压力管道的规定.doc

_ Q中国铝业股份有限公司中州分公司设计院企业标准 Q/ZLZZA022008 压力管道设计技术规定2008-04-01发布 2008-04-10实施焦作华诚冶金工程设计有限公司发布前 言本标准于2008年4月首次发布本标准由中国铝业股份有限公司中州分公司设计院标准化工作委员会提出本标准起草单位：焦作华诚冶金工程设计有限公司本标准主要起草人：本标准审定人：本标准批准人：目 录1.范围2.压力管道设计技术管理总则3.管径选择的一般原则4.管道敷设原则5.管道材料和主要附件选择6.应力计算7.固定支架压力管道设计技术规定1.范围 本标准规定了中州分公司设计院压力管道设计技术的工作要求。 本标准适应于中州分公司设计院设计资质范围内各类压力管道设计技术工作的管理。2.压力管道设计技术管理总则2.1为贯彻劳动部颁布的压力管道安全管理与监察规定（劳动部发1996140号），压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则（国质检锅2002235号）以及有关国家标准，加强我公司压力管道设计的管理，确保设计质量，特制订本规定。本规定中凡与国家有关法规、标准不一致的，均以国家法规、标准为准。2.2本规定所包含的压力管道为：本公司所设计压力管道包括压力容器压力管道设计许可规则（TSG R1001-2008）中规定的GC2。详述如下：GC2： （1）输送GB20160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力4.0MPa的管道。 （2）输送可燃流体介质有毒流体介质设计压力P4.0MPa且设计温度大于等于400的管道。 （3）输送非可燃流体介质无毒液体介质设计压力P10MPa且设计温度大于等于400的管道。 （4）输送液体介质设计压力P200DN=100200DN200DN=100200DN100304025351530凝结水余压回水0.52.0压缩空气车间厂区815810氧气P0.1MPaP=0.61.6MPaP=1.63.0MPaP10.0MPa201084发生炉冷煤气水煤气城市煤气DN800DN=400700DN=300DN=200DN=100DN80121810128764液化石油气气体液体51012.5氮气P0.1MPa612乙炔气P0.01MPa厂区车间1234P=0.010.15MPa厂区车间2448P2.5MPa氢气P0.1MPaP=0.11.6MPa2612注：表中流速均当压力降允许时，方可采用，否则应以压力降计算管径。 余压回水，按气水混合物计算。3.8火力发电厂汽水管道介质的推荐流速见下表。 火力发电厂汽水管道介质的推荐流速 表3.8介质类别管道名称推荐流速（m/s）主蒸汽主蒸汽管道4060中间再热蒸汽高温再热蒸汽管道5065低温再热蒸汽管道3045其它蒸汽抽汽或辅助蒸汽管道：过热汽饱和汽湿蒸汽356030502035去减压减温器6090给水高压给水管道26低压给水管道0.52.0凝结水凝结水泵出口侧管道2.03.5凝结水泵入口侧管道0.51.0加热器疏水加热器疏水管道：疏水泵出口侧疏水泵入口侧调节阀出口侧调节阀入口侧1.53.00.51.02010012其他水生水、化学水、工业水及其它水管道：离心泵出口管道及其它压力管道离心泵入口管道自流、溢流等无压排水管230.51.5205205埋地敷设的管道周围环境如遇杂散电流区，地下水位高，低洼潮湿，淤泥地带，盐碱土地以及污水沟等地段应选用特价请绝缘层。4.5埋地敷设管道常用外防腐绝缘层见下表。埋地敷设管道常用外防腐层 表4.5-1外防腐层类型涂层结构特点及应用范围石油沥青防腐层见石油沥青防腐层结构表3.5-2 货源充足，价格低，施工经验成熟，我国过年来一直采用。但吸水率大（可达20%），易被细菌侵蚀，使用寿命不长。塑料防腐层俗称黄夹克（高密度聚丙乙烯），使用温度为-4060 有良好的耐酸、碱、盐腐蚀性能，用于油田的油、气、水管线。聚氯乙烯（PVC）防水卷材 先涂一层底胶，再贴卷材，再涂两层粘合剂，外包牛皮纸等保护层，粘贴和封口用过氯乙烯胶粘合剂和氯丁胶黏剂使用温度-2050环氧煤沥青防腐层见环氧煤沥青防腐层结构表3.5-3 有较好的耐水性，吸收率低，防锈性能好，耐细菌侵蚀，漆膜坚硬，耐酸、碱、盐性能较好，耐温130，使用寿命78年。聚氨酯硬质泡沫塑料聚氨酯硬质泡沫塑料外贴玻璃钢或其他保护层 耐酸、碱性能较好，吸水率低，是良好的保温、隔热、绝缘、防腐材料，使用温度-40120，用于直埋保温管道。石油沥青防腐层结构表 表4.5-2防腐层层次（从金属表面算起）普通防腐加强防腐特加强防腐1冷底子油冷底子油冷底子油2沥青玛碲脂1.5mm沥青玛碲脂1.5mm沥青玛碲脂1.5mm3防水卷材沥青玛碲脂1.5mm沥青玛碲脂1.5mm4沥青玛碲脂1.5mm防水卷材防水卷材5牛皮纸沥青玛碲脂1.5mm沥青玛碲脂1.5mm6沥青玛碲脂1.5mm沥青玛碲脂1.5mm7牛皮纸防水卷材8沥青玛碲脂1.5mm9沥青玛碲脂1.5mm10牛皮纸防腐层最小厚度（mm）4.569注：防水卷材可用聚氯乙烯（PVC）、沥青玻璃布油毡或者玻璃布。 环氧煤沥青防腐层结构表 表4.5-3防腐等级防腐层结构总厚度（mm）普通级底漆1道，面漆3道，涂层间缠绕玻璃布2层0.50.6加强级底漆1道，面漆4道，涂层间缠绕玻璃布3层0.70.8特加强级底漆1道，面漆5道，涂层间缠绕玻璃布4层0.91.05. 管道材料和主要附件选择5.1管道材料棺材的选择首先应根据管内介质的种类、压力及文帝确定管材的技术标准号、钢种、钢号并按照管道的安装位置，敷设方式等因素进行技术经济比较确定。5.1.1热力管道和压缩空气管道5.1.1.1低压流体输送用焊接钢管（GB3092-82）,仅适用于PN1.6及以下，设计温度不大于200的介质。当PN1.0MPa时，采用普通钢管；当PN1.0MPa时，采用加厚钢管。5.1.1.2压力大于1.0MPa和温度大于200的蒸汽管道、压力大于1.6MPa和温度小于或等于180的热水管道，应采用无缝钢管。压力小于1.6MPa和温度小于200的蒸汽管道、热水和凝结水管道，可采用无缝钢管或焊接钢管。5.1.1.3热力管道当采用不通行地沟或直埋敷设时，应采用无缝钢管（GB8163-1999）。当采用架空、半通行或通行地沟敷设时，可采用无缝钢管或焊接钢管。并应符合5.1.1.1和5.1.1.2条要求。5.1.1.4热力管道和压缩空气管道常用无缝钢管规格与公称管径见下表。热力管道和压缩空气管道常用无缝钢管规格与公称管径 表5.1.1.4公称通径DN常用无缝钢管规格（外径壁厚）mm公称通径DN常用无缝钢管规格10142.51251334151831501594.520253200219625323.5250273732383.5300325840453.5350377950573.5400426965733.545048098089450053091001084600630115.1.1.5净化和干燥压缩空气其常压露点为-40以下，尘粒小于0.5m时，可采用不锈钢管或内衬防腐材料的符合管材。5.1.2火力发电厂汽水管道5.1.2.1管道材料 管子所用钢材应符合国家有关钢材现行标准的规定。当需要采用新钢种时，应经有关部门鉴定后方可采用。常用国产钢材及其推荐使用温度见下表。钢类钢号推荐使用温度（）允许的上限温度（）备注碳素结构钢Q235-A.FQ235-B.F0200250GB700Q235AQ235BQ235C0300350GB700Q235D20300350GB700优质碳素结构钢1020425430GB30872020425430GB308720G20430450GB5310普通低合金钢16Mng40400400GB713合金钢15CrMo510550GB531012Cr1MoV540555570GB531012Cr2MoWVTiB540555600GB531012Cr2MoVSiTiB540555600GB5310注：20G钢管道，若要求适用年龄寿命不超过20年，使用温度可提高至450，但使用期间应加强金属监督。5.1.2.2管道公称压力的换算管子和管件的允许工作压力与公称压力可按下式换算：p=PN(tS) MPa （5.1.2）式中p允许的工作压力，MPat刚才在设计温度下的许用应力，MPaS公称压力对应的基准应力，系指钢材在指定的某一温度下的需用应力，MPa。常用国产钢材的公称压力列于DL/T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定附录A.10A.15.5.1.2.3小型热电站（12000KW以下）常用幼稚碳素结构钢与合金钢无缝钢管规格与公称直径见下表。小型热电站常用优质碳素结构钢与合金钢无缝钢管规格与公称直径 表5.1.2.3品种PN2.5，PN4.0PN6.4PN10P5410材料20号钢12Cr1MoV公称通径DN外径壁厚DwS外径壁厚DwS外径壁厚DwS公称通径DN外径壁厚DwS（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）10142.510162.5151831831832028320253253253（32）423.525323.5323.5323.540483.532383.5383.5383.5（45）604.5（40）453.5453.5453.55076650573.5573.5573.565897（65）733.5733.5733.5（80）108880894894894.510013310100108410841084.5（125）16812125133413341336150194191501594.51594.5159717521916（175）19451945.51948（200）2451820021962196219922527320（225）245724572451025032525250273727382731130037728300325832593251335042630（350）3779377113771540042694261242617（450）48095005309600630115.1.3液化石油气管道5.1.3.1液态液化石油气管道和最高工作压力在0.6MPa以上的气态液化石油气管道应采用钢号为10、20或具有同等性能以上的无缝钢管(GB8163-1999).5.1.3.2最高工作压力在0.6MPa以下的气态液化石油气管道可采用钢号为Q235A的低压流体输送用镀锌焊接钢管（GB3091-2001）。5.1.4氢气管道管材应采用无缝钢管。5.1.5氧气管道管材的选用，宜符合下表的要求。氧气管道管材的选用 表5.1.5敷设方式工作压力1.61.6310管材架空或地沟敷设焊接钢管（GB3092-82）电焊钢管（YB（T）30-86）无缝钢管（GB8163-87）钢板卷焊管无缝钢管（GB8163-87）铜基合金管埋地敷设无缝钢管（GB8163-87）注：1.表中钢板卷焊管只宜用于工作压力小于0.1MPa，且管径超过现有焊接钢管、电焊钢管、无缝钢管产品管径的情况下。 2.压力或琉璃那个调节阀组的下游侧（顺气流方向，以下同），应有一段不锈钢（GB2270-80）或铜基合金管，其长度为管外径的6倍（但不应小于1.5m）。阀组范围内的连接管道，应采用不锈钢或铜基合金管材料。 3.位于氧气放散阀下游侧的工作压力大于0.1MPa的氧气放散管段，应采用不锈钢管。 4.铜基合金管是指铜管（GB1529-87）或黄铜管（GB1529-87）。5.1.6乙炔管道5.1.6.1乙炔管道管材的选用，应符合下表的要求。乙炔管道管材的选用 表5.1.6.1工作压力（MPa）管材管内径低压0.02宜采用无缝钢管（GB8163-1999）材质：Q235A不镀锌焊接钢管（GB3092-82）不限中压0.020.15应采用无缝钢管（GB8163-1999）材质：10号钢80mm高压0.152.5应采用无缝钢管（GB8163-1999）材质：20号钢以正火状态供货20mm注：乙炔管道不能采用镀锌焊接钢管，因锌与乙炔接触后起化学作用可生成易引爆的乙炔盐类物质。5.1.6.2中、高压乙炔管道无缝钢管管壁的最小厚度，应符合下表的要求。中压乙炔管道无缝钢管管壁的最小厚度 表5.1.6.2-1管外径（mm）222832384557737689最小壁厚（mm）22.533.544.5注：乙炔管道直接埋地敷设时，应考虑土壤对管壁的腐蚀影响，其管壁厚度应增加不小于0.5mm的腐蚀裕度。5.1.7氮气、氩气和其他惰性气体管道 当气体纯度99.999%时应采用不锈钢管，当气体纯度99.999%时宜采用无缝钢管。高压乙炔管道无缝钢管管壁的最小厚度 表5.1.6.2-2管外径（mm）101216182022252832最小壁厚（mm）2344.5565.1.8氯气管道应采用通过退火处理的紫铜管连接钢瓶，紫铜管应经耐压试验合格，其余采用无缝钢管。5.1.9酸碱废液及废水等腐蚀性管道应采用ABS工程塑料管、玻璃钢管、硬聚氯乙烯管、不锈钢管、聚丙烯管等。5.1.10燃油管道油管路常用管材为钢管。钢管按其制造方法分为无缝钢管和焊接钢管。油管路常用的是热轧普通无缝钢管，其常用无缝钢管规格与公称管径见下表。常用无缝钢管规格与公称管径 表5.1.10公称通径DN常用无缝钢管规格（外径壁厚）mm公称通径DN常用无缝钢管规格（外径壁厚）1014251251334151831501594.520253200219625323.5250273732383.5300325840453.5350377950573.5400426965733.545048098089450053091001084600630115.2主要附件5.2.1热力管道和压缩空气管道5.2.1.1室外采暖计算温度小于-5的地区，架空敷设管道上，均不应装设灰铸铁的阀门和附件。室外采暖计算温度小于或等于-30的地区，架空敷设的官道上，应装设钢制阀门和附件。5.2.1.2净化和干燥压缩空气其常压露点为-40以下，尘粒小于0.5m时，其管道的切断阀门宜采用不锈钢球阀或不锈钢波纹管阀。5.2.2火力发电厂汽水管道5.2.2.1法兰组件5.2.2.2对于设计温度300及以下且PN2.5的管道，应选用平焊法兰；对于设计温度大于300或PN4.0的管道，应选用对焊法兰。选配法兰宜遵照国家标准。5.2.2.3异径管钢板焊制异径管宜用在PN2.5的管道上，钢管模压异径管可用在PN4.0的管道上。5.2.2.4弯管、弯头、异径管、三通、封头与堵头的材料应与管材的材料一致。5.2.2.5法兰组件的材料，应根据管道的设计参数按下表选用。5.2.2.6管道附件的选择其他内容详见DL/T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定第5.1.1至5.3.3条。法兰组件材料 表5.2.2.5零件名称公称压力MPa介质为下列温度（）时采用的钢材0200300350425450510540555法兰和法兰盖2.5Q235-A.F-B.FQ23520号钢，25号钢4,6.3,10,2020号钢，25号钢12CrMo15CrMoA压力不限12Cr1MoV螺栓和双头螺栓2.5Q275 25号钢，35号钢30CrMoA4，6.3,1035号钢，40号钢30CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA2030CrMoA，35Cr30CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA压力不限25Cr2Mo1V20Cr1MoVTiB20Cr1Mo1VNiB螺母2.5Q235A.F,Q235B.FQ275 20号钢，30号钢 35号钢，45号钢4，6.3,10 25号钢，35号钢 35号钢， 40号钢30CrMoA35CrMoA20 35号钢， 45号钢压力不限25Cr2MoV25Cr2Mo1V20Cr2Mo1V30Cr2MoV垫圈20Q235A.F,Q235-B.F,Q235，20号钢，35号钢压力不限12CrMo15CrMo15CrMoA软垫片10金属石墨缠绕垫片（或石棉橡胶板）压力不限金属石墨缠绕5.2.3液化石油气管道5.2.3.1液化石油气管道阀门及附件的配置应按液化石油气系统设计压力提高一级。5.2.3.2最高工作压力0.6MPa的液化石油气管道上的阀门严禁采用灰口铸铁，寒冷地区应采用钢制阀门。5.2.3.3液化石油气管道系统上的胶管，其最高允许工作压力应大于系统设计压力的4倍（含4倍）。5.2.4氢气管道5.2.4.1氢气管道阀门宜采用球阀、截止阀。当工作压力大于0.1MPa时，严禁采用闸阀。阀门的材料，应符合下表的要求。氢气阀门材料 表5.2.4.1工作压力（MPa）材料0.1阀体采用球墨铸铁或铸钢密封面采用合金钢或与阀体一致0.12.5阀杆采用碳钢阀体采用铸钢密封面采用合金钢或与阀体一致2.5阀体、阀杆、密封面均采用不锈钢注： （1）当密封面与阀门直接连接时，密封面材料可与阀体一致。（2）阀门的密封填料，应采用石墨处理过的石棉或聚四氟乙烯材料。5.2.4.2氢气管道法兰、垫片宜符合下表的要求。氢气管道法兰、垫片 表5.2.4.2工作压力（MPa）法兰密封面型式垫片2.5光滑式 XB350石棉橡胶板，聚四氟乙烯板2.510.0凹凸式或榫槽式石棉缠绕式垫片，XB350石棉橡胶板10.0凹凸式或梯形式二号硬钢纸板，退火紫铜板5.2.4.3含氨的气体管道严禁使用含铜材质的阀门和附件。5.2.5氧气管道5.2.5.1氧气管道的阀门选用，应符合下列要求。阀门材料的选用 表5.2.5.1工作压力（MPa）材料1.6阀体、阀盖采用可锻铸铁、球墨铸铁或铸钢阀杆才有碳钢或不锈钢阀瓣采用不锈钢1.63采用全不透刚、全铜基合金或不锈钢与铜基合金组合10采用全铜基合金注：（1）工作压力为0.1MPa或以上的压力或流量调节阀的材料，应采用不锈钢或铜基合金，或以上两种 （2）阀门的密封填料，应采用石墨处理过的石棉或聚四氟乙烯材料，或膨胀石墨。5.2.5.2氧气管道上的法兰，应按国家有关的现行JB标准选用，管道法兰的垫片，宜按下表选用。氧气管道法兰用的垫片 表5.2.5.2工作压力（MPa）材料0.6橡胶石棉板0.63缠绕式垫片波形金属包石棉垫片退火软化铝片2.5退货软化铜片5.2.6乙炔管道5.2.6.1管内径大于50mm的中压乙炔管道上，不应有盲板或死断点，并不应选用阀门。5.2.6.2乙炔管道的阀门，附件的选用和管道的连接，应符合下列要求：阀门和附件应采用钢、可锻铸铁或球墨铸铁材料制造的，或采用含铜量不超过70%的铜合金材料的产品。阀门和附件的公称压力，应符合下表规定：阀门和附件公称压力的选择 表5.2.6.2乙炔的工作压力（MPa）阀门和附件公称压力（MPa）0.020.60.631.62.510255.2.7氮气、氩气和其它惰性气体管道高纯气体管道阀门宜采用球阀、截止阀，严禁采用闸阀，一般采用不锈钢阀门，阀门的密合圈及管道与附件连接的密封垫应为不锈钢、有色金属、聚四氟乙烯材料，阀门的填塞料应采用聚四氟乙烯。5.2.8氯气管道设备和管道连接处垫料应选用石棉板，石棉橡胶板，氟塑料，浸石墨的石棉绳等，严禁使用橡胶垫。5.2.9燃油管道5.2.9.1法兰及法兰垫片 法兰是标准件，应根据管路输送的介质、操作压力和操作温度进行选择。常用为平焊法兰和对焊法兰。油管路法兰垫片多数可用耐油橡胶石棉垫片，输送航空汽油和喷气燃料的管线应选用缠绕式垫片。5.2.9.2阀门阀门的选用，应根据管路流程所要求的功能、管路输送介质。可能的最大压力、使用环境及各种阀门的特点，按照“满足要求，安全可靠，经济合理，操作维修方便”的原则，进行选择。通常双流向的管路应选用闸阀、球阀、蝶阀等无方向的阀门，要求快速启闭的管路应选用球阀和蝶阀，要求可靠性好的管路应选用平板闸阀和球阀。6. 应力计算6.1管道壁厚计算6.1.1热力和气体管道6.1.1.1管道理论壁厚计算对于Dw/Dn1.7承受内压的热力和气体管道按下式计算理论壁厚（1） 按管道外径确定时 =PDw/（2t+P） mm （6.1.1-1）（2）按管道内经确定时 =PDw/（2t+P） mm （6.1.1-2）上两式中 -管道计算壁厚 mm； P-设计压力 MPa； Dw-管道外径 mm； t-管道在设计温度t下的许用应力， MPa； -许用应力修正系数，见下表。许用应力修正系数 表6.1.1.11无缝钢管1.00