低温系统设计讲座tian

目录一、前言二、低温系统工艺、自控设计特殊要求三、低温系统管道布置特殊要求四、低温系统管材专业特殊要求五、低温系统保冷材料特殊要求六、低温系统防腐材料特殊要求七、低温系统管机专业特殊要求1目录一、前言1一、前言、温度分级高温、常温、低温、超低温，在工程设计中并没有非常一致、统一的概念，通常℃称之为常温，高于常温便是高温，低于常温℃以上称为低温；℃℃称为“超低温”；高温区我们关注的是℃（碳钢蠕变温度）、℃（不锈钢蠕变温度）；低温区我们关注的是℃（水凝固温度）℃（最低使用温度）℃（、最低使用温度）、℃（最低使用温度)、℃（最低使用温度)、℃（最低使用温度)、℃（最低使用温度)和℃（、最低使用温度)。

、常见液化气体、氨、、丙烯物理性质2一、前言、温度分级2:、的主要成份为甲烷，化学名称为，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等其他成份组成。、临界温度为℃，临界压力为，沸点为℃，熔点为℃，着火点为℃。、液态密度为，气态密度为，气态热值，液态热值。、爆炸范围：上限为，下限为。、无色、无味、无毒且无腐蚀性,。体积约为同量气态天然气体积的。3:3标识中文名氨英文名危险性类别第类有毒气体分子式分子量号－－危规号编号化学类别氨理化性质外观与性状：无色透明流动液体，有特殊的刺激气味（臭）。临界温度(℃)临界压力()熔点(℃)–燃烧热()无资料沸点(℃)–相对密度(水＝)(℃)(空气＝)饱和蒸气压()(℃)燃烧爆炸危险性燃爆危险本品易燃、有毒、具有刺激性，在氧气中能燃烧分解。引燃温度(℃)闪点(℃)无意义最小点火能()无资料爆炸下限()爆炸上限()最大爆炸压力()危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生强烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。有害燃烧产物：氧化氮、氨。4标识中文名氨英文名危险性类别第类有毒气体分：危险性类别：第类

不燃气体外观与性状：无色无味，不燃气体熔点：（）

相对密度（水）：沸点：（）（升华点）

相对蒸气密度（空气）：饱和蒸汽压（）：（）

临界温度：（）临界压力（）：侵入途径：吸入和皮肤接触健康危害：本身无毒。但空气中浓度超过时能出现呼吸困难、头痛眩晕、呕吐等。以上时出现视力障碍、痉挛、呼吸加快、血压升高、意识丧失。以上时，出现神经抑制、昏睡、痉挛、窒息至死。接触液体二氧化碳可引起冻伤。环境危害：大气中二氧化碳增加产生温室效应爆炸危险：盛装液体二氧化碳容器遇明火高温，器内压力升高有开裂爆炸危险。5：危险性类别：第类

不燃气体5物质名称：丙烯英文名称：危险性类别：第类易燃气体危险货物编号：编号：物化特性熔点（℃）沸点（℃）溶解性相对密度（空气）饱和蒸气压()(℃)燃烧热()相对密度(水)外观与气味无色、有烃类气味的气体。火灾爆炸危险数据闪点（℃）爆炸极限（）上限下限临界温度（℃）临界压力（）燃烧性本品易燃。灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。灭火方法切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。危险特性易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。6物质名称：丙烯、深冷系统危害性巨大年月日时分山东日照石大科技石化公司立方米液态烃球罐起火爆炸7、深冷系统危害性巨大7年月日吉林一禽业公司液氨泄漏引发爆炸致人遇难8年月日吉林一禽业公司液氨泄漏引发爆炸致人遇难8年月日时分，阜阳市昊源化工集团有限公司液氨球罐区,向号液氨球罐输送液氨的进口管道中安全阀装置的下部截止阀发生破裂，管道内液氨向外泄漏，造成人因呼入氨气出现中毒和不适,住院治疗和观察。事故发生后，该公司进行紧急处置，用分钟时间，制止了泄漏。事故发生时，截止阀底部发生破裂，底部一块直径的圆形阀体外壳破裂飞出，液氨大量泄漏。截止阀存在原始缺陷，在应力作用下,加之材料没有韧性,裂纹扩展，在达到临界尺寸时，裂纹贯穿，液氨泄漏，由于液氨汽化吸收热量，造成截止阀温度降低，导致阀体在低温下发生低应力脆性断裂，液氨大量泄漏。9年月日时分，阜阳市昊源化工集团有限公司液氨球罐区,向号液、谈一下标准与技术法规的关系10、谈一下标准与技术法规的关系10目前，国内外标准众多，国内标准、、、、、等近几年随着工程项目规模的扩大，进行了大量修订、新版等，对同一问题的要求，也有相互矛盾、抵触之处，所以，作为一个设计人员，遵从法规，选用合适的技术标准，是项目安全性和经济性的可靠保证。11目前，国内外标准众多，国内标准、、、、、等近几年随着工程项目住房城乡建设部标准定额司关于征求《关于深化工程建设标准化工作改革的意见（征求意见稿）》意见的函建标标函[)号【年月日】标准体制适应经济社会发展需要，标准管理制度完善、运行高效，标准体系统一协调、支撑有力。到年，新型标准体制下的管理制度基本建立，重要的强制性标准发布实施。到年，以强制性标准为核心、推荐性标准和团体标准相配套的新型标准体系初步建立。到年，新型标准体制和体系较为完善，标准制定、实施和监督工作有效、有序运行，标准国际竞争力明显提升。12住房城乡建设部标准定额司关于征求《关于深化工程建设标准化工作与时俱进与时俱进13、常规设计压力、设计温度的选取工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件，主要是指设计压力和设计温度。依据：设备和管道系统设计压力和设计温度的确定）设计压力.石化行业工作压力()设计压力()≤<≤<≤>.化工行业：一般按公式：≥×≥取两者最大值。式中——设计压力，——正常最大工作压力二、低温系统工艺、自控设计特殊要求14、常规设计压力、设计温度的选取二、低温系统工艺、自控设计特殊）设计温度应不低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的温度。最苛刻条件：指导致管子及管道组成件最大壁厚、最高公称压力等级或最高材料等级的条件。、石油化工行业工作温度(℃)设计温度(℃)<≤(最低取－)<≤>(～)、化工行业）一般情况下，当工作温度在℃时，取操作温度℃。）当工作温度＞℃时，取操作温度℃。15）设计温度15）当工作温度为℃℃时，按工艺条件确定设计温度。）当工作温度为＜℃时，取设计温度操作温度。、标准设计温度、设计压力定义）共分为：动力管道发电站燃气管道（年撤销）工艺管道;液体和泥浆输送管道系统;冷冻管道;化工厂管道;（并入)核工业管道;（移出)气体输送和分配管道;）当工作温度为℃℃时，按工艺条件确定设计温度。16建筑管道;深冷管道;（并入)浆液管道;氢管道)（版）年月日批准，年月日发行，章节如下：第一章范围和定义第二章设计

第三章材料

第四章管道组件标准

第五章制作、装配和安装

第六章检验、检测和试验建筑管道;17第七章非金属管道和非金属材料衬里的管道第八章类流体工况的管道第九章高压管道第十章高纯度管道)适用对象和范围

炼油,大化工,石化,制药,纺织,造纸,半导体,深冷(空分,气体)及相关行业;金属,非金属，非金属衬里；各种压力类管道第七章非金属管道和非金属材料衬里的管道18各种温度;各种化工,石油原料,中间,成品流体,气体,蒸汽,空气,水,流态化固体,致泠剂,低温流体。适用对象在成组设备总成范围内连接各单体或装置的管道。≤＜,且无毒,无害,不可燃,且温度℃;动力锅炉和的锅炉外管；火焰加热器内的管子、集管、联箱和集管；压力容器、换热器、泵、压缩机和其他输送或加工流体的设备的内部管道及连接外管道的接口。不适用对象:各种温度;≤＜,且无毒,无害,不可燃,且温度℃;不适用对19)流体工况划分）类流体:完全满足输送流体是不易燃、无毒和对人体无害的；设计表压不超过;设计温度°条件的流体。【中一部分】）类流体:泄漏极少量有毒流体被人吸入或接触后，即使迅速采取治疗措施也能造成严重的和难以治愈的伤害。【()】）高温流体管道的设计温度或持久操作温度等于或大于，【这会带来蠕变变形和蠕变断裂】）高压流体工况类系指超过磅级额定参数所规定的设计温度和材料组别所允许的压力工况。【实际上是根据管道的压力等级确定的一种压力工况】）常规流体工况不属于上述四类工况管辖的工况。)流体工况划分20）高纯度流体工况类一种由于产品的清洁度控制水平要求因而选择规范规定之外的制作、检验、检测和试验方法的要求的流体工况。)设计条件和设计准则）高纯度流体工况类)设计条件和设计准则21低温系统设计讲座tian22低温系统设计讲座tian23低温系统设计讲座tian24)设计准则：()压力温度的设计准则【有规定额定参数的表列组件、没有规定额定参数的表列组件、非标列的组件、压力和温度的允许变动范围、不同工况条件下连接处的额定参数】()许用应力和其他应力的限制【设计应力的基础、铸件的质量系数、焊接接头的质量系数、由于持续荷载和位移应变引起的计算应力的范围、由于偶然荷载引起的计算应力的限制】【压力、重量为持续荷载，风、地震是偶然荷载，操作状态时，非高温工况，持续荷载和偶然荷载应力总和可以是基本许用应力的倍，不考虑风、地震同时发生，但高温工况要考虑；试验状态不考虑临时荷载】)设计准则：25()裕量【腐蚀、侵蚀、螺纹深度或沟槽所需裕量，机械强度：由于支架、结冰、回填、运输、装卸或其他原因造成超载、损坏、弯曲应加厚或外加拉杆支座等方式解决。】、深冷系统对设计压力、设计温度确定的特殊要求）设计压力除遵循前面基本原则外，还要关注°的饱和蒸汽压值。）不仅要考虑正常生产工况，一定要考虑开车、停车、还原、再生、吹扫等各种工况下的最苛刻条件，同时根据分析，对可能产生安全事故的隐患部位，要人为提高它的设计条件，换得本质安全。26()裕量26）设计温度不仅要考虑正常生产工况，同时根据分析，对可能产生安全事故的隐患部位，有可能泄放【安全泄放还是事故泄放】造成温度骤降情况进行考虑，采取安全措施，保证安全。）低温系统设计温度的安全裕量是在操作温度基础上下行，趋向于更恶劣条件而不是相反。氨冷管道特性表27）设计温度不仅要考虑正常生产工况，同时根据分析，对可能产生安、低温系统、自控特殊要求）在中要明确因低温带来的特殊要求，主要包括：、注明闸阀、球阀泄放方向，是上泄放还是下泄放，常规上泄放。泄放方向未必与物料流向相一致。、注明球阀是全通径还是缩径的使用部位，如安全阀根部阀是全通径。、注明绝热长度要求，以满足两相流振动对管道安全性要求。、注明设备安装高度要求，以满足机泵气蚀要求.、根据项目性质、介质、安全性分析，确定合理的等级，根据等级，确定三取一还是二取一。、除了测量介质参数，还要注意保冷层表面温度的测量。28、低温系统、自控特殊要求28、要根据国家、当地安监局要求，切实做好、火灾安全性分析，设计系统。、自控阀手轮的选择要慎重。管道命名表卸船举例卸船系统举例29、要根据国家、当地安监局要求，切实做好、火灾安全性分析，设计高度自信－－我是狮子我怕谁？高度自信－－我是狮子我怕谁？30三、低温系统管道布置特殊要求、适用于低温(°°)管道的配管设计。、配管设计低温设备布置应紧凑，方便配管，冷系统配管要求尽量短。根据管道材料的冷收缩量配管通常用于低温管道的奥氏体不锈钢的线性膨胀系数比碳钢大，则奥氏体不锈钢的位移量也大，且多数不锈钢管的壁厚小、强度低，配管设计时应综合考虑设置合理的管道支架。低温管道冷收缩使管道许用应力降低，配管时应考虑管系要有足够的柔性，充分利用管系的自身膨胀。当无法自然补偿时，应设置补偿器，提供膨胀环或采用膨胀节。管道的每个支撑点要计算和推测管道的位移量，以防止管托从导轨或静止梁上脱落。31三、低温系统管道布置特殊要求、适用于低温(°°)管道的配保冷管道的法兰、阀门和测量仪表不应暴露在环境中，必须用保冷材料进行保冷。保冷管道的配管设计应符合以下要求:考虑管道的移动，管道与相邻管道、设备及与梁之间应留有足够的间隙;法兰和阀门处的保冷厚度大，配管时应留有足够的间隙;放空和放净的最小安装尺寸应根据保冷厚度确定。见下图;注:*为最小安装尺寸，设计时应除伸出的保冷层外侧（）不防碍保冷层外表面（）外，还应不影响阀门手轮操作32保冷管道的法兰、阀门和测量仪表不应暴露在环境中，必须用保冷当保冷管道贯穿楼板时，应加大预留孔，配管时应避开梁，注意管道与梁之间的距离;立式设备有稠密上升管道处，注意应给出支架与支架的安装间距;应该给出适当的保冷管道间距;布置低温管道时，应避免管道振动，尤其泵、压缩机、排气管等管道，必须防止管系的振动。若有机械振源，应采取消振措施，接近振源处的管道应设置如波型补偿器等弹性元件以隔断振源;低温管道上靠近弯头或三通处，不应直接焊接法兰，为拆卸法兰不破坏管道上的保冷层，需加一段管子后再焊接法兰;低温管道上仪表管嘴的保冷长度至少为管道保冷厚度的倍。低温管道中热电偶套管不应安装在垂直位置上，要考虑到保冷层被破坏时底座上会结冰。见下图。33当保冷管道贯穿楼板时，应加大预留孔，配管时应避开梁，注意管图：热电偶套管安装注为管道保冷层厚度34图：热电偶套管安装34保冷管道上的支吊架等，必须安装保冷材料，支架的保冷长度应该等于或大于管道保冷厚度的倍。见下图图：管道支架的保冷注:保冷层未延伸到支架（)端时，()可以不用保冷垫块，通常用一个管托。若保冷层已延仲到支架()端时，()应用保冷垫块。35保冷管道上的支吊架等，必须安装保冷材料，支架的保冷长度应该管架的安装管架的支撑重量应包括管道保冷结构的重量。低温管道材料强度相对较低，应注意低温管道支架间跨距应比一般钢管道支架间的跨距小。当保冷管道无管托支承时，保冷管道管底标高的确定取决于管架或枕梁上的保冷厚度，在管径变小的地方，保冷厚度也变小，为了保持管道管底标高，保冷垫木块的厚度是不变的。见下图：36管架的安装36保冷垫木块的厚度比保冷层厚度约大，应该防止由于管子偏移与梁接触而引起保冷层的损坏。见下图：图：保冷垫木块的厚度37保冷垫木块的厚度比保冷层厚度约大，应该防止由于管子偏移与梁低温管道极易生锈，在管架的滑动表面应采用滑动板。低温管道弯头处应力最大，弯头处最易脆裂，不宜在弯头处焊接管道支吊架。阀门的安装当流体是液体时，低温阀的阀杆应向上安装，低温阀的阀杆较长，安装阀门时应引起注意。有泄压孔的低温闸阀，应在阀体的阀盖上标记泄压孔方向。并注意标记不应被保冷层覆盖。见下图：38低温管道极易生锈，在管架的滑动表面应采用滑动板。38安全阀、调节阀检修期间泄压孔方向注:“↑”是泄压孔方向39安全阀、调节阀检修期间泄压孔方向39低温系统设计讲座tian40四、低温系统管材专业特殊要求对低温工况管道材料要求(年版）对低温工况管道材料要求(年版）对低温工况管道材料要求工程设计中低温系统管材专业注意的问题41四、低温系统管材专业特殊要求对低温工况管道材料要求41对低温工况管道材料要求42对低温工况管道材料要求4243434444454546464747【这个应根据安全要求采用非焊接支管，不一定局限于必须≥.，下面应认真执行】(年版）对低温工况管道材料要求【这个应根据安全要求采用非焊接支管，不一定局限于必须≥.，下48(年版）对低温工况管道材料要求(年版）对低温工况管道材料要求49低温系统设计讲座tian50低温系统设计讲座tian51低温系统设计讲座tian52低温系统设计讲座tian53低温系统设计讲座tian54低温系统设计讲座tian55、不锈钢无缝管、焊管及管件（）材料管道元件材料应是双牌号和。双牌号管子须满足不锈钢的机械性能和不锈钢的化学成分的要求（对于无缝管参照标准，对于电熔焊管参照标准）进行供货。不锈钢无缝钢管的碳含量和机械性能遵照，电熔焊管的碳含量和机械性能遵照。用于低温条件的不锈钢管，成品中的单根管道仅允许有一条纵向焊缝；焊制管须射线探伤，其焊接接头系数为（根据）。所有材料均应是新的，且内外表面没有污垢、沙尘或其他污物。工程设计中低温系统管材选择【°低温工况】、不锈钢无缝管、焊管及管件工程设计中低温系统管材选择【°低温565757585859596060616162626363（）腐蚀裕量应根据每个独立的管道等级规定腐蚀裕量；如果是不锈钢，则腐蚀裕量为。（）化学成分无缝和焊接管的化学成分应符合，电熔焊制管的化学成分应符合。所有产品：最大含碳量；焊制管：最大含硫量。化学成分分析检验频率——每一炉。（）成品分析无缝和焊接管的成品分析应符合，电熔焊制管的化学成分应符合。（）机械性能)电熔焊制管的拉伸试验应遵照双牌号管子须满足不锈钢的机械性能和不锈钢的化学成分的要求（对于无缝管参照标准，对于电熔焊管参照标准）进行供货。要求：对于电熔焊管子，焊接接头的横向拉伸性能须达到指定极限抗拉强度的最低要求。（）腐蚀裕量64试样位置和方向：在成品管子的端部的焊缝横断面处取样，在最终加工至指定尺寸之前冷展平。试样应遵照锅炉和压力容器规范制样，试验方法应遵照。)无缝管的拉伸试验须遵照的要求。)焊缝接头弯曲试验：试验方法：遵照的要求要求：在弯曲后若没有证据表明在焊缝里或在焊缝与母材间有裂纹，焊接的延展性视为可接受。试验数量：一个试验（两个试样）代表每批成品管子的抽样。)冲击试验：焊制不锈钢管材的焊缝（母材、焊缝金属和热影响区三个位置）要求进行℃冲击试验，接收标准为横向膨胀量应不小于。试验数量：每个位置母材、焊缝金属和热影响区）三个试验件，代表每批成品管子的抽样。试样位置和方向：在成品管子的端部的焊缝横断面处取样，在最终加65)水压试验：每根管子应按照的要求进行水压试验。压力应续持足够的时间以保证检查员来检测全部长度的焊缝。()尺寸公差)壁厚无缝管管道上任何点的壁厚负偏差不得超过。焊制管管道上任何点的最小壁厚不得比指定公称厚度薄。)外径无缝管管子外径的允许偏差不得超过表中的限定值。对电熔焊焊制管：)水压试验：每根管子应按照的要求进行水压试验。压力应续持足66焊制管外径的允许偏差基于指定外径环向测量值的±。)坡口端允许偏差不能超过所列限定值。)其它的公差要求见相应的材料标准。()长度除非许可，管子的长度须遵照以下要求。最短管子长度：最长管子长度：运输最小平均长度：不允许有环焊缝。不允许用螺旋焊管。焊制管外径的允许偏差基于指定外径环向测量值的±。67()设计和制作)概述无缝钢管和电熔焊管的加工工艺分别按和执行。管子应没有锈迹并应远离铁粒子的污染。根据相关规范，成品管子应进行钝化处理。在订单执行过程中，未经业主许可，卖方分包商不得改变或修改设计、材料或加工工序。)制作公称直径为””的管子为平端。管表号须遵照。管子(＞”)须加工成坡口端，坡口端见标准.或。管表号须遵照或。如果是焊接的管子，每根管子端部的内焊缝需加工，公差±。()设计和制作68焊后热处理和无损检测须遵照相关规范要求。根据的规定，要求管子的焊接填充材料铁素体数()为。可适用的但不局限于以下的加工工序包括：钢制作工艺、热处理方法、化学成分分析、机械性能试验、无损检测、液压试验、终检、尺寸核查等。)管道缺陷修补的特殊要求不允许焊接修补。()热处理所有管子均应按表要求的热处理状态供货。根据的规定，所有管子均应按要求的固溶处理状态供货。()表面处理酸洗钝化处理，机加工表面不需要酸洗，内表面粗糙度最大。焊后热处理和无损检测须遵照相关规范要求。69、不锈钢锻制轧制管件、法兰（）材料管件包括弯头、三通、大小头、管接头、管帽、管堵、盲法兰和字盲板。锻制管件选材时应为、和，锻钢管件选材时为和，板材为。和所有产品：最大含碳量；板材：最大含硫量双牌号不锈钢管件应满足不锈钢的机械性能和不锈钢的化学成分的要求进行供货。（）锻制管件和法兰锻制管件和法兰的化学成分遵照。化学成分分析检验频率——每一炉、不锈钢锻制轧制管件、法兰（）材料（）锻制管件和法兰70成品分析检验频率——每批抽检一个拉伸试验:遵照。试验数量：每批抽检一个（）无缝锻造管件无缝锻造管件和法兰的化学成分遵照。成品分析检验频率——每批一个热处理批次的所有管件）拉伸试验:遵照。试验数量：每批抽检一个注：术语“批”应用于具有相同尺寸、同一炉和同一热处理批次的所有管件或法兰。（）焊制锻造管件焊制管件：射线探伤焊制锻造管件和法兰的化学成分遵照。。成品分析检验频率——每批抽检一个。71成品分析检验频率——每批一个拉伸试验:遵照。试验数量：每批抽检一个术语“批”应用于具有相同尺寸、同一炉、同一热处理和同一焊缝熔敷的所有管件）冲击试验：焊制不锈钢管件的焊缝（母材、焊缝金属和热影响区三个位置）要求进行°冲击试验，接收标准为横向膨胀量应不小于。试验数量：每个位置母材、焊缝金属、热影响区各三个试验件，代表每批成品管子的抽样。（）尺寸公差：管件、法兰的公差要求须满足、、、和的要求。成品分析检验频率——每批一个72壁厚任何点的壁厚负偏差不得超过。法兰对焊端的壁厚负偏差不得超过。字盲板、插板和垫环的尺寸遵照，厚度尺寸公差为。外径和内径小于等于”的锻钢管件遵照的内容、图表要求。大于等于”的管件公差不得超过的内容、图表要求的。坡口端允许偏差不得超过的限定值。（）设计和制作管件和法兰按要求锻造。锻钢管件须遵照要求制造。卖方分包商应满足本规定、相关文档和请购单上其他附件的要求。壁厚73)法兰和锻制管件带颈对焊法兰和对焊锻制管件（如对焊管座）需处理对焊端。带颈对焊法兰和对焊锻制管件端头壁厚（如管表号、和）须遵照的要求。端头壁厚对应其它管表号的须遵照的要求。所有压力等级的法兰应全部机加工，密封面应为突面。垫片接触面应为锯齿形表面，表面光洁度为μμ。)锻钢管件小于等于”的锻钢管件级别应为，大于”的管件级别应为或。端头壁厚（管表号为、或）应遵照。所有对焊管件的端头需遵照的要求处理对焊端。)法兰和锻制管件74)孔板法兰孔板法兰遵照执行，且要配有顶起螺栓和堵头。孔板法兰的附件的材料如下：顶起螺栓：堵头：和)字盲板、插板和垫环对于字盲板、插板和垫环，尺寸须遵照的规定，其材料遵照的规定。()热处理所有的奥氏体不锈钢材料须以固溶退火状态供货。()表面处理.酸洗钝化处理，机加工表面不需要酸洗。内表面粗糙度最大μ。)孔板法兰75焊接焊接工艺和焊工或焊机操作工应具备的资格。为避免焊接金属的热裂，焊缝金属的铬和镍的含量应保证产生的铁素体在。缺陷修补特殊要求:如果是管子和锻制管件，不允许对母材进行焊接修补。任何有关焊接的修补须提请业主批准后方可执行。对于锻钢管件，所有的修补应遵照相关章节内容。用于焊接修补的焊接工艺和焊接操作工应具备的资格。焊接修补须按照与初次焊接同样的检查技术进行检查。根据规范，在焊接修补后，材料须进行热处理。焊接76、工艺介质低温阀门工艺介质低温阀门分为球阀、蝶阀、止回阀、截止阀等。为了防止管道泄漏，阀门端面连接形式一般采用焊接。以下对低温阀门设计的几点要求：阀门主体材料。阀门主体材料选用时主要考虑材料在低温下的冷脆现象，所以最好选用面心立方晶格金属，从经济型和可靠性来选，或奥氏体不锈钢是最适合的材质。密封材料。阀门的软密封结构多选用聚四氟乙烯（），填料选择石墨。不能选择常用的氟塑料、橡胶等，因为该材料在低温下容易变脆和对低温溶剂介质有泡胀性。、工艺介质低温阀门77加长阀杆设计。阀加长阀杆可使填料函底部的工作温度高于℃，如果填料函结冰，不但影响阀杆的正常操作，而且也会因阀杆的上下运动划伤填料，造成密封失效。阀杆长度和阀径厚度是影响填料函温度的主要因素。防火、防静电设计。因为阀门密封件是绝缘体，密封件在上下或旋转过程中会由于摩擦产生静电，易引起火花发生燃烧爆炸。对于易燃易爆介质，超低温阀门必须设计防静电装置，以保证阀杆和阀体之间的电路连续连通，导出静电。（）材料所有阀门材质应符合的要求。阀体应该是锻造或铸造。不允许使用将轧制钢板或铸件通过焊接而成的阀门。阀体不允许使用锻压棒料。阀体最小壁厚要求不小于定义的阀门最小壁厚。加长阀杆设计。78如果用锻钢阀门代替铸钢阀门，就需要核对阀门等级规定。不锈钢阀门上不允许使用碳钢的零部件。阀门手轮材料采用钢、锻铁或可锻铸铁，不允许使用压制钢件和铝。外包和内衬材料不允许在低温工况下使用。用于低温阀门阀体和阀芯的材料是：铸造材料：,或（所有的奥氏体不锈钢应以固溶退火状态供货。当奥氏体不锈钢铸件用于操作温度低于°时，需要做低温冲击试验）。可以接受的最小横向膨胀值为。对于每一炉次和热处理批次需要做拉伸试验。锻造材料：,（所有的奥氏体不锈钢应以固溶退火状态供货）如果用锻钢阀门代替铸钢阀门，就需要核对阀门等级规定。79软阀座：金属阀座上嵌入的软密封是阀芯：不锈钢紧固件：垫片、压盖填料：符合低温操作工况和火灾安全标准的厂商标准。（）尺寸最小壁厚应符合规定。对于本规范以外的阀门、其厚度设计或复核检验应符合的规定。、低温阀门主要要求软阀座：金属阀座上嵌入的软密封是、低温阀门主要要求80球阀全通径顶装保证球和阀座可在线维护完全双向流和固定球结构在阀体上标明优先关闭方向（铸造或者永久标识）球体都应设阀腔泄压放空腔和阀门同侧，泄压方式采用自泄压阀座为了避免开启扭矩过大，在低温环境下，"及以上的阀门采用齿轮操作方式，对于小于"的阀门卖方推荐也可采用齿轮操作。对焊球阀两端要有管道短管，对于尺寸为”至”时，短管长度为；对于尺寸大于等于”时，管道短管长度为。阀门厂家推荐的带短管球阀要求可以在线焊接，并且不需要卸下球阀内部构件来焊接。厂家提供带有焊接短管的承插焊球阀——总长为。所有的阀杆都是防吹出结构。低温球阀防吹出杆的设计，阀杆与阀芯采用销键连接应不能认为是防吹出设计。低温球阀需有防静电设计，并按进行静电测试。盘根应是动荷载，采用加载弹簧。截止阀、针形阀、止回阀阀板和阀座可在线维护对焊旋启式止回阀两端需要管道短管，短管长度最小为，短管的要求应听取厂家建议。球阀全通径顶装保证球和阀座可在线维护完全双向流和固定球结构在81截止阀、针形阀支架式明杆外螺纹。蝶阀阀板和阀座可在线维护，如果连接形式为对焊，蝶阀应该为侧装式或顶装式。三偏心高性能。两边应可承受满载荷完全双流向在阀体上标明优先关闭方向（铸造或者永久标识）齿轮操作通用要求伸长阀杆（用于低温阀门）阀杆长度应足够长，以保证填料的工况处于环境温度。卖方的提供的阀杆长度需得到业主的审阅和批准所有低温阀门至少应满足中非冷箱阀门的要求。所有阀盖加长的阀门应有一滴盘进行保冷以保证填料箱处于环境温度。滴盘与加长阀杆连接处应满焊。所有对焊端的低温阀门在端部都要有短管。除球阀外，短管长度由卖方选取合适长度。短管的壁厚要与相邻管道的管表号保持一致。截止阀、针形阀支架式明杆外螺纹。蝶阀阀板和阀座可在线维护，如82通用要求螺栓连接阀盖。以上级别阀门，可考虑采用压力密封式阀盖阀门替代螺栓连接阀盖式阀门。非整体式阀门禁止用于低温工况所有用于低温工况的对焊阀门执行中第八节规定的特殊等级的要求对焊(≥")承插焊("–")法兰连接

应该满足下面的任一个火灾安全标准比如,,，,,.低温阀门的防火证书应是仅适用于、，且应要求其结构型式应在证书所包括范围之内，证书的认证机构应为国际上权威的独立第三方机构，如、、’等；卖方应提交给业主批准对于公称直径小于"高光洁度的硬表面阀座，供应商应遵照通用要求螺栓连接阀盖。以上级别阀门，可考虑采用压力密封式阀83通用要求以下附件可用于标准阀门而无需拆卸内部构件伸长阀杆端部转换（直接固定在阀柄上而不是齿轮轴上）密封或锁紧设置联锁设置电机操作阀：扭矩值应由卖方提供允许最大阀杆扭矩手动阀允许单手载荷应小于扳手长度应小于对于所有的阀门，开和关的位置应该就近或异地标示阀门应设阻止超范围移动，所有阀门应可在全开或全关位置采用挂锁锁定。所有法兰连接端阀门的法兰应是整体式的对于阀门的设计、生产、密封，卖方应提供被认可的质量保证系统，且该系统应满足或相当标准。如果卖方没有认证，其应提供检验认证证书且此认证是通过其自己的质量保证部门，或一个独立的第三方检验机构。提交完全可追溯的受压材料、生产操作、检验及控制操作相关流程。通用要求以下附件可用于标准阀门而无需拆卸内部构件伸长阀杆端部84、主要低温阀门介绍泄压孔不锈钢球阀多用于密封等级要求较高的管道内流体的关断，在操作状态下球阀的阀腔内会存有低温液化气体，当阀门处于关闭状态时，阀腔内残留的低温液体吸热易汽化导致阀门内部超压，具有较大安全隐患。因此低温球阀需要设计中腔自泄压结构，使阀门内腔压力异常超压时，自动泄放压力。

图自泄压阀座式泄压、主要低温阀门介绍泄压孔不锈钢球阀图自泄压阀座式85（）按球体的支撑方式分类：可分为浮动球球阀和固定球球阀浮动球阀一般适用于≤，≤的阀门，固定球球阀用在高压、大通径的场合。一体式浮动球阀固定球阀固定球阀（）按球体的支撑方式分类：可分为浮动球球阀和固定球球阀一体式86上装式球阀二分体式球阀三分体式球阀（）按结构分为顶装和分体式，国际流行为顶装上装式球阀二分体式球阀三分体式球阀（）按结构分为顶装和分体式87（）全通径、缩径、双缩径球阀（）全通径、缩径、双缩径球阀88球阀的通道直径（）按照实际口径大小顺序排有

;;三种。全通径一般使用在通常情况下，对有清管要求的管线必须使用全通径阀门、安全阀根部阀、流量计前阀等。缩径可使用在对管线流量有控制要求的管线中。国外客户喜欢用，根据标准规定，可使用缩径来代替。图片\球阀的通道直径（）按照实际口径大小顺序排有

;;89上装式蝶阀双板式止回阀其他类型阀门上装式蝶阀双板式止回阀其他类型阀门90轴流式止回阀不锈钢截止阀轴流式止回阀不锈钢截止阀91低温系统设计讲座tian92工程设计中低温系统管材选择【°低温工况】工程设计中低温系统管材选择【°低温工况】93949495959696979798989999100100101101102102低温系统设计讲座tian103::104::105工程设计管材举例：管材文件举例\管道材料技术规定()管材文件举例\阀门数据表（工艺介质蝶阀）()管材文件举例\阀门数据表（工艺介质球阀）管材文件举例\阀门数据表（工艺止回阀、截止阀、闸阀）()管材文件举例\阀门设计规定(工艺介质)()管材文件举例\不锈钢管子、管件和法兰采购规定()工程设计管材举例：106不要看别人不顺眼不要看别人不顺眼107五、低温系统保冷材料特殊要求低温工况保冷材料遵循规范低温工况保冷材料技术规定工程设计中低温系统保冷材料、结构注意的问题五、低温系统保冷材料特殊要求低温工况保冷材料遵循规范108序号标准号名称

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泡沫玻璃保温的标准规范低温工况保冷材料遵循规范109序号标准号名称设备与管道绝热设计导则设备与管道绝热技术通序号标准号名称

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硬质泡沫塑料的压缩特性的试验方法

硬质泡沫塑料的表观密度的测试方法

硬质泡沫塑料张力和张力粘合性能的试验方法110序号标准号名称商用和工业用保冷材料规范特别要注意：工业设备及管道绝热工程设计规范建筑材料及制品燃烧性能分级覆盖奥氏不锈钢用绝热材料规范保冷材料规范特别要注意：111低温工况保冷材料技术规定、保冷设计原则：具有下列要求之一的设备和管道应予保冷：()需阻止或减少冷介质和载冷介质的冷损失;()需阻止或减少冷介质和载冷介质温度升高;()需阻止低温设备和管道外壁凝露.保冷结构：阻燃型聚异氰酸酯泡沫制品作为绝热层，不锈钢扎带捆扎（每米道）（现场发泡时除外），黑色玛蹄脂和聚氨酯铝箔为防潮层，密封胶粘结，不锈钢板为保护层并采用不锈钢带捆扎（对于非规则表面采用自攻螺钉固定）。保冷结构由内至外分别为保冷层、防潮层、保护层组成一个完整的保冷结构。并应符合以下要求：低温工况保冷材料技术规定、保冷设计原则：112（）保冷层保冷层使用深冷型硬（聚异氰酸酯泡沫制品），采用粘贴、捆扎结构，这是决定保冷效果好坏最关键的一层。要求保冷层材料的技术性能及厚度必须符合设计规定，且厚薄均匀，接缝严实，紧固合理，松紧适度，外形美观，确保保冷效果良好。当保冷厚度≥时，必须分层施工。（）防潮层防潮层采用粘贴和包缠结构。要求防潮层搭接适度，厚薄均匀，完整严密，无气孔，无鼓泡或开裂等缺陷，应具有阻燃性，气密性、防水性，防蒸汽渗透及抗老化等性能。确保保冷层保冷效果良好。（）保护层保护层采用镀铝钢板，是保冷结构的外护层。保护防潮层和保冷层必须严密、防潮、防湿、能抗大气腐蚀和光照老化、不燃或阻燃、黑度小、容重轻、不开裂、具有足够的机械强度、使用寿命长，并能使保冷结构外形整齐美观。（）保冷层保冷层使用深冷型硬（聚异氰酸酯泡沫制品），采用113绝热类型应用保冷人身防护防噪音绝热绝热块设计条件绝热类型绝热类型的分类应根据绝热材料的种类、工艺操作条件和计量条件来分类。典型的保冷类型如下：绝热厚度绝热系统外表面的冷损失应小于

²。保冷()应用于常低温工艺系统。根据表中注明的条件进行传热计算，将得到的典型保冷（）厚度列于表中。绝热类型应用保冷人身防护114人身防护()使用绝热材料，所有管线、所有管径和温度，绝热厚度均为。阀门、管件等的绝热厚度应与相连的管道一致。设备封头的绝热厚度应和主设备筒体部分一致。金属部分，如伸出主绝热层的支腿或梁应与主绝热管道设备采用相同的绝热等级，厚度是主管道设备绝热厚度的倍，且最小为。注意保冷材料分层：人身防护()使用绝热材料，所有管线、所有管径和温度，绝热厚度115

()总厚度

()预制

()

()116绝热范围如果一个工艺系统需要保冷，则整个相关联的系统都应完全绝热，包括所有的管道元件、仪表设备、放空、通风管口和管道支架（保冷到指定的范围）。人身防护用于操作温度在℃及以下的非绝热工艺管线。应安装在巡检通道、梯子、平台和正常工作区域垂直高度小于米或水平距离小于米的地方。所有的突出在绝热管道或设备外的金属材料都应绝热处理。突出的材料不局限于设备的裙座、支耳、支腿、鞍座、预焊件和空间结构、平台支耳、管道支吊架和在管道中非绝热的连接如放空、取样及非绝热的仪表。当设备是由金属支腿支撑时，绝热层应从容器的最低点开始，绝热的长度应该超过倍的设备绝热厚度。绝热范围117由裙座支撑的低温设备，其内部和外部都应绝热，而且裙座的绝热长度也应超过倍的设备绝热厚度。裙座的高度应足够高，离开地面至少要有的空间。铭牌、绝热标签等都应该安装在绝热系统的外表面上。低温泵箱和压缩机缓冲罐也应绝热。从安装和检修的工作空间来看，绝热层外表面与其它障碍物如钢结构、电气槽盒、管道或其它绝热管线之间的净距至少要有。由裙座支撑的低温设备，其内部和外部都应绝热，而且裙座的绝热长118工程设计中低温系统保冷材料、结构注意的问题：、注意耗氧指数、注意保冷材料分层、注意保冷材料氯根含量、注意保冷材料值、对于外泡沫玻璃，内层提请学员注意，仍需考虑耗氧指数不小于强制条文。图片\工程设计中低温系统保冷材料、结构注意的问题：119低温系统设计讲座tian120先弄明白再说话先弄明白再说话121六、低温系统防腐材料特殊要求编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆总厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度≤非绝热

环氧富锌底漆厚浆型环氧涂层聚氨酯

非绝热

无机富锌底漆丙烯酸硅酮丙烯酸硅酮

非绝热

无机富锌底漆硅酸铝硅酸铝≤绝热

厚浆型环氧涂层

绝热

无机富锌底漆硅酸铝表碳钢和低合金钢管子、管支架和钢结构六、低温系统防腐材料特殊要求编号操作温度(℃)绝热或防火表面122编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆总厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度≤非绝热

无机富锌底漆厚浆型环氧涂层聚氨酯≤绝热

厚浆型环氧涂层

表碳钢和低合金钢设备，管子和管支架（用于码头和引桥）编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆总厚度种类123编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)总厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度≤绝热

无机富锌底漆厚浆型环氧涂层

绝热

无机富锌底漆硅酸铝≤非绝热

环氧富锌底漆厚浆型环氧涂层聚氨酯

非绝热

无机富锌底漆丙烯酸硅酮丙烯酸硅酮

非绝热

无机富锌底漆硅酸铝硅酸铝表碳钢泵、压缩机、鼓风机、成套包设备编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)种类124编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)总厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度非绝热红铁氧双组分环氧树脂底漆厚浆型环氧涂层聚氨酯

非绝热硅酸铝硅酸铝硅酸铝绝热红铁氧双组分环氧树脂底漆

绝热硅酸铝硅酸铝表奥氏体不锈钢设备、管子、管支架和钢结构编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)种类125编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)总厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度≤非绝热

环氧富锌底漆厚浆型环氧涂层聚氨酯

非绝热

无机富锌底漆丙烯酸硅酮丙烯酸硅酮

非绝热

无机富锌底漆硅酸铝硅酸铝≤绝热

厚浆型环氧涂层

绝热

无机富锌底漆硅酸铝表奥氏体不锈钢泵、压缩机、鼓风机、成套包设备编号操作温度(℃)绝热或防火表面底漆中间漆面漆(µ)种类(µ126编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)总厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度≤非绝热

环氧树脂底漆（镀锌）聚氨酯聚氨酯表碳钢和低合金钢设备，管子和管支架（镀锌）编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)种127编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µ)总厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度种类描述(µ)干膜厚度用溶剂或碱性清洁剂脱脂聚酰胺硬化环氧树脂密封剂表用于包装或散装的镀锌螺栓、螺母、螺栓编号操作温度(℃)绝热或表面底漆中间漆面漆(µ)种类(µ)128编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理技术要求()厚度在涂漆前表面须处理干净并保持干燥。应彻底除去表面的锈迹、污垢、尘土、油污、水分和其他污染物。对于埋地管道，用一层底漆加上两层胶带（加强级），相应技术和施工详细要求见标准胶带和粘结剂总厚度应不小于表埋地管道（包括现场接头），埋地铜镍管编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理技术要求在涂漆前表面须129编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理技术要求()厚度对于埋地管道，用一层底漆加上两层胶带（加强级），相应技术和施工详细要求见标准胶带和粘结剂总厚度应不小于表埋地管道（包括现场接头），埋地碳钢注意：不锈钢管道未必不考虑防腐，要看环境，如果管道防腐，仅考虑出厂到安装阶段防护，由于不是低温使用工况，所涂漆可不耐低温，使用时会脱落，要充分考虑保冷材料氯根、腐蚀，除非考虑采用耐低温漆。图片\编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理技术要求()对于埋地管130领导就是方向领导就是方向131管道应力分析基本知识管道应力分析包括静力分析和动力分析两部分。静力分析）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏（）；

一次应力：是指由于外加荷载，如压力，重力和内压等的作用而产生的应力。

一次应力的特点是：它满足与外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏。七、低温系统管机专业特殊要求管道应力分析基本知识管道应力分析包括静力分析和动力分析两部132一次失效情况力所引起。非自限性。重量、压力和集中力所产生。一次失效情况133

）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏（）；二次应力：是由于管道受温度影响变形受到约束而产生的应力，它不直接与外力平衡。二次应力的特点是具有自限制性，当管道局部屈服和产生小量变形时应力就能降低下来。）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。

134二次失效情况位移所引起。自限性。温度、位移和其它变化载荷——例如，重力。二次失效情况135动力分析化工管道的振动，经常会引起管系和管架的疲劳破坏，建筑物诱发振动和噪音等，严重的影响整个装置的正常运行。化工管道中经常遇到的振动有往复式压缩机及往复泵进出口管道的振动，两相流管道呈柱塞流时的振动，水锤，安全阀排气系统产生振动，风载荷、地震载荷引起振动等，管系设计时要考虑防止或控制管道发生振动和共振。振动分析主要包括以下内容：）管道自振频率分析——防止管道系统共振；）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；动力分析化工管道的振动，经常会引起管系和管架的疲劳136管道应力分析的目的管道应力分析应保证管道在设计下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因造成的下列问题：①管道应力过大或者金属疲劳引起的管道或者支架破坏；②管道连接处产生泄漏；③管道推力和力矩过大，使与其连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行。）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。管道应力分析的目的管道应力分析应保证管道在设计下具有137管道应力分析合格的标准①管道上各点的一次应力和二次应力值应小于许用应力范围；②管道对设备管口的推力和力矩应在允许的范围内；③管道支吊架受力应能满足支吊架本身结构强度和与之生根的土建结构强度；④管道的最大位移量应能满足管道布置的要求。管道应力分析合格的标准①管道上各点的一次应力和二次应138管道应力分析的方法管道应力分析的方法有：目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。选用什么分析方法，应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。常用软件。通过应力分析，将保证所选用材料构成的管系，在各种运行工况下是安全的。管道应力分析的方法管道应力分析的方法有：目测法、图表139低温系统应力分析的注意内容二次应力分析由于低温系统，安装温度与使用温度相差很大，不同的材料根据不同线性膨胀系数都会有较大冷缩量，采用软件计算后，会保证管系的静态安全。但不建议采用补偿器，以采用自然补偿为宜。动态分析低温系统的动态分析是一个重点，由于液化气体在管系中，随着压力的变化，相变会随时发生，局部骤冷带来材料脆裂的可能性也会存在，通过应力计算，特殊位置主要集中在管件处，有可能需要局部加强。水锤是低温系统不可避免要遇到的问题，由于低温系统材料的脆性，附加的动态水锤力过大，轻则管道脱落，重则弯头等受力部位打碎。建议购买管网流体分析软件或液体分析软件。低温系统应力分析的注意内容二次应力分析140低温系统设计讲座tian141我们在计算中，遇到的水锤力最大到吨，解决水锤的最有效措施是延长阀门的开闭时间和晚上良好的复杂联锁系统，将管系变相缩短。同时，由于低温工况导致材料受力处于苛刻条件，安全阀的卸放反力、法兰泄漏也要特别注意。应该树立一个理念：管材等级的确立，是建立在静态安全基础上的，在叠加了动态力（水锤、卸放反力等）后，管材确定的管道材料等级有可能需要提高。图片\低温低应力工况：根据，必须同时满足下列条件：)

）低温下的最大工作压力不大于常温下最大允许工作压力的；注：