已大量采用各种各样的管件,其投资约占整个管道投资的1/5。

3管道施工及验收规范 3.1综合性施工及验收规范 3.2 管道分类(级) 3.2.1 SH3501-2002管道分级 3.2.2 HG20225-95管道分级 3.2.3 GB50235-97 3.3焊接接头射线检测要求 3.3.1 SH3501-2002焊接接头射线检测要求 3.3.2 HG20225-1995焊接接头射线检测要求 3.3.3 GB50235-97焊接接头射线检测要求 3.3.4 SH3501、HG 20225、GB50235的比较 3.4 管道的压力及密封试验 3.4.1管道液体试验压力和气体试验压力 3.4.2密封试验 3.5 施工验收规范的适用范围

3 施工及验收规范

3.1综合性施工及验收规范

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

SH3501-2002 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范

HG 20225-95 化工金属管道工程施工及验收规范 FJJ211-86 夹套管施工及验收规范

GB50184-93 工业金属管道工程质量检验评定标准 SH/T3517-2001 石油化工钢制管道工程施工工艺标准 GBJ126- 工业设备及管道绝热工程施工及验收规范 SY/T0420-97 埋地钢制管道石油沥青防腐层技术标准 HGJ229-91 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 SH3022-1999 石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范 SH3010-2000 石油化工设备和管道隔热技术规范 CCJ28- 城市供热网工程施工及验收规范 CJJ/T81-98 城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ33- 城镇燃气输配工程施工及验收规范

3.2 管道分类(级)

在施工验收规范中,不同的介质、不同的操作条件的管道其检测要求是不同的。

3.2.1 SH3501-2002管道分级

SH3501将管道分为SHA、SHB、SHC、SHD四个等级。

表3-1 SH3501-2002管道分级

管道级适用范围 别 SHA 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晴、光气、二硫化碳和氟化氢介质管道 3. 设计压力大于或等于10.0MPa输送有毒、可燃介质管道 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(丙烯晴、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 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 设计温度低于-29℃的低温管道 SHB SHC SHD

3.2.2 HG20225-95管道分级

HG20225-95将管道分为A、B、C、D四个等级

表3-2 HG20225-95管道分级

管道级别 适用范围 A B C D 输送剧毒介质的管道 输送可燃介质或有毒的管道 输送非可燃介质、无毒介质的管道 输送非可燃介质、无毒介质的管道设计压力P≤1MPa,且设计温度为-29℃~186℃的管道 3.2.3 GB50235-97

取消了管道分类,按照设计温度、设计压力和介质类别来区分 1) 设计温度分为:t ≥400℃、 -29≤t<400℃、 t<-29;

2) 设计压力分为:P≥10.0MPa(≤42.0)、P<10.0 MPa、4.0≤P<10.0 MPa、

P<4.0 MPa、

3) 介质: 剧毒、有毒、可燃介质、无毒、非可燃介质(GB5044、)

注:剧毒介质即GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中I级危害程度的介质;

有毒介质按GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中II级及以下危害程度的介质; 可燃介质按GB50160《石油化工企业设计防火规范》分类

3.3焊接接头射线检测要求

3.3.1 SH3501-2002焊接接头射线检测要求

表3-3 SH3501-2002焊接接头射线检测要求

管道级别 输送介质 设计压力P MPa(表) 任意压力 P≥10.0 4.0≤P<10.0 P<10.0 P<4.0 P<10.0 P<4.0 4.0≤P<10.0 P<10.0 P<4.0 SHD 有毒、可燃介质 任意压力 设计温度℃ 检测% 合格 等级 II II II II II II II II III III II 毒性程度为极度危害介质(苯除外)和毒性程度为高度危害介质的丙烯晴、光SHA 气、二硫化碳和氟化氢 所有有毒、可燃介质 所有有毒、可燃介质 毒性程度为极度危害介质的苯、毒性程度为高度危害介质(丙烯晴、光气、二SHB 硫化碳和氟化氢除外)和甲A类液化烃 甲类、乙类可燃气体和甲B类、乙A类可燃液体 毒性程度为中度、轻度危害介质和乙SHC 类、丙类可燃介质 B任意温度 任意温度 t≥400 -29≤t<400 t≥400 -29≤t<400 t≥400 t≥400 -29≤t<400 t≥400 T<-29 100 100 100 20 20 10 10 100 5 5 100 ※SH3501考虑了石油化工的特点,对有毒、可燃介质管道做了详细的规定。非可燃、无毒介质焊接接头射线检测要求按GB50235要求进行验收。

3.3.2 HG20225-1995焊接接头射线检测要求

表8-4 HG20225-1995焊接接头射线检测要求 管道类别 A(剧毒) B1 B2 B3 B4 C (非可燃无毒) C1 C2 设计压力(P) (MPa)(表) 任意压力 P≥10.0 4.0≤P<10.0 B (可燃 有毒) 4.0≤P<10.0 1.0≤P<4.0 1.03.3.3 GB50235-97焊接接头射线检测要求

表3-5 GB50235-97焊接接头射线检测要求 序设计压力 输送介质 设计温度℃ 号 MPa(表) 1 2 3 4 5 6

输送剧毒流体的管道 所有有毒、可燃介质 非可燃流体、无毒流体的管道 低温管道 非可燃流体、无毒流体的管道 其它管道 任意压力 P≥10.0 4.0≤P<10.0 P≥10.0 任意压力 P≤1.0 任意温度 任意温度 t≥400 t≥400 T<-29 t≤400 0 5 III 100 II 合格 等级 检测% 3.3.4 SH3501、HG 20225、GB50235的比较 a. 相同点

对以下管道均为100%射线检测; 1) 剧毒介质;

2) 有毒可燃介质 P≥10.0 任意温度 4≤P<10.0, t≥400℃

3) 非可燃、无毒介质 P≥10.0, t≥400℃ 4) 低温管道 t<-29℃ b.

不同点

SH3501 1)

对可燃高度危害介质按介质分为两种情况:

◆ 苯、毒性程度为高度危害介质(丙烯晴、光气、二

硫化碳和氟化氢除外)和甲

A

类液化烃P<10.0 -29≤t<400℃及

P<4.0 t≥400,管道射线检测率为20%;

◆ 甲类、乙类可燃气体和甲B类、乙A类可燃液体

P<10.0 -29≤t<400℃及P<4.0 t≥400,管道射线检测率为10%;

2) 质

P<10.0 -29≤t<400℃及P<4.0 t≥400,管道射线检测

率为5%;

3)对非可燃、无毒介质管道未作规定

HG20225

对可燃有毒介质按操作条件分为3种

0≤P<10.0 t<400 及 1.0≤P<4.0 t≥400 管道射线检测率

为20%;

1.0为10%;

P≤1.0 t<400 管道射线检测率

为5% GB 50235

毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介

将管道焊缝的射线照像检验和超声波检验比例分为100%、5%和0%三种。

对t<400及P<4.0可燃有毒介质管道射线检测率为5%。但在压力管道中,要求100%射线检验和“抽检比例不低于5%”的管道比例很大,这样将增加检验要求的不严密性和对检验要求说明的内容。

3.4 管道的压力及密封试验

3.4.1管道液体试验压力和气体试验压力 GB50235规定

a. 液体试验压力

1)承受内压的地上管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.15倍,埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍,且不低于0.4MPa;

2)当管道与设备作为一个系统进行试验,管道的试验压力等于或小于设备的试验压力时,应按管道的试验压力进行试验;当管道试验压力大于设备的试验压力,且设备的试验压力不低于管道设计压力的1.15倍时,经建设单位同意,可按设备的试验压力进行试验;

3)当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应按下式计算:

Ps =1.5P[σ]1/[σ]2;

试中 Ps一一试验压力(表压),MPa;

P一一设计压力(表压),MPa;

[σ]1一一试验温度下管材的许用应力,MPa;

[σ]2-设计温度下管材的许用应力,MPa。 当[σ]1/[σ]2大于2.5时,取2.5。

当Ps在试验温度下,产生超过屈服强度的应力时,应将试验压力Ps降至不超过屈服强度时的最大压力;

4)对位差较大的管道应将试验介质的静压计入试验压力中。液体管道的试验压力应以最高点的压力为准,但最低点的压力不得超过管道组成件的承受能力;

5)对承受外压的管道,其试验压力应为设计内、外压力之差的1.5倍,且不低于0.2MPa;

6)夹套管内管的试验压力应按内部或外部设计压力的高者确定。夹套管外管的试验应按上述第(1)条的规定。 b.气体试验压力

1)承受内压的钢管及有色金属管的气压试验压力应为设计压力的1.15倍,真空管道的试验压力应为0.2MPa。

2)当管道的设计压力大于0.6MPa时,必须有设计文件规定或经设计单位同意,方可用气压进行压力试验。

SH3501规定

1) 真空管道为0.2MPa;

2) 液体压力试验的压力为设计的1.5倍; 3) 气体压力试验的压力为设计的1.15倍。

4) 管道压力试验时,试验时温度、应力值应符合下列规定:

当设计温度高于试验温度时,管道的试验压力应按下列计算: Pt=KP0 [σ]1/ [σ]2

式中Pt一一试验压力,MPa;

[σ]1一一试验温度下材料的许用应力,MPa; [σ]2一一设计温度下材料的许用应力,MPa;

K――系数,液体压力试验取1.5;气体压力试验取1.15。 液体压力试验时的应力值,不得超过试验温度下材料屈服点的90%;

气体压力试验时的应力值,不得超过试验温度下材料屈服点的80%。

HG20225与GB50235基本相同 CJJ 33-规定

1) 燃气管道强度试验压力应为设计压力的1.5倍,钢管不得低于0.3MPa;铸铁管不得低于0.05MPa;

2)调压器两端的附属设备及管道的强度试验压力应为设计压力的1.5倍; 3.4.2密封试验

c. 应作泄漏性试验的管道范围

GB50235:输送剧毒流体、有毒流体、可燃流体的管道

SH3501:按设计文件要求进行。SHA级管道必须进行,SHB级管道根据介质的性质决定

HG20225:同GB50235 b. 试验介质

GB50235:宜采用空气,当设计文件规定采用其它介质时,按设计规定的介质进行

SH3501:宜采用空气 HG20225:宜采用空气 CJJ 33-:宜采用空气 c. 试验压力 GB50235:为设计压力

SH3501:为设计压力,真空管道则为0.1MPa HG20225:为设计压力,

CJJ 33-:P设≤5KPa时,P试=20KPa;

P设>5KPa时,P试=1.15P设,但不小于100KPa

3.5 施工验收规范的适用范围

GB50235:设计压力不大于42 MPa,设计温度不超过材料允许的

使用温度的工业管道;不适用于核能装置、矿井的专用管道、长输管道。 SH3501: 适用于石油化工企业设计压力400Pa(绝)~42MPa

(表),设计温度-196~850℃的有毒、可燃介质钢制管道的新建、改建或扩建工程的施工及验收。;不适用于长输管道及城镇公用燃气管道的施工及验收。 HG20225:适用于化工行业金属管道的施工及验收。

CJJ 33:适用于压力不大于0.8MPa的城镇燃气输配工程的新建、

改建或扩建工程的施工及验收。不包括液态输送的液化石油气。

※ GB50028-93(2002年局部修订)将高压燃气管道的最高设

计压力由1.6MPa修订为4.0MPa。CJJ33-还没有修订,当设计压力≤0.8MPa时,按CJJ33-执行;当设计压力>0.8MPa时按GB50235执行;

※ 《汽车加油加汽站设计规范》修订后其施工验收规范执行

SH3501。

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