管道材料设计技术规定(SH_P23-2005)

管道材料设计技术规定

SH/P23-2005

上海化工设计院有限公司

二OO五年三月

管道材料设计技术规定

1、 适用范围

本设计规定适用于一般化工、石油化工装置的管道及仪表流程图（PID）上所示的管道材料（管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门）。 1.1 材料的选用导则：

1.1.1 被选用的材料应满足装置生产全过程配管的各种操作工况，并确保安全连续生产，无事故。 1.1.2 被选用的材料应综合考虑其加工工艺性和经济性。

1.1.3 新材料和特殊材料的选用须经严格试验与生产论证后方可投入使用。 1.2 金属材料选用原则：

1.2.1 根据材料的机械性能，物化特性，查阅有关材料手册并以GB150《钢制压力容器》为依据，综合考虑其温度及压力条件的使用状况，进行既经济又合理的选材。

常用管材在工程中的使用温度范围：

1）低碳有缝钢管使用条件：0～200℃低压管线，不宜输送危险性、可燃易爆或有毒的介质。 2）低碳无缝钢管（10、20钢）使用条件：—20～350℃中低压管线。

3）低合金无缝钢管（16Mn、12CrMo、15CrMo等）使用条件：350～550℃之间的中温工况。

注：管道压力分级（MPa）：真空管道P＜0，低压管道0≤P≤1.6，中压管道1.6＜P≤10.0，高压管道P＞10.0。

4）奥氏体不锈钢管与25Cr-20N1钢管使用条件：—196℃（低温）及≥600℃（高温）工况。 1.2.2 根据材料的腐蚀性能来考虑腐蚀裕量的选取，除晶间腐蚀和其他局部腐蚀需按具体情况特殊考虑外，一般腐蚀裕量=腐蚀速度×使用年限，使用年限一般按10～15年考虑。（具体腐蚀速度查《腐蚀数据图表》）。 1.3 非金属材料的选用原则

当介质腐蚀性强，不适宜选用一般碳钢及合金钢，须选用贵重合金时，为了考虑经济实用，可用非金属材料（例如PVC，PP，PTFE等），但在选用时必须考虑以下几点： 1.3.1 需注意允许使用的温度及压力范围，衬里管道的真空度大小。

1.3.2 塑料管道及附件受光和氧作用引起的老化现象，塑料管道在特定温度上对介质的腐蚀性能。

1.3.3 压力和温度突变的场合。

1.3.4 塑料在某些介质作用下失去弹性而发生的脆性现象。 1.4 金属与非金属材料选用的注意事项： 1.4.1 金属材料的注意事项：

1）铸铁材料仅用于强度及韧性要求不高的工况。且不得用于有毒、可燃介质或温度急剧变化的受压管道。

2）碳钢及低合金钢不得在高温（≥425℃）下使用，因为材料有石墨化，珠光体球化及高温氧化倾向。

3）NaOH高于下表（1.4.1-1）所列浓度及其对应温度应进行消除应力处理。

表1.4.1-1

4）碳钢及低合金钢耐热钢在≥200℃及一定压力下与氢介质接触产生的氢脆现象。具体见曲线图1.4.1-2，Nelson曲线，其中温度应取介质的最高操作温度加上20～40℃的裕量。

5）奥氏体不锈钢对“Cl- ”离子易产生点蚀。

6）焊前预热和焊后热处理的温度，详见表1.4.1—3（仅为推荐）

常用管材焊前预热及焊后热处理 表1.4.1—3

1.4.2 非金属材料的注意事项：

1）非金属材料的的选用须重点考虑其加工工艺性和连接性，目前国内主要非金属管道的性能参数见表1.4.2。

目前国内主要非金属管道性能参数 表1.4.2

注：带*号者为常用。带括号者为不常用。

2）热塑性塑料不得用于地面上输送可燃性流体。

3）脆性材料（硼硅玻璃、陶瓷）不得用于输送有毒、可燃易爆及危险性介质。 1.5 管子

1.5.1 由于有欧洲系列与美洲系列之分，故管子标准应根据工程实际要求来定，只有在管子标准确定后，其它管配件标准才能确定，所以管子标准和材质的选择是管道组成件选择的基础。 1.5.2 选用原则：

1）最大管径的选用范围一般规定如下： 焊接钢管（螺纹连接，低压流体用）：DN100

无缝碳钢管：DN400（成都无缝钢管厂可生产至DN600） 无缝不锈钢管：DN250

2）输送氟里昂的管道，当DN≤25时用铜管（T2），其他用碳钢（20）。 3）在条件允许范围内，应采用焊接不锈钢管，以节约投资（凡输送有危险介质，且PN≤4.0MPa，应采用氩弧焊，一般介质且PN≤1.6MPa，可采用电阻焊），奥氏体焊接不锈钢管不得用于极度危害介质。

1.5.3 管子壁厚可按下列公式计算，经计算后的管子壁厚，虽已考虑到腐蚀裕度及加工偏差量，但还属理论壁厚，最终厚度应符合标准及实际供货状况。

管子理论壁厚的计算公式： Do—管外径，mm P—设计压力MPa t—最小厚度，mm [σ]—材料许用应力Mpa φ—焊缝系数 焊接管=0.85 无缝管=1

C—附加裕量（C1+C2）

C1—腐蚀裕量（按介质的10年腐蚀量取）。

C2—无缝管管子成形的偏差量见表1.5.3，钢板卷制管要查板材偏差值。

Y—系数。 见表1.5.4

t

PD0

C

2([σ]tφ+YP)

·当Do/t＞6或P＜10[σ]tφ/0.26

无缝钢管的壁厚偏差量 表1.5.3

系数Y值 表1.5.4

1.5.4 结合项目实际情况及供货状况选择国际标准或国内标准，常用管子标准如下：

1）国际标准： ASME B36.10M ASME B36.19M API 5L

2）国内管子标准和使用范围

1.6 管件

1.6.1 管件应根据用途、使用场合等来确定管件的种类，并按照所在管道的设计压力，设计温度来确定其温度—压力等级，并以公称压力或管表号来表示。 1.6.2 选用原则：

注：表中系材质标准，另有规格标准，详见HG20553—93或 SH3405－96。

1）一般选用半径=1.5DN的长半径弯头。

2）与主管等径的支管连接采用等径三通（标准件）。

3）支管小于主管时则用异径三通（标准件）或等径三通（标准件）另加异径短管，当主管DN＞65，支管DN＜50时宜单头管箍或支管台。其余可直接焊接，但须计算是否需补强。

4）卷板焊异径管仅用于PN≤2.5Mpa。

5）螺纹连接的可锻铸铁管件仅用于PN＜1.05MPa的无毒、不燃，对人体无危害的介质，温度为-19℃～175℃的地上管线。 1.6.3 管件的常见标准见下：

1）国内标准： GB12459—90 GB/T12465—96 GB/T13401—92

《钢制对焊无缝管件》 《管路松套伸缩接头》 《钢板制对焊管件》 《卡套式接头》 《扩口式接头》 《卡箍柔性管式接头》

《可锻铸铁管路连接件型式尺寸》 《锻钢承插焊管件》

《碳钢、低合金钢无缝对焊管件》 《钢制有缝对焊管件》

《锻钢承插焊、螺纹和对焊接管台》 《锻钢制螺纹管件》 《锻钢制承插焊管件》 《钢制对焊无缝管件》 《钢板制对焊管件》 《锻钢制承插焊管件》

GB3733～3765—83 GB5625～5653—85 GB8259～8261—87 GB3289—82

HG/T21634—88 HG/T61635—87 HG/T21631—90 HG/T21632—90 GB/T14626—93 GB/T14383—93 SH3408—96 SH3409—96 SH3410—96 2）国外标准： ASME B16.9

《工厂制造的锻钢对焊管件》

ASME B16.11 1.7 法兰

《承插焊和螺纹锻钢管件》

1.7.1 法兰的压力等级须高于管子的设计压力，以达到法兰面充分密封，无泄漏的要求。 1.7.2 选择法兰的注意事项：

1）根据压力、温度介质特性选择恰当的法兰连接型式，密封面型式及压力等级。 2）选择法兰须考虑法 …… 此处隐藏：3103字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……