【文章內(nèi)容簡介】 本參數(shù)外，還有一些其它因素也將影響到管道壓力等級的確定。 不同的標(biāo)準(zhǔn)體系，其公稱壓力等級系列是不同的，對應(yīng)的溫度壓力表也不相同。或者說，相同的設(shè)計條件，而選用不同的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，其公稱壓力等級是不同的。因此，在確定管道公稱壓力等級之前，應(yīng)首先確定其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系。,?,5.2影響管道壓力等級確定的因素,不同的材料，其機(jī)械性能是不同的，那么它們在標(biāo)準(zhǔn)中的溫度壓力表上的對應(yīng)值也是不相同的。因此在確定管道的公稱壓力之前應(yīng)首先確定管道及其元件的材料。材料的選用是由設(shè)計溫度、設(shè)計壓力和操作介質(zhì)確定的。 管道中各元件的材料標(biāo)準(zhǔn)往往是不同的，一般情況下，管子用管材，法蘭 用鍛材，而閥門多用鑄材。無論用什么材料標(biāo)準(zhǔn)，它們都應(yīng)該是同等級的材料，即具有對操作條件的同等適應(yīng)性和等強(qiáng)度； 注意管材、板材、棒材、鑄材的配伍。,?,5.2影響管道壓力等級確定的因素,一般情況下，管道的公稱壓力在對應(yīng)溫度下的許用壓力不得超出其設(shè)計壓力。 對由于管子及其元件失效而將造成嚴(yán)重危害或易于產(chǎn)生重大事故的介質(zhì)，在考慮其公稱壓力等級時，不應(yīng)僅僅按溫度壓力表來確定，應(yīng)適當(dāng)提高其公稱壓力等級，即提高其安全可靠系數(shù)。SH305SYJ1064標(biāo)準(zhǔn)對此都有詳細(xì)的規(guī)定，例如： 對輸送劇毒介質(zhì)的管道，當(dāng)采用SH標(biāo)準(zhǔn)體系時，無論介質(zhì)的操作壓力是多少，其公稱壓力等級應(yīng)不低于PN5.0MPa；當(dāng)采用JB標(biāo)準(zhǔn)體系時，應(yīng)不低于PN4.0；,?,5.2影響管道壓力等級確定的因素,對輸送氫氣、氨氣、液態(tài)烴等介質(zhì)的管道，當(dāng)采用SH標(biāo)準(zhǔn)體系時，無論介質(zhì)的操作壓力是多少，其最低公稱壓力等級應(yīng)不低于PN2.0MPa，當(dāng)采用JB標(biāo)準(zhǔn)體系時，應(yīng)不低于PN2.5MPa； 對輸送一般可燃介質(zhì)的管道，當(dāng)采用SH標(biāo)準(zhǔn)體系時，其公稱壓力等級應(yīng)不低于PN2.0MPa，當(dāng)采用JB標(biāo)準(zhǔn)體系時，應(yīng)不低于PN1.6MPa。,?,5.2影響管道壓力等級確定的因素,許多法蘭標(biāo)準(zhǔn)都給出這樣一個注釋:其溫度壓力表的對應(yīng)值是指法蘭不受沖擊載荷的對應(yīng)值。事實上，法蘭遭受外部管道給予的彎曲、振動、溫度循環(huán)等附加載荷時，都將影響其密封性，甚至影響到強(qiáng)度的可靠性，此時應(yīng)將這些外部載荷折算成當(dāng)量介質(zhì)壓力來確定管道所需的公稱壓力。 給予法蘭的彎曲載荷主要是由管系的熱脹冷縮引起的。一般情況下，對于PN2.0等級的法蘭，當(dāng)其工作溫度大于200℃時，或PN5.0及以上等級的法蘭在工作溫度大于400℃時，均應(yīng)考慮管系對法蘭產(chǎn)生的附加載荷的影響，否則應(yīng)提高管系的公稱壓力等級。,?,5.3影晌壁厚等級確定的因素,材料的許用應(yīng)力是指材料的強(qiáng)度指標(biāo)除以相應(yīng)的安全系數(shù)而得到的值。材料的機(jī)械性能指標(biāo)有屈服極限、強(qiáng)度極限、蠕變極限、疲勞極限等，這些指標(biāo)分別反映了不同狀態(tài)下失效的極限值。為了保證管道運(yùn)行中的強(qiáng)度可靠，常將管道元件中的應(yīng)力限制在各強(qiáng)度指標(biāo)下某一值，該數(shù)值即為許用應(yīng)力。當(dāng)管道元件中的應(yīng)力超過其許用應(yīng)力值時，就認(rèn)為其強(qiáng)度已不能得到保證。因此說，材料的許用應(yīng)力是確定管道壁厚等級的基本參數(shù)。,?,5.3影晌壁厚等級確定的因素,腐蝕余量是考慮因介質(zhì)對管道的腐蝕而造成的管道壁厚減薄，從而增加的管道壁厚值。它的大小直接影響到管道壁厚的取值，或者說直接影響到壁厚等級的確定。 目前我國尚沒有一套有關(guān)各種腐蝕介質(zhì)在不同條件下對各種材料的腐蝕速率數(shù)據(jù)，因此，工程上大多數(shù)情況下仍是憑經(jīng)驗來確定其腐蝕余量的。許多國內(nèi)外的工程公司或設(shè)計院通常都將腐蝕余量分為如下四級: a.無腐蝕余量。對一般的不銹鋼管道多取該值； d.加強(qiáng)級(大于3.2mn)腐蝕余量。對于有固體顆粒沖刷等特殊情況下的管道，根據(jù)實際情況確定其具體值。.,?,5.3影晌壁厚等級確定的因素,管子及其元件在制造過程中，相對于其公稱壁厚(或者叫理論壁厚)都會有正、負(fù)偏差，因此在確定管子及其元件公稱壁厚時一定要考慮可能出現(xiàn)的負(fù)偏差值。各種鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的負(fù)偏差值是不完全相同的 金屬的焊接過程，實質(zhì)上是一個冶金過程，其組織帶有明顯的鑄造組織特征。一般情況下，鑄造組織缺陷較多，材料性能也有所下降。對于有縱焊縫和螺旋焊縫的焊接管子及其元件，相對于無縫管子及其元件來說，工程上常給它一個強(qiáng)度降低系數(shù)(即焊縫系數(shù))，以衡量其機(jī)械性能下降的程度。,?,5.3影晌壁厚等級確定的因素,a. 設(shè)計壽命與壓力管道的腐蝕余量有關(guān)。 對于均勻腐蝕來說，當(dāng)知道其年腐蝕速率后，根據(jù)預(yù)定的設(shè)計壽命，就很容易算出其應(yīng)取的腐蝕余量了。 b. 設(shè)計壽命還與交變應(yīng)力作用的荷載變化次數(shù)、氫損傷的孕育時間、斷裂因子的擴(kuò)展期等影響因素有關(guān)， c. 與壓力管道的一次性投資、資金代嘗期和技術(shù)更新周期有關(guān)。 d. 美國一雜志上推薦的設(shè)計使用壽命為:碳鋼為5年；鉻鉬鋼和不銹鋼為10年。 SH3059標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計壽命為15年。 國外的一些工程公司對總承包項目規(guī)定一般為10年；非總包項目一般為15年，以便從中獲取較大的利潤。,?,5.3影晌壁厚等級確定的因素,5.4 常用壓力管道器材的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 1) GB503162000《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》； 2) GB50251《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》； 3) GB50253《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》； 4) GB50028《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范； 5) GB50030《氧氣站設(shè)計規(guī)范》； 6) SH30592001《石油化工管道設(shè)計器材選用通則》； 7) SH30641994《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》； 8) HG/T20646《化工裝置管道材料設(shè)計規(guī)定》。,?,6管道器材選用,壓力管道的管子及其元件的選用包括應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)形式、連接形式等內(nèi)容的選定。它是管道壓力等級內(nèi)容的延伸。壓力管道的介質(zhì)、操作條件種類繁多，在這里不可能對各種情況都給出選用的標(biāo)準(zhǔn)，只能給大家一個思路，在具體的設(shè)計工作中還要具體分析并注意總結(jié)經(jīng)驗。 6.1管子 管子是壓力管道中應(yīng)用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整個壓力管道的近2/3，而投資則占近3/5。因此，管子選的好與壞、是否經(jīng)濟(jì)合理，直接影響著石油化工生產(chǎn)裝置的安全和基建投資費(fèi)用。,?,6管道器材選用,在我國的鋼管制造標(biāo)準(zhǔn)中，有結(jié)構(gòu)用鋼管和流體輸送用鋼管之分。 結(jié)構(gòu)用鋼管：主要用于一般金屬結(jié)構(gòu)如橋、梁、鋼構(gòu)架等，它只要求保證強(qiáng)度與剛度，而對鋼管的嚴(yán)密性不作要求。 流體輸送用鋼管：主要用于帶有壓力的流體輸送，它除了要保證有符合相應(yīng)要求的強(qiáng)度與剛度外，還要求保證密閉性，即在出廠前要求逐根進(jìn)行水壓試驗。對壓力管道來說，它輸送的介質(zhì)常常是易燃、易爆、有毒、有溫度、有壓力的介質(zhì)，故應(yīng)選用流體輸送用鋼管。 在實際的工程設(shè)計、采購和施工中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有用結(jié)構(gòu)用鋼管代替流體輸送用鋼管的現(xiàn)象，這是不允許的。,?,6管道器材選用,常用的焊接鋼管標(biāo)準(zhǔn)有： GB/T3091《流體輸送用焊接鋼管》 GB/T9711.1－1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件》 SY/T5038《普通流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管》 SY/T5037《普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》 GB12771《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》 HG50237.1~4《奧氏體不銹鋼焊接鋼管》,?,6管道器材選用,無縫鋼管 是采用穿孔熱軋等熱加工方法制造的不帶焊縫的鋼管。必要時，熱加工后的管子還可以進(jìn)一步冷加工至所要求的形狀、尺寸和性能。目前，無縫鋼管（DN15－600）是石油化工生產(chǎn)裝置中應(yīng)用最多的管子。 a.碳素鋼無縫鋼管 材料牌號： 09MnV、16Mn共4種 標(biāo) 準(zhǔn)：GB8163《流體輸送用無縫鋼管》 GB/T9711.1－1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件》,?,6管道器材選用,GB6479《化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管》 GB9948《石油裂化用無縫鋼管》 GB3087《低中壓鍋爐用無縫鋼管》 GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》 GB/T8163： 材料牌號：09MnV、16Mn 適用范圍：設(shè)計溫度小于350℃、壓力低于10MPa的油品、油氣和公用介質(zhì) GB6479： 材料牌號：20G、16Mn共3種 適用范圍：設(shè)計溫度－40～400℃、設(shè)計壓力10.0～32.0MPa的油品、油氣,?,6管道器材選用,GB9948： 材料牌號：20共2種 適用范圍：不宜采用GB/T8163鋼管的場合。 GB3087： 材料牌號：20共2種 適用范圍：低中壓鍋爐的過熱蒸汽、沸水等 GB5310： 材料牌號：20G 1種 適用范圍：高壓鍋爐的過熱蒸汽介質(zhì),?,6管道器材選用,檢驗：一般流體輸送用鋼管必須進(jìn)行化學(xué)成分分析、拉力試驗、壓扁試驗和水壓試驗。 GB53GB647GB9948三種標(biāo)準(zhǔn)的鋼管，除了流體輸送用鋼管必須進(jìn)行的試驗外，還要求進(jìn)行擴(kuò)口試驗和沖擊試驗；這三種鋼管的制造檢驗要求是比較嚴(yán)格的。 GB6479標(biāo)準(zhǔn)還對材料的低溫沖擊韌性做出了特殊要求。 GB3087標(biāo)準(zhǔn)的鋼管，除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外，還要求進(jìn)行冷彎試驗。 GB/T8163標(biāo)準(zhǔn)的鋼管，除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外，據(jù)協(xié)議要求進(jìn)行擴(kuò)口試驗和冷彎試驗。這兩種管子的制造要求不如前三種嚴(yán)格。,?,6管道器材選用,b.鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼無縫鋼管 石油化工生產(chǎn)裝置中，常用的鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)有 GB9948《石油裂化用無縫鋼管》 GB6479《化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管》 GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》 GB9948包含的鉻鉬鋼材料牌號：12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4種 GB6479包含的鉻鉬鋼材料牌號：12CrMo、1