工業金屬管道設計規范(fan)對管道材料要(yao)求主(zhu)要(yao)有以(yi)下幾點:
一、一 般規定(ding)
1. 管道材(cai)料(liao)的選用必須依據管道的使用條件(設(she)計(ji)壓力、設(she)計(ji)溫度、流體類別(bie))、經(jing)濟性、耐蝕(shi)性、材(cai)料(liao)的焊接及加工等性能,同時(shi)應符合本規(gui)范所提出的材(cai)料(liao)韌性要求及其(qi)他(ta)規(gui)定。
2. 用于管道(dao)的材(cai)料,其(qi)規格與性能應(ying)符合國家現行標(biao)準的規定。
3. 使(shi)用本(ben)規(gui)范(fan)未列出的(de)材(cai)料,應(ying)符合國(guo)家現行(xing)的(de)相應(ying)材(cai)料標準(zhun),包(bao)括化學成分、物(wu)理(li)和力學特性(xing)、制造工藝(yi)方法、熱(re)處理(li)、檢驗(yan)以及本(ben)規(gui)范(fan)其他(ta)方面的(de)規(gui)定。
二、金屬(shu)材料的使用溫度
1. 材(cai)料(liao)使用(yong)溫度,除了應符(fu)合本規范附錄A的規定外,還(huan)需依據流(liu)體腐蝕的影響(xiang)及對材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的影響(xiang)等確定。
2. 材(cai)料的使用溫度上(shang)下(xia)限(xian)應符(fu)合下(xia)列(lie)規定∶
①. 材料(liao)的使(shi)用(yong)溫度(du),不應超出本規范附錄A所規定的溫度(du)上(shang)下限。
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. 在使用溫(wen)度條(tiao)件下應保證(zheng)材料(liao)的(de)適用性和可靠性;
b. 在使用溫度下(xia),材料應具(ju)有對流體及外界環境影響的抵抗力;
c. 應按本(ben)規范第3.2.3條(tiao)的規定確定材料的許用應力(li)。
三(san)、金屬材料的低溫韌性試驗要求
1. 管道設計溫(wen)度低(di)于(yu)或等(deng)于(yu)-20℃,而(er)高于(yu)本規范附錄A中使用溫(wen)度下限(xian)的碳素鋼、低(di)合金鋼、中合金鋼和(he)(he)高合金鐵素體鋼,出廠材料(liao)及(ji)采用焊接堆積(ji)的焊縫金屬和(he)(he)熱影響區應進行低(di)溫(wen)沖擊(ji)試驗。
2. 奧氏體(ti)不銹鋼,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(gao)合金(jin)鋼的使用溫度等于(yu)或高(gao)于(yu)-196℃時,可(ke)免做低溫沖擊試驗。
4. 符合下列條(tiao)件之一時,管道材料可免做低溫(wen)沖擊試驗∶
a. 使用(yong)(yong)溫(wen)度等于(yu)(yu)或高于(yu)(yu)-45℃,且不低于(yu)(yu)本規范附錄A 中材料使用(yong)(yong)溫(wen)度下(xia)限,同時,材料的厚度無法(fa)制(zhi)備5mm厚試樣時。
b. 除了抗拉強(qiang)度(du)下(xia)限值大于(yu)540MPa的(de)鋼(gang)材(cai)及(ji)螺栓(shuan)材(cai)料(liao)外,使用的(de)材(cai)料(liao)在低(di)溫低(di)應(ying)力工況(kuang)下(xia),若設計溫度(du)加50℃后,高于(yu)-20℃時。
注∶低溫低應力(li)工(gong)況為設(she)計溫度低于(yu)或等于(yu)-20℃的(de)(de)受壓的(de)(de)管道組(zu)成件,其環向應力(li)小于(yu)或等于(yu)鋼(gang)材標準中屈服(fu)點的(de)(de)1/6,且不大(da)于(yu)50MPa的(de)(de)工(gong)況。
5. 需(xu)熱(re)處理的材料,應在熱(re)處理后進行沖(chong)擊試驗。
6. 下列條(tiao)件(jian)下的鋼(gang)板制管(guan)(guan)子或管(guan)(guan)件(jian)的板材,應增加低溫沖擊(ji)試驗∶
a. 使用溫度(du)低于(yu)0℃時∶厚(hou)度(du)大(da)于(yu)25mm的(de)20R;厚(hou)度(du)大(da)于(yu)38mm的(de)在本規范附錄A 表A.0.2中(zhong)所列的(de)低合金鋼但不包括低溫鋼。
b. 使用溫(wen)度低于-10℃時∶厚度大于12mm的(de)20R;厚度大于20mm的(de)16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫(wen)度(du)下限以(yi)上使用(yong)有(you)色金(jin)屬和它的合金(jin)材(cai)料時(shi),如填充金(jin)屬成(cheng)(cheng)分與母材(cai)成(cheng)(cheng)分不(bu)同,焊接(jie)接(jie)頭(tou)應(ying)進行低溫(wen)拉伸(shen)試驗,延伸(shen)率應(ying)符合設(she)計規定。
8. 制造(zao)廠(chang)已(yi)作過沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的材料,但加工后經過熱處理(li)時(shi),應進行低(di)溫(wen)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗。
9. 焊接結構中,對熱影響(xiang)區的低溫沖擊試驗可滿足對基體材料(liao)的沖擊試驗。
10. 材(cai)(cai)料(liao)沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)方法(fa)應按現行國家標準《金屬夏比缺口沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)》GB/T229的(de)規定。在低(di)溫(wen)下的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)功(gong)值(zhi)應符(fu)合低(di)溫(wen)用材(cai)(cai)料(liao)標準或表4.3.10的(de)規定。當沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)功(gong)不相(xiang)同的(de)基(ji)體材(cai)(cai)料(liao)焊接一(yi)起時,其(qi)沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)能量應符(fu)合較小抗拉強度的(de)基(ji)體材(cai)(cai)料(liao)的(de)要求。
11. 試樣應從(cong)同批(pi)、同規格、同樣加工、焊接和熱處理條件的材料中(zhong)制取。
四(si)、材料的使(shi)用要求(qiu)
1. 制造管道組(zu)成件用鋼(gang)材應符合下列規定∶
①. Q235-A材料宜用于C及D類流體管(guan)道(dao),設計壓力(li)(li)不(bu)(bu)宜大于1.6MPa。Q235-A·F材料宜用于D類流體管(guan)道(dao),設計壓力(li)(li)不(bu)(bu)宜大于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(di)溫(wen)鋼(gang)厚度大于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其他低合金鋼(gang)厚度大于(yu)25mm。以上質量不(bu)應低于(yu)Ⅲ級。
d. 對于調(diao)質鋼板不(bu)論厚度(du)多少(shao),均須檢測,質量不(bu)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(tie)類材料(liao)使用范(fan)圍應(ying)符(fu)合下(xia)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)(hui)鑄鐵件不宜(yi)(yi)使(shi)用(yong)于輸(shu)送B類流體(ti)的(de)管道上,在(zai)特殊(shu)情況(kuang)下必須(xu)使(shi)用(yong)時,其設(she)計(ji)溫度(du)不應高于150℃,設(she)計(ji)壓(ya)力不應超(chao)過(guo)1.0MPa;C類流體(ti)管道使(shi)用(yong)灰(hui)(hui)鑄鐵件的(de)設(she)計(ji)壓(ya)力不宜(yi)(yi)超(chao)過(guo)1.6MPa,設(she)計(ji)溫度(du)不宜(yi)(yi)超(chao)過(guo)230℃;
b. 可(ke)鍛鑄(zhu)鐵(tie)用(yong)(yong)于(yu)(yu)C類流體管(guan)(guan)道,設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)不應(ying)(ying)(ying)高于(yu)(yu)230℃,設(she)(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不應(ying)(ying)(ying)大(da)于(yu)(yu)2.5MPa;或(huo)用(yong)(yong)于(yu)(yu)設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)為300℃時,設(she)(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不應(ying)(ying)(ying)大(da)于(yu)(yu)2.0MPa;用(yong)(yong)于(yu)(yu)B類流體管(guan)(guan)道,設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)不應(ying)(ying)(ying)高于(yu)(yu)150℃,設(she)(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不應(ying)(ying)(ying)大(da)于(yu)(yu)2.5MPa;
c. 高硅鑄鐵不得用于B類流體。
3. 使(shi)用其他金屬材料應符合下(xia)列規定(ding)∶
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. 使用復(fu)合金(jin)屬和(he)襯(chen)里材料應符合下(xia)列(lie)規(gui)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(fu)合材(cai)料的(de)管道耐壓強(qiang)度(du)(du)(du)計算,可根據扣除所有(you)厚(hou)度(du)(du)(du)附加量后的(de)基層和(he)復(fu)層金(jin)屬的(de)總厚(hou)度(du)(du)(du)來計算。
b. 基層和復層金(jin)屬(shu)的(de)許用(yong)應(ying)(ying)力可按本規范(fan)附錄A的(de)規定。但(dan)復層金(jin)屬(shu)的(de)許用(yong)應(ying)(ying)力取(qu)值不應(ying)(ying)大于基層金(jin)屬(shu)的(de)許用(yong)應(ying)(ying)力值。
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. 選擇連接接頭和輔助材料諸如膠(jiao)泥、溶(rong)劑(ji)、釬焊材料、填料、襯墊及"O"形環、螺紋的潤(run)滑劑(ji)與(yu)密封劑(ji)等用(yong)以制(zhi)作(zuo)或(huo)用(yong)作(zuo)密封接頭時,對上述材料與(yu)所輸送(song)流體應(ying)有(you)相容性。
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