管道设计标准-常用知识

化工部长沙设计研究院标准Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定现行版本A登记号持有者2002-07-10发布2002-07-15实施化工部长沙设计研究院发布Q/HCY-JS0906-2002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A版于2002年7月10日首次发布Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定A版更改码0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2.1管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对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0.1MPa作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2.2管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0.95作为设计温度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0.9作为设JS0906第1页Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定A版更改码0计温度3)松套法兰活套法兰取管内流体温度的0.85作为设计温度4)紧固件取管内流体温度的0.8作为设计温度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3.1一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3.2管道许用设计压力的确定3.2.1在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PA=PNXt/x式中:PA在设计温度下许用的设计压力MPaPNX公称压力MPat在设计温度下材料的许用应力MPax决定组成件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力MPa3.2.2非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3.3金属材料腐蚀裕量的选取要求3.3.1金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1.0mm1.0mm0mm0mm0mm3.3.2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815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/a0.0050.050.0050.50.050.5腐蚀程度不腐蚀轻腐蚀腐蚀重腐蚀腐蚀裕量mm01.53563.3.3当流体为压缩空气水蒸汽和冷却水的碳钢或低合金钢管道取腐蚀裕量最小为1.27mmJS0906第2页Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定A版更改码04压力管道管材选用要求4.1一般要求4.1.1对输送设计温度在0200设计压力小于1.6MPa非可燃非有毒非腐蚀的流体介质宜选用低碳有缝钢管4.1.2对输送设计温度在20350设计压力小于6.4MPa流体介质宜选用低碳1020无缝钢管4.1.3对输送设计温度在350425设计压力小于6.4MPa流体介质宜选用低合金16Mn12CrMo15CrMo无缝钢管4.1.4对输送设计温度在425600设计压力小于6.4MPa流体介质宜选用低合金12CrMoV1Cr5Mo无缝钢管4.1.5对输送设计温度在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304L316L奥氏体不锈钢管4.1.6对输送设计压力大于6.4MPa的流体宜选用高压无缝钢管4.2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Q235正火15CrMo调质20正火1Cr5Mo调质16Mn正火35CrMoV调质12CrMo调质0Cr18Ni9固溶4.3压力管道金属管壁厚的确定4.3.1按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=PD/{2[]+P}+C式中管壁的最小厚度mmP管道的设计压力MPaD管子的外径mm[]管材在设计温度许用应力MPa焊缝系数无缝钢管取1直缝焊取0.8螺旋缝焊取0.6C管子壁厚附加量mm按管子壁厚附加量腐蚀裕量加工减薄量选取4.3.2计算管表号选定管表号计算公式为Sch=P1000/[]式中Sch管表号P管内介质的设计压力MPa[]管材在设计温度下的许用应力MPaJS0906第3页Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定A版更改码04.4管子通径使用的限制4.4.1当采用公制管时装置管道应避免使用DN32DN65DN125DN175DN225DN550DN650DN750DN850DN950等规格的管子和管件4.4.2当采用英制管时装置管道应避免使用11/421/231/259等规格的管子和管件4.5特定介质和使用条件下管道金属材料的选择和处理要求4.5.1对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2040的裕量和介质中氢的分压按Nelson曲线选择合适的抗氢钢材4.5.2对低温输送硫化氢管道不得使用碳钢材料4.5.3当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%510152030405060温度8576706554484340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%1020304050温度1051109782774.5.4碳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4.5.5热塑性塑料管不得用于地面上输送可燃性流体4.5.6石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5.1法兰材料选用的一般要求5.1.1采用HG20592HG20605欧洲体系法兰公称压力在0.251.0MPa之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5.1.2采用HG20592HG20605欧洲体系法兰公称压力在1.66.3MPa之间宜采用符合级及级以上的锻件5.1.3采用HG20592HG20605欧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10.0MPa的法兰用锻件b)公称压力大于4.0MPa的铬钼钢法兰用锻件c)公称压力大于1.6MPa且工作温度小于20的铁素体钢锻件5.1.4采用HG20592HG20605欧洲体系法兰公称压力小于或等于2.0MPa宜采用级低碳钢奥氏体不锈钢锻件5.1.5采用HG20592HG20605欧洲体系法兰公称压力大于2.0MPa小于或等于JS0906第4页Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定A版更改码05.0MPa宜采用级或级以上的锻件5.1.6采用HG20592HG20605欧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11.0MPa法兰用锻件b)公称压力大于或等于5.0MPa的铬钼钢法兰用锻件c)公称压力大于或等于5.0MPa且工作温度小于或等于20法兰用铁素体钢锻件5.1.7用于制造法兰的碳素钢和低合金钢锻件应符合JB4726压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的相应要求5.1.8低温用碳素钢和低合金钢锻件应符合JB4727低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的相应要求5.1.9不锈钢锻件应符合JB4728压力容器用不锈钢锻件的相应要求5.2管法兰选用的一般要求5.2.1管法兰的公称压力应高于所在管道的设计压力5.2.2选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V型缺口低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DN25DN40DN15DN150DN200DN80DN50DN25DN250DN100DN80DN100DN406阀门阀体6.1阀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6.1.1输送设计压力小于或等于1.0MPa温度小于或等于200宜选用铸铁或球墨铸铁6.1.2输送设计压力小于或等于2.5MPa温度小于或等于200流体宜选用球墨铸铁6.1.3输送设计压力小于或等于2.5MPa温度小于或等于350流体宜选用球墨铸铁可锻铸铁6.1.4输送设计压力小于或等于6.4MPa温度小于或等于425流体宜选用铸钢或锻钢6.1.5输送设计压力小于或等于6.4MPa温度小于或等于550流体宜选用铬钼合金钢6.1.6输送压力大于6.4MPa的流体宜选用铸钢锻钢或铬钼合金钢JS0906第5页Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定A版更改码06.2阀门选用的基本要求6.2.1闸阀不宜用于含固相流体输送的管道上不宜用于流体节流6.2.2截止阀节流阀不宜用于流体阻力降要求小的管路上6.2.3升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6.2.4球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6.2.5倒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