还剩28页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
目录第1章管道工程设计基础-------------------------------------------1第1节管道的分类、分级-------------------------------------------11《工艺管道规范ANSI/ASMEB
31.3》的管道流体分类------------------1二国内工业管道的分类、分级--------------------------------------2三压力管道类别和压力管道设计资格类别、级别的划分----------------3第2节管道组成件的设计压力、设计温度------------------------------51设计压力-------------------------------------------------------52设计温度------------------------------------------------------53管道组成件的压力温度参数的确定---------------------------------6第3节管道的公称直径、外径系列------------------------------------61管道的公称直径-------------------------------------------------62管道的外径系列-------------------------------------------------8第4节管道的壁厚系列------------------------------------------------11第五节管子、管件的公称压力------------------------------------------121以ANSIB
16.5代表的美洲系列--------------------------------------122以DIN2401代表的欧洲系列----------------------------------------133ISO公称压力等级标准---------------------------------------------144GB1048-90《管道元件公称压力》的压力等级-------------------------14第6节管道材料的许用压力-----------------------------------------------15第2章管道器材及其选择---------------------------------------------22第1节管道材料及器材常用标准规定----------------------------------22第2节管道材料相关名词、术语及定义--------------------------------23一钢材标准常用术语----------------------------------------------23二金属材料使用性能----------------------------------------------24三金属材料组织---------------------------------------------------29四金属热处理-----------------------------------------------------30五其他-----------------------------------------------------------32第3节管道材料、器材选用-----------------------------------------331一般规定---------------------------------------------------------33二管道连接-------------------------------------------------------43第4节管道组成件的选用--------------------------------------------451管子--------------------------------------------------------------45二阀门----------------------------------------------------------52三管件的选用-----------------------------------------------------57四法兰的选用-----------------------------------------------------57五垫片-----------------------------------------------------------586法兰连接用紧固件-----------------------------------------------627法兰、垫片和紧固件的选配----------------------------------------63第5节压力管道无损检验--------------------------------------------651压力管道设计中常用无损检验标准和检验方法--------------------------65第一章管道工程设计基础第一节管道的分类、分级在石油天然气和石油化工装置中安装有大量各种用途管道,不同用途管道的操作参数和输送介质的性质差别很大,因此其重要程度和危险性也是不同的为了保证各种管道在设计条件下均能安全可靠地运行,对重要程度不同的管道应当提出不同的设计、制造和施工要求目前在工程上主要采用对管道分类、分级的办法来解决这一问题
一、《工艺管道规范ANSI/ASMEB
31.3》的管道流体分类美国国家标准《工艺管道规范ANSI/ASMEB
31.3》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类和性质介于前二者之间的第三类流体D类流体不易燃、无毒、并且在规定操作条件下对人类肌体无害;设计压力不超过150lb/in
21.05MPa;设计温度在-20oF-29℃至366oF186℃之间M类流体有剧毒,在输送过程中如有较少量泄漏到环境中,被人吸入或人体接触时能造成严重的和难以治疗的伤害,即使迅速采取措施也无法挽救流体类别的确定程序如图1-1-1所示流体类别确定后即可按照ANSI/ASMEB
31.3的有关章节的具体要求对输送该液体的管道进行设计、加工和检验否否是是否是否否是否是否图1-1-1流体类别的确定程序
二、国内工业管道的分类、分级目前国内对工业管道有二种分类、分级一按管道设计压力及输送介质分类、分级石油化工管道输送的介质一般为易燃、可燃介质,部分物料按《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044的规定,其毒性程度为极度或高度危害介质此类管道即使压力很低,但是一旦发生泄漏和损坏,造成的后果是很严重的因此对此类管道不但要考虑管道设计温度和设计压力的影响,而且更重要的是考虑被输送介质的影响,为此中国石化集团公司工程建设部组织修订的《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059中根据被输送介质的温度、闪点、爆炸下限、毒性程度以及管道的设计压力将石油化工管道分为SHA、SHB、SHC、SHD、SHE五个级别,如表1-1-1所示表1-1-1管道分级管道级别适用范围SHA1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稀腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道
3.设计压力大于或等于
10.0Mpa的介质管道SHB1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SHC毒性程度为中度、轻度危害介质管道乙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SHE设计压力小于
10.0Mpa且设计温度高于或等于-29℃的无毒、非可燃介质管道注:混合物料应以其主导物料作为分级依据.
1.管道级别应在管道表和单管图或相关的技术文件上逐根加以注明作为设计、施工和检验的依据.
2.除设计另有规定外,石油化工管道应按现行《石油化工金属管道工程施工验收规范》SH3501的要求进行施工和验收二《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五类.
1.A1流体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
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
3.B类流体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
4.D类流体指不可燃、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
5.C类流体系指不包括D类流体的不可燃、无毒的流体
6.在该规范中流体划分为五类.其中有三类与美国《工艺管道规范ANSI/ASMEB
31.3》中的M类、D类流体和可燃流体相同流体类别用代号是为了条文叙述的方便并不是危险程度的排序因未全面计入设计压力、温度的影响这里流体分类不同于管道分类.有的流体既是B类流体同时又是有毒流体在设计上均应遵循两类流体的有关条文的规定
三、压力管道类别和压力管道设计资格类别级别的划分一压力管道类别按照《压力管道安全管理与监察规定》劳部发
[1996]140号文和《压力管道设计单位资格认证与管理办法》质技监局锅发
[1999]272号文的规定,压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管道三类
1、工业管道企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助的管道
2、公用管道城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道
3、长输管道产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的长距离管道二压力管道设计资格类别、级别的划分
1、长输管道为GA类,级别划分为1符合下列条件之一的长输管道为GA1级a输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P
1.6MPa的管道;b输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离
①≥200Km且管道公称直径DN≥300mm的管道;c输送浆体介质,输送距离≥50Km且管道公称直径DN≥150mm的管道2符合以下条件之一的长输管道为GA2级;a输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤
1.6MPa的管道;bGA1b范围以外的长输管道;cGA1c范围以外的长输管道
2、公用管道为GB类,级别划分为1GB1燃气管道;2GB2热力管道
3、工业管道为GC类;级别划分为1符合下列条件之一的工业管道为GC1级a输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中,毒性程度为极度危害介质的管道;b输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥
4.0Mpa的管道;c输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P≥
4.0MPa且设计温度大于等于400℃的管道;d输送流体介质且设计压力P≥
10.0Mpa的管道2符合以下条件之一的工业管道为GC2级a输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P
4.0Mpa的管道;b输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P
4.0Mpa,且设计温度≥400℃的管道;c输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力P
10.0MPa且设计温度≥400℃的管道;d输送流体介质,设计压力P
10.0MPa且设计温度400℃的管道;注
①输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离第二节管道组成件的设计压力、设计温度
一、设计压力管道组成件的设计压力,应不低于正常操作过程中,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导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件
1、与设备和容器连接的管道,其设计压力应不低于所连接设备或容器的设计压力,并应符合下列要求1管道系统有安全泄压装置时,设计压力不应小于安全泄压装置开启的压力2管道系统未设安全泄压装置时,设计压力应不低于压力源可能引起的最高压力与静液柱压力之和
2、离心泵出口管道的设计压力,不应小于吸入压力与扬程相应压力之和3.输送制冷剂、液化烃类等气化温度低的流体管道,设计压力不应小于阀被关闭或流体不流动时在最高环境温度下气化所能达到的最高压力
4、真空系统管道应按外压设计,当装有安全控制装置时,设计压力取
1.25倍最大内外压力差或
0.1Mpa两者中的低值;无安全控制装置时,设计压力取
0.1Mpa
二、设计温度管道组成件的设计温度,应不低于正常操作过程中,由压力和温度构成的最苛刻条件下的温度,即导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的材料温度对于0℃以下的管道应考虑流体及环境温度影响设计温度应取低于或等于管道材料可达到的最低温度.
1、无隔热层管道组成件的设计温度,应按下列要求确定1SHA级管道组成件,应取介质温度作为设计温度当取其他温度作为设计温度时,必须经计算或试验确定2其余级别管道组成件的设计温度,当介质温度低于65℃时,取介质温度;当介质温度等于或高于65℃时,可按下列原则确定a阀门、管子、对焊管件和壁厚与管子相近的其它管道组成件,应不低于95%的介质温度;b法兰(松套法兰除外)、垫片,应不低于90%的介质温度;c松套法兰,应不低于85%的介质温度;d螺栓、螺母等紧固件,应不低于80%的介质温度;
2、带外隔热层管道,除经计算、试验或测定证明可采用其他温度外,应取介质温度作为设计温度
3、带衬里或内隔热层管道的设计温度,应经传热计算或实测确定
4、带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,应取工艺介质温度作为设计温度;当工艺介质温度低于伴热介质温度时,带夹套管道应取伴热介质温度作为设计温度,带外伴热管道应取伴热介质温度减10℃与工艺介质温度二者中较高值作为设计温度
5、安全泄压管道,应取排放时可能出现的最高或最低温度作为设计温度
6、需吹扫管道的设计温度,应根据具体条件确定三管道组成件的压力温度参数确定
1、以压力等级或公称压力表示,并规定了压力温度参数的标准管道组成件其压力温度参数应根据相应的标准确定
2、以钢管壁厚系列包括壁厚、表号或重量级别等表示方法表示,但未规定压力温度参数的标准管道组成件,其压力温度参数,应根据与其许用应力相同的材料的无缝钢管在减去附加裕量后的壁厚确定第三节管道的公称直径、外径系列
一、管道的公称直径为了简化管道直径规格统一管道器材元件连接尺寸,对管道直径分级进行了标准化,并以“公称直径”表示公称直径表示管子、管件等管道器材元件的名义内直径一般情况下元件的实际内径不一定等于公称直径对于同一标准、公称压力和公称直径相同的管法兰具有相同的连接尺寸目前国内外公称直径分级基本相同公称直径单位,美国采用in英制,中国采用mm公制,日本则并列两种单位1我国管子和管路附件的公称直径我国管子和管路附件的公称直径见表1-3-1表1-3-1管子和管路附件的公称直径mm公称直径12345681015202532405065801001251501752002252503003504004505006007008009001000110012001300140015001600180020002200240026002800300032003400360038004000公称直径标记示例DN××××公称直径mm公称直径代号2石油化工常用管道公称直径石油化工管道设计常用公称直径见表1-3-2表1-3-2石油化工管道设计常用公称直径mm151005009501350201256001000140025150650105014503220070011001500403007501150160050350800120018006540085012502000804509001300注带括号者不推荐使用三公制和英制管子公称直径公制以mm表示和英制以in表示的管子公称直径对照表如表1-3-3所示表1-3-3公制和英制管子公称直径DN对照表公制mm英制in公制mm英制in公制mm英制in6810152025
(32)4050
(65)80
(90)1001/81/43/81/23/4111/411/2221/2331/241251501752002252503003504004505006007005678910121416182024288009001000110012001400150016001800200022003236404448566064728088
二、管道的外径系列目前,国际上常用的管子系列可归纳为四大类“大外径系列”、“小外径系列”、“ANSI美国国家标准系列”和“ISO国际标准化组织系列”注“大外径系列”、“小外径系列”的概念并不是严格的定义,仅是习惯叫法一各系列所对应的管子外径管子外径系列对比表见表1-3-4表1-3-4管子外径系列对比表(mm)公称直径1520253240506580100125150175200250小外系列1825323845577389108133159219273大外径系列2227344248607389114141168219273ANSI系列
21.
326.
733.
442.
248.
360.
37388.
9114.
3141.
3168.
3219.1273ISO系列
21.
326.
933.
742.
448.
260.
376.
188.
9114.
3139.
7168.
2219.1273公称直径3003504004505005506006507007508008509001000小外系列3253774264805306307208209201020大外径系列3253774264805306307208209201020ANSI系列
323.
9355.
6406.
4457.
2508558.
8609.
6660.
4711.
2762812.
6863.
6914.41016ISO系列
323.
9355.
6406.44575086107118139141016公称直径1100120013001400150016001700180019002000小外系列12201420162018202020大外径系列12201420162018202020ANSI系列
1117.
61219.
21320.
81422.
415241625.
61727.
21828.
81930.42032ISO系列
122014201620182020201、“小外径系列”为原苏联标准体系采用的系列,而我国原管道器材标准机械行业JB标准的外径系列也采用该系列直到目前为止,JB标准、化工行业HG标准欧洲体系B系列仍采用“小外径系列”
2、“大外径系列”即为过渡系列从表1-3-4中可以看出,当DN≤150时管子为“ANSI系列”,DN≥200时沿用“小外径系列”
3、ANSI系列是指ANSIB
36.10/B
36.19标准的尺寸系列HG标准体系中的美洲体系部分就属于该系列
4、“ISO系列”是指国际标准化标准系列英国标准BS、日本标准JIS、德国标准DIN和我国的GB标准、石化行业SH标准等基本上属于该系列从表1-3-4中可以看出,“ANSI系列”和“小外径系列”差别较大,仅个别几个规格外径相同,因此二者不宜并存使用而“ANSI系列”、“ISO系列”差别不大,尤其DN≤1200以前,其外径尺寸基本是相同的,而当DN≥1400时,“ISO系列”又与“小外径系列”相同一般情况下DN≤1000的管子用的最多,DN1000mm时一般是大于DN600多为焊接管因此,SH标准等效采用了“ISO系列”二常用的管子标准及其外径尺寸常用的管子标准及其外径尺寸见表1-3-5表1-3-5常用的管子标准及其外径尺寸mm公称直径ISO4200系列1ANSIB
36.10BS3600DIN2448/DIN2458JISGB法兰接管GB8163SH3405HG20553JB法兰接管大外径系列小外径系列A系列B系列
610.
210.
310.
210.
210.
510813.
513.
713.
513.
513.
8141017.
217.
117.
217.
217.
317.
218141717.
214141521.
321.
321.
321.
321.
721.
322182221.
318182026.
926.
726.
926.
927.
226.
927252726.
925252533.
733.
433.
733.
734.
033.
734323433.
732323242.
442.
242.
442.
442.
742.
442384242.
438384048.
248.
348.
348.
348.
648.
348454848.
345455060.
360.
360.
360.
360.
560.
360576060.35757续表1-3-5公称直径ISO4200系列1ANSIB
36.10BS3600DIN2448/DIN2458JISGB法兰接管GB8163SH3405HG20553JB法兰接管大外径系列小外径系列A系列B系列
6576.
173.
076.
176.
176.
376.
176767676.
176738088.
988.
988.
988.
989.
188.
989898988.
98989100114.
3114.
3114.
3114.
3114.
3114.
3114108114114.
3108108125139.
7141.
3139.
7139.
7139.
8139.
7140133140139.
7133133150168.
2168.
3163.
3168.
3165.
2168.
3168159168168.
3159159175193.
7193.
7190.
7194194200219.
1219.
1219.
1219.
1216.
3219.
1219219219219.
1219219250273.
0273.
0273.
0273.
0267.
4273.
0273.
0273273273.
0273273300323.
9323.
9323.
9323.
9318.
5323.9325/
323.
9325325323.
9325325350355.
6355.
6355.
6355.
6355.
6355.6351/
355.
6377356355.
6377377400406.
4406.
4406.
4406.
4406.
4406.4402/
406.
4426406406.
4426426450457457.
2457457.
2457.0457450/
457480457457480480500508508.
0508508508.0508500/
508530508508530530550558.
0559558.
8558.8550/
559559600610609.
6610609.
6609.6610600/
610630610610630630650660.
4660660.
4660.
4660700711711.
2711711.
2711.
2711711720711711720720750762.
0762762762762800813812.
6813812.
3812.
8813813820813813820820850863.
6864863.
6863.
6864900914914.
4914914.
4914.
4914914920914914920920100010161016.
0101610161016.01016101610201016101610201020续表1-3-5公称直径ISO4200系列1ANSIB
36.10BS3600DIN2448/DIN2458JISGB法兰接管GB8163SH3405HG20553JB法兰接管大外径系列小外径系列A系列B系列
11001117.
61117.
61118120012201219.
212201219.
2122012201220122012191220122013001320.
81320.
81321140014201422.
414201422.
4142014201420142014221420142015001524.
01524.
01524160016201625.
616201625.
6162016201620162016261620162017001727.
21727.
21727180018201828.
818201828.
818201820182018201829182019001930.
41930.
41930200020202032.
020202032.0202020202020202020322020第四节管道的壁厚系列钢管壁厚的表示方法,不同标准中各不相同,但主要有三种一以管子表号表示壁厚这是1938年美国国家标准协会的标准ANSIB
36.10《焊接和无缝钢管》规定的以管子表号“SCh”表示管子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×10001-4-1[σ]t式中P——设计压力,MPa;[σ]t——设计温度下材料的许用应力,MPa;管子表号的定义公式是个约数,不能精确地确定对应介质条件的管子壁厚应采用相应标准中的壁厚计算公式计算后确定ANSIB
36.10和JIS日本国家标准标准中,管子表号有Sch
10、
20、
30、
40、
60、
80、
100、
120、
140、160;ANSIB
36.19中不锈钢管管子表号为5s、10s、40s、80s;中国石化总公司标准SH/T3405中,无缝钢管采用了Sch
20、
30、
40、
60、
80、
100、
120、
140、160等九个表号,不锈钢管采用了Sch5s、10s、20s、40s、80s等五个表号2以管子重量表示壁厚美国MSS美国阀门及配件工业制造商标准化协会和ANSI也规定了以管子重量表示壁厚的方法,将管子壁厚分为三种
1.标准重量管,以STD表示;
2、加厚管,以XS表示;
3、特厚管,以XXS表示对于DN≤250mm的管子,Sch40相当于STDDN200mm的管子,Sch80相当于XS3)以钢管壁厚尺寸表示壁厚中国、ISO和日本部分钢管标准采用壁厚尺寸表示钢管壁厚对DN≥600的焊接管子,考虑所用钢板带厚度的系列化,因此不使用Sch表示其壁厚,而直接用壁厚值表示壁厚范围主要是根据国内钢板带的生产状况,并结合工程中实际应用的范围和使用介质性质确定第5节管子、管件的公称压力管道组成件的公称压力是指与其机械强度有关的设计给定压力,它一般表示管道组成件在规定温度下的最大许用工作压力目前在国内外管道组成件的公称压力已经标准化,各国管道元件公称压力虽不相同,但基本上可分为两大系列,即美洲系列和欧洲系列
1、以ANSIB
16.5为代表的美洲系列美国国家标准《管法兰和法兰管件》ANSIB
16.5中包括英制和公制两个系列,其压力等级分级如表1-5-1所示表1-5-1ANSIB
16.5公称压力分级英制PSI15030040060090015002500公制Bar205068100150250420在ANSIB
16.5中,英制压力等级为高温压力等级,即公称压力值为在某一规定的较高温度下最大许用工作压力,而其在常温下的许用工作压力则大于公称压力值与英制公称压力等级不同公制公称压力等级为常温压力等级,一般常温时其最大许用工作压力与公称压力相同,但对于不同材质其常温最大许用工作压力也可能高于或低于其公称压力,确切地说,公称压力等级中的公称压力只是常温最大许用工作压力的一个圆整数同一公称压力的管道元件在不同温度下的最大许用工作压力值可由有关标准的压力温度参数表中查出这种压力等级系列在美国、日本等发达国家、特别是在这些国家的石油化工工业中得到广泛应用
2、以DIN2401为代表的欧洲系列德国标准《压力和温度说明、概念、公称压力等级》DIN2401规定的公称压力等级如表1-5-2所示表1-5-2DIN2401公称压力等级Bar
11010010000.
51.
622.
53.
2456812.516202532405063
①80125160200250315400500630700800125016002000250040006300注
①1966年1月以前出版的DIN2401中此公称压力曾规定为64,在过渡时期标准中的公称压力等级仍以64出现,此值在任何情况下均可与等级63互换,并改为63
②应优先选用表中黑体标出的压力等级此压力等级系列标准在原苏联及东欧影响较大,我国JB、HG欧洲体系法兰标准的公称压力等级也与此压力等级标准相同在DIN2401压力等级系列标准中,规定公称压力为20℃时的最大许用工作压力,单位为Bar
3、ISO公称压力等级标准上述两个压力等级标准在世界不同区域均有相当大的影响,目前还无法统一成一个标准国际标准化组织考虑到这一现状,于1983年制定了《管道元件——公称压力的定义》ISO7268此标准实际上是一个折中标准它将上述两个标准的主要压力等级分别列在两个系列中,如表1-5-3所示表1-5-3ISO7268法定压力等级系列系列1系列2PN10PN16PN20PN50PN100PN150PN250PN420PN
2.5PN6PN25PN40注
①系列1为基本等级,系列2的应用应加以限制,并应尽可能取消,PN40应限制使用
②公称压力单位为kgf/cm
2.
4、GB1048-90《管道元件公称压力》的压力等级我国的管道元件公称压力标准是在考虑我国工业发展的历史状况和当前国际上标准的发展趋势的前提下编制而成GB1048-90规定的公称压力系列如表1-5-4所示表1-5-4GB1048-90管道元件公称压力MPaBar
0.
050.
50.
101.
00.
252.
50.
404.
00.
606.
00.
808.
01.
010.
01.
616.
02.
020.
02.
525.
04.
040.
05.
050.
06.
363.
010.
0100.
015.
0150.
016.
0160.
020.
0200.
025.
0250.
028.
0280.
032.
0320.
042.
0420.
050.
0500.
063.
0630.
080.
0800.
0100.
01000.
0125.
01250.
0160.
01600.
0200.
02000.
0250.
02500.
0335.
03350.0标准规定公称压力为常温压力等级目前国内许多标准还处于新旧交替阶段,新标准已开始实施,老标准仍在使用GB1048-90《管道元件公称压力》基本能包括一些新老标准的公称压力分级新老标准压力分级如表1-5-5所示表1-5-5新老标准公称压力分级对照标准代号GB9112-88SH/T3406-96JB/T74-94HG20592~20635-97欧洲体系HG20592~20635-97美洲体系公称压力系列
640.25MPa
0.
601.
01.
62.
02.
54.
05.
010.
015.
025.
042.
01.0MPa
2.
05.
06.
810.
015.
025.
042.
00.25MPa
0.
61.
01.
62.
54.
06.
310.
016.
020.
00.25MPa
2.5bar
0.
661.
0101.
6162.
5254.
0406.
36310.
010016.
016025.
02502.0MPaclass
1505.
030011.
060015.
090026.
0150042.02500公称压力标记示例PNXX公称压力值MPa公称压力代号第6节管道材料的许用应力管道材料的许用应力是管道材料的基本特性除以安全系数不同的标准有不同的安全系数,但其差别不大
1、《钢制压力容器》GB150-1998钢制压力容器钢材安全系数见表1-6-1,钢制压力容器螺栓材料安全系数见表1-6-2表1-6-1钢制压力容器钢材安全系数材料许用应力取下列各值中的最小值,MPa碳素钢、低合金钢高合金钢对奥氏体高合金钢制受压元件,当设计温度低于蠕变范围,且允许有微量的永久变形时,可适当提高许用应力至
0.9σstσ
0.2t,但不超过σsσ
0.2/
1.5此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合表1-6-2钢制压力容器螺栓材料安全系数材料螺栓直径mm热处理状态许用应力(Mpa)取下列各值中的最小值碳素钢≤M22热轧、正火M24~M48低合金钢、马氏体高合金钢≤M22调质M24~M48≥M52奥氏体高合金钢≤M22固溶M24~M48表中σb——钢材标准抗拉强度下限值,MPa;σsσ
0.2——钢材标准常温屈服点或
0.2%屈服强度,MPa;σtsσt
0.2——钢材在设计温度下的屈服点或
0.2%屈服强度,MPa;——钢材在设计温度下经10万小时断裂的持久强度的平均值,MPa;——钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的蠕变极限,Mpa
2、《工艺管道》ANSI/ASMEB
31.3管道钢材安全系数和管道螺栓安全系数分别见表1-6-3和表1-6-4表1-6-3ANSI/ASMEB
31.3工艺管道钢材安全系数强度性能安全系数备注常温或设计温度下最小抗拉强度σb≥3常温或设计温度下最小屈服强度σs≥
1.51000小时蠕变率
0.01%的平均应力≥1100000小时终了时的平均断裂应力≥
1.5100000小时终了时的最小断裂应力≥
1.25注对奥氏体不锈钢及镍基合金的许用应力可达到设计温度下屈服点的90%,但不能大于常温最小屈服强度的2/3表1-6-4ANSI/ASMEB
31.3工艺管道螺栓安全系数强度性能安全系数备注常温或设计温度下最小抗拉强度≥4常温或设计温度下最小屈服强度≥
1.5每1000小时蠕变率
0.01%的平均应力≥1100000小时终了时的平均断裂应力≥
1.5100000小时终了时的最小断裂应力≥
1.25注用热处理或应变硬化提高其强度的螺栓材料,按常温最小抗拉强度取安全系数为5;按常温最小屈服强度,取安全系数为4;取求得应力的最小值如果小于退火状态下的许用应力值,则取该值
3、钢制管道组成件的材料许用应力,应按现行的《钢制压力容器》GB150的规定选用钢管的许用应力见表1-6-5除有特殊规定外,在试验条件下管道中产生的应力,不应超过管道在该试验温度下许用应力的
1.5倍表1-6-5钢管许用应力钢号钢管标准壁厚mm常温强度指标在下列温度℃下的许用应力,MPa注σbMPaσsMPa≤20100150200250300350400425450475500525550575600碳素钢钢管10GB8163≤1033520511211210810192837771696141-----10GB9948≤1633520511211210810192837771696141-----10GB6479≤1633520511211210810192837771696141-----17~403351951121101049889797468666141-----20GB8163≤103902451301301301231101019286836141-----20GB9948≤164102451371371321231101019286836141-----20GGB6479≤164102451371371321231101019286836141-----17~40410235137132126116104958679786141-----低合金钢钢管16MnGB6479≤16490320163163163159147135126119936643-----17~40490310163163163153111129119116936643-----15MnVGB6479≤16510350170170170170166153141129--------17~40510340170170170170159147135126--------09MnD-≤164002401331331281191069788---------
①续表1-6-5钢号钢管标准壁厚mm常温强度指标在下列温度℃下的许用应力,MPa注σbMPaσsMPa≤20100150200250300350400425450475500525550575600低合金钢钢管12CrMoGB9948≤16410205128113108101958983777574727150---12CrMoGB6479≤16410205128113108101958983777574727150---17~4041019512211010498928679747271696850---15CrMoGB9948≤164402351471321231161101019589878681835837--15CrMoGB6479≤164402351471321231161101019589878681835837--15CrMoGB647917~40440225141126116110104958986848381795837--12Cr1MoVGGB5310≤16470255147144135126119110104989695928982573510MoWVNbGB6479≤1647029515715715715615314714113513012612197----17~4047028515715715615014714113512912411911197----12Cr2MoGB6479≤1645028015015015014714414113813413112811989614637-17~4045027015015014714113813413112812612311989614637-1Cr5MoGB6479≤1639019512211010410198959289878683624635261817~403901851161049895928986838179786246352618续表1-6-5钢号钢管标准壁厚mm在下列温度℃下的许用应力,MPa注≤20100150200250300350400425450475500525550575600625650675700高合金钢钢管0Cr13GB/T14976≤18137126123120119117112109105100897253382616----0Cr18Ni9GB13296≤131371371371301221141111071051031011009891796452423227
②GB/T14976≤1813711410396908582797876757473716762524232270Cr18Ni10TiGB13296≤1313713713713012211411110810610510410310183584433251813
②GB/T14976≤1813711410396908582807978777675745844332518130Cr17Ni12Mo2GB13296≤13137137137134125118113111110109108107106105968165503830
②GB/T14976≤1813711710799938784828181807978787673655038300Cr18Ni12Mo2TiGB13296≤13137137137134125118113111110109108107--------
②GB/T14976≤18137117107999387848281818079--------0Cr19Ni13Mo3GB13296≤13137137137134125118113111110109108107106105968165503830
②GB/T14976≤18137117107999387848281818079787876736550383000Cr19Ni10GB13296≤1311811811811010398949189-----------
②GB/T14976≤181189787817673696766-----------续表1-6-5钢号钢管标准壁厚mm在下列温度℃下的许用应力,MPa注≤20100150200250300350400425450475500525550575600625650675700高合金钢钢管00Cr17Ni14Mo2GB13296≤131181181171081009590868584----------
②GB/T14976≤18118978780747067646362----------00Cr19Ni13Mo3GB13296≤13118118118118118118113111110109----------
②GB/T14976≤1811811710799938784828181----------注中间温度的许用应力,可按本表的数值用内插法求得
①该钢管技术要求见GB150-1998附录A
②该行许用应力仅适用于允许产生微量永久变形之元件流体是否可燃?流体是否有毒?人吸入或接触微量后,即使迅速采取医疗措施会不会造成不可恢复的严重后果?设计压力是否为150lb/in2或更小和设计温度是否从-20°F-29℃至366°F186℃从经验操作条件和所处的地点方面考虑,接第Ⅰ至Ⅶ章所作的设计是否能够保护人员不与被环境中的微量流体接触?适用第Ⅰ至Ⅶ章的要求可以使用D类流体输送的特殊条款此类流体输送应符合第Ⅰ至第Ⅶ的要求此流体输送管道类别属M类,必须遵守第Ⅰ至Ⅶ章和第Ⅶ章的附加要求。