管道材料设计技术规定(SH_P23-2005)

管道材料设计技术规定SH/P23-2005上海化工设计院有限公司00五年三月管道材料设计技术规定1、适用范围本设计规定适用于一般化工、石油化工装置的管道及仪表流程图（D）上所示的管道材料（管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门）。

1.1材料的选用导则:1.1.1被选用的材料应满足装置生产全过程配管的各种操作工况并确保安全连续生产，无事故。

1.1.2被选用的材料应综合考虑其加工工艺性和经济性。

1.1.3新材料和特殊材料的选用须经严格试验与生产论证后方可投入使用。

1.2金属材料选用原则:1.2.1根据材料的机械性能，物化特性，查阅有关材料手册并以GB150《钢制压力容器》为依据,综合考虑其温度及压力条件的使用状况，进行既经济又合理的选材。

常用管材在工程中的使用温度范围:1) 低碳有缝钢管使用条件:0〜200C低压管线，不宜输送危险性、可燃易爆或有毒的介质。

况。

2)3)低碳无缝钢管（10、20钢）使用条件：一20〜350C中低压管线。

低合金无缝钢管（16Mn 12CrMo 15CrMo等）使用条件：350〜550C之间的中温工注：管道压力分级MPa）:真空管道PV0,低压管道0 < P <,1.中压管道1.6 VPW 10,高压管道卩>10.0。

4）奥氏体不锈钢管与25Cr-20N1钢管使用条件：一196C （低温）及》60© （高温）工况。

1.2.2根据材料的腐蚀性能来考虑腐蚀裕量的选取除晶间腐蚀和其他局部腐蚀需按具体情况特殊考虑外，一般腐蚀裕昼腐蚀速度X使用年限，使用年限一般按10〜15年考虑。

（具体腐蚀速度查《腐蚀数据图表》）。

1.3非金属材料的选用原则当介质腐蚀性强，不适宜选用一般碳钢及合金钢，须选用贵重合金时，为了考虑经济实用, 可用非金属材料（例如PVC, PP, PTFE等），但在选用时必须考虑以下几点:1.3.1需注意允许使用的温度及压力范围，衬里管道的真空度大小。

常用管材焊前预热及焊后热处理 表 1.4.1—3塑料管道及附件受光和氧作用引起的老化现象，塑料管道在特定温度上对介质的腐蚀性1.4金属与非金属材料选用的注意事项: 1.4.1金属材料的注意事项:1）铸铁材料仅用于强度及韧性要求不高的工况。

且不得用于有毒、可燃介质或温度急剧变化的受压管道。

2）碳钢及低合金钢不得在咼温& 4255）下使用，因为材料有石墨化，珠光体球化及咼温氧化倾向。

3） NaOH 高于下表（1.4.1-1）所列浓度及其对应温度应进行消除应力处理。

6）焊前预热和焊后热处理的温度，详见表.4.1—3 （仅为推荐）1.3.2能。

1.3.3 压力和温度突变的场合。

1.3.4 塑料在某些介质作用下失去弹性而发生的脆性现象。

表1.4.1-15）奥氏体不锈钢对“Cl 离子易产生点蚀。

142非金属材料的注意事项:1)非金属材料的的选用须重点考虑其加工工艺性和连接性，目前国内主要非金属管道的性能参数见表142。

常用管材焊前预热及焊后热处理表 1.4.1—31-iS||删S i)……;JMKTT VF I A ? ■ ■I M "fJOOT1■Hl200亠丄f 4亠p V T A-'J M ・l £ 也 I ms IH '“2一社 7 ：21- F —S ■* Lp r —I1^ i —jh占m-L —l-LU-]t>ji虬气井僅10,31 】T_W.亠」 'zpq. _止—!__Lr nil"、P**十 “一LL6 0Cf0.5MflH^ tttt=叫0欲!训u 纭FZI 阴" 1 j '■图14.1-3 a 对钳钢和锯钳钏很蚀起始温度仍肋线杲射诧孑］・股町IYcli.iiKr ?.0rri.2Sfrl.l)C.iJiCr H* lLi\l ・O_S讥q D * ca * FH :目前国内主要非金属管道性能参数表1.4.2注：带*号者为常用。

带括号者为不常用。

2）热塑性塑料不得用于地面上输送可燃性流体。

3）脆性材料（硼硅玻璃、陶瓷）不得用于输送有毒、可燃易爆及危险性介质。

1.5管子1.5.1由于有欧洲系列与美洲系列之分，故管子标准应根据工程实际要求来定，只有在管子标准确定后，其它管配件标准才能确定，所以管子标准和材质的选择是管道组成件选择的基础。

1.5.2选用原则:1）最大管径的选用范围一般规定如下:焊接钢管（螺纹连接，低压流体用）：DN100无缝碳钢管：DN400 （成都无缝钢管厂可生产至3N600）无缝不锈钢管：DN2502）输送氟里昂的管道，当DNC 25时用铜管（T2）,其他用碳钢（20）。

3）在条件允许范围内，应采用焊接不锈钢管，以节约投资（凡输送有危险介质，且PNC 4.0MPa应采用氩弧焊，一般介质且PNC 1.6MPa可采用电阻焊），奥氏体焊接不锈钢管不得用于极度危害介质。

1.5.3管子壁厚可按下列公式计算，经计算后的管子壁厚，虽已考虑到腐蚀裕度及加工偏差量,但还属理论壁厚，最终厚度应符合标准及实际供货状况。

管子理论壁厚的计算公式:Do—管外径，mmP—设计压力MPat—最小厚度，mm［（T ］材料许用应力Mpa©—旱缝系数焊接管=0.85无缝管=1C—附加裕量（C1+C2）C1—腐蚀裕量（按介质的10年腐蚀量取）。

C2—无缝管管子成形的偏差量见表1.5.3,钢板卷制管要查板材偏差值。

丫一系数。

见表1.5.4t 2(^c当Do/t>6 或PV1O［打/0.26无缝钢管的壁厚偏差量表系数丫值表1.5.4结合项目实际情况及供货状况选择国际标准或国内标准，常用管子标准如下:1）国际标准:ASME B36.10MASME B36.19MAPI 5L2）国内管子标准和使用范围注：表中系材质标准，另有规格标准，详见HG20553-93或SH340A96。

1.6管件1.6.1管件应根据用途、使用场合等来确定管件的种类，并按照所在管道的设计压力，设计温度来确定其温度一压力等级，并以公称压力或管表号来表示。

1.6.2选用原则:1）一般选用半径=1.5DN的长半径弯头。

2）与主管等径的支管连接采用等径三通（标准件）。

3）支管小于主管时则用异径三通（标准件）或等径三通（标准件）另加异径短管，当主管DN>65,支管DNV50时宜单头管箍或支管台。

其余可直接焊接，但须计算是否需补强。

4）卷板焊异径管仅用于PNC 2.5Mpa5）螺纹连接的可锻铸铁管件仅用存NV1.05M Pa的无毒、不燃，对人体无危害的介质, 温度为-19C〜175C的地上管线。

1.6.3管件的常见标准见下:1）国内标准：GB12459-90 《钢制对焊无缝管件》GB/T12465-96 《管路松套伸缩接头》GB/T1340—92 《钢板制对焊管件》GB373A3765—83 《卡套式接头》GB562A5653—85 《扩口式接头》GB825A8261—87 《卡箍柔性管式接头》GB3289-82 《可锻铸铁管路连接件型式尺寸》HG/T21634-88 《锻钢承插焊管件》HG/T61635-87 《碳钢、低合金钢无缝对焊管件》HG/T21631-90 《钢制有缝对焊管件》HG/T21632-90 《锻钢承插焊、螺纹和对焊接管台》GB/T14626-93 《锻钢制螺纹管件》GB/T14383-93 《锻钢制承插焊管件》SH3408-96 《钢制对焊无缝管件》SH3409-96 《钢板制对焊管件》SH3410-96 《锻钢制承插焊管件》2）国外标准：ASME B16.9 《工厂制造的锻钢对焊管件》ASME B16.11 《承插焊和螺纹锻钢管件》1.7法兰 1.7.1法兰的压力等级须高于管子的设计压力，以达到法兰面充分密封，无泄漏的要求。

1.7.2选择法兰的注意事项:根据压力、温度介质特性选择恰当的法兰连接型式，密封面型式及压力等级。

选择法兰须考虑法兰的温度A 压力之间关系及垫片与紧固件的情况。

1.7.3法兰的常用标准: ASME B16.51.8.3阀门的种类及选用:1）闸阀用于流体的启闭，流体阻力小，密圭寸性好，重量较重，阀杆有明、暗杆之分，闸板有楔式、 平行式及弹性，明杆适用于腐蚀介质及室内管道，闸阀不宜用于有固体沉降的流体，也不宜用于 流量调节，如密封性要求及其严格，可采用双闸板式。

1） 2）3) 剧烈循环条件下，应选用对焊法兰。

！ 4)承插焊法兰不宜用于有缝隙腐蚀的流体。

■|5) 承插焊、带颈平焊、螺纹法兰一般用于常温靳0C 。

6) 低温流体（V-20C ）法兰需作低温冲击试验。

石化部标准 SH3406 化工部标准 HG20592〜HG20635 国家标准 GB/T9112〜91241.8阀门1.8.1管道上用的阀门须根据管道内被输送流体的相态（液、汽），含固量、压力大小、温度高 低、腐蚀性质等诸方面进行考虑，此外，操作上可靠无故障,费用上经济合理也是重要考虑因素。

1.8.2选择阀门的材质须注意以下事项:1) 铸铁阀体的使用温度为t < 230 2) t >2300时采用钢阀3) t >4250时宜选用合金钢材料4) t >2500时不宜使用Cr 含量>12%的阀杆2）截止阀用于手动调节流量，结构简单，制造维护方便，一般用于＜150勺管道上，密封面结构较耐腐蚀，流体阻力大，不宜用于悬浮固体及粘度较大的流体。

3）蝶阀广泛用于PNV6.3 MPa带有悬浮固体的液体的启闭和节流，阻力小、重量轻，结构尺寸小,启闭迅速，适合用于大尺寸管道。

4）球阀适用于浆液、粘性流体及密封要求较高的管道上，启闭迅速，阻力非常小，有浮动球和固定球之分。

5）隔膜阀结构上分为直通式、堰式，依靠弹性隔膜切断流体，适用于压力不高温度不高6OC,有腐蚀性的浆液或悬浮粘性流体。

6）旋塞阀分直通、三通、四通等适用于汽、液相流体多向分配，启闭迅速，阻力较大，适用于浆液和高粘度流体。

7）柱塞阀密封件耐磨性能较好，更换密封件方便，适用于密封要求较高的启闭，但不宜用于有悬浮固体及粘度较大的液体，可代替截止阀，一般用于蒸汽。

8）止回阀使用于防止流体逆向流动，有旋启式、升降式、蝶型、球形之区分，升降式止回阀宜安装在水平管道上，旋启式止回阀可安装在垂直或水平管线上，但易引起水锤现象。

1.8.4阀门的常用标准国家标准GB1222旷GB12240国外标准ASME B16.34AP16001.9垫片1.9.1选用原则及注意事项合理正确选用垫片的材质、结构型式是保证管道系统连续安全生产，无跑、冒、泄漏的根本原则。

GB/T13404-92《管法兰用聚四氟乙烯包复垫片》选用的垫片应使所需的密封负荷与法兰的设计压力、密封面、法兰强度及其螺栓连接相须考虑在正常温度，压力波动范围和有振动工况下，具有良好的密封性。