【精选】管道材料设计技术规定(SH_P23-)

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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

2、为依据，综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： 0 200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： 20 350中低压管线 。3）低合金无缝钢管（ 16Mn、 12CrMo、 15CrMo等）使用条件： 350 550之间的中温工况。注：管道压力分级（ MPa）：真空管道 P 0，低压管道 0P1.6，中压管道1.6 P10.0，高压管道 P 10.0。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

3、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 10 15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

4、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：1.4.1 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 % 5 10 15 20 30 40 50 60 70温度 85 76 70 65 54 48 43 40 384）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.

5、4.1-2， Nelson曲线，其中温度应取介质的最高操作温度加上 20 40的裕量。5）奥氏体不锈钢对 “Cl- ”离子易产生点蚀。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焊前预热 焊后热处理管材类别名义成份 管材牌号壁厚 (mm)温度 ()壁厚 (mm)温度 ()备注碳素钢 C 10,20 26 100 200 30 600 650 适用于C0.30%的全部碳素钢CMn 16Mn、 16MnR 15 150 200 20 600 65009MnV 15 150 200 20 560 590CMnV15MnV 15 150

6、 200 全部 560 59012CrMo 13 150 250 16 650 700 16且C 0.25% 不处理15CrMo 6 200 300 10 650 70012Cr2Mo 全部 250 350 6 700 7505Cr1Mo 全部 250 350 全部 700 750CCrMo9Cr1Mo 全部 250 350 全部 750 78012Cr1MoV 全部 250 350 DN 100 700 750C-C r-Mo-V DN 100 且 tm 13 不处理中低合金钢CNi 2.25Ni、 3.5Ni 全部 100 150 19 600 630高合金钢 CCrNi 奥氏体不锈钢 全

7、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* HG20539-92 -20 +120 1.0 D17 500 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 +100 1.6 600 承插，法兰 适用于工

8、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/PVC HG/T2163687 80 1.6 DN25 600 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 +100 1.6 DN25 400 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 60 1.6 DN25 1000 法兰 适用于大直径耐磨管、真空管 厚度为 4 6mm有均匀性问题6 钢衬聚四氟乙烯管 (滚衬F40) CS/F4 HG/T21562-94 -20 +180 1.

9、6 DN25 400(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/RB HG21562-94 85 1.0 DN25 500 法兰 适用于耐普通酸管 易老化8 高密度聚乙烯 HDPE SG8075 60 1.0 DN25 500 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 ) 1.6 DN25 3000 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 60 1.6 D10 280 承插、

10、法兰 适用于耐普通酸管及污水管 价格低11 （聚丙烯管） PP SG24681 0 +110 1.0 DN25 500 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 ABS HG/T21561-94 -20 +70 1.0 DN15 200 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 160 1.0 DN25 150 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

11、.5 管子1.5.1 由于有欧洲系列与美洲系列之分，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），

12、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/t 6 或 P 10t/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、

13、合金钢 20 20 12.512.5不锈钢 10 10 1520系数 Y值 表 1.5.4温度 C482 510 538 566 593 621铁素体钢 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7奥氏体钢 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7其他韧性金属 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.41.5.4 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 5LCDt)+t2(02）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GB/T3091GB/T3092

14、 Q235 -15 200 6 150GB3087GB8163GB6479GB994810 -19 4256 40025 6006 2506 250GB3087GB8163GB9948 20-19 4256 40025 6006 250碳素钢管GB6479 20G -19 425 6 250GB6479GB8163 16Mn -40 4506 25025 600低合金钢管GB8163 09Mn2V -70 100 25 600GB5310GB6479GB9948 12CrMo上限 52515 5006 2506 250GB5310GB6479GB9948 15CrMo上限 55015 5006

15、 2506 250合金钢管GB5310GB994812Cr1MoV1Cr2Mo1Cr5Mo上限 580上限 580上限 60015 5006 2506 250GB/T14976 0Cr18Ni9Ti -196 700GB/T14976 00Cr18Ni10 -196 425 6 200GB/T14976 0Cr18Ni12Mo2Ti -196 700不锈钢管GB/T14976 00Cr17Ni14Mo2 -196 450 50 480注：表中系材质标准，另有规格标准，详见 HG2055393或 SH3405 96。1.6 管件1.6.1 管件应根据用途、使用场合等来确定管件的种类，并按照所在管道的设计压力，设计温度来确定其温度 压力等级，并以公称压力或管表号来表示。1.6.2 选用原则：1）一般选用半径 =1.5DN的长半径弯头。2）与主管等径的支管连接采用等径三通（标准件）。3）支管小于主管时则用异径三通（标准件