压力管道设计常用管件标准及区别

压力管道设计常用管件标准及区别

24. 压力管道设计常用管法兰标准有下列四类：
    1. 国家标准

1）《钢制管法兰》GB/T9112～9124国家标准是参照《钢法兰》ISO/DIS7005-Ⅰ编制而成。其公称直径范围、法兰结构及密封面形式等与ISO标准基本相同。标准的构成形式为一种法兰型式、一种密封面型式和一种连接型式构成一个标准。标准中有两个公称压力系列：

0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.3，10.0，16.0Mpa；

2.0，5.0，11.0，15.0，26.0，42.0Mpa。

公称直径范围因公称压力不同而异：

PN=0.25Mpa,DN_max=3000mm；

PN=42.0Mpa,DN_max=3000mm。

法兰结构型式：有整体、螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、板式、对焊环松套板式、对焊环松套带颈、平焊环松套板式、板式翻边松套、法兰盖等。

2）《大直径碳钢管法兰》GB/T13402-92

    基本上是等效采用《大直径碳钢管法兰》API605。公称压力PN为2.0、5.0、6.3、15Mpa。

    公称直径范围为DN650～1500mm。

    法兰结构有对焊式和整体式两种，密封面为凸面。

2. 中国石油化工集团公司标准《石油化工钢制管法兰》SH/T3406-96

  SH/T3406-1996是根据石油化工生产的特点，参照美国国家标准《钢制管法兰及法兰管件》ASME B16.5及美国石油协会标准《大直径碳钢法兰》API605编制而成。标准属于美洲体系。

  公称压力范围PN=1.0、2.0、5.0、6.8、10.0、15.0、25.0、42.0Mpa。

  公称直径范围为DN15～1500mm。

  DN≤600mm的法兰型式有对焊平焊承插焊松套螺纹等五种。

  DN≥650mm的法兰仅有对焊法兰。

  密封面型式，DN≤600mm时有凸台面、榫槽面、环槽面、凹凸面和全平面等五种。DN≥650mm仅有凸台面。

3. 化工部标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～297。
   1. 其中HG20592～20605属于欧洲体系

  公称压力范围PN=0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0Mpa等10个压力等级。

  公称直径范围为DN10～2000mm。

      法兰型式有板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种。

      密封面型式有凸台面、榫槽面、环连接面、凹凸面和全平面等五种。

2. 其中HG20615～20626属于美洲体系

      对于DN≤600mm的法兰等效采用了ASME B16.5，对DN≥650mm的法兰等效采用了ASME B16.47中的B系列（API605）。

      公称压力范围为2.0，5.0，11.0，15.0，26.0，42.0Mpa。公称直径范围为DN15～1500mm。

      法兰型式有带颈平焊、带颈对焊、整体、承插焊、螺纹、松套等6种。

      密封面型式有凸台面、榫槽面、环连接面、凹凸面和全平面等5种。

4. 机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T74～90－94

      此标准属于欧洲标准体系，公称压力范围为0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、20.0等10个压力等级。公称直径范围为DN15～1500mm。

    法兰结构型式：有整体、板式平焊、对焊、对焊环板式松套、平焊环板式松套、板式翻边松套、法兰盖等7种法兰。

  密封面型式有凸台面、榫槽面、环连接面、凹凸面等4种。

25. 设计中常用的法兰代号
    1. 法兰连接代号：对焊连接－WN；承插焊连接－SW；螺纹连接－PT；松套连接－LJ；平焊连接－SO。
    2. 法兰密封面代号：全平面－FF；凸台面－RF；环连接面－RJ/RTJ；凹凸面－MF；榫槽面－TG。
26. 金属直管的壁厚计算

    对于内压直管，根据《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059－2001确定其壁厚：

1. 当S_O＜D_O／6时，管子的壁厚按下式计算：

S_O＝

式中S_O－管子的计算厚度，mm；

    P－设计压力，Mpa；

    D_O－管子外径，mm；

      ［σ］^t-设计温度下管子材料的许用应力，Mpa；

      φ－焊缝系数，中空锚杆取1；

      Y－温度对计算管子壁厚公式的修正系数，按下表取值。 
 
 
 

      温度对计算管子壁厚公式的修正系数

管子的选用壁厚应按下式计算：

S=S_O＋C

式中 S－包括附加雨量在内的管子壁壁厚，mm；

    C－管子的壁厚的附加裕量（包括腐蚀裕量、壁厚负偏差和螺纹深度等），mm；

2. 当S_O≥D_O／6或P／σ］^t＞0.385的管子，其计算壁厚，应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。
3. 焊接钢管的焊缝系数

4. 中空锚杆壁厚负偏差，按《中空锚杆尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T17395 S2级取为－12.5％。
27. 沸腾钢及镇静钢：
    1. 脱氧不完全的钢称为沸腾钢。由于脱氧不完全，钢液中含氧量高，浇注及凝固时会产生大量的CO气泡，造成剧烈的沸腾现象，沸腾钢也因此得名；沸腾钢冷凝后没有集中缩孔，因而成材率高、成本低表面质量及深冲性能好，但因含氧量高、成本偏析大、内部杂质多、抗腐蚀性和机械性能差，且容易发生时效硬化和钢板的分层，故不宜作重要用途。

  （2）镇静钢是脱氧完全的钢。浇注时钢液平衡，没有沸腾现象，此类钢冷凝后易产生集中缩孔，所以成材率低、成本高，但镇静钢气体含量低，时效倾向小，钢锭中气泡、疏松较少，质量较高。

    脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢称为半镇静钢，其性能也介于二者之间。

28．关于Q235-A.F，20，0Cr18Ni9：

1. Q235-A.F为碳素结构钢牌号，Q235表示钢材屈服点为235N/mm²；A表示质量等级为A；F表示为沸腾钢。
2. 20为优质碳素结构钢牌号，，牌号意义表示钢材的平均含碳量为0.2％。
3. 0Cr18Ni9为不锈钢牌号，牌号表示钢材主要合金元素的百分含量，0表示C≤0.08％，Cr＝17.00％～19.00％，Ni＝8.00％～11.00％。

29.碳素钢沸腾钢Q235-A.F和镇静钢Q235-A、B、C的适用范围：

（1）在《钢制压力容器》GB150，2002年4月16日发布的第一号修改单中，因

Q235-A.F和Q235-A钢板型号存在问题，已不推荐使用。

（2）Q235-B钢板的适用范围：

    设计压力P≤1.6Mpa；设计温度0～350℃；钢板厚度不大于20mm；不得用于液化烃，毒性程度为高度和极度危害介质的管道。

（3）Q235-C钢板的适用范围：

    设计压力P≤2.5Mpa；设计温度0～400℃；钢板厚度不大于40mm；不得用于液化烃，毒性程度为高度和极度危害介质的管道。

30.钢管公称壁厚的表示方法及意义；

1. 以管子表号表示公称壁厚：

    此种表示方法以《焊接和中空锚杆》ASME B36.10为代表并为其他许多标准所采用，常以“Sch”标示。管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000，并经圆整后的值。即

Sch＝

    ASME B36.10和JIS标准中，管子表号有：Sch10、20、30、40、60、80、100、120、140、160；

    ASME B36.19中不锈钢管子的表号为5s、10s、40s、80s；

    中国石化标准SH3405中，中空锚杆采用了Sch20、30、40、60、80、100、120、140、160等9个表号；不锈钢管子采用了Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s等5个表号。

2. 以管子重量表示公称壁厚

  美国MSS和ASME也规定了以管子重量表示壁厚的方法，将管子壁厚分为三种：

1. 标准重量管，以STD表示；
2. 加厚管，以XS表示；
3. 特厚管，以XXS表示。

    对于DN≤250mm的管子，Sch40相当于STD，DN＜200mm的管子，Sch80相当于XS。

（3）以钢管壁厚值表示公称壁厚

  中国、ISO和日本部分钢管标准采用壁厚值表示公称壁厚。

31.常用的管道分支结构及特点

  常见的分支结构有整体型、加强管接头型、焊接支管型三大类。

  加强管嘴（有时叫半管接头）常用于DN40及以下的分支，并采用承插焊或螺纹连接；加强管接头（有时也叫支管台）常用于DN50～DN200，并采用对焊连接。

32.一次应力与二次应力

    一次应力是由于压力重力与其他外力荷载的作用产生的应力。它是平衡外力荷载所需的应力，随外力荷载的增加而增加。一次应力的特点是没有自限性，即当管道内的塑性区扩展达到极限状态，使之变成可变的机构时，即使外力荷载不再增加，管道仍将产生不可限制的塑性流动，直至破坏。

    二次应力是由于管道变形受到约束而产生的应力，它由管道热胀冷缩端点位移等位移荷载的作用而引起。它不直接与外力平衡，而是为了满足位移约束条件或管道自身变形的连续要求所必需的应力。二次应力的特点是具有自限性，即局部屈服或小量变形就可以使位移约束或自身变形连续要求得到满足，从而变形不再继续增大。二次应力引起的是疲劳破坏。在管道中，二次应力一般由热胀冷缩和端点位移引起。

33.支吊架：固定架限制了三个方向的线位移和三个方向的角位移；导向架限制了两个方向的线位移；支托架（或单向止推架）限制了一个方向的线位移。

34.管道进出装置应设置切断阀。对可燃、易爆、有腐蚀性或有毒介质的管道，还应在切断阀的装置侧加设8字盲板。

35.固定连接在工艺管道或设备上且正常操作时不使用的公用工程管道（如惰性气体空气蒸汽水等介质的管道），应设切断阀加检查阀（简称管道三阀组），或设置双切断阀加盲板。工艺过程不允许串料的管道，也应采取这种措施。

36钢管国外标准：

1. 日本工业标准（JIS－JAPAN INDUSTRY STANDARD）
2. 日本石油协会标准（JPI－JAPAN PETROCHEMICAL INSTITUTE）
3. 美国国家标准（ANSI－AMERICAN NANTIONAL STANDARD INSTITUTE）
4. 美国材料与试验协会标准（ASTM－AMERICAN TESTING AND MATERIAL STANDAARD）
5. 美国石油协会（API－AMERICAN PETROCHEMICAL INSTITUTE）
6. 美国水道协会标准（AWWA）
7. 德国国家标准（DIN）
8. 英国标准（BS－BRITISH STANDARD）

37.《ASME压力管道规范》（ANSI/ASME B31）包括若干部分，每一部分都是一个美国国家标准：

B31.1－动力管道

B31.3－化工厂和石油炼制厂管道（得到全世界公认，成为石油化工厂压力管道设计普遍遵循的规范）

B31.4－液化石油输送管道系统

B31.5－冷冻管道

B31.8－气体传送和分配管道系统

38.钢管尺寸系列标准：美国的ANSI B36.10；德国的DIN2448；英国的BS3600和国际标准化组织ISO4200等标准。在日本虽然有JIS标准，但是为了进入国际市场也按美国、英国、德国的标准生产钢管。

39.管壳式换热器管内液体介质的流速不宜大于3m/s；冷却水在管内的流速不宜小于0.8m/s。温差校正系数不宜小于0.8。

40.泵应根据被输送介质的物性和工艺参数来选型。在一般情况下，对流量较大、扬程相对较低、粘度小于650mm²/s、溶解或夹带的气体小于5％（体）的液体介质，宜选用离心泵。对小流量、高扬程的液体介质宜选高速离心泵。对流量较小扬程相对较高拈度小于35mm2/s温度小于110℃的液体介质，宜选用旋涡泵。对流量小扬程高粘度大的液体介质，宜选用容积式泵。

41.碳钢的吸收量：

△x=(t_操作-t_安装)×L×13×10^-4cm

L为π型间距m

42.系统伴热每60米1个回水点，1个给水点。

43.埋地线管加强级防腐：环氧煤沥青1㎏／m³；粗格玻璃布1.2㎏／m³（一层用量）。

44.梯凳：92表设-01。

55.设备平台高度：基础＋设备＋保温层＋100（净距）。

56.土建委托中提绝对标高，安装图中一般标相对标高。

57.立式罐除顶平台（根据安全阀等综合考虑，一般取0.4米），其余平台宽度为1.2米。

58.罐最高液位的确定：取罐高的0.9被；最低液位应与出口罐嘴同高。

59.高低位报警：高－15分钟之内到最高液位点的位置；低－15分钟下降到最低液位点的位置。流量一般取正常值的1±20％。