有的不锈钢管道设计压力超过了普通规范的要求,如本书第一章所述,SH/T 3059适用于设计压力不大于35MPa的管道系统,GB50316适用于设计压力不大于42MPa的管道系统。对于设计压力超过35MPa或42MPa等较高压力不锈钢管道的壁厚如何计算?


(1)我国化工行业标准HG/T 20256《化工高压管道通用技术规范》,管道分为A、H两个系列。A系列管道适用于压力等级 Class900(PN150)、Class1500(PN260)、Class2500(PN420)通用化工高压管道的设计、制造和施工;H系列管道适用于压力等级PN160、PN220、PN260、PN320 高压氢氮气合成和尿素装置的高压不锈钢管道的设计、制造和施工。


  高压不锈钢管道材料许用应力应按现行国家标准GB/T 20801.2《压力管道规范 工业管道第2部分:材料》的有关规定取值。高压管道用锻件材料许用应力应按现行国家标准GB/T150.2《压力容器 第2部分:材料》的有关规定取值。


  A系列的弯管和H系列的弯管、焊接三通、透镜垫及采用螺纹法兰连接的直管,其原材料所用高压管子的壁厚宜为正偏差。


  高压法兰和法兰盖应采用锻件制造,锻件级别不得低于行业标准NB/T 47008《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》、NB/T 47009《低温承压设备用低合金钢锻件》和NB/T 47010《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》规定的Ⅲ级。


(2)超高压不锈钢管道的壁厚计算可依据ASME B31.3《工艺管道》(第IX章高压管道规定高压指的是超过ASME B16.5的PN420(CL2500)额定级,规定设计温度和材料组别所允许的压力)。


   高于在对应温度下设计压力的压力偏差,对任何管道系统都是不允许的。卸压时的累积除外。


 ①. 管道直管段所需壁厚应按式(3.3.37)确定。


式 37.jpg



对于螺纹组件,应采用公称螺纹深度(ASME B1.20.1中的h或相当者),但对直螺纹接头,如下列情况符合,则外螺纹槽深度无需考虑:


   a. 螺纹槽深度≤20%壁厚的;


   b. 动外径与内径比D/d>1.1;


   c. 内螺纹连接提供足够的补强;


   d. 螺纹加上退刀部分长度超出补强的距离≤管道的公称壁厚。


  藉连接而获得的足够补强定义是:为保证接头的静爆破压力≥管道无螺纹部分的爆破强度所需的补强是否足够,应按要求验证。


 ③. 超高压内压直管的壁厚计算


   内压设计壁厚t应不小于按具体规定外径和最小壁厚管道的式(3.3.38)计算的厚度或按具有规定内径和最小壁厚管道的式(3.3.39)计算的厚度。


 ④. 超高压外压直管的壁厚计算


    对于D/t<3.33的管道,若管道至少一端暴露在完全的外压中而产生轴向外压应力者,外压直管压力设计厚度应按高压内压直管壁厚计算公式确定。对D/t≥3.33和D/t<3.33两端都不承受外压的管道,其压力设计壁厚应按ASMEB31.3普通压力承受外压的直管壁厚计算公式确定,但应力值应取自 ASME B31.3表K-1。


 ⑤. 超高压管道材料的一些特殊要求


    不允许使用球墨铸铁或其他铸铁。镀锌材料不允许用于受压组件,也不能用焊接方法连接到受压组件上去。


 ⑥. 超高压管道无损检测的一些特殊要求


    所有环缝、纵缝和支管连接焊缝均应按规定100%检查。超声波检查不应代替射线照相检查,但可作为其补充。


(3)GB/T 20801、TSG D0001 也有超高压管道设计的要求。如果是油井超高压管道,也可参考API 6A《井口装置和采油树设备规范》和GB/T 22513《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》等标准来计算。






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