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管道材料专题 主讲：应道宴 全国化工设备设计技术中心站

压力管道设计审批人员培训班. 管道材料专题 主讲：应道宴 全国化工设备设计技术中心站. 1 培训目的 ● 教材 ● 对象 ● 要求 ● 基础；专业；工程设计实践； 2 配管标准、规范 ● 配管专业／工艺； ● 配管材料、配管机械、配管布置（设计）； ● 标准规范 体系混乱、不完整、不协调； ● 标准意识 差 ● 理解标准的含义、背景及针对性 ● 标准是最低的安全要求、工艺要求，而不是全部要求. 3 管道的几种分类 3.1 国家质量技术监督局 设计单位资质 ● GA 长输管线

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管道材料专题 主讲：应道宴 全国化工设备设计技术中心站

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  1. 压力管道设计审批人员培训班 管道材料专题 主讲：应道宴 全国化工设备设计技术中心站

  2. 1 培训目的 ●教材 ●对象 ●要求 ●基础；专业；工程设计实践； 2 配管标准、规范 ●配管专业／工艺； ● 配管材料、配管机械、配管布置（设计）； ●标准规范 体系混乱、不完整、不协调； ● 标准意识 差 ● 理解标准的含义、背景及针对性 ● 标准是最低的安全要求、工艺要求，而不是全部要求

  3. 3 管道的几种分类 3.1 国家质量技术监督局 设计单位资质 ●GA 长输管线 ●GB 热力、燃气管网 ●GC 工业管道（甲、乙类可燃气体、液体，极度危害介 质、气相、0.1MPa）— GC1、GC2 安装、施工单位资质 ●Ⅳ（特殊）GC1 ● Ⅲ（高级）GC1 ● Ⅱ（中级）GC2 ● Ⅰ（常规）GC2、GC3 ● O （公用）GC3

  4. 3.2 SH3501 （施工、验收） ●SHA 极度危害 ●SHBⅠ 高度危害；甲＋乙(气)，甲A、甲B(液)；乙A(液) ● SHBⅡ 乙B (液)、丙(液) 3.3 SH （设计单位分类） ● 一 ① 极度、高度危害；② P＞10.0MPa ● 二 ① SHBⅠ（不包括高度危害）； ② 工作温度高于闪点； ③ P≥4.0 Mpa； ● 三 ① SHBⅡ； ② P≥1.6 MPa； ③ P≥0.1 Map气体、有毒、有腐蚀；工作温度高于沸 点（标准）； ● 长输管线 ● 公用管道（热力、燃气） ● 超高压（P＞35.0 Map）

  5. 3.4 HG20225、GB50235、GB50236 （施工、验收） ●A 剧毒 ●B 可燃、有毒 ●C 其他 ●D P≤1.0 -29 ～ +186℃无毒无害 3.5 国标工业金属管道（设计） ●A1 剧毒（Ⅰ） ●A2 有毒（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ） ●B 可燃 ●C1 其他 ●C2 （D类） Δ 高压 （P＞42.0 MPa） Δ 剧烈循环 Δ 低温 （≤－20℃） 3.6 ASME B31.3（设计、施工、验收）(工业管道） ● 剧毒（M） ●D类 Δ 低温（＜－29℃） ● 高压（＞2500Lb） ● 其他 Δ 剧烈循环

  6. 4 配管材料的分类 ● 管（弯管） ● 法兰接头（法兰、垫片、紧固件） ● 管件： Δ 对焊 Δ承插 Δ螺纹 Δ其他（卡箍、螺纹、卡套‥‥‥） Δ 非标（BOSS、短管、支承台、快速接头、软管、 临时过滤器、肓板、排污环、大R弯头、带直边弯头、 夹套管件、雨帽、漏斗...） Δ 标准 ● 阀门 ● 特殊件（视镜、过滤器、阻火器、安全阀、疏水阀、取样 冷却器、小储罐、喷头）

  7. 5 管道组成件的连接形式 ● 对焊（坡口、削薄、组对） ● 承插焊（SW、SO） ● 管螺纹（NPT、R、Rc、Rp） ● 法兰接头 ● 其他 ● 角接焊等其他焊接型式 插 图

  8. 6 钢管 6.1 钢管分类 ●Pipe — 作为输送用的管道。用公称直径命名； ●tube — 作为传热用的管。用外径×壁厚表示； ●tubing — 作为（仪表、伴热、油路）管路； 用外径×壁厚表示； 6.2 材料分类 ● 碳钢（P－1） ● 合金钢 ● 高合金钢（不锈钢） ● 高强钢 ● 低温钢 ● 镀锌管

  9. 6.3 制管工艺 无缝（热轧、热扩、挤压、热锻、离心铸造、冷拔、 冷轧、 冷扩） 焊接（炉焊ERW、EFW－填充 不填充） （直缝、双缝、螺旋缝） （带或卷板、板） 6.4 质量等级 ● 一般（低压、公用工程） ● 压力（中、低压；高压；超高压） ● 结构 ● 原材料（坯料） ● 使用对象、规范、历史原因 ● 质检要求 ● 组批方式

  10. Δ 9711.1（坯料、去毛刺、回火、探伤、水压）大批量 Δ 5023焊管有问题（碳钢、合金钢） Δ 14″～16″有空档

  11. 6.5 外径系列 ● 通用系列（英制、大外径、≥14″外径）（管螺纹） 美国（ANSI B36.10，36.19） 欧洲（DIN、ISO4200） 日本（JIS） GB17395，HG20553 Ia、Ib ●国内沿用系列（公制、小外径、≥14″外径） HG20553 Ⅱ

  12. 6.6 壁厚等级 ● 为什么要采用壁厚等级 ●sch意义 ● 几种sch系列（美国、日本、欧洲化、中国） ●STD、XS、XXS、SGP、LG ●欧洲壁厚系列（GB17395、ISO 4200）级差 1.2±4％ （1.2~25mm） ● 工程公司系列 RD＋C＝t   0.68、0.80、1.0、1.25、1.60、2.0、2.5、3.15% 级差25％ ● 壁厚系列的中国化 SH与HG、GB 大口径（板厚） ●5S、10S的压力温度限制 MSS SP43 表 格

  13. 6.7 焊缝系数 ● 炉焊 0.60 ● ERW 0.85 ● API 5L 0.95（双面埋弧，100％超探＋两端200mm× 射线电阻焊：100％超探、电磁） ●EFW 单面 不拍片 0.80 双面 0.85 SPOT 0.90（1％） 0.90（1％） FULL 1.00 1.00 ●使用限制 剧烈循环、剧毒、低温、高压；Φ≥0.90，不使用 一般级（但可用A535） 公用工程（≤1.0MPa ）；可用一般级， Φ无限制。 6.8 管端（短管） ● 平端 ● 焊接坡口 ● 螺纹（带箍） ● 短管（两端）

  14. 7 法兰接头 7.1 整体性、配合性 ● 法兰：连接、刚度强度、密封面 ● 垫片：密封件、压紧要求、工况 ● 紧固件：施加密封力 7.2 法兰选用的主要参数 ● 压力等级（表达形式；美国、欧洲、日本） 磅级×S／8750 Psi （610MPa） ● 公称直径／外径系列 ● 钢管壁厚（WN、活套、SW） ● 密封面型式及光洁度 ● 法兰型式 ● 材料（锻、板） ● 标准号 ●P－T表 表 格

  15. 7.3 垫片 ● 选材 T. P（强度）、PT值、防火耐蚀、密封性能、 泄漏率 m Y、尺寸、光洁度要求； 垫片分类：非金属垫片、半金属垫、金属垫 ● 非金属垫片（低压） 橡胶（温度、压力限制、介质） 石棉橡胶板（XB…） 非石棉（有机、无机） F4 — F4改性 F4夹包 石墨 表 格

  16. ●半金属垫（中压） 石墨复合 缠绕垫 金属包垫 齿形复合垫 ● 金属垫（高压） 平垫 八角、椭园 透镜 齿形垫 ● 泄漏率等级 T1 （水 空气） 2×10 -1 mg/s.mm（ Φ 150垫片） T2 （标准） 2×10 -3（40L/天，NPS10、氮气） T3 （紧密） 2×10 -5 T4 （特殊紧密） 2×10 -7

  17. 7.4 紧固件 ● 材料和性能等级 ● 质量等级（材料型式试验和组批、六角、批量） ● 螺纹（M制，UN－C，8牙）垫片配合 ● 螺栓型式（六角、双头、全螺纹） ● 螺母（高度、对边宽） 螺母与螺栓的匹配 ● 长度及数据库 美标与欧标法兰 端部计入、螺母高度 露头 夹持件 ●8.8级与4.8级 ● 商品件使用限制

  18. 8 管件 8.1 管件分类 对焊、承插、螺纹、其他、角接、复合 8.2 管件型式 ● 标准（基本）：弯头小R弯头（90°、45°、180°）、 Studend、三、四通（等径、异径、Y）；异径管和 异径接头（同心、偏心）、管帽和管塞；管接头（半、全）、活接头； ● 非标准：BOSS Weldolet ...、短管、异径接头、 快速接头、肓板、夹套管、、排污环、临时过滤器、雨帽、漏斗、伴热管件、非标弯头、斜接弯头。

  19. 8.3 管件强度和型式试验 ● 强度计算（盲板、封头、斜接弯头） ● 等强度，型式试验（与管焊接的管件） ● P／T表（法兰 承插） ● 螺纹和密封件的限制（由任、球阀、蝶阀、旋塞） 8.4 材料标准 ● 管件标准（材料标准＋型式试验标准） ● 材料标准分类 锻轧、锻件、铸件 ● 材料标准使用中应注意问题 牌号／化学成分、坯料、炉号； 热处理 — 组批 — 机性； 标志（支管台）、质保书； 坯料的多种可能、成型的各种形式；

  20. 9 阀门 9.1 连接型式（法兰 对焊 承插 螺纹－内外） 9.2 压力等级及 P／T 表（800Lb） 9.3 阀型 闸 阀（全开全闭 可双向流动、阻力小、省力、不宜调节、 开关慢） 蝶 阀（尺寸小重量轻 开关快 可调节；压力 温度限制 密封性） 截止阀（角阀 节流阀）（频繁开关 可调节流量和压力 阻力大 单向流动 中小尺寸） 止回阀（升降 旋启 蝶式）升降式——水平管道 旋启可水平 垂直时流体向上流动 球阀 旋塞阀（开启快 阻力小）固定球 浮动球 9.4 阀门型号 阀型－（传动）－连接型式－阀门结构－阀座材料－ 压力等级－阀体材料

  21. 9.5 阀门规格书 基本参数（口径范围、阀型、压力等级、阀体材料） 阀门设计标准（尺寸 结构 阀杆 阀盖等） 阀门连接标准（如16.5）密封面型式、光洁度 阀门密封件（阀座 阀瓣 阀杆及上密封件）材料和结构 阀门间距标准（16.10） 阀门P／T表（16.34）及其调整限制（蝶、球、旋） 阀门检验标准（598）及其他检验（用户抽验、探伤、 材质光谱） 防火、防静电设计要求 扭矩及驱动装置 垫片 填料 紧固件材料 表面、包装

  22. 10 配管材料等级表 10.1 工程项目的等级表分类 10.2 等级表与支管连接表、阀门规格书、非标件、特殊件规格(异径件表)、管道一览表、编码规范的配套使用、节点图选用 10.3 格式 ● 编号（压力等级－管子材料－顺序号） ● 基本参数：(材料 介质 腐蚀余量 Ra PWHT)额定压力等级 ● 相关文件及参数：支管连接表等、P－T及壁厚系列； ● 几个大类 ① 管、短管 ；② 法兰及法兰夹持件；③ 弯、异、三、帽、塞 ④ 管接头（Coupling Boss 支管台 补强板）Swage Nipple ⑤ 活接头、快速接头； ⑥ 紧固件和垫片； ⑦ 阀门的分类； ● 备注和说明

  23. 10.4 编制等级表的注意事项 ● 编码及其作用 ● 核对P－T及壁厚对应 ● 管道组成件（各种口径）的一一对应（几个端头） ● 标准节点图、支管连接表 ● 版本及其修改 管道施工和检验 11 标准 GB 50235 50236 HG 20225 SH 3501、SHJ517（工艺） 3064（阀门） DL 5031、5007（焊接）

  24. 12 配管材料检验 ● 钢管 标记、质保书、外观、尺寸抽查、数量（HG20225、 SHJ517） 高压钢管 无损检验（MT、PT） 合金钢 光谱 低温 AKV 不锈钢 晶蚀 ● 管件 标记、质保书（高压）、外观、尺寸抽查、 数量（SHJ517） 高压钢管 无损检验（MT、PT） 合金钢 光谱 螺栓 硬度 ● 附件 （SHJ517） ● 焊材 （SHJ517） ● 阀门 （GB50235、SHJ517、HG20225、SH3064）

  25. 13 弯管 ● 冷弯、热弯 ● 最小弯曲半径（厚度 材质），（热3.5~冷4.0~厚5.0） ● 减薄率 ● 椭园度 ● 加热及弯制温度 ● 热处理（PWHT；合金厚壁管NT；不锈；）

  26. 14 焊接 ● 焊材选用和焊接方法 ● 坡口（设计选用 加工 表面清理 组对及削薄） ● WPQ 、PQR ● 焊工考核 ● 予热及层间温度；环境要求 ● PWHT和硬度 15 焊接检验 ● 比例 ● 方法 ● 判据（GB12605－90）未焊透、夹渣、错边、Sy4056 API 1104 ● MT ● 光谱 ● 割样、金相 ● 尺寸 外观 错边 盖面高度 咬边 变形 未焊透

  27. 16 压力试验 ● 水压前准备工作 16.1 水压 1.5P；真空0.2；夹套；先内后外 高温[σ]／[σ]t C1ˉ(20) 温度（5℃） 气压代水压（≤300 PT1.6； ＞300 PT0.6；） 管道十容器水压（PT容≥PT管 取 PT管)； (如PT容＜PT管，且PT容≥0.77 PT管，取1.15P管） 16.2 气压 1.15P（0.17MPa）

  28. 16.3 气密（泄漏量试验） 要求（SHA SHBⅠ SHBⅡ中乙B（液）、真空PT0.1） PT＝P 检漏或24h后平均泄漏率0.3～0.5％小时 其他方法 16.5 真空度试验（联动） 24h 增压率≤5％（24h） 考虑温差 16.5 替代试验 全部焊缝X（对接） 磁粉（角接） 灵敏检漏10－3atm， ml／s P1

  29. 工业金属管道的级别划分

  30. 注：1、按介质毒性、可燃性、压力－温度、低温四栏分别确定，注：1、按介质毒性、可燃性、压力－温度、低温四栏分别确定， 并取其中类别最高者。 2、“低温”不包括“低温低应力工况”，且限于铁素体钢压力 管道以及设计温度低于－196℃的奥氏体钢管道。 3、介质毒性分类按HG20660及GB5044。 4、介质可燃性分类按GB50160“石油化工企业设计防火规范” 和GBJ16“建筑设计防火规范”。氧化剂按其危险程度列入 新GC2或GC3。 5、同时符号毒性、可燃性及压力－温度栏条件者为低级类。 6、液化烃为15℃时，蒸气压力＞0.1MPa的烃类液体及类似 液化气体。 7、剧烈循环条件下，可升1～2级或按高级计。 8、本级别划分中可暂不将超高压级列入。

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  35. 工业金属管道的级别划分

  36. 注：1、按介质毒性、可燃性、压力－温度、低温四栏分别确定，并取其中类别最高者。注：1、按介质毒性、可燃性、压力－温度、低温四栏分别确定，并取其中类别最高者。 2、“低温”不包括“低温低应力工况”，且限于铁素体钢压力管道以及设计温度低于－196℃的奥氏体钢管道。 3、介质毒性分类按HG20660及GB5044。 4、介质可燃性分类按GB50160“石油化工企业设计防火规范”和GBJ16“建筑设计防火规范”。氧化剂按其危险程度列入新GC2或GC3。 5、同时符号毒性、可燃性及压力－温度栏条件者为低级类。 6、液化烃为15℃时，蒸气压力＞0.1MPa的烃类液体及类似液化气体。 7、剧烈循环条件下，可升1～2级或按高级计。 8、本级别划分中可暂不将超高压级列入。

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