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管道材料设计培训中国寰球工程公司马学娅2010年6月 一 管道材料设计专业工作范围 管道材料重要性 1 投资 a材料费 b施工费用 c设计2 安全与各个专业关系 项目举例 笔记11 管道材料设计选用规定 规范 标准 业主 合同2 管道等级 索引分支表异径管表缩写词 3 阀门规格书3 隔热工程规定4 防腐与涂漆工程规定 5 非标管件的设计6 特殊件的选用和设计7 管道与仪表专业的分工规定8 建立和维护数据库9 综合材料汇总表10 管道材料采购技术服务 1 采购技术文件 2 技术评标 3 厂商文件评阅11 现场服务 1 材料咨询 2 材料代用 一 管道材料设计专业工作范围 二 管材设计规范 标准和规定 1 制定阶段总体设计 大规模的炼油或化工联合装置 合同谈判基础设计或初步设计2 管道材料设计准标和规范TSGD0001 2009压力管道安全技术监察规程 工业管道GB150 1998 钢制压力容器 第1 第2号修改单 GB50316 2000工业金属管道设计规范 二 管材设计规范 标准和规定 GB50251 2003输气管道工程设计规范GB50253 2003输油管道工程设计规范GB50028 2006 城镇燃气设计规范 GB50030氧气站设计规范GB50177 2005 氢气站设计规范 GB50235工业金属管道工程施工及验收规范GB50236现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 SH3501石油化工有毒 可燃介质管道工程施工及验收规范SH T3129加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则SH3059石油化工企业管道设计器材选用通则SY T0599 2006 天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求 HG T20646化工装置管道材料设计规定GB T20801 1 2006 压力管道规范工业管道第1部分 总则 GB T20801 2 2006 压力管道规范工业管道第2部分 材料 二 管材设计规范 标准和规定 二 管材设计规范 标准和规定 GB T20801 3 2006 压力管道规范工业管道第3部分 设计和计算 GB T20801 4 2006 压力管道规范工业管道第4部分 制作与安装 GB T20801 5 2006 压力管道规范工业管道第5部分 检验与试验 GB T20801 6 2006 压力管道规范工业管道第6部分 安全与防护 二 管材设计规范 标准和规定 ASMEB31 1动力管道 ASMEB31 3化工厂和石油炼制厂管道注意标准之间差异3 管道材料设计原则基本原则 压力管道材料的设计 安装 检验以及类别划分 应按照TSGD0001 2009 压力管道安全技术监察规程 工业管道 及GB T20801 压力管道规范工业管道 的有关规定执行 二 管材设计规范 标准和规定 国内材料GB T20801 GB50316 SH3059等设计 制造 焊接 热处理 当要求时 检验和试验 ASTM材料ASMEB31 3 B31 1等设计 制造 焊接 热处理 检验和试验 施工单位的资质 二 管材设计规范 标准和规定 压力管道 范围及管道分级1 TSGD0001 2009 压力管道安全技术监察规程 工业管道 规定的 压力管道 范围 管道工作压力大于或等于0 1MPa 介质为气体 液化气体 蒸气或可燃 易爆 有毒 有腐蚀性 最高工作温度高于或等于沸点的液体 公称直径大于25mm 二 管材设计规范 标准和规定 2 GB20801 GB50316范围除 不适用范围 外 适用于符合下列条件之一的管道 最高工作压力低于0 1MPa以及真空的工业管道 介质为不可燃 无毒 无腐蚀性液体的工业管道 公称直径小于等于25mm的工业管道承压管道亦可参照采用本规范 但不属于安全监察范围 且不列入管道分级 二 管材设计规范 标准和规定 一 按管道设计压力 设计温度及输送介质物性划分的管道级别 石油化工管道设计器材选用通则 SH3059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 设计温度将石油化工管道划分为SHA SHB SHC SHD SHE五个级别 P254 SHA SHB SHC SHD 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 二 管材设计规范 标准和规定 石油化工管道设计器材选用通则 SH3059和 工业金属管道设计规范 GB50316不同的地方在于 工业金属管道设计规范 GB50316按照 职业性接触毒物危害程度分级 GB5044 P16表2 3 3 2 将苯作为极度危害介质划分为A1流体 石油化工管道设计器材选用通则 SH3059根据石油化工行业生产的特点 将极度危害介质苯划分为SHB级管道 将高度度危害介质丙稀腈 光气 二硫化碳和氟化氢划分为SHA级管道 P254表5 4 3 二 管材设计规范 标准和规定 按照 石油化工管道设计器材选用通则 SH3059管道分级设计的管道 应按照现行 石油化工有毒 可燃介质管道工程施工及验收规范 SH3501的要求进行施工和验收 需注意的是 SH3501将石油化工管道划分为SHA SHB SHC SHD四级 5 4 3题P254 该规范没有包括设计压力小于10 0MPa 且设计温度高于或等于 29 的无毒 非可燃介质的SHE级管道 SHE级管道的施工及验收仍需按照现行的 工业金属管道工程施工及验收规范 GB50235的要求进行施工和验收 二 管材设计规范 标准和规定 2GB T20801 1将压力管道按其危害程度和安全等级划分为GC1 GC2 GC3三级 按照 压力管道规范工业管道第1部分 总则 GB T20801 1按危害程度和安全等级分级设计的压力管道 分别按GB T20801 2 GB T20801 3 GB T20801 4 GB T20801 5 GB T20801 6进行材料选用 设计 施工和验收 二 管材设计规范 标准和规定 三 按管道输送介质划分的流体类别 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A1类 A2类 B类 D类 C类五类流体 A1流体 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 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 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 二 管材设计规范 标准和规定 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 5C类流体指不包括D类流体的不可燃 无毒的流体 氧气管道属于C类流体 该规范的A1流体 B类流体 D类流体和 工艺管道 ASMEB31 3中的M类流体 可燃 常规类 流体 D类流体相同 按 工业金属管道设计规范 GB50316流体分类设计的管道 应按照现行的 工业金属管道工程施工及验收规范 GB50235进行施工和验收 二 管材设计规范 标准和规定 工艺管道 ASMEB31 3工艺管道输送的流体分为D类 M类工况和性质介于二者之间的可燃 常规 流体工况 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CL150 设计温度在 29 至186 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 二 管材设计规范 标准和规定 流体工况类别确定后应按照ASMEB31 3的有关章节的具体要求对输送该流体的管道进行设计 加工和检验 管道分级项目应用 设计 管道等级分类 最低公称压力 选材 审核审定加工 标准要求 级别要求检验 压力管道基本要求 SH GB ASME 举例 见补充材料按业主 行业或项目要求管线表 取证GC类 基本GB 工艺检验按SH 二 管材设计规范 标准和规定 3 管道材料设计寿命 公称压力管道材料的设计寿命宜为15年 SH 题2 3 6P19 循环次数有毒 可燃介质管道的法兰连接最低公称压力 不宜低于2 0MPa SHB SHC级剧毒介质管道SHA级管道的法兰连接公称压力 不宜低于5 0MPa 工业金属管道设计规范 GB50316规定 A1流体不应采用平焊法兰 法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25 的裕量 且不应低于公称压力2 0MPa 苯介质的等级 剧毒介质等级 二 管材设计规范 标准和规定 影响钢管质量等级的因素包括 标准用途 结构钢 优质钢和细晶粒纯净钢 制管和焊接工艺 热处理 化学成份和力学性能检验 工艺性能 无损检测 水压试验 碳钢无缝钢管的质量分级 二 管材设计规范 标准和规定 1 管道材料 管道级别 设计温度 设计压力和介质特殊要求等设计条件 以及材料加工工艺性能 焊接性能和经济合理性等选用 2 SH 输送极度危害介质 高度危害介质及液化烃的压力管道应采用优质钢制造 输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造 含碳量大于0 24 的材料 不宜用于焊制管子及管件 应限定碳当量不大于0 45 a 用于焊接的碳钢 铬钼合金钢 含碳量应不大于0 30 20801 3 输送腐蚀性介质管道用材料应有耐腐蚀能力 除晶间腐蚀和其他局部性腐蚀需按具体情况考虑外 一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用 二 管材设计规范 标准和规定 4 高温管道钢材 应符合下列要求 1 受压元件的钢材使用温度 不应超过现行 压力管道规范工业管道 GB T20801 钢制压力容器 GB150 工业金属管道设计规范 GB50316中材料许用应力值所对应的温度上限 ASTM材料的使用温度不应超过 工艺管道 ASMEB31 3和ASMEB31 1所规定的温度上限 B31 3与B31 1不同 2 非受压元件的钢材使用温度 不应超过钢材的极限氧化温度 3 长期使用在高温条件下 碳素钢的使用温度不应超过425 0 5Mo钢不应超过468 二 管材设计规范 标准和规定 4 含铬12 以上的铁素体不锈钢受压元件 使用温度不宜超过370 5 奥氏体不锈钢的使用温度高于525 时 钢中含碳量不应小于0 04 6 对操作温度等于或高于200 介质中含有氢气的碳钢及低合金耐热钢管道 应根据管道最高操作温度加20 40 的裕量和介质中氢气的分压 按临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限 Nelson曲线 选择适当的抗氢钢材 二 管材设计规范 标准和规定 7 对操作温度等于或高于250 介质为H2S H2的管道 在满足氢腐蚀的基础上 应根据Couper曲线中高温H2S H2对各种钢材的腐蚀率来选择适当的材料 5 钢材使用温度下限规定设计温度低于或等于 20 的低温管道用钢材 除含碳量小于和等于0 10 且符合标准的铬镍奥氏体钢在材料温度不低于 196 时不作低温冲击试验外 其余钢材均应作夏比 V型缺口 低温冲击试验 试验要求应符合 钢制压力容器 GB150 的规定 ASTM材料的低温管道设计应符合ASMEB31 3中的相关规定 二 管材设计规范 标准和规定 4 管道材料设计规定 1 材料标准每一个管道元件的材料应符合相应标准的要求 2 热处理所有管道材料应根据被认可的标准或工程规定进行热处理 管道材料等级中有焊后热处理要求时 应进行焊后热处理 3 管道元件的尺寸和标准管子管件法兰垫片螺栓阀门 二 管材设计规范 标准和规定 4 管道材料设计选用规定 4 标记 5 试验和检验 6 缩写词 7 管道等级代号说明 三 管道等级 1 重要性设计 材料汇总 采购 施工安装 生产维修重要依据 材料 标准 尺寸范围 压力等级 温度与压力规定 正确设计 选材合理 正常安全 加快速度 节约投资 管道等级所规定的内容是有关各专业都应遵循的准则 2 编制阶段基础设计阶段开始 详细设计深入 完善 3 编制基础开工报告 管道物料特性表 工艺流程图 工艺管线表 三 管道等级 4 管道等级分类管道级别 设计温度 设计压力 腐蚀性 特殊性如 热处理 脱脂等 材料加工工艺性能 焊接性能和经济性进行分类 依据 用户或专利商的合同确定材料的标准 介质的温度 压力等分成不同类别的等级仪表 设备专业所选用的标准及配合条件 规定等级所用管道元件规格范围 特性 材料及标准 三 管道等级 5 编制原则管子 组成件必须符合国家 国际 企业标准 管道组成件等 在同一等级中必须匹配 满足工艺条件 经济 实用 当选用较昂贵材料时 应做材料的经济比较 用户名称 设计项目 设计阶段 工程号等 不包括安全阀 电动阀 减压阀 疏水器 伴热除外 防爆膜 阻火器 过滤器 消音器等特殊管件 即SP类 应注明该等级号的使用范围 温度 压力 流体 四 管道材料的选择 8 根据介质性质和特殊性分类极度危害 高度危害 光气易燃易爆热处理要求脱脂要求工艺介质公用工程介质蒸汽 蒸汽凝液 举例 等级编制 四 管道材料的选择 1 选材标准耐腐蚀性力学性能性能稳定性加工性易得性成本 四 管道材料的选择 2 石油化工生产过程中常见的腐蚀环境p285 1 金属腐蚀及分类化学 电化学作用均匀腐蚀 全面 局部腐蚀 应力腐蚀 湿硫化氢 液氨 苛性钠碱液缝隙腐蚀 晶间腐蚀 氢腐蚀Nelson s图 四 管道材料的选择 2 根据介质对金属材料的腐蚀速率选用 腐蚀裕度 腐蚀率 使用年限耐蚀性能的评价 腐蚀率 1 5毫米 不适用 腐蚀严重 四 管道材料的选择 3 一般情况下腐蚀裕度可如下取值 工艺介质 蒸汽 凝液和公用空气或水系统中 碳钢和铁素体合金钢的允许腐蚀裕度最小为1 5mm 衬里管 奥氏体不锈钢和非铁基材料允许腐蚀裕度最小为0mm 四 管道材料的选择 4 管道常用金属材料p300 1 按冶炼方法分类6 7 1沸腾钢 脱氧不完全 杂质多 镇静钢 脱氧完全 气泡少 质量好 四 管道材料的选择 2 按化学成分分类碳钢 纯铁 C 0 04 低碳钢 C 0 25 中碳钢 C 0 25 0 6 高碳钢 C 0 6 合金钢 低合金钢 合金元素总量 5 16Mn 中合金钢 合金 5 10 高合金钢 合金 10 高合金钢 不锈钢 铁素体13Gr 奥氏体 304 316 1Gr18Ni9C 0 15 低碳C 0 08 0Gr18Ni9C 0 07 超低碳00Gr19Ni10C 0 03 P301低温钢 四 管道材料的选择 5 常用管材使用温度范围10 20 20 425 16Mn 40 450 09Mn2V 70 100 12CrMo 525 15CrMo 550 12Cr1MoV 575 1Cr5Mo 600 低碳奥氏体不锈钢 196 700 超低碳奥氏体不锈钢 196 450 四 管道材料的选择 9 确定管道等级的压力级T P偶合确定管道使用条件HG钢制管法兰压力 温度等级 美洲体系 四 管道材料的选择 HG钢制管法兰压力 温度等级 美洲体系 四 管道材料的选择 常用管法兰ASME温压等级与公称压力等级对应关系如下 五管道等级元件设计 1 管道材料的分类 1 管子 2 管件弯头 45 90 分支 半管接头 三通 四通 支管台 接头 管接头 短管 异经管 管帽 五管道等级元件设计 3 法兰连接件法兰 垫片 紧固件 4 阀门闸阀 截止阀 止回阀 球阀 蝶阀 旋塞阀 5 管道特殊件过滤器 视镜 阻火器 取样冷却器 消声器 疏水器 6 管道特殊元件软管接头 快速接头 补强板 漏斗 排液环 8字盲板 五管道等级元件设计 2 钢管 1 钢管分类Pipe 作为输送用的管道 用公称直径命名 tube 作为传热用的管 用外径 壁厚表示 tubing 作为 仪表 伴热 油路 管路 外径 壁厚 2 制管工艺无缝 热轧 热扩 挤压 热锻 离心铸造 冷拔 冷轧 冷扩 焊接 炉焊 ERW EFW 填充不填充 直缝 双缝 螺旋缝 带或卷板 板 3 外径系列通用系列 英制 大外径 14 外径 管螺纹 美国 ANSIB36 10 36 19 欧洲 DIN ISO4200 GB17395 HG20553Ia Ib SH国内沿用系列 公制 小外径 14 外径 HG20553 4 钢管的壁厚计算 内压 国内材料的管子壁厚应按照GB50316 SH3059计算 ASTM材料的管子壁厚应按照ASMEB31 3计算 五管道等级元件设计 壁厚计算应以设计压力 温度条件 最小壁厚应包括腐蚀浸蚀 磨损 负偏差及螺纹或开槽深度裕量 按管道的标准厚度进行调整后的用于工程用的壁厚表 S0 D0 6 S S0 CS0 D0 6或P S 0 385外压GB150 五管道等级元件设计 5 焊缝系数使用限制剧烈循环 剧毒 低温 高压 0 90 公用工程 1 0MPa 无限制 6 公称壁厚Sch 五管道等级元件设计 五管道等级元件设计 Sch系列 美国 日本 欧洲化 中国 重量STD XS XXS壁厚系列 GB17395 ISO4200 5S 10S的压力温度限制MSSSP43 7 管端 短管 平端 焊接坡口 螺纹 带箍 短管 两端 法兰端 8 管材定义公称直径x壁厚标准 制造工艺 材质 端部 表面处理 检验要求 9 钢管标准及选用剧毒 可燃或压力温度较高或振动 压力脉动及温度剧烈变化的管道 宜选用无缝管 有缝钢管 100 射线锻焊 炉焊 直缝钢管用于水 空气系统 设计温度为0 100 电阻焊碳钢直缝 压力等级 CL600无缝钢管 所有焊接管应有与无缝管相同的机械性能 剧毒及液化石油气体应采用优质钢制造 输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造 含碳量大于0 24 的材料 不得用于焊制钢管 五管道等级元件设计 五管道等级元件设计 11 一般情况下钢管NPS1 1 2以下的最小壁厚如下 碳钢和低合金钢管 不小于SCH80 奥氏体不锈钢管 不小于SCH40S NPS等于或小于2 的镀锌钢管可以选GB T3091加厚型 3管件 1 管件分类对焊 承插 螺纹 法兰 其他 卡箍 螺纹 卡套 2 管件型式标准 弯头 90 45 180 三 四通 等径 异径 Y 径管和异径接头 同心 偏心 管端突缘 管帽和管塞 管接头 半 全 活接头 非标准 支管台 短管 异径接头 快速接头 肓板 夹套管 排污环 雨帽 漏斗 非标弯头 斜接弯头 3 管件强度和型式试验强度计算 盲板 封头 斜接弯头 等强度 型式试验 与管焊接的管件 P T表 法兰承插 五管道等级元件设计 4 支管连接表焊接支管连接的补强应按照GB50316 SH3059或ASMEB31 3设计 当主管尺寸 DN40时 支管连接全部使用三通管件 5 异经管表 6 管件选用对焊管件的厚度 相接管子专用管件应按照制造厂标准 管道应采用长半径弯头 必须用短半径弯头 最高工作压力不超过长半径弯头的0 8倍 并配管图中注明 五管道等级元件设计 斜接弯头 P 2 5MPaR 1 5DN 斜接角 45无毒 不可燃 P 1 0MPa T 20 186 R 1 5DN 斜接角 22 5 剧烈循环 DN50的仪表空气 生活用水管道选用镀锌螺纹管件 螺纹连接设计温度不超过150 设计压力不大于0 5Mpa 且不得用于极度 高度危害介质或可燃介质管道 DN40承插焊管件 壁厚 Sch160 有缝隙腐蚀的介质 润滑油管道不用 五管道等级元件设计 五管道等级元件设计 活接头不应用于氢和液态乙烯 丙烯 及危险介质管线以及温度260 以上或压力等级高于CL300的物料管线 选用钢制对焊无缝管件时应注意 ASTM标准有专门的对焊管件材料标准如ASTMA234 中 高温用锻制碳钢和合金钢管道配件 我国的钢制对焊无缝管件是用不同标准的无缝钢管制造的 所以在采用 钢制对焊无缝管件 SH3408 钢制对焊无缝管件 GB T12459 碳钢 低合金钢对焊无缝管件 HG T21635或 钢制对焊管件 SY T0510等标准时 五管道等级元件设计 除注明标准号外还应注明选用的无缝钢管标准和材质 如20钢 或其他钢号 无缝管件应注明是采用GB6479 高压化肥设备用无缝钢管 还是GB9948 石油裂化用无缝钢管 或是GB T8163 输送流体用无缝钢管 制造的管件 因为GB6479 GB9948 GB T8163同样是无缝钢管无论钢管性能还是允许使用的设计压力范围 适用的介质都有较大的不同 为了避免设计采用高性能钢管 而采购成低性能钢管制造的管件 造成使用中的安全隐患 或是设计采用低性能钢管 而采购成高性能钢管制造的管件 造成经济上的不合理 五管道等级元件设计 4法兰接头 1 整体性 配合性法兰 连接 刚度强度 密封面垫片 密封件 压紧要求 工况紧固件 施加密封力 2 法兰选用的主要参数压力等级 美国 欧洲 公称直径 外径系列 五管道等级元件设计 2 法兰选用的主要参数钢管壁厚 WN 活套 SW 密封面型式 突面 凹凸面 榫槽面 环连接面 全平面 透镜 光洁度法兰型式 整体 承插 螺纹 滑套 对焊 法兰盖 孔板 异径 松套法兰 材料 锻 板 标准号P T表 五管道等级元件设计 3 法兰选用密封面应仪表阀门和设备口法兰的密封面相配 与设备非标管嘴法兰配对的法兰 含垫片 紧固件 设备专业提供 对焊法兰接管外径与壁厚应与其对接管道外径与壁厚一致 通常 密封面突面 RF CL1500密封面为环槽面 RJ 特殊工艺介质 可用大凹凸 LM LF 大榫槽 LT G 全平面法兰 FF 全平面的铸铁设备 非金属法兰配合ASME NPS26 以上 ASMEB16 47B系列 5垫片 1 选材T P 强度 PT值 防火 耐蚀 密封性能 泄漏率mY 尺寸 光洁度要求 2 垫片分类 非金属垫片 半金属垫 金属垫非金属垫片 低压 橡胶 温度 压力限制 介质 石棉橡胶板 XB 非石棉 有机 无机 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯改性聚四氟乙烯包复垫石墨 五管道等级元件设计 半金属垫 中压 石墨复合缠绕垫金属包复垫齿形复合垫金属垫 高压 平垫八角 椭园透镜齿形垫 五管道等级元件设计 五管道等级元件设计 3 缠绕式垫片选用光滑面带外定位环 凹凸面内定位环外碳钢 内定位环设计条件决定 耐蚀性相当或优于金属带材质 光滑面法兰缠绕式垫片必须带内外定位环的情况如下 压力等级 CL600的法兰 聚四氟乙烯缠绕垫 压力等级 CL600且DN 24 的法兰 4 管道垫片不应选用石棉垫片 五管道等级元件设计 6紧固件材料和性能等级质量等级 材料型式试验和组批 六角 批量 螺纹 M制 UN C 8牙 垫片配合螺栓型式 六角 双头 全螺纹 螺母 高度 对边宽 螺母与螺栓的匹配长度及数据库 露头 夹持件 美标与欧标法兰 五管道等级元件设计 6紧固件端部计入 螺母高度 商品级 8 8级与4 8级 和专用级M36的螺栓 螺母宜选用粗牙螺纹 M36的螺栓 螺母用细牙螺纹 7管道组成件的连接形式 1 对焊 坡口 削薄 组对 2 承插焊 SW SO 3 管螺纹 NPT R Rc Rp 五管道等级元件设计 螺纹用NPT螺纹 螺纹标准为GB T12716或ASMEB1 20 1 NPT和R比较 NPT使用压力和温度较高的场合R只能用与一些对螺纹要求不高管道P 1 0 29 186 无毒无害 放空 放净 孔板法兰取压点和热电偶出口通常螺纹连接 下列情况需在螺纹连接处采用密封焊 氢 烃或有毒介质及超过0 3MPa蒸汽 所有漏入大气中能自燃的介质 与压力容器接 在第一切断阀上游端的管线 包括切断阀 保温管线上的水压试验的丝堵 试压后 压力等级 CL600的管线 下列情况不用密封焊铸铁 可锻铸铁及球墨铸铁件 调节阀 疏水器 放空和放净阀上的丝堵 活接头的压紧螺母 仪表 4 法兰接头 5 扩口 卡箍及其他特种管道连接管道的连接形式通常采用上列几种类型 所有管道连接优先采用焊接 镀锌管道除外 五管道等级元件设计 8阀门 1 连接型式 法兰对焊承插螺纹 内外 2 压力等级及P T表 800Lb 3 阀型闸阀 波纹管密封闸阀 全开全闭可双向流动 阻力小 省力 不宜调节 开关慢 截止阀 节流阀 取样阀 角阀 Y型截止阀 频繁开关可调节流量和压力阻力大单向流动中小尺寸 止回阀 升降式 旋起式 球形 双蝶板对夹式 升降式 水平 旋启 水平 垂直时流体向上 五管道等级元件设计 球阀 三通 四通 浮动 固定 开启快阻力小 蝶阀 对夹式 凸耳式 尺寸小重量轻开关快可调节 压力温度限制密封性 柱塞阀 旋塞阀 三通 四通 开启快阻力小 隔膜阀 底阀 安全阀 减压阀 不归管道专业 蒸汽疏水阀 机械式 浮桶式 浮球式 倒吊桶 双金属 热动力 脉冲式 盘式 恒温式 呼吸阀 管道盲板阀 五管道等级元件设计 4 阀门型号阀型 传动 连接型式 阀门结构 阀座材料 压力等级 阀体材料 5 阀门规格书基本参数 口径范围 阀型 压力等级 阀体材料 阀门设计标准 尺寸结构阀杆阀盖等 阀门连接标准 如16 5 密封面型式 光洁度阀门密封件 阀座阀瓣阀杆及上密封件 材料和结构 五管道等级元件设计 五管道等级元件设计 5 阀门规格书阀门间距标准 16 10 阀门P T表 16 34 及其调整限制 蝶 球 旋 阀门检验标准 598 及其他检验 用户抽验 探伤 材质光谱 防火 防静电设计要求扭矩及驱动装置垫片 填料 紧固件材料 6 阀门选用工艺介质用API阀门 制造检验应符合相应的API标准的规定 压力温度等级应按ASMEB16 34的规定 球阀的密封件压力 温度额定值应按API608的规定蝶阀的密封件压力 温度额定值应按API609的规定 对夹式止回阀不用于往复式设备或其它苛刻条件 14 以上的对夹式止回阀 考虑阀瓣开启时所需要的足够空间 工艺需采用非金属阀座的球阀 旋塞阀时 阀门应有防火 防静电结构 且压力温度等级应根据设计条件校核 五管道等级元件设计 软密封球阀和高性能的蝶阀应进行防火设计 设计中应具有二次金属密封 并根据BS5146或API607进行测试 配备手动齿轮操作机构的阀门手轮或手柄开到一半的位置时的操作力不能超过35Kgf 用于A B级管道且启闭频繁的楔式闸阀的密封面材质 应选用硬质合金材料 低温阀门是否要求加伸长杆 低温冲击实验温度氧气阀门必须脱脂处理防止阀杆填料处泄漏的阀门 五管道等级元件设计 9管道特殊件过滤器 临时粗滤器 Y T型粗滤器 视镜 阻火器 取样冷却器 消声器 10管道特殊元件软管接头 快速接头 补强板 漏斗 排液环 8字盲板 限流孔板 六 一些管道的组成件特殊要求 1氧气管道的组成件特殊要求 1 氧气管道材料按照GB50030及相关标准规范的规定 2 无缝钢管 3 无缝管件 当采用其他管件时应符合GB50030规定 4 管子管件焊接应采用氩弧焊打底 5 全通径阀 不用快开 快闭 严禁用闸阀 垫片及填料不易脱落碎屑 纤维材料或可燃材料 6 垫片宜选用缠绕式垫片 RF带内外定位环缠绕垫片 7 氧气管道 阀门 管件 仪表 垫片及其他附件必须脱脂处理 8 氧气管道用焊接 设备 阀门连接用法兰或丝扣连接 丝扣一氧化铅 水玻璃或聚四氟乙烯薄膜填料 严禁用涂铅红的麻或棉丝 或其他含油脂的材料 1氧气管道的组成件特殊要求 2剧毒流体管道的组成件要求 1 不应使用任何脆性材料 2 无缝管或经100 无损探伤焊管 不锈钢管和对焊管件的壁厚不得低于GB50316的最小壁厚 3 管件锻件或无缝管件 支管连接优先采用无缝三通 4 锥管螺纹密封的结构 用于DN 20mm 并密封焊 5 不应使用带填料密封的补偿器 6 应采用防止阀杆填料处泄漏的阀门 包括波纹管密封的截止阀或旋塞型或其他具有可靠的密封结构型式的阀门 例如采用两段填料加孔环 并带小引出口的填料函的阀门 2剧毒流体管道的组成件要求 7 法兰公称压力的选用至少留25 欲量 不2 0Mpa 8 不应采用平焊 平板式 法兰 9 采用软垫片时 应使用榫槽面或凹凸面的法兰 3剧烈循环条件下的管道组成件的选用 1 锻造管件 无缝管件 2 无缝钢管 3 焊接系数 0 9 4 铸造质量系数 0 9 5 SS管件厚度不得低于GB50316规定 3剧烈循环条件下的管道组成件的选用 6 不应选用大于DN40的承插焊接头 7 法兰连接用的螺栓或螺柱应采用合金钢的材料 8 螺纹连接仅限用于温度计套管 与测温元件连接 9 应采用WN法兰 10 R 1 5DN 斜接角 22 5 剧烈循环 七 非金属管道材料 介质对管材的影响 腐蚀浓度氧化等条件 PTT环产品技术性能参数衬塑钢管PP 14 100 2 0Mpa PE 20 85 2 0Mpa PVC 29 65 2 0Mpa 八 管道材料审核 审定 1管道等级说明 技术内容是否符合合同要求 是否结合本工程 项目 选取内容是否正确 3 4级 所用 单位制 公 英制 是否清楚 符合合同 3 4级 选用材料标准和规范是否正确 是否最新版本 3级 对极毒 强腐蚀 危险介质是否满足规定 3 4级 阀门有否要求加伸长杆 以保护人身安全 低温工况介质阀门有否要求加伸长杆 低温材料应说明低温冲击实验温度 3级 八 管道材料审核 审定 2管道等级索引 管道等级索引中各个管道等级 物料归类 材料选用 压力级的划分是否正确与合理 是否符合标准 3级 是否考虑强腐蚀性 极毒介质特殊要求 3 4级 3管道材料等级表 流体介质是否正确 3级 温度压力额定值是否正确 3级 各等级管子 管件 法兰 阀门 特殊件型式及标准 压力等级 材料及标准是否正确 之间连接形式是否可行 八 管道材料审核 审定 3管道材料等级表管子 管件 制造方式 焊接或无缝的选择是否恰当 是否与业主要求一致 必要的焊后热处理是否交待 3 4级 对于极毒 强腐蚀 氧气等介质等级的特殊要求的必要注释正确否 3 4级 4管道壁厚表 所有等级壁厚是否正确 是否进行计算 3级 5分支表各等级的分支表的划分是否正确与合理 是否进行计算 有无遗漏 3级 八 管道材料审核 审定 6阀门规格书阀门的所有部件包括 阀体 阀芯部件 阀盖 垫片 填料 螺栓 螺母在阀门数据表中填写是否正确 3级 阀门P T压力 温度等级是否符合规范 标准 3级 对于有热处理要求的阀门是否按相应标准做规定 3级 对于低温工况下阀门伸长杆 低温冲击实验温度 3级 有特殊要求的是否进行了注明 3级 螺栓 螺母 低温的非奥氏体不锈钢螺栓 是否要求在设计温度下的低温V型缺口冲击实验 3级 不锈钢法兰非金属垫片其氯离子含量不大于25PPM 八 管道材料审核 审定 7检验和实验 管子及管道元件 阀门的尺寸 壁厚 水压试验要求 X射线检验 硬度要求等规定是否正确恰当 3级 对于一些有特殊检验和试验要求的管子 管件 阀门 如无损检验 水压试验等 是否另有交待 3级 九 材料代用 国标代美标PFF 不同材料代 不同t 不同标准 有缝 t增加太大 增加检验拍片 标准 壁厚计算 材料 十 管道施工和检验 1常用标准GB50235工业金属管道工程施工及验收规范GB50236现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范HG20225化工金属管道工程施工及验收规范SH3501石油化工有毒 可燃介质管道工程施工及验收规范SH T3517石油化工钢制管道工程施工工艺标准 十 管道施工和检验 2配管材料检验 1 钢管 标记 质保书 外观 尺寸抽查 数量 HG20225 SH T3517 极度 高度危害钢管超声波检验高压钢管 P设 10Mpa 无损检验 磁粉MT 渗透PT 逐根合金钢光谱分析 标识低温冲击韧性试验值AKV不锈钢晶蚀 2 管件 标记 质保书 高压 外观 尺寸抽查 数量 SH T3517 高压钢管无损检验 MT PT 合金钢光谱分析 3 螺栓 10Mpa 350 40 极度 高度危害 硬度必须满足 4 附件 视镜 阻火器 过滤器 SH T3517 5 焊材 SH T3517 十 管道施工和检验 6 阀门 GB50235 SH T3517 HG20225 SH3064 壳体压力试验1 5P t 5min填料无渗漏密封试验P阀瓣密封面不漏夹套1 5P对奥氏体不锈钢阀门 水中的氯含量不得超过100ppm 3弯管施工冷弯 热弯最小弯曲半径 10Mpa热3 5冷4 0 10Mpa5 0 减薄率 10 外 t C1 设计 椭园度 SHA5 SHB8 十 管道施工和检验 加热及弯制温度热处理4焊接 1 焊材选用C SALS S 2 焊接方法气焊 薄壁小口经 铜 铝 手工电弧焊 金相组织细 热影响区小 焊接质量好 惰性气体保护焊 焊缝合金元素 没气孔 热影响区小 变形小 埋弧焊 焊缝速度快 热影响区小 残余变形小 中厚板的长焊缝 十 管道施工和检验 十 管道施工和检验 3 坡口 设计选用SHA机械加工乙炔或等离子切割表面清理组对及削薄 4 焊工考核 基本知识和操作技能 5 焊接环境要求T非合金 20 LAL 10 奥SS 5 其他AL0 防护 风速 相对湿度 90 下雨或下雪 6 予热降低焊后冷却速度 利于减少焊接应力 防止冷裂纹产生 7 焊后热处理 十 管道施工和检验 5焊接检验缺陷 裂纹 气孔 夹渣 咬边 未焊透等无损 磁粉 CSLAL 渗透 SS 射线 超声波外观质量 成型几何尺寸 焊缝高度 宽度 和表面缺陷内部质量 射线 超声波焊接接头射线比例及合格等级 GB50235 SH3501 P269 十 管道施工和检验 6压力试验试压前准备工作 支架 焊接 热处理 临时加固 隔离 方案 1 水压1 5P 真空0 2Mpa 夹套 先内后外T设 T试 tC1 25mg L 奥氏体S S温度 非 低合金 5 合金 15 高于材料脆性转变温度 十 管道施工和检验 2 气压代水压安全措施 施工单位技术总负责人批准DN 300P试 1 6 DN 300P试 0 6 不符合上述条件又必须替代试验全部焊缝X 对接 磁粉 角接 逐步升压 检查50 3min 10 3min 3 气压1 15P 十 管道施工和检验 4 气密 泄漏量试验 要求 极度 高度危害可燃 重点 阀填料函 法兰 螺纹 排放阀 P试 P设 真空P试 0 1检漏或24h后平均泄漏率0 3 0 5 小时 5 空度试验 联动 24h增压率 5 24h 考虑温差 十一 管道隔热 目的 降低热损 工艺生产要求 提高设备生产能力 防表面结露 防火灾 烫伤1隔热的设计原则严禁镀锌的隔热辅助材料与不锈钢管接触 2隔热厚度的计算 保温和人身防护 采用介质正常操作温度 保冷及防结露 采用介质正常操作时的最低温度 3保温厚度的计算 当无特殊工艺要求时 采用 经济厚度 法计算 人身防护保温厚度按 表面温度法 计算 但保温层外表面的温度不得大于60 十一 管道隔热 4保冷层厚度的计算原则为减少冷量损失的保冷层 应采用 经济厚度法 计算厚度 为防止外表面结露的保冷层应采用 表面温度法 计算厚度 工艺上允许一定量冷损失的保冷层 应用 热平衡法 计算厚度 校核外表的温度应高于露点温度1 3 5隔热的分类 1 保温 保温 保护 保温一般应用在操作温度在50 以上的设备和管道上 要求有热损失的地方除外 当需要严格限定热损失量时 采用充分保温 即使操作温度低于50 也要考虑 当设备和管道带有耐火材料或保温材料衬里时 不需要外部保温 金属温度必须被控制时除外 十一 管道隔热 2 人身防护60 及以上 范围 高2 1m内 750mm以内 3 保冷 保温 防潮 保护 保冷应用于操作温度低于常温的设备和管道上 需要吸热的设备和管道除外 6材料要求隔热性能良好 有导热系数方程 图表 硬质保温材料密度不应大于300kg m3 半硬质和软质保温材料及其制品的密度不应大于200kg m 保冷材料及其制品的密度不应大于200kg m3 十一 管道隔热 隔热材料及其制品的pH值不应小于8 奥氏体不锈钢氯离子浓度不应超过25ppm 阻燃型保冷材料及其制品的氧指数不应小于30 保温结构应用非燃烧材料组成 保冷结构可由阻燃材料组成 保温材料允许使用温度应高于设备和管道的设计温度 保冷材料的允许使用温度应低于设备和管道的设计温度 保冷应选用闭孔型材 不宜选用纤维材料或其制品 不宜选用石棉材料及其制品 防潮层材料应具有抗蒸汽渗透 防水 防潮 无毒 耐腐蚀 保护层防水 防潮 不燃 抗大气腐蚀的性能 且化学性能稳定 不腐蚀隔热层或防潮层 十二 管道防腐 1现场安全与防护当表面处理采用喷沙机具或电动工具清洁时 要使用适当的防护罩如护目镜等 涂漆有机溶剂在几乎密闭环境下完成时 要通风及照明 工作现场要使用防火监测器 移走任何不安全火源 2表面处理所有设备 管道和其他部件在涂漆前都必须进行合格的表面处理 St 手工和动力工具除绣Sa 喷射或抛射除绣 十二 管道防腐 3不涂漆范围奥氏体不锈钢 已精加工的表面 铝 黄铜 塑料 玻璃钢以及镀锌金属预制的所有设备 管子 管件和其他部件 铭牌和标记号机器的精加工部件 如阀杆 调节阀门的填料部件 控制弹簧杆 旋转轴或其他滑动装置 透平机 发动机和电动机的表面罩等 不需涂漆 如铝皮 镀锌铁皮等 的保温外表面 十二 管道防腐 4涂料的选择 1 涂料的选择应遵守下列原则与被涂物的使用环境相适应 与被涂物表面的材质相适应 各层涂料正确配套 安全可靠 经济合理 具备施工条件 涂装在钢材表面上的底层涂料 宜选用GB T1720中测定附着力为1级的底漆 含铅的涂漆和其他涂层材料不能使用 5管道表面色和标志规定 GB SH 业主管道标志的设置 管道及其分支 设备进出口处和跨越装置边界处应刷字样和箭头 介质名称和管道代号 P ID