工業金(jin)屬管道設(she)計規范對管道材料要求主要有以下幾點(dian):
一(yi)、一(yi) 般規定
1. 管道材料的選用(yong)必(bi)須依據管道的使用(yong)條件(設(she)計壓力、設(she)計溫度、流體(ti)類別)、經濟性(xing)、耐蝕性(xing)、材料的焊接及加(jia)工等性(xing)能(neng),同時應(ying)符合本規(gui)范(fan)所提出的材料韌性(xing)要求及其他規(gui)定。
2. 用于管道的材料,其規格與性能應符合(he)國家現行(xing)標準的規定。
3. 使(shi)用本規范未列(lie)出的材(cai)料(liao)(liao),應符合國家現行的相應材(cai)料(liao)(liao)標(biao)準,包括化學成分、物(wu)理(li)和(he)力學特(te)性(xing)、制造工藝方法、熱處理(li)、檢(jian)驗(yan)以及本規范其他(ta)方面的規定。
二、金屬材料的使用溫度
1. 材料(liao)使用溫度(du),除了應符合(he)本規范附(fu)錄A的(de)規定外,還需依據流體腐蝕的(de)影響及對(dui)材料(liao)性能的(de)影響等確定。
2. 材料的使用溫度上下限應符合下列規定(ding)∶
①. 材料(liao)的(de)(de)使用溫度,不應超出本(ben)規范附錄A所規定(ding)的(de)(de)溫度上下(xia)限。
②. 未列入本規范附錄A中的材料,決定其使用溫度時應符合以下規定∶
a. 在使(shi)用溫(wen)度條(tiao)件下應保證材料的適用性和(he)可(ke)靠性;
b. 在使用溫(wen)度下,材(cai)料應具有(you)對(dui)流(liu)體及外界環(huan)境影響的抵(di)抗力;
c. 應(ying)按本規范第(di)3.2.3條的規定確(que)定材料的許用應(ying)力(li)。
三、金屬材料的低溫(wen)韌性(xing)試驗要求
1. 管道設(she)計溫(wen)度(du)低(di)(di)于(yu)或等于(yu)-20℃,而高于(yu)本規范附錄A中(zhong)使用溫(wen)度(du)下限的(de)碳(tan)素鋼、低(di)(di)合金(jin)鋼、中(zhong)合金(jin)鋼和高合金(jin)鐵素體鋼,出(chu)廠材料及(ji)采(cai)用焊接(jie)堆(dui)積(ji)的(de)焊縫金(jin)屬(shu)和熱(re)影響區應進行低(di)(di)溫(wen)沖擊(ji)試驗。
2. 奧氏體不銹(xiu)鋼(gang),含碳量大于0.1%,設計溫度低于-20℃而高于本規范附錄A中使用溫度下限時,出廠的材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區應進行低溫沖擊試驗。
3. 奧(ao)氏體高合金鋼的(de)使用(yong)溫(wen)度等于或高于-196℃時,可(ke)免做低(di)溫(wen)沖擊試驗(yan)。
4. 符合下列條件之一時,管道(dao)材料可免(mian)做低(di)溫沖擊試(shi)驗∶
a. 使(shi)用(yong)溫度(du)等于或(huo)高于-45℃,且(qie)不低于本規范附(fu)錄A 中材料使(shi)用(yong)溫度(du)下限(xian),同時,材料的厚(hou)度(du)無法制(zhi)備5mm厚(hou)試樣時。
b. 除了(le)抗拉強度下(xia)限值大于540MPa的(de)鋼材及螺栓(shuan)材料外,使用的(de)材料在低溫低應力工況(kuang)下(xia),若設計溫度加50℃后,高于-20℃時(shi)。
注∶低(di)溫低(di)應力(li)(li)工況為設計溫度低(di)于(yu)(yu)或(huo)(huo)等于(yu)(yu)-20℃的受壓的管(guan)道(dao)組(zu)成件,其環向應力(li)(li)小于(yu)(yu)或(huo)(huo)等于(yu)(yu)鋼材(cai)標(biao)準中屈服點的1/6,且不大(da)于(yu)(yu)50MPa的工況。
5. 需熱(re)處理的材料(liao),應在熱(re)處理后進行沖擊試(shi)驗。
6. 下(xia)列條件下(xia)的鋼板(ban)制管子或管件的板(ban)材,應增加低溫(wen)沖擊試驗∶
a. 使(shi)用溫度(du)低于0℃時∶厚度(du)大于25mm的20R;厚度(du)大于38mm的在(zai)本規范附錄A 表A.0.2中所列(lie)的低合金(jin)鋼(gang)(gang)但(dan)不(bu)包括低溫鋼(gang)(gang)。
b. 使(shi)用溫度低于(yu)-10℃時∶厚(hou)度大(da)于(yu)12mm的(de)20R;厚(hou)度大(da)于(yu)20mm的(de)16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫度下(xia)限以上使用(yong)有色(se)金(jin)屬(shu)和它的(de)合金(jin)材料時(shi),如填充金(jin)屬(shu)成分與母材成分不同,焊(han)接接頭(tou)應進行低(di)溫拉伸(shen)試驗,延伸(shen)率應符合設計規定。
8. 制造廠已(yi)作過沖(chong)擊試驗的材料,但加(jia)工(gong)后經過熱處理(li)時,應(ying)進行低溫(wen)沖(chong)擊試驗。
9. 焊接(jie)結構中,對熱影響區(qu)的低(di)溫(wen)沖擊試(shi)驗可滿足對基體材料的沖擊試(shi)驗。
10. 材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗的(de)(de)方法(fa)應按現行國家(jia)標(biao)準(zhun)《金屬夏比(bi)缺口沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗方法(fa)》GB/T229的(de)(de)規定。在低(di)溫下的(de)(de)沖(chong)擊(ji)功值應符合(he)低(di)溫用材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)標(biao)準(zhun)或表4.3.10的(de)(de)規定。當沖(chong)擊(ji)功不(bu)相同(tong)的(de)(de)基體材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)焊(han)接一(yi)起時,其沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗能量應符合(he)較小(xiao)抗(kang)拉強度的(de)(de)基體材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)要(yao)求。
11. 試樣應從同(tong)批、同(tong)規(gui)格、同(tong)樣加工、焊接和熱處理條件的材料中制取(qu)。
四(si)、材料的使用要(yao)求
1. 制造(zao)管道組成件用鋼材應符合下列規定∶
①. Q235-A材料宜(yi)用于(yu)C及D類(lei)流(liu)體管道,設計(ji)壓力(li)不宜(yi)大(da)于(yu)1.6MPa。Q235-A·F材料宜(yi)用于(yu)D類(lei)流(liu)體管道,設計(ji)壓力(li)不宜(yi)大(da)于(yu)1.0MPa。
②. 奧氏體不銹鋼使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量不應小于0.04%。
③. 受壓管道組成件使用附錄A中表A.0.2所列的鋼板時,應對以下鋼板逐張進行超聲波檢測∶
a. 低溫鋼厚度大于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其他低合金鋼厚度大于25mm。以上質量不應低于Ⅲ級。
d. 對(dui)于調質(zhi)鋼(gang)板(ban)不論厚(hou)度(du)多少,均須檢測,質(zhi)量不應低于Ⅱ級。
④. 調質狀態供貨的鋼材,應按設計條件進行常溫或低溫沖擊試驗。
⑤. 鋼材的使用狀態應按本規范附錄A的規定。設計指定供貨狀態與國家現行材料標準的規定不同時,應在設計文件中注明。
⑥. 低溫管道用鋼應采用鎮靜鋼。
2. 鑄(zhu)鐵類材(cai)料(liao)使用(yong)范圍應符(fu)合下列規定∶
①. 球墨鑄鐵用作受壓部件時,其設計溫度不應超過350℃,設計壓力不應超過2.5MPa。在常溫下,設計壓力不宜超過4.0MPa。
②. 奧氏體球墨鑄鐵使用溫度不得低于-196℃。
③. 下述鑄鐵不宜在劇烈循環條件下使用。對過熱、機械振動及誤操作等采取防護措施時,可限制在下列范圍內使用∶
a. 灰(hui)鑄鐵(tie)件不宜(yi)使(shi)用(yong)(yong)于輸送(song)B類(lei)流體(ti)的(de)管道(dao)上,在特殊情況下必須使(shi)用(yong)(yong)時,其設(she)計(ji)(ji)溫度不應高(gao)于150℃,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不應超過(guo)(guo)1.0MPa;C類(lei)流體(ti)管道(dao)使(shi)用(yong)(yong)灰(hui)鑄鐵(tie)件的(de)設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不宜(yi)超過(guo)(guo)1.6MPa,設(she)計(ji)(ji)溫度不宜(yi)超過(guo)(guo)230℃;
b. 可鍛鑄鐵用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)C類(lei)流(liu)體(ti)管道,設計(ji)(ji)(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)不(bu)應高于(yu)(yu)(yu)(yu)230℃,設計(ji)(ji)(ji)(ji)壓力(li)不(bu)應大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)2.5MPa;或用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)設計(ji)(ji)(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)為300℃時(shi),設計(ji)(ji)(ji)(ji)壓力(li)不(bu)應大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)2.0MPa;用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)B類(lei)流(liu)體(ti)管道,設計(ji)(ji)(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)不(bu)應高于(yu)(yu)(yu)(yu)150℃,設計(ji)(ji)(ji)(ji)壓力(li)不(bu)應大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)2.5MPa;
c. 高硅(gui)鑄鐵(tie)不得用于(yu)B類流體。
3. 使(shi)用其(qi)他金屬材料應符合下列規(gui)定∶
①. 在火災危險區內,不宜使用銅、鋁材料。
②. 鉛、錫及其合金管道不得用于B類流體。
③. 銅、鋁與其他金屬連接時,有電解液存在情況下,應考慮產生電化腐蝕的可能性。
4. 使用(yong)復(fu)合(he)金屬(shu)和襯(chen)里(li)材料應符(fu)合(he)下列規定∶
①. 管道組成件由符合有關材料標準要求的整體復合鋼板制成時,其基層(外層)金屬和復層金屬應符合本規范第4.1節的規定。
a. 整體復合材料(liao)的(de)管道(dao)耐(nai)壓強度計算(suan),可根據扣(kou)除所有厚度附加量后(hou)的(de)基(ji)層和復層金屬的(de)總厚度來計算(suan)。
b. 基層和(he)復(fu)層金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應力(li)(li)可按(an)本規范附錄A的(de)(de)(de)(de)規定。但復(fu)層金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應力(li)(li)取值不應大于基層金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)許(xu)用(yong)應力(li)(li)值。
②. 對于非整體結構的金屬復層或襯里的管道組成件,其基層金屬材料的厚度應符合耐壓強度計算的厚度,計算厚度不應包括復層或襯里的厚度。
③. 除本條的要求外,在本規范中對輸送不同流體的管道材料所作的各種限制,不適用于管道組成件的復層材料或襯里材料。復層或襯里材料和基層材料以及粘結劑應根據設計條件及流體性質選用。
④. 復層為奧氏體不銹鋼時,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 非金屬襯里材料的使用溫度范圍可按本規范附錄C 的規定。
5. 選擇連接接頭和(he)輔助材(cai)料諸(zhu)如膠泥、溶劑(ji)、釬焊材(cai)料、填(tian)料、襯(chen)墊及"O"形環、螺紋(wen)的(de)潤滑劑(ji)與密封劑(ji)等用(yong)以制作(zuo)或用(yong)作(zuo)密封接頭時,對上述材(cai)料與所輸送流(liu)體應(ying)有相容性。



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