1. 不同标准规范对低温管道的定义。


   ①. 我国标准一般规定设计温度低于或等于-20℃的管道属于低温管道。GB 50316、SH/T 3059和GB 150规定设计温度低于或等于-20℃的压力管道属于低温管道。GB 50235、SH/T 3501规定设计温度低于或等于-29℃的压力管道属于低温管道。


   ②. ASTM、ASME规定设计温度低于或等于-29℃(-20°F)的管道属于低温管道。


   ③. 目前ASTM、ASME对于低温管道采用了,根据材料组别、厚度、应力水平和热处理状态确定材料最低设计金属温度的方法,这种方法建立在大量实验研究的基础上,运用断裂力学的判据,针对每种材料的性能、厚度、热处理状态分别确定低温限,是比较科学的方法。我国标准将低温限统一定为-20℃根据经验人为地划定的界限,对于一些材料具有不合理性。


   ④. 石油化工行业低温管道用材料应按ASME B31.3等规范的规定确定是否做低温冲击试验,试验要求应符合ASME B31.3等规范的规定。



2. 低温工况管道材料的选用。


   ①. 具有面心立方晶格的金属材料(如铜Cu、镍Ni、奥氏体钢等)一般没有低温冷脆现象,是最好的低温用材,故含铜、镍等元素的合金钢常用于低温工况。晶粒越细钢材的低温冲击韧性越好,故一般铁素体钢要正火处理后使用。杂质元素硫(S)、磷(P)、氧(0)都将降低钢材的低温冲击韧性,一般要严格控制。


   ②. 中国的低温用钢有16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb等,或者用奥氏体不锈钢。但前者一般适应的低温温度不宜太低,而奥氏体不锈钢又比较贵,故这里介绍ASTM中常用的低温用钢,即镍(Ni)钢。见表1.9.3。


表 3.jpg



3. 低温用钢及低温界线。


   ①. Q235B,Q235A使用下限温度为≥0℃;


   ②. 20钢使用下限温度为≥-19℃;


   ③. L245,A105,WPB,WCB使用下限温度为≥-29℃;


   ④.16Mn、16MnD使用下限温度为≥-40℃;


   ⑤. 10MnD,A333 Gr6,WPL6,LF2,LCB使用下限温度为


   ⑥. 3.5Ni使用下限温度为≥-101℃;


   ⑦. 奥氏体不锈钢,Al,Cu使用下限温度为≥-196℃。



4. 碳素钢、低温碳钢、铬钼合金钢、不锈钢的最低使用温度及低温冲击试验免除条件应符合有关标准规定。



5. 低温管道用钢应采用镇静钢。



6. 管道设计温度≤-20℃的碳素钢、低温碳钢、低合金钢、中合金钢和铁素体高合金钢,母材及其焊缝金属和热影响区应按有关标准规定进行低温冲击试验。



7. 铬镍奥氏体不锈钢母材在设计温度等于或高于-196℃,且满足下列各项要求时,可免做低温冲击试验:


   ①. 材料含碳量应小于或等于0.10%;


   ②. 材料应为固溶热处理状态。



8. 铬镍奥氏体不锈钢焊缝金属及热影响区在满足下列各项要求时,可免做低温冲击试验:


   ①. 含碳量小于或等于0.10%的奥氏体不锈钢母材,不加填充金属焊接,设计温度不应低于-101℃;


   ②. 焊缝金属含碳量小于或等于0.10%,焊接使用的填充金属符合相应标准,设计温度不应低于-101℃;焊缝金属含碳量大于0.10%,焊接使用的填充金属符合相应标准,设计温度不应低于-48℃。



9. 除抗拉强度下限值大于540MPa的钢材及螺栓材料外,使用的材料在低温低应力工况下,当设计温度加50℃后,高于-20℃时,管道材料可免做低温冲击试验。