压力管道规范工业管道田德永.ppt
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1、主讲:田德永山东化工规划设计院联系电话:0531-83197746 主办:管道室,压力管道规范 工业管道,第一部分 总则1.1 GB/T 20801.1-2006“压力管道规范工业管道”规定了工业金属压力管道的基本安全要求、适用范围和管道分级。1.2 本规范适用于工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的压力管道。1.3“压力管道”系指最高工作压力大于或等于0.1MPa 的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。公称直径小于或等于25mm、最高工作压力低于0.1MPa 或真空、不可燃、无毒、无腐蚀性的液体承压管道亦
2、可参照采,用本规范,但不属于安全监察范围,且不列入管道分级。1.4 本规范未考虑对已投入使用的管道进行改造、检查、检验、试验、维护和修理的适用性。1.5 本规范不适用范围如下:a)公称压力PN420 以上的管道;b)发生事故时会导致放射性辐射的管道,如核工业装置的管道;c)石油、天然气、地热等勘探和采掘装置的管道;d)钢铁工业冶炼设备的管道;e)电气、电讯的专用管道;f)移动设备上的压力管道如汽车、轮船、飞机等;,g)城镇市政公用设施管道;h)油气输送管道和油气田内部集输管道;i)定型设备如泵、压缩机和其它输送或加工流体设备的内部管道以及设备的外接管口;(应与制造厂为主,不得更改其内部技术要求
3、)j)采暖通风专业的管道;k)水电站的专用压力管道,如引水管、导水渠等;l)火力发电厂汽水管道。2 规范性引用文件注意毒性划分按照GB5044-85职业接触毒物危害程度分,级而不是HG 206602000 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分级;*注意HG20660-2000标准编制说明,3 术语和定义3.11 可燃介质 按GB50160 和GB50016划分。4 管道分级工业金属压力管道按其安全等级划分为GC1、GC2、GC3 三级。4.1 符合下列条件之一的工业压力管道为GC1 级:4.1.1 GC1(1):输送下列有毒介质的压力管道:a)极度危害介质b)高度危害气体介质;c)工作温
4、度高于标准沸点的高度危害液体介质。,4.1.2 GC1(2):输送下列火灾危险性的流体介质,且设计压力大于或等于4.0MPa的管道:a)甲、乙类可燃气体;b)液化烃。c)甲类可燃液体4.1.3 GC1(3):输送除前两项的流体介质且设计压力大于或等于10.0MPa 的管道,或者设计压力大于或等于4.0MPa 且设计温度高于或等于400的管道。4.2 符合下列条件的工业压力管道为GC2 级:除4.3 条规定的GC3 级管道外,介质毒性程度、火灾危险性,(可燃性)、设计压力和设计温度低于4.1 条规定的GC1 级的管道。4.3 符合下列条件的工业压力管道为GC3 级:输送无毒、非可燃流体介质,设计
5、压力小于或等于1.0MPa 且设计温度高于-20但不高于+186的管道。4.4 涉及毒性或可燃性不同的混合介质时,应按其中毒性或可燃性危害程度最大的介质考虑。当某一危害性介质含量极小时,应按其危害程度及其含量综合考虑,由业主或设计决定混合介质的毒性或可燃性类别。,压力管道规范 工业管道 第2部分:材料1 范围本部分规定了压力管道建造材料的基本要求,这些基本要求包括材料选用、使用限制、检验要求和标记方面的规定。2 规范性引用文件:(下列规范为新年号)GB 150-1998 钢制压力容器GB 30872008 低中压锅炉用无缝钢管GB/T 30912008 低压流体输送用焊接钢管GB 531020
6、08 高压锅炉用无缝钢管GB 64792000 高压化肥设备用无缝钢管GB/T 81632008 输送流体用无缝钢管GB/T 9711.11997 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分:A级钢管,GB 99482006 石油裂化用无缝钢管GB/T 124592005 钢制对焊无缝管件GB/T 127712008流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T 134012005 钢板制对焊管件GIj/T 149762002 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 189842003 低温管道用无缝钢管HG/T 36511999 钛制对焊无缝管件HG/T 20537.31992 化上装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技
7、术要求HG/T 20537.41992 化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求,6 材料的使用限制6.1 球墨铸铁、灰铸铁和可锻铸铁6.1.1 球墨铸铁a)本部分附录A中表A.1所列的球墨铸铁用于受压管道组成件时,使用温度应大于20 且不大于350,但球墨铸铁不得用于 GCl 级管道。b)除满足 6.1.1 a)的要求外,球墨铸铁管、管件、附件、管法兰、阀门的适用压力-温度额定值还应符合 GB/T 20801.32006 表14 相应标准的规定。6.1.2 灰铸铁和可锻铸铁a)本部分附录A中表A.1所列的灰铸铁和可锻铸铁用于受压管道组成件时,应符合下列规定:灰铸铁管道组成件的设计温度应不
8、小于10 且不大于230,设计压力应不大于 2.0 MPa;可锻铸铁管道组成件的设计温度应大于20 且不大于300,设计压力应不大于 2.0 MPa;灰铸铁和可锻铸铁管道组成件用于可燃介质时,其设计温度应不大于 150,设计压力应不大于1.0 MPa;应采取防止过热、急冷急热、振动以及误操作等安全防护措施;制造、制作、安装过程中不得焊接;不得用于 GCl 级管道或剧烈循环工况。b)除满足 6.1.2 a)的要求外,灰铸铁和可锻铸铁管、管件、管法兰、阀门的适用压力-温度额定值还应符合 GB/T 20801.32006 中表14相应标准的规定。6.2 结构钢碳素结构钢和低合金结构钢的使用限制应符合
9、下列规定:a)不得用于 GC1 级管道组成件;b)选用 Q215A、Q235A 等 A 级镇静钢时,设计压力应不大于 1.6 MPa,设计温度应不大于 350 且不小于图1曲线A(或表5)所示温度,介质限于非可燃及非有毒流体;c)选用 Q215B、Q235B 等 B 级镇静钢时,设计压力应不大于 3.0 MPa,设计温度应不大于 350 且不小于图1曲线A(或表5)所示温度;,6 材料的使用限制6.1 球墨铸铁、灰铸铁和可锻铸铁6.1.1 球墨铸铁a)本部分附录A中表A.1所列的球墨铸铁用于受压管道组成件时,使用温度应大于20 且不大于350,但球墨铸铁不得用于 GCl 级管道。b)除满足 6
10、.1.1 a)的要求外,球墨铸铁管、管件、附件、管法兰、阀门的适用压力-温度额定值还应符合 GB/T 20801.32006 表14 相应标准的规定。,6.1.2 灰铸铁和可锻铸铁a)本部分附录A中表A.1所列的灰铸铁和可锻铸铁用于受压管道组成件时,应符合下列规定:灰铸铁管道组成件的设计温度应不小于10 且不大于230,设计压力应不大于 2.0 MPa;可锻铸铁管道组成件的设计温度应大于20 且不大于300,设计压力应不大于 2.0 MPa;灰铸铁和可锻铸铁管道组成件用于可燃介质时,其设计温度应不大于 150,设计压力应不大于1.0 MPa;,制造、制作、安装过程中不得焊接;不得用于 GCl
11、级管道或剧烈循环工况。b)除满足 6.1.2 a)的要求外,灰铸铁和可锻铸铁管、管件、管法兰、阀门的适用压力-温度额定值还应符合 GB/T 20801.32006 中表14相应标准的规定。6.2 结构钢碳素结构钢和低合金结构钢的使用限制应符合下列规定:a)不得用于 GC1 级管道组成件;b)选用 Q215A、Q235A 等 A 级镇静钢时,设计压力应不大于 1.6 MPa,设计温度应不大于 350 且不小于图1曲线A(或表5)所示温度,介质限于非可燃及非有毒流体;,c)选用 Q215B、Q235B 等 B 级镇静钢时,设计压力应不大于 3.0 MPa,设计温度应不大于 350 且不小于图1曲线
12、A(或表5)所示温度;d)对于焊接的管道组成件,含碳量不得大于 0.30。选用沸腾钢和半镇静钢时,厚度应不大于 12mm;选用A级镇静钢时,厚度应不大于 16 mm;选用B级镇静钢时,厚度应不大于20 mm。,6.4 碳钢和铬钼合金钢a)用于焊接的碳钢、铬钼合金钢,含碳量应不大于 0.30b)对于 L290(GB/T 9711.11997)和更高强度等级的高屈强比材料,不宜用于设计温度大于 200 的高温管道;c)对于2 1/4 Cr-1Mo 钢,当使用温度大于 455 时,焊缝金属的含碳量应大于 0.05。6.5 奥氏体不锈钢a)低碳(C0.08)非稳定化不锈钢(如 0Crl8Ni9、0Cr
13、17Ni12Mo2)在非固溶状态下(包括固溶后经热加工或焊接)不得用于可能发生晶间腐蚀的环境;,b)超低碳不锈钢不宜在 425 以上长期使用。,公 式,注意:1.各种材料的标准、牌号;许用应力;弹性模量;膨胀系数都可在第二篇查到。2.结构钢并非只用在结构用钢。作管架等,可做板焊管。,压力管道规范 工业管道 第3 部分:设计和计算1 范围本部分规定了GB/T 20801.1 范围内压力管道的设计与计算的基本要求,这些基本要求包括设计条件、设计准则、管道成件及其压力设计和管道应力分析等方面的规定。4 设计条件和设计准则4.1 设计条件4.1.1 设计压力4.1.1.1 一般规定,管道系统中每个管道
14、组成件的设计压力,应不小于在操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况的压力,但 4.2.3 规定的情况除外。最苛刻的压力和温度组合工况应计及压力源(如泵、压缩机)、压力脉动、不稳定流体的分解、静压头、控制装置和阀门的失效或操作失误、环境影响等可能产生的运行条件。4.1.1.2 设计压力的确定原则装有安全泄放装置的管道,其设计压力应不小于安全泄放装置的设定压力(或最大标定爆破压力),但GB/T 20801.62006 中4.1.6.1 b)、4.1.e.2 和4.1.6.3 规定的情况除外;,b)当管道与设备直接连接作为一个压力系统时,管道的设计压力应不小于设备的设计压力;c)未设置压力泄放装
15、置或可能发生与压力泄放装置隔离、堵塞的管道,其设计压力应不小于可能因此而产生的最大压力;d)离心泵出口管道的设计压力应不小于泵的关闭压力;e)输送制冷剂、液化烃类低沸点介质的管道,其设计压力应不小于阀门切断时或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压;f)当管道被分隔件(包括夹套管、盲板等)分隔为几个单独的受压段时,该分隔件的设计压力应不小于在操作中两侧受压室可,能遇到的最苛刻的压差和温度组合工况的压力;g)装有安全控制装置的真空管道,设计压力取最大压差的 1.25 倍或 0.1 MPa 中的较小值,并按外压条件进行设计;对于没有安全控制装置的真空管道,设计压力取 0.1 MPa。,原工艺室设
16、计规定中设计压力 一般按公式:PP01.1PP0+0.1取两者最大值。式中P设计压力 P0正常最大工作压力,4.1.2 设计温度4.1.2.1 一般规定管道系统中每个管道组成件的设计温度应按操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况的温度确定。同一管道中的不同管道组成件的设计温度可以不同。4.1.2.2 设计温度的确定原则a)介质温度小于 65 时,无隔热层管道的管道组成件的设计温度与介质温度相同.但应考虑阳光辐射或其他可能导致介质温度升高的因素;介质温度大于或等于 65 时,无隔热层管道的管道组成件的设计温度确定应符合以下规定:1)对于阀门、管子、翻边端部和焊接管件,取介质温度的 95;,2
17、)对于松套法兰以外的法兰,取介质温度的 90;3)对于松套法兰,取介质温度的 85;4)对于螺栓,取介质温度的 80;5)也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温。b)外部隔热管道的设计温度一般取介质温度,但也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温,采用伴管或夹套结构的管道应考虑加热或冷却对设计温度的影响。c)内部隔热管道的管道组成件,设计温度应按传热计算或试验确定。4.1.2.3 最低工作温度和最高工作温度管道设计时还应考虑最低工作温度及最高工作温度对材料选用和 7.3.3 柔性分析的影响。,原工艺室设计温度的确定 1、一般情况下,当操作温度在0300时,取操作温度+30
18、。2、当操作温度300时,取操作温度+15。3、当操作温度为-290时,按工艺条件确定设计温度。4、当操作温度为29时,取设计温度=操作温度。,5.1.4 斜接弯头(虾米弯)5.1.4.1 斜接弯头的使用应符合以下规定:a)设计压力 p2.0 MPa,且设计温度低于材料的蠕变温度;b)斜接弯头的变方向角大于 45者,仅适用于 GC3 级管道;c)斜接弯头的变方向角大于 22.5者,不得用于 GC1 级管道和剧烈循环工况。,5.1.9.3 石棉橡胶板垫片应满足以下要求:a)按 GB/T 39851995 和 GB/T 5391995 选用石棉橡胶板垫片时,其适用压力和温度应符合表7 的规定。b)
19、石棉橡胶板垫片不得用于真空管道。c)石棉橡胶板垫片与不锈钢法兰配合使用时,应考虑垫片材料氯离子含量对法兰材料性能的影响。5.1.9.4 选用缠绕式垫片、金属包覆垫等半金属垫或金属环垫的公称压力小于等于 PN20 的标准管法兰,应采用带颈对焊等刚性较大的结构型式。5.1.9.5 可燃材料(如橡胶)制成的垫片,不得用于输送强氧化性介质的管道。,表7 的规定。,5.1.9.6 标准法兰用紧固件和垫片的选用应符合表8 的规定。,5.2.2.3 采用承插焊焊缝的焊接接头应符合以下规定:a)一般用于公称直径小于等于 DN50 的管道。b)承口尺寸应符合相应法兰或管件标准的规定,焊缝尺寸应不小于 GB/T
20、20801.42006 c)以下场合不得采用承插焊焊接:1)可能产生缝隙腐蚀或严重冲蚀的场合;2)要求焊接部位及管道内壁光滑过渡的场合;3)剧烈循环工况或 GC1 级管道的场合,且承插焊连接接头的公称直径大于 DN50。,5.2.3 法兰连接5.2.3.1 法兰连接的选用应根据设计条件、荷载、流体特性、泄漏率等因素来考虑,同时还应综合考虑法兰、垫片和紧固件的选用和配合。5.2.3.2 金属法兰与非金属法兰相连接时,法兰的密封面应采用全平面型式,且一般配以全平面型式垫片。如果采用全平面型式以外的垫片时,控制螺栓拧紧力矩,防止非金属法兰过载。5.2.3.3 配对的两个法兰如具有不同的压力额定值,该
21、连接接头的最高无冲击工作压力应按较低额定值确定,并应控制安装时的螺栓扭矩,防止出现过紧。5.2.3.4 高温或承受较大温度梯度的法兰接头,应定期拧紧螺栓。,5.2.5.1 管螺纹型式a)对于可能产生缝隙腐蚀、冲蚀或循环荷载的工况,应尽量避免采用螺纹接头。b)螺纹接头采用密封焊时,不得使用密封剂(填料)。c)采用螺纹接头的管道系统,应考虑减少螺纹接头上的应力,特别是由热膨胀和阀门(尤其是端部阀门)操作产生的应力,以防止螺纹接头松动。d)除 GC3 级管道外,不得采用管端伸出螺纹法兰作为密封面的结构型式,(不包括高压用透镜垫密封型式)。,5.2.5.3 锥/平管螺纹(R/RP)a)圆锥外螺纹与圆柱
22、内螺纹的配合(R/RP),仅适用于 GC3 级管道。b)用于水、低压蒸汽和空气系统管道时,可采用密封剂或密封带。,压力管道规范 工业管道 第4 部分:制作与安装,1 范围GB/T20801.42006 系“压力管道规范工业管道”的第4 部分,规定了工业金属压力管道制作和安装的基本要求。本部分未规定的其他有关制作和安装要求应符合规范(GB/T20801-2006)其他部分以及国家现行有关标准、规范的规定。,5.4 阀门试验5.4.1 阀门应按下列要求进行壳体压力试验和密封试验:a)用于GC1 级管道的阀门应逐个进行壳体压力试验和密封试验。b)用于GC2 级管道的阀门应每批抽查10%,且不得少于一
23、个。c)用于GC3 级管道的阀门应每批抽查5,且不少于一个。5.4.2 阀门壳体的试验压力应为1.5 倍公称压力,密封试验宜按公称压力进行。保压时间和密封面泄漏率应符合相应标准的规定。试验合格的阀门应填写阀门试验记录。不锈钢阀门水压,试验时,水中的氯离子含量不得超100ppm。5.4.3 经设计或业主同意,公称压力小于等于PN100、且公称直径大于等于600mm 的闸阀,允许随系统进行压力试验。,9 热处理本章规定了压力管道焊接、弯曲和成形后的热处理基本要求,但并非适用于所有的使用条件。9.1 弯曲和成形后的热处理9.1.1 除弯曲或成形温度始终保持在900以上的情况外,壁厚大于19mm 的碳
24、钢管弯曲或成形加工后,应按表9-1 的规定进行热处理。9.1.2 公称直径大于100mm、或壁厚大于13mm 的碳钢、碳锰钢、铬钼合金钢、低温镍钢管弯曲或成形加工后,应按下列要求进行热处理。,a)热弯或热成形加工后应按设计文件的要求进行完全退火、正火、正火加回火或回火热处理;b)冷弯或冷成形加工后的热处理应符合表9-1 的规定。9.1.3 本规范要求进行冲击试验的材料在冷成形或冷弯后,其成形应变率大于5%者应按表9-1 的要求进行热处理。9.1.4 高温使用的奥氏体不锈钢以及镍基合金,冷、热弯曲或成形后应按表9-2 进行热处理。,注意:1、GC1碳钢管厚度不小于19mm就要焊后热处理;2、需进
25、行热处理的管道1)有应力腐蚀的管道a、碳钢管道介质主要有:碱液(一般为NaOH)、硝酸盐、无水液氨(含水量不大于0.2%,使用温度高于-5C)、湿的H2S等)。b、不锈钢管道主要为含有Cl的介质。2)输送极度、高度危害介质的管道。(此处毒性按HG/T20660-2000划分),3)混合液化石油气管道。4)产生加工应力的管道。见工业金属管道设计规范附录G-Page210211及。,3、液氨应力腐蚀问题在化工行业中,液氨是一种常用的介质。在HG20581-98中提出了液氨的应力腐蚀环境条件:1)介质为液态氨,含水量不高(=0.2%)且有可能受到空气(氧气,二氧化碳)的污染的场合2)使用温度高于零下
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