08版GB50316培训材料ppt课件.ppt

,工业金属管道设计规范GB50316(2008年版)材料部分2009.3,1,A.适用范围和术语的解释,释1.0.2本规范最高适用公称压力为42MPa的工业金属管道及非金属衬里的工业金属管道。释剧烈循环条件2.1.23指管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍许用的位移应力范围(即0.8)和当量循环数N大于7000或由设计确定的产生相等效果的条件。,2,“位移应力范围“的解释如下：,A.适用范围和术语的解释,3,A.适用范围和术语的解释,初始热态应力有自限性。如超过(屈服点)，会自限在，此时。当冷却下来时，会产生负向应力，称为“自拉现象”。“自拉”是自然形成的。“冷拉”是人为的。计算的位移应力范围是两部分应力之和，所以，称为位移应力范围许用的位移应力范围见(3.2.71)式。,4,A.适用范围和术语的解释,计算的最大位移应力范围和N7000这样的条件下就是剧烈循环条件的管道。管道运行中危险性(损坏)加大。工程设计中要密切注意，避免这种条件发生。,5,B.强制性条文,2008版修订后强制性条文减至43条款。内容以有害流体管道及剧烈循环的管道为主。见下面索引表。GB50316工业金属管道设计规范强制性条文分类、索引组成件5.5.9氧气用阀5.9.3.3不用粘接接头,6,B.强制性条文,剧烈循环条件的管道5.3.2.3斜接22.55.4.3.4不用翻边的突缘短节5.4.1使用的管件5.6.3用对焊法兰5.8.7用合金钢螺柱5.9.2.4螺纹限用温度计套管上5.9.3.2不用钎焊,7,B.强制性条文,B类流体管道4.4.2.3不用高硅铸铁4.4.3.2不用铅锡5.5.5防(耐)火型球阀5.9.3.2不用钎焊5.10.1不用带填料的补偿器,8,B.强制性条文,A2类流体管道组成件13.2.1不用高硅铸铁13.2.2阀门选用防泄漏13.2.8不用带填料的补偿器,9,B.强制性条文,A1类流体管道组成件13.1.2.1不用任何脆性材料13.1.3.5阀门选用要求，防泄漏13.1.3.6法兰PN及裕量；不用平板法兰；密封面形式13.1.3.9直螺纹连接结构13.1.3.10不用钎焊、粘接、分衬环13.1.3.11不用带填料的补偿器,10,B.强制性条文,12.1.2镀锌件严禁与不锈钢管接触管道系统安全规定14.2.8三通转换阀的联锁14.6.6.1氧气管道脱脂,11,C.强制性条文汇集,解释,为了强制性条文查找方便，下面把条文内容汇集，并有数条加一点简单的解释。一材料及组成件的选用4.4.2.3（3）高硅铸铁不得用于B类流体。4.4.3.2铅、锡及其合金管道不得用于B类流体。5.3.2.3剧烈循环条件下的管道中采用斜接弯管时，其一条焊缝方向改变的角度不应大于22.5.,12,C.强制性条文汇集,解释,释改变角度见图Y1,图Y1一条斜接缝方向改变的角度,13,5.4.1剧烈循环操作条件下采用的管件应符合下列规定：5.4.1.1采用锻造及轧制无缝管件；5.4.3.4剧烈循环操作条件下的突缘短节焊接加工的突缘短节(图5.4.3)，用于剧烈循环操作条件时，应选用该图中(d)或(e)的形式加工，还应满足本规范第5.4.3.2款的要求。整体扩口翻边的突缘短节，不得用于剧烈循环条件下。,C.强制性条文汇集,解释,14,C.强制性条文汇集,解释,图5.4.3焊接加工的突缘短节注：焊接后应对突缘部分进行机械加工，密封面的粗糙面应符合法兰标准要求。焊缝的检测应符合附录J第J.1节的规定。,15,C.强制性条文汇集,解释,5.5.5输送B类流体的管道上使用软密封球阀时，应选用防(耐)火型结构的球阀。释耐火型球阀密封结构示例(见图Y2),16,C.强制性条文汇集,解释,5.5.9对于氧气管道不应使用快开、快闭型的阀门。阀内垫片及填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制成。释氧气用阀实例不用快开阀，如球阀、旋塞阀、蝶阀。阀座用蒙乃尔合金(Ni67Cu30)；填料用编制的或玻璃填充的聚四氟乙烯(PTFE)；阀盖垫片用不锈钢和PTFE的缠绕垫片。注：本规范与氧气站设计规范GB50030选阀规定有不同之处。据了解是两规范所考虑的因素有差异。GB50030是根据阀内部密封要求而定的。,17,C.强制性条文汇集,解释,5.6.3下列任一种情况的管道应采用对焊法兰，不应采用平焊(滑套)法兰。(5.6.3.1)预计有频繁的大幅度温度循环条件下的管道。(5.6.3.2)剧烈循环条件下的管道。5.8.7在剧烈循环条件下，法兰连接用的螺栓或双头螺栓应采用合金钢的材料。5.9.2.4在剧烈循环条件下，螺纹连接仅限用于温度计套管上(与测温元件的连接)。5.9.3.2在剧烈循环条件下及B类流体管道中不应使用钎焊接头。,18,C.强制性条文汇集,解释,5.9.3.3粘接接头不应使用于金属的压力管道中。5.10.1在输送B类流体的管道中，不应使用带填料密封的补偿器。,19,三、隔热12.1.2严禁镀锌的隔热辅助材料与不锈钢管接触。四、输送A1类液体管道的补充规定13.1.1.3可通过管道布置，组成件选用等方法防止出现剧烈循环条件。13.1.2.1不应使用任何脆性材料。13.1.3.5阀门的选用要求：应采用防止阀杆填料处泄漏的阀门，包括波纹管密封的截止阀、旋塞型或其他具有可靠的密封结构形式的阀门。,C.强制性条文汇集,解释,20,阀盖应为法兰连接，至少用四根螺栓。采用足够机械强度的直螺纹连接方式，金属对金属接触的密封的结构要进行密封焊。释阀门示例：防止填料泄漏采用波纹管结构的阀(图Y3、图Y4),FigureY3波纹管结构,C.强制性条文汇集,解释,21,FigureY4波纹管结构,C.强制性条文汇集,解释,22,防止填料泄漏两段填料间加孔环及带小接口的填料函的使用，见图Y5.密封剂或润滑剂的注入腔。外接与系统相等压力或稍高压力的流体，防止系统内流体外流。外来流体与系统流体应是相容的，并对阀的外周无害的。用于真空用途的密封腔，外接流体作为补给的密封剂。作为泄漏收集腔处理，可接管将漏出物引至安全地点。,C.强制性条文汇集,解释,23,FigureY5StuffingBoxwithLantemRing.(CourtesyofBabcock-PerstaArmaturen-VertriebsgesellschaftmbH.),C.强制性条文汇集,解释,24,13.1.3.6法兰的选用要求：不应采用平焊(平板式)法兰；除了采用焊唇垫片外，法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25%的裕量，且不低于公称压力2.0Mpa.；采用软垫片时，应选用凹凸面或榫槽面的法兰,C.强制性条文汇集,解释,25,释防止垫片泄漏的方法，最可靠的是用焊唇垫片。见下图Y6，垫片应与法兰同种材质。图Y6焊唇垫片,26,13.1.3.9采用直螺纹以垫片密封的结构时，应用拧紧时及拧紧后组成件的密封面不会产生相对转动的结构。例如本规范第5.9.3条图5.9.3-2中(b)和(c)的结构。13.1.3.10管道接头选用要求：不应使用钎焊接头不应使用粘接接头，胀接接头及填充物堵缝接头；不应在对焊口内使用分块的衬环。13.1.3.11不应使用带填料密封的补偿器。,C.强制性条文汇集,解释,27,13.1.4.3不应在可通行管沟内布置A1类流体管道。13.1.4.4A1类流体不应直接排入下水道及大气中，应排入封闭系统内。五、输送A2类流体管道的补充规定13.2.1高硅铸铁不得用于A2类流体的管道。13.2.2应采用防止阀杆填料处泄漏的可靠的密封结构型式的阀门。13.2.8不应使用带填料密封的补偿器。,C.强制性条文汇集,解释,28,六、管道系统的安全规定14.2.8双安全阀出入口设置三通式转换阀时，二个转换阀应有可靠的联锁机构。安全阀与转换阀之间的管道，应有排空措施。,C.强制性条文汇集,解释,29,释双安全阀及机械联锁机构示意如下图Y7.图Y7双安全阀管道示意图,30,14.6.6.1对于强氧化性流体(氧或氟)管道，应在管道预制后、安装前分段或单件按国家现行标准脱脂工程施工及验收规范HG20202进行脱脂，包括所有组成件与流体接触的表面均应脱脂。脱脂后的管道组成件应采用氮气或空气吹净封闭，防止再污染。并应避免残存的脱脂介质与氧气形成危险的混合物。14.6.6.3除非工艺流程有特殊设计要求及可靠的安全措施保证，氧气管道与B类流体管道严禁直接连接。,C.强制性条文汇集,解释,31,C.其他需解释的条文,3.1.2.1一条管道及其每个组成件的设计压力不应小于运行中遇到的内压或外压与温度相偶合时最严重条件下的压力。最严重条件应为强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数。但上述设计压力不应包括本章中允许的非经常性压力变动值。,32,3.1.2.1原文(上页)本规范主要参考ASMEB31.3,设计压力的编写基本与B31.3相同。“压力、温度相偶合最严重的条件”如何理解？管壁厚其中P,为变量，为判断的条件.找出最大值就是最严重条件。,C.其他需解释的条文,33,例如：第一组P1较高，t1较低第二组P2较低t2较高比较和很容易判断，但只能用于强度计算。a.确定泄压装置应取P1为准。b.选材与热胀柔性计算应取t2温度。对于一条管道的设计条件，国外工程公司很少用上述方法。,C.其他需解释的条文,34,工程设计中常用的方法；取大者P-设计压力，MPa。P。-正常最大工作压力，MPa。在工作设计中大多数管道都只有一组压力、温度数据。在仪表空气的管道中是有两组压力、温度数据，一组用于正常运行时，一组用于硅胶再生。,C.其他需解释的条文,35,总之，只有一组数据的管道还是很多的。所以，没有必要“偶合”求最严重条件，也就不需要计算。在工程中是很通用的方法。关于切实的的应用，可看第3.2.1.4款。,C.其他需解释的条文,36,C.其他需解释的条文,3.1.3.1管道中每个组成件的设计温度，应不低于本规范第3.1.2.1款规定的需要最大厚度或最高公称压力相对应的温度。设计温度的确定，还应包括流体温度、环境温度、阳光辐射、加热或冷却的流体温度等因素的影响。设计的最低温度应为管道组成件的最低工作温度，此温度不应低于材料的使用温度下限。常用材料的使用温度下限，应符合本规范附录A的规定。,37,3.1.3.1原文(上页)此款经过修改，对环境温度，阳光辐射，加热或冷却等影响比较重视。对于一条管道只有一组压力、温度条件时，与偶合无关。在工程设计中常用的方法举例如下：确定设计温度的实例：TdT。+30(用于T。=0300)TdT。+15(用于T。300)Td:按工艺条件确定(用于T。=290)Td=T。(用于T。29)Td设计温度，；T。正常最高或最低工作温度，；注：以上数据各工程有差异。这显示适当加余量的方法。,C.其他需解释的条文,38,3.2.1.1原文(略)虽然有公式(3.2.1)可用，但是不同的法兰标准计算出的许用压力的值往往不同。设计者应该比较后选用安全的法兰标准。美国标准法兰压力级为CL(psi),中国标准法兰公称压力为PN(MPa)，换算应采用强度换算，不能用单位换算。,C.其他需解释的条文,39,CL与PN的关系压力级CL(psi)公称压力PN(MPa)1502.03005.060010(11)90015150025(26)250042,40,C.其他需解释的条文,3.2.1.4多条设计压力和设计温度不同的管道，用相同的管道组成件时，应按压力和温度相偶合时最严重条件下的某一条管道的压力和温度条件进行设计。,41,3.2.1.4原文(上页)此款是设计压力和设计温度相偶合，寻求最严重条件的常用场合。在工程设计编制管道材料等级时，必须经过这一步骤。下面举两例实例：例1某工程把下列管道编在一个管道等级内，材料：钢20.a.蒸汽1.6MPa,330b.蒸汽2.4MPa,260c.蒸汽4.0MPa,190,C.其他需解释的条文,42,以上a组=1.6/95.6=0.0167b组=2.4/108.2=0.0222c组=4.0/124.4=0.0321C组为最严重条件，按此条件可查法兰的PN.,43,例2某化工厂的一个管道等级、材料：钢20.a.工艺空气4.9MPa180低于b组b.蒸汽冷凝液6.0MPa275c.转化气4.4MPa270低于d组d.天然气5.7MPa420e.合成气5.7MPa150低于d组,C.其他需解释的条文,44,以上b组=6/105.5=0.05687d组=5.7/83.6=0.06818d组为最严重条件.注1：每一条管道的设计压力，设计温度仍应符合规范(3.1.2)、(3.1.3)的规定。注2：负压和负温度应并列在最严重条件中，-20以下的管道一般应编在低温的管道等级中。,45,C.其他需解释的条文,5.4.4.6主管外径与厚度之比大于或等于100时，支管外径应小于主管外径的1/2。当100时，支管管径应小于主管的1/2.我们把这样的主管简称为薄壁管。当主管为薄壁管，支管又大于主管径的1/2时，主管应换一段加厚壁，或在主管外全包一层钢板，长度超过标准三通。前者便于施工，长度应增加过渡段。如采用换一段加厚管时，名义厚度应不小于下表。,46,下表用于碳钢管，不锈钢管可减去1mm厚。,C.其他需解释的条文,47,C.其他需解释的条文,9.1.2经柔性计算确认为剧烈循环条件的管道时应按本规范核对管道组成件选用的规定；当不能满足要求时，应修改设计，降低计算的位移应力范围，使剧烈循环条件变为非剧烈循环条件。,48,4.2.2.1除了低温低应力工况外，材料的使用温度，不应超出本规范附录A所规定的温度上限和温度下限。08版此款对材料的使用温度下限的规定，明确了低温低应力为例外的条件。如20号碳钢，在附录A中下限温度为-20，按照4.3.4条，在低温低应力条件下，可降到-70使用。因此，低压的碳钢管适当加厚后，符合低温低应力条件，可用于我国北方的寒冷地区，这是有经济意义的。,C.其他需解释的条文,49,4.3.4.2原文(略)低温低应力工况是：“设计温度低于-20的管道组成件，环向应力小于或等于钢材标准中屈服点的1/6,且不大于50MPa的工况”。按本款所述的材料，可免做低