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管道设计标准-常用知识

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管道 设计 标准 常用 知识
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化工部长沙设计研究院标准 Q/道材料设计技术规定 现行版本 A 登记号 持有者 2002布 2002施 化工部长沙设计研究院 发布 Q/管道材料设计技术规定 前 言 本标准是根据国家有关压力管道设计的标准规范要求 结合本院 压力管道 设计的特点编制的 在使用本规定的同时 仍应遵守国家 相关行业的标准 规范要求 当本 规定与国家 相关行业的标准 规范相冲突时 应以国家或相关行业的标准 规范要求为准 本标准由技术质保部归口并解释 本标准起草部门 化环分院 本标准主要起草人 冯延林 本标准审核人 本标准批准人 本标准 2002年 7月 10日首次发布 Q/管道材料设计技术规定 管道材料设计技术规定 1 总则 本规定适应于工程各装置管道材料 规定了管道材料的一般设计要求 参加工程管道材料编制的设计人员可根据工程的具体特点 通过各工程的项目负责人对本规定作必要的特定补充 以利在各工程中正确实施 2 管道的设计温度和设计压力选取一般规定 道的设计温 度应选取该管道所通过的流体介质在压力和温度相偶合时的最严重条件下可能达到的最高温度 具体确定为 a)没 有压力泄放装置保护或与压力装置隔离的管道 设计压力不应低于流体可达到的最大压力 b)装有泄放装置的管道的设计压力不应小于泄压装置的开启压力 c)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 d)往复式泵出口管道的设计压力为往复泵的安全阀整定值 e)压缩机出口管道的设计压力为压缩机出口压力 f)负 压管道应按承受的外压设计 当装有安全控制装置时 设计压力取 者中的低值 无安全控制装置时 设计压力取 夹套内为内压的夹套真空管 设计压力取无夹套真空管道加夹套内设计压力 但必须校核夹套在试验压力下 外压 的稳定性 对夹套内为真空的带夹套内压管道 以内压管道的设计压力加 为设计压力 但必须校核在夹套试验压力下 外压 的稳定性 g)流 体为制冷剂 液化烃等气化温度低的流体管道 设计压力应不小于阀被关闭或流体不流动时最高环境温度下气化所能达到的最高压力 h)非 金属管道的压力和温度变化或两者同时变化超过设计条件均不允许 应以压力和温度偶合时的最严重的状态时的压力和温度来确定设计条件 道的设计压力应选用不小于运行中可能遇到的内压 外压 与温度相偶合时最严重时的压力 具体确定为 a)材 料的设计不得超过金属或非金属材料允许使用的最高温度 对于 0 以下的 管道材料温度 不得低于管道材料可能达到的最低温度 b)非 金属材料的设计温度一般应取流体温度 如果安装地区的环境温度超过设计温度 应采用环境温度为设计温度 c)对 于不保温管道 当流体介质工作温度小于 65 时 取流体的工作温度为设计温度 当流体介质工作温度大于 65 时 除非按传热计算确定壁温 否则 管道组件的设计温度应不低于以下值 1)阀 门 管子 对焊管件及壁厚与管子相似的管道组件 可取管内流体温度的 2)对法兰连接的阀门和法兰 不含松套法兰 管件 取管内流体温度的 Q/管道材料设计技术规定 计温度 3)松套法兰 活套法兰 取管内流体温度的 为设计温度 4)紧固件取管内流体温度的 d)对 于外部保温管道 一般取流体温度作为设计温度 除非经传热计算或测定 允许取设计温度低于管内流体温度 当有伴管或夹套加热等间接加热及蒸汽吹扫时 应以外加热和管内流体中温度较高的温度作为金属管道的设计温度 e)对于内保温管道 通过传热计算或经验来确定设计温度 f)对 非金属材料衬里管道 设计温度应取流体的最高工作温度 当无外隔热层时外层金属的设计温度可按不保温管道考虑 3 管道材料等级制定 般规定 根据系统 工艺 专业提供的条件 按输送流体种类 温度 压力 腐蚀特性等进行装置区的管道等级编制 将管道划分成不同类别等级 然后根据划分好的等级 确定它们的材料标准 明确每一等级内所用管子及其组成件的规格 范围 特性 材料及标准 道许用设计压力的确定 设计温度下 一般金属 管件可使用法兰的温度 压力额定值表确定 在设计温度下许用的设计压力可按下式计算 金属管道的温度 压力值 必须通过试验或有使用的经验后才能使用 属材料腐蚀裕量的选取要求 属材料在非腐蚀流体中的腐蚀裕量按下表选取 碳钢 低合金钢 不锈钢 高合金钢 有色金属 金属材料的裕量一般是按材料在流体中的年腐蚀速度 mm/a 乘以装置的使用年限 一般为 8 15 年 选取 其腐蚀速度与腐蚀裕量的选取关系见下表 描述 使用良好 可以使用 尽量不用 不用 年腐蚀速度 mm/a 蚀程度 不腐蚀 轻腐蚀 腐蚀 重腐蚀 腐蚀裕量 0 5 6 流体为压缩空气 水蒸汽和冷却水的碳钢或低合金钢管道 Q/管道材料设计技术规定 4 压力管道管材选用要求 般要求 输送设计温度在 0 200 设计压力小于 可燃 非有毒 非腐蚀的流体介质 宜选用低碳有缝钢管 输送设计温度在 20 350 设计压力小于 选用低碳 1020 无缝钢管 输送设计温度在 350 425 设计压力小于 体介质 宜选用低合金1625缝钢管 输送设计温度在 425 600 设计压力小于 体介质 宜选用低合金12缝钢管 输送设计温度在 196 或大于 600 高温流体 宜选用低碳奥氏体不锈钢管对流体温度大于 400 不宜使用超低碳 304L 316L 奥氏体不锈钢管 输送设计压力大于 流 体 宜选用高压无缝钢管 材使用热处理状态选择 压力管道使用热处理状态的选择见下表 材料牌号 热处理状态 材料牌号 热处理状态 Q 235 正 火 15 质 20 正 火 1 质 16 火 35 质 12 质 0 溶 力管道金属管壁厚的确定 设计温度 设计压力 腐蚀裕量等因素计算确定 金属管壁厚计算确定的公式为 =2 [ ] +P}+C 式中 管壁的最小厚度 P 管道的设计压力 D 管子的外径 [ ] 管材在设计温度许用应力 焊缝系数 无缝钢管取 1 直缝焊取 旋缝焊取 C 管子壁厚附加量 管子壁厚附加量 腐蚀裕量 加工减薄量选取 算管表号选定 管表号计算公式为 1000/[ ] 式中 表号 P 管内介质的设计压力 [ ] 管材在设计温度下的许用应力 Q/管道材料设计技术规定 子通径使用的限制 采用公制管时 装置管道应避免使用 规格的管子和管件 采用英制管时 装置管道应避免使用 11/4 21/2 31/2 5 9 等规格的管子和管件 定介质和使用条件下管道金属材料的选择和处理要求 设计温度等于或高于 200 介质中含有氢气的碳钢 低合金钢管道 应根据管道的最高操作温度加 20 40 的裕量和介质中氢的分压 按 线选择 合适的抗氢钢材 低温输送硫化氢管道 不得使用碳钢材料 输送氢氧化钠的浓度和温度超出下列规定时 应对管道焊缝进行消除应力处理 碱液浓度 % 5 10 15 20 30 40 50 60 温度 85 76 70 65 54 48 43 40 当输送氢氧化钠的浓度和温度超出下列规定时 则应考虑采用含镍合金钢管 碱液浓度 % 10 20 30 40 50 温度 105 110 97 82 77 钢或低合金钢不宜在设计温度大于 425 的高温场合使用 以防止材料石墨化和珠光体球化 塑性塑料管不得用于地面上输送可燃性流体 墨 陶瓷 玻璃管不得用于输送有毒 可燃 易爆危险性介质输送 5 法兰 兰材料选用的一般要求 用 洲体系 法兰 公称压力在 间 宜采用碳素钢材料 采用奥氏体不锈钢锻件 允许采用 级锻件 用 洲体系 法兰 公称压力在 间 宜采用符合 级及 级以上的锻件 用 洲体系 法兰 符合下列情况之一者 宜采用符合级要求的锻件 a)公称压力大于 法兰用锻件 b)公称压力大于 铬钼钢法兰用锻件 c)公称压力大于 工作温度小于 20 的铁素体钢锻件 用 洲体系 法兰 公称压力小于或等于 采用级低碳钢 奥氏体不锈钢锻件 用 洲体系 法兰 公称压力大于 于或等于Q/管道材料设计技术规定 采用 级或 级以上的锻件 用 洲体系 法兰 符合下列情况之一者 宜采用符合级要求的锻件 a)公称压力大于或等于 兰用锻件 b)公称压力大于或等于 铬钼钢法兰用锻件 c)公称压力大于或等于 工作温度小于或等于 20 法兰用铁素体钢锻件 于制造法兰的碳素钢和低合金钢锻件应符合 力容器用碳素钢和低合金钢锻件 的相应要求 温用碳素钢和低合金钢锻件应符合 温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 的相应要求 锈钢锻件应符合 力容器用不锈钢锻件 的相应要求 法兰选用的一般要求 法兰的公称压力应高于所在管道的设计压力 择管法兰应考虑下列因素 a)应 根据管道的设计压力 设计温度 介质特性要求选择法兰的连接形式和密封面 b)剧烈循环条件下流体输送管道 宜选用对焊法兰 c)对输送极度危害介质 采用软垫片时宜选用凹凸面或榫槽面法兰 d)承插焊法兰不宜用于含氯离子等有缝隙腐蚀的流体管道 e)对 低 碳 钢 低合金钢法兰用于低于 20 的低温流体管道时 应进行材料的夏比温冲击试验 合格后方能使用 对奥氏体钢的使用温度高于或等于 196时 可免作冲击试验 f)利用标准法兰盖作异径法兰时 法兰盖上的开孔不应超过下表值 法兰盖公称直径 最大开孔公称直径 法兰盖公称直径 最大开孔公称直径 6 阀门阀体 门阀体材料选用的一般要求 在满足介质要求或规格要求的条件下 阀体材料选择宜符合下列基本要求 送设计压力小于或等于 度小于或等于 200 宜选用铸铁或球墨铸铁 送设计压力小于或等于 度小于或等于 200 流体 宜选用球墨铸铁 送设计压力小于或等于 度小于或等于 350 流体 宜选用球墨铸铁可锻铸铁 送设计压力小于或等于 度小于或等于 425 流体 宜选用铸钢或锻钢 送设计压力小于或等于 度小于或等于 550 流体 宜选用铬钼合金钢 送压力大于 流 体 宜选用铸钢 锻钢或铬钼合金钢 Q/管道材料设计技术规定 门选用的基本要求 阀不宜用于含固相流体输送的管道上 不宜用于流体节流 止 阀 节流阀不宜用于流体阻力降要求小的管路上 降式止回阀不能安装在垂直管道上 旋启式和双板式止回阀安装在垂直管道上时 管内流体必须是自下向上流动 立式止回阀不能安装在水平管路上 阀宜用于要求流体阻力小 快速启闭 或含有固体流体输送的管路上 对可燃易爆介质用软密封球阀 要求具有火灾安全结构和防静电结构 吊桶式 杠杆浮球式 自由浮球式疏水阀适用于蒸汽用量大的加热设备的疏水适用在水平管道上安装 板双金属式疏水阀排量大 体积小 宜用于蒸汽伴热管道的疏水 盘式疏水阀不宜在 排量的状态下使用 一般适用于水平管道上安装 封闭式安全阀不应使用在易燃 易爆 有毒介质的管路上 膜阀宜用在腐蚀介质和易结晶物料输送的管路上 阀宜用于直径较大的管路上 门出厂前 要 根 据 门的试验与检验 进行壳体压力试验和密封试验 闸阀 截止阀必须进行上密封和低压密封试验 7 管法兰密封垫片材料及选用要求 管道设计压力 计温度在 50 350 条件下宜选用非金属垫片 管道设计压力 计温度在 600 条件下宜选用半金属垫片 管道设计压力 计温度在 700 条件下宜选用金属垫片 用半金属 金属垫片时 宜配套使用高强度合金钢法兰 用 法兰时 应选用全平面软垫 金属垫片用于凹凸面法兰时 宜带内环 用于 带外环 于不锈钢法兰的非金属垫片 要求材料氯离子含量小于 508 螺 栓 柱 /螺母材料及选用要求 碳 钢 低碳钢管道 非金属管道 螺栓 柱 材料宜采用 35母材料宜采 用 30合金钢 奥氏体不锈钢和低温管道的螺栓 或螺柱 螺母材料宜采用 0品级螺栓 其产品公差等级采用 能等级为 8级 宜用于公称压力小 于 用非金属软垫及非易燃 易爆和危险害程度不高的场合 最高使用温度为 250 相应的螺母等级为 8级 品级双头螺柱 其产品公差等级采用 A 级 和 能等级为 用于公称压力小于 用非金属软垫片 其最高使用温度为 250 相应的螺母等级为 8级 用级的螺栓 柱 的选配应符合 制管法兰 垫片 紧固件 中的有关规定 Q/管道材料设计技术规定 属管法兰与螺栓 柱 /螺母配合使用一般不宜采用垫圈 9 管道外防腐涂料的选用要求 道外防腐涂料应与使用条件和被涂物表面的材料相适应 使用温度小于或等于 60 碳钢不隔热管道 宜选用环氧类 红丹酚醛类防锈漆作为底漆 使用各色环氧防腐漆 醇醛类漆作为面漆 使用温度为 61 200 碳钢不隔热管道 宜选用无机富锌漆或环氧耐热漆作为底漆 使用环氧耐热磁漆作为面漆 使用温度为 201 600 碳钢不隔热管道 宜选用无机富锌漆作为底漆 使用铝粉有机硅耐热漆 草绿有机硅耐热漆作为面漆 保温碳钢管 宜采用红丹酚醛防锈漆 铁红酚醛防锈漆 保冷碳钢管 宜采用石油沥青 沥青底漆 隔热的奥氏体不锈钢 表面温度小于或等于 100 宜采用铝粉环氧防腐底漆表面温度在 101 400 宜采用无机富锌底漆 埋地敷设的管道宜采用沥青玻璃布防腐涂层 10 管道的隔热材料及选用要求 保 温 材 料 当使用温度小于 250 宜使用玻璃棉 岩棉 矿棉制品 当使用温度小于 600 宜使用微孔硅酸钙或硅酸镁铝制品 当使用温度小于 900 宜使用硅酸铝纤维或岩棉 硅酸铝复合制品 于保冷材料 当使用温度高于 20 宜选用硬质聚氯乙烯泡沫塑料制品 当使用温度高于 40 宜采用自熄可发性聚苯乙烯泡沫塑料制品 当使用温度高于 80宜选用硬质闭孔型聚氨酯泡沫塑料制品 当使用温度高于 200 宜选用闭孔型泡沫玻璃制品 于保护层材料 用于软质 半硬质隔热层 宜选用 选用 或合金铝板 也可选用 镀锌钢板 用于保冷管的防潮层材料 要求不腐蚀隔热层和保护层 一般宜选用石油沥青或改质沥青玻璃布 石油沥青玛蹄脂玻璃布 油毡玻璃布 聚乙烯薄膜 复合铝箔 温材料制品的最高安全使用温度应高于设备和管道的设计温度 保冷材料制品的允许使用温度应低于设备和管道的设计温度 冷材料应选用闭孔型材料制品 不宜选用纤维质材料制品 于奥氏体不锈钢的隔热材料制品的氯离子含量不应大于 25宜选用石棉制品材料用于隔热 允许镀锌材料直接与不锈钢接触 Q/管道材料设计技术规定 11 剧毒流体管道及管道组件的选用要求 应选用脆性材料 管道上使用斜接弯管 头 时 其一条焊缝方向改变的角度不应大于 一个 90 弯管 中间不小于 4条焊缝 且斜接弯管 头 的弯曲半径应为管子外径的 1或 用无缝管或经 100 无损探伤的焊接钢管 管连接优先选用无缝三通 称直径小于或等于 20插管件仅用于公称直径小于或等于 40 道 应用带填料的管道特殊件 如套管式或球形补偿器等 门宜采用旋塞型结构 兰公称压力选用至少应留有 25 的强度裕量 不应采用平板式滑套 平焊 法兰 用软垫片时 应选用榫槽面或凹凸面法兰 口内不能使用分块的衬环 能用钎焊接头及粘接接头
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