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1、压力管道材料选用压力管道材料选用本文由 december229 贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT,或下载源文件到本机查看。压力管道材料管道器材选用 6.1.2 无缝钢管 无缝钢管 是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时,热加工后的管 子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前,无缝钢管(DN15600) 是石油化工生产装置中应用最多的管子。 a.碳素钢无缝钢管 材料牌号: 10、20、09MnV、16Mn 共 4 种 标 准:GB8163流体输送用无缝钢管 GB/T9711.11997石油天然气工业输送钢管交货技术条件 GB647
2、9化肥设备用高压无缝钢管GB9948石油裂化用无缝钢管 GB3087低中压锅炉用无缝钢管GB5310高压锅炉用无缝钢管 GB/T8163: 材料牌号:10、20、09MnV、16Mn 适用范围:设计温度小于 350、压力低于 10MPa 的油品、油气和公用介质 GB6479: 材料牌号:10、20G、16Mn 共 3 种 适用范围:设计温度40400、设计压力 10.032.0MPa 的油品、油气 GB9948: 材料牌号:10、20 共 2 种 适用范围:不宜采用 GB/T8163 钢管的场合。 GB3087: 材料牌号:10、20 共 2 种 适用范围:低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等 GB5
3、310: 材料牌号:20G 1 种 适用范围:高压锅炉的过热蒸汽介质 检验:一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。 GB5310、GB6479、GB9948 三种标准的钢管,除了流体输送用钢管必须进行的试验外, 还要求进行扩口试验和冲击试验;这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。 GB6479 标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。 GB3087 标准的钢管,除了流体输送用钢管的一般试验要求外,还要求进行冷弯试验。 GB/T8163 标准的钢管,除了流体输送用钢管的一般试验要求外,据协议要求进行扩口试 验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。 制造
4、: GB/T/8163 和 GB3087 标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼,其杂质成分和内部缺陷相 对较多。 GB9948 多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺,成分和内部缺陷相对较少。 GB6479 和 GB5310 标准本身规定了炉外精炼的要求,其杂质成分和内部缺陷最少,材料 质量最高。 上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序: GB/T8163GB3087GB9948GB5310GB6479 选用: 一般情况下,GB/T8163 标准的钢管适用于设计温度小于 350、压力低于 10.0MPa 的油 品、油气和公用介质条件下; 对于油品、油气介质,当其设计温度超过 350或压力大于
5、 10.0MPa 时,宜选用 GB9948或 GB6479 标准的钢管; 对于临氢操作的管道,或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道,也宜使用 GB9948 或 GB6479 标准。 凡是低温下(小于20)使用碳素钢钢管应采用 GB6479 标准, 只有它规定了对材料低温 冲击韧性的要求。 GB3087 和 GB5310 标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。 锅炉安全监察规程强调 指出,凡与锅炉相连的管子都属监察范围,其材料与标准的应用都应符合锅炉安全监 察规程的规定,故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统 供给)等都应采用 GB3087 或 GB5310 标准。 *值得
6、注意的是,质量好的钢管标准,钢管的价格也比较高,如 GB9948 比 GB8163 材 料的价格高近 1/5,因此,在选用钢管材料标准时,应依据使用条件综合考虑,既要可靠 又要经济。 b.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管 石油化工生产装置中,常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有 GB9948石油裂化用无缝钢管 GB6479化肥设备用高压无缝钢管 GB5310高压锅炉用无缝钢管 GB9948 包含的铬钼钢材料牌号:12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo 共 4 种 GB6479 包含的铬钼钢材料牌号:12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo 共 3 种 GB5310 包含的铬钼钢和铬钼钒
7、钢材料牌号:15MoG、20MoG、12CrMoG 、15CrMoG、 12Cr2MoG、12Cr1MoVG 共 6 种 c.不锈钢无缝钢管 常用的不锈钢无缝钢管标准有:GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310 共 五个标准。其中,后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号,而且是不常用的材料 牌号。 因此, 当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时, 基本上都选用 GB/T14976 和 GB13296 标准。 GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管: 材料牌号:0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、
8、 00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等 共 19 种适于一般流体的输送。 GB13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管: 材料牌号:0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、 00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等 共 25 种 “304”代号为 ASTM 标准中的对应牌号 其中超低碳不锈钢(00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni1
9、0)具有优良的抗腐蚀性能,在一定条 件下,可代替稳定型不锈钢(0018Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀; 超低碳不锈钢高温机械性能较低,一般仅用于温度低于 525的条件下; 稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能,又有较高的高温机械性能,但 0Cr18Ni10Ti 中的 Ti 在焊接过程中易被氧化而失掉,从而降低了其抗腐蚀性能,其价格 较高,这类材料一般用在较重要的场合。 0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2 具有一般的抗腐蚀性能,价格便宜,因此被广泛应用。 6.2 管件 常用的管件有:弯头、三通、异径管(大小头) 、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径 短节、螺纹短
10、节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。 管道的拐弯以前由现场煨制,该方法劳动强度大、效率低, ,材料的组织状态和性能也 不好,而且往往因管壁厚减薄而导致拐弯处成为整个管道的薄弱环节;管道的分支一般 是在管子上直接开孔连接,此处有时虽然进行补强,但.焊缝一般为角焊缝,受力状况不好,焊缝质量也不易控制,因此,该处往往也成为管道的薄弱环节。采用管件后,较好 地解决了上述问题。因此,现在的压力管道已大量采用各种各样的管件,其投资约占整 个管道投资的 1/5。 6.2.1 连接形式 管件之间、管件和管子之间常用的连接型式有对焊连接、承插焊连接、螺纹连接和法兰 连接。 a.对焊
11、连接 它是 DN50 的管道及其元件常用的一种连接型式。对于 DN40 的管子及其元件,因为 它的壁厚一般较薄,采用对焊连接时错口影响较大,容易烧穿,焊接质量不易保证,故 此时一般不采用对焊连接。但下列几种情况例外: 1) 对于 DN40、壁厚大于等于 SCH160 的管道及其元件,其壁厚已比较厚,采用对焊 连接时前面所述的问题已不存在,故也常用对焊连接; 2) 有缝隙腐蚀介质(如氢氟酸介质)存在的情况下,即使 DN40、壁厚小于 SCH160,也 采用对焊连接,以避免缝隙腐蚀的发生,此时在焊接施工时常采用小焊丝直径、小焊接 电流的氩弧焊而不用一般的电弧焊; 3)对润滑油管道,当采用承插焊连接
12、时,其接头缝隙处易积存杂质而对机械设备产生不 利影响,此时也应采用对焊连接; b.承插焊连接 它多用于 DN40、管壁较薄的管子和管件之间的连接。 承插焊连接必定为一个是插口,另一个则为承口管件。 一般异径短节、螺纹短节等为插口管件; 弯头、三通、管帽、加强管嘴、活接头、管箍等为承口管件。在应用中应考虑这些管件 之间的搭配组合以及所需的结构空间。 c.螺纹连接 螺纹连接也多用于 DN40 的管子及其元件之间的连接。 常用于不宜焊接或需要可拆卸的 场合。 螺纹连接件有阳螺纹和阴螺纹之分。 常用的管件中,螺纹短节为阳螺纹,而弯头、三通、管帽、活接头等多为阴螺纹,使用 时应注意它们之间的搭配和组合。
13、螺纹连接与焊接相比,其接头强度低,密封性能差, 因此其使用时,常受下列条件的限制: 1) 螺纹连接的管件应采用锥管螺纹; 2)螺纹连接不推荐用在大于 200及低于45的温度下; 3)螺纹连接不得用在剧毒介质管道上; 4)螺纹连接不推荐用在可能发生的腐蚀、缝隙腐蚀或振动、压力脉动及温度变化可能产 生交变载荷的管道上;5)用于可燃气体管道上时,宜采用密封焊进行密封。 常用的锥管螺纹可分为: 550 锥管螺纹 (多用于欧洲) 600 锥管螺纹 (多用于美国) (ISO7/1)为 550 锥管螺纹。日本标准同时包含 550 锥管螺纹和 600 锥管螺纹两种。 GB7306 为 550 锥管螺纹 等同采
14、用(ISO7/1) 螺纹锥度为:1:16; 牙型角:550 尺寸范围:1/16”6” 螺纹标志代号:R(圆锥外螺纹) Rc(圆锥内螺纹) GB12716 为 600 锥管螺纹等同采用(ANSI/ASME B 1.20.1) 螺纹锥度为:1:16;牙型角:600 尺寸范围:1/16”12” 标识:NPT 两种圆锥管螺纹不能互换。 6.2.2 对焊管件 常用的对焊管件包括弯头、三通、异径管(大小头)和管帽,前三项大多采用无缝钢管或 焊接钢管通过推制、拉拔、挤压而成,后者多采用钢板冲压而成。 它们通过公称壁厚等级(管子表号或壁厚值)来实现与管子等强度,至于其局部应力集 中的补强,是制造厂应解决的事情
15、。制造厂应对对焊管件的强度进行设计,并通过验证 试验法进行验证。 a.弯头 长半径弯头(R1.5DN):一般情况下,应优先采用; 短半径弯头(R1.0DN):多用于尺寸受限制的场合。其最高工作压力不宜超过同规格 长半径弯头的 0.8 倍。 弯管(RnDN):用于缓和介质在拐弯处的冲刷和动能,可用到 R=3DN、6DN、10DN、 20DN 根据制造方法不同又分为推制弯头、挤压弯头和焊制斜接弯头 推制弯头和挤压弯头: 常用于介质条件比较苛刻的中小尺寸管道上 焊制斜接弯头: 常用于介质条件比较缓和的大尺寸管道上,同时要求其弯曲半径不宜小 于其公称直径的 1.5 倍。当斜接弯头的斜接角度大于 450
16、 时,不宜用于剧毒、可燃介质管 道上,或承受机械振动、压力脉动及由于温度变化产生交变载荷的管道上。 b.三通 同径三通 异径三通 y 型三通 常常代替一般三通,用于输送有固体颗粒或冲刷腐蚀较严重的管道上。 四通 c.异径管(大小头) 通常有同心异径管 偏心异径管 d.管帽(封头). 有平盖封头 标准椭圆封头 平封头制造较容易, 价格也较低, 但其承压能力不如标准椭圆封头, 故它常用于 DN100、 介质压力低于 1.0MPa 的条件下。 标准椭圆封头为一带折边的椭圆封头, 椭圆的内径长短 轴之比为 2:1,它是应用最广的封头。 在很多情况下,如管廊上的管子端部,管帽都由法兰代替,以便于管子的吹扫和清洗。 6.2.3 承插焊和螺纹连接管件 它一般是指 DN40 的管道元件,包括弯头、三通、加强管嘴、加强管接头、管帽、管箍、 异径短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、水喷头等。 6.2.4 常用管件标准 国家标准: GB1245990 钢制