管道材料设计技术规定 长沙设计院

化 工 部 长 沙 设 计 研 究 院 标 准 Q/HCY-JS0906-2002管道材料设计技术规定现行版本A登记号持有者2002-07-10 发布 2002-07-15 实施化工部长沙设计研究院发布Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定前 言本标准是根据国家有关压力管道设计的标准规范要求结合本院压力管道设计的特点编制的在使用本规定的同时仍应遵守国家相关行业的标准规范要求当本规定与国家相关行业的标准规范相冲突时应以国家或相关行业的标准规范要求为准本标准由技术质保部归口并解释本标准起草部门化环分院本标准主要起草人冯延林本标准审核人本标准批准人本标准A版于2002年7月10日首次发布Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码0管道材料设计技术规定1 总则 本规定适应于工程各装置管道材料规定了管道材料的一般设计要求参加工程管道材料编制的设计人员可根据工程的具体特点通过各工程的项目负责人对本规定作必要的特定补充以利在各工程中正确实施2 管道的设计温度和设计压力选取一般规定2.1 管道的设计温度应选取该管道所通过的流体介质在压力和温度相偶合时的最严重条件下可能达到的最高温度具体确定为 a)没有压力泄放装置保护或与压力装置隔离的管道设计压力不应低于流体可达到的最大压力 b)装有泄放装置的管道的设计压力不应小于泄压装置的开启压力 c)离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和 d)往复式泵出口管道的设计压力为往复泵的安全阀整定值 e)压缩机出口管道的设计压力为压缩机出口压力 f)负压管道应按承受的外压设计 当装有安全控制装置时 设计压力取 1.25 倍最大内外压力差或 0.1MPa 两者中的低值无安全控制装置时设计压力取 0.1MPa对夹套内为内压的夹套真空管设计压力取无夹套真空管道加夹套内设计压力但必须校核夹套在试验压力下外压的稳定性对夹套内为真空的带夹套内压管道以内压管道的设计压力加 0.1MPa 作为设计压力但必须校核在夹套试验压力下外压的稳定性 g)流体为制冷剂液化烃等气化温度低的流体管道设计压力应不小于阀被关闭或流体不流动时最高环境温度下气化所能达到的最高压力 h)非金属管道的压力和温度变化或两者同时变化超过设计条件均不允许应以压力和温度偶合时的最严重的状态时的压力和温度来确定设计条件2.2 管道的设计压力应选用不小于运行中可能遇到的内压外压与温度相偶合时最严重时的压力具体确定为 a)材料的设计不得超过金属或非金属材料允许使用的最高温度对于 0以下的管道材料温度不得低于管道材料可能达到的最低温度 b)非金属材料的设计温度一般应取流体温度如果安装地区的环境温度超过设计温度应采用环境温度为设计温度 c)对于不保温管道 当流体介质工作温度小于 65时 取流体的工作温度为设计温度 当流体介质工作温度大于 65时 除非按传热计算确定壁温 否则 管道组件的设计温度应不低于以下值 1)阀门 管子 对焊管件及壁厚与管子相似的管道组件 可取管内流体温度的 0.95作为设计温度2)对法兰连接的阀门和法兰 不含松套法兰 管件 取管内流体温度的 0.9 作为设JS0906 第 1 页 Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码0计温度3)松套法兰活套法兰取管内流体温度的 0.85 作为设计温度4)紧固件取管内流体温度的 0.8 作为设计温度d)对于外部保温管道一般取流体温度作为设计温度除非经传热计算或测定允许取设计温度低于管内流体温度当有伴管或夹套加热等间接加热及蒸汽吹扫时应以外加热和管内流体中温度较高的温度作为金属管道的设计温度 e)对于内保温管道通过传热计算或经验来确定设计温度 f)对非金属材料衬里管道设计温度应取流体的最高工作温度当无外隔热层时外层金属的设计温度可按不保温管道考虑3 管道材料等级制定3.1 一般规定 根据系统 工艺 专业提供的条件 按输送流体种类 温度 压力 腐蚀特性等进行装置区的管道等级编制 将管道划分成不同类别等级 然后根据划分好的等级 确定它们的材料标准明确每一等级内所用管子及其组成件的规格范围特性材料及标准3.2 管道许用设计压力的确定3.2.1 在设计温度下一般金属管件可使用法兰的温度压力额定值表确定在设计温度下许用的设计压力可按下式计算PA=PNX式中:PA在设计温度下许用的设计压力MPaPNX公称压力MPat/xt在设计温度下材料的许用应力MPax决定组成件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力MPa3.2.2 非金属管道的温度压力值必须通过试验或有使用的经验后才能使用3.3 金属材料腐蚀裕量的选取要求3.3.1 金属材料在非腐蚀流体中的腐蚀裕量按下表选取碳钢1.0mm低合金钢1.0mm不锈钢0mm高合金钢0mm有色金属0mm3.3.2 金属材料的裕量一般是按材料在流体中的年腐蚀速度mm/a乘以装置的使用年限一般为 815 年选取其腐蚀速度与腐蚀裕量的选取关系见下表描述年腐蚀速度mm/a腐蚀程度腐蚀裕量mm使用良好0.005不腐蚀0 可以使用0.050.005轻腐蚀1.5尽量不用0.50.05腐蚀3不用0.5重腐蚀563.3.3 当流体为压缩空气水蒸汽和冷却水的碳钢或低合金钢管道取腐蚀裕量最小为1.27mmJS0906 第 2 页 Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码04 压力管道管材选用要求4.1 一般要求4.1.1 对输送设计温度在 0200流体介质宜选用低碳有缝钢管设计压力小于 1.6MPa 非可燃非有毒非腐蚀的4.1.2 对输送设计温度在20350设计压力小于 6.4MPa 流体介质 宜选用低碳 1020无缝钢管4.1.3 对输送设计温度在 35042516Mn12CrMo15CrMo无缝钢管4.1.4 对输送设计温度在 42560012CrMoV1Cr5Mo无缝钢管设计压力小于 6.4MPa 流体介质宜选用低合金设计压力小于 6.4MPa 流体介质宜选用低合金4.1.5 对输送设计温度在196或大于 600高温流体宜选用低碳奥氏体不锈钢管对流体温度大于 400不宜使用超低碳304L316L奥氏体不锈钢管4.1.6 对输送设计压力大于 6.4MPa 的流体宜选用高压无缝钢管4.2 管材使用热处理状态选择压力管道使用热处理状态的选择见下表材料牌号Q2352016Mn12CrMo热处理状态正火 正火 正火 调质 材料牌号15CrMo1Cr5Mo35CrMoV0Cr18Ni9热处理状态调质 调质 调质 固溶 4.3 压力管道金属管壁厚的确定4.3.1 按设计温度设计压力腐蚀裕量等因素计算确定 金属管壁厚计算确定的公式为=PD/2 +P+C式中管壁的最小厚度mmP管道的设计压力MPa D管子的外径mm 管材在设计温度许用应力MPa焊缝系数无缝钢管取 1直缝焊取 0.8螺旋缝焊取 0.6 C管子壁厚附加量mm按管子壁厚附加量腐蚀裕量加工减薄量选取4.3.2 计算管表号选定 管表号计算公式为Sch=P1000/式中Sch管表号P管内介质的设计压力MPa 管材在设计温度下的许用应力MPaJS0906 第 3 页 Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码04.4 管子通径使用的限制4.4.1 当采用公制管时 装置管道应避免使用 DN32 DN65 DN125 DN175 DN225 DN550DN650DN750DN850DN950 等规格的管子和管件4.4.2 当采用英制管时装置管道应避免使用 11/4格的管子和管件21/231/259等规4.5 特定介质和使用条件下管道金属材料的选择和处理要求4.5.1 对设计温度等于或高于 200介质中含有氢气的碳钢低合金钢管道应根据管道的最高操作温度加 2040的裕量和介质中氢的分压按 Nelson 曲线选择合适的抗氢钢材4.5.2 对低温输送硫化氢管道不得使用碳钢材料4.5.3 当输送氢氧化钠的浓度和温度超出下列规定时 应对管道焊缝进行消除应力处理 碱液浓度%温度5 851076157020653054404850436040 当输送氢氧化钠的浓度和温度超出下列规定时则应考虑采用含镍合金钢管碱液浓度%温度10105201103097408250774.5.4 碳钢或低合金钢不宜在设计温度大于 425的高温场合使用以防止材料石墨化和珠光体球化4.5.5 热塑性塑料管不得用于地面上输送可燃性流体4.5.6 石墨陶瓷玻璃管不得用于输送有毒可燃易爆危险性介质输送5 法兰5.1 法兰材料选用的一般要求5.1.1 采用 HG20592HG20605欧洲体系法兰公称压力在 0.251.0MPa 之间宜采用碳素钢材料采用奥氏体不锈钢锻件允许采用级锻件5.1.2 采用 HG20592HG20605 欧洲体系 法兰 公称压力在 1.66.3MPa 之间 宜采用符合级及级以上的锻件5.1.3 采用 HG20592HG20605 欧洲体系 法兰 符合下列情况之一者 宜采用符合级要求的锻件 a)公称压力大于 10.0MPa 的法兰用锻件 b)公称压力大于 4.0MPa 的铬钼钢法兰用锻件 c)公称压力大于 1.6MPa且工作温度小于20的铁素体钢锻件5.1.4 采用 HG20592HG20605 欧洲体系 法兰 公称压力小于或等于 2.0MPa 宜采用级低碳钢奥氏体不锈钢锻件5.1.5 采用 HG20592HG20605欧洲体系法兰公称压力大于 2.0MPa小于或等于JS0906 第 4 页 Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码05.0MPa宜采用级或级以上的锻件5.1.6 采用 HG20592HG20605 欧洲体系 法兰 符合下列情况之一者 宜采用符合级要求的锻件 a)公称压力大于或等于 11.0MPa 法兰用锻件 b)公称压力大于或等于 5.0MPa 的铬钼钢法兰用锻件 c)公称压力大于或等于 5.0MPa 且工作温度小于或等于 20 法兰用铁素体钢锻件 5.1.7 用于制造法兰的碳素钢和低合金钢锻件应符合 JB4726 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的相应要求5.1.8 低温用碳素钢和低合金钢锻件应符合 JB4727 低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的相应要求5.1.9 不锈钢锻件应符合 JB4728压力容器用不锈钢锻件的相应要求5.2 管法兰选用的一般要求5.2.1 管法兰的公称压力应高于所在管道的设计压力5.2.2 选择管法兰应考虑下列因素 a)应根据管道的设计压力 设计温度 介质特性要求选择法兰的连接形式和密封面 b)剧烈循环条件下流体输送管道宜选用对焊法兰 c)对输送极度危害介质采用软垫片时宜选用凹凸面或榫槽面法兰 d)承插焊法兰不宜用于含氯离子等有缝隙腐蚀的流体管道 e)对低碳钢低合金钢法兰用于低于20的低温流体管道时应进行材料的夏比V 型缺口 低温冲击试验 合格后方能使用 对奥氏体钢的使用温度高于或等于196时可免作冲击试验f)利用标准法兰盖作异径法兰时法兰盖上的开孔不应超过下表值法兰盖公称直径DN25DN40DN50DN80 DN1006 阀门阀体最大开孔公称直径DN15DN25DN40法兰盖公称直径DN150 DN200DN250最大开孔公称直径DN80DN1006.1 阀门阀体材料选用的一般要求 在满足介质要求或规格要求的条件下阀体材料选择宜符合下列基本要求6.1.1 输送设计压力小于或等于 1.0MPa 温度小于或等于 200宜选用铸铁或球墨铸铁 6.1.2 输送设计压力小于或等于 2.5MPa 温度小于或等于 200流体 宜选用球墨铸铁 6.1.3 输送设计压力小于或等于 2.5MPa 温度小于或等于 350流体 宜选用球墨铸铁可锻铸铁6.1.4 输送设计压力小于或等于 6.4MPa 温度小于或等于 425 流体 宜选用铸钢或锻钢 6.1.5 输送设计压力小于或等于 6.4MPa 温度小于或等于 550 流体 宜选用铬钼合金钢 6.1.6 输送压力大于 6.4MPa 的流体宜选用铸钢锻钢或铬钼合金钢JS0906 第 5 页 Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码06.2 阀门选用的基本要求6.2.1 闸阀不宜用于含固相流体输送的管道上不宜用于流体节流6.2.2 截止阀节流阀不宜用于流体阻力降要求小的管路上6.2.3 升降式止回阀不能安装在垂直管道上旋启式和双板式止回阀安装在垂直管道上时管内流体必须是自下向上流动立式止回阀不能安装在水平管路上6.2.4 球阀宜用于要求流体阻力小 快速启闭 或含有固体流体输送的管路上 对可燃易爆介质用软密封球阀要求具有火灾安全结构和防静电结构6.2.5 倒吊桶式 杠杆浮球式 自由浮球式疏水阀适用于蒸汽用量大的加热设备的疏水适用在水平管道上安装6.2.6 圆板双金属式疏水阀排量大体积小宜用于蒸汽伴热管道的疏水6.2.7 圆盘式疏水阀不宜在 0.03MPa 以下的压力大排量的状态下使用一般适用于水平管道上安装6.2.8 不封闭式安全阀不应使用在易燃易爆有毒介质的管路上6.2.9 隔膜阀宜用在腐蚀介质和易结晶物料输送的管路上6.2.10 蝶阀宜用于直径较大的管路上6.2.11 阀门出厂前要根据 ZBJ16006阀门的试验与检验进行壳体压力试验和密封试验闸阀截止阀必须进行上密封和低压密封试验7 管法兰密封垫片材料及选用要求7.1 在管道设计压力2.5MPa设计温度在50350条件下宜选用非金属垫片7.2 在管道设计压力12.0MPa设计温度在600条件下宜选用半金属垫片7.3 在管道设计压力12.0MPa设计温度在700条件下宜选用金属垫片7.4 选用半金属金属垫片时宜配套使用高强度合金钢法兰7.5 采用 FF 面法兰时应选用全平面软垫7.6 半金属垫片用于凹凸面法兰时宜带内环用于 RF 面法兰时宜带外环7.7 用于不锈钢法兰的非金属垫片要求材料氯离子含量小于 50ppm8 螺栓柱/螺母材料及选用要求8.1 对碳钢低碳钢管道非金属管道螺栓柱材料宜采用 35CrMoA螺母材料宜采用 30CrMo8.2 对合金钢 奥氏体不锈钢和低温管道的螺栓 或螺柱螺母材料宜采用 0Cr18Ni9 8.3 商品级螺栓其产品公差等级采用 A 级和 B 级性能等级为 8 级宜用于公称压力小于 1.6MPa 配用非金属软垫及非易燃 易爆和危险害程度不高的场合 最高使用温度为 250相应的螺母等级为 8 级8.4 商品级双头螺柱 其产品公差等级采用 A 级和 B 级 性能等级为 8.8 级 宜用于公称压力小于 4.0MPa 配用非金属软垫片 其最高使用温度为 250相应的螺母等级为 8 级 8.5 专用级的螺栓柱的选配应符合 HG20613 和 HG20634钢制管法兰垫片紧固件中的有关规定JS0906 第 6 页 Q/HCY-JS0906-2002 管道材料设计技术规定 A版更改码08.6 金属管法兰与螺栓柱/螺母配合使用一般不宜采用垫圈9 管道外防腐涂料的选用要求9.1 管道外防腐涂料应与使用条件和被涂物表面的材料相适应9.2 对使用温度小于或等于 60碳钢不隔热管道 宜选用环氧类 红丹酚醛类防锈漆作为底漆使用各色环氧防腐漆醇醛类漆作为面漆9.3 对使用温度为 61200碳钢不隔热管道宜选用无机富锌漆或环氧耐热漆作为底漆使用环氧耐热磁漆作为面漆9.4 对使用温度为 201600碳钢不隔热管道 宜选用无机富锌漆作为底漆 使用铝粉有机硅耐热漆草绿有机硅耐热漆作为面漆9.5 对保温碳钢管宜采用红丹酚醛防锈漆铁红酚醛防锈漆9.6 对保冷碳钢管宜采用石油沥青沥青底漆9.7 对隔热的奥氏体不锈钢表面温度小于或等于 100表面温度在 101400宜采用无机富锌底漆9.8 对埋地敷设的管道宜采用沥青玻璃布防腐涂层10 管道的隔热材料及选用要求宜采用铝粉环氧防腐底漆10.1 对保温材料当使用温度小于 250宜使用玻璃棉岩棉矿棉制品当使用温度小于 600宜使用微孔硅酸钙或硅酸镁铝制品 当使用温度小于 900宜使用硅酸铝纤维或岩棉硅酸铝复合制品10.2 对于保冷材料 当使用温度高于20宜选用硬质聚氯乙烯泡沫塑料制品 当使用温度高于40宜采用自熄可发性聚苯乙烯泡沫塑料制品 当使用温度高于80宜选用硬质闭孔型聚氨酯泡沫塑料制品 当使用温度高于200璃制品宜选用闭孔型泡沫玻10.3 对于保护层材料用于软质半硬质隔热层宜选用 0.5mm 的镀