根据国家计委计综合【1991】290号文附件《一九九一年工程建设国家标准制订、修订计划》的要求,结合建设部(91)建标计字第10号文的安排,由原化学工业部为主编部门,中国寰球化学工程公司为主编单位,华北电力设计院、北京钢铁设计研究总院、中石化北京设计院、原化工部第四设计院、原化工部第八设计院为参编单位共同制订的《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000),经建设部2000年9月26日以建标【2000】199号文批准,并会同国家质量技术监督局联合发布。


 本规范是通用的适用于工厂区的工业金属管道规范,是在总结了我国各行业多年来管道设计实践的经验,并借鉴了工业发达国家先进标准编制而成的。


 国家石油和化学工业局已行文,将原化学工业部组织编制的工程建设强制性国家标准交由中国工程建设标准化协会化工工程委员会管理。


 为了便于广大设计、施工、科研、学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《工业金属管道设计规范》编制组按章、节、条的顺序,编制了本条文说明,供使用人员参考。


 各单位在使用中,注意总结经验,积累资料,如发现本规范及条文说明中需要修改和补充之处,请将意见和有关资料函寄北京亚运村安慧里四区16号楼中国工程建设标准化协会化工工程委员会秘书处(邮编100723),以便今后进行修订。


一、总则


  1. 本规范适用于金属管道也包括非金属衬里的金属管道。主要考虑目前非金属管道设计资料还不多,故未编入。另外,本规范与现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 制订的范围取得一致。


  2. 本规范的管辖范围为工业生产装置(工厂)和辅助设施的管道,包括储罐区、装卸站及连接的界外管道等。但不包括非金属管道以及本规范第1.0.3条中所列的管道。


    对于给排水管道应按设计所依据的规范来划分,例如设备周围的地上水管应属于本规范的范围。地下给排水管道通常是按给排水规范设计。对于水处理、泵房及冷却塔等管道也可作为辅助设施,按本规范执行,但主要依据工程设计决定。


   除仪表制造厂配套的管道外,与工艺或公用工程管道直接连接的仪表管道,可按本规范执行。


   本规范中规定的公称压力上限为42MPa,与国家现行标准中钢制管法兰的压力上限值一致。


   本规范未规定使用温度范围,因材料选用与许用温度已有直接关系。


  气体输送粉粒料的设备及管道一般属于制造厂成套设计的范围。穿越居民区的工业管道应符合城镇管道有关标准的规定。本规范不适用于城镇的公用管道。


3. 本规范条文及附录中引用的标准和规范如下∶

 

 《钢制压力容器》GB 150 


 《金属夏比缺口冲击试验方法》GB/T 229


 《优质碳素结构钢技术条件》 GB/T 699


 《碳素结构钢》GB/T 700


 《碳素结构钢和低合金结构钢  热轧薄钢板及钢带》 GB/T 912


 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》 GB/T 985


 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》 GB/T 986 


 《不锈钢棒》GB/T1220 


 《耐热钢棒》GB/T 1221 


 《球墨铸铁件》 GB/T 1348


 《低中压锅炉用无缝钢管》 GB 3087


 《合金结构钢技术条件》 GB/T 3077 


 《低压流体输送用镀锌焊接钢管》GB/T 3091 


 《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3092


 《碳素结构钢和低合金结构钢  热轧厚钢板和钢带》GB/T 3274 


 《低温压力容器低合金钢厚钢板技术条件》GB 3531


 《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》GB/T 3840 


 《变形铝及铝合金化学成分》GB/T 3190 


 《不锈钢热轧钢板》GB/T 4237 


 《设备和管道保温技术通则》GB/T 4272 


 《铝及铝合金热挤压管》GB/T 4437 


 《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044 


 《高压锅炉用无缝钢管》GB 5310 


 《化肥设备用高压无缝钢管》GB6479 


 《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》GB6654 


 《工业用铝及铝合金拉(轧)制管》GB/T6893 


 《工业管路的基本识别色和识别符号》GB7231 


 《焊接结构用碳素钢铸件》 GB/T7659 


 《输送流体用无缝钢管》 GB/T 8163


 《设备及管道保温设计导则》GB/T 8175 


 《灰铸铁件》GB/T 9439 


 《可锻铸铁件》GB/T 9440 


 《石油裂化用无缝钢管》GB 9948 


 《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352 


 《设备及管道保冷技术通则》GB/T 11790 


 《防止静电事故通用导则》GB 12158 


 《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T 12771 


 《直缝电焊钢管》GB/T 13793


 《流体输送用不锈钢无缝钢管》 GB/T 14976


 《低压流体输送用大直径电焊钢管》 GB/T 14980 


 《氧气站设计规范》GB 50030 


 《石油化工企业设计防火规范》GB 50160 


 《工业企业总平面设计规范》GB 50187 


 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235


 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236 


 《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264 


 《建筑设计防火规范》GBJ 16


 《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87 


 《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB 4726 


 《低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB 4727 


 《压力容器用不锈钢锻件》JB 4728 


 《脱脂工程施工及验收规范》HGJ 202



二、术语和符号


  2.1.1~2.1.5  在本规范中,流体划分为五类;其中有三类与美国《工艺管道规范ASMEB31.3》(以下简称“ASMEB31.3”)中的M 类、D类流体和可燃流体相同。流体类别用代号是为了条文叙述的方便,并不是危险程度的排序。因未全面计入设计压力、温度的影响。这里,流体分类不同于管道分类。有的流体既是B类流体同时又是有毒流体,在设计上均应遵循两类流体的有关条文的规定。氧气管道按本规范附录J第J.2.5条属于C类流体。2.1.11  “支管连接”是管道分支处所有结构形式的总称,它包括下列整体件及焊接件∶


(1)工厂制造的整体的或焊制的管件∶如三通、斜三通、四通等。


(2)焊接支管∶在主管上开孔直接焊直管,有带或不带补强板的结构。


(3)半管接头(Half coupling)∶在主管上开孔,焊接半管接头。半管接头的常用直径为DN15~40。半管接头的连接端有内螺纹(锥管)及承插焊两种。


(4)支管台∶在主管上开孔,焊接整体补强的支管台。常用支管台的连接端有三种即∶对焊支管台(Weldolet)、承插焊支管台(Sockolet)及螺纹支管台(Thredolet)。


(5)嵌入式支管(Sweepolet)∶在主管上开一个比支管外缘直径略大一些的孔,加工对焊的坡口,将其焊接一起,此种支管具有大的圆角,焊接后尤如整体三通。可用于有振动的管道上。


       以上(2)~(5)项在支管两侧的主管上没有焊缝,不能称为三通。


 本规范中“突面”是指法兰的RF型密封面,避免与凹凸面混淆。


 L型及U型的支架,虽然在上部生根,但有滑动支承面,不能列入刚性吊架内。因此刚性吊架系用圆钢吊杆,一般均带有铰接的结构。


 计算的位移应力范围σe见本规范第9.4.4条。许用的位移应力范围和当量循环数N见本规范第3.2.7条的规定。


“冷拉”与“冷紧”以前都使用过,英文名称为“Cold Spring",即管道冷态下预拉紧的意思。因现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235把低温下紧法兰螺栓叫做冷紧,因此本规范统一称“冷拉”以示区别。


 公用工程管道通常指冷却水、加热用蒸汽、热水、伴管用热油及吹扫置换用空气、氮气等。



三、设计条件和设计基准


1. 设计条件


  第3.1.2.1款  设计压力的规定与ASMEB31.3的规定一致。此规定适用于一条管道的组成件有不同的工作压力和工作温度。在工艺流程中,例如∶控制阀及减压阀前后的管道、两股不同参数的流体汇合、流态变化及开停工操作等,都可能出现一条管道或某些组成件有多组的工作压力一温度参数。设计时必须在这几组工作参数中,找出压力和温度相偶合时最严重条件下的压力,作为设计压力。按此条件,管道组成件需要最大厚度,这是保证管道运行安全的重要条件。


  在比较几组参数时,应在各组的P/【σ】'中取最大值。【σ】'是设计温度下的许用应力,P为设计压力。P/【σ】'最大值即是压力一温度相偶合最严重的条件。


  管道运行中,经常遇到的比正常工作更高的压力,例如泄压装置开启的压力,是1.1倍工作压力,见本规范第14.2.6条。这情况在本规范第3.1.2条第3.1.2.4款中已作了规定。所以,前面P/【σ】'中也应考虑这个因素。


 第3.1.2.2款  所述的条件在工程设计中较常见,设计时要注意某些流体的特性,有的流体工作温度和压力有一定的关系。


 第3.1.2.3款  真空管道的设计压力符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定。


 根据国内工程设计的实践经验和国外引进工程的设计规定,管道的设计温度一般都按最高工作温度适当增加裕量。由于各种生产流程的差异,流体的性质差别,这种裕量只能在工程设计中规定。


  第3.1.3.3款  无隔热层管道组成件的设计温度,是根据散热情况不同而规定的,并参照ASME B31.3的规定。一条无隔热层管道中,各组成件的设计温度用于强度核算时可以是不同的。


  在第3.1.4.3款中管道组成件外表面是由于大气中水蒸气结冰,但在活动部件处必须采取措施防止结冰。本条参照了ASME B31.3的规定。


 第3.1.5.3款  国家现行标准有《室外煤气热力工程设施抗震鉴定标准》GBJ44及《石油化工企业非埋地管道抗震设计通则》SHJ39。其余各款参照ASME B31.3的规定。


  3.1.6~3.1.11  参照了ASME B31.3的规定。



2. 设计基准


  a. 有的法兰标准中用“压力一温度等级”这个名称。即国外标准中“压力一温度额定参数”(Pressure-temperature rating)。实际上,它是与公称压力对应的许用工作压力和工作温度的参数值。本标准称为“压力一温度参数值”。


    第3.2.1.4款  在工程设计中编制“管道等级及材料选用”时,常把材料相同和设计参数相近的多条管道编在一个等级内。因此,应在各条管道的设计参数P/【q】'中找出最大值,作为这个等级的设计压力和设计温度。


  b.  压力或温度非经常性变动,本条作了规定,其中波动的程度,相当于许用应力的提高幅度,数据是与美国《动力管道规范ASME B31.1》(以下简称“ASME B31.1”)的规定一致,也符合本规范第3.2.8条的规定。其余各项规定参照ASME B31.3的规定。


  c. 材料的许用应力与现行国家标准《钢制压力容器》GB150 的规定一致。国外标准中有关许用应力规定的情况,见本规范条文说明附录A。


  d. 铸件质量系数本规范表3.2.4参照了ASME B31.3 的规定。


  e. 焊接接头系数是参照现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定,并符合我国施工的实际水平,但比ASME B31.1 及B31.3规定低一些,例如∶在ASME B31.1中单面对焊100%探伤时,Ef=1,本规范取0.9。此外,当超声波检测有疑点时,应采用射线照相进行判断。


  f. 参照ASMEB31.3的规定。


  g. 第3.2.7.1款  许用位移应力范围的公式(3.2.7-1)及(3.2.7-2)是国际上通用的规定。由于ASME B31.1的钢材许用应力值【c】c及【σ】A都低于ASME B31.3,虽然基准公式是相同,但许用位移应力范围的计算值则是不同的,即ASMEB31.3规定【σ】A值高于按ASME B31.1规定的【σ】A值。本规范附录A中材料的许用应力所依据的安全系数与ASME B31.3相当,所以许用位移应力范围【c】x的计算值高于ASME B31.1的规定。


    第3.2.7.2款  有腐蚀和高温下工作的管道,会降低循环寿命。特别是在蠕变温度范围工作的管道,设计时可以采取蠕变监测的措施,在运行中加强监督。


  h. 管道在工作状态下,受到压力、自重、其他持续荷载和偶然荷载所产生的应力之和的规定,是参照ASME B31.1的规定。在本规范式(3.2.8)中,第一项D5—DF有的标准用【2】或1P2代替. PD3



四、材料


1. 金属材料的使用温度


   材料的使用温度与流体腐蚀的因素有关,在腐蚀手册中可查到数据。但本规范附录A所规定的使用温度是没有考虑流体腐蚀影响的。


   碳钢材料超过425℃,长期使用有石墨化倾向。


2. 金属材料的低温韧性试验要求


  碳钢和低、中合金钢进行低温冲击试验的温度,是与现行国家标准《钢制压力容器》GB150取得一致。即在-20℃及以下使用的低温材料、焊缝和热影响区都要做冲击试验。


  4.3.2~4.3.4、4.3.6  符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150 的规定。


  4.3.7~4.3.9  参照了ASME B31.3的规定。


  4.3.10  材料的冲击韧性试验方法,按照现行国家标准的规定。并采用V型缺口试样。本规范的冲击功数据与现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定相符。这些数据与ASMEB31.3的冲击功数据是相近的。


3. 材料的使用要求


   第4.4.1.2款、第4.4.1.3款  符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定。


  球墨铸铁使用温度最高为350℃与管件标准一致。ASME B31.3为343℃。在ASME B31.1中规定设计温度不高于230℃,设计压力不大于2.4MPa。可锻铸铁最高使用温度本规范规定为300℃,符合阀门的设计条件。ASME B31.3定为34 对于C类流体管道用可锻铸铁时,使用压力与温度的规定参门的设计条件及 ASME B31.1的规定。国家现行灰铸铁管准所订的最高温度为300℃。按中国的灰铸铁阀门,一般规3 于公称压力PN不超过1.6MPa,温度不高于200℃。


 本条第4.4.2.2款,奥氏体球墨铸铁使用条件参照了AS B31.3第323.4.2条的规定。


 本条参照了ASME B31.3的规定。


 作为衬里用非金属材料,由于牌号不同,其力学性能和理性质的数据在本规范中未列出,设计时可向制造厂询问。


  对于整体复合金属材料的许用应力公式及本条第4.4.4.4 的规定,与现行国家标准《钢制压力容器》GB150规定相同。


  第4.4.4.2及4.4.4.3款参照了ASMEB31.3的规定。


  本条参照了ASME B31.3的规定。



五、管道组成件的选用


1. 管子


   5.2.1、5.2.2  设计选用直缝焊接钢管时,焊接接头系数应与无损检测的要求相对应。


   5.2.7  氧气管道用钢管的要求在第14章中有规定。


2. 弯管及斜接弯管


   5.3.1  本规范不推荐采用折皱的弯管。


   5.3.2  斜接弯管的设计压力小于或等于2.5MPa是根据工程设计一般规定,其他规定参照ASME B31.3的规定。


3. 管件及支管连接


   5.4.1  本条参照了ASMEB31.3的规定。


   5.4.2  第5.4.2.4款  可锻铸铁螺纹管件宜用于饮用水及采暖热水等非生产的地上管道中。在装置内管道或地下管道使用钢制螺纹管件,对采用密封焊提供方便。


   第5.4.2.5款  除了设计的管道材料文件中提供的数据外,为了使管件内部最薄弱部位的强度可满足设计要求,设计者应在采购要求的文件中给出设计压力、设计温度及腐蚀附加量数据,作为制造厂计算决定对焊端标准管件内部厚度的依据。


   第5.4.2.6 款  钢板卷焊异径管的设计压力的限制与斜接弯管规定一致。


   5.4.3  “突缘短节”是与ASME B31.3的“LAP”对应的,LAP有加工焊制的和翻边制成的两类。目前国内有的产品称为“翻边短节”,考虑该类元件不一定要用翻边结构,且翻边形式易出现裂纹,较难制造。本标准在条文中规定为“突缘短节”。此元件国外也称"Stub end"。突缘短节的要求参照了ASME B31.3的规定。


  第5.4.3.4 款第(2)项  采用整体翻边的突缘短节时,如遇到剧烈循环条件,设计者可降低计算的位移应力范围值,使成为非剧烈循环条件。


   第5.4.4.1款  支管连接的结构形式,见本规范条文说明第2.1.11条。


   第5.4.4.2 款  剧烈循环条件下的使用要求,参照ASME B31.3的规定。


   第5.4.4.3款  所指的三通为标准中所示结构的三通,主管与支管的过渡区为圆弧形。


   第5.4.4.5款  要求100%无损检测的管道中,使用嵌入式支管,可满足焊缝检测的要求。


   第5.4.4.6款 参照了ASMEB31.3的规定。


4. 阀门


   阀盖连接螺栓的数量参照了ASME B31.3的规定。公称压力大于1.6MPa的螺纹连接阀盖的阀门,不应用于蒸汽管道上,是参照ASMEB31.1的规定。


   对于饱和蒸汽,因夹带小水点,在流速大时,易对阀座及阀芯造成磨损,要求用耐磨材料,例如采用堆焊硬质合金等。本条还对其他有磨蚀性流体作出规定。


   使用短型阀体,加焊短管时,这种短管是在制造厂焊好的。5.5.9  阀门的手柄旋转90°开或关的阀门,或开关速度与其相当或更快的阀门,属于快开快闭型阀门。


5. 法兰


   法兰的压力——温度参数值,见下列国家现行标准∶《铸铁管法兰技术条件》GB/T17241.7 附录A;


 《钢制管法兰公称压力一温度等级》GB/T9131;


 《钢制管法兰压力一温度等级》HG20604及HG20625;


    本条参照了ASME B31.3的规定。


    防止螺栓过载的有效措施应采用测力扳手安装。


    本条参照了《法兰标准ASME B16.5》的规定。


6. 垫片


   大于DN600的RF型法兰上用的缠绕垫,除应带外环之外还可加带内环,增加刚度以防损坏。


   “自对中”是当螺栓装入法兰的孔中后,挡住垫片外缘,使垫广自动对中心,因此垫片外径应符合此要求。


   氯离子的含量,按现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的规定。


7.紧固件


  法兰用紧固件螺纹的螺距,控制在3mm以内,主要考虑安装时有利于拧紧螺栓的操作,避免几个螺栓受力偏差过大。因此,M30以上的螺栓需要用细牙螺纹。参照了ASMEB31.3的规定。


8. 管道组成件连接结构选用要求


   第5.9.1.2款第(1)项  承插焊组成件的管径使用范围,系按多数引进工程使用情况考虑的。


   第5.9.1.3款第(2)项 对焊接头最大错边量2mm的规定,与现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 一致。


   第5.9.1.4款 国际上称 SLIP-ON 法兰,译为"滑套"法兰,它可以包括现行法兰标准中所述的平焊法兰及带颈的平焊法兰。“平焊法兰”是来自原苏联标准的名称,即“mmockHA npH5apHbula中naHeu"意思是"平板焊接的法兰"。目前中国法兰标准已将"平焊”扩大到带颈法兰上了。本规范在平焊后加“(滑套)”表示,包括平板及带颈平焊两种法兰在内。此外,所有平焊(滑套)法兰在本规范中均要求内外侧焊。


  第5.9.2.5款  指不用密封焊,采用螺纹密封的情况。


   第5.9.2.6款  外螺纹的钢管和管件的最小壁厚的规定,考虑了国内外的钢管系列均适用。


   第5.9.2.7款  要求密封焊是与现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160和ASME B31.1的规定一致。


   第5.9.2.8款  用螺纹密封的C类流体管道组成件,其管径与工作压力的关系是参照ASMEB31.1的规定。


   第5.9.3.4、5.9.3.5款  参照了ASME B31.3的规定。


9. 管道特殊件


   本节是根据工程设计经验编制的。


10. 非金属衬里的管道组成件


   垫环不是垫片,是一种特殊件,其材料与管子相同。垫环安装在两个法兰中间,依靠长的双头螺柱将其夹紧,每一垫环的两个密封面均需配用垫片。有的垫环可制成带引出口的,作为高点排气和低点排液的接口。在非金属衬里的金属管道中,垫环允许作为调整管长的目的来使用。垫环的长度通常在50mm以内。




八、管道的布置


1. 地上管道


Ⅰ 一般规定


   按照国际上多数工程公司的设计惯例,要求在流程图标注特殊要求,例如∶管道坡度、无袋形、液封高度、对称布置、阀门和仪表的位置以及其它工艺要求等。这些标注对提高管道设计的质量具有积极的意义。

 

Ⅱ 管道的净空高度及净距


  对管道净空高度,除了按现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187和《石油化工企业设计防火规范》GB50160的规定之外,还从工程设计的实践中总结比较适中的数据,符合经济合理的原则。例如架空管道越过道路最小净空推荐为5.0m,与GB50187规范的规定一致。但在GB50187规范中还有一条注释允许采用4.5m的说明。越过铁路最小净空除5.5m外,增加电机车铁路最小净空6.6m。装置内管廊,常为多层,底层不能过高,定为≥4m净空。管廊下的管道最小净空定为3.2m,是考虑通行维修车辆。关于管道与电力线路的净距应符合现行国家标准《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB50061的规定。


  需要说明的是上述道路系指工厂区内的道路,不应包括工厂区以外的公路。


  符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187 的规定。


 平行管道的净距是按下列决定的∶


  以突出部位为准决定间隙,国外工程公司大多取25mm,我们过去习惯用50mm,现认为太大,本规范取最小净距为25mm。同时,裸管间的净距定为50mm,两者同时满足。


Ⅲ  一般布置要求


   第8.1.18.3款  参照了ASME B31.1的规定。


   两焊缝间最小距离,过去施工规范规定200mm且不小于1D。考虑到阀门组及小管布置很不适用,本规范从结构的技术要求上考虑,定为不小于3倍焊件壁厚,有热处理要求时取6倍壁厚。另外还从外观上考虑,规定了对于公称直径小于50mm的管子,焊缝距离不宜小于50mm;对于公称直径大于或等于50mm 的管子,焊缝中心距不宜小于100mm。焊口旁有削薄时,可按未削薄的厚度计算。


  冷凝液支管与总管的连接方位,是考虑两相流的特点,有利于防振。


Ⅳ  B类流体管道布置要求


  室外B类流体管道,特别是密度大的B类气体管道,如果靠有门窗的建筑物敷设,接头泄漏时,对室内的安全不利。因此,这种管道应布置在管廊上,与建筑物保持一定距离。见本规范第8.1.6条。


  符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160的规定。


  本条参照现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160第4.3.5条中规定的液化烃管道与250℃管道不应相邻布置。管道中特殊件、阀门、法兰等可能存在保温不良的情况,设计中应注意热管道对B类流体管道的影响。


  本条符合现行国家标准《氢氧站设计规范》GB50177及《乙炔站设计规范》GB50031的规定。


  本条符合现行国家标准《氧气站设计规范》GB50030的规定。


V   阀门的布置


  安全阀排放时反力方向,要注意分析。如阀出口管有弯头时,在放空口处产生的反力是主要的。反力的计算可参照ASME B31.1附录Ⅱ中设计安全阀装置非强制性规定。


Ⅵ  高点排气及低点排液的设置


  根据国外引进工程的设计规定编制的。


Ⅶ  放空口的位置


  B类气体放空口与平台及建筑物的相对距离,根据现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160的规定,与连续排放还是间断排放有关,见图1。安全阀放空属于间断排放。


  对于排气筒的高度及位置,与环境条件、风向、对附近设施的影响等有关,并已明确要按环保的标准进行设计。


 2. 沟内管道


  第8.2.2.2款  数据符合现行国家标准《锅炉房设计规范》GB50041的规定。


  第8.2.3.2款  填砂的措施,符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160中条文说明第3.5.5条的要求。


 3. 埋地管道


  地下管与道路路面的距离符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB50049的规定。


  所列数据符合现行国家标准《氧气站设计规范》GB50030、《乙炔站设计规范》GB50031、《氢氧站设计规范》GB50177、《小型火力发电厂设计规范》GB50049等的规定。8.3.12  直埋的管道采用无补偿方法时,一般要求在回填土前将管道加热至设计指定的温度,在最后所有封闭段上安装伸缩节处将外套与管道焊死,起到与“预拉”的相同作用。这种直埋管道在120℃下使用时,计算应力要求在材料的受拉伸和受压缩所规定的应力值以内,不应产生塑性变形,这与地上管道的设计要求是不同的。



十、管道支吊架


 1. 支吊架的设置及最大间距


   装有波纹膨胀节的管道,固定架、导向架的设置,必须与波纹膨胀节的型式与要求相吻合。有的工程在管道水压试验时,曾因支架未装妥当,液压产生的推力,使膨胀节损坏,造成延误工期及经济损失。今后应引起足够重视,防止此类事故的发生。10.2.6  法兰接头处承受自重引起的弯矩过大时,对防止流体泄漏非常不利。最简单的减小此项弯矩的方法,是在法兰附近选择合适的位置并增设支吊架。


   本条中有关管道挠度的规定是按常规管道考虑的。条文中“有特殊要求的管道需用更小的挠度值时,可按有关国家现行规范的规定”,系指电力行业对管道挠度的控制远小于其他部门而言的。


2. 支吊架荷载


  支吊架零部件结构的设计荷载取最不利荷载组合作为支吊架结构设计的依据。但对荷载取值和计算中产生的偏差要有足够的分析,考虑足够裕度和安全系数。


  各种偏差包括计算偏差和安装偏差,其中计算偏差包括无法预料的管子壁厚正偏差,保温容重和厚度偏差,管托或管吊架偏置引起荷重分配偏差,以及荷重分配采用简化计算方法引起的误差等。


3. 材料和许用应力


  直接与管道焊接的支吊架零部件材料与管道材料的相容性的要求,其目的是便于管道与支吊架施焊,且不产生应力腐蚀及其他材料性能的影响。


  支吊架零部件用螺纹拉杆时,许用应力应降低25%,是与美国《管道支吊架选用》MSS SP-69及《管道支吊架——材料、设计及制造》MSS SP-58标准的规定一致,此规定是考虑安装和使用条件等因素。


4. 支吊架结构设计及选用


  第10.5.1.1款  有管托或托板的大管的管径范围是根据工程设计中常规做法确定的。


  第10.5.1.4款  在试车期间管道热位移使管托滑落到梁下的事故并非罕见。设计中可用加长管托或偏置安装的方法来解决,但还应注意管道施工中预制时误差的影响。


  第10.5.5.1款  螺纹拉杆的最大承载力,本规范规定根据其许用应力和螺纹根部面积计算。在现行国家标准《钢制压力容器》GB150中,是以螺栓的螺纹小径或无螺纹部分最小直径,两者取小者计算截面积。但本规范是用于支吊架的拉杆,无螺纹部分没有减小直径,故本规范的规定实际上与GB150标准的规定相同。


  第10.5.5.2款  一般弹性吊架铰接点间的吊杆最小长度不应小于吊点处水平位移的15倍,这时吊杆偏斜角度在4°以内。若吊杆垂直角度大于4°时,根据设计经验可将吊点偏置水平位移的1/2安装。超过上述规定时,可采用其他滑动支架,或配置顶部能滚动的行走装置的吊架。


  规定刚性吊架铰接点间的吊杆最小长度不应小于吊点处水平位移的20倍。该规定比弹性吊架严格,目的在于使拉杆不至于因水平变位引起应力超过许用值。


  第10.5.6.2款  恒力弹簧支吊架。在恒力弹簧支吊架中的名义位移量△名义为根据支吊点处计算垂直位移量△计算的准确程度予以修正后的位移。可按标准规定取裕量。


  第10.5.6.3款  液压式阻尼装置(液压减振器)是阻尼装置中的一种结构型式。


  在管道支吊架结构中,梁的挠度及悬臂梁的长度等规定是符合工程设计中通常采用的控制值。



十一、设计对组成件制造、管道施工及检验的要求


 1. 一般规定


   本章的内容,主要是对管道施工及检验做补充规定以及在设计文件中应指明的施工要求。


 2. 金属的焊接


   如阀门为焊接端时,在焊接时应避免阀座产生变形。对于小阀有时因条件限制可按本规范条文说明第5.5.8条的要求处理。


 3. 金属的热处理


   管件成形在制造厂进行时,应在采购要求的文件中对热处理要求加以规定。


 4. 检验


   设计者可依据本规范附录J的规定及工程设计的特殊要求,编制管道无损检测要求的设计文件。如何归类问题,应由设计者考虑,如利用管道标注的识别代号或材料选用的分类代号等归类。但还应注意到施工人员不能区分本规范附录J表J.2.1中的流体类别、替代性试验的管道及剧烈循环条件的管道等。对此应在文件中补充说明。


 5. 试压


  试验压力的计算式为PT=KtP [σ]T/[σ]t , Kt系数按依据的标准规定。在现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235中规定液压试验的系数K.为1.5,气压试验的系数K. 为1.15;在电厂管道设计规定中,规定液压试验的系数K.为1.25。


  当管道安装后,不具备整体水压试验的条件,也不能采用气压试验时,如确认安装前分段水压试验比替代性试验更经济、更易行的情况下,可采用本条所述的方法。段与段之间组装连接的横向焊口应按固定口要求施工。


  试压时对周向应力的限制与钢制压力容器标准相同。厚度附加量之和C,在设计文件中应能查得到。以便施工人员计算。11.5.4  承受外压管道的试压要求与现行国家标准《钢制压力容器》GB150规定一致。


  有的管道因工艺流体的原因不能做水压试验,做气压试验又受试验压力的限制,这样情况下,只能采用替代性试验,但是试验压力较低,焊缝和母材的质量应严格检验。工程设计时,应在文件中指明试压的方法,并按本规范第11.4.1条提出检验要求。


  气密试验要求与现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235规定一致。至于哪些管道要做气密试验,应在设计文件中指明。


 6. 其他要求


   根据以往施工中经常出现的此类问题而编入的。除可在设计文件中特别说明外,同时要求各专业施工人员安装中尽量多了解与工艺管道设计及设备布置等有关的要求,采取措施保证工程质量,避免发生事故。



十二、隔热、隔声、消声及防腐


1. 隔热


   雨水有可能通过与管道相连的金属构件或从隔热层端部进入隔热层内。为了避免奥氏体不锈钢管道的隔热材料湿水后浓缩的氯造成不锈钢应力腐蚀,必须对隔热材料含氯量作出规定。见本规范图12.1.4。该规定适用于岩棉及矿渣棉类等吸水性的隔热材料,本规定与美国《用于奥氏体不锈钢的吸水型隔热材料ASTM C795》的规定一致。


2. 防腐及涂漆


  管道外表面的清理,对于现场施工而言,一般采用手工工具或动力工具可达到的清理级别。对于新建工程,采用更高的清理级别如喷砂清理时,需要在工程设计文件中规定。清理级别按国家现行标准《化工设备管道外防腐设计规定》HG20679的规定,手工和动力工具清理有St2及St3两个质量等级;喷射或抛射清理有Sal、Sa2、Sa2一、Sa3四个质量等级。


  现行国家标准《工业管路的基本识别色和识别符号》GB7231所规定的识别色,在工厂设计中往往不够用,还需要采用行业标准或工程设计文件作补充规定。



十三、输送A1类和A2类流体管道的补充规定


 1. A1类流体管道的补充规定


   是参照ASMEB31.3的规定。


   第13.1.2.1款  脆性材料包括铸铁  玻璃及其他任何脆性材料。


   第13.1.3.2、13.13.3、13.1.3.7、13.1.3.1.3.9、13.10 及13.1.3.12款  是参照ASME B31.3的规定。


   第13.1.3.5款第(1)项  国际上多采用特殊结构的旋塞阀,作为防漏的阀门。旋塞与阀体间形成可靠的密封面,不用普通填料。但有的阀门要求有润滑的结构,因此在阀的上部还需加填料以密封注入的润滑剂。此外,带波纹管的阀也是防止填料处泄漏的结构。


   第13.1.3.6款第(2)项  根据A1类流体需严格防泄漏的要求提出的措施,压力等级过低的法兰易泄漏,不应采用。


   第13.1.3.8款  是参照ASME B31.1的规定。第13.1.3.11款  包括球型补偿器及填料函式补偿器等。13.1.4  第13.1.4.1款  所指的安全措施,包括防漏、监测、报警、有害流体的收集处理等措施。一般情况,A1类流体管道埋地敷设时应装在套管内,套管要加强防腐及增加上述措施。13.1.5  是参照ASME B31.3的规定。


   第13.1.6.1及13.1.6.2款  是参照ASME B31.3的规定。


 2. A2类流体管道的补充规定


   指采用安全罩将事故时流出的有害流体通过导管引至安全地点的防护措施,或采用非脆性材料等防护措施。


   本条与B类流体的要求相同,见本规范第5.9.2条第5.9.2.7款。本规定参照了ASMEB31.1的规定。



十四、管道系统的安全规定


1. 超压保护


  可能超压的管道系统,在规范中没有列出,按常规情况,以下应设置超压保护∶


    a. 有化学反应的设备或管道;


    b. 压缩机与容积式泵等的出口管;


    c. 减压阀后管道;


    d. 封闭的设备及管道内由于火灾、加热或工艺条件或环境影响产生流体热膨胀或液体气化而超压;


    e. 换热器管束损坏使低压侧超压等。


   安全阀与爆破片组合使用的要求,见现行国家标准《钢制压力容器》GB150标准的规定。



  采用爆破片的安全泄放装置的系统中,管道设计压力应大于或等于爆破片的设计爆破压力加上爆破片制造厂推荐的裕量。不同类型爆破片需要的裕量变化很大,选用时应与爆破片制造厂研究决定所需裕量。因此装有爆破片的管道,应注意设计压力的决定。爆破片适用于∶具有聚合物生成的条件;不允许有一点泄漏的地方;其它原因使安全阀不能起有效作用的场合。


  安全泄气阀用于气体或蒸汽相当于国外的Safety Valve;安全泄液阀用于液体相当于Relief Valve;安全泄压阀气体和液体兼用,相当于Safety and relief Valve。


  安全阀管道的压降和出入口压力∶


   阀入口侧∶阀开启时系统压力为1.1倍工作压力,阀开最大时入口管压降最大为0.033倍工作压力。如果系统设计压力等于开启压力而且入口管压降略去不计时,允许最大泄放压力为1.21倍工作压力。


   阀出口侧∶背压最大为开启压力的10%,即0.11倍工作压力。


  选用泄压装置时,要求产品性能符合工艺设计条件的要求,按照国际上习惯做法,应向制造厂提出数据表,制造厂通过计算进行选型后提供必要的资料用于工程设计中。因此制造厂应对泄压装置的使用性能及质量负责。


2. 盲板


   对于仅短期使用的输送B类流体的管道,也允许采用拆卸短管,不用盲板,即在双阀之间设置可拆卸短管,短管拆下时,应在阀门处加法兰盖封闭。


  流体温度<-5℃,不使用"8"字盲板,是根据国外引进工程的设计规定。


3. 排放


  第14.5.1.3款对蒸汽冷凝液的排放,应考虑不影响装置内的操作环境,并保护下水道不至于损坏。因此,冷凝液宜先经汽液分离并降温后排放。


4. 其他要求


  在本规范内,寒冷气候是指一月份平均气温不大于4℃。


  本条所指的重要设备,在运行中如中断流体会造成严重事故的情况。


  氧气的性质与Al、A2、B、C、D类流体都有差异,有其特殊要求。在生产中氧气管道内要避免有残存或带入可燃物;施工焊接时不应在管内壁留有焊渣,安装中管道组成件要经严格脱脂;组成件材料的选用要加以限制。这些规定都是为了防止管道本身不至于被引燃烧毁。


  全夹套一般用于需严格控制和保持流体温度的场合,例如凝固点高于100℃的流体当温度降低时极易堵塞管道。简易夹套一般用于流体温度允许有波动,加热温度不均不会影响生产的场合。部分夹套用于流体重要性介于以上两种之间者。




点击下载


 

GB 50316-2000 工业金属管道设计规范.pdf




51.jpg 01.jpg 36.jpg

镍合金.jpg 43.jpg 87.jpg

34.jpg 56.jpg 99.jpg



 至德钢业,我们根据您的实际需求,给出参考建议,为您提供高性价比的不锈钢管道及配件。