压力管道标准及管道等级表完整版

1、压力管道标准及管道等级表HEN system office room HEN 16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688压力管道标准及管道等级表（讲座提纲）全国压力管道标准化技术委员会岳进才Email:目录1 压力管道工程标准综述常见基础性工程规范工业标准ASME规范解读GB/T20801规范解读2 管道等级表综管其述道它3 管道材料选用材料的基本性能常用材料类型及特点 高温对材料选用的影响 低温对材料选用的影响 介质对材料选用的影响 材料选用原则4 管道组成件压力设计载荷类型许用应力及强度准则 标准管道组成件 非标准管道组成件5 管道组成件型式及选用连接型式及选用 钢管管件及分支接

2、头 法兰及法兰接头阀门选用阀型选用基本原则常用关断阀的特点及应用常用阀门的属性参数选用1压力管道工程标准综述1.1.1 标准体系标准体系的构成：指令性规范（法规），基础性工程规范，单项或行业工程 标准，项目工程规定，工业标准。1）指令性规范（法规）：法定，强制性：技术管理性；适用范围（监管范 围，包括了设计、采购、制造、建造、使用、维修和改造）。国内外的差 别。典型代表：PED97/23, Pressure Equipment Directive； TSG D0001 压力管 道安全技术监察规程工业管道。2）基础性工程规范：与指令性规范相比：推荐性/非唯一性，用户负责制；技术性；建造标准。与行

3、业或项目工程标准相比：通用性：适用范围广，不针对特定行业；基础 性：系统性要求，最低要求，不能代替设计手册。强调：符合规范要求而出 现问题，仍由设计者负责；安全性：安全标准，风险控制。典型代表:ASME B31系列；GB/T20801系列。3）单项或行业工程标准：针对特定的介质环境或针对特定的行业而给出的 更有针对性、更详细的工程规定。一般情况下，是基础性工程规范的补充和 细化。典型代表：NACE MR0175,油田设备用抗硫化裂纹的金属材料；API941,石 油化工厂高温临氢用钢；SH3059,石油化工管道设计器材选用规定； GB50030,氧气站设计规范。4）项目工程规定：比单项的匚程标准

4、或行业工程标准更有针对性，规定更 详细。一般情况下，是基础性工程规范和单项或行业工程标准的补充和细 化。典型代表：各工程公司或设计院/所针对具体项目的工程规定。5）工业标准：为实现标准化、系列化工程建造而设置的支持性标准。包括 产品标准和实践方法。详见1.1. 3节。4+1层级，鱼头、鱼骨、鱼刺与鱼肉的关系指令性规范（法规）为鱼头，针对重要的方面给出强制性要求，不能突破。基础性工程规范为鱼骨，框架性规定，最低安全规则。单项或行业工程标准、项目工程规定为鱼刺，依附于基础性工程规范而给出 的更具体的要求，是基础性工程规范的补充和细化。工业标准是鱼肉，与上述的工程规范一起构成整个工程标准体系。应用现

5、状1）对工程规范层级的认识不足：期望基础性工程规范包罗单项/行业标准和 项目规定的内容。2）将指令性规范和基础性工程规范的适用范围混淆。3）将基础性工程规范、单项/行业标准视为指令性规范。4）多版本同层级的工程规范并存现状，同时也造成引用标准时的困惑及由 此产生的问题。5）由于行业格局及部门利益问题，造成产品标准的重复及由此带来的应用 困惑，同时又都不完善。常见基础性工程规范ASME管道规范ASME标准应用广泛，影响较大，很多其它类似的标准等效采用了该标准， 或直接引用并加以修订和补充。见后面所述。ASME是ASME B31系列标准中的一个，其它标准表列如下：Power Piping/动力管道

6、：Fuel Gas Piping/燃气管道；Process Piping/工艺管道；Pipeline Tansportation System for Liquid hydrocarbons and otherLiquids/烧类、液态石油气、无水氨和酒精的液体输送管道系统；Refrigeration Piping and Heat Transfer Components/制冷管道和传热 组件；化工厂管道（从未出版）；核管道（移入ASME锅炉压力容器规范第III卷）：Gas Transmission and Distribution Piping Systems/天然气输送和分 配管道系统；B

7、uilding Services Piping/建筑用管道：深冷管道（从未出版）；Slurry Transportation Piping Systems/浆液管道。Hydrogen Piping System Code/氢用管道系统和管道。其中，是基础标准，其它是特例。在适用范围上给出了衔接点。对于B31系列标准，各标准由不同类型的专家编制，因此各标准的风格和内 容安排并不尽相同。GB/T20801及系列标准GB/T20801标准是由国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局管理、 全国锅炉压力容器标准化技术委员会压力管道分技术委员会负责组织编写的 压力管道基础性工程规范，与压力管道技术安全

8、监察工程配套的技术性支持 标准。按照压力管道安全管理与监察规定对压力管道的划分(GA类、GB类、GC 类、GD类)，也对应编制了四个压力管道工程规范。分别是：GB/T20801压力管道规范工业管道。2006年已颁布实施；GB/T(20802)压力管道规范动力管道。2013年10月已提交报批稿；GB/T(20803)压力管道规范 长输管道。2013年10月已提交终审稿；GB/T(20804)压力管道规范公用管道。2014年3约已提交提纲稿。其中，GB/T20801是基础标准，其它是特例。在适用范围上给出了衔接点。特种设备安全法。监管范围可能会缩小(比如，DX150及以上管道)。1. 2. 3IS

9、015649石油及天然气工业管道类似于ASME和GB/T20801,但该规范内容较少，明确指明引用了，是的补 充。特点：对管道布置给出了原则性要求。IS015649共有5个章节和2个附录：第1章 适用范围：适用于石油化工生产装置。与ASME 一起用。第2章相关标准：ASME o第3章 术语和定义：给出了化工厂、承压管道等常用名词解释共19个。第4章 金属管道：分9节，分别对责任、材料、安全措施、放空与排凝、设 计条件、管道布置、埋地管道、腐蚀等进行了原则性规定。第5章 非金属管道或非金属衬里管道：分2节，分别对设计条件和设计基本 原则进行了规定。附录A管道布置：对管道布置提出了原则要求。附录B

10、埋地管道：对埋地管道设计提出了原则要求。1.2.4EN13480工业金属管道类似于ASME和GB/T20801。结构和内容含量与相似，很多规定也相同，但 也存在一些明显的差异。特点：是一个可以与分庭抗礼的基础性工程规范。与GB/T20801类似，有6个分项标准组成：工业金属管道一般规定工业金属管道工业金属管道材料设计和计算工业金属管道工业金属管道工业金属管道预制与安装检查和试验埋地管道的附加要求EN13480与ASME差异的典型例子：管道分级，材料的许用应力，承压管道 组成件的压力计算。1. 2. 5前瞻性技术：三大类14种失效模式的评定举例：三大类14种失效模式第I类：短期失效模式1-1：脆

11、性断裂；1-2：韧性断裂；1-3：超量变形引起的接头泄露；1-4：超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂；1-5：弹性、塑性或弹塑性失稳（垮塌）；第II类：长期失效模式II-1：蠕变断裂；II-2：蠕变引起的机械接头超量变形或过大的载荷转移；II-3：蠕变失稳；II-4：磨蚀和腐蚀；II-5：环境助长开裂。如应力腐蚀开裂，氢致开裂；第III类：循环失效模式IH-L扩展性塑性变形；III-2：交替塑性；III-3：弹性应变疲劳（中、高周疲劳）和弹塑性应变疲劳（低周）：III-4：环境助长疲劳。工业标准产品标准包括尺寸标准、制造标准、材料标准等。1）尺寸标准尺寸标准体系，两个基础尺寸标准（管子和法兰

12、），大外径系列和小外径系 歹ij, PN系列（欧式）和CLASS系列（美式）。尺寸标准体系现状，ASME与GB的异同，兼容性。举例：管子外径和壁厚尺 寸，法兰螺栓孔尺寸，55°锥管螺纹和60°锥管螺纹。常用尺寸标准见表L 3. 1-1。表1. 3.1-1常用管道组成件尺寸标准“大外径系列” /CLASS系列“小外径系列” /p系列SH标准体系GB标准体系ANSI标准体系JB标准体系HG标准体系一般管 道SH/T3405GB/T17395ANSIANSI9 HG20553长输管 道GB/GB/API 5L管件SH/T3408SH/T3409SH/T3410GB/T14626A

13、GB/T12459 ?A GB/T13401?AGB/T14383?GB/T14626ANSIANSIANSIGB/T12459 ? .GB/T13401?.GB/T14383?HG/21634HG/21635HG/21631HG/21632法兰SH/T3406GB9112GB9131ANSIJB/T74-86HG20592-HG20605垫片SH/T3401SH/T3402SH/T3403SH/T34072ANSIANSIJB/T87JB/T88JB/T89JB/T90HG20606-HG20612紧固件SH/T3404GB5780GB5782GB41 GB6170ANSI B18. 2.

14、1ANSI B18. 2. 2GB5780GB5782GB41GB6170HG20613-HG20614阀门API600API602API603API608API609API594GB/T12232-GB/T12247?7API600API602API603API608API609API594JB系列？JB系列？其它尺 寸标准MSS SP-95MSS SP-97MSS SP-48注：？GB标准体系的管子管件标准原来是借助于SHJ405进行定义的，目前SHJ105已被修订成SH/T3105, 而且定义已作改变,因此，GB系列管件标准也应作相应修订才能使用：此处应为该标准的A系 列。? ?同？&#

15、176;此处应为该标准的B系列。? ?GB/T12232GB/T12247目前尚存在较多问题，实际上并没有推广应用，它可用相应的API标准取 代。? ?JB系列指原来的JB系列阀门标准,现在大多数阀门制造厂仍按该系列阀门标准生产。?这里仅列出了主要的相关标准，不是全部标准。2）制造标准和材料标准中国制造标准和材料标准体系现状/ ASME与GB应用工程材料的异同：政出 多头，各自为政，例如钢管、阀门、板材、锻件标准；配套性差，例如缺少 中高温焊管、螺栓、对焊管件制造标准：碳钢的低温限制：标准的严密性和 生产的随意性；阀门铸件和不锈钢材料靠近了 ASTM材料，但配套标布没仃 跟上，等效和等同的问题

16、。举例：国产低温碳钢材料。管道材料的进展：生产方法带来的影响，AOD/VOD精炼技术的应用，GB150 对硫、磷要求的提高，超低碳不锈钢的应用；新材料的开发，举例： 347AP, P92o常用管道组成件制造标准见表1. 3. l-2o表1.3.1-2常用管道组成件制造标准产品名称国标材料ASTM材料说明碳钢无缝钢管GB/T8163,GB3087,GB9948, GB6479, GB5310ASTM A53, A106非等效长输专用无缝 和焊接钢管GB/, GB/API5L等效焊接碳钢钢管（无）ASTM A671, A672（无对应）低温无缝钢管GB/T 18984ASTM A333非等效合金钢

17、无缝钢 管GB9948, GB6479, GB5310ASTM A335, A213非等效合金钢焊管（无）ASTM A691（无对应）不锈钢无缝钢 管GB/T14976ASTM A312等效不锈钢焊管GB/T12771ASTM A358等效碳钢及合金钢 管件(GB12459)ASTM A234（无对应）低温碳钢管件（无）ASTM A420（无对应）不锈钢管件(GB12459)ASTM A403（无对应）碳钢锻件JB4726, NB/T47008ASTM A105非等效低温碳钢锻件JB4727, NB/T47009ASTM A350非等效合金钢锻件JB4726, NB/T47008ASTM A1

18、82非等效不锈钢锻件JB4728, NB/T47010ASTM A182等效碳钢板材GB713ASTM A515非等效低温碳钢板材GB3531ASTM A516非等效合金钢板材GB713ASTM A387非等效不锈钢板材GB24511ASTM A240等效碳钢铸件GB12229ASTM A216等效低温碳钢铸件JB7248ASTM A352等效合金钢铸件JB5263ASTM A217等效不锈钢铸件GB12230ASTM A351等效常规螺栓材料（无）ASTM A193/A194（无对应）低温螺栓材料（无）ASTM A320（无对应）3）产品制造的几个深层次问题关于非金属夹杂物：不可避免，对金属

19、基体的割裂，微观空隙，裂纹起裂 源，对二次变形加工的影响°非金属夹杂物等级的应用。举例：氢介质环境 下非金属夹杂物的影响；管件成型时的开裂。关于残余元素和杂质元素：产品标准一般不给出残余元素和部分杂质元素的 限制，举例说明残余元素和部分杂质元素对金属材料性能的影响：钢对碳钢 性能的影响，铜对不锈钢性能的影响。关于金属晶粒度：冶金理论，高温下自动长大的特性，对金属材料性能的影 响。举例：常用变形加工金属材料的精度级别及应用°关于承压金属部件的表面缺陷：常见缺陷类型（imperfection和defect的 差别）及分类，缺口敏感效应。举例：常见表面缺陷控制的工程例子。关于承压

20、金属部件的表面缺陷：常见缺陷类型，客观存在，缺陷的稳定与开 展，无损检验。举例：某装置用不锈钢焊管的采购要求与现场检验要求的冲 突。关于产品标准的最低要求：标准编制者不知道产品的介质应用环境，产品标 准不解决特殊介质环境的特殊要求。举例，上述残余元素和杂质元素的影 响，材料的高温性能。关于质量管理：资质与过程控制，IS09001的内涵：做你所写的，写你所做 的。举例：国内外配管设计规定的差别。关于生产细节：型式试验，过程控制。举例：不锈钢材料的酸洗。上述问题与采购技术要求有关，与制造商选择有关。实践方法包括检验方法、焊接规定、热处理规定等配套标准。1）检验方法检验方法涉及到化学成分检验方法及规

21、定、机械性能检验方法及规定、金相 分析规定、腐蚀试验方法、各种无损检验方法及规定等。化学分析分金属元素和非金属元素等测定方法，测定误差，产品分析和熔炼 分析。机械性能除常规拉伸试验，还包括硬度检验、冲击试验等。延伸率的标准 值。无损检验分锻件、板材、钢管、铸件等，方法和判定指标不同。举例见表1.3. 2。表1.3. 2常见检验方法举例名称国标ASTM说明化学成分GB/T222ASTM A751非等效机械性能GB2975ASTM 370非等效金属晶粒度检 验GB/T6394ASTM EU2等效非金属夹杂物 检验GB/T 10561ASTM E45等效晶间腐蚀试验GB4334ASTM A262非等

22、效超声波检验JB4730ASTM A388/E213非等效射线检验JB4730MSS SP-54非等效磁粉检验JB4730ASTM E709/A275非等效着色检验JB4730ASTM E165非等效2）焊接规定最典型的焊接规定是焊接评定。例如ASME IV和JB4708。（其它略）ASME规范解读1. 4.1 综述如前所述的特性：推荐性/非唯一性，用户负责制：技术性；建造标准；通 用性；基础性，最低要求；安全性。与EN规范的区别：ASME的特点是通过引入系数而简化设计，EN标准则是尽 可能计入各种影响因素。不包括管道布置。1.4.2 第一章应用范围和定义关注不管辖的范围，其它规范没有明确管辖

23、的管道均可参考。原名称为石油 化工厂管道规范，2002版后改为工艺管道，适用范围有所扩展。关注管道分类，实际上隐含了四种分类：D类流体，M类流体，介于D类和M 类之间的流体，K类流体。剧烈循环工况。1. 4. 3 第二章设计1) 设计最低温度。预期工况中的最低温度。举例：环境温度的考虑（位移应力）。2) 条。对可能出现的影响因素给出了提示性的规定，没有工程经验的人不容易理 解，很重要，但容易被忽视。举例：流体膨胀的问题，防冻问题。3) 压力温度设计准则。三种情况：具有压力额定值的表列组件，没有压力额定值的表列组件，非表 列组成件（见下文）。举例：没有压力额定值的表列组件的压力等级的定 义。4)

24、 许用应力和其它应力的限制。四个基本系数（抗拉强度/,屈服强度/, 10万小时蠕变延伸率为1%的平均 应力/, 10万小时断裂平均应力/）。5) 304组件的压力设计。除管子以外，其它应用于非标管道组成件设计，也可作为标准管道组成件的 设计依据。支管补强，仅给出来等面积补强方法。没有给压力面积法计算方法。没有大小头的计算方法。没有疲劳设计方法。非表列组件：类比法，试验应力分析法，验证试验方法，详细应力分析 法。6) 305318流体工况对管道组成件及接头的要求。针对不同的流体工况，对各种管道组成件及接头提出了各种应用限制。最低 要求。7) 319321柔性和支架管系应力分析。属管道机械专业。略

25、。8) 322特殊管道系统。仪表管道。略。1. 4. 4 第三章材料1)材料和技术条件四种情况：表列材料，认可；非表列材料，有条件认可；牌号不明材料，不 认可；回收材料，有条件认可。2) 温度上限304L/316L奥氏体不锈钢的温度上限(1500° F/815C)。3) 温度下限碳钢材料的温度下限是变化的，与厚度、结构应力水平有关；所谓的下限温 度是可以突破的，需要进行评定；注意免除冲击试验的条件，对于原壁碳钢 材料，即使使用温度高于零度，也要进行冲击试验。4) 冲击试验方法和验收准则冲击试验温度降低值，小尺寸试样。横向膨胀量，冲击功与强度指标有关。5) 材料在使用中的变质原则规定，

26、与附录F一起解读，几乎不涉及腐蚀问题。1.4.5 第四章管道组成件及尺寸/应用标准体系，定义管道系统的外径、壁厚系列、公称压力等级、 额定压力值、连接尺寸等。表列组件标准和非表列组件标准，给其它配套标准开口。匹配性。举例：BS 阀门标准的应用。详见1. 3. 1节。1.4.6 第五章制作、装配和安装328焊接：无值得关注的说明。GB标准规定的更细。330预热：无值得关注的说明。331热处理：应注意是最低要求。332弯曲与成型：无值得关注的说明。1. 4. 7 第六章检验、检查和试验1） Inspection, Examination, Test 的区别。Inspection： Activity

27、 carried out by persons independent of production to verify that the results of the testing and examinations conform to specific requirements.Examination： Assessment carried out to determine or verify the acceptability of a component, system or document.Test： Physical activity （destructive or non-de

28、structive） carried out in accordance with a defined procedure which provides an objective assessments of a characteristic of a component or system.2）要求检查的范围检验范围应由工程公司或业主确定。3） 345试验无值得关注的说明。1.4.8其它章节第七章非金属管道和非金属衬里管道：略。第八章M类流体工况管道：根据M类流体工况特点，增加一些附加要求。内 容略。第九章高压（K类流体工况）管道：疲劳的影响成需要计入的因素。略。GB/T20801规范解读综

29、述等效ASME，但结合国情进行了本土化修改。GB/T20801与ASME的差异见下面各部分。第一部分应用范围和定义1）管辖范围比ASME更规范，体现在：ASME主要对工艺管道做出了规定，适用于生产装 置,而GB/T20801对工业管道做出了规定，原则上其它规范不管辖的，都可 以使用 GB/T20801o关注不管辖的范围，其它规范没有明确管辖的管道均可参考。GA、GB、GC、GD的管辖范围划分。举例：动力管道/四大管道，长输管道/站 内管道。2）内容与相比，不含高压管道（K类）和非金属管道。不含铜及铜合金材料。3）关注管道分类3个等级：GC1 （一部分相当于中的M类流体，一部分为介于D类和M类之

30、间 的流体）、GC2 （相当于中的介于D类和M类之间的流体）、GC3 （相当于中 的部分D类流体）。同时也包括了剧烈循环工况。4）管辖范围与压力管道监检的范围二者不是等同的。5）风险评估跟进GB150,增加风险评估的内容要求。6）增加附录A本次修订时增加附录A,混合介质情况下介质毒性与管道等级的划分。该问题改变了许多设计人员的概念，操作难度也比较大，是2006版执行的 难点。因此，增加此附录。第二部分材料1）产品标准没有像那样明确给出表列材料和祚表列材料等，也没有对牌号不明材料、回 收材料等给出规定。本次修改中将补充。2）温度上限同的处理，应正确理解温度上限的概念，应考虑腐蚀影响，蠕变，刚度，

31、工 程意义。同时把附录F关于材料的高温限制写入了正文，同时也增加了一些 工程经验到里面。举例：碳钢石墨化的问题，合金钢的珠光体球化问题，等 等。3）温度下限同的处理，即碳钢材料的温度下限是变化的，与原度、结构应力水平有关； 所谓的下限温度是可以突破的，需要进行评定；注意免除冲击试验的条件， 对于厚壁碳钢材料，即使使用温度高于零度，也要进行冲击试验。但这里针对GB产品标准修正了碳钢的免除冲击试验的曲线图。举例：20钢 与A106B的差异，16Mn与A333的差异。4）冲击试验方法和验收准则同的处理，即冲击试验温度降低值，小尺寸试样。横向膨胀量，冲击功与强 度指标有关。5）增加附录B本次修订时增加

32、附录B,材料选用的补充规定。即添加腐蚀环境下材料的选 用原则。没有类似的内容，但此内容乂是设计的关键点。第三部分设计与计算与的内容基本相同，下面仅介绍不同点及2006版的一些问题。1） O移到附录H,同时附录H增加管道布置的内容，仅从安全角度提出要求。2）设计准则。更详细的内容见节。3）许用应力。对的规定进行了简化，即采用了 GB150的做法，对四个强度指标分别除以不 同的安全系数，并取其最小值。但安全系数与GB150不同，与相同。举例： 针对强度极限的安全系数，取3,而GB150取。4）钢管和管件。对GB/T8163和GB3087等的适用范围进行了限制，例如，不能用于GC1类管 道。此条要求

33、引起较低的质疑声音。解释并举例：采用GB/T8163钢管制造 管件时引起的开裂问题。与相比，增加了法兰、螺栓、垫片、阀门选用的内容，更贴近工程应用。5）组件的压力设计。与相比，法兰的选用中增加了法兰的当量设计压力。不合适，此次修订时拟 取消。此次修订拟增加大小头的设计计算。与相比，支管补强同时给出了压力面积法计算方法。此次修订拟增加疲劳设计方法。6）管道支吊架。材料部分，对支吊架材料的要求给出的规定较少，此次修订时拟增加。7）增加附件A由于GB产品标准体系中没有对焊管件的制造标准，也没有螺栓、高温焊管 的制造标准。因此此次修订时以附录的型式增加该内容。8）增加流体工况对管道组成件的制造要求。9

34、）增加流体工况对管道组成件的施工焊接要求。第四部分 制作、装配和安装1）条焊接工艺评定由于JB4708内容偏少，故根据不同流体工况，增加焊评要求。解释。2）第5章 管道组成件的检查和验收取消机械性能、无损检验等复检。改变国内固有的现场施工理念。解释。3）第7章焊接增加焊评内容，增加焊接材料选用指南。4）第9章装配与安装增加螺栓拧紧力矩。解释。5）其它多处适当地方增加“当设计有要求时，应按设计文件要求进行”。第五部分检验、检查和试验1）检验范围与相比，按GC1、GC2、GC3等，给出了不同的检验比例，规定更细。应用中的疑难问题1）含有毒介质的管道等级划分。GB50M关于介质毒性划分的问题。长时间

35、 作用与短时间作用的差异。举例：蒸汽的危害性。O3）众多施工规范（GB50184、GB50235、GB50517等）内容的冲突与协调。举 例：无损检验的比例。拟解决该问题的方法。4） GB50316与GB/T20801的冲突与协调。2管道等级表综述2.1. 1 管道材料工程师的工作内容基础知识：基础性工程规范，尺寸标准，材料选用，公称压力等级的确定， 管道组成件型式选用。核心任务：管道等级表/PIPING CLASSo辅助任务:管段表/BOM （Bill Of Material）,询价书/MR （Material Requisition）,采购料表/MTO （Make To Order/ Ma

36、terial Take Off）, 订货技术要求/JS （JOB SPECIFICATION FOR PURCHASE）2.1.2 基础性工程规范核心词：给管道设计定调（包括建造准则、应用标准体系、产品标准体系 等）。不宜多选。更多内容见第1章介绍。2.1. 3 尺寸标准见1.3. 1节介绍。2.1.4 材料选用制造/产品标准见1. 3.1节介绍，材料选用见第3章专题介绍。2.1. 5 压力等级见第4章介绍。2.1. 6 管道组成件型式及选用见第5章和第6章介绍。管道等级表综述1）上述节工作成果的集中表述。2）直接影响管道的安全性和经济性。3）编制原则：适度的同类合并，减少管道组成件的规格类型

37、，属性描述完 整，方便属性的可追溯性，经济性。4）管道等级表的内容：缩写词，管道等级代号，阀门代号，等级索引，等 级表，分支表，变径表，阀门规格书（DATA SHEET）管道等级表范本及介绍1）缩写词各工程公司编制，基本上为英文缩写词，但不同工程公司不完全一致，范本 见2）管道等级代号各工程公司编制，包含压力等级+材料+其它区别的序列号。举例。3）阀门代号当采用JB系列阀门时;选择手册或阀门厂的代号。当采用API阀门或新GB 阀门时，由各工程公司编制阀门代号，差别较大。举例。4）等级索引类似于管道等级表的目录，各工程公司的管道等级索引不尽相同。范本见5）管道等级表管道等级表正文。内容及解释。范

38、本见6）阀门规格书与等级表配合。当出版阀门规格书时，管道等级表中的阀门描述可采用短描 述。否则，应给出长描述，给出所有主特征参数。范本见其它综述除了上述的主要任务外，管道材料工程师还要编制或合作编制下列文件，但 不限于这些文件：1）管段表/BOM （Bill Of Material）2）询价书/MR （Material Requisition）3）采购料表/MTO （Make To Order/ Material Take Off）4）订货技术要求/JS （JOB SPECIFICATION FOR PURCHASE）管段表/BOM管段表是针对每根管道所用的所有管道组成件的明细表，用于材料汇总

39、，并 作为管道施工的依据。管段表中的管道组成件的描述应与管道等级表一致。管段表一般由配管工程师编制，但描述来自等级表。当采用PDS或PDMS制 图时.，可由绘图软件自动生成。范本略。询价书/MR它是一个与采购有关的程序文件，主要表达了采购询价的一些基本信息和要 求，包括项目信息、报价要求、投标技术文件组成要求等。有些工程公司或 用户习惯于把报价的商务要求也放在询价书中。询价书一般由采购工程师编 制，但其中的技术核心内容由材料工程师提出或参与编制。一般情况下，询价书主要包括以下几个部分的内容：1）项目信息；2）适用范围；3）供货范围;4）文件列表；5）执行顺序；6）投标技术文件组成要求；7）中间

40、技术文件要求；8）交货技术文件要求：9）其它要求：10）附件。范本略。采购料表/MT0它是管道组成件采购的基础技术文件，是将需求的管道组成件进行分类汇总 并给出管道组成件的类型、尺寸、压力等级、主体材料、需求数量等基本信 息的一个文件。管道组成件采购料表一般由管道材料工程师编制。既然是用于采购的文件，那么分类的方法和编排要便于采购。装置中采用的 管道元件类型很多，包括管子、管件、阀门、法兰、螺栓、垫片、管道设 备、支吊架、隔热材料、防腐材料等。就钢管来说，按加工方法划分乂分为 无缝钢管和焊接钢管等，按材料划分乂分为不锈钢、合金钢、碳钢、非金属 材料等。不同类型的管道元件，甚至相同的管道元件但制

41、造方法不同，或应 用的材料不同，可能是由不同的生产商生产的。就采购来说，每一个采购包 的产品应尽可能是由单一的制造商能够生产的，以便于采购、生产、监检和 运输等方面的合同管理。范本略。订货技术要求/JS在很多情况下，项目采购技术规定（订货技术要求）是不可或缺的辅助采购 技术文件，这是因为，管道组成件料表和/或阀门数据表有时候还不足以或 不便于对某些采购技术要求进行更详细的表达，例如，引用标准、应用的环 境条件、设计要求、制造要求、检查试验要求、包装和标记要求、技术文件 要求等。因此，对于大型工业项目或要求较高的工业项目，通常都会把料表 （MTO）、阀门数据表（DS）、项目采购技术规定（JS）和

42、询价书（MR）组 成一个完整的采购询价技术文件。对于拾余补缺的采购情况，或数量较少、 品种简单的采购，也可以对上述的文件进行适当的取舍。关于阀门项目采购技术规定的编制，并没有统一的标准规定，各个工程公 司、设计院或用户都有自己的习惯和格式化做法，但大同小异。总体来说，常规的关于阀门的项目采购技术规定包括下列内容，但不限于这 些内容：1）适用范围；2）引用标准；3）应用环境条件；4）设计要求；5）制造要求；6）检查试验要求；7）标记和包装；8）技术文件要求；9）其它要求；10）附录。范本略。3管道材料选用材料的基本性能3. 1.1 机械性能I）强度指标：强度极限。b,屈服极限。“持久极限。D （

43、100000小时断裂 平均值），蠕变极限。，（/延伸率/1000小时）。相关问题：直接作为计算 参数，标准许用应力及安全系数。举例：关于。和。；2）塑性指标：延伸率（口和口。值），断面收缩率中，非直接计算参数。 举例：碳钢和不锈钢的延伸率，14%延伸率的韧性材料界限；3）弹性指标：弹性模量E。用于结构应力计算参数；4）韧性指标：冲击功Ak。非直接计算参数，但作为材料脆性转变的一个重 要判据；5）硬度：反映材料对局部塑性变形的抗力及材料的耐磨性。主要用于加工 变形残余应力和焊接残余应力存在程度的判断。举例：某装置用不锈钢管件 的断裂，某装置冷氢管道开裂。硬度与抗拉强度的近似关系：低碳钢：。尸HB

44、高碳钢：。尸HB调质合金钢：二HB化学性能包括耐腐蚀性、高温下的组织稳定性等。举例：硫腐蚀、醋酸腐蚀等。3. 1. 3 物理性能包括导电性、热涨率等。3. 1. 4 可加工性能包括铸造性能、锻造性能、机加工性能、焊接性能等。举例：321材料的铸 造，渗铝材料的焊接性能。3. 1. 5 经济性能包括材料的性能成本、制造成本、安装成本等。常用材料类型及特点1）普通碳素钢/GB/T700铁碳合金。五大元素：铁、镒、硅、硫、磷。普通碳素钢与优质碳素钢相比，由于它的有害杂质元素S、P含量相对较 高，综合机械性能和耐蚀性较差，故不宜用在较重要的场合，但普通碳素钢 价格便宜，故工程上常用于各种钢构架、支吊架

45、等，而流体输送管道上使用 时常给与一定的限制。2）优质碳素钢/GB/T699铁碳合金。五大元素：铁、锌、硅、硫、磷。优质碳素钢中的有害杂质元素S、P比普通碳素钢低，不仅如此，二者的冶 炼方法也多有不同，普通碳素钢多用成本最低的转炉冶炼，而优质碳钢则采 用平炉或纯氧顶吹转炉冶炼，脱氧较好，杂质含量较低，故其综合机械性 能、耐蚀性等均优于普通碳素钢。优质碳素钢与高级优质碳素钢相比，价格 不高，故这类钢是工程上应用最广泛的碳素钢。3）低合金钢/GB/T1591铁碳合金+锦。五大元素：铁、锌、硅、硫、磷。强度和耐温性能优于碳素钢。ASTM无此分类。举例：16Mn材料（略）。4）合金钢/GB/T3077

46、为了提高钢的通过有意识地向碳素钢中加入一些合金元素，可显着改变并获 得期望的机械性能、工艺性能或物理化学性能，由此得到的钢就叫合金钢。常见合金元素：锦（Mn）、铭（Cr）、缶（Mo）、孤（V）、硅（Si）、铝 （A1）等。举例：常见合金元素对材料性能的影响（略）。举例：关于ICr、2Cr、5Cr、9Cr钢及应用。5）不锈钢及耐热钢/GB/T1220和GB/T1221奥氏体不锈钢由于有较多的合金元素，乂具有单一的奥氏体组织，故它具有 较好的抗腐蚀性能和高温使用性能。工程上，奥氏体不锈钢常用于多种腐蚀 工况和高温工况。问题与举例：304、304L、316、316L、321、321H、347、347

47、H、310 奥氏体 不锈钢如何区别选用（重点）。高温对材料选用的影响3. 3. 1 高温机械型破坏高温下金属材料的机械性能变化。见下图：高温下金属材料机械破坏的主要型式：1）蠕变：定义，防范措施。举例：P92的高温数据与低温数据关系，蠕变 试验；2）应力松弛：定义，防范措施（补偿）。举例：高温螺栓的应力松弛问 题：3）热疲劳：理论（温度梯度和内应力）。一般情况下由于热疲劳多数与机 械疲劳共同作用，故这里略。3. 3. 2 高温冶金不稳定型破坏在高温下，由于金属原子的活动能力加强，会引起金属结构组织上的一系列 变化，从而导致材料的性能变化，这样的变化有时可直接导致构件的破坏， 有时则成为构件其它

48、破坏型式的诱因。这种金属组织随环境而变化的特性叫 做冶金不稳定性。1）再结晶：对于变形加工或焊接构件，当没有进行适当的热处理时，或所 采取的热处理（如固溶处理）不能得到常温平衡组织时，会在金属内残留一 些不稳定的畸形结构或组织。在高温下，这些畸形组织会因原子得到能量而 使金属发生再结晶，或形成新的相结构。在外力的作用下，这样的再结晶过 程会发生不稳定的结构突变，使金属构件在再结晶过程中承载能力降低，甚 至导致金属构件的强度破坏。同样，在足够高的温度下，会使一些材料的细小晶粒发生长大，而粗大的晶 粒组织本身就表现出较差的综合机械性能。如果这样的晶粒长大过程发生在 有较大外力的情况下，也会引起构件

49、的破坏。举例：高温吊架的焊接，H级不锈钢的晶粒度控制。2）金属间的原子迁移及集聚：在高温环境下，金属内某些过饱和的原子或 迁移能力较强的元素会因获得能量而发生迁移并可能发生集聚，某些微量元 素也会发生迁移或从晶内析出，不稳定的化合物会发生分解以致改变了金属 的相机构或组织，外界环境中的一些元素的渗入，等等。金属在高温下发生 的所有这些变化都会对其性能带来一些影响，或者导致金属材料的强度下 降，或者导致材料的韧性下降，或者导致材料抗腐蚀性能下降。举例：碳钢、低合金钢的石墨化（ 425/427 C）。珠光体的球化 （PU/540） o铭铝合金钢的回火脆性（400左右，杂质元素磷/P、锡/Sn、碑/

50、As、睇/Sb引起）。碳钢和不锈钢材料不能接触堆放。3. 3.3 金属间的相沉淀在高温环境下，随着金属内一些原子的迁移，会形成一些次生相，如奥氏体 高温合金在高温下形成的？相、？相及拉氏相等拓扑密排相。此类次生相有时 是弥散在原组织内，有些则沉淀在微观空穴内或晶界上，对金属的性能将产 生一定的影响，或者导致金属材料的抗蠕变性能下降，或者导致材料的韧性 下降，或者导致材料抗腐蚀性能下降，等等。举例：铁素体不锈钢的4750c脆性（350?550,复杂的铝-磷化合物，二 次铁素体）。高温高合金钢的。相脆性（540900,。相为铁原子和铭 原子比例大致相等的铁-铭化合物，其性能硬而脆，硬度达）。奥氏体

51、不锈 钢的晶间腐蚀（427?871） o3. 3. 4 高温化学不稳定型破坏就腐蚀的动力学来说，温度是导致金属腐蚀的一个重要因子，尤其是高温 下，金属元素更加活泼，因此，金属的高温腐蚀更是严重。就高温环境来 说，有时是金属在高温下直接与腐蚀介质发生化学反应而引起金属的失效， 有些则是金属在高温下金属表现出来的冶金不稳定性、化学不稳定性和机械 性能变化的交互作用的结果而引起构件的失效。产生高温-化学不稳定型破坏的型式很多，常见的有：金属在高温氧环境中 的腐蚀，金属在高温化学介质（酸、碱、盐）环境中的腐蚀，金属在高温环 境中由于发生冶金不稳定性而在高温或非高温下发生的腐蚀，金属在高温环 境中与低熔

52、点金属接触而产生的物理腐蚀，等等。举例：锅炉给水的氧腐蚀。烧焦管道的氧腐蚀。高温硫腐蚀。高温氢腐蚀。 某制氢转化炉的炉管开裂。3. 3. 5 常用材料的温度限制不考虑腐蚀因素的情况下的温度限制材 料使用温度10、20-20 425c16Mn-40 450c09Mn2V-7010012CrMoW52515CrMoW550lCr5MoW 600 c低碳奥氏体不锈钢(0Crl8Ni9. 0Crl7Nil2Mo2.0Crl8Nil0Ti 等)-196700超低碳奥氏体不锈钢（00Crl9Nil0）-196-400超低碳奥氏体不锈钢（00Crl7Nil4M。2）-1964500Cr25Ni20W800C

53、铝及防锈铝合金-200200低温对材料选用的影响3. 4.1 相关的概念1）低温脆性及脆断：电子云团活动直径，原子势能，宏观表现为强度升 高、韧性下降。举例：低温下的许用应力取值解释；2）脆性转变温度及冲击功：材料由韧性材料转变成脆性材料的临界温度。 冲击功与冲击韧性的概念，裂纹形成功和裂纹扩展功，冲击功与材料强度有 关。举例：不同温度下的冲击功取相同的评定值解释。按钢级给出冲击功评 定指标；3）影响材料冲击功的因素：除材料和使用温度外，还有材料厚度、应力水 平、材料缺陷。举例：ASME T8委员会的试验结论。材料缺陷的限制。3. 4. 2GB/T20801应用时应注意的问题1）最低使用温度和

54、免冲击试验温度的关系：可能不发生脆性转变，可保证 不发生脆性转变。举例：碳钢材料的温度下限。奥氏体不锈钢的温度下限与 免冲击试验的温度下限关系；2）免除冲击试验的条件因素：用曲线表示的厚度影响，用曲线和数据表表 示的应力水平的影响，小尺寸试样的影响，焊接因素的影响，热处理、元素 等方面的影响。举例同上；3）其它注意问题：小尺寸冲击试样的温度降量，用侧向膨胀量作为不锈钢 的评定值。举例：解释冲击功和侧向膨胀量对不锈钢韧性评定的差异（奥氏 体不锈钢冷变形后的韧性表现，16与应变下的表现数据）。介质对材料选用的影响1.5.1 介质的易燃、易爆对材料选用的影响GB50160给出的定义。危害性，风险控制级别，质量要求。举例：石油液化 气（比空气重，爆炸下限低，遇明火爆炸而不是燃烧）。3. 5. 2 介质的毒性对选材的影响GB5044给出的定义，危害性，质量要求。参内容。举例：重庆气田的硫化氢 介质泄漏。4. 5. 3 介质的腐蚀性对选材的影响对工业生产装置来说，有近半数的管子选材取决于介质的腐蚀性。腐蚀对材 料选择影响的复杂性，可作为专题。举例：1）氢气介质环境