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[原创] 常用金属材料知识(续)

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2常用金属材料
介绍压力管道中常用的金属材料的分类、特点、用途和表示方法
金属材料:黑色金属: 通常指铁和铁的合金
有色金属: 指铁及铁合金以外的金属及其合金。
黑色金属根据它的元素组成和性能特点分为三大类,即铸铁、碳素钢及合金钢。
2.1铸铁
铸 铁:含碳量大于2.06%的铁碳合金 。
◆真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%~6.67%。
◆ 铸铁的主要成分除铁之外,碳和硅的含量也比较高。由于铸铁中的含碳量较高,使得其中的大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在,而是以游离的石墨存在。
性能特点:是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差,一般不能锻,但它却具有优良的铸造性、减摩性、切削加工性能,价格便宜。
用 途:常用作泵机座、低压阀体等材料;地下低压管网的管子和管件。
根据铸铁中石墨的形状不同将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。
2.1.1灰口铸铁:石墨以片状形式存在于组织中的铸铁称之为灰口铸铁。
◆灰口铸铁浇铸后缓冷得到的组织为铁素体和游离石墨共存,断口呈灰色,灰口铸铁也因此而得名。灰口铸铁的各项机械性能均较差,工程上很少使用。
2.1.2可锻铸铁:经过长时间石墨化退火,使石墨以团絮状存在于铸铁组织中,此类铸铁称为可锻铸铁。
性能特点:强度、塑性、韧性均优于灰口铸铁,其延伸率可达12%;但可锻铸铁制造工艺复杂,价格比较高。
◆由于可锻铸铁具有一定的塑性,故"可锻"的名称也由此而出,其实它仍为不可锻。
用 途:可锻铸铁在工程上常用作阀门手轮以及低压阀门阀体等。
根据断面颜色或组织的不同,可锻铸铁又分为黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁三种。常用的是黑心可锻铸铁。
2.1.3球墨铸铁:是通过在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理,并加入少量的孕育剂以促进石墨化,在浇注后直接获得具有球状石墨结晶的铸铁。
性能特点:球墨铸铁的各项性能指标均优于可锻铸铁,比可锻铸铁价格便宜。
用 途:可代替可锻铸铁用在较苛刻条件下。用途更广泛。
铸铁命名:根据GB9439的规定铸铁的牌号表示方法:
           QT400-15 QT450-10 KTH330-8
          延伸率(%)
        
           最低抗拉强度(MPa)

           “球铁”汉语拼音第一个字母

2.2碳素钢
碳素钢:含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为碳素钢。
2.2.1.碳素钢的分类

              工业纯铁 C≤0.04%的Fe、C合金
              低碳钢 C≤0.25%的钢(强度低 塑性好 焊接性能好 Q235-A、20g、20用于管道 压容)
a. 按化学成分 中碳钢 C>0.25~0.60%的钢。强度及塑性适中,用于紧固件和锻件如:35钢
(含碳量) 高碳钢C>0.60%的钢 强度和硬度高、塑性差,可制作弹簧、钢丝绳等。如 65Mn(c=0.62~0.7)

             甲类钢A 按机械性能供应钢 A1,A2,A3…A7

                 普通碳素钢 乙类钢B 按化学成分供应的钢B1,B2,…B7等
                ( P≤0.05%
S ≤0.05%) 特类钢C 按机械性能+化学成分C1,C2,C3…C
                     
b.按品质分类 优质碳素钢(P≤0.04% S ≤0.04%)10,15,20,25

高级优质钢(P≤0.03%S ≤0.02%)
               
                                                                  
             平炉钢 普碳钢、低合金钢、优质碳素钢

                 冶炼设备 转炉钢 普碳钢
                  
                                 电炉钢 优质钢和合金钢
  c.冶炼方法
  沸腾钢 A3F
                脱氧程度
镇静钢 A3

半镇静钢 18Nbb(18铌半)

            
                结构钢
    d.按用途 承压用钢(压力容器用、锅炉用钢)
                工具钢
                特种用途钢
   

Ⅰ高级铸钢S、P≤0.04%
Ⅱ优级铸钢S、P≤0.05%
铸钢 Ⅲ普通级铸钢S、P≤0.06%
      一般阀门均为铸钢,一般应注明级别,不注为Ⅲ级。适用于制造一些形状复杂,难以进行铸造和切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件。
锻钢 用锻造方法生产的各种锻材和锻件。锻钢的质量和机械性能都优于铸钢,能承e.按成型方法 受大冲击力的作用,用于重要的受力零件。
               
                       热轧钢 表面质量及尺寸精度较差,不能轧制细、薄的钢材。主要用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材。
                  轧钢 冷轧钢 与热轧相比,表面光洁、尺寸精确、机械性能好。常用来轧制表面质量优良和尺寸精确的板、管、带等细薄产品。
              冷拔钢 以热轧钢为原料,在冷态下进行多次拉拔而成的各种钢材。特点:精度高、表面质量好。主要用于生产钢丝和小直径园钢和钢管。

2.2.2普通碳素钢
◆普通碳素钢与优质碳素钢相比,由于它的有害杂质元素S、P含量相对较高,综合机械性能和耐蚀性较差,故不宜用在较重要的场合,但普通碳素钢价格便宜,故工程上常用于各种钢构架、支吊架等,而流体输送管道上使用时常给与一定的限制。

◆普通碳素钢根据冶炼过程的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢三种。
沸腾钢:在浇铸前不用硅和铝脱氧, 钢液中含氧量多,浇注及凝固时会产生大量CO气泡,在钢锭模内产生沸腾现象,这类钢叫沸腾钢。
    沸腾钢冷凝后没有集中缩孔,因而成材率高,成本低,表面质量及深冲性能好。但因含氧量高,成分偏析大,内部杂质多,抗腐蚀性和机械性能差,.且容易发生时效硬化和钢板的分层,故不宜作重要用途。
镇静钢:而脱氧较完全,浇铸时钢水在钢锭模内不产生CO气体,这类钢叫镇静钢。
成材率低,成本高。但镇静钢中气体含量低,时效倾向小,钢镜中气泡、疏松较少,质量较好。
半镇静钢:进行中等程度脱氧,介于沸腾钢和镇静钢之间的钢叫。
普通碳素钢的表示方法和代号按GB700标准
Q 235 A F
             F沸腾钢,b 半镇静钢,镇静钢省略
            质量等级号,A级不做冲击试验,B级做常温V形缺口冲击试验;
C、D两级常用在重要场合下
           材料的屈服强度,MPa。分别为195、215、235、255、275五个等级
“屈”字汉语拼音第一个字母。

       ◆压力管道中常用的普通碳素结构钢牌号为Q235A(F、b)、Q235B(F、b)、Q235C、Q235D四种,这些牌号的质量要求是顺次提高的。材料标准为GB700。
2.2.3优质碳素钢
◆优质碳素钢中的有害杂质元素S、P比普通碳素钢低,不仅如此,二者的冶炼方法也多有不同,普通碳素钢多用成本最低转炉冶炼,而优质碳钢则采用平炉或纯氧顶吹转炉冶炼,脱氧较好,杂质含量较低,故其综合机械性能、耐蚀性等均优于普通碳素钢。优质碳素钢与高级优质碳素钢相比,价格不高,且是工程上应用最广泛的碳素钢。
◆优质碳素钢的表示方法和代号按GB221标准:
08 F
        沸腾钢
万分之几“C”

20 g (25g)
        锅炉钢
C:0.17~0.24%   

XX XX XX X
                                特殊用途标记,R 压容用钢;g锅炉用钢;D低温用钢
                                       如为沸腾钢或半镇静钢,尚应加“F”或 "b"
含锰元素的量达到0.7%以上时,或特意加入的其它元素,为该元素的化学符号,如Mn、Si等(16MnR)
                           两位数字,表示钢中平均含碳量的万分之几如:10、20、25、35等
“ZG”表示铸钢,铸钢以外的生产方法不表示。

◆  GB/T699给出了优质碳素钢的化学成分和机械性能要求。
该标准共列出了08F、10F、15F、08、10、20、25、……70Mn等31种材料牌号;
压力管道中常用的牌号为08、10、20三种。
2.2.4高级优质碳素钢
高级优质碳素钢各方面性能略优于优质碳素钢,但价格较高,工程上用的并不多。一般情况下,如果采用优质碳素钢不能满足使用条件要求时,将考虑选用相应的合金钢而不用高级优质碳素钢。高级优质碳素钢在优质碳素钢的牌号后加A
2.3合金钢
合金钢:为了提高钢的机械性能、工艺性能或物理化学性能,通常有意识地向钢中加入一些合金元素,由此得到的钢就叫合金钢。

2.3.1合金钢分类
                      表2-1合金钢分类(用途)
第一层  第二层分类  第三层分类  特点及用途
合金钢  合金结构钢  低合金钢  1.低碳型合金钢,合金元素总量一般≯3%;
2.强度明显高于碳素钢,有较好的塑性和韧性,可焊性尚可;
3.用于中高温、抗氢、抗高温硫腐蚀等。
    调质钢  1.  中碳型合金钢,合金元素含量较低;
2.  强度较高;
3.用于高温螺栓、螺母材料等。
    弹簧钢  1含碳量比调质钢高;
2经调质处理,强度较高 抗疲劳强度较高;
3用于弹簧材料。
    滚动轴承钢  1高碳型合金钢,合金含量较高;
2具有高而均匀的硬度和耐磨性;
3用于滚动轴承。
  合金工具钢  量具钢  1高碳型合金钢,合金元素含量较低;
2具有高的硬度和耐磨性,机加工性能好,稳定性好;
3用于量具材料。
  特殊性能钢  不锈钢  1低碳高合金钢;
2抗腐蚀性好;
3用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。
    耐热钢  1低碳高合金钢;
2耐热性能好;
3用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。
    低温钢  1低碳合金钢,根据耐低温程度合金元素有高有低;
2抗低温性好;
3用于低温材料(专用钢为镍钢)。
合金元素因溶于铁素体中起固溶强化作用,从而提高了材料的硬度和强度,但同时却使其韧性和塑性相对降低。
材料在低温下强度一般略有提高,但塑性和韧性则下降很多,通过添加一些合金元素可提高材料在低温下的塑性和韧性。
奥氏体不锈钢由于含有较多的合金元素又具有单一的奥氏体组织,故它具有较好的抗氧化腐蚀性能和高温使用性能。工程上,奥氏体不锈钢常用于多种腐蚀工况和高温工况。
合金钢的优点
合金钢与碳素钢相比,它具有较高的强度,较好的耐热性,较好的耐低温性能,较好的耐腐蚀性能等优点,甚至有些生产环境采用碳素钢是满足不了要求的。故合金钢是压力管道中常用的也是很重要的材料。
2.3.2常用合金钢
压力管道中常用的合金钢有低合金钢、调质钢、不锈钢、耐热钢和低温钢。其它钢种有时也会偶尔碰到在此不再作进一步的介绍。
a.低合金钢
低碳型合金钢,合金元素总量一般≯3%;强度明显高于碳素钢,有较好的塑性和韧性,可焊性尚可;低合金钢有碳锰系、碳锰钒系、铬钼系、铬钼钒系
    ◆碳锰系和碳锰钒系
GB/T1591给出了化学成分和机械性能要求;
  材料牌号为Q295A(B)、Q345A~E、Q390A~E、Q420A~E、Q460C~E;
  用于常温及以上温度时,可用A、B或C级;用于-20~-40℃ 时,可用C或D级
  表示方法及代号同普通碳素钢
◆铬钼系和铬钼钒系
       GB/T3077给出了化学成分和机械性能要求;
  材料牌号主要为12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV;
  它们常用作抗氢腐蚀、抗高温硫或硫化氢腐蚀和耐热(次高温)等材料
例如,12CrMo和15CrMo常用于550℃以下的高温工况,或用于320℃以下的临氢工况;12CrlMoV常用于575℃以下的高温高压蒸汽介质。
  表示方法及代号
XX XX XXXX X
                                   特殊用途标记,同优质碳钢部分。对高级优质合金钢,在其后加“A”
                         主要合金元素符号及其含量,其中前两位为元素符号,后两位数字为该合金元素的平均百分比含量。数字为一位数时则用一个数字表示,含量不足1.5%时可省略不注。有多个合金元素时则依次按此规则填写。
                                     两位数字,表示钢中平均含碳量的万分之几。
                      两个字母“ZG”铸钢,铸钢以外的生产方法不表示。

25 Cr2 Mo V A
                 高级优质合金钢

                 合金元素含量<1.5% X 仅标合金元素
                             1.5~2.49% 标“2”
                             2.5~3.49% 标“3”
                             3.5~4.49% 标“4”
  ………………
                             17~19.00% 标“18”
            
含碳量25%%(两位数字表示)

b.调质合金钢
  中碳型合金钢,合金元素总量一般≯3%;&#61548;
  它的含碳量较高,强度高,可焊性差;&#61548;
  GB/T3077给出了化学成分和机械性能要求;&#61548;
  材料牌号为40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、25CrMoVA 等&#61548;
  用于螺栓、螺母材料&#61548;
  表示方法及代号同低合金钢中的铬钼系和铬钼钒系&#61548;

c.不锈钢
◆不锈钢特点
  合金元素含量比较高,均超过10%,有的高达50%甚至更多;&#61548;
  它含有大量的合金元素,故其耐热、耐蚀等性能大大优于碳素钢和低合金钢,但随&#61548; 之而来的是其价格也远远高于碳素钢和低合金钢。
◆分类(按常温的组织不同)
奥氏体型
奥氏体-铁素体双相型
铁素体型
马氏体型
沉淀硬化型
◆表示方法
1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9 00Cr18Ni18

合金元素表示方法同低合金钢

含碳量千分之几(一位数表示)
C<0.1% 用“0”表示“低碳”
                         <0.03% 用“00”表示“超低碳”
◆常用不锈钢
1)奥氏体不锈钢
●根据其含碳量的不同分为高碳型、低碳型(C≤0.08%)、和超低碳型;
●  常温为单一奥氏体组织,消除了组织间的电位差,故有利于抗电化学腐蚀;
●  它含有大量耐蚀合金元素,抗高温化学腐蚀;
●  具有良好的机械性能和可焊性;
●  价格较高。
●  GB1220标准共给出了33种奥氏体不锈钢的材料牌号,而常用的材料
牌号有0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2(316)、00cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Ni10Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)、0Cr23Ni13等。
※  高碳奥氏体不锈钢 含碳量较高(C=0.04%~0.12%),高温强度较高,常用作耐热钢;
※  超低碳型奥氏体不锈钢 含碳量较低(C≤0.03%),不易产生晶间腐蚀倾向,常用作耐蚀钢;强度较低,不应在高温下使用。
※  低碳型奥氏体不锈钢 含碳量(C≤0.08%,性能介于高碳和超低碳之间;
2)奥氏体一铁素体型不锈钢
●  常温组织为奥氏体+铁素体组织;
●  由于含有硅、铝等合金元素,加之它具有双相组织,故它抗氯化物引起的晶间腐蚀和 应力腐蚀性能明显优于奥氏体型不锈钢。
●  具有良好的综合机械性能和可焊性;
●  常代替奥氏体型不锈钢用于容易发生晶间腐蚀的工作环境。
●  但该种材料制造工艺复杂,成本较高,价格约是奥氏体型不锈钢的(3-4)倍,故这种材料在工程上应用的并不普遍;
●  GB1220标准给出了0Cr26Ni5Mo2、1Cr18Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni5Mo3Si2共3种奥氏体一铁素体型不锈钢的材料牌号。
3)铁素体型不锈钢
●  常温组织为铁素体组织。
●  由于它的平均含铬量大于11.7%,可在材料表面形成一层致密的Cr氧化薄膜,能有效地保护材料免遭腐蚀。但其防腐性能不如奥氏体型不锈钢,
●  焊接性能比较差;
●  常用在腐蚀性较弱的环境。在压力管道中应用的不多,而在压力容器中常
用作复合材料的复层;
●  GB1220标准共给出了7种铁素体型不锈钢的材料牌号,常用的材料牌号有00cr12和0Cr13Al。
4)马氏体不锈钢
●  合金含量与铁素体型不锈钢类似;
●  碳含量较高,具有较高的硬度和耐磨性,耐蚀性较弱;
●  常被用于手术刀,压力管道中碳素钢和铬钼钢阀门的阀杆和阀芯;
●  GB1220标准共给出了18种马氏体型不锈钢的材料牌号,常用的材料牌号有1cr13和2Cr13、3Cr13。
5)  沉淀硬化型不锈钢
●  指可以进行沉淀硬化处理的奥氏体或马氏体不锈钢;
●  有很高的强度和硬度,耐蚀接近奥氏体不锈钢,
●  压力管道中用作螺栓和螺母材料;
●  GB1220标准共给出了3种材料牌号, 0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al.
e.耐热钢
●  除超低碳不锈钢和双相不锈钢外,大多数不锈钢都可作为耐热钢;
●  GB1221标准共给出了40种耐热钢的材料牌号,常用的牌号有:
奥氏体型:0Cr18Ni9(304)、0Cr17Ni12Mo2(316)、0Cr18Ni10Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)、0Cr23Ni13等;
铁素体型:00cr12和0Cr13Al等;
马氏体型:1Cr5Mo、1cr13和2Cr13、3Cr13等;
沉淀硬化型:0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al等
     ※工程上常用的耐热合金钢还有Cr2Mo、Cr9Mo等材料,但GB1221标准中却没有列入。Cr2Mo、Cr9Mo材料和1Cr5Mo一样,属于低碳型合金钢,常温下可获得铁素体和珠光体组织但容易淬硬而出现马氏体组织。这类钢有较高的热强性,常用于350-650℃且腐蚀性不强的工况下,如动力系统的高温蒸汽管道。它还有一定的抗高温硫腐蚀和高温氢腐蚀的能力。这类钢焊接性较差,容易出现延迟裂纹,一般焊后要进行热处理。
f.低温用钢(镍钢)
● 具有面心立方晶格的金属材料(如铜Cu、镍Ni、奥氏体钢等)一般没有低温冷脆现象,是最好的低温用材,故含铜、镍等元素的合金钢常用于低温工况。
● 晶粒越细钢材的低温冲击韧性越好,故一般铁素体钢要正火处理后使用。杂质元素硫(S)、磷(P)、氧(O)都将降低钢材的低温冲击韧性,一般要严格控制。
● 我国的低温用钢有:16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb,奥氏体不锈钢。

2.4 常用金属材料技术条件标准
   (1)GB/T699一1999《优质碳素结构钢技术条件》
主要对10、20、25、35等优质碳素钢的牌号及化学成分、冶炼方法、交货状态、力学性能、试验要求等作出了规定。
(2)GB/T700-88《碳素结构钢》
主要对Q195、Q215、Q235、Q255等碳素结构钢的生产和试验等要求作出了规定。是碳素结构钢的技术条件。
(3)GB/T1220-92《不锈钢棒》
对不锈钢棒的尺寸、外形、技术要求、试验方法等作出了规定。它是包括0Cr18Ni9、00Cr19Nil0、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等奥氏体不锈钢,0Cr13等铁素体不锈钢,1Cr13、2Cr13等马氏体不锈钢和0Crl7Ni14Cu4Nb等沉淀硬化型等各种不锈钢的技术条件。
(4)GB/T1221-92《耐热钢棒》
对耐热钢棒的尺寸、外形、技术要求、试验方法、验收规则等作出了规定。它是包括奥氏体耐热不锈钢、铁素体耐热钢和1Cr5Mo马氏体耐热钢等的技术条件。
(5) GB/T1591-94《低合金高强度结构钢》
对低合金高强度结构钢的牌号和技术要求、试验方法、检验规则等作出了规定。标准包括了Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等牌号低合金高强度结构钢的制造检验要求。
(6) GB/T3077-1999《合金结构钢技术条件》
主要用于直径或厚度不大于250mm的合金结构钢热扎和锻制条钢。其化学成分亦适用于钢坯及其制品。
此技术条件包括了石油化工管道常用的12CrMo、15CrMo、35CrMo、40Cr等常用合金钢牌号。
3常用金属材料的基本限制条件
3.1一般限制条件
3.1.1满足操作条件的要求
3.1.2满足材料加工工艺和工业化生产的要求
3.1.3符合既使用又经济的要求
3.2常用材料的应用限制
3.2.1铸铁
3.2.2普通碳素钢
3.2.3优质碳素钢
3.2.4铬钼合金钢
3.3常用材料的使用温度

3常用金属材料的基本限制条件
工程上的实际应用环境条件是十分复杂的,不同的介质、介质温度、介质压力等操作条件的组合,构成了无数个选材条件。就常见的选材条件来说,要想在这里逐一给出其选材结论是不现实的,它也正是各个设计院或工程公司一直致力研究的问题。在这里将换一种方式,以材料为主体,应用金属理论、腐蚀理论以及工程理论来确定各种常用材料的使用限制条件。
工程上,压力管道选材除了要确定材料牌号外,还要确定材料标准,因为不同的材料标准,对材料质量的要求是不一样的。
3.1一般限制条件
在进行工程材料选用时,首先应遵循下列一些原则。
3.1.1满足操作条件的要求
a.  根据操作条件判断该管道是不是压力管道,属于那一类压力管道。
不同类别的压力管道因其重要性不同,发生事故带来的危害程度不同,故对材料的要求也不同。一般情况下,高类别的压力管道(如一类压力管道)从材料的冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管道要求高。
b.应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料对同一腐蚀介质的抗腐蚀性能是不相同的。在腐蚀环境中,选用材料应避免灾难性的腐蚀形式(如应力腐蚀开裂)出现,而对均匀腐蚀,一般至少应限定在"耐腐蚀"级,即最高年腐蚀速率不超过0.5mm;
c.介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度的变化会引起材料的一系列性能变化,如低温下材料的脆性,高温下材料的石墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形态都与介质温度有密切的关系,甚至是腐蚀发生的基本条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。
3.1.2满足材料加工工艺和工业化生产的要求
a.  理想的材料应该是容易获得的,即它应具有良好的加工工艺性、焊接性能等。
例如,对于一些腐蚀环境,选用碳钢和不锈钢复合制成的压力管道及其元件来代替纯不锈钢材料无疑是经济适用的,但由于许多制造厂的复合工艺不过关,使用中屡次出现问题,从而给复合材料的应用带来了限制,尤其是碳钢与0Cr13的复合板材因现场焊接质量不容易保证,以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。
b.工程上的材料应用是系列化、标准化的。
它不像在实验室中,可以做到少量、理想化的材料应用。将材料标准化、系列化便于大规模生产,减少材料品种,从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节的投入,同时也将大大降低生产成本。
所以工程上应首先选用标准材料,对于必须选用的新材料,应有完整的技术评定文件,并经过省级及其以上管理部门组织技术鉴定,合格后才能使用。
对于必须进口的材料,应提出详细的规格、性能、材料牌号、材料标准、应用标准等技术要求,并按国内的有关技术要求对其进行复验,合格以后才能使用。
3.1.3符合既适用又经济的要求
这是一个很原则的问题,实际操作起来是很复杂的。它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算的,有时则是不可以定量计算的。一般情况下,应从以下几个方面来考虑:
    a.腐蚀方面
1)对于局部腐蚀,若通过其它措施(如工艺防腐措施)能防止或控制局部腐蚀的发生,特别是突然性、灾难性的局部腐蚀发生,就可以采用价格比较低的材料。否则,必须选用高级但价格高的材料。
2)对均匀腐蚀,在腐蚀环境比较恶劣的情况下,若选用低级但价格便宜的材料,其腐蚀速率可能会很大,短时间内就必须更换材料;而用耐腐蚀比较好、价格比较高的材料,其腐蚀速率可能会较小,从而维持一个比较长的生产周期。进行综合的技术经济评定,此时采用高级材料也许更经济些。反之,如果腐蚀环境比缓和,此时选用低级材料虽然其腐蚀速率比较大,但其价格便宜,进行经济核算后,此时采用低级材料也许更经济些。总之这一类型的材料选用是应进行经济核算。
3)对于同一个腐蚀环境,若选用高级材料时遭受的腐蚀可能是危险性较大的局部腐蚀,而选用低级材料时遭受的腐蚀可能是具有较大腐蚀速率的均匀腐蚀。此时就应考虑选用低级材料并辅以其它防腐措施。
    b.材料标准及制造方面
压力管道的类别与材料标准和制造要求并没有一个完全一一对应的关系,这就要求材料工程师应用有关知识来综合考虑。许多材料标准和制造标准中,都有若干供用户确认的选择项。
1)  这些选择项中,有些是一般的项目,当用户没有指定时,制造商将按自己的习惯去做。
例如,钢管的供货长度、供货状态等都属于这类项目。
2)有些项目则是附加检验项目,这些检验项目不是必需的,只有用户要求时制造商才做。也就是说,用户可以根据使用条件不同,追加若干检验项目以便更好的控制材料的内在质量。但提出了这些特殊要求就意味着产品价格的上升,有些检验项目如射线探伤的费用是很高的。如何追加这些附加检验项目,应结合使用条件和产品的价格综合考虑,有时要把握好这个尺度是很难的。
c.新材料、新工艺应用方面
积极采用新材料,支持新材料、新工艺的开发和应用,可以有效地降低建设投资,又能满足生产工艺对材料的要求。
例如:用渗铝碳钢代替不锈钢用于抗硫和有机酸的腐蚀;
用碳钢与不锈钢的复合材料代替纯不锈钢材料;
用焊接质量有保证的有缝钢管代替无缝钢管;等等。
3.2常用材料的应用限制
3.2.1铸铁
常用的铸铁有可锻铸铁和球墨铸铁两种。
一般限制条件:
1)使用在介质温度为-29~343℃的受压或非受压管道;
2)不得用于输送介质温度高于150℃或表压大于2.5MPa的可燃流体管道;
3)不得用于输送任何温度压力条件的有毒介质;
4)不得用于输送温度和压力循环变化或管道有振动的条件下。
实际上,可锻铸铁经常被用于不受压的阀门手轮和地下管道;球墨铸铁经常被用于工业用管道中的阀门阀体。
3.2.2普通碳素钢
限制条件:
a.  沸腾钢
1)  应限用在设计压力≤0.6MPa,设计温度为0~250℃的条件下;
2)  不得用于易燃或有毒流体的管道;
3)  不得用于石油液化气介质和有应力腐蚀的环境中;
b.  镇静钢
1)  限用在设计温度为0~400℃范围内。
2)  当用于有应力腐蚀开裂敏感的环境时,本体硬度及焊缝硬度应不大于HB200,并对本体和焊缝进行100%无损探伤;
c.  用于压力管道的沸腾钢和镇静钢
1)含碳量不得大于0.24%。
2) GB700标准给出了四种常用的普通碳素结构钢牌号,即:Q235A(F、b), Q235B(F、b)、Q235C、Q235D。其适用范围如下:
Q235-A&#8226;F钢板:设计压力P≤0.6MPa;使用温度为0~250℃,钢板厚度≯12mm;
不得用于易燃,毒性程度为中度、高度或极度危害介质的管道。
Q235-A 钢板: 设计压力P≤1.OMPa;使用温度为0~350℃;钢板厚度≯16mm;
不得用于液化石油气、毒性程度为高度或极度危害介质的管道。
Q235-B 钢板:设计压力P≤1.6MPa;使用温度为0~350℃;钢板厚度≯20mm;
不能用于高度和极度危害介质的管道。
Q235-C 钢板:设计压力P≤2.5 MPa;使用温度为0~400℃;钢板厚度≯40mm;
3.2.3优质碳素钢
优质碳素钢是压力管道中应用最广的碳钢,对应的材料标准有:
GB/T699、GB/T8163、GB3087、GB5310、GB9948、GB6479等。这些标准是根据不同的使用工况而提出了不同的质量要求。它们共性的使用限制条件:
a.输送碱性或苛性碱介质时应考虑有发生碱脆的可能,锰钢(如16Mn)不得用于该环境;
b.在有应力腐蚀开裂倾向的环境中工作时,应进行焊后应力消除热处理,热处理后的焊缝硬度不得大于HB200。焊缝应进行100%无损探伤。锰钢(如16Mn)不宜用于有应力腐蚀开裂倾向的环境中;
c.在均匀腐蚀介质环境下工作时,应根据腐蚀速率、使用寿命等进行经济核
算,如果核算结果证明选用碳素钢是合适的,应给出足够的腐蚀余量,并
采取相应的其它防腐蚀措施;
d.碳素钢、碳锰钢和锰钒钢在425℃及以上温度下长期工作时,其碳化物有转化为石墨的可能性,因此限制其最高工作温度不得超过425℃ (锅炉规范则规定该温度为450℃);
e.临氢操作时,应考虑发生氢损伤的可能性。
f.含碳量大于0.24%的碳钢不宜用于焊连接的管子及其元件;
g.用于-20℃及以下温度时,应做低温冲击韧性试验;
h.用于高压临氢、交变载荷情况下的碳素钢材料宜是经过炉外精炼的材料。

3.2.4铬钼合金钢

常用的铬钼合金钢材料标准有GB9948、GB5310、GB6479、GB3077、GB1221等,其使用限制条件如下:
a.碳钼钢(C-0.5Mo)在468℃温度下长期工作时,其碳化物有转化为石墨的倾向,因此限制其最高长期工作温度不超过468℃;
b.在均匀腐蚀环境下工作时,应根据腐蚀速率、使用寿命等进行经济核算,同时给出足够的腐蚀余量;
c.临氢操作时,应考虑发生氢损伤的可能性;
d.在高温H2+H2S介质环境下工作时,应根据Nelson曲线和Couper曲线确定其使用条件;
e.应避免在有应力腐蚀开裂的环境中使用;
f.在400-550℃温度区间内长期工作时,应考虑防止回火脆性问题。
g. 铬钼合金钢一般应是电炉冶炼或经过炉外精炼的材料。

3.2.5不锈耐热钢

压力管道中常用的不锈耐热钢材料标准主要有GB/T14976、GB4237、GB4238、GB1220、GB1221等。其共性的使用限制条件如下:
a.含铬12%以上的铁素体和马氏体不锈钢在400-550℃温度区间内长期工作时,应考虑防止475℃回火脆性破坏,这个脆性表现为室温下材料的脆化。因此,在应用上述不锈钢时,应将其弯曲应力、振动和冲击载荷降到敏感载荷以下,或者不在400℃以上温度使用;
b.奥氏体不锈钢在加热冷却的过程中,经过540~900℃温度区间时,应考虑防止产生晶间腐蚀倾向。当有还原性较强的腐蚀介质存在时,应选用稳定型(含稳定化元素Ti和Nb)或超低碳型(C<0.0.03%)奥氏体不锈钢;
c.不锈钢在接触湿的氯化物时,有应力腐蚀开裂和点蚀的可能,应避免接触湿的氯化物,或者控制物料和环境中的氯离子浓度不超过25×10-6;
d.  奥氏体不锈钢使用温度超过525℃时,其含碳量应大于0.04%,否则钢的强度会显著下降。

3.3常用材料的使用温度
                     表3-1 常用金属材料的使用温度
材 料  使用温度℃
10、20
16Mn
09Mn2V
12CrMo
15CrMo
1Cr5Mo
低碳奥氏体不锈钢(018CrNi9、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni19Ti)
超低碳奥氏体不锈钢(00Cr19Ni10)
超低碳奥氏体不锈钢(00Cr17Ni14Mo2)
0Cr25Ni20  -20~425
-40-450
-70-100
≤525
≤550
≤600
-196-700
-196-400
-196-450
≤800
4应用标准体系
4.1国际上常用的标准体系
4.1.1德国及前苏联应用标准体系
4.1.2 美国应用标准体系(ANSI)
4.1.3 日本应用标准体系(JIS)
4.1.4国际标准化组织(ISO)的应用标准体系
4.1.5英国和法国应用标准体系

4.2国内常用的标准体系
4.2.1石化行业应用标准体系
4.2.2化工行业应用标准体系
4.2.3机械行业应用标准体系
4.2.4国家应用标准体系
4.2.5 压力管道应用标准体系配伍

4 应用标准体系
目前,大多数压力管道及其元件都进行了系列化,并有相应的应用标准作支持。因此压力管道材料设计时首先要考虑的问题就是压力管道及其元件标准系列的选用。
应用标准体系。一个管系(路)中各元件所用系列标准的集合。
这些标准应包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接件系列标准、阀门标准等。
这些标准通过一定的规则在一个管系中得到应用,它们之间相互衔接、相互配合,从而确定了管道及其元件的基本参数。这些标准中尤其以管子标准和法兰标准最具代表性,它们是其它应用标准的基础。下面以管子标准和法兰标准为主,介绍应用标准。
目前,世界上各国应用的标准体系有很多,不同的国家不同的行业有不同的应用标准和标准体系,它们之间有些相差很多,无法配套使用和互换因而给使用者带来不少麻烦。
因此,压力管道设计的第一步就是选择应用标准体系,并作为设计的统一规定,以免各相关专业因采用不能互换的其它标准体系而导致错误。

世界各国应用标准大体上分为两大类。
◆管子----即钢管外径系列分为国际通用系列(大外径系列) 英制管;
                           国内常用系列(小外径系列) 公制管(或米制管)

DN  15  20  25  32  40  50  65  80  100  125  150  200  250  300  350  400  450  500  600
φ  22  27  34  42  48  60  76  89  114  140  168  219  273  324  356  406  457  508  610
φ  18  25  32  38  45  57  73  89  108  133  159  219  273  325  377  426  480  530  630

◆  法兰:欧式法兰和美式法兰
压力等级:PN 0.1 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 40.0 MPa 欧式法兰(DIN)
压力等级:PN 2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0 MPa 美式法兰(ANSI)
          CL 150 300 400 600 900 1500 2500 Psi
由此可以看出,无论是法兰还是管子,上述两个系列或两个体系是不能混合使用的。
   
ANSI 美国国家标准化组织
ASTM.American Society of Testing Materials, 美国材料实验协会
◆  钢管壁厚表示方法
    钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法
1)是以管子表号"Sch"表示壁厚。
管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000,并经圆整后的数值。
即: Sch=P/[σ]t×1000
ANSI B36.10壁厚等级:Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级;
ANSI B36.19壁厚等级:Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四个等级;
2)以钢管壁厚尺寸表示 中国、ISO、日本部分钢管标准采用
3)是以管子重量表示管壁厚度,它将管子壁厚分为三种:
a.标准重量管,以STD表示
b加厚管,以XS表示
c.特厚管,以XXS表示。
对于DN≤250mn的管子,Sch40相当于STD,DN<200mm的管子,Sch80相当于XS。
4.1国际上常用的标准体系
随着我国对外改革开放和加入WTO,各行业与国际上联系越来越多,为了更好地与国际接轨,就要求从事压力管道设计的人员对国际上通用的和先进的相关标准体系有所了解。下面介绍几个主要的应用标准体系。
4.1.1德国及前苏联应用标准体系
a.德国(DIN)
◆  管子:大外径系列
◆  管法兰:欧式法兰
压力等级:PN 0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0 13个等级
公称直径:DN6~4000mm
法兰密封面:平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、橡胶环连接面、透镜面及膜片焊接面 7种
   法兰型式:平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊翻边松套式、对焊环翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰盖 9种
◆  常用的标准
DIN2410.T.1 管子及钢管标准概述
DIN2448 无缝钢管 尺寸及单位长度质量
DIN2458 焊接钢管 尺寸及单位长度质量
DIN2500 法兰 一般说明
DIN2501.T.1 法兰 连接尺寸
DIN2519 钢法兰 交货技术条件
DIN2980 带螺纹的钢管配件

b. 前苏联(ΓOCT)
◆  管子:小外径系列 外径尺寸同我国的JB 系列
◆  管法兰:欧式法兰
压力等级:PN 0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、20.0 11个等级
公称直径:DN6~3000mm
法兰密封面:全平面、凸台面、凹凸面、聚四氟乙烯用榫槽面、透镜面及椭圆型环连接面 7种
    法兰型式:平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰7种

※德国管法兰标准DIN和前苏联管法兰标准ΓOCT在PN≤16.0的等级中可以配对使用,但已不能互换(因为接管尺寸系列不同)。随着前苏联解体,其应用标准体系ΓOCT目前在国际工程上已很少用。
4.1.2 美国应用标准体系(ANSI)
美国国家标准ANSI B16.5《钢制管法兰及法兰管件》是一个比较完整、比较成熟同时也是国际上比较流行、比较通用的先进标准。该标准与其它相关的ANSI、API 、ASTM、MSS组成的压力管道应用标准体系形成于大量的试验研究基础之上,并经历了数十年的实践检验,因此不失为一个科学、先进的标准,并广泛为各个国家所接受。
◆  管子:大外径系列 (ANSI B36.10和ANSI B36.19)
          公称直径范围:(DN6~DN2000)mm
      壁厚表示方法:
1)是以管子表号"Sch"表示壁厚;
2)是以管子重量表示管壁厚度。
◆  管法兰:美式法兰
压力等级:CL 150 300 400 600 900 1500 2500 Psi 7个等级
公称直径:DN15~600mm
法兰密封面:凸台面(RF)、凹凸面(MF)、榫槽面(TG)、金属环连接面 4种
   法兰型式:平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖 6种
◆美国应用标准体系ANSI中常用的标准有:
ANSI/ASME B36.10 无缝及焊接钢管
ANSI/ASME B36.19 不锈钢无缝及焊接钢管
ANSI/ASME B16.9 工厂制造的钢对焊管件
ANSI/ASME B16.11 承插焊和螺纹锻造管件
ANSI/ASME B16.28 钢制对焊小半径弯头和回弯头
ASME/ANSI B16.34 法兰连接、螺纹连接和焊接连接的阀门
ASME/ANSI B16.5 管法兰和法兰管件
ASME/ANSI B16.36 孔板法兰
ASME/ANSI B16.42 球墨铸铁法兰和法兰管件
ASME/ANSI B16.47 大直径钢法兰
ASME/ANSI B16.20 管法兰用缠绕式、包覆式垫片和环槽式用金属垫片
ASME/ANSI B16.21 管法兰用非金属平垫片
      ASME/ANSI B18.2.1 方头和六角头螺栓和螺纹
ASME/ANSI B18.2.2 方头和六角头螺母
API std605 大口径法兰、法兰盖
API std526 法兰连接钢制泄压阀
API std598 阀门的检验与试验
API std599 法兰连接和焊接连接的金属旋塞阀.果
API std600 法兰和对焊连接的钢制闸阀
API std602 小型钢闸阀(紧凑型闸阀)
API std603 150磅耐腐蚀用法兰阀
API std608 法兰连接和对焊连接的金属球阀
API std609 支耳型和对夹型蝶阀
API std6D 管道阀门规范
MSS SP-44 带颈平焊法兰
4.1.3 日本应用标准体系(JIS)
◆  管子:大外径系列 (JIS G3454、JIS G3458、JIS G 3459) 与ANSI大多数相同
   无缝钢管公称直径:(DN6~DN650)mm
壁厚表示方法:管子表号"Sch"表示壁厚
碳钢及合金钢JIS G3454、JIS G3458:
Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160 10个等级;
不锈钢JIS G 3459:
Sch5s、Sch10s、Sch20s、 Sch40s、Sch80s、 Sch120s 、Sch160s 7个等级;
焊接钢管公称直径:(DN350~DN2000)mm
壁厚表示方法:直接用壁厚数值表示。
◆  管法兰:(JIS B2201、JIS B2220等)自成体系,既不属于"美式法兰",也不属于"欧式法兰"
公称直径: (DN10~DN1000)mm
公称压力等级:2K、5K、l0K、16K、20K、30K、40K、63K 共8个等级
   法兰密封面:光滑面、大凸台面、小凸台面、凹凸面、榫槽面 5种
      法兰型式:平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖6种

※JIS应用标准体系与ANSI和DIN等都不能配套使用。为了弥补这个缺陷,日本石油学会编制了一套JPI标准,它基本上等效采用了ANSI/API应用标准体系,故它能与ANSI互换。
◆日本应用标准体系JIS中常用的标准有:
JIS G3452 普通用途碳钢管
JISG3454 承压用碳钢管
JISG3455 承压用碳钢管
JISG3456 高温用碳钢管
JISG3457 电弧焊碳钢管
JIS G3458 合金钢管
JIS G3459 不锈钢钢管
JIS G3468 电弧焊大直径不锈钢钢管
JIS B2201 铁素体材料管法兰压力等级
JIS B2202 管法兰尺寸
JIS B2210 铁素体材料管法兰基础尺寸
JISB2220 钢制管法兰
JIS B2302 钢制螺纹连接管件
JIS B2311 普通用途的钢制对焊管件
JIS B2312 钢制对焊管件
JIS B2313 钢板制对焊管件
JIS B2316 承插焊管件
JIS B2401 O形环
JIS B2404 管阀兰用缠绕式垫片
JIS B3453 压缩石棉垫片
4.1.4国际标准化组织(ISO)的应用标准体系
◆  管子:基本上属大外径系列(ISO4200)
**标准(ISO4200)系列1基本上采用了ANSI的尺寸,仅DN>1100mm时(已不太常用)则使用了"小外径系列"的尺寸。
◆  管法兰:同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。(ISO7005-1)
它代表了当前世界法兰标准的应用趋势。
公称压力等级:
第一系列:PN 1.0、1.6、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0 8个等级;
第二系列:PN 0.25、0.6、2.5、4.0 共4个等级。
第一系列为基本系列,第二系列为限制系列。
※  两个系列中:
PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0 六个等级属"欧式法兰",
PN2.0、PN5.0、PN11.0(600Psi)、PN15.0、PN26.0(1500Psi)、PN42.0属"美式法兰";
二者在结构尺寸和密封面尺寸上不能互换的。
◆  ISO应用标准体系中常用的标准有:
ISO6708 管件 公称尺寸定义
ISO7268 管件 公称压力定义
ISO4200 焊接和无缝平端钢管 尺寸和单位长度
ISO1127 不锈钢钢管 尺寸公差和单位长度质量
ISO3183 石油和天然气工业用钢管
IS06759 热交换器用无缝钢管
ISO7005-1 金属管法兰
ISO7483 符合ISO7005标准的管法兰密封垫片
  ISO3419 非合金钢和合金钢管件
ISO5251 不锈钢对焊管件
ISO7121 法兰型钢制球阀
ISO10497 阀门试验 防火试验要求
4.1.5英国和法国应用标准体系
a.英国应用标准体系(BS)
◆  管子:大外径系列
        BS1600 其直径范围和壁厚分级同ANSI B36.10/B36.11;
BS3600 基本上等同采用了ISO标准,其直径范围和壁厚分级同ISO4200。
◆法兰标准:同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。
BS1560 基本上等同采用了ANSI标准,其结构型式和密封面型式同ANSI B16.5;
BS4504 基本上等同采用了DIN标准,其结构型式和密封面型式同DIN2500。
◆BS中常用的标准有:
BS1600 石油工业用钢管尺寸
BS3600 承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量
BS3605.1 承压用焊接和无缝不锈钢钢管与
BS1560 管法兰(美式法兰)
BS4504 管法兰(欧式法兰)
BS1740.1 锻钢制管件
BS1965 对焊承压管件
BS1640 石油工业用对焊管件
BS3799 石油工业用螺纹及承插焊管件
b.法国应用标准体系(NF)
法国应用标准体系(NF)与英国应用标准体系类似。

4.2国内常用的标准体系
目前,国内的压力管道及其元件的应用标准很多,又均不完整。以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准(G 、机械行业标准(J 、石化行业标准(SH)和化工行业标准(HG)等。这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。为了能很好地应用这些标准,介绍一下目前国内常用的压力管道应用标准体系。
4.2.1石化行业应用标准体系
◆ 管子尺寸系列标准(SH3405) 基本属于“大外径系列”
  SH3405等效采用了ISO4200标准,故当DN≤1100mm时,它能与ANSI B36.l/36.19标准配套使用。
SH3405直径范围和壁厚分级:
序号  钢管类别  公称直径范围  壁厚分级
1  奥氏体不锈钢无缝钢管  10~400  Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s
2  碳素钢、合金钢无缝钢管  10~600  Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS
3  奥氏体不锈钢焊接钢管  80~1000  2.0~12mm
4  碳素钢、合金钢焊接钢管  150~2000  4.0~18mm
◆法兰标准(SH3406):属于"美式法兰"
公称压力:PN1.0、PN2.0(CL150)、PN5.0(CL300)、PN6.8(CL400)、PN10.0(CL600),
PN15.0(CL900)、PN25.0(CL1500)、PN42.0(CL2500) 8个等级
公称直径:DN15~DN1500mm
法兰密封面: 当DN≤600时,凸台面、凹凸面、全平面、榫槽面、环槽面 5种
               DN≥650时,凸台面 1种
    法兰型式: 当DN≤600时,平焊、对焊、承插焊、螺纹连接、松套 5种
                DN≥650时 对焊 1种
※ SH3406等效采用了ANSI B16.5和API605标准,。SH3406在结构尺寸和密封面型式上与ANSI B16.5/API605有着很好的互换性,它能与ANSI、API、MSS等标准的管道元件配套使用。但因为SH3406采用了我国材料标准而不是美国材料标准(ASTM),故二者的温度-压力表有少许偏差,故在考虑二者互换时,应注意并核对它们的温度-压力对应允许值。
◆石化行业应用标准体系中的常用标准
SH3401 管法兰用石棉橡胶板垫片
SH3402 管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片
SH3403 管法兰用金属环垫片
SH3404 管法兰用紧固件
SH3405 石油化工企业钢管尺寸系列
SH3406 石油化工钢制管法兰
SH3407 管法兰用缠绕式垫片
SH3408 钢制对焊无缝管件
SH3409 钢板制对焊管件
SH3410 锻钢制承插焊管件
石化行业应用标准体系属于一个比较完整的应用标准体系。因为它等效采用了ANSI标准,因此代表着先进和发展方向。又由于它的法兰(SH3406)能与API标准阀门匹配使用。通过近几年的应用证明,这套应用标准体系是一个科学的、先进的、同时又是可操作性好的标准体系。

4.2.2化工行业应用标准体系
◆ 管子尺寸系列标准(HG20553) A系列: 属于"大外径系列"
B系列:属于"小外径系列"
◆法兰标准 同时包含欧式法兰和美式法兰
      欧式法兰(HG20592~HG20605)
压力等级:PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0等10个等级
公称直径:DN10~DN2000mm
法兰型式:板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种
密封面型式:突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。
它可以与JB阀门配套使用。.
美式法兰标准(HG20615-HG20626)
公称压力:PN2.0、PN5.0、PN11.0、PN15.0、PN26.0和PN42.0 6个压力等级
公称直径: DN15~1500
法兰型式: 带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种,
密封面型式 突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种型式。..
※化工行业压力管道应用标准体系也是一个相对比较完整的标准体系,而且经历了若干年的生产实践检验,具有成熟的使用经验。由于它同时具有"大外径系列"和"小外径系列"、"欧式法兰"和"美式法兰"两个系列,故其使用面比较广,它既可以与国外的ANSI、DIN、ISO等标准配合使用,又可以与国内的GB、SH、JB等标准配合使用。
◆化工行业应用标准体系中的常用标准..
HG20537.1 奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定
HG20553 化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列
HG/T21634 锻钢制承插焊管件
HG/T21635 碳钢、低合金钢元缝对焊管件
HG/T21631 钢制有缝对焊管件
HG/T21632 锻钢制承插焊、螺纹和对焊接管台
HG/T21637 化工管道过滤器
HG/T21577 快速特种接头
HG20592~20605 钢制管法兰(欧洲体系)
HG20615~20626 钢制管法兰(美洲体系)
HG20606~20612 钢制管法兰用垫片(欧洲体系)
HG20627~20633 钢制管法兰用垫片(美洲体系)
HG20613 钢制管法兰紧固件(欧洲体系)
HG20634 钢制管法兰紧固件(美洲体系)
4.2.3机械行业应用标准体系
◆ 管子尺寸 属于"小外径系列"
◆法兰标准 欧式法兰
     压力等级:PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、20.0等10个压力等级
公称直径:DN15~DN1600mm
法兰型式:整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种
密封面型式:平面、凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面 5种。
※JB没有相应的管子尺寸系列标准、管件标准,体系很不完善,需要GB体系作支持;
JB法兰标准把不同等级的材料列入同一温度-压力表中,以至失去了其科学性;
JB阀门标准以有限的型号给出选用系列(从各产品汇编中体现出来),既限制了其使用范围,又失去了其灵活性。从许多生产装置的应用情况来看,JB阀门的使用性能也不尽人意;JB阀门不能与ANSI配伍使用,不便于与世界接轨;
◆机械行业应用标准体系中的常用标准有:
JB/T74 管路法兰技术条件
JB/T75 管路法兰类型
JB/T79.1~79.4 整体铸钢管法兰
JB/T81 板式平焊钢制管法兰
JB/T82.1~82.4 对焊钢制管法兰
JB/T83 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5MPa平焊环式松套钢制管法兰
JB/T84 4.0、6.3、10.0MPa凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰
JB/T85 0.25、0.6MPa翻边式松套钢制管法兰
JB/T86.1~86.2 钢制管法兰盖,
JB/4700~4703 压力容器用法兰
JB/T87~90 管路法兰用垫片
JB4704~4706 压力容器用垫片
4.2.4国家应用标准体系
◆管子尺寸系列标准GB17395属于"大外径系列"
◆  .法兰标准:(GB/T 9112-2000) 包括欧式法兰和美式法兰
接管分为系列I、系列II
系列I为“大外径系列” ,以期能与SH标准等匹配;
系列II为“小外径系列” ,以期能与JB标准等匹配。
     欧式法兰:分为系列I、系列II,
公称压力 PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0MPa 9个等级
公称通径 DN10~2000mm
法兰型式:整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、板式平焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边环板式松套和法兰盖等9种
密封面型式:平面、突面、凹凸面、榫槽面 4种。
    美洲法兰:系列I(大外径)
公称压力 PN 2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa 6个等级
公称通径 DN10~600mm
法兰型式:整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、对焊环带颈松套和法兰盖等7种
密封面型式:平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面 5种。
※ 它基本上能含盖JB标准和HG标准的"欧洲体系"标准,为取代这两个标准创造了条件;
※ "欧式法兰"和"美式法兰",其温度-压力等级值的确定是将中国材料与欧洲材料和美洲材料进行性能对比后,选用ISO7005-1中规定的相应材料的压力-温度参数。
※ 压力管道国家标准体系也是一个比较完整的标准体系。它的管件标准分为A、B两个系列,其中A系列为“大外径系列”,以期能与SH标准等匹配;B系列为“小外径系列”,以期能与JB标准等匹配。
◆中国国家应用标准体系常用标准
GB12459 钢制对焊无缝管件
GB/T13401 钢板制对焊管件
GB/T14626 锻钢制螺纹管件
GB/T14382 管道用三通过滤器
GB/T14383 锻钢制承插焊管件
GB/T9112~9124 钢制管法兰
GB4622.1~3 管法兰用缠绕式垫片
GB9126.1~4 管法兰用石棉橡胶垫片
GB9128.1~2 管法兰用金属环垫片
GB/T13404 管法兰用聚四氯乙烯包覆垫片
GB/T15601 管法兰用金属包覆垫片
GB30 六角螺栓
GB52 六角螺母
GB56 六角厚螺母
GB901 等长双头螺柱B级
GB6170 I型六角螺母A和B级
GB6171 I型六角螺母细牙A和B级
GB6175 II型六角螺母A和B级.
GB6176 皿型六角螺母细牙A和B级
GB12220 通用阀门 标志
GB12221 法兰连接金属阀门 结构长度...
GB12224 钢制阀门一般要求,..
GB12234 通用阀门 法兰和对焊连接钢制闸阀..
GB12235 通用阀门 法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀
GB12236 通用阀门 法兰连接钢制旋启式止回阀
GB12237 通用阀门 法兰和对焊连接钢制球阀
GB12238 通用阀门 法兰和对夹连接蝶阀
GB12239 通用阀门 隔膜阀
GB12244~12246减压阀
GB12247~12251蒸汽疏水阀
GB/T13927 通用阀门 压力试验
4.2.5 压力管道应用标准体系配伍
a.可用的压力管道应用标准体系比较多,而且各标准体系之间有些是不能配套使用的,有些虽然基本能配套使用但尚有个别问题应注意。
b.一个装置或同时建设的几个装置应尽量采用同一个应用标准体系,这样可以避免由于不同标准体系之间的配合问题而带来的一些错误。
c.工程中经常遇到在一个装置上同时采用两套或多套应用标准体系的情况,或者是由于某套标准体系的应用标准不完善,需要其它体系的标准进行支持。这就要求材料工程师除了在了解有关的标准体系之外,还应知道各体系之间的标准配合问题。
d.注意核对各标准的温度-压力值。
5管道压力等级
5.1 设计条件
5.1.1设计压力
5.1.2设计温度
5.2影响管道压力等级确定的因素
5.2.1应用标准体系
5.2.2材料
5.2.3操作介质
5.2.4介质温度及管系附加力

5.3影响壁厚等级确定的因素
5.3.1材料的许用应力
5.3.2腐蚀余量
5.3.3管子及其元件的制造壁厚偏差
5.3.4焊缝系数
5.3.5设计寿命
5.4 常用压力管道器材的设计标准

5管道压力等级
前面已经提及,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。
5.1 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5-1 一般情况下管道元件的设计压力确定
工作压力Pw(MPa)  设计压力P(MPa)
Pw≤1.8  P= Pw+0.18
1.8<W≤4.0&NBSP;&NBSP=
4.0<W≤8.0&NBSP;&NBSP=
Pw>8.0  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。
5.1.2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5-2 一般情况下管道元件的设计温度确定
工作温度Tw(℃)  设计温度T(℃)
-20<TW≤15&NBSP;&NBSP;T=
15<TW≤350&NBSP;&NBSP;T=
Tw>350  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。
5.2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。
5.2.1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。
5.2.2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。
5.2.3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、SYJ1064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PN5.0MPa;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。
5.2.4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PN5.0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。
5.3影晌壁厚等级确定的因素
5.3.1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限制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。
5.3.2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。.
5.3.3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  壁厚(mm)  偏差值(%)
GB/T8163  ≤20  +15,-10,+12,-5,-10
GB/T14976  <15
≥15  +15,-12.5
+20,-15
5.3.4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  焊接方法  接头形式  焊缝型式  检验型式  焊缝系数
1  锻焊  对焊  直线  按标准要求  0.6
2  电阻焊  对焊  直线或螺旋形  按标准要求  0.85
3  电弧焊  单面对焊  直线或螺旋形  无RT
10%RT
100%RT  0.8
0.9
1.0
    双面对焊  直线或螺旋形  无RT
10%RT
100%RT  0.85
0.9
1.0
RT 射线探伤
5.3.5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。
5.4 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《输油管道工程设计规范》;
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) SH3064-1994《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》;
8) HG/T20646《化工装置管道材料设计规定》。
6管道器材选用
6.1管子
6.1.1 焊接钢管
6.1.2 无缝钢管
6.2管件
6.2.1连接形式
6.2.2对焊管件
6.2.3承插焊和螺纹连接管件
6.2.4 常用管件标准
6.3 法兰及紧固件
6.3.1法兰
6.3.1法兰
6.3.2螺栓/螺母
6.3.3垫片
6.4阀门及其它管道设备
6.4.1阀门的质量要求
6.4.2阀门型式的选用

6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。
6.1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。
6.1.1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5.0MPa,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》
6.1.2 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》
          GB6479《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
GB6479:
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、GB6479、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。
GB6479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。
GB6479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<GB3087<GB9948<GB5310
选用:
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GB6479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GB6479标准。
凡是低温下(小于-20℃)使用碳素钢钢管应采用GB6479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》
GB6479《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
GB6479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、GB6479、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。
6.2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。
6.2.1连接形式
管件之间、管件和管子之间常用的连接型式有对焊连接、承插焊连接、螺纹连接和法兰连接。
a.对焊连接
它是DN≥50的管道及其元件常用的一种连接型式。对于DN≤40的管子及其元件,因为它的壁厚一般较薄,采用对焊连接时错口影响较大,容易烧穿,焊接质量不易保证,故此时一般不采用对焊连接。但下列几种情况例外:
1) 对于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件,其壁厚已比较厚,采用对焊连接时前面所述的问题已不存在,故也常用对焊连接;
2) 有缝隙腐蚀介质(如氢氟酸介质)存在的情况下,即使DN≤40、壁厚小于SCH160,也采用对焊连接,以避免缝隙腐蚀的发生,此时在焊接施工时常采用小焊丝直径、小焊接电流的氩弧焊而不用一般的电弧焊;
3)对润滑油管道,当采用承插焊连接时,其接头缝隙处易积存杂质而对机械设备产生不利影响,此时也应采用对焊连接;
b.承插焊连接
它多用于DN≤40、管壁较薄的管子和管件之间的连接。
承插焊连接必定为一个是插口,另一个则为承口管件。
一般异径短节、螺纹短节等为插口管件;
弯头、三通、管帽、加强管嘴、活接头、管箍等为承口管件。在应用中应考虑这些管件之间的搭配组合以及所需的结构空间。
c.螺纹连接
螺纹连接也多用于DN≤40的管子及其元件之间的连接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的场合。
螺纹连接件有阳螺纹和阴螺纹之分。
常用的管件中,螺纹短节为阳螺纹,而弯头、三通、管帽、活接头等多为阴螺纹,使用时应注意它们之间的搭配和组合。螺纹连接与焊接相比,其接头强度低,密封性能差,因此其使用时,常受下列条件的限制:
1) 螺纹连接的管件应采用锥管螺纹;
2)螺纹连接不推荐用在大于200℃及低于-45℃的温度下;
3)螺纹连接不得用在剧毒介质管道上;
4)螺纹连接不推荐用在可能发生的腐蚀、缝隙腐蚀或振动、压力脉动及温度变化可能产生交变载荷的管道上;
5)用于可燃气体管道上时,宜采用密封焊进行密封。
常用的锥管螺纹可分为:
550锥管螺纹 (多用于欧洲)
600锥管螺纹 (多用于美国)
(ISO7/1)为550锥管螺纹。日本标准同时包含550锥管螺纹和600锥管螺纹两种。
GB7306为550锥管螺纹 等同采用(ISO7/1)
螺纹锥度为:1:16;
牙型角:550
尺寸范围:1/16”~6”
螺纹标志代号:R(圆锥外螺纹)
              Rc(圆锥内螺纹)
GB12716为600锥管螺纹等同采用(ANSI/ASME B 1.20.1)
螺纹锥度为:1:16;
牙型角:600
尺寸范围:1/16”~12”
标识:NPT
两种圆锥管螺纹不能互换。
6.2.2对焊管件
常用的对焊管件包括弯头、三通、异径管(大小头)和管帽,前三项大多采用无缝钢管或焊接钢管通过推制、拉拔、挤压而成,后者多采用钢板冲压而成。
它们通过公称壁厚等级(管子表号或壁厚值)来实现与管子等强度,至于其局部应力集中的补强,是制造厂应解决的事情。制造厂应对对焊管件的强度进行设计,并通过验证试验法进行验证。
a.弯头
长半径弯头(R=1.5DN):一般情况下,应优先采用;
短半径弯头(R=1.0DN):多用于尺寸受限制的场合。其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍。
弯管(R=nDN):用于缓和介质在拐弯处的冲刷和动能,可用到R=3DN、6DN、10DN、20DN
根据制造方法不同又分为推制弯头、挤压弯头和焊制斜接弯头
推制弯头和挤压弯头: 常用于介质条件比较苛刻的中小尺寸管道上
焊制斜接弯头: 常用于介质条件比较缓和的大尺寸管道上,同时要求其弯曲半径不宜小于其公称直径的1.5倍。当斜接弯头的斜接角度大于450时,不宜用于剧毒、可燃介质管道上,或承受机械振动、压力脉动及由于温度变化产生交变载荷的管道上。
b.三通
同径三通
异径三通
y型三通 常常代替一般三通,用于输送有固体颗粒或冲刷腐蚀较严重的管道上。
四通
c.异径管(大小头)…
通常有同心异径管
偏心异径管
d.管帽(封头)..
有平盖封头
标准椭圆封头
平封头制造较容易,价格也较低,但其承压能力不如标准椭圆封头,故它常用于DN≤100、介质压力低于1.0MPa的条件下。标准椭圆封头为一带折边的椭圆封头,椭圆的内径长短轴之比为2:1,它是应用最广的封头。
在很多情况下,如管廊上的管子端部,管帽都由法兰代替,以便于管子的吹扫和清洗。
6.2.3承插焊和螺纹连接管件
它一般是指DN≤40的管道元件,包括弯头、三通、加强管嘴、加强管接头、管帽、管箍、异径短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、水喷头等。
6.2.4 常用管件标准
国家标准:
GB12459-90 钢制对焊无缝管件 DN=10-500mm A、B系列
GB/T13401-92钢板制对焊无缝管件 DN=350-1200mm A、B系列
GB/T14383-93锻钢制承插焊管件 DN=15-80mm A、B系列
GB/T14626-93 锻钢制螺纹管件 DN=8-100
GB/T17185-1997 钢制法兰管件 DN=25-600mm PN 2.0,5.0,11.0,15.0,26.0MPa
中石化标准:
  SH 3408-1996 钢制对焊无缝管件 DN=15-500mm
SH 3409-1996 钢板制对焊管件 DN=200-1200mm
SH 3410-1996锻钢制承插焊管件 DN=10-80mm
化工部标准:
HG/T21634-1990锻钢制承插焊管件 1/2”-11/2”,3000及6000磅
HG/T21635-1990碳钢、低合金钢无缝对焊管件DN=50-600mm
PN 25,40,64,100kg/cm2
HG/T21631-1990钢制有缝对焊管件 DN=300-1000mm
石油部标准:
SY/T0510-1998钢制对焊管件 DN=15-600mm
各种管件标准,对焊无缝和钢板制对焊管件均等有效采用ANSI B16.9和ANSIB16.28。锻钢制承插焊和螺纹管件均等有效采用ANSI B16.11。但各标准同类管件的结构尺寸不尽相同。
6.3法兰及紧固件
法兰、垫片及螺栓三者组成管道中可拆卸的连接结构,压力管道中应用很普遍也是一种很重要的连接形式。通常,法兰、螺栓与垫片三者共同构成一个密封副,三者共同作用,相辅相承,才能保证接头的良好密封。
盲板、8字盲板、限流孔板、混合孔板等与法兰、垫片及螺栓关系比较密切,常与它们配合使用,一起进行介绍。
6.3.1法兰
法兰是确定管道公称压力等级的基准件。由前面的介绍可知,法兰的种类很多,不同型式的法兰,其密封性能不同,适用场合也不同。在这里仅讨论不同型式的法兰应如何选用,仅供参考。
a.  法兰种类
◆  结构型式 管道法兰按与管子的连接方式分为以下六种基本类型:平焊、对焊法、承插焊、松套、螺纹法兰和整体法兰,如图6-1。

                  图6-1 管道法兰与管子的连接方式
◆密封面型式 法兰密封面有全平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、环槽面等五种。见图6-2。

                            图6-1 法兰密封面型式

◆  法兰代号
不同的标准其法兰的密封面及型式的名称、代号略有区别。见表6-1、表6-2。
表6-1 密封面名称及代号对照表
序号  SH 3406-96  HG20592~20635-97  JB/T74~90-94  GB9112-2000
1  全平面(FF)  全平面(FF)    平面(FF)
2  凸台面(RF)  突面(RF)  凸面  突面(RF)
3  凹凸面(MF)  凹凸面(MFM)  凹凸面  凹凸面(MF)
4  榫槽面(TG)  榫槽面(TG)  榫槽面  榫槽面(TG)
5  榫槽面(TG)  环连接面(RJ)  环连接面  环连接面(RJ)

表6-2 结构型式代号对照表
序号  SH 3406-96  HG20592~20635-97  JB/T74~90-94  GB9112-2000
1  对焊(WN)  对焊(WN)  对焊(-)  对焊(-)
2  承插焊(SW)  承插焊(SW)    承插焊(-)
3  平焊(SO)  平焊(SO)  平焊(-)  平焊(-)
4  螺纹(PT)  螺纹(Th)    螺纹(-)
5  松套(LJ)  松套(PJ/LF)  松套(-)  松套(-)
6  法兰盖(-)  法兰盖(BL)  法兰盖(-)  法兰盖(-)
7    整体法兰(IF)  整体法兰(-)  整体法兰(-)

b.结构型式的选用:
平焊法兰:多用于介质条件比较缓和的情况下,如低压非净化压缩空气、低压循环水,它的优点是价格比较便宜;
对焊法兰:最常用的一种,它与管子为对焊连接,焊接接头质量比较好,而且法兰的颈部利用锥度过渡,可以承受较苛刻的条件;
承插焊法兰:常用于PN≤10.0MPa,DN≤40的管道中;
松套法兰:常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。当介质腐蚀性较强时,法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料,而外部则利用低等级材料如碳钢材料的法兰环夹紧它以实现密封;
整体法兰:常常是将法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体,这种型式在设备和阀门上常用。
b.密封面型式的选用:
全平面密封面:常与平焊型式配合以适用于操作条件比较缓和的(PNg1.0)工况下;常用于铸铁法兰或与铸铁连接的钢法兰;
凸台面密封面:是应用最广的一种型式,它常与对焊和承插焊型式配合使用,在"美式法兰"中,常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa压力等级中;在"欧式法兰"中则常用在PN1.6、PN2.5MPa压力等级;
凹凸面密封面:常与对焊和承插型式配合使用,在"美式法兰中不常采用,在"欧式法兰"中常用在PN4.0、PN6.4MPa等级中。但它不便于垫片的更换;
榫槽面密封面:使用情况同凹凸面法兰;
环槽面密封面:常与对焊连接型式配合(不与承插焊配合)使用,主要用在高温、高压或二者均较高的工况。在"美式法兰'中,常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa压力等级中。在"欧式法兰"中常用在PNl0.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN42.0。
6.3.2螺栓/螺母
选择法兰连接用紧固件材料时,应同时考虑管道操作压力、操作温度、介质种类和垫片类型等因素。
垫片类型和操作压力、操作温度一样,都直接对紧固件材料强度提出了要求。例如,采用缠绕式垫片密封的低压剧毒介质管道的法兰连接,尽管管道的操作压力和温度都不高,但因为使缠绕式垫片形成初始密封时所需要的比压力较大,从而要求紧固件的承受载荷也大,因此,在这种情况下就要求紧固件采用高强度合金钢材料。
合金钢螺柱均应采用高级优质钢.即材料牌号后均应加字母A,如35CrMoA、25CrMoVA
根据结构型式的不同,螺栓可分为六角头螺栓和双头螺栓(又称为螺柱)两类,而双头螺栓又分为通丝和非通丝两种
六角头螺栓:常与平焊法兰和非金属垫片配合用于操作较缓和的工况下。六角头螺栓常用材料是BL3或者是Q235B;
双头螺栓:常与对焊法兰配合使用在操作条件比较苛刻的工况下,其中,因为通丝型双头螺栓上没有截面形状的变化,故其承载能力强。而非通丝型双头螺栓则相对承载能力较弱。
螺母材料常根据与其配合的螺栓材料确定,这些组合在一般的标准中都有规定。一般情况下,螺母材料应稍低于螺栓材料,并保证螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。
6.3.3垫片
垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧,使其发生弹塑性变形,填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙,增加介质的流动阻力,从而达到阻止或减少介质的泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果影响很大。
常用的垫片可以分为三大类,即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。
a.非金属垫片:
石棉橡胶垫片,它是通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。在美国,很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。但在世界范围内,石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。
适用范围:T≤260℃,PN≤2.0MPa(SH 3401)
T≤400℃,PN≤4.0MPa(国标)
用于水、空气、氮气、酸、碱、油品等介质工况下。
聚四氟乙烯(PTFE)包覆垫片:
适用范围:T=-180~200℃,PN≤4.0MPa
常用于低温或者要求干净的场合下
b.半金属垫片
半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨缠绕垫三大类。
缠绕式垫片:是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。
特点:压缩回弹性好、强度高,有利于适应压力和温度的变化,能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。
缠绕钢带:20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料
非金属缠绕带:特制石棉、柔性石墨带和聚四氟乙烯带,
适用范围:PN=2.0~10.0MPa
                表6-3缠绕式垫片的型式及代号
形式  适用密封面型式  垫 片 型 式 代 号
    SH3407-96  HG20610-97  JB/T90-94  GB4622.1-93
基本型  榫槽面  A  A  A  A
带内环   凹凸面  C  B  B  C
带外环  凸台面  B  C  C  B
内外环  凸台面
PN≥5.0MPa、T≥350℃时。  D  D  D  D

表6-4 常用缠绕式垫片的使用条件
                   垫 片 材 料  法兰公称压力(MPa)  温 度 范 围 ℃
奥氏体不锈钢/特制石棉  ≤25.0  -50~500
奥氏体不锈钢/柔性石墨  ≤25.0  -196~600
奥氏体不锈钢/聚四氟乙烯  ≤10.0  -196~200

铁包式垫片:密封性能不如缠绕式垫片,故压力管道中用的不多,它常用在换热器封头等大直径的法兰连接密封副上。
柔性石墨复合垫 由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成。适用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。
c.金属垫片
金属垫片常用在高压力等级法兰上,以承受比较高的密封比压。常用的金属垫片有平垫、八角形垫和椭圆型垫三种。
金属平垫片:常与凸台面、凹凸面、榫槽面法兰使用。
八角形金属垫片和椭园形金属垫片:常与环槽面法兰使用。与椭圆形金属垫片相比八角形金属垫片容易加工,故其应用比较多。
金属垫片的材料应配合法兰材料选用,且要求垫片硬度比法兰密封面硬度低(不少于HB30)。
6.3.4盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板
它们常被夹在两片法兰之间以实现不同用途。
它们都应有两个和匹配法兰同样的密封面。
例:某工程把下列条件的管道编在一个管道等级中,管道材料为20:
    蒸汽 设计压力为1.6 MPa,设计温度为330 °C
    蒸汽 设计压力为2.6 MPa,设计温度为260 °C
     如果不考虑法兰选用的温度-压力问题,请写出该管道等级的最小压力级别,并写出两种以上的法兰、垫片的组合形式。
答:1)压力级为:4.0MPa;
2) a、HG法兰 PN4.0 WN-MFM;垫片:PN4.0带内环缠绕垫。
                PN4.0 WN-MFM;垫片:PN4.0柔性石墨复合垫
b、GB法兰 PN4.0 WN-MF;垫片:PN4.0 带内环缠绕垫。
           PN4.0 SO-RF;垫片:PN4.0 带外环缠绕垫
c、JB法兰PN4.0 WN-MFM;垫片:PN4.0带内环缠绕垫。
6.4阀门及其它管道设备
工程上应用的阀门种类很多,常用的阀门:
有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、疏水阀、安全阀、调节阀等。
常用的其它管道设备:如膨胀节、过滤器、视镜、阻火器等
如何正确选用阀门及其它管道设备是一个比较复杂的问题,内容较多,这里只作简单的介绍。
6.4.1阀门的质量要求
a.内漏问题
是否有内漏或内漏的大小是衡量一个阀门质量的主要技术指标,对于压力管道来说,处理的介质大都是可燃、易燃、易爆、有毒的介质,阀门关闭时,希望通过阀板的泄漏(内漏)越少越好,甚至有些介质的泄漏要求为零。常用的评判阀门内漏的标准有API598、ANSI B16.104和JB/T9092。
b.外漏问题
外漏是指通过阀杆填料和阀盖垫片处的介质外泄漏。它同样是衡量阀门好坏的一个重要指标。对有些介质,外漏的要求甚至比内漏要求更严格,因为它直接泄入大气,会直接引起事故造成人身伤害。对于这种情况,有时不得不采用波纹管密封阀或隔膜阀来保证阀门的外漏为零。限制外漏的标准目前大多数采用美国环保局的限定,即不超过500ppm。
c.材料质量
材料质量是衡量阀门强度可靠性和使用寿命的一个重要指标。众所周知,大多数DN≥50的阀门都是铸造阀体,如果质量不好,会直接影响到阀门的可靠性和使用寿命。 ASTM和我国的材料标准通常情况下的要求都是比较低的,为了保证在苛刻情况下材料能较好地适应操作条件的要求,这些标准中都设置许多选择性附加检验项目,设计人员如何根据使用条件来选择这些附加项目是一个技术性很强的问题,如果要求不当,会无意义的增加基建投资。
d.阀门出厂前试验要求
  1) 阀门出厂前要根据JB/T9092-1999《阀门的检验与验收》进行壳体压力试验和密封试验。密封试验分上密封、低压密封和高压密封试验。
  2) 根据阀门类别不同选择密封试验。闸阀和截止阀要进行上密封和低压密封试验。
3) 壳体压力试验,一般采用温度不超过52℃的水或粘度不大于水的非腐蚀性流体,以38℃时1.5倍的公称压力进行。
4) 低压密封试验,一般采用空气或惰性气体,以0.5~0.7MPa压力进行。
5) SH3064《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》对不同等级的压力管道提出了相应的检验要求,比JB/T9092要求更严格。
6.4.2阀门规格书的内容
通用阀门规格书应包括下列内容:
1)  采用的标准代号;
2)  阀门的名称、公称压力、公称直径;
3)  阀体材料、阀体对外连接方式;
4)  阀座密封面材料;
5)  阀杆与阀盖结构、阀杆等内件材料,填料种类;
6)  阀体中法兰垫片种类、紧固件结构及材料;
7)  设计者提出的阀门代号或标签号;
8)  其它特殊要求。
国内现行的阀门型号表示方法,对阀杆及内件材料、填料种类、中法兰垫片种类、中法兰紧固件材料种类等均无规定,不能全面说明阀门的属性。
6.4.3阀门型式的选用
阀门型式的选用是材料工程师的重点工作内容之一,也是难点之一,它要求材料工程师不仅应对常用阀门的结构型式、性能特点、相关标准等比较熟悉,也应对应用环境和工程要求比较熟悉。
阀门型式的选用原则:
a.闸阀:一般开关情况下应首选闸阀。
     结构特点:.闸阀的闸板由阀杆带动,沿阀座密封面作升降运动,可接通或截断流体的通路,它主要用于管道的关断。
适用范围:
1) 闸阀与截止阀相比,流阻小、启闭力小,密封可靠,是最常用的一种阀门;
2) 当部分开启时,介质会在闸板背面产生涡流,易引起闸板的冲蚀和振动,阀座的密封面也易损坏,故一般不作为节流用;
3) 与球阀和堞阀相比,闸阀开启时间较长,结构尺寸较大,不宜用在直径较大的情况。
阀门标准:API和ANSI B16.34,前者专用于石油化工装置,后者则使用面比较广。
GB12232,它与管道的连接可以是螺纹、承插焊、法兰或对焊连接。
b.截止阀、节流阀:对要求有一定调节作用的开关场合(如调节阀旁路、软管站等)和输送液化石油气、液态烃介质的场合,宜选用截止阀以代替闸阀。
结构特点:都是向下闭合式阀门,阀瓣由阀杆带动,沿阀座中心线做升降运动的阀门。截止阀和节流阀结构基本相同,只是阀瓣形状不同。截止阀的阀瓣为盘形;节流阀的阀瓣多为圆锥流线型。
适用范围:1) 与闸阀相比截止阀具有一定的调节作用,故常用于调节阀组的旁路。
2) 截止阀在关闭时需要克服介质的阻力,因此,它最大直径仅用到DN200。
3)节流阀特别适用于节流,用于改变通道截面积,调节流量或压力。
c.止回阀:对于要求能自动防止介质倒流的场合应选用止回阀。
结构特点:止回阀又称单向阀,它只允许介质向一个方向流动,当介质顺流时阀瓣会自动开启,当介质反向流动时能自动关闭。安装时,应注意介质的流动方向应与止回阀上的箭头方向一致。
升降式止回阀:是靠介质压力将阀门打开,当介质逆向流动时,靠自重关闭(有时是借助于弹簧关闭),因此升降式止回阀只能安装在水平管道上;受安装要求的限制,常用于小直径场合DN≤40。
旋启式止回阀:是靠介质压力将阀门打开,靠介质压力和重力将阀门关闭,因此它即可以用在水平管道上,又可用在垂直管道上(此时介质必须是自下而上)。(DN≥50)
对夹式止回阀:结构尺寸小,制造成本低,常用来代替升降式和旋启式止回阀
梭 式 止回阀:是解决DN40的升降式止回阀不能用在竖管上的问题。
选用:
DN≤40时宜用升降式止回阀(仅允许安装在水平管'道上);
DN=50~400时,宜采用旋启式止回阀(不允许装在介质由上到下的垂直管道上);
DN≥450时,宜选用Tillting-Disc (缓冲型)止回阀;
DN=100~400,也可以采用对夹式止回阀,其安装位置不受限制;
d.蝶阀:对于设计压力较低、管道直径较大,要求快速启闭的场合一般选用蝶阀。
结构特点:具有900旋转快速开启关闭的特点,重量轻,结构尺寸小(尤其是对夹式蝶阀)等优点。但密封性能不如闸阀可靠,在某些条件下可以代替闸阀
e.球阀:对于要求快速启闭的场合一般选用球阀。
结构特点:阀瓣为一中间有通道的球体,球体绕自身轴线作900旋转,达到启闭目的。球阀的最大特点是在众多的阀门类型中其流体阻力最小,流动特性最好。其密封性能较可靠。与蝶阀相比,它的重量较大,结构尺寸也比较大,故不宜用于直径太大的管道。
◆※与蝶阀一样,长期影响它不能在石化生产装置上应用的问题是热胀或磨损后会造成密封不严的题。软密封球阀虽有较好的密封性能,但当它用于易燃、易爆介质管道上时,尚须经受火灾安全试验和防静电试验。因此,石化生产装置上球阀应用的也不多,近年来,许多球阀生产厂开发出了一些新型结构的球阀,如:轨道球阀、偏心球阀等,一些球阀将阀座设置成金属弹性阀座,使其在热胀和磨损的情况下仍有良好的密封。因此,这些球阀也在石化生产装置上开始应用。
7 设备与管道的涂料防腐
7.1设备与管道的涂料防腐
7.1.1 应作外部涂漆防腐的设备、管道及钢结构
7.1.2 不应作涂漆防腐的部位
7.1.3 涂料的选用的原则
7.2 钢材表面原始锈蚀分级
7.3 钢材表面处理
7.4 钢材表面除锈质量等级|
7.5 设计及施工规范

7 设备与管道的涂料防腐
7.1 设备与管道的涂料防腐
为了防止工业大气、水及土壤对金属的腐蚀,设备及管道外部涂漆是压力管道防腐蚀的重要措施之一。
7.1.1 应作外部涂漆防腐的设备、管道及钢结构
1)  一般以碳钢、低合金钢、铸铁为材料的设备、管道、支架、平台、栏杆、梯子等均应涂漆防腐。
2)  在制造厂制造的非定型设备、管道及附属钢结构应在出厂前先涂两道防腐底漆,在施工现场涂面漆。
3)  在施工现场组装的设备、管道及附属钢结构应在现场涂漆。
4)  对制造厂已涂面漆的设备,如因运输中涂漆被损坏,对损坏的部位应在现场进行补涂。
7.1.2 不应作涂漆防腐的部位
1)  有色金属铝、铜、铅等、奥氏体不锈钢、镀锌表面、涂防火水泥的金属表面以及塑料和涂塑料的表面均不涂漆。
2)  对设备的铭牌及其它标志板或标签,其表面不应涂漆。
3)  已精加工的表面。
7.1.3 涂料的选用原则
1)与被涂物的使用条件相适应;
2)与被涂物表面的材料相适应;
3)底漆与面漆正确配套;
4〉经济合理;
5)具备施工条件。
7.2 钢材表面原始锈蚀分级
钢材表面原始锈蚀分A、B、C、D四级
A级 全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面。
B级 已发生锈蚀,且部分氧化皮已经剥落的钢材表面。
C级 氧化皮己因锈蚀而剥落或者可以刮除,且有少量点蚀的钢材表面。
D级 氧化皮己因锈蚀而全面剥离,且已普遍发生点蚀的钢材表面。
7.3 钢材表面处理
为了使钢材表面与涂层之间有较好的附着力,并能更好地起到防腐作用,涂漆前应对金属设备、管道等钢材表面进行下列各种处理:
1)除油污 钢材表面除油污的方法有溶剂法、碱液法、电化学法、乳液法等。
2)除旧漆钢材表面除旧漆的方法有机械法、碱液溶解法、有机溶剂法和喷灯烧掉法等。3)除锈 钢材表面除锈的方法有手工法、机械法、火烧法、化学清洗法和电化学法等。
设备及管道的钢材表面处理后,需进行检查并评定处理等级。所有经表面处理后的表面,应在处理后的同一天涂底漆。钢材表面处理后未及时涂底漆放置过夜时(或在其上有新锈时)应在涂底漆之前重新进行表面处理。
7.4 钢材表面除锈质量等级
钢材表面除锈质量等级分St2、St3、Sa1、Sa2、Sa21/2五级。
St2 彻底的手工和动力工具除锈
钢材表面无可见的油脂和污垢,且无附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。
St3 非常彻底的手工和动力工具除锈
钢材表面无可见的油脂和污垢,且无附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底,底材显露部分的表面应具有金属光泽。
Sal 轻度的喷射或抛射除锈
钢材表面无可见的油脂和污垢,且无附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。
Sa2 彻底的喷射或抛射除锈
钢材表面无可见的油脂和污垢,且氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已基本清除,其残留物是牢固附着的。
Sa21/2 叫非常彻底的喷射或抛射除锈
钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。
7.5 设计及施工规范
   SH3022-1999 石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范
    HG/T20679-90 化工设备管道外防腐设计规定
GB8923-88 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
SY/T0407-97 涂装前钢材表面预处理规范
8管道施工及验收规范
8.1综合性施工及验收规范
8.2 管道分类(级)
8.2.1 SH3501-2002管道分级
8.2.2 HG20225-95管道分级
8.2.3 GB50235-97
8.3焊接接头射线检测要求
8.3.1 SH3501-2002焊接接头射线检测要求
8.3.2 HG20225-1995焊接接头射线检测要求
8.3.3 GB50235-97焊接接头射线检测要求
8.3.4 SH3501、HG 20225、GB50235的比较
8.4 管道的压力及密封试验
8.4.1管道液体试验压力和气体试验压力
8.4.2密封试验
8.5 施工验收规范的适用范围

8施工及验收规范

8.1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
  GBJ126-89 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
  CCJ28-89 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
  CJJ33-89 城镇燃气输配工程施工及验收规范

8.2 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。
8.2.1 SH3501-2002管道分级
SH3501将管道分为SHA、SHB、SHC、SHD四个等级。

表8-1 SH3501-2002管道分级
管道级别  适用范围
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
SHB  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
SHC  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
SHD  设计温度低于-29℃的低温管道

8.2.2 HG20225-95管道分级
HG20225-95将管道分为A、B、C、D四个等级
表8-2 HG20225-95管道分级
管道级别  适用范围
A  输送剧毒介质的管道
B  输送可燃介质或有毒的管道
C  输送非可燃介质、无毒介质的管道
D  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

8.2.3 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

8.3焊接接头射线检测要求

8.3.1 SH3501-2002焊接接头射线检测要求

       表8-3 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)  设计温度℃  检测%  合格
等级
SHA  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、光气、二硫化碳和氟化氢  任意压力  任意温度  100  II

  所有有毒、可燃介质  P≥10.0  任意温度  100  II

SHB  所有有毒、可燃介质  4.0≤P<10.0  t≥400  100  II

  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、二硫化碳和氟化氢除外)和甲A类液化烃  P<10.0  -29≤t<400  20  II

    P<4.0  t≥400  20  II

  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  10  II

    P<4.0  t≥400  10  II

SHC  毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介质  4.0≤P<10.0  t≥400  100  II

    P<10.0  -29≤t<400  5  III

    P<4.0  t≥400  5  III

SHD  有毒、可燃介质  任意压力  T<-29  100  II

※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。

8.3.2 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  设计压力(P) (MPa)(表)  设计温度(t)℃  检测比例%  合格等级
A(剧毒)  任意压力  任意  100  II

B
(可燃
有毒)  B1  P≥10.0  任意  100
  II

    4.0≤P<10.0  t≥400     
  B2  4.0≤P<10.0  t<400  20
  II

    1.0≤P<4.0  t≥400     
  B3  1.0<<4.0&NBSP;&NBSP;T<400&NBSP;&NBSP;10&NBSP;&NBSP;II

    P≤1.0  t≥400     
  B4  P≤1.0  T<400  5  III

C
(非可燃无毒)  C1  P≥10.0  t≥400  100  II

  C2  P≥10.0  t<400  20  II

    4.0≤P<10.0  t≥400     
  C3  4.0≤P<10.0  T<400  10  III

    1.0≤P<4.0  t≥400     
  C4  1.0<P<4.0&NBSP;&NBSP;T<400&NBSP;&NBSP;5&NBSP;&NBSP;III

    P≤1.0  t≥400     
  C5  P≤1.0  186<T<400&NBSP;&NBSP;-&NBSP;&NBSP;-
D(非可燃无毒)  P≤1.0  -29≤t≤186  -  -
注:(1)当设计温度t<-29℃时,无论哪一级管道,均应100%检验,II级合格;
   (2)氧气管道按B类管道进行检验。

8.3.3 GB50235-97焊接接头射线检测要求

                表8-5 GB50235-97焊接接头射线检测要求
序号  输送介质  设计压力
MPa(表)  设计温度℃  检测%  合格
等级
1  输送剧毒流体的管道  任意压力  任意温度  100  II

2  所有有毒、可燃介质  P≥10.0  任意温度     
    4.0≤P<10.0  t≥400     
3  非可燃流体、无毒流体的管道  P≥10.0  t≥400     
4  低温管道  任意压力  T<-29     
5  非可燃流体、无毒流体的管道  P≤1.0  t≤400  0   
6  其它管道      5  III

   
8.3.4 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)  毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介质
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<P
P≤1.0 t<400 管道射线检测率为5%
    GB 50235
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。
           
8.4 管道的压力及密封试验
8.4.1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6.5时,取6.5。
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 33-89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;
8.4.2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 33-89: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 33-89:P设≤5KPa时,P试=20KPa;
  P设>5KPa时,P试=1.15P设,但不小于100KPa
8.5 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。CJJ33-89还没有修订,当设计压力≤0.8MPa时,按CJJ33-89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。

 

发表于 2007-10-20 08:33:09

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不错了。楼主是对http://bbs.hcbbs.com/viewthread. ... 4%C1%CF%D6%AA%CA%B6这个帖子的补充和修改了。

 

发表于 2008-8-13 17:46:50

 

 

 

Peterpaul彼得保罗
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syd711VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP河北省
头衔:  TA暂未设置 
说的太详细了,有帮助。

 

发表于 2008-10-30 16:27:05

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askformorepassiVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
头衔:  TA暂未设置 
说的非常好!谢谢楼主的好资料!

 

发表于 2008-10-31 09:02:34

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zjb810819VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP江苏省
头衔:  TA暂未设置 
的确不错,是挺全的,弄成pdf格式就最好了

 

发表于 2008-10-31 16:51:15

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xjjxingVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IPInvalidIPAddress
头衔:  TA暂未设置 
够全面的,而且都为总结性,概括性,所谓一语中的。

 

发表于 2009-2-6 15:45:39

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yqh2008VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP广东省
头衔:  TA暂未设置 
学习!!学习!!!看来人需要一直的学习才行。

 

发表于 2009-2-7 21:44:35

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jake099VIP会员 永久VIP | 显示全部楼层       最后访问IP四川省
头衔:  TA暂未设置   【终身海友号:AH8101600】 

怎么看不见啊

常用金属材料(续)怎么没有啊?

 

发表于 2009-4-7 11:25:46

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csrskyboyVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP江苏省
头衔:  TA暂未设置 
直接把内容展示出来,这种方法不错

 

发表于 2018-7-29 13:09:18

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长鹭_UFAAVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP四川省
头衔:  TA暂未设置 
做结构的同学来学习

 

发表于 2018-9-13 22:37:40

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alicesmile04VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  TA暂未设置 
我公司是专业生产钛,钛合金及锆材料的工厂,如果有材料类的需求,可以联系我。 QQ:331474434

 

发表于 2019-3-4 11:54:05

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谢谢楼主的分享

 

发表于 2019-6-1 14:20:48

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jgmqsVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  TA暂未设置 
必须支持所有!

 

发表于 2021-3-19 18:15:09

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