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1、管道材料设计技术规定SH/P23-2005上海化工设计院有限公司二OO五年三月管道材料设计技术规定1、 适用范围本设计规定适用于一般化工、石油化工装置的管道及仪表流程图（PID）上所示的管道材料（管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门）。1.1 材料的选用导则：1.1.1 被选用的材料应满足装置生产全过程配管的各种操作工况，并确保安全连续生产，无事故。1.1.2 被选用的材料应综合考虑其加工工艺性和经济性。1.1.3 新材料和特殊材料的选用须经严格试验与生产论证后方可投入使用。1.2 金属材料选用原则：1.2.1 根据材料的机械性能，物化特性，查阅有关材料手册并以GB150钢制压力容器为依据，综
2、合考虑其温度及压力条件的使用状况，进行既经济又合理的选材。常用管材在工程中的使用温度范围：1）低碳有缝钢管使用条件：0200低压管线，不宜输送危险性、可燃易爆或有毒的介质。2）低碳无缝钢管（10、20钢）使用条件：20350中低压管线。3）低合金无缝钢管（16Mn、12CrMo、15CrMo等）使用条件：350550之间的中温工况。注：管道压力分级（MPa）：真空管道P0，低压管道0P1.6，中压管道1.6P10.0，高压管道P10.0。4）奥氏体不锈钢管与25Cr-20N1钢管使用条件：196（低温）及600（高温）工况。1.2.2 根据材料的腐蚀性能来考虑腐蚀裕量的选取，除晶间腐蚀和其他局
3、部腐蚀需按具体情况特殊考虑外，一般腐蚀裕量=腐蚀速度使用年限，使用年限一般按1015年考虑。（具体腐蚀速度查腐蚀数据图表）。1.3 非金属材料的选用原则当介质腐蚀性强，不适宜选用一般碳钢及合金钢，须选用贵重合金时，为了考虑经济实用，可用非金属材料（例如PVC，PP，PTFE等），但在选用时必须考虑以下几点：1.3.1 需注意允许使用的温度及压力范围，衬里管道的真空度大小。1.3.2 塑料管道及附件受光和氧作用引起的老化现象，塑料管道在特定温度上对介质的腐蚀性能。1.3.3 压力和温度突变的场合。1.3.4 塑料在某些介质作用下失去弹性而发生的脆性现象。1.4 金属与非金属材料选用的注意事项：1
4、.4.1 金属材料的注意事项：1）铸铁材料仅用于强度及韧性要求不高的工况。且不得用于有毒、可燃介质或温度急剧变化的受压管道。2）碳钢及低合金钢不得在高温（425）下使用，因为材料有石墨化，珠光体球化及高温氧化倾向。3）NaOH高于下表（1.4.1-1）所列浓度及其对应温度应进行消除应力处理。表1.4.1-1浓度%51015203040506070温度8576706554484340384）碳钢及低合金钢耐热钢在200及一定压力下与氢介质接触产生的氢脆现象。具体见曲线图1.4.1-2，Nelson曲线，其中温度应取介质的最高操作温度加上2040的裕量。5）奥氏体不锈钢对“Cl- ”离子易产生点蚀
5、。6）焊前预热和焊后热处理的温度，详见表1.4.13（仅为推荐）常用管材焊前预热及焊后热处理 表1.4.13管材类别名义成份管材牌号焊前预热焊后热处理备注壁厚(mm)温度()壁厚(mm)温度()碳素钢C10,202610020030600650适用于C0.30%的全部碳素钢中低合金钢CMn16Mn、16MnR1515020020600650CMnV09MnV151502002056059015MnV15150200全部560590CCrMo12CrMo131502501665070016且C0.25%不处理15CrMo62003001065070012Cr2Mo全部25035067007505
6、Cr1Mo全部250350全部7007509Cr1Mo全部250350全部750780C-C r-Mo-V12Cr1MoV全部250350DN100700750DN100 且tm13不处理CNi2.25Ni、3.5Ni全部10015019600630高合金钢CCrNi奥氏体不锈钢全部10任意不要求1.4.2 非金属材料的注意事项：1）非金属材料的的选用须重点考虑其加工工艺性和连接性，目前国内主要非金属管道的性能参数见表1.4.2。 目前国内主要非金属管道性能参数 表1.4.2序号管道品种名称简称(代号)国内标准号使用温度使用压力现有生产规格尺寸连接方式用途备注1增强聚丙烯管FRPP*HG205
7、39-92-20+1201.0D17500法兰（对焊、螺纹）承插适用于污水管, 废气管可焊性差2聚丙烯/玻璃钢（PP/FRP）管FRP/PP*HG/T21579-95-15+1001.6600承插，法兰适用于工艺酸管+溶剂层间粘合要求高3玻璃钢/聚氯乙烯（FRP/PVC）复合管FRP/PVCHG/T2163687801.6DN25600承插，法兰适用于工艺酸管价格低4钢衬改性聚丙烯复合管CS/PP*HG/T2437-93；HG20538-92-14+1001.6DN25400法兰适用于压力工艺管有热膨胀问题5（钢滚衬聚乙烯管）(CS/HDPE)拟制定601.6DN251000法兰适用于大直径耐
8、磨管、真空管厚度为46mm有均匀性问题6钢衬聚四氟乙烯管(滚衬F40)CS/F4HG/T21562-94-20+1801.6DN25400(L4米)法兰适用于高温工艺耐酸管加工要求高，有热膨胀问题，费用高7钢衬橡胶CS/RBHG21562-94851.0DN25500法兰适用于耐普通酸管易老化8高密度聚乙烯HDPESG8075601.0DN25500对焊输水管、煤气管有发展前途9纤维缠绕玻璃钢管*FRP(FW)*JC55294(HG/T21633-91)120(与树脂有关)1.6DN253000承插、法兰适用于有压力管机械缠绕为主10硬聚氯乙烯管*UPVC*GB422084GB/T421984
9、601.6D10280承插、法兰适用于耐普通酸管及污水管价格低11（聚丙烯管）PPSG246810+1101.0DN25500法兰、对焊适用于室内工艺管不宜用于室外12丙烯腈-丁二烯-苯乙烯管ABSHG/T21561-94-20+701.0DN15200承插、法兰适用于纯水，污水管耐酸性差13（聚偏氟乙烯管）PVDF未制定1601.0DN25150对焊、法兰适用于高纯水管及气体管价格高，以进口为主注：带*号者为常用。带括号者为不常用。2）热塑性塑料不得用于地面上输送可燃性流体。3）脆性材料（硼硅玻璃、陶瓷）不得用于输送有毒、可燃易爆及危险性介质。1.5 管子1.5.1 由于有欧洲系列与美洲系列
10、之分，故管子标准应根据工程实际要求来定，只有在管子标准确定后，其它管配件标准才能确定，所以管子标准和材质的选择是管道组成件选择的基础。1.5.2 选用原则：1）最大管径的选用范围一般规定如下：焊接钢管（螺纹连接，低压流体用）：DN100无缝碳钢管：DN400（成都无缝钢管厂可生产至DN600）无缝不锈钢管：DN2502）输送氟里昂的管道，当DN25时用铜管（T2），其他用碳钢（20）。3）在条件允许范围内，应采用焊接不锈钢管，以节约投资（凡输送有危险介质，且PN4.0MPa，应采用氩弧焊，一般介质且PN1.6MPa，可采用电阻焊），奥氏体焊接不锈钢管不得用于极度危害介质。1.5.3 管子壁厚可
11、按下列公式计算，经计算后的管子壁厚，虽已考虑到腐蚀裕度及加工偏差量，但还属理论壁厚，最终厚度应符合标准及实际供货状况。管子理论壁厚的计算公式：Do管外径，mmP设计压力MPat最小厚度，mm材料许用应力Mpa焊缝系数焊接管=0.85无缝管=1C附加裕量（C1+C2）C1腐蚀裕量（按介质的10年腐蚀量取）。C2无缝管管子成形的偏差量见表1.5.3，钢板卷制管要查板材偏差值。Y系数。 见表1.5.4当Do/t6或P10t/0.26 无缝钢管的壁厚偏差量 表1.5.3材料壁厚（mm）负偏差（%）碳钢、合金钢202012.512.5不锈钢10101520系数Y值 表1.5.4温度C4825105385
12、66593621铁素体钢0.40.50.70.70.70.7奥氏体钢0.40.40.40.40.50.7其他韧性金属0.40.40.40.40.40.41.5.4 结合项目实际情况及供货状况选择国际标准或国内标准，常用管子标准如下：1）国际标准：ASME B36.10MASME B36.19MAPI 5L2）国内管子标准和使用范围管子名称标准号材质使用温度公称通径mm备注碳素钢管GB/T3091GB/T3092Q235-152006150GB3087GB8163GB6479GB994810-1942564002560062506250GB3087GB8163GB994820-194256400256006250GB647920G-194256250低合金钢管GB6479GB816316Mn-40450625025600GB816309Mn2V-7010025600
