SH/T 3059-2012石油化工管(guan)道設(she)計(ji)器材(cai)選用規(gui)范主要是石油化工行業鋼管的選用,對毒性介質、酸堿腐蝕性介質、高溫介質等不銹鋼管提出了選用要求。
(1)設計溫度低于或等于-20℃的低溫管道用鋼材,除含碳量小于或等于0.10%且符合標準的鉻鎳奧氏體不(bu)銹鋼,在材料溫度不低于-196℃時不做低溫沖擊試驗外,其余鋼材均應做復比(V形缺口)低溫沖擊試驗,試驗要求應符合GB/T 150的規定。
(2)壓力(li)管道受壓元(yuan)件用(yong)(yong)鋼,應采用(yong)(yong)平爐、電(dian)爐或純氧頂吹轉(zhuan)爐冶煉。鋼材的(de)技術(shu)(shu)要求(qiu)應符(fu)合(he)國家(jia)標準、行業標準和有關技術(shu)(shu)條件的(de)規(gui)定(ding)。
(3)輸(shu)送(song)極度危(wei)害(hai)介質(zhi)(zhi)、高度危(wei)害(hai)介質(zhi)(zhi)及(ji)液(ye)化烴的(de)壓力管(guan)道應采用(yong)優質(zhi)(zhi)鋼(gang)制造(zao);輸(shu)送(song)可(ke)燃介質(zhi)(zhi)的(de)管(guan)道不得采用(yong)沸(fei)騰鋼(gang)制造(zao)。含碳量大(da)于(yu)0.24%的(de)材料,不宜(yi)用(yong)于(yu)焊(han)制管(guan)子及(ji)管(guan)件。
(4)輸送腐蝕(shi)性介質管(guan)道用材料應有耐(nai)腐蝕(shi)能力。除(chu)晶間(jian)腐蝕(shi)和其(qi)他局部(bu)性腐蝕(shi)需(xu)按具體(ti)情(qing)況考慮外,一(yi)般可根據介質對(dui)金屬材料的腐蝕(shi)速率選用。
(5)管道金屬材(cai)料(liao)的耐腐蝕能力(li)根據介質對(dui)金屬材(cai)料(liao)的腐蝕速率,可(ke)分為下列4類:
①. 年腐蝕速率不超過(guo)0.05mm的材(cai)料(liao)為(wei)充分耐腐蝕材(cai)料(liao);
②. 年腐蝕(shi)速(su)率在0.05~0.1mm的材(cai)料為耐腐蝕(shi)性材(cai)料;
③. 年腐(fu)蝕速率0.1~0.5mm的材料為尚耐(nai)腐(fu)蝕性材料;
④. 年腐(fu)(fu)蝕速(su)率超過(guo)0.5mm的(de)材料為不(bu)耐腐(fu)(fu)蝕材料。
(6)對于尚(shang)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕材(cai)料,可根據技術經濟比較,確定是在(zai)較大腐(fu)蝕裕量的(de)條件下應用或者另選用較高級別的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕材(cai)料。
(7)高溫(wen)管(guan)道(dao)鋼(gang)材,應符合下列要求:
①. 受壓元件的鋼材使用溫(wen)度,不(bu)應超過GB/T150《壓力(li)(li)容器》中材料許用應力(li)(li)值(zhi)所對(dui)應的溫(wen)度上(shang)限(xian);
②. 非受壓元件的鋼材(cai)使用溫度,不應超過鋼材(cai)的極限氧化溫度;
③. 長(chang)期(qi)使(shi)用在高溫條件下,碳素鋼(gang)的使(shi)用溫度不應超(chao)過425℃,0.5Mo鋼(gang)不應超(chao)過468℃;
④. 含鉻12%以上(shang)的(de)鐵素體不銹鋼受(shou)壓元件,使用(yong)溫度不宜超過370℃;
⑤. 奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)使用于可能引起晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的環境時,應按GB 4334.1~4334.5《不銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗(yan)(yan)方法》進行晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)傾向性試驗(yan)(yan)。
(8)對操作溫度(du)等于或高于200℃介(jie)質(zhi)中含有(you)氫氣的碳鋼及低(di)合金(jin)耐(nai)熱(re)鋼管道,應根據最高操作溫度(du)加(jia)20~40℃的裕量和介(jie)質(zhi)中氫氣分壓(ya)按Nelson 曲(qu)線(曲(qu)線摘自 API RP941《煉油廠(chang)和石油化(hua)工廠(chang)用高溫高壓(ya)臨氫作業用鋼》),如圖4.2.6及圖4.2.7所示,選擇適當(dang)的抗氫鋼材。
(9)對操作溫度等于或高于250℃、介質為H2S+H2的材料,應根據高溫H2S+H2對各鋼種的腐蝕率按圖4.2.8~圖4.2.15選用(最新版“柯柏曲線”,SH/T3129《加工高硫原油重點裝置主要管道設計選材導則》和SY/T 0599《天然氣地面設施抗硫化物應力開裂和抗應力腐蝕開裂的金屬材料要求》均有此規定)。
(10)高溫(wen)硫(liu)和環(huan)烷酸(suan)腐蝕(shi)用鋼應根據原油中總硫(liu)及環(huan)烷酸(suan)的(de)含量(liang),按(an)下(xia)列要求(qiu)選取:
①. 對輕微腐蝕(shi)的(de)介質(zhi)(含S<0.5%,酸值<0.5mgKmgKOH/g原油)可(ke)用碳鋼、15CrMo、1Cr5Mo或0Cr13等材(cai)料;
②. 對嚴重腐蝕介(jie)質(含(han)S≥0.5%,酸(suan)值<0.5mgKOH/g原油)可(ke)選(xuan)用0Cr13、0Cr19Ni9等材(cai)料;
③. 對(dui)環烷酸(suan)腐蝕介質(zhi)(酸(suan)值≥0.5mgKOH/g原油(you))可選用(yong)0Cr17Nil2Mo2、0Crl8Ni13Mo3、0Cr17Ni14Mo2等材料。
(11)在濕H2S應力腐蝕環境中,管道用材料應符合下列要求:
①. 材料標準規定的屈(qu)服強度σ,≤355MPa;
②. 材料實測的(de)抗拉強度σ≤630MPaa;
③. 材料適用狀態應為(wei)正(zheng)火(huo)或正(zheng)火(huo)+回火(huo)、退火(huo)調(diao)質狀態;
④. 碳當量CE限制:低(di)碳鋼和碳錳鋼(CE≤0.40),低(di)合金鋼(包括低(di)溫鎳鋼,CE≤0.45);
⑤. 壓力管道需經焊(han)后熱處(chu)理,熱處(chu)理后焊(han)縫(含熱影響區)的硬度不(bu)大于200HB;
⑥. 鋼板(ban)厚度(du)大于(yu)20mm時,應按(an)JB 4730《壓力容器無損檢測》進行超聲波探傷,符合II級要求;
⑦. 選用鎮靜碳(tan)鋼,可(ke)用鋼材(cai)為(wei)Q235B、Q235C、20、20g、16Mn等。
(12)NaOH 溶液應(ying)(ying)力(li)腐蝕用(yong)鋼(gang)(gang)應(ying)(ying)按圖(tu)4.2.16選取。在(zai)液氨應(ying)(ying)力(li)腐蝕環境中,使用(yong)低碳鋼(gang)(gang)和低合金高強(qiang)度鋼(gang)(gang)(包括焊(han)接接頭)應(ying)(ying)符合下(xia)列要(yao)求:
①. 對 Q235A、Q235B、20、16Mn鋼(gang)應(ying)采取下列措施(shi)之一:a. 焊后(hou)應(ying)進行消除應(ying)力熱(re)處理;b.控(kong)制焊接接頭(包括(kuo)熱(re)影(ying)響區)的硬度值(zhi)HB≤200;c.使液(ye)氨含水(shui)量大于0.2%(質)。
②. 對于15MnV、18MnMoNb低(di)合金(jin)高強(qiang)度鋼,焊(han)后必須(xu)進行(xing)消除應力熱處理。
(13)除產品標準明確(que)規定(ding),并經設計確(que)認(ren)可用于壓力、溫度參數較高或特定(ding)條件外(wai),焊接鋼管宜(yi)按(an)下(xia)列規定(ding)選用:
①. 鍛(duan)焊(爐焊)直縫鋼管主要用于水、空氣系(xi)統,且溫度為-100℃,設計壓力不超過1.0MPa;
②. 電阻焊碳鋼(gang)直縫鋼(gang)管,宜(yi)用于設(she)計溫度不超過200℃的無毒(du)介質(zhi)管道;
③. 螺旋縫埋(mai)弧焊鋼管主要用于(yu)設(she)計(ji)溫度(du)不超過300℃的非極度(du)、高度(du)危害介(jie)質(zhi)管道;
④. 電弧焊直縫鋼(gang)管的(de)使用溫度,碳鋼(gang)不(bu)宜超過(guo)425℃,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)不(bu)宜超過(guo)600℃;
⑤. 焊接鋼(gang)管應(ying)符合現行(xing)GB/T 9711.1《石油天然氣(qi)工業輸送(song)鋼(gang)管交貨技(ji)術條件 第1部(bu)分:A級(ji)鋼(gang)管》的要求。