SH/T 3059-2012石油化工管道设计器材选用规范主要是石油化工行业钢管的选用,对毒性介质、酸碱腐蚀性介质、高温介质等不锈钢管提出了选用要求。


(1)设计温度低于或等于-20℃的低温管道用钢材,除含碳量小于或等于0.10%且符合标准的铬镍奥氏体不锈钢,在材料温度不低于-196℃时不做低温冲击试验外,其余钢材均应做复比(V形缺口)低温冲击试验,试验要求应符合GB/T 150的规定。


(2)压力管道受压元件用钢,应采用平炉、电炉或纯氧顶吹转炉冶炼。钢材的技术要求应符合国家标准、行业标准和有关技术条件的规定。


(3)输送极度危害介质、高度危害介质及液化烃的压力管道应采用优质钢制造;输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造。含碳量大于0.24%的材料,不宜用于焊制管子及管件。


(4)输送腐蚀性介质管道用材料应有耐腐蚀能力。除晶间腐蚀和其他局部性腐蚀需按具体情况考虑外,一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。


(5)管道金属材料的耐腐蚀能力根据介质对金属材料的腐蚀速率,可分为下列4类:


      ①. 年腐蚀速率不超过0.05mm的材料为充分耐腐蚀材料;


      ②. 年腐蚀速率在0.05~0.1mm的材料为耐腐蚀性材料;


     ③. 年腐蚀速率0.1~0.5mm的材料为尚耐腐蚀性材料;


      ④. 年腐蚀速率超过0.5mm的材料为不耐腐蚀材料。


(6)对于尚耐腐蚀材料,可根据技术经济比较,确定是在较大腐蚀裕量的条件下应用或者另选用较高级别的耐腐蚀材料。


(7)高温管道钢材,应符合下列要求:


      ①. 受压元件的钢材使用温度,不应超过GB/T150《压力容器》中材料许用应力值所对应的温度上限;


      ②. 非受压元件的钢材使用温度,不应超过钢材的极限氧化温度;


      ③. 长期使用在高温条件下,碳素钢的使用温度不应超过425℃,0.5Mo钢不应超过468℃;


      ④. 含铬12%以上的铁素体不锈钢受压元件,使用温度不宜超过370℃;


      ⑤. 奥氏体不锈钢使用于可能引起晶间腐蚀的环境时,应按GB 4334.1~4334.5《不锈钢晶间腐蚀试验方法》进行晶间腐蚀倾向性试验。


(8)对操作温度等于或高于200℃介质中含有氢气的碳钢及低合金耐热钢管道,应根据最高操作温度加20~40℃的裕量和介质中氢气分压按Nelson 曲线(曲线摘自 API RP941《炼油厂和石油化工厂用高温高压临氢作业用钢》),如图4.2.6及图4.2.7所示,选择适当的抗氢钢材。



(9)对操作温度等于或高于250℃、介质为H2S+H2的材料,应根据高温H2S+H2对各钢种的腐蚀率按图4.2.8~图4.2.15选用(最新版“柯柏曲线”,SH/T3129《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》和SY/T 0599《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》均有此规定)。



(10)高温硫和环烷酸腐蚀用钢应根据原油中总硫及环烷酸的含量,按下列要求选取:


      ①. 对轻微腐蚀的介质(含S<0.5%,酸值<0.5mgKmgKOH/g原油)可用碳钢、15CrMo、1Cr5Mo或0Cr13等材料;


     ②. 对严重腐蚀介质(含S≥0.5%,酸值<0.5mgKOH/g原油)可选用0Cr13、0Cr19Ni9等材料;


     ③. 对环烷酸腐蚀介质(酸值≥0.5mgKOH/g原油)可选用0Cr17Nil2Mo2、0Crl8Ni13Mo3、0Cr17Ni14Mo2等材料。


(11)在湿H2S应力腐蚀环境中,管道用材料应符合下列要求:


      ①. 材料标准规定的屈服强度σ,≤355MPa;


      ②. 材料实测的抗拉强度σ≤630MPaa;


      ③. 材料适用状态应为正火或正火+回火、退火调质状态;


      ④. 碳当量CE限制:低碳钢和碳锰钢(CE≤0.40),低合金钢(包括低温镍钢,CE≤0.45);


      ⑤. 压力管道需经焊后热处理,热处理后焊缝(含热影响区)的硬度不大于200HB;


      ⑥. 钢板厚度大于20mm时,应按JB 4730《压力容器无损检测》进行超声波探伤,符合II级要求;


      ⑦. 选用镇静碳钢,可用钢材为Q235B、Q235C、20、20g、16Mn等。


(12)NaOH 溶液应力腐蚀用钢应按图4.2.16选取。在液氨应力腐蚀环境中,使用低碳钢和低合金高强度钢(包括焊接接头)应符合下列要求:


      ①. 对 Q235A、Q235B、20、16Mn钢应采取下列措施之一:a. 焊后应进行消除应力热处理;b.控制焊接接头(包括热影响区)的硬度值HB≤200;c.使液氨含水量大于0.2%(质)。


      ②. 对于15MnV、18MnMoNb低合金高强度钢,焊后必须进行消除应力热处理。


(13)除产品标准明确规定,并经设计确认可用于压力、温度参数较高或特定条件外,焊接钢管宜按下列规定选用:


      ①. 锻焊(炉焊)直缝钢管主要用于水、空气系统,且温度为-100℃,设计压力不超过1.0MPa;


      ②. 电阻焊碳钢直缝钢管,宜用于设计温度不超过200℃的无毒介质管道;


      ③. 螺旋缝埋弧焊钢管主要用于设计温度不超过300℃的非极度、高度危害介质管道;


      ④. 电弧焊直缝钢管的使用温度,碳钢不宜超过425℃,奥氏体不锈钢不宜超过600℃;


      ⑤. 焊接钢管应符合现行GB/T 9711.1《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第1部分:A级钢管》的要求。




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