压力管道标准及管道等级表

压力管道标准及管道等级表（讲座提纲）全国压力管道标准化技术委员会岳进才1压力管道工程标准1.1综述1.2常见基础性工程规范1.3工业标准1.4ASMEB31.3规范解读1.5GB/T20801规范解读2管道等级表2.1综述2.2管道等级表2.3其它3管道材料选用3.1材料的基本性能3.2常用材料类型及特点3.3高温对材料选用的影响3.4低温对材料选用的影响3.5介质对材料选用的影响3.6材料选用原则4管道组成件压力设计4.1载荷类型4.2许用应力及强度准则4.3标准管道组成件4.4非标准管道组成件5管道组成件型式及选用5.1连接型式及选用5.2钢管5.3管件及分支接头5.4法兰及法兰接头Email:2014.05目录6阀门选用6.1阀型选用基本原则6.2常用关断阀的特点及应用6.3常用阀门的属性参数选用1压力管道工程标准1.1综述1.1.1标准体系标准体系的构成：指令性规范（法规），基础性工程规范，单项或行业工程标准，项目工程规定，工业标准。1）指令性规范（法规）：法定，强制性；技术管理性；适用范围（监管范围，包括了设计、采购、制造、建造、使用、维修和改造）。国内外的差别。典型代表：PED97/23，PressureEquipmentDirective；TSGD0001压力管道安全技术监察规程工业管道。2）基础性工程规范：与指令性规范相比：推荐性/非唯一性，用户负责制；技术性；建造标准。与行业或项目工程标准相比：通用性：适用范围广，不针对特定行业；基础性：系统性要求，最低要求，不能代替设计手册。强调：符合规范要求而出现问题，仍由设计者负责；安全性：安全标准，风险控制。典型代表：ASMEB31系列；GB/T20801系列。3）单项或行业工程标准：针对特定的介质环境或针对特定的行业而给出的更有针对性、更详细的工程规定。一般情况下，是基础性工程规范的补充和细化。典型代表：NACEMR0175，油田设备用抗硫化裂纹的金属材料；API941，石油化工厂高温临氢用钢；SH3059，石油化工管道设计器材选用规定；GB50030，氧气站设计规范。4）项目工程规定：比单项的工程标准或行业工程标准更有针对性，规定更详细。一般情况下，是基础性工程规范和单项或行业工程标准的补充和细化。典型代表：各工程公司或设计院/所针对具体项目的工程规定。5）工业标准：为实现标准化、系列化工程建造而设置的支持性标准。包括产品标准和实践方法。详见1.1.3节。1.1.24+1层级，鱼头、鱼骨、鱼刺与鱼肉的关系指令性规范（法规）为鱼头，针对重要的方面给出强制性要求，不能突破。基础性工程规范为鱼骨，框架性规定，最低安全规则。单项或行业工程标准、项目工程规定为鱼刺，依附于基础性工程规范而给出的更具体的要求，是基础性工程规范的补充和细化。工业标准是鱼肉，与上述的工程规范一起构成整个工程标准体系。1.1.3应用现状1）对工程规范层级的认识不足：期望基础性工程规范包罗单项/行业标准和项目规定的内容。2）将指令性规范和基础性工程规范的适用范围混淆。3）将基础性工程规范、单项/行业标准视为指令性规范。4）多版本同层级的工程规范并存现状，同时也造成引用标准时的困惑及由此产生的问题。5）由于行业格局及部门利益问题，造成产品标准的重复及由此带来的应用困惑，同时又都不完善。1.2常见基础性工程规范1.2.1ASMEB31.3管道规范ASMEB31.3标准应用广泛，影响较大，很多其它类似的标准等效采用了该标准，或直接引用并加以修订和补充。见后面所述。ASMEB31.3是ASMEB31系列标准中的一个，其它标准表列如下：B31.1PowerPiping/动力管道；B31.2FuelGasPiping/燃气管道；B31.3ProcessPiping/工艺管道；B31.4PipelineTansportationSystemforLiquidhydrocarbonsandotherLiquids/烃类、液态石油气、无水氨和酒精的液体输送管道系统；B31.5RefrigerationPipingandHeatTransferComponents/制冷管道和传热组件；B31.6化工厂管道（从未出版）；B31.7核管道（移入ASME锅炉压力容器规范第III卷）；B31.8GasTransmissionandDistributionPipingSystems/天然气输送和分配管道系统；B31.9BuildingServicesPiping/建筑用管道；B31.10深冷管道（从未出版）；B31.11SlurryTransportationPipingSystems/浆液管道。B31.12HydrogenPipingSystemCode/氢用管道系统和管道。其中，B31.3是基础标准，其它是特例。在适用范围上给出了衔接点。对于B31系列标准，各标准由不同类型的专家编制，因此各标准的风格和内容安排并不尽相同。1.2.2GB/T20801及系列标准GB/T20801标准是由国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局管理、全国锅炉压力容器标准化技术委员会压力管道分技术委员会负责组织编写的压力管道基础性工程规范，与压力管道技术安全监察工程配套的技术性支持标准。按照压力管道安全管理与监察规定对压力管道的划分（GA类、GB类、GC类、GD类），也对应编制了四个压力管道工程规范。分别是：GB/T20801压力管道规范工业管道。2006年已颁布实施；GB/T(20802)压力管道规范动力管道。2013年10月已提交报批稿；GB/T(20803)压力管道规范长输管道。2013年10月已提交终审稿；GB/T(20804)压力管道规范公用管道。2014年3约已提交提纲稿。其中，GB/T20801是基础标准，其它是特例。在适用范围上给出了衔接点。特种设备安全法。监管范围可能会缩小（比如，DN150及以上管道）。1.2.3ISO15649石油及天然气工业管道类似于ASMEB31.3和GB/T20801，但该规范内容较少，明确指明引用了B31.3，是B31.3的补充。特点：对管道布置给出了原则性要求。ISO15649共有5个章节和2个附录：第1章第2章第3章第4章适用范围：适用于石油化工生产装置。与ASMEB31.3一起用。相关标准：ASMEB31.3。术语和定义：给出了化工厂、承压管道等常用名词解释共19个。金属管道：分9节，分别对责任、材料、安全措施、放空与排凝、设计条件、管道布置、埋地管道、腐蚀等进行了原则性规定。第5章非金属管道或非金属衬里管道：分2节，分别对设计条件和设计基本原则进行了规定。附录A管道布置：对管道布置提出了原则要求。附录B埋地管道：对埋地管道设计提出了原则要求。1.2.4EN13480工业金属管道类似于ASMEB31.3和GB/T20801。结构和内容含量与B31.3相似，很多规定也相同，但也存在一些明显的差异。特点：是一个可以与B31.3分庭抗礼的基础性工程规范。与GB/T20801类似，有6个分项标准组成：EN13480.1工业金属管道一般规定EN13480.2工业金属管道材料EN13480.3工业金属管道设计和计算EN13480.4工业金属管道预制与安装EN13480.5工业金属管道检查和试验EN13480.6工业金属管道埋地管道的附加要求EN13480与ASMEB31.3差异的典型例子：管道分级，材料的许用应力，承压管道组成件的压力计算。1.2.5前瞻性技术：三大类14种失效模式的评定举例：三大类14种失效模式第I类：短期失效模式I-1：脆性断裂；I-2：韧性断裂；I-3：超量变形引起的接头泄露；I-4：超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂；I-5：弹性、塑性或弹塑性失稳（垮塌）；第II类：长期失效模式II-1：蠕变断裂；II-2：蠕变引起的机械接头超量变形或过大的载荷转移；II-3：蠕变失稳；II-4：磨蚀和腐蚀；II-5：环境助长开裂。如应力腐蚀开裂，氢致开裂；第III类：循环失效模式III-1：扩展性塑性变形；III-2：交替塑性；III-3：弹性应变疲劳（中、高周疲劳）和弹塑性应变疲劳（低周）；III-4：环境助长疲劳。1.3工业标准1.3.1产品标准包括尺寸标准、制造标准、材料标准等。1）尺寸标准尺寸标准体系，两个基础尺寸标准（管子和法兰），大外径系列和小外径系列，PN系列（欧式）和CLASS系列（美式）。尺寸标准体系现状，ASME与GB的异同，兼容性。举例：管子外径和壁厚尺寸，法兰螺栓孔尺寸，55°锥管螺纹和60°锥管螺纹。常用尺寸标准见表1.3.1-1。表1.3.1-1常用管道组成件尺寸标准SH标准体系一般管道长输管道管件SH/T3405GB/T9711.1SH/T3408SH/T3409SH/T3410GB/T14626GB/T12459?GB/T13401?“大外径系列”/CLASS系列GB标准体系GB/T17395GB/T9711.1ANSI标准体系ANSIB36.10ANSIB36.19API5LANSIB16.9ANSIB16.11ANSIB16.28GB/T12459?GB/T13401?GB/T14383??HG/21634HG/21635HG/21631HG/21632“小外径系列”/PN系列JB标准体系HG标准体系HG20553GB/T14383?GB/T14626法兰垫片SH/T3406SH/T3401SH/T3402SH/T3403SH/T3407紧固件SH/T3404GB5780～GB5782GB41GB6170阀门API600API602API603API608API609API594其它尺寸标准GB/T12232～GB/T12247?API600API602API603API608API609API594MSSSP-95MSSSP-97MSSSP-48ANSIB18.2.1ANSIB18.2.2GB9112～GB9131GB4622.1～2ANSIB16.5ANSIB16.20ANSIB16.21JB/T74～86JB/T87JB/T88JB/T89JB/T90GB5780～GB5782GB41GB6170JB系列?HG20592～HG20605HG20606～HG20612HG20613～HG20614JB系列?注：?GB标准体系的管子管件标准原来是借助于SHJ405进行定义的，目前SHJ405已被修订成SH/T3405，而且定义已作了改变。因此，GB系列管件标准也应作相应修订才能使用；此处应为该标准的A系列。?同?。此处应为该标准的B系列。?GB/T12232～GB/T12247目前尚存在较多问题，实际上并没有推广应用，它可用相应的API标准取代。?JB系列指原来的JB系列阀门标准，现在大多数阀门制造厂仍按该系列阀门标准生产。?这里仅列出了主要的相关标准，不是全部标准。2）制造标准和材料标准中国制造标准和材料标准体系现状/ASME与GB应用工程材料的异同：政出多头，各自为政，例如钢管、阀门、板材、锻件标准；配套性差，例如缺少中高温焊管、螺栓、对焊管件制造标准；碳钢的低温限制；标准的严密性和生产的随意性；阀门铸件和不锈钢材料靠近了ASTM材料，但配套标准没有跟上，等效和等同的问题。举例：国产低温碳钢材料。管道材料的进展：生产方法带来的影响，AOD/VOD精炼技术的应用，GB150对硫、磷要求的提高，超低碳不锈钢的应用；新材料的开发，举例：347AP，P92。常用管道组成件制造标准见表1.3.1-2。产品名称碳钢无缝钢管国标材料GB/T8163GB3087GB9948，，，表1.3.1-2常用管道组成件制造标准ASTM材料说明ASTMA53，A106非等效GB6479，GB5310长输专用无缝和焊接钢管焊接碳钢钢管低温无缝钢管合金钢无缝钢管合金钢焊管不锈钢无缝钢管不锈钢焊管碳钢及合金钢管件低温碳钢管件不锈钢管件碳钢锻件低温碳钢锻件合金钢锻件（无）（GB12459）JB4726NB/T47008JB4727NB/T47009JB4726NB/T47