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工业金属管道设计规范


工业金属管道设计规范
目 录
1. 总 则 2. 术语和符号 2.1 术语 2.2 符号 3. 设计条件和设计基准 3.1 设计条件 3.2 设计基准 4. 材料 4.1 一般规定 4.2 金属材料的使用温度 4.3 金属材料的低温韧性实验要求 4.4 材料的使用要求 5. 管道组成件的选用 5.1 一般规定 5.2 管子 5.3 弯管及斜接弯管 5.4 管件

及支管连接 5.5 阀门 5.6 法兰 5.7 垫片 5.8 紧固件 5.9 管道组成连接结构选用要求 5.10 管道特殊件 5.11 非金属衬里的管道组件成件 6. 金属管道组成件耐压强度计算 6.1 一般规定 6.2. 直管 6.3 斜接弯管 6.4 支管连接的补强 6.5 非标准异径管 6.6 平盖 6.7 特殊法兰和盲板 7. 管径确定及压力损失计算 7.1 管径的确定 7.2 单相流管道压力损失 7.3 气液两相流管道压力损失 8. 管道的布置 8.1 地上管道

Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. Ⅴ. Ⅵ. Ⅶ.

一般规定 管道的净空高度及净距 一般布置要求 B 类流体管道布置要求 阀门的布置 高点排气及低点排液的设置 放空口的位置 8.2. 沟内管道 8.3. 埋地管道 9. 金属管道的膨胀和柔性 9.1. 一般规定 9.2. 管道柔性计算的范围及方法 9.3. 管道柔性计算的基本要求 9.4. 管道的位移应力 9.5. 管道对设备或端点的作用力 9.6. 改善管道柔性的措施 10. 管道支吊架 10.1. 一般规定 10.2. 支吊架的设置及最大间距 10.3. 支吊架荷载 10.4. 材料和许用应力 10.5 支吊架结构设计及选用 11. 设计对组成件制造、管道施工及检验的要求 11.1. 一般规定 11.2. 金属的焊接 11.3. 金属的热处理 11.4. 检验 11.5. 试压 11.6. 其他要求 12. 隔热、隔声、消声及防腐 12.1. 隔热 12.2. 隔声和消声 12.3. 防腐及涂漆 13. 输送 A1 类和 A2 类流体管道的补充规定 13.1. A1 类流体管道的补充规定 13.2. A2 类流体管道的补充规定 14. 管道系统的安全规定 14.1 一般规定 14.2. 超压保护 14.3. 阀门 14.4 盲板 14.5. 排放 14.6. 其它要求 附录 A 金属管道材料的许用应力

附录 B 附录 C 附录 D 附录 E 附录 F 附录 G 附录 H 附录 J 附录 K

金属材料物理性质 非金属衬里材料的使用温度范围 钢管及钢制管件厚度的规定 柔性系数和应力增大系数 室外地下管道与铁路、道路及建筑物间的距离 管道热处理的规定 管道的焊接结构 管道的无损检测 本规范用词说明

1 总 则
1.0.1. 为了提高工业金属管道工程的设计水平,保证设计质量,制订本规范。 1.0.2. 本规范适用于公称压力小于或等于 42MPa 的工业金属管道及非金属衬里 的工业金属管道的设计。 1.0.3. 本规范不适用于下列管道的设计: 1.0.3.1. 制造厂成套设计的设备或机器所属的管道; 1.0.3.2. 核能装置的专用管道; 1.0.3.3. 长输管道; 1.0.3.4. 矿井的管道; 1.0.3.5. 采暖通风与空气调节的管道及非圆形截面的管道; 1.0.3.6. 地下或室内给排水及消防给水管道; 1.0.3.7. 泡沫、二氧化碳及其他灭火系统的管道。 1.0.4. 除另有注明外,本规范所述的压力均应为表压。 1.0.5. 工业金属管道设计,除应执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的 规定。

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术语和符号

2.1 术 语 2.1.1 A1 类流体 category A1 fluid 在本规范内系指剧毒流体, 在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中,被 人吸入或人体接触时,能造成严重中毒,脱离接触后,不能治愈。相当于现行国 家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044 中 I 级(极度危害)的毒物。 2.1.2 A2 类流体 category A2 fluid 在本规范内系指有毒流体,接触此类流体后,会有不同程度的中毒,脱离接触 后可治愈。相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044 中Ⅱ级以下(高度、 中度、轻度危害)的毒物。 2.1.3 B 类流体 category B fluid 在本规范内系指这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体 的液体,这些流体能点燃并在空气中连续燃烧。 2.1.4 D 类流体 category D fluid 指不可燃、无毒、设计压力小于或等于 1.0MPa 和设计温度高于—20~186℃之

间的流体。 2.1.5. C 类流体 category C fluid 系指不包括 D 类流体的不可燃、无毒的流体。 2.1.6 管道 piping 由管道组成件、管道支吊架等组成,用以输送、分配、混合、分离、排放、计 量或控制流体流动。 2.1.7 管道系统 piping system 简称管系,按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道。 2.1.8 管道组成件 piping components 用于连接或装配成管道的元件,包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门 以及管道特殊件等。 2.1.9. 管道特殊件 pinping specialties 指非普通标准组成件,系按工程设计条件特殊制造的管道组组成件,包括:膨 胀节、补偿器、特殊阀门、爆炸片、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等等。 2.1.10. 斜接弯管(弯头) miter bends 采用管子或钢板制成的焊接弯管(弯头),具有与管子纵轴线不相垂直的斜接 焊缝的管段拼接而成。 2.1.11. 支管连接 branch connections 从主管引出支管的结构, 包括整体加强的管件及带加强或不带加强的焊接结构 的支管连接。 2.1.12. 突面 raised face 为法兰密封面的一种形式,突起的平密封面在螺栓孔的内侧,代号为 RF。 2.1.13. 满平面 full face 也称全平面,为法兰密封面的一种形式,在法兰外径以内均为平密封面,代号 为 FF。 2.1.14. 集液包 liquid collecting pocket(drip leg) 在气体或蒸汽管道的低点设置收集冷凝液的袋形装置。 2.1.15. 管道支吊架 pipe supports and hangers 用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称,但不包括土建的结构。 2.1.16. 固定支架 anchors 可使管系在支承点处不产生任何线位移和角位移, 并可承受管道各方向的各种 荷载的支架。 2.1.17. 滑动支架 sliding supports 有滑动支承面的支架, 可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀或冷 缩时的水平位移,承受包括自重在内的垂直方向的荷载。 2.1.18. 刚性吊架 rigid hangers 带有铰接吊杆的管架结构, 可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀 或冷缩时的水平位移,承受包括自重在内的垂直方向的荷载。 2.1.19. 导向架 guides 可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架, 可对一个或一个以上方向进行导向, 但管道可沿给定轴向位移。 当用在水平管道时,支架还承受包括自重力在内的垂 直方向荷载。通常导向架的结构兼有对某轴向限位的作用。 2.1.20. 限位架 restraints 可限制管道在某点处指定方向的位移 (可以是一个或一个以上方向线位移或角位

移),的支架。规定位移值的限位架,称为定值限位架。 2.1.21. 减振装置 vibrating eliminators 可控制管系高频低幅振动或低频高幅晃动的装置,不限制管系热胀冷缩。 2.1.22. 阻尼装置 snubbers(dampers) 可控制管道瞬时冲击荷载或管系高速振动位移的装置,不限制管系热胀冷缩。 2.1.23. 剧烈循环条件 severe cyclic condition 指管道计算的最大位移应力范围 超过 0.8 倍许用的位移应力范围(即 0.8 ) 和当量循环数 N 大于 7000 或由设计确定的产生相等效果的条件。 2.1.24. 应力增大系数 stress intensification factor 受弯矩的作用, 在非直管的组成件中,产生疲劳损坏的最大弯曲应力与承受相 同弯矩、 相同直径及厚度的直管产生疲劳损坏的最大弯曲应力的比值,称为应力 增大系数。 因弯矩与管道组成件所在平面不同,有平面内及平面外的应力增大系 数。 2.1.25. 位移应力范围 displacement stress range 由管道热膨胀产生的位移所计算的应力称为位移应力范围。从最低温度到最 高温度的全补偿值进行计算的应力,称为计算的最大位移应力范围。 2.1.26. 附加位移 externally imposed displacements 指所计算管系的端点处因设备或其他连接管的热膨胀或其他位移附加给计算 管系的位移量。 2.1.27. 冷拉 cold spring 在安装管道时预先施加于管道的弹性变形,以产生预期的初始位移和应力,达 到降低初始热态下管端的作用力和力矩。 2.1.28. 柔性系数 flexibility factor 表示管道元件在承受力矩时,相对于直管而言其柔性增加的程度。即:在管道 元件中由给定的力矩产生的每单位长度元件的角变形与相同直径及厚度的直管 受同样力矩产生的角变形的比值。 2.1.29. 公用工程管道 utility piping 相对于工艺管道而言,公用工程管道系指工厂(装置)的各工序中公用流体的 管道。 2.1.30. 管道和仪表流程图 piping and instrument diagram 简称 P ID(或 PID)。此图上除表示设备外,主要表示连接的管道系统、仪表 的符号及管道识别代号等。


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