管道材料-马学娅-寰球.pptVIP

管道材料专题主办 中国石油和化工勘察设计协会 压力管道设计审批人员培训班 管道材料培训的几个阶段 基础知识专业知识规范宣贯设計技术文件 主题 1 管道元件的标准化 系列化2 材料3 管子 Pipe Tube 4 管件 对焊 承插 螺纹 5 法兰 垫片 紧固件 夾持件 6 阀门 过滤器 视镜 1 1配管材料设計的特奌 标准化系列化國际化中國化 1 2规格标准化 公称直径Pipe Tube 外径 壁厚 壁厚系列 1 3公称直径 Pipe Tube1 3 1公称直径 ISO6708 GB1048 2005定义DNSI制中國 欧州NPSIn制美國混用日本400A16B 1 3 2PIPE 流体输送用圆截面中空管规格采用公称直径壁厚系列 壁厚 表示同一公称直径 外径相同而壁厚可不同工业管道 长输管道 公用工程 1 3 3TUBE 中空管子统称圆形 方形 规格用外径 内径 壁厚数值三者之二表示仪表 伴热 液压 气动 洁净 高压锅炉管 換热管 炉管 1 3 4钢管标准分类 Pipe流体输送用Tube机械 结构用 ASTM钢管标准 PipeA106A53API5LA312A333A335板焊管A671A672A691A358A530通用标准 TubeA179A213A249A334A213A450通用标准 JIS钢管标准 PipeSGPSTPGSTSSTPTSTPYSTPASTPLSUS TP TubeSTBSTBASTBLSUS TB GB钢管标准 流体输送用 Pipe GB3091 2001低压CS焊接 ERW SAW GB8163 1999CS无缝GB9711 1 1997高强钢 CS无缝 焊接SY5037低压CS螺旋焊GB14976 2002SS无缝GB18984 2003低温钢无缝GB12771SS焊接HG20537 3 20537 4SS焊接 GB钢管标准 未区分Pipe和TubeGB5310高压锅炉管GB3087中低压锅炉管GB6479化肥高压管GB9948石油裂化管 1 3 5公称直径系列 美标体系欧州体系 表1 1 3 6公称直径的选用 美标VS欧标 最小 最大 优选尽量不采用 大于DN600美标体系级差150 6in 欧洲体系级差100 DN600 1000 200 大于DN1000 DN6 8 10DN32 65 90 125 550 表1 1 4外径1 4 1英制管和公制管 英制管 國际通用系列 ASMEB36 10 36 19ISO4200HG20553 系列SH3405GB17395JIS 公制管 國内沿用系列淘汰系列 HG20553 系列 表3 英制管 公制管 DN150以下英制管大外径公制管小外径DN200 300英制管 公制管相同外径 英制管 公制管 DN350以上英制管外径 NPS 25 4公制管外径 英制管外径DN 30mmDN 20mm 表3 1 4 2选用外径系列时应注意的问题 公制管 管子 管件 对焊 承插 法兰 阀门 对焊 承插 的配套 管子 管件 对焊 承插 法兰 阀门 对焊 承插 的标识 B提供相关尺寸 不能采用管螺纹和螺纹管件 选用外径系列时应注意的问题 英制管 承插管件 阀门承插口内径与钢管外径的配合 螺纹管件 阀门的螺纹型式 NPT R Rc Rp 与钢管外径的配合 SH3405大口径英制管外径的问题 表4 表2 表3 1 5壁厚1 5 1壁厚系列 壁厚等级 Sch 5 160 5 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 Sch 5S 80S 5S 10S 40S 80S 20S 重量等级Std XS XXS 1 5 2壁厚级数 ISO4200级差约12 5 表6 1 5 3國内目前应用的壁厚系列 ASMEB36 10 B36 19 表13 HG20553 系列 表14 SH3405 表15 HG20553 系列 表5 表13 表14 表15 1 1 5 4管表号Sch 的含义 式中 t 壁厚 mm P 内压 MPa 许用应力 MPa 焊缝系数C 腐蚀余量 2 54mm 0 875壁厚负偏差 1 5 4管表号Sch 的含义 設Sch 1000P Sch 的数值相当于钢管 为100MPa的承压能力Bar t Sch D 1750 2 54 管表号Sch 核算示例 表7 表7 1 5 5为什么要采用管表号Sch 管表号Sch 适用于表达一定范围內多个公称直径管子的壁厚管表号Sch 的数值代表许用应力为100MPa时钢管的承压能力 Bar 减少钢管壁厚规格数量 便于组织批量生差 庫存销售 壁厚规格数量比较 表8 表9 1 5 6板焊管及其壁厚等级CWP 大口径管道缺乏壁厚等级 DN600较多DN600 1200较少 DN1200无适用于以单张钢板为坯料的板焊管板厚负偏差腐蚀余量 0 1 5mm 厚度SI制 整数 板焊管及其壁厚等级CWP 适用范围DN150 4000钢板卷焊管CWP含意钢板卷焊管冷态 常温 工作压力 Bar 数值相当于许用应力与焊接质量系数的乘积等于125MPa时钢管的承压能力 Bar 按两种腐蚀余量 0 1 5mm 設置 板焊管及其壁厚等级CWP CWP12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250共14个 CWP12S 16S 20S 25S 32S 40S 50S 63S 80S 100S 125S 160S 200S 250S共14亇 级差25 最大厚度40mm 板焊管及其壁厚等级CWP 表10CWP12 250表11CWP12S 250S 表10 表11 板焊管壁厚等级CWP的应用 CWP数值相当于许用应力与焊接质量系数的乘积等于125MPa时钢管的承压能力 Bar 按当量 相当于常温 设计压力选用考慮1 5D弯头和标准异径管的削弱 提高1级考慮支管連接的削弱 提高1 2级 表12 1 6管道元件的规格体系 管道外径英制管公制管 公称压力Ciass150 300 600 900 PN10 16 25 40 63 100 PN10 16 25 40 63 100 1 6 1英制管 美國Class公称压力 钢管HG20553GB9711 1 SY5037SH3405对焊管件GB12459 13401SH3408 3409AWWAC205大直径承插管件GB14383SH3410MSSSP79 83 95 螺纹管件GB14626 3287 MI MSSSP79 83 95支管台GB19326法兰 盲板HG20613 20623大直径 GB13401大直径SH3406AWWAC207大直径 ASMEB16 36孔板HG21547盲板阀门API GB JB 1 6 2英制管 欧洲PN公称压力 钢管HG20553GB9711 1SY5037对焊管件GB12459 13401承插管件GB14383 螺纹管件GB14626 3287 MI 支管台GB19326法兰 盲板HG20592 21547阀门API GB JB 1 6 3公制管 欧洲PN公称压力 2 材料 金属材料 非金属材料 铁基材料 有色 钢 铸铁 承压件用钢 结构件 2 1管道元件用钢的分类 碳钢 低合金高強度用钢 强度钢Cr Mo合金钢 热強钢 抗氢钢低温钢不锈钢Fe Cr Ni合金和Ni基合金铝 铜 钛合金 2 2碳钢 低合金高強度用钢 強度塑性 韌性 可焊性 工艺性能 含碳量低碳 中碳 高碳 合金元素添加Mn V Nb Ti 残余元素碳当量C Mn 6 Cr Mo V 5 Ni Cu 15 2 2碳钢 低合金高強度用钢 脱氧沸腾钢 Si 0 07 半镇静钢 Si 0 17 镇静钢 Si 0 12 真空脱氧 铝脱氧 优质钢与普通结构钢S P 0 035 晶粒度粗晶粒 细晶粒 5级 或总铝 0 02 2 2碳钢 低合金高強度用钢 材料交货 使用 状态和热处理热轧 A N N T Q T PWHT 控制轧制 生産和加工型式热轧 冷轧 冷拉 锻造 铸造 热加工 冷加工 机加工焊接 热处理Pcm C Si 30 Mn Cu Cr 20 Ni 60 Mo 15 V 10 5B T 600 H 60 2 2碳钢 低合金高強度用钢 强度等级 2 2碳钢 低合金高強度用钢 强度等级 2 2碳钢 低合金高強度用钢 管道工程中的应用 工业管道管子 对焊管件20 Q235A B 16Mn 锻制管件 法兰16Mn 20 铸件WCB 長输管道管子 对焊管件X42 X60 X70 2 2碳钢 低合金高強度用钢 使用温度上限和下限高温长期强度 氧化 组织穩定性 石墨化 珠光体球化 脆断 腐蚀与防腐腐蚀余量镀锌 镀镍 氮化 磷化内 外塗料 油漆 底漆 面漆 衬里除锈 喷砂Sa2 5级 2 2碳钢 低合金高強度用钢 SCC 碱脆和PWHTNaOH23510152030405060 90808576706554484340 H2S SCC 氢脆 湿H2S SCC H2S分压0 0035kg cm2 温度 PH值 催化剂氰化物NACEMR0175Rc22 HB187 197强度 含碳量 碳当量 Ni 热处理 焊接 WPQ 补焊 HV250 PWHT 检验HB 2 2碳钢 低合金高強度用钢 HIC 层状撕裂 Z向性能板S 0 003管S 0 01锻件S 0 025 高温高压氢腐蚀 氢鼓泡Nelson曲线 2 3低温用钢 铁素体钢的脆性转变 体心立方晶格 脆性断裂应力 缺口 脆性转变温度 工程中钢材脆性转变的判据V形缺口夏比冲击试验和冲击试验温度标准试样 小试样 冲击功 侧向膨胀 断口纤维率 脆性转变温度 冲击试验温度 2 3低温用钢 影响钢材脆性转变的因素 强度厚度 方向性 焊接厚度应力 残余应力 低应力焊接 PWHT晶粒度化学成份c Mn Ni 微合金化 纯净度 脱氧 气体含量热处理 回火脆性 控轧焊接材料 药皮类型 2 3低温用钢 低温界线与低温用钢 0 Q235B A 19 20 16Mn 29 L245 A105 WPB WCB 40 16MnD 46 10MnD A333Gr6 WPL6 LF2 LCB 101 3 5Ni 253 奥氏体不锈钢 Al Cu 2 3低温用钢 管道工程中遇到的几种低温工况工作条件环境温度 定义 厚度 材料 管道规范 节流效应低温低应力压力试验的温度 2 4Cr Mo合金钢 2 4 1用途耐热 热强 650 表16 400 抗氢 高温H2S腐蝕Nelson曲线 表16 2 4 2Cr Mo合金钢钢号优选 540 15CrMo14Cr1Mo 580 12Cr2Mo12Cr1MoV 650 1Cr5MoCr9Mo1V 2 4 3Cr Mo合金钢热处理与强度等级表17 退火A正火 回火N T回火温度调质Q T回火温度热加工后的恢复性能热处理PWHT与回火温度 氢腐蚀与PWHT母材和焊接接头硬度HB225 241焊前予热与层间温度 表17 2 4 4Cr Mo钢的回火脆性 450 600 可逆 2 25Cr1Mo敏感长时间回火或PWHT高温长期使用冲击功下降 脆性断裂影响因素P Sn As Pb杂质J Si Mn P Sn 10E4X 10P 5Sb 4Sn As 100晶粒度 2 4 4Cr Mo钢的回火脆性 回火脆性敏感性试验 步冷试验 593 315 200余小时逐步冷却材料TT54J或FATT脆性转变温度在步冷试验前后的变化 为判据 2 5不锈钢 2 5 1不锈钢分类奥氏体 沉淀硬化不锈钢 铁素体 马氏体 双相钢2 5 2奥氏体不锈钢的用途耐蚀 洁净 高温 低温 2 5 3奥氏体不锈钢 Cr耐蚀 鈍化膜Ni 组织和相平衡铬当量 镍当量 舍夫勒图 Delong图Cr Cr Mo 1 5Si 0 5NbNi Ni 30 C N 0 5MnC碳化物 強度 标准成份范围的差異表18 表18 2 5 4300系列奥氏体不锈钢 301 302 304低碳 304L超低碳 321 347稳定化304 316 317 316mod 904L 6Mo 254SMO 20合金304 304H 316H 347H 309 310 800H 800HT304 304N XM19 2 5 5奥氏体不锈钢使用问题 耐蚀氧化性 还原性 钝化膜 酸洗钝化 回火色 保护气氛 铁离子试验 晶间腐蚀机理 碳化物析出 敏化和晶间腐蚀试验 休氏试验 超低碳 稳定化 奌蚀 缝隙腐蚀和应力腐蚀氯离子 浓度和浓缩 温度 PH連多硫酸 SCC 稳定化SS 2 5 5奥氏体不锈钢使用问题 热处理固溶 稳定化处理 消除应力热处理 再结晶 金相组织奥氏体 相 相 650 1000 碳化铬析出 400 950 马氏体转变 磁性 晶粒度 应变硬化和泠加工变形量A2 70 A193B8 220 15 10 675 2 5 5奥氏体不锈钢使用问题 高温使用 H 含碳量 焊材 晶粒度 6 冷变形 10 低温使用 101 WPQ 相5 196 侧向膨胀0 38mm固溶状态 2 5 5奥氏体不锈钢使用 双牌号304 304L 304 304H316 316L 316 316H 许用应力 0 2 1ns1 5 1 1 钢号合併 代用 不锈铸钢 2 6双相不锈钢 2 6 1双相不锈钢的特奌双相 50 加N高强耐蚀奌蚀 SCC 2 6 2常用双相钢 3RE60 00Cr18Ni5Mo3Si22205 31803 2304 2507表19奌蝕指数PRENPREN Cr 3 3Mo 16N 表19 2 6 3双相钢的应用 相比例 相母材35 55 相和475 脆化 HB271 Rc28 46 Akv45J設計温度 50 300 2 6 3双相钢的焊接 焊接材料22 09 母材N0 14 0 20焊接接头HVmax310 Rc28 46 Akv27J 0 38mm 焊缝 热影响区 相30 70 粗晶区 2个晶粒宽 相 85 2 6 4双相钢的热处理 重新固溶液淬 3 管道工程用钢管3 1钢管分类 3 1 1几种分类方法用途 压力 对象 材料制管工艺3 1 2按制管工艺分类无缝 热轧 冷拔 冷轧 锻造 离心铸造 有缝 焊接 3 1钢管分类3 1 2按制管工艺分类 直缝 炉焊 ERW SAW GTAW GMAW PAW FCAW SMAW 螺旋焊缝 ERW SAW 对接 3 2无缝制管工艺及质量控制 3 2 1无缝轧制工艺 工艺管坯 軋 锻 連铸 修磨 穿孔 荒管 热軋 定径 热处理 校直 表面处理 冷軋 泠拔 打头 主要质量控制奌 管坯 穿孔 成型及表面质量 热处理 NDT和压力试验 3 2 2锻管 30 40T钢锭4500T立式冲孔2500T卧式拔伸車削 镗孔317 5 28 1066 5 198 4 8 5M471厂 3 2 3ERW工艺 工艺 板卷 分条 机组成型和ERW 去毛刺 热处理 切断 主要质量控制奌 板卷 去内毛刺 焊缝热处理 检验 3 2 4EFW板焊管工艺 板卷 分条 机组成型和EFW 热处理 切断 检验 表面处理 单张钢板 刨边 UOE或JCOE EFW 定径或冷扩 1 5 PWHT 检验 表面处理 3 2 4EFW板焊管工艺 主要质量控制奌钢板EFW工艺PWHTNDT压力试验 3 3钢管标准 國内钢管标准见1 3 4GBPipe所列 但缺乏板焊管 國外钢管标准见1 3 4ASTMPipe所列 尤其是A671 A691板焊管标准 3 4钢管标准的适用规格 范围和质量等级 标准规定的适用范围 材料 规格 质量等级 质量等级A高级1高级B中等2一般C较低 3 4钢管标准的适用范围和质量等级 3 4 1无缝管标准 规格热轧DN25 500冷拔 DN200 50 冷轧 DN100 仪表 公差 抛光 GB8162 机械结构用 不适用 B级无缝管标准 优质碳素钢 GB8163和GB3087以及GB9711 1L245适用范围 市场及质量体系B 2 B 1 B 1 管坯B 2 B 1 B 1 质量要求 检验 和等级B 2 B 1 B 1 3 4 1无缝管标准 A级无缝管标准GB5310CSASSSA1GB6479CSASSSA1GB9948CSASSSA2GB18984LTCSNi ASA2GB14976SSA2GB9711 2高強度低合金钢A2 3 4 2ERW焊管 规格DN15 500 400 英制管材料Q195 Q235A Galv 标准和质量等级GB3091C2GB9711 1C1 内毛刺 热处理 NDT和压力试验 3 4 3碳钢和低合金钢SAW板焊管 规格DN450 2000 对接更大 板材 20mm 长度12M GB9711L245 X70A BA671 672CS LTCS Ni ASA BA694ASAGB3091 直 Q235A BCSy5037 螺旋Q235A BC 碳钢无缝钢管的质量分级 3 4 3碳钢和低合金钢SAW板焊管 影响质量等级的因素板材钢管长度 併接 双面 单面saw焊缝探伤焊缝係数表20热处理压力试验 表20 3 4 4不锈钢EFW焊管 两种工艺 連续生産DN15 200 5S10S板卷 机组成型 自动TIG不加丝 在线NDT 热处理 压力试验 酸洗钝化 单根生産 DN150 20mm 6M单张板 折卷成型 半自动PAW 加或不加丝 整形 NDT 热处理 压力试验 酸洗钝化 3 5設計选用 3 5 1按质量等级选用GC1AGC2B或AGC3C或BGC2 无毒 非可燃 且PN20以下C或B 3 5設計选用 3 5 2按材料选用Q235 195ERWGB3091SAWGB3091螺旋SAWSY503720无缝GB8163 3087 9948 647920G无缝GB5310L245无缝GB9711DSAWGB9711ERWGB9711 3 5設計选用3 5 2按材料选用 20R 20g 16MnD 15CrMoR A516等板DSAW板焊管A671 672 69415CrMo等CrMo合金管无缝GB5310 6479 9948LTCS 3 5Ni等低温钢 无缝 GB18984304等不锈钢无缝GB14976304等不锈钢板焊管HG20537 4ASTMA358 3 5設計选用3 5 3按规格选用 Q235 195ERWDN15 500Q235 195SAW DN450L245ERWDN15 400L245DSAW DN45020 15CrMo等无缝 DN40020G 15CrMo等高温高压厚壁锻造管DN300 1000低温钢无缝 DN400 3 5設計选用3 5 3按规格选用 20R 16MnDR 15CrMoR等DSAW管 DN450304等不锈钢无缝 DN300304等不锈钢板焊 DN150 3 5設計选用3 5 4考慮经济性 检查项目增加 价格依次提高C2 C1 B2 B1 A2 A1ERW SAW 气体保护焊 热轧 冷拔 冷轧 锻造Q235A Q235B 20 L245 20G LTCS CrMo钢 3 5Ni304 304L 321 347 316 316L 3 5 5考慮采购与成套 标准与非标通用与特殊 专用材件和规格的合併与分散批量大与小庫存与订单生産 4 管件4 1管件分类 不包括法兰类 按结构形式或功能分直通 转向 封闭 分支 斜接 变径 同心 偏心 按連接型式分对接 承插 承口 插口 管螺纹 NPT R Rp Rc G 内 外 螺纹 卡套 扩口 按材料类别和制造形式分材件 无缝 焊接 锻制 铸造 4 2构成管件的四大要素 结构形式 連接型式 两端 多端 阴 阳 规格尺寸DN及承压能力 壁厚或压力等级 材料和制造型式 和 由管件标准或小样图 数据表表达 由材料和管件制造技术要求表达 由設計选用确定 4 3管件选用中应注意的问题4 3 1对焊管件 DN15 1200 更大直径 小尺寸的連接型式是否合适 壁厚以及无缝 有缝同管子标准 最小壁厚 如要加厚 应标记端部和加厚二个厚度 标准型式与非标 弯曲半径 斜接三通 虾米弯 弯头与弯管 大R 带直边 三通与支管連接 异径三通 补强型式 支管連接 支管台 Boss 半管接头 补强板 补强管 主管加强 焊接三通 鞍式加強 异径管 同心 偏心 带 不带折边和直边 4 3 1对焊管件 坡口标准化 37 5 30 无缝与有缝 板 焊管 焊制坯件 成型后併焊 原材料与管件材料 指定坯料 WPB 表21 焊缝RT 100 同管子要求 焊缝数量和位置 交货状态 标准规定 实际需要和可能 表21 4 3 1对焊管件 制造工艺和坯料的多样性组合冷 热 局部加热 併焊 锻 有芯 无芯 扩径 缩径 增厚 减薄 型式试验 ASMEB16 9 MSSSP75 等爆破强度 而不是屈服 整体屈服 局部屈服 或不小于按实际抗拉強度 计算的圆管爆破压力P P 2 t Do 的1 05倍 同一种管件型式及其加工工艺的组合 覆蓋范围 与材料无关 4 3 1对焊管件 型式试验 覆蓋范围 MSSSP75 DN0 5 2 t D0 5 3 等径可覆盖异径 小R弯头可覆盖大R弯头 不同强度等级的材料可按抗拉強度推算 4 3 1对焊管件 对焊支管台的选用 MSSSP97 按主管或支管壁厚系列号的大者选用 壁厚系列为Std XS 而非Sch 40 80 等级为Sch 160的支管台仅限用于主管规格不大于DN600 Sch 160 且支管规格不大于DN150 Sch 160 尽量不要选用等径支管台 应选用三通等 细部结构 下端部椭圆加工 坡口 椭圆孔 焊接 4 3 1对焊管件 对焊支管台的型式试验 MSSSP97 B 爆破压力按主管计 覆蓋范围 与材料无关 d D0 5d 0 5D 2d 2D 支管的t d0 5 3 对焊管件的强度計祘最小設計厚度应不小于管件最小壁厚弯头 弯管 虾米弯 4 3 1对焊管件 对焊管件的强度計祘 椭圆形封头 平封头异径管1 Cos 半锥角 标准 25 三通同开孔补強采用支管連接管件者可不计算等靣积法 适用范围 压力靣积法 异型 Y形 范围外 外压按直管 轴线长度 4 4承插管件 4 4 1承插焊结构ASME管道体系及管道元件所采用的一种端部单面填角焊連接结构 适用的口径较小 标淮 DN100 实用 DN50或40 原适用的管子外径为美标英制管 但國内已扩大 4 4 2涉及的管件标准ASMEB16 11GB14383ASH3410MSSSP83活接头 4 4承插管件 MSSSP79异径接插件 MSSSP97支管台GB19326MSSSP95异径短管及管堵 API602小口径闸伐JB77464 4 3承插焊结构特奌按装施工方便 不拍片 可靠性较好 4 4承插管件 4 4 4注意问题 國内标准尚有缺项 须使用ASME标准补缺 外径尺寸的差异 带来为承口内径的调正 建议根据采用的外径系列附承口内径调正表 ASME ISO HG SH 公制管表4采用GB HG标准时的公制管标记B或 注意插口与承口阴阳配合阳 插口 管 短管 堵头阴 承口 管件 阀门 法兰 表4 4 4承插管件 4 4 5压力等级及承压能力Class3000 3M PsiSch 80Class6000 6M PsiSch 160Class9000 9M PsiXXS可使用更薄或更厚管子管子更薄者 管件承压强度等于管子 管子更厚者 管件承压强度等于磅级Psi 高温承压强度随材料许用应力 按比例降低Class800PN138 140 P T值按Class600和Class900 内插 4 5管螺纹和螺纹管件 4 5 1管螺纹螺纹密封管螺纹R NPT两大类非螺纹密封管螺纹G4 5 2常用表22NPT仪表 阀门 工艺系统螺纹管件按装不加填充剂 防漏可密封焊R Rp公用工程用螺纹管件和阀门 GB3287可锻铸铁镀锌管件 GB3091镀锌管 表22 4 5管螺纹和螺纹管件 按装可加填充剂 不采用密封焊4 5 3螺纹管件标准ASMEB16 11GB14626锻钢管件GB3287可锻铸铁镀锌管件MSSSP83活接头 MSSSP97支管台GB19326MSSSP95异径短管及管堵 API602小口径闸伐JB7746GB8464水暖内螺纹铜 铁阀 4 5管螺纹和螺纹管件 4 5 4注意管螺纹型式配对及标记锥 锥 锥 平选用及标记外 内标记与外径的配合或删除DN65 125 150适用口径DN10 50DN15 150max公制管系统不能用 4 5管螺纹和螺纹管件 4 5 5压力等级及承压能力2000 2M PsiSch 803000 3M PsiSch 1606000 6M PsiXXS可使用更薄或更厚管子管子更薄者 管件承压强度等于管子 管子更厚者 管件承压强度等于磅级Psi 高温承压强度随材料许用应力 按比例降低 4 5管螺纹和螺纹管件 4 5 6ASMEB31 3选用规定 NPT GC2CS MI DIDN40Sch 80DN50 150Sch 40SSDN150Sch 40GC3各种材料DN300計祘用于有毒 易燃介质 大于DN50应加安全防护 4 5管螺纹和螺纹管件 4 5 7管螺纹NPT导致的厚度附加量表23 表23 5 法兰接头5 1法兰接头分类 法兰 特种法兰 孔板法兰 夹套 异径 绝缘法兰 垫片 紧固件 法兰夾持件 盲板 排污环 临时过濾器 5 2管法兰标准体系 5 2 1美國体系ASMEB16 5 B16 47 B16 36孔板 B16 48盲板 Class150 300 600 900 1500 2500PN20 50 110 100 150 260 250 420 5 2管法兰标准体系 API605 B16 47B Class75 API6A SY5127 2000 3000 5000 10000 150000 20000PSiMSSSP44 B16 47A DN550 AWWAC207B 86Psi DN100 3600 PLD 150Psi DN100 2400 3600 SO PLE 275Psi DN100 2400 3600 SO PLF 300Psi DN100 1200 PL 5 2 3欧洲体系 EN DIN EN1092 1系列PN2 5 6 10 16 25 40 250 320 400 DN10 4000EN1092 2 3 4 CI Cu Al EN class系列EN1759 1 3 4 St Cu Al 5 2 4日本体系 JIS JISB22205KDN10 1500 PL SO BL10KDN10 1500 PL SO BL16KDN10 600 SO BL20KDN10 600 SO BL30KDN10 400 SO WN BL 5 2 5ISO7005 1管法兰标准体系 欧洲体系PN2 5 40美國体系PN20 420 5 2 6國内管法兰标准 管子外径系列國际通用系剂 英制管 國内沿用系剂 公制管 淘汰 公称压力ISO7268 GB1048由字母PN和后跟无因次数字组成 仅用于表示管道元件的允许工作压力 数值相当于Bar 不同材料在工作温度下的允许工作压力在压力温度等级表中给出 5 2 6國内管法兰标准 GB9112 9124美國体系PN20 420 DN15 600欧洲体系PN2 5 160 DN10 3000系列 GB13401PN20 150 DN650 1500 A HG20592 20635美國体系PN20 420 DN15 1500 B 欧洲体系PN2 5 160 DN10 2000系列A B SH3406美國体系PN20 420 DN15 1500 B 5 2 6國内管法兰标准 其他标准JBH高压管件通用設計PN220 320DN6 150 250 JB2768 2778 79PN160 320DN6 200GB船用法兰GB真空法兰 5 2 7铸铁管法兰标准 GB17241铸铁管法兰 ISO7005 2 CIPN2 5 6 10 16 25 40 20 50DN10 4000DIPN10 16 25 40 20 50DN25 2000MIPN6 10 16 25 40 DN10 300 5 2 8各种管法兰标准的识别 按公称压力进行识别欧洲体系PN2 5 400JB74 86 94HJB2768 2778高压管件美國体系Class PN新 旧值 铸铁Class125 250 800PsiAPI6AAWWAC207 5 2 8各种管法兰标准的识别 适用管子外径的标识焊接式欧州体系法兰的两种管子外径和标识 美國体系仅一种管子外径 整体法兰不涉及管子外径 螺纹法兰仅用于英制管 但应注意管螺纹与英制管外径系列的配合 5 2 8各种管法兰标准的识别 美国体系大直径法兰的标识B16 47A B系列HG SHBGB13401A美国体系铸铁法兰 B16 1 AAWWAC207A 5 3压力等级 5 3 1公称压力 压力额定值和压力 温度表5 3 2欧洲体系PN常温屈服强度225MPa为基淮值 大于 按225MPa 低于或高温按比例 奥氏体钢按0 2 条件屈服强度 材料分组 铸 锻 板 5 3压力等级 5 3 3美国体系 Class值的含意850 F 454 CS材料的许用应力8750Psi 60 3MPa法兰的额定工作压力值 Psi常温与454 的额定工作压力值之比2 5 常温与454 的许用应力值之比2 5 基准值8750X2 5x3 2 70000Psi 抗拉 A105 WCB 5 3压力等级5 3 3美国体系 许用应力准则CS AS抗拉3 2 屈服1 67 60 持久1 5SS抗拉3 2 屈服1 43 70 持久1 5基准值抗拉70000Psi最大值CS AS1 21 9组 1 25Cr MoSS2 2组 316 5 3压力等级5 3 3美国体系 材料分组1CSAS2SSNi Class300 600 150300 x2 5x 06895 51 7Bar PN50 115x2 5x 06895 19 8Bar PN20 5 3压力等级5 3 4压力等级的应用 标准体系的识别 管道系统 管道等级承压能力的标志 阀门压力等级及压力 温度额定值 相同压力等级PN Class 基本可連接性 压力 温度额定值与法兰計算的关係 活套法兰取决于法兰用材 夹套法兰取决于内管P 更高温度按比例折算 外力和弯矩的折算 高PN法兰可用于低PN管道 反之不行 5 3 4压力等级的应用 不同PN 但仍可連接 PN按低值 欧标PN10 16 25 40DN10 80PN10 16DN100 150PN25 40DN100 150PN63 100 160DN10 40PN100 160DN50 200美标PN50 110DN15 80PN150 260DN15 65 5 4法兰型式和密封面 5 4 1基本型式法兰型式 板 带颈 长颈 超长颈 蓋 連接型式 活套 整体 BW SO SW Th 5 4 2两个体系的法兰型式不同美标全带颈 承插 厚度相同欧标板式 活套 厚度不同5 4 3特殊型式法兰美标孔板法兰 盲板 异径夹套 绝缘法兰 压制法兰 5 4法兰型式和密封面5 4 4法兰型式选用 由端部連接型式决定 贵金属或低强度材料活套 衬里 法兰密封可靠性 刚度 转角1 板式平焊的现场焊接法兰刚度 5 4法兰型式和密封面5 4 5法兰刚度 ASMEBPV 1附录S三个計算式 整体 WN 带颈的SO SW Th 活套 不带颈的板式SO 活套 可获得许用的Mmax比较表24 表24 5 4法兰型式和密封面5 4 6密封面 密封面形式 平面 突面RF全平面脆性材料 绝缘性凹凸M FM大 小榫槽T G大 小 环連接面高温高压金属密封O形圈密封面透镜垫密封面 5 4法兰型式和密封面5 4 6密封面 密封面光洁度 表面粗糙度Ra轮廓算术平均偏差 轮廓偏距绝对值的算术平均值 Rz微观不平度十奌高度 5亇最大峰高和5亇最大谷深之和 除以5 Ry轮廓最大高度 Ry Rz RaRz 4 5RaRy 4 7Ra 5 4法兰型式和密封面5 4 6密封面 Ra mAARH算术平均粗糙度高度英制Ra inAARH 40RaRa0 8 AARH32Ra3 2 AARH125Ra6 3 AARH250 5 4法兰型式和密封面5 4 6密封面 水线国内老标准的错误ASMEB16 5的规定刀具圆角Rmin1 6mm水线密度24 40 in 1 06 0 64mm 0 8mm Ra12 5 3 245 55 in 0 56 0 46mm 0 5mm Ra6 3 3 2 5 4法兰型式和密封面5 4 6密封面 密封面粗糙度与垫片材料的关係垫片予紧吋的压缩量应大于两侧法兰密封面的轮廓最大高度Ry 瓢曲度 不平度之和 垫片压缩量与垫片材料的硬度呈反比 垫片越硬 密封面粗糙度应越小 表25为各种垫片材料对密封面粗糙度的要求 最大密封面粗糙度 各种垫片 复合材料 对密封面粗糙度的要求 见垫片章节 表25 5 4 7WN法兰端部最小厚度 美标法兰B16 5法兰端部最小厚度应不小于材料屈服强度275MPa时的钢管設計厚度工业管道用CS AS SS材料屈服强度一般不大于275MPa 因此无核算必要 长輸管道用x42以上高强度材料需核算 欧标法兰EN1091 1表26WN法兰端部最小厚度S 表26 5 5垫片 垫片是保証法兰密封的关键部件垫片选用应攷慮的因素 温度介质适应性压缩率 回弹率 蠕变性 泠流 密封比压Ymin 温度下的Ymin m压溃强度Ymax 5 5垫片5 5 1非金属材料 适用温度较低 介质适应性好 Ymin小 m小 密封予紧力小 密封面粗糙度大但有时有渗透性 有一定泄漏率压溃强度Ymax也小 不适用于高压 密封面粗糙度不宜太低 摩擦力小 易吹出 垫片宽度大 可降低泄漏率 防压溃 5 5垫片5 5 2金属材料 适用温度较高 根据温度选用材料介质适应性较好 根据介质选用材料Ymin较大 m较大 密封予紧力较大 密封面粗糙度要求较光滑泄漏率低压溃强度Ymax大 适用于高压 垫片宽度应小 可降低予紧力 5 5垫片5 5 3缠绕垫 齿形复合垫 金属 非金属复合材料 缠绕垫 齿形复合垫 利用各自优奌 规避各自弱奌 适用于中温中高压 ASMEB16 21对缠绕垫的予紧比压原则要求 207 172MPa 600 NPS1 4 5 3 2 3 2 2 5 2 5 1 8 5 5垫片5 5 3缠绕垫 齿形复合垫 比压 40MPa 300 70MPa 130MPa 900 180MPa 1500 230MPa 2500 300MPa 外环定位 予紧限位 过紧保护 加固 防散 内环高压 PN63 F4加固 5 5垫片5 5 3缠绕垫 齿形复合垫 非金属带露头0 2 0 3mm 石墨带灰份小于2 S 1000ppm Cl 50ppm 密度1 0 1 1g cm3不得使用再生F4 F4密度1 6g cm3 金属带厚度0 2mm 齿形复合垫90 齿形 齿深0 4mm 齿顶宽0 1mm 金属垫厚4mm 覆层0 5mm 5 5垫片5 5 4石棉橡胶板 致癌 欧美法规禁用 GB3985石棉橡胶板的误导XB2002001 5MPa半小时XB3503504 0MPa半小时XB4504506 0MPa半小时 JPI7S 4 71 JPI7S 81 96 0 260 水 蒸气20K 油 一般气体16K 易燃气体10K 毒性气体PN10 5 5垫片5 5 5金属环垫 金属环垫Ramax1 6 HBmax軟铁90 低碳钢120 Cr5Mo1301Cr13170 奥氏体不锈钢160 法兰密封面CS ASRamax1 6SSRamax0 8 5 5垫片5 5 5垫片性能参数 JPI7S 81 96表27EN1591表28 表27 表28 5 6紧固件5 6 1型式 六角螺栓 六角螺母 0 8D 1 0D 双头螺柱 全螺纹螺柱 六角螺母 0 8D 1 0D 5 6 2材料强度等级 低 中 高 商品紧固件4 6 5 6 8 8 A2 50 A2 70 A4 50 A4 70 专用紧固件35CrMo B7 25Cr2MoV B16 304 316 Cl 2 5 6紧固件5 6 3螺纹 MI制 公制60 粗牙 细牙英制 UNC60 粗牙 8牙 5 6紧固件5 6 4紧固件选用 根据垫片性能参数软垫片低强度 中等强度半金属垫中等强度 高强度金属垫高强度根据温度 PN 用途商品级 20 250 PN20六角 PN50双头公用 工艺欧洲 美國 5 6紧固件5 6 4紧固件选用 专用材料低温 Akv 40 高温450 H2SSCCB7MRc22316Cl 2 540 35CrMo B7450 540 25Cr2MoV B16450 600 A453 66015 25MoTiVB540 5 6紧固件5 6 4紧固件选用 美标紧固件的代用表29双头 全螺纹螺母高度0 8 1 0D 表29 5 6紧固件5 6 4紧固件的拧紧 扭矩螺栓予紧力F A 直径 螺距 升角FP 2 螺纹精度及摩擦或润滑Ffr中半径螺母与法兰面的摩擦或润滑Ff r螺母中半径 5 6紧固件5 6 4紧固件的長度 法兰厚度2正公差相同 不同螺母高度2 1正公差0 8 1 0垫片厚度2 1螺栓 螺柱露头 倒角 中 美 负公差夾持件公差的一半 工业管道的阀门选用1 阀门类型 1 1闸阀楔式刚性 弹性 二片平板刀形1 2截止阀直通 Y型 角式截止止回阀 柱塞阀 排污阀 针形阀 调节阀1 3止回阀升降式 垂直升降式 旋启式 蝶式 双板特殊 低压降 阻尼 工业管道的阀门选用1 阀门类型 1 4球阀顶入式 整体侧进式 二片式 三片式 固定球 浮动球1 5旋塞阀注油润滑 衬套 1 6蝶阀中心线 偏心 2 3 1 7隔膜阀1 8疏水阀1 9安全阀 工业管道的阀门选用2 阀门标准 1 4球阀顶入式 整体侧进式 二片式 三片式 固定球 浮动球1 5旋塞阀注油润滑 衬套 1 6蝶阀中心线 偏心 2 3 1 7隔膜阀1 8疏水阀1 9安全阀 工业管道的阀门选用2 阀门标准 2 1标准类型通用标准B16 34 GB12224産品标准民用 工业 专用 API 结构尺寸标准B16 10 GB12221试验标准API598 JB9092 GB13927耐火 防静电 低温 低泄漏 真空调节伐伐座紧密度 FCI70 2B16 104 2 2标淮的组合 交叉 套用 以阀门技术规格書为准 矛盾 不一致时 以单项具体要求为准 工业管道的阀门选用3 端部連接型式 3 1法兰标准 压力等级 DN 大直径A B密封面 Ra 水线 突面 凹面 槽面 环槽面 对夾 旡凸耳 带凸耳 螺纹孔 3 2承插 承口 与管子外径恊调 短管接长 3 3螺纹 螺纹型式 内 外 3 4对焊 B16 25 3 5其他 仪表管件 卫生卡箍等 工业管道的阀门选用4 压力等级与阀体最小厚度 4 1压力等级PN10 16高温高压电站 化肥Class800 4500设计压力可不等于公称压力 低压大直径伐 4 2P T按法兰非金属密封面的限制API608球阀表1 API609蝶阀表2 表1 表2 工业管道的阀门选用4 压力等级与阀体最小厚度 4 3阀体最小厚度的計祘按通径 計祘公式T 1 5PD 2 1 2P C式中 T 阀体厚度 mm P 压力 MPa 許用应力 MPa D 通径 mm C 厚度附加量 mm 工业管道的阀门选用4 压力等级与阀体最小厚度 4 3 1美标阀门 B16 34表3 8750Psi 0 8 7000Psi 48 28MPaClass150 300 600 900 1500 2500P 150 300 600 900 1500 2500PSiC表3美标阀门厚度附加量4 3 2PN伐门 EN12516 1 2005 GB12224 7000Psi 2 5 0 006895 118MPaP计祘压力 按表4取值 C 表5PN阀门厚度附加量 表3美标阀门厚度附加量 表5PN阀门厚度附加量 表4 表3 工业管道的阀门选用4 压力等级与伐体最小厚度 4 3 3API闸阀 截止阀 止回阀阀体最小厚度API600 ISO10434 2004阀体 阀门颈部压力管道安全技术监察规程附录危险工况用阀门 工业管道的阀门选用5 通径和CV值 5 1通径ASMEB16 34Class阀门的最小通径表A1API602 ISO15761 2002小直径缩径阀最小通径 缩径 和全通径API608 ISO17292 2004球阀全通径FB 缩径RB 双缩径DRBAPI6D ISO14313 2002 GB19672 2005管线用阀门全径 通球 清管 5 2CV值 工业管道的阀门选用6 结构长度 高度 手轮直径 重量 6 1结构长度Class伐门按B16 10法兰 对焊法兰式结构长度唯一性 除Class150 300球阀 NPS6 8有短型 需选择外 对焊式有长短型之分 需选择 对夾 API594止回阀 API607蝶阀 小口径SW Th阀按厂商样本全通径按大一档尺寸 工业管道的阀门选用6 结构长度 高度 手轮直径 重量 PN阀门法兰GB12221 1对焊对夾承插螺纹各厂不一 需整理 样本 手册 工业管道的阀门选用6 结构长度 高度 手轮直径 重量 6 2高度 手轮直径 重量样本数据庫 软模型 手轮直径 开启或关闭力矩 最大推力或拉力670N 但考慮位置係数0 5 取350N 标准 重量 厚度 价格 工业管道的阀门选用7 驱动装置 手动阀门的最大尺寸表6多迴转阀 斜齿輪四分之一迴转伐 蝸輪蝸桿伐桿端部开槽位置与伐门按装与操作位置 表6 工业管道的阀门选用8 材料 8 1阀体 阀盖材料铸钢 锻钢 板焊 法兰 铸钢 小口径SW Th 锻钢 高压法兰 锻钢 併焊 刀形 板焊 304 316 A1