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1、压力管道（容器）技术培训压力管道（容器）技术培训Pressure piping作者：薛开榴作者：薛开榴2015年年2月技术讲课月技术讲课铸件?锻件?压力管道定义压力管道定义GC1GC2GC3石油化工管道分级石油化工管道分级n n常见碳钢：Q235A/B/C、 10#、 20#、45#、15Mn、20Mn等。n n常见合金钢： 16Mn =Q345(新老牌号)、Q420、304、304L、321、316等。n n20、20g、20G、20区别碳钢及合金钢分类碳钢及合金钢分类n n碳素钢可分为 低碳钢（C0.25%） 中碳钢（0.3%C0.6%） 高碳钢（C0.6%）n n合金钢按合金含量可分为
2、低合金钢（合金含量5%） 中合金钢（合金含量介于5%至10%之间） 高合金钢（合金含量10%）。钢材按质量分类钢材按质量分类n n按钢材质量等级可分为 普通钢（S0.05%，P0.045%） 优质钢（S0.03%，P0.035%） 高级优质钢（S0.02%，P0.03%） 特级优质钢（S0.015%，P0.025%） n n常见材料用途介绍流体输送用不锈钢流体输送用不锈钢不锈钢耐腐蚀的原因不锈钢耐腐蚀的原因 主要原因有：主要原因有：形成稳定的钝化膜，钝化膜的化形成稳定的钝化膜，钝化膜的化学成分主要为学成分主要为Cr2O3Cr2O3，由于钝化膜的存在使不锈，由于钝化膜的存在使不锈钢基体在各种介质
3、中的腐蚀受阻，这种现象被称钢基体在各种介质中的腐蚀受阻，这种现象被称为钝化，当钝化膜受损后又立即形成新的钝化膜。为钝化，当钝化膜受损后又立即形成新的钝化膜。稳定化元素的作用，在不锈钢中假如稳定化元素的作用，在不锈钢中假如MoMo、CuCu、N N等合金元素，改善钝化膜的组成，进一步的提等合金元素，改善钝化膜的组成，进一步的提高不锈钢的耐蚀性。高不锈钢的耐蚀性。 碳元素碳元素：其作用是增加不锈钢的强度与硬度。：其作用是增加不锈钢的强度与硬度。铬元素铬元素：其作用是防止不锈钢生锈。：其作用是防止不锈钢生锈。镍元素镍元素：与碳元素发生结合反应，其作用是既能：与碳元素发生结合反应，其作用是既能 很好的
4、控制碳的含量，又能增加不锈钢很好的控制碳的含量，又能增加不锈钢 的硬度与强度。的硬度与强度。 大外径系列大外径系列 小外径系列小外径系列(普遍普遍)常用法兰常用法兰管道强度计算及校验管道强度计算及校验材料许用应力材料许用应力管道强度计算公式管道强度计算公式设计厚度 C=Sj+C1最终材质壁厚=Sj+C1+C2向上圆整知道管道工作压力和温度，您知道知道管道工作压力和温度，您知道管道壁厚应该是多少吗？管道壁厚应该是多少吗？n n设计压力为设计压力为2Mpa,2Mpa,设计温度设计温度100100，用钢板卷焊外径为，用钢板卷焊外径为600mm600mm的钢管，的钢管，板材许用应力为板材许用应力为12
5、0Mpa,120Mpa,焊接系数为焊接系数为0.80.8，腐蚀裕量为，腐蚀裕量为2.0mm,2.0mm,板材负偏板材负偏差差0.8mm0.8mm，求所用板材的厚度？，求所用板材的厚度？n n解答：解答：ts=PD/2*(Sts=PD/2*(S+PY)+PY) =2*600/2*(120*0.8+2*0.4) =2*600/2*(120*0.8+2*0.4) =6.20mm =6.20mm 由于由于D/6=100mmts,D/6=100mmts,故上式满足应用条件。故上式满足应用条件。 选用壁厚（名义厚度）选用壁厚（名义厚度） T=6.20+2.0+0.8+0=9.0mm(T=6.20+2.0+
6、0.8+0=9.0mm(假设机械加工深度为假设机械加工深度为0)0)管道应力校验：管道应力校验： 2*600-(9-2.8)/2* (9-2.8)=95.78 MPa2*600-(9-2.8)/2* (9-2.8)=95.78 MPa120 MPa120 MPa因此因此9.0MM9.0MM的壁厚符合设计规范要求的壁厚符合设计规范要求 工艺安装涉及到管道气密性及工艺安装涉及到管道气密性及强度试验，为确保安全，您该如何强度试验，为确保安全，您该如何审查施工单位上报的技术方案？审查施工单位上报的技术方案？n n如：一外径为如：一外径为273mm273mm的普通无缝钢管，壁厚为的普通无缝钢管，壁厚为2
7、0mm,20mm,管材屈服极限为管材屈服极限为235Mpa,235Mpa,设计压力为设计压力为10Mpa,10Mpa,腐蚀余量腐蚀余量1.0mm,C2=C3=0.1.0mm,C2=C3=0.液压试验压力为液压试验压力为12.512.5，要求管内最大应力不超过要求管内最大应力不超过0.90.9屈服极限，请问此方屈服极限，请问此方案能通过吗？案能通过吗？ 解答：液压时产生的最大应力为解答：液压时产生的最大应力为 =12.5*273-(20-1-0-0)/2*(20-1-0-0)=12.5*273-(20-1-0-0)/2*(20-1-0-0) =83.56Mpa =83.56Mpa而而0.9*23
8、5*1=211.5Mpa(0.9*235*1=211.5Mpa(强度校验强度校验) )因此，此强度试验方案是可行的，而且安全性很高因此，此强度试验方案是可行的，而且安全性很高当检修或者技术改造时，工艺管道当检修或者技术改造时，工艺管道焊接完后需进行液压试验，请问您焊接完后需进行液压试验，请问您知道液压试验压力是多少吗？知道液压试验压力是多少吗？当设计温度高于试验温度时，如压力管道D159*10，设计压力为4.0Mpa,设计温度500，材质为00Cr19Ni10的不锈钢。首先查资料得00Cr19Ni10设计温度500 许用应力为73Mpa,25 室温许用应力为115，则试验压力为 P=1.5*4
9、*115/73=9.45Mpa而不是简单的 1.5*4.0=6.0Mpa管道系统的检修及技术管理管道系统的检修及技术管理n n腐蚀管道剩余强度计算分析：n n 作用:确定管道是安全留用还是修补或更换。计算方法如下：压力容器定义压力容器定义n n压力容器压力容器压力容器压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于的气体、液的乘积大于或者等于的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的化气体和最高工
10、作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于（表压），且压压力大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于的力与容积的乘积大于或者等于的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于气体、液化气体和标准沸点等于或者低于液体的气瓶；氧舱等。液体的气瓶；氧舱等。 压力容器分类压力容器分类n n按承压方式分类，压力容器可分为内压容器与外压容器。内压容器又可按设计压力(户)大小分为四个压力等级，具体划分如下：a低压(代号L)容器 0.1MPaP1.6MPa；b中压(代号M)容器1.6MPaP10.0MPa；c高压(代号H
11、)容器 10MPaP100MPa；d超高压(代号U)容器 P100MPa。外压容器中，当容器的内压力小于一个绝对大气压(约01MPa)时又称为真空容器。 压力容器相关单位责任压力容器相关单位责任压力容器压力管道用材料质量管理压力容器压力管道用材料质量管理n n验收入库验收入库验收入库验收入库 对入场材料进行验收对入场材料进行验收, ,是实施质量控制的关键环节之一。是实施质量控制的关键环节之一。n n 验收内容包括验收内容包括验收内容包括验收内容包括: : 对质量证明书的审核对质量证明书的审核, ,实物的核查实物的核查, ,材料包装、标记及数量检查材料包装、标记及数量检查, , 外观质量和主要几
12、何尺寸检查外观质量和主要几何尺寸检查( (厚厚 度等度等), ),补项检验及复验等。补项检验及复验等。 对外购件和外协件对外购件和外协件, , 还包括按该购件标准或外协合同中规定的其它项目的检查和验收。还包括按该购件标准或外协合同中规定的其它项目的检查和验收。n n 材料验收入库条件是材料验收入库条件是材料验收入库条件是材料验收入库条件是: : 质量证明书包含的项目、内容的审查结果质量证明书包含的项目、内容的审查结果, ,应符合相应材料标准及订货合同中所规定的附加要求。应符合相应材料标准及订货合同中所规定的附加要求。 提供的质量证明书提供的质量证明书, ,必须是经材料生产单位质量检验部门盖章确
13、认的原件或商业部门转交的原件的复必须是经材料生产单位质量检验部门盖章确认的原件或商业部门转交的原件的复印件。印件。 材料的包装、表面质量及实物标志均应符合相应标准的要求。材料标志应清晰、牢固、且与材料质材料的包装、表面质量及实物标志均应符合相应标准的要求。材料标志应清晰、牢固、且与材料质量证明书一致。量证明书一致。 当质量证明书不全时当质量证明书不全时, ,应及时向材料供货部门或材料生产厂家索取应及时向材料供货部门或材料生产厂家索取, ,或按或按“ “容规容规” ”规定进行复验。规定进行复验。 验收中所发现的问题已妥善处理完毕并经有关人员签字认可。验收中所发现的问题已妥善处理完毕并经有关人员签
14、字认可。n n 下列材料不得用于生产下列材料不得用于生产下列材料不得用于生产下列材料不得用于生产: : a) a) 无质量证明书的材料无质量证明书的材料; ; b) b) 无钢号、无钢号、( (炉炉) )批号或其它识别标记的材料批号或其它识别标记的材料; ; c) c) 标记不清不能确认的材料标记不清不能确认的材料; ; d) d) 经检查、检验或复验不合格的材料以及未经检查验收的材料。经检查、检验或复验不合格的材料以及未经检查验收的材料。压力管道、容器施工流程压力管道、容器施工流程金属腐蚀金属腐蚀n n不同金属焊接的腐蚀问题: 如碳钢与不锈钢腐蚀 电势较高的“不锈钢管”和电势较低的“碳钢管”偶接，“不锈钢管”呈阴极，“碳钢管”呈阳极，碳钢腐蚀速度加快，同时二者的电位差越大则电偶腐蚀倾向愈大。 常见牺牲阳极防腐方案常见牺牲阳极防腐方案需要保护管道或设备（地面以下）阳极包用铜丝导线连接
