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06-06- 管道材料-协会


管道材料专题
主办:中国石油和化工勘察设计协会

管道材料培训的几个阶段
? ? ? ? 基础知识 专业知识 规范宣贯 设計技术文件

主题
? ? ? ? ? ? 1.管道元件的标准化 ,系列化 2.材料 3.管子(Pipe,Tube) 4.管件 (对焊,承插,螺纹··· ··) ·· 5.法兰 (垫片,

紧固件,夾持件··· ··) ·· 6.阀门 (过滤器,视镜··) ·· ··

1.1配管材料设計的特奌
? ? ? ? 标准化 系列化 國际化 中國化

1.2规格标准化
●公称直径 Pipe ,Tube ●外径 ●壁厚 ,壁厚 系列

1.3公称直径,Pipe,Tube 1.3.1公称直径
? ISO 6708 , GB1048-2005定义

? DN
? NPS 混用

SI制 中國 In制 美國 日本

, 欧州

400A

16B

1.3.2 PIPE
? 流体输送用圆截面中空管

? 规格采用公称直径 壁厚系列(壁厚)表示
? 同一公称直径 ,外径相同而壁厚可不同 ? 工业管道 , 长输管道 , 公用工程

1.3.3 TUBE
? 中空管子统称 ? 圆形 , 方形·· ·· · ? 规格用 外径 , 内径 , 壁厚数值 三者之二 表示 ? 仪表 , 伴热 , 液压 , 气动 , 洁净 , 高压 ? 锅炉管 , 換热管 , 炉管

1.3.4 钢管标准分类·
? Pipe 流体输送用

? Tube
? 机械 , 结构用

ASTM钢管标准
? ? ? ? ? Pipe A106 A53 API5L A312 A333 A335 板焊管 A671 A672 A691 A358

? ? ? ?

Tube A179 A213 A249 A334 A213

A530通用标准

? A450通用标准

JIS钢管标准
? Pipe SGP STPG STS STPT STPY STPA STPL SUS-TP Tube ? STB ? STBA ? STBL ? SUS-TB

? ? ?

GB
?

钢管标准

? ? ? ? ? ? ?

流体输送用(Pipe) GB3091-2001 低压 CS 焊接 (ERW,SAW) GB8163-1999 CS 无缝 无缝,焊接 GB9711.1-1997 高强钢,CS SY5037 低压 CS 螺旋焊 GB14976-2002 SS 无缝 GB18984-2003 低温钢 无缝 GB12771 SS 焊接 HG20537.3~20537.4 SS 焊接

GB

钢管标准
未区分 Pipe和Tube

GB5310 GB3087 GB6479 GB9948

高压锅炉管 中低压锅炉管 化肥高压管 石油裂化管

1.3.5 公称直径系列
? 美标体系

表1

?

欧州体系

1.3.6公称直径的选用 表1 ▲美标VS欧标 ▲最小~最大 ▲ 优选

尽量不采用

大于DN600 ? 美标体系 级差 150 (6in) ? 欧洲体系 级差 100(DN600~100 0) 200(大于DN1000)

? DN 6 , 8 , 10

? DN32 , 65 , 90 , 125 , 550

1.4 外径 表3 1.4.1英制管和公制管
英制管(國际通用系列) ? ASME B36.10 ,36.19 ? ISO4200 HG20553 Ⅰ系列 SH3405 GB17395 ? JIS
– 公制管(國内沿用系列 淘汰系列)

? HG20553 Ⅱ系列

英制管/公制管
? DN150以下 英制管 大外径 公制管 小外径 ? DN200~300 英制管=公制管 相同外径

英制管/公制管

表3

DN350以上 ? 英制管外径=NPS×25.4 ? 公制管外径>英制管外径 DN+30mm DN+20mm

1.4.2 选用外径系列时应注意 的问题
公制管 ★ 管子 , 管件(对焊 , 承插 ) , · 法兰 , 阀 门 (对焊 , 承插 ) 的配套 ★ 管子 , 管件(对焊 , 承插 ) , · 法兰 , 阀 门 (对焊 , 承插 ) 的标识 Ⅱ,B 提供相关尺寸 ★ 不能采用管螺纹和螺纹管件

选用外径系列时应注意的问题
英制管 ★ 承插管件 ,阀门承插口内径与钢管外 径的 配合 表4 ★ 螺纹管件 ,阀门的螺纹型式( NPT , R , Rc , Rp )与钢管外径的 配合 表2 ★ SH3405大口径英制管外径的问题
表3

1.5 壁厚 1.5.1 壁厚系列 , 壁厚等级
? Sch.5 ~ 160 ( 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160 )

? Sch.5S ~ 80S ( 5S , 10S , 40S , 80S , 20S )
? 重量等级 Std. XS , XXS

1.5.2壁厚级数
? ISO4200 表6

? 级差约12.5%

1.5.3 國内目前应用的壁厚系列
表5

? ? ? ?

ASME B 36.10 , B36.19 (表13 ) 表13 HG20553 Ⅰ系列 (表14 ) 表14 SH3405 (表 15 ) 表15 (HG20553 Ⅱ系列 )

1.5.4管表号 Sch. 的含义
PD0 t? ?C 2 ? 0.875[?]?
? ? ? ? ? ? 式中: t - 壁厚(mm) ; P - 内压(MPa) [σ] - 许用应力(MPa); φ - 焊缝系数 C - 腐蚀余量 (2.54mm ; 0.875壁厚负偏差)
1

1.5.4管表号 Sch. 的含义
? 設Sch. №=1000P/[σ]ψ ? Sch. 的数值相当于钢管[σ]ψ为 100MPa 的承压能力Bar.

?

t=(Sch. №×D/1750)+2.54

管表号 Sch.核算示例

?

表7

表7

1.5.5为什么要采用管表号 Sch.
? 管表号 Sch.适用于表达一定范围內多个 公称直径管子的壁厚 ? 管表号 Sch.的数值代表许用应力为 100MPa时钢管的承压能力 ( Bar ) ? 减少钢管壁厚规格数量 , 便于组织批量生 差 , 庫存销售

壁厚规格数量比较
?
表8 表9

1.5.6板焊管及其壁厚等级 CWP
? 大口径管道缺乏壁厚等级 ≤DN600 较多 DN600 ~ 1200 较少 >DN1200 无 ? 适用于以单张钢板为坯料的板焊管 板厚负偏差 腐蚀余量 ( 0 ,1.5 mm) 厚度 SI制 , 整数

板焊管及其壁厚等级 CWP
? 适用范围 DN150 ~4000 ? 钢板卷焊管 ? CWP含意 钢板卷焊管 冷态 (常温 ) 工作压力 ( Bar ) 数值相当于 许用应力与焊接质量系数的乘积 等于125MPa时钢管的承压能力 ( Bar ) ? 按两种腐蚀余量 ( 0 ,1.5 mm)設置

板焊管及其壁厚等级 CWP
★CWP12 ,16 ,20 ,25 ,32 ,40 ,50 , 63 ,80 ,100 ,125 ,160 ,200 ,250 共14个 ★CWP12S, 16S,20S, 25S, 32S,40S, 50S ,63S,80S,100S,125S,160S, 200S,250S 共14亇 ★级差 25% ★最大厚度40mm

板焊管及其壁厚等级 CWP
? 表10 CWP12~250
表10

? 表11 CWP12S~250S 表11

板焊管壁厚等级 CWP的应用
? CWP数值相当于 许用应力与焊接质量系 数的乘积等于125MPa时钢管的承压能 力 ( Bar ) 表12 ? 按当量 (相当于常温 )设计压力选用 ? 考慮1.5D弯头和标准异径管的削弱,提高 1级 ? 考慮支管連接的削弱,提高1~2级

1.6 管道元件的规格体系
管道外径 ? 英制管 公称压力 ? Ciass150,300, 600,900、··· ··· ··· ? PN10,16,25,40, 63,100··· ·· ··

? 公制管

? PN10,16,25,40, 63,100··· ·· ··

1.6.1英制管+美國Class公称 压力
钢管 ? HG20553 ? GB9711.1, SY5037 ? SH3405 对焊 管件 ? GB12459,13401 ? SH3408,3409 ? AWWA C205大直径 承插管件 ? GB14383 ? SH3410 ? MSS SP79,83,95 螺纹管件 ? GB14626,3287(MI) ? MSS SP79,83,95 支管台 GB19326 法兰,盲板 ? HG20613,20623大直 径,GB13401大直径 ? SH3406 ? AWWA C207大直径, ASME B16.36孔板 ? HG21547盲板 阀门

1.6.2英制管+欧洲PN公称压 力
钢管 ? HG20553 , ? GB9711.1 ? SY5037 对焊 管件 ? GB12459,13401 承插管件 ? GB14383
螺纹管件 ? GB14626,3287(MI) 支管台 ? GB19326 法兰,盲板 ? HG20592,21547 阀门 ? API,GB,JB

1.6.3公制管+欧洲PN公称压 力
钢管 对焊 管件 承插管 支管台 法兰, 件和法、 盲板 兰 阀门

HG20 GB12 GB13 ■ 553 459Ⅱ 483B Ⅱ系列 GB13 HG20 401Ⅱ 592B

HG20 GB 592B JB HG21 547

2.材料
? 金属材料 , (非金属材料) ? 铁基材料, (有色 ) ? 钢 , (铸铁) ? 承压件用钢 ,(结构件)

2.1 管道元件用钢的分类
? ? ? ? ? ? 碳钢,低合金高強度用钢—强度钢 Cr-Mo合金钢—· 热強钢,抗氢钢 低温钢 不锈钢 Fe-Cr-Ni合金和Ni基合金 铝,铜,钛合金

2.2碳钢,低合金高強度用钢
①強度 塑性, 韌性, 可焊性, 工艺性能 ②含碳量 低碳, 中碳, 高碳 ③合金元素添加 Mn,V,Nb,Ti, ·· ·· ·· 残余元素 碳当量 C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+ (Ni+Cu)/15

2.2碳钢,低合金高強度用钢
④脱氧 沸腾钢( Si≤0.07),半镇静钢( Si≤0.17) 镇静钢( Si≥0.12),真空脱氧,铝脱氧 ⑤优质钢与普通结构钢 S,P≤0.035 ⑥晶粒度 粗晶粒 , 细晶粒(≥5级,或总铝≥0.02%)

2.2碳钢,低合金高強度用钢
⑦材料交货(使用)状态和热处理 热轧, A, N, N+T, Q+T, PWHT, 控制轧制 ⑧生産和加工型式 热轧,冷轧,冷拉,锻造,铸造, 热加工,冷加工,机加工 焊接, 热处理 Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+ Ni/60+Mo/15+V/10+5B+T/600+ H/60

2.2碳钢,低合金高強度用钢 ⑨强度等级
材料 10 20 35 45 65

抗拉 MPa 屈服 MPa 延伸率 %

335 205
31

410 245
25

530 315
20

600 355
16

695 410
10

2.2碳钢,低合金高強度用钢 ⑨强度等级
GB 9711 API 5L 抗拉 MPa 屈服 MPa 延伸 % L 245 B 415 245 L 290 X42 415 290 L 360 X52 460 360 L 415 X60 520 415 L 450 X65 535 450 L 485 X70 570 485

21

21

19

17

17

16

2.2碳钢,低合金高強度用钢
⑩管道工程中的应用 ●工业管道 管子,对焊管件 20 , Q235A,B, (16Mn) 锻制管件,法兰16Mn,(20) 铸件 WCB ●長输管道 管子,对焊管件X42, X60, X70

2.2碳钢,低合金高強度用钢
⑴使用温度上限和下限 ? 高温长期强度,氧化,组织穩定性(石墨化,珠光体 球化) ? 脆断 ⑵腐蚀与防腐 ? 腐蚀余量 ? 镀锌,镀镍,氮化,磷化 ? 内,外塗料,油漆 (底漆 ,面漆 ),衬里 ? 除锈,喷砂 Sa2.5级

2.2碳钢,低合金高強度用钢
⑶SCC ★碱脆和PWHT NaOH 2 3 5 10 15 20 30 40 50 60 ℃ 90 80 85 76 70 65 54 48 43 40 ★H2S-SCC(氢脆) 湿H2S-SCC, H2S分压0.0035kg/cm2, 温度,PH值,催化剂氰化物 NACE MR0175 Rc22, HB187,197 强度,含碳量,碳当量,Ni,热处理,焊接,WPQ, 补焊 (HV250), PWHT, 检验HB,

2.2碳钢,低合金高強度用钢
★HIC,层状撕裂,Z向性能 板 S≤0.003 管 S≤0.01 锻件 S≤0.025 ★高温高压氢腐蚀,氢鼓泡 Nelson曲线

2.3低温用钢
①铁素体钢的脆性转变 ( 体心立方晶格 ) ②脆性断裂 应力,缺口,脆性转变温度 ③工程中钢材脆性转变的判据 V形缺口夏比冲击试验和冲击试验温度 标准试样,小试样,冲击功,侧向膨胀,断口 纤维率,脆性转变温度,冲击试验温度

2.3低温用钢 ④影响钢材脆性转变的因素
? ? ? ? ? ? 强度 厚度,方向性,焊接厚度 应力,残余应力,低应力 焊接,PWHT 晶粒度 化学成份 c,Mn,Ni,微合金化,纯净度,脱氧,气 体含量 ? 热处理,回火脆性,控轧 ? 焊接材料,药皮类型

2.3低温用钢
⑤低温界线与低温用钢 ? ≥ 0℃ Q235B,A ? ≥-19℃ 20,16Mn ? ≥-29℃ L245,A105,WPB,WCB, ? ≥-40℃ 16MnD ? ≥-46℃ 10MnD,A333Gr6,WPL6,LF2,LCB ? ≥-101℃ 3.5Ni ? ≥-253℃奥氏体不锈钢,Al,Cu

2.3低温用钢
? ⑥管道工程中遇到的几种低温工况 ? 工作条件 ? 环境温度 (定义,厚度,材料,管道规范) ? 节流效应 ? 低温低应力 ? 压力试验的温度

2.4 Cr-Mo合金钢
2.4.1用途

? 耐热,热强,650℃ 表16 , ≥400℃ 表16 ? 抗氢,高温H2S腐蝕 Nelson曲线

2.4.2 Cr-Mo合金钢钢号优选
? ≤540℃ 15CrMo ? ≤580℃ 12Cr2Mo ? ≤650℃ 1Cr5Mo 14Cr1Mo 12Cr1MoV Cr9Mo1V

2.4.3 Cr-Mo合金钢热处理与 强度等级 表17 表17
? ? ? ? ? ? ? 退火 A 正火+回火 N+T 回火温度 调质 Q+T 回火温度 热加工后的恢复性能热处理 PWHT与回火温度, 氢腐蚀与PWHT 母材和焊接接头硬度 HB225, 241 焊前予热与层间温度

2.4.4 Cr-Mo钢的回火脆性
? ? ? ? ? 450~600℃, 可逆, 2.25Cr1Mo敏感 长时间回火或PWHT 高温长期使用 冲击功下降,脆性断裂 影响因素 P,Sn,As,Pb杂质 J=(Si+Mn)(P+Sn)10E4 X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100 晶粒度

2.4.4 Cr-Mo钢的回火脆性
? 回火脆性敏感性试验(步冷试验)

593~315℃ 200余小时逐步冷却
材料TT54J或FATT脆性转变温度在 步冷试验前后的变化℃为判据

2.5 不锈钢
2.5.1不锈钢分类 ? 奥氏体 ,沉淀硬化不锈钢, ? 铁素体,马氏体, ? 双相钢 2.5.2奥氏体不锈钢的用途 ? 耐蚀,洁净, 高温, 低温

2.5.3奥氏体不锈钢
? Cr 耐蚀,鈍化膜 ? Ni ,组织和相平衡 ? 铬当量,镍当量,舍夫勒图,Delong图 Cr=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb Ni= Ni +30(C+N)+0.5Mn C 碳化物, 強度 ★标准成份范围的差異 表18 表18

2.5.4 300系列奥氏体不锈钢
? 301,302→304低碳→304L超低碳 →321,347稳定化 ? 304→316,317→316mod→904L→ 6Mo(254SMO)→20合金 ? 304→304H→316H,347H→309→ 310→800H→800HT ? 304→304N→XM19

2.5.5奥氏体不锈钢使用问题
①耐蚀 氧化性,还原性,钝化膜,酸洗钝化,回火色,保护 气氛,铁离子试验 ②晶间腐蚀 机理,碳化物析出,敏化和晶间腐蚀试验,休氏试 验,超低碳,稳定化 ③奌蚀,缝隙腐蚀和应力腐蚀 氯离子,浓度和浓缩,温度,PH 連多硫酸-SCC,稳定化SS

2.5.5奥氏体不锈钢使用问题
④热处理 ? 固溶,稳定化处理,消除应力热处理,再结晶 ⑤金相组织 ? 奥氏体,δ相,σ相(650~1000),碳化铬析出 (400~950),马氏体转变(磁性),晶粒度 ⑥应变硬化和泠加工变形量 ? A2-70, A193 B8-2 ? 20~15%,10%(≥675℃)

2.5.5奥氏体不锈钢使用问题
⑦高温使用(H) ? 含碳量(焊材),晶粒度(≤6), 冷变形 (10%) ⑧低温使用 ? -101℃WPQ, α相5% ? -196℃侧向膨胀0.38mm ? 固溶状态

2.5.5奥氏体不锈钢使用
⑨双牌号 ? 304/304L ,304/304H ? 316/316L ,316/316H ⑩许用应力, ? σ0.2 , σ1 ? ns1.5, 1.1 ⒒钢号合併,代用,不锈铸钢

2.6双相不锈钢
2.6.1双相不锈钢的特奌 ? 双相,50%,α+γ ? 加N ? 高强 ? 耐蚀 ? 奌蚀, SCC

2.6.2常用双相钢
? 3RE60,00Cr18Ni5Mo3Si2 ? 2205 ,31803 (2304) ? 2507 表19 表19 ? 奌蝕指数PREN PREN=Cr+3.3Mo+16N

2.6.3双相钢的应用
? 相比例 α相 母材35~55% ? Σ相和475℃脆化 , HB271(Rc28) ? -46℃Akv 45J ? 設計温度 ? -50℃, +300℃

2.6.3双相钢的焊接
? 焊接材料 22-09, 母材 N 0.14~0.20 ? 焊接接头 HVmax310(Rc28) ? -46℃ Akv27J (0.38mm) ? 焊缝,热影响区 α相 30~70% 粗晶区(2个晶粒宽) α相 ≤85%

2.6.4双相钢的热处理
? 重新固溶 ? 液淬

3.管道工程用钢管 3.1钢管分类
3.1.1几种分类方法 用途(压力,对象) 材料 制管工艺 3.1.2按制管工艺分类 ? 无缝(热轧,冷拔,冷轧,锻造,离心铸造) ? 有缝,焊接

3.1钢管分类 3.1.2按制管工艺分类
①直缝(炉焊,ERW,SAW,GTAW,GMAW, PAW, FCAW,SMAW) ②螺旋焊缝(ERW,SAW) ③对接

3.2无缝制管工艺及质量控制
3.2.1无缝轧制工艺 ⊙工艺 ? 管坯(軋,锻,連铸);修磨;穿孔(荒管); 热軋;定径;热处理;校直;表面处理. 冷軋; 泠拔(打头). ⊙主要质量控制奌: 管坯;穿孔;成型及表面质量;热处理;NDT和压 力试验.

3.2.2锻管
? ? ? ? ? ? 30~40T钢锭 4500T立式冲孔 2500T卧式拔伸 車削,镗孔 317.5×28~1066.5×198 , 4~8.5M 471厂

3.2.3 ERW工艺
? 工艺: 板卷+分条;机组成型和 ERW;去毛刺;热处理; 切断. ? 主要质量控制奌: 板卷;去内毛刺;焊缝热处理;检验. 3.2.4 EFW板焊管工艺: ⊙板卷+分条;机组成型和 EFW;热处理;切断;检 验;表面处理. ⊙单张钢板+刨边;UOE或JCOE;EFW;定径或冷 扩(1.5%);PWHT;检验;表面处理.

3.2.4 EFW板焊管工艺
⊙主要质量控制奌

钢板 EFW工艺 PWHT NDT 压力试验

3.3钢管标准
⊙國内钢管标准 见1.3.4 GB Pipe所列,但缺乏板焊管 ⊙國外钢管标准 见1.3.4 ASTM Pipe所列,尤其是 A671,A691板焊管标准

3.4 钢管标准的适用规格,范围 和质量等级
? 标准规定的适用范围;材料;规格;质量等 级; ? 质量等级 A高级 B中等 C较低

1高级 2一般

3.4 钢管标准的适用范围和质 量等级
3.4.1无缝管标准 ⊙ 规格 热轧 DN25~500 冷拔≤DN200(50) 冷轧≤DN100, 仪表,公差,抛光 ⊙GB8162,机械结构用;不适用. ⊙B级无缝管标准(优质碳素钢) GB8163 和GB3087 以及GB9711.1 L245 适用范围 ,市场及质量体系 B-2;B-1;B-1. 管坯 B-2;B-1;B-1. 质量要求(检验)和等级 B-2;B-1;B-1.

3.4.1无缝管标准
⊙A级无缝管标准 GB5310 CS AS SS GB6479 CS AS SS GB9948 CS AS SS GB18984 LTCS Ni-AS GB14976 SS GB9711.2 高強度低合金钢 A1 A1 A2 A2 A2 A2

3.4.2 ERW 焊管
? 规格 DN15~500(400), 英制管 ? 材料 Q195,Q235A(Galv.) ? 标准和质量等级 GB3091 C2 GB9711.1 C1(内毛刺,热处理, NDT和压力试验)

3.4.3碳钢和低合金钢SAW板 焊管
? ? ? ? ? ? ? 规格DN450~2000(对接更大) 板材(≤20mm),长度12M, GB9711 L245~X70 A671 ,672 CS,LTCS,Ni-AS A694 AS GB3091(直) Q235A, B Sy5037(螺旋 Q235A, B

A, B A, B A C C

碳钢无缝钢管的质量分级
材 钢管标 准 GB8163 20 GB3087 钢 B-1 料 B-2 1.管坯材料为优质钢(S、 P≤0.035); 2.水压试验可由超声检测代替; 3.热轧或冷拉回火状态供货; 4.GB3087规定热轧终轧温度大于 Ar3且直道允许深度限制比 GB8163严格。 1.管坯材料比GB8163、3087高; 2.正火状态供货; 3.有低倍、非金属夹杂物、晶粒度 、显微组织要求; 4.表面质量要求高; 5.厚壁管有冲击试验要求; 6.逐根超声检测。 1.管坯材料比GB8163稍高(S、 P≤0.03); 2.逐根按规定压力水压试验 3.尺寸公差要求比GB8263高。 生产工艺 质量等级 评定依据

GB5310 GB6479 20G GB9948

A-2

A-1

GB9711. L24 1 5

B-1

3.4.3碳钢和低合金钢SAW板 焊管
⊙影响质量等级的因素 ? 板材 ? 钢管长度(併接) ? 双面,单面saw ? 焊缝探伤 焊缝係数 ? 热处理 ? 压力试验

表20 表20

3.4.4不锈钢EFW焊管
? 两种工艺 ⊙連续生産DN15~200, 5S 10S 板卷,机组成型,自动TIG不加丝,在线 NDT,热处理,压力试验,酸洗钝化 ⊙单根生産 ,≥DN150 , ≤20mm,6M 单张板,折卷成型,半自动PAW(加或不加 丝),整形,NDT,(热处理,压力试验) ,酸洗 钝化

3.5設計选用
3.5.1按质量等级选用 ? GC1 A ? GC2 B或A ? GC3 C或B ? GC2,无毒,非可燃,且PN20以下 C或B

3.5設計选用
3.5.2按材料选用 ? Q235,195 ERW GB3091 SAW GB3091 螺旋 SAW SY5037 无缝 GB8163,3087,9948,6479 无缝 GB5310 无缝 GB9711 DSAW GB9711 ERW GB9711

? 20 ? 20G ? L245

3.5設計选用 3.5.2按材料选用
? 20R,20g,16MnD,15CrMoR,A516等板 DSAW板焊管 A671,672,694 ? 15CrMo等CrMo合金管 无缝 GB5310,6479,9948 ? LTCS,3.5Ni等低温钢,无缝, GB18984 ? 304等不锈钢 无缝 GB14976 ? 304等不锈钢 板焊管 HG20537.4 ASTM A358

3.5設計选用 3.5.3按规格选用
? ? ? ? ? ? Q235,195 ERW DN15~500 Q235,195 SAW ≥DN450 L245 ERW DN15~400 L245 DSAW ≥DN450 20 ,15CrMo等 无缝 ≤DN400 20G,15CrMo等高温高压厚壁锻造管 DN300~1000 ? 低温钢 无缝 ≤DN400

3.5設計选用 3.5.3按规格选用
? 20R,16MnDR,15CrMoR等DSAW管 ≥DN450 ? 304等不锈钢 无缝 ≤DN300 ? 304等不锈钢 板焊 ≥DN150

3.5設計选用 3.5.4考慮经济性
? 检查项目增加,价格依次提高 ? C2→C1→B2→B1→A2→A1 ? ERW→SAW→气体保护焊→热轧→冷拔 →冷轧→锻造 ? Q235A→ Q235B→ 20→ L245→ 20G →LTCS →CrMo钢→3.5Ni 304→304L→321→347→316→316L

3.5.5考慮采购与成套
? ? ? ? ? 标准与非标 通用与特殊,专用 材件和规格的合併与分散 批量大与小 庫存与订单生産

4.管件 4.1管件分类(不包括法兰类)
⊙按结构形式或功能分 ? 直通,转向,封闭,分支/斜接,变径,同心/偏 心,…… ⊙按連接型式分 ? 对接,承插(承口/插口),管螺纹(NPT, R, Rp,Rc; G; 内,外),螺纹, 卡套,扩 口…… ⊙按材料类别和制造形式分 ? 材件 ;无缝,焊接,锻制,铸造

4.2构成管件的四大要素
①结构形式 ②連接型式(两端/多端、阴/阳) ③规格尺寸DN 及承压能力(壁厚或压力等级) ④材料和制造型式 ? ①和②由管件标准或小样图,数据表表达; ? ④由材料和管件制造技术要求表达; ? ③由設計选用确定.

4.3管件选用中应注意的问题 4.3.1对焊管件
? DN15~1200, ( 更大直径?小尺寸的連接 型式是否合适?) ; 壁厚以及无缝/有缝同管子标准(最小壁厚); 如要加厚,应标记端部和加厚二个厚度; ?标准型式与非标?(弯曲半径,斜接三通,虾米 弯……) ?弯头与弯管; 大R; 带直边; ?三通与支管連接,异径三通; ?补强型式(支管連接,支管台,Boss,半管接头,补 强板,补强管,主管加强,焊接三通,鞍式加強) ?异径管,同心/偏心;带/不带折边和直边;

4.3.1对焊管件
?坡口标准化 ; ( 37.5°/30°) ?无缝与有缝 (板,焊管;焊制坯件,成型后併焊); ?原材料与管件材料(指定坯料,WPB); 表21 表21 ?焊缝RT(100%,同管子要求); ⑴焊缝数量和位置; ⑵交货状态(标准规定,实际需要和可能);

4.3.1对焊管件
⑶制造工艺和坯料的多样性组合 ? 冷/热/局部加热/併焊/锻; 有芯/无芯; 扩径/缩径; 增厚/减薄; ? ⑷型式试验(ASME B16.9,MSS SP75) ? 等爆破强度(而不是屈服,整体屈服,局部屈服), 或不小于按实际抗拉強度σ计算的圆管爆破压 力P(P=2σt/Do)的1.05倍; ? 同一种管件型式及其加工工艺的组合· 、 ? 覆蓋范围(与材料无关):
b

4.3.1对焊管件 ⑷型式试验
? ? ? ? ? ? 覆蓋范围(MSS SP75) DN 0.5~2; t/D 0.5~3; 等径可覆盖异径; 小R弯头可覆盖大R弯头; 不同强度等级的材料可按抗拉強度推算;

4.3.1对焊管件
⑸对焊支管台的选用(MSS SP97) ? 按主管或支管壁厚系列号的大者选用; ? 壁厚系列为Std, XS,而非Sch.40,80; ? 等级为Sch.160的支管台仅限用于主管规格不 大于DN600-Sch.160,且支管规格不大于 DN150-Sch.160; ? 尽量不要选用等径支管台,应选用三通等; 细部结构,下端部椭圆加工,坡口,椭圆孔,焊接

4.3.1对焊管件
⒗对焊支管台的型式试验(MSS SP97 –B) ? 爆破压力按主管计; ? 覆蓋范围(与材料无关) : ? d/D 0.5d/≥0.5D~2 d/≥2D; ? 支管的t/d 0.5~3; ⒘对焊管件的强度計祘 最小設計厚度应不小于管件最小壁厚 弯头,弯管,虾米弯;

4.3.1对焊管件 ⒘对焊管件的强度計祘
? ? ? ? ? ? ? 椭圆形封头,平封头 异径管 1/Cosα半锥角(标准,≤25°) 三通同开孔补強 采用支管連接管件者可不计算 等靣积法(适用范围); 压力靣积法(异型,Y形,范围外) 外压按直管(轴线长度)

4.4 承插管件
4.4.1承插焊结构 ? ASME管道体系及管道元件所采用的一种端部 单面填角焊連接结构. ? 适用的口径较小,标淮≤DN100,实用≤DN50 或40; ? 原适用的管子外径为美标英制管,但國内已扩大. 4.4.2涉及的管件标准 ? ASME B16.11 GB14383 A ? SH3410 ? MSS SP83活接头 ?

4.4 承插管件
? MSS SP79异径接插件 ? ? MSS SP97支管台 GB19326 ? MSS SP95异径短管及管堵 ? ? API602小口径闸伐 JB7746 4.4.3承插焊结构特奌 ? 按装施工方便,不拍片,可靠性较好

4.4 承插管件
4.4.4注意问题: ? 國内标准尚有缺项,须使用ASME标准补缺; ? 外径尺寸的差异,带来为承口内径的调正. ? 建议根据采用的外径系列附承口内径调正表. ASME,ISO/HG,SH,公制管 表4 表4 ? 采用GB/HG标准时的公制管标记B或Ⅱ ? 注意插口与承口阴阳配合 阳(插口) :管,短管,堵头 阴(承口) :管件,阀门,法兰

4.4 承插管件
4.4.5压力等级及承压能力 ? Class3000(3M),Psi Sch.80 ? Class6000(6M),Psi Sch.160 ? Class9000(9M),Psi XXS ? 可使用更薄或更厚管子 管子更薄者,管件承压强度等于管子; 管子更厚者,管件承压强度等于磅级Psi. 高温承压强度随材料许用应力,按比例降低 ? Class800 PN138(140) P/T值按Class600和Class900,内插

4.5管螺纹和螺纹管件
4.5.1管螺纹 ? 螺纹密封管螺纹 R ; NPT两大类 ? 非螺纹密封管螺纹 G 4.5.2常用 表22 表22 ? NPT 仪表,阀门,工艺系统螺纹管件 按装不加填充剂,防漏可密封焊 ? R – Rp 公用工程用螺纹管件和阀门、GB3287可锻铸 铁镀锌管件,GB3091镀锌管,

4.5管螺纹和螺纹管件
? 按装可加填充剂,不采用密封焊 4.5.3螺纹管件标准 ? ASME B16.11 GB14626锻钢管件 GB3287可锻铸铁镀 锌管件 ? MSS SP83活接头 ? ? MSS SP97支管台 GB19326 ? MSS SP95异径短管及管堵 ? ? API602小口径闸伐 JB7746 GB8464水暖内螺纹 铜,铁阀

4.5管螺纹和螺纹管件
4.5.4注意 ? 管螺纹型式配对及标记 ? 锥/锥,锥/平选用及标记 ? 外/内标记 ? 与外径的配合或删除DN65,125,150 ? 适用口径DN10~50 DN15~150 max ? 公制管系统不能用

4.5管螺纹和螺纹管件
4.5.5压力等级及承压能力 ? 2000,2M,Psi Sch.80 ? 3000,3M,Psi Sch.160 ? 6000,6M,Psi XXS ? 可使用更薄或更厚管子 管子更薄者,管件承压强度等于管子; 管子更厚者,管件承压强度等于磅级Psi. 高温承压强度随材料许用应力,按比例降低

4.5管螺纹和螺纹管件
4.5.6 ASME B31.3选用规定(NPT) ? GC2 CS,MI,DI DN40 Sch.80 ? DN50~150 Sch.40 ? SS DN150 Sch.40 ? GC3 各种材料 DN300 計祘 ? 用于有毒,易燃介质,大于DN50应加安全 防护

4.5管螺纹和螺纹管件
? 4.5.7管螺纹NPT导致的厚度附加量

?

表23 表23

5.法兰接头 5.1法兰接头分类
? 法兰,特种法兰; 孔板法兰,夹套,异径,绝缘法兰. ? 垫片; ? 紧固件; ? 法兰夾持件; 盲板,排污环,临时过濾器………

5.2管法兰标准体系
5.2.1美國体系 ? ASME B16.5,B16.47,B16.36 孔 板,B16.48盲板, ? Class150,300,600,900,1500,2500 PN20,50,110(100),150,260(250), 420

5.2管法兰标准体系
? API605(B16.47B,Class75) ? API6A(SY5127) 2000,3000,5000,10000,150000, 20000PSi ? MSS SP44(B16.47A,DN550) ? AWWA C207 B(86Psi,DN100~3600) PL D(150Psi,DN100~ 2400 ,3600) SO,PL E(275Psi,DN100~2400,3600) SO,PL F(300Psi,DN100~1200) PL

5.2.3欧洲体系(EN-DIN)
? EN1092-1系列 PN2.5,6,10,16,25,40,250,320,400) DN10~4000 ? EN1092- 2 , 3 , 4 (CI , Cu , Al) ? EN-class系列 EN 1759-1 , 3 , 4 (St , Cu , Al)

5.2.4日本体系(JIS)
? ? ? ? ? ? JIS B2220 5K DN10~1500 10K DN10~1500 16K DN10~600 20K DN10~600 30K DN10~400 ; ; ; ; ; PL,SO,BL PL,SO,BL SO,BL SO,BL SO,WN,BL

5.2.5 ISO7005-1管法兰标 准体系
? ? ? ? 欧洲体系 PN2.5~40 美國体系 PN20~420

5.2.6國内管法兰标准
①管子外径系列 國际通用系剂—英制管; 國内沿用系剂—公制管,(淘汰) ②公称压力 ISO7268/GB1048 由字母PN和后跟无因次数字组成; 仅用于表示管道元件的允许工作压力(数值相当 于Bar); 不同材料在工作温度下的允许工作压力在压力 温度等级表中给出;

5.2.6國内管法兰标准
③GB9112~9124 ? 美國体系PN20~420,DN15~600 ? 欧洲体系PN2.5~160,DN10~3000 系列Ⅰ,Ⅱ ? GB13401 PN20~150, DN650~1500(A) ④HG20592~20635 ? 美國体系PN20~420,DN15~1500(B) ? 欧洲体系PN2.5~160,DN10~2000系列A,B ⑤SH3406 ? 美國体系PN20~420,DN15~1500(B)

5.2.6國内管法兰标准
⑥其他标准 ? JB ? H高压管件通用設計 PN220,320 DN6~150(250) ? JB2768~2778-79 PN160,320 DN6~200 ? GB船用法兰 ? GB真空法兰

5.2.7铸铁管法兰标准
GB17241铸铁管法兰(ISO7005-2) ? CI PN2.5,6,10,16,25,40; 20,50 DN10~4000 ? DI PN10,16,25,40; 20,50 DN25~2000 ? MI PN6,10,16,25,40; DN10~300

5.2.8各种管法兰标准的识别
①按公称压力进行识别 ? 欧洲体系 PN2.5~400 JB74~86-94 H JB2768~2778高压管件 ? 美國体系 Class (PN新,旧值) 铸铁Class125,250,800 Psi API6A AWWA C207

5.2.8各种管法兰标准的识别
②适用管子外径的标识 焊接式欧州体系法兰的两种管子外径和标识; 美國体系 仅一种管子外径; 整体法兰不涉及管子外径; 螺纹法兰仅用于英制管,但应注意管螺纹与 英制管外径系列的配合.

5.2.8各种管法兰标准的识别
③美国体系大直径法兰的标识 B16.47 ? HG,SH ? GB13401 ? 美国体系铸铁法兰(B16.1) ? AWWA C207 A , B系列 B A A A

5.3压力等级
5.3.1公称压力,压力额定值和压力-温度表 5.3.2欧洲体系 ? PN ? 常温屈服强度225MPa为基淮值; ? 大于,按225MPa; ? 低于或高温按比例; ? 奥氏体钢按0.2%条件屈服强度. ? 材料分组(铸,锻,板)

5.3压力等级
5.3.3美国体系 ① Class值的含意 ? 850°F(454℃), ? CS材料的许用应力8750Psi,60.3MPa ? 法兰的额定工作压力值,Psi ? 常温与454℃的额定工作压力值之比2.5; ? 常温与454℃的许用应力值之比2.5; ? 基准值8750X2.5x3.2=70000Psi(抗拉) A105,WCB

5.3压力等级 5.3.3美国体系
②许用应力准则 ? CS,AS 抗拉3.2 , 屈服1.67(60%) , ? 持久 1.5 ? SS 抗拉3.2 , 屈服1.43(70%), ? 持久 1.5 ? 基准值 抗拉70000Psi ? 最大值 CS,AS 1.2 1.9组(1.25CrMo ? SS 2.2组(316)

5.3压力等级 5.3.3美国体系
③材料分组 1 CS AS 2 SS Ni ④Class300,600………/150 ? 300x2.5x.06895=51.7 Bar(PN50) ? 115x2.5x.06895=19.8 Bar(PN20)

5.3压力等级 5.3.4压力等级的应用
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 标准体系的识别; 管道系统,管道等级承压能力的标志; 阀门压力等级及压力-温度额定值; 相同压力等级PN-Class,基本可連接性; 压力-温度额定值与法兰計算的关係; 活套法兰取决于法兰用材; 夹套法兰取决于内管P; 更高温度按比例折算; 外力和弯矩的折算; 高PN法兰可用于低PN管道,反之不行;

5.3.4压力等级的应用
? 不同PN,但仍可連接,PN按低值: ? 欧标 PN10-16-25-40 DN10~80 PN10-16 DN100~150 PN 25-40 DN100~150 PN63-100-160 DN10~40 PN100-160 DN50~200 ? 美标 PN50-110 DN15~80 PN150-260 DN15~65

5.4法兰型式和密封面
5.4.1基本型式 法兰型式(板,带颈,长颈,超长颈,蓋) 連接型式(活套,整体,BW,SO,SW,Th) 5.4.2两个体系的法兰型式不同 美标 全带颈,承插,厚度相同 欧标 板式,活套,厚度不同 5.4.3特殊型式法兰 美标 孔板法兰,盲板,异径 夹套,绝缘法兰,压制法兰

5.4法兰型式和密封面 5.4.4法兰型式选用
? 由端部連接型式决定; ? 贵金属或低强度材料 活套,衬里; ? 法兰密封可靠性---刚度,转角1° 板式平焊的现场焊接 法兰刚度

5.4法兰型式和密封面 5.4.5法兰刚度
? ? ? ? ? ? ASME BPV Ⅷ-1附录S 三个計算式: 整体,WN; 带颈的SO,SW,Th,活套; 不带颈的板式SO,活套; 可获得许用的Mmax比较 表24 表24

5.4法兰型式和密封面 5.4.6密封面
①密封面形式 ★平面,突面 RF 全平面 脆性材料,绝缘性 凹凸M/FM 大/小 榫槽T/G 大/小 ★环連接面 高温高压金属密封 O形圈密封面 透镜垫密封面

5.4法兰型式和密封面 5.4.6密封面
②密封面光洁度---表面粗糙度 ? Ra轮廓算术平均偏差,轮廓偏距绝对值的算术 平均值. ? Rz微观不平度十奌高度,5亇最大峰高和5 ? 亇最大谷深之和,除以5. ? Ry轮廓最大高度. ? Ry > Rz >Ra ? Rz ≈ 4~5 Ra ? Ry ≈ 4~7 Ra

5.4法兰型式和密封面 5.4.6密封面
? ? ? ? ? ? ? Ra μm AARH 算术平均粗糙度高度 英制Ra μin AARH=40Ra Ra0.8= AARH 32 Ra3.2= AARH125 Ra6.3= AARH250

5.4法兰型式和密封面 5.4.6密封面
③水线 ? 国内老标准的错误 ? ASME B16.5的规定 ? 刀具圆角Rmin1.6mm ? 水线密度 ? 24~40/in,1.06~0.64mm(0.8mm) Ra12.5~3.2 ? 45~55/in,0.56~0.46mm(0.5mm) Ra 6.3~3.2

5.4法兰型式和密封面 5.4.6密封面
④密封面粗糙度与垫片材料的关係 ? 垫片予紧吋的压缩量应大于两侧法兰密封面的 轮廓最大高度Ry,瓢曲度,不平度之和. ? 垫片压缩量与垫片材料的硬度呈反比; ? 垫片越硬,密封面粗糙度应越小. ? 表25为各种垫片材料对密封面粗糙度的要求, 最大密封面粗糙度. 表25 ? 各种垫片(复合材料)对密封面粗糙度的要求,见 垫片章节.

5.4.7 WN法兰端部最小厚度
? 美标法兰 B16.5 ? 法兰端部最小厚度应不小于材料屈服强 度275MPa时的钢管設計厚度 ? 工业管道用CS,AS,SS材料屈服强度一 般不大于275MPa,因此无核算必要; ? 长輸管道用x42以上高强度材料需核算. ? 欧标法兰 EN1091-1 ? 表26 WN法兰端部最小厚度S
表26

5.5 垫片
? ? ? ? ? ? ? 垫片是保証法兰密封的关键部件 垫片选用应攷慮的因素: 温度 介质适应性 压缩率,回弹率,蠕变性(泠流), 密封比压Ymin , 温度下的Ymin , m 压溃强度Ymax

5.5 垫片 5.5.1非金属材料
? ? ? ? ? ? ? 适用温度较低, 介质适应性好, Ymin小,m小,密封予紧力小,密封面粗糙度大 但有时有渗透性,有一定泄漏率 压溃强度Ymax也小,不适用于高压, 密封面粗糙度不宜太低(摩擦力小,易吹出) 垫片宽度大,可降低泄漏率,防压溃

5.5 垫片 5.5.2金属材料
? 适用温度较高,根据温度选用材料 ? 介质适应性较好,根据介质选用材料 ? Ymin较大,m较大,密封予紧力较大,密封 面粗糙度要求较光滑 ? 泄漏率低 ? 压溃强度Ymax大, 适用于高压, ? 垫片宽度应小,可降低予紧力

5.5 垫片 5.5.3缠绕垫,齿形复合垫
①金属-非金属复合材料 ②缠绕垫,齿形复合垫 ③利用各自优奌,规避各自弱奌 ④适用于中温中高压 ⑤ASME B16.21对缠绕垫的予紧比压原 则要求: 207~172MPa(≤600#;≤NPS 1) 4.5→3.2; 3.2→2.5; 2.5→1.8

5.5 垫片 5.5.3缠绕垫,齿形复合垫
⑥比压 150# 40MPa; 300# 70MPa; 600# 130MPa; 900# 180MPa; 1500# 230MPa; 2500# 300MPa. ⑦外环 定位;予紧限位;过紧保护;加固,防散 ⑧内环 高压(≥PN63)

,F4加固

5.5 垫片 5.5.3缠绕垫,齿形复合垫
⑨非金属带露头0.2~0.3mm; 石墨带灰份小于2%, S ≤ 1000ppm, Cl ′≤ 50ppm, 密度1.0~1.1g/cm3 不得使用再生F4, F4密度1.6g/cm3, 金属带厚度0.2mm; ⑩齿形复合垫 90°齿形,齿深0.4mm,齿顶宽0.1mm, 金属垫厚4mm,覆层0.5mm;

5.5 垫片 5.5.4石棉橡胶板
① 致癌,欧美法规禁用 ②GB3985石棉橡胶板的误导 ? XB200 200 1.5 MPa半小时 ? XB350 350 4.0 MPa半小时 ? XB450 450 6.0 MPa半小时 ③JPI7S- 4 -71,JPI7S - 81 –96; 0~260℃ ? 水,蒸气 20K; 油,一般气体 16K; 易燃气体 10K; 毒性气体 PN10.

5.5 垫片 5.5.5金属环垫
①金属环垫Ramax 1.6 ②HBmax ? 軟铁 90; 低碳钢 120; Cr5Mo 130 ? 1Cr13 170; 奥氏体不锈钢 160 ③法兰密封面 ? CS,AS Ramax 1.6 ? SS Ramax 0.8

5.5 垫片 5.5.5垫片性能参数
? JPI 7S-81-96 表27 表27 ? EN1591 表28
表28

5.6紧固件 5.6.1型式
? 六角螺栓/六角螺母(0.8D,1.0D) ? 双头螺柱,全螺纹螺柱/六角螺母(0.8D,1.0D) 5.6.2材料 ? 强度等级: 低,中,高; ? 商品紧固件 4.6;5.6;8.8; A2-50;A2-70;A4-50;A4-70; ? 专用紧固件 35CrMo (B7);25Cr2MoV (B16) 304,316, Cl.2

5.6紧固件 5.6.3螺纹
? MI制,公制 60°, 粗牙 ,细牙 ? 英制,UNC 60°, 粗牙 ,8牙

5.6紧固件 5.6.4紧固件选用
? 根据垫片性能参数 软垫片 低强度,中等强度 半金属垫 中等强度,高强度 金属垫 高强度 ? 根据温度,PN,用途 商品级-20~250℃, PN20六角, PN50双头 公用/工艺 欧洲/美國

5.6 紧固件 5.6.4 紧固件选用
? ? ? ? ? ? ? ? 专用材料 低温, Akv -40℃ 高温 450℃ H2S SCC B7M Rc22 316Cl.2, 540℃ 35CrMo / B7 450~540℃ 25Cr2MoV/ B16 450~600℃ A453-660 15-25MoTiVB 540℃

5.6 紧固件 5.6.4 紧固件选用
? ? ? ? 美标紧固件的代用 表29 表29 双头/全螺纹 螺母高度 0.8/1.0D

5.6 紧固件 5.6.4 紧固件的拧紧
? 扭矩 ? 螺栓予紧力 F=Aσ ? 直径,螺距/升角 FP/2∏ ? 螺纹精度及摩擦或润滑 F f r 中半径 ? 螺母与法兰面的摩擦或润滑 F f’ r螺母中半径

5.6 紧固件 5.6.4 紧固件的長度
? ? ? ? ? ? 法兰厚度 2 正公差 相同/不同 螺母高度 2/1 正公差 0.8/1.0 垫片厚度 2/1 螺栓/螺柱露头, 倒角(中/美), 负公差 夾持件 公差的一半

工业管道的阀门选用
1.阀门类型
1.1闸阀 楔式 刚性,弹性;二片 平板 刀形 1.2截止阀 直通,Y型,角式 截止止回阀,柱塞阀,排污阀,针形阀,调节阀 1.3止回阀 升降式,垂直升降式,旋启式,蝶式,双板 特殊(低压降,阻尼)

工业管道的阀门选用
1.阀门类型
1.4 球阀 顶入式,整体侧进式,二片式,三片式; 固定球,浮动球 1.5 旋塞阀 注油润滑,衬套. 1.6 蝶阀 中心线,偏心(2,3) 1.7 隔膜阀 1.8 疏水阀 1.9 安全阀

工业管道的阀门选用 2.阀门标准
1.4 球阀 顶入式,整体侧进式,二片式,三片式; 固定球,浮动球 1.5 旋塞阀 注油润滑,衬套. 1.6 蝶阀 中心线,偏心(2,3) 1.7 隔膜阀 1.8 疏水阀 1.9 安全阀

工业管道的阀门选用 2.阀门标准
2.1标准类型 ? 通用标准 B16.34, GB12224 ? 産品标准 民用,工业,专用(API) ? 结构尺寸标准 B16.10,GB12221 ? 试验标准 API598(JB9092), GB13927 耐火,防静电,低温,低泄漏,真空 调节伐伐座紧密度(FCI70-2 B16.104) 2.2标淮的组合,交叉,套用; 以阀门技术规格書为准; 矛盾,不一致时,以单项具体要求为准

工业管道的阀门选用
3.端部連接型式
3.1法兰
? 标准,压力等级,DN,大直径A,B ? 密封面(Ra,水线),突面,凹面,槽面,环槽面; ? 对夾(旡凸耳,带凸耳,螺纹孔) 3.2承插(承口,与管子外径恊调,短管接长);

3.3螺纹(螺纹型式,内,外)
3.4对焊(B16.25)

3.5其他(仪表管件,卫生卡箍等)

工业管道的阀门选用
4.压力等级与阀体最小厚度
4.1压力等级
? PN 10,16 ? Class 4.2 P/T 高温高压电站,化肥 800,4500

? 设计压力可不等于公称压力(低压大直径伐)

? 按法兰
? 非金属密封面的限制 ? API608球阀 表1;API609蝶阀表2
表1 表2

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4.压力等级与阀体最小厚度
4.3 阀体最小厚度的計祘 ? 按通径; ? 計祘公式 ? T={(1.5P D)÷(2[σ ]- 1.2P)}+C ? 式中: T–阀体厚度,mm; P - 压力,MPa; [σ ]許用应力,MPa; D - 通径,mm; C - 厚度附加量,mm;

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4.压力等级与阀体最小厚度
4.3.1 美标阀门 (B16.34 表3 ) 表3 ? [σ ]=8750Psi×0.8=7000Psi=48.28MPa ? Class150,300,600,900,1500,2500 ? P= 150,300,600,900,1500,2500 PSi ? C 表3美标阀门厚度附加量 表3 美标阀门厚度附加量 4.3.2 PN伐门 ( EN12516-1-2005 ,GB12224) ? [σ ]=7000Psi×2.5×0.006895≈118MPa ? P 计祘压力, 按表4取值; 表4 ? C /表5 PN阀门厚度附加量 表5 PN阀门厚度附加量

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4.压力等级与伐体最小厚度
4.3.3 API闸阀,截止阀,止回阀阀体最小厚度 API600 / ISO10434-2004阀体,阀门颈部 压力管道安全技术监察规程 附录 危险工况用阀门

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5.通径和CV值
5.1 通径 ? ASME B16.34 Class阀门的最小通径 表A1 ? API602/ISO15761-2002小直径缩径阀 最小通径(缩径)和全通径 ? API608/ISO17292-2004球阀 全通径FB, 缩径RB, 双缩径DRB ? API6D/ISO14313-2002/GB19672-2005管线用阀门 全径(通球,清管) ? 5.2 CV值

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6.结构长度,高度,手轮直径,重量
6.1结构长度
? Class伐门按 ? 法兰,对焊 ? 法兰式结构长度唯一性,(除Class150~300球阀, ≥NPS6~8有短型,需选择外); B16.10

? 对焊式有长短型之分,需选择;
? 对夾(API594止回阀,API607蝶阀); ? 小口径SW,Th阀按厂商样本 全通径按大一档尺寸

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6.结构长度,高度,手轮直径,重量
? ? ? ? ? ? ? PN阀门 法兰GB12221.1 对焊 对夾 承插 螺纹 各厂不一,需整理;样本,手册;

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6.结构长度,高度,手轮直径,重量
? 6.2高度,手轮直径,重量
? 样本 ? 数据庫,软模型; ? 手轮直径,开启或关闭力矩,最大推力或拉力670N, ? 但考慮位置係数0.5,取350N;

? 标准/重量/厚度/价格

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7.驱动装置
? ? ? ? ? 手动阀门的最大尺寸 表6 表6 多迴转阀----斜齿輪 四分之一迴转伐---蝸輪蝸桿 伐桿端部开槽位置与伐门按装与操作位置

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8.材料
8.1阀体,阀盖材料 ? 铸钢,锻钢,板焊; 法兰--铸钢; 小口径SW,Th---锻钢; 高压法兰---锻钢+併焊; 刀形---板焊; 304/316; A105 ? 整体,法兰併焊,法兰改对焊 ? 焊接及WPQ,PQR,焊工资格,堆焊,补焊; ? 热处理及焊补后重新热处理.

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8.材料
8.2内件材料
? 阀桿,阀芯(闸板,阀瓣,球,旋塞,蝶板), 密封面(阀芯和阀座);

? 金属(本体,堆焊,喷焊);
? 非金属(本体,衬里),复合材料;

? 表面处理(镀镍,磷化,离子氮化);

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8.材料
8.2内件材料 ? 阀桿,阀芯(闸板,阀瓣,球,旋塞,蝶板), 密封面(阀芯和阀座); ? 金属(本体,堆焊,喷焊); ? 非金属(本体,衬里),复合材料; ? 表面处理(镀镍,磷化,离子氮化); ? API常用内件金属材料编号 表7 表7 ? 可根据需要: 另行组合(内件材料之间,内件与阀体材料之间) 采用其他材料(内件本体和密封面) 及组合

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8.材料
? 常用阀门密封面(包括衬里)的非金属材料 PTFE RPTFE PEEK 对位聚苯 橡胶, 氯璜化聚乙烯(隔膜) PFA 聚全氟烷基醚(可熔铸) FEP 全氟化乙丙烯(可熔铸) ? 密封材料 盘根 PTFE,柔性石墨,碳纤维 O形圈 丁腈,氟橡胶,EPDM(乙丙,食品级) ? 弹簧 316冷拉, PH, Inco617 ? 波纹管 316L, Inco625

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8.材料
? 材料的高温强度 ? 材料的使用温度上限以及对密封影响 ? 伐门耐火要求对非金属材料的使用影响 ---双重密封

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9.低泄漏伐门
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 低泄漏---伐桿密封 有毒,易爆,HAP,VOC(大于0.3KPa) 波纹管 专用盘根 光洁度 阀桿Ra0.8 填料函Ra3.2 活载荷 碟簧(GB1914) 隔环、底环,压环 氦检漏ISODIS15848-1-2004 Class C 0.01mg/s·m 相当于各种阀捍直径下的泄漏率 表8 表8 1 Atm cm3/s = 0.1 Pa m3/s 水下气泡试验替代/

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10阀门试验和检验
10.1铸钢阀体RT ? 部位:B16.34临界部位 ,对焊端部 ? 首次铸模100% ? 高合金,高压,危险介质抽查 10.2 PMI 10.3 压力试验 API598 ,GB13927 D级 ? 阀座泄漏试验 ? 水压,气压(6),单向,双向,中腔 ? 泄漏率 滴 气泡

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10阀门试验和检验
? FCI70-2 Ⅴ 级 5×10E-12 m3/s·bar·DNmm ? 耐火试验 设计,型式试验,证書 ? API607, 6FA : 760~980℃,30分, 2bar水压, 允许内,外漏率 ? 防静电 12v,不大于10Ω

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11.附加耍求
11.1夹套阀 ? 异径法兰,夹套压力,进出口DN及连接型式; 11.2低温阀 ? 伸长阀桿 表9;中腔泄压孔;材料Akv; 表9 ? 升桿阀:低于-101℃~-196℃; ? ?旋转阀:低于-46℃ ~-196℃; 11.3抗硫阀 ? NACE 0175:阀体材料,补焊,热处理, Rc;堆焊WPQ;螺栓B7M;

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11.附加耍求
11.4承插焊阀接长短管 ? 球阀(总长250mm);, PWHT(CrMo 11.5启闭位置加锁 11.6氨,胺阀 无Cu 11.7低泄漏阀 ? 波纹管; ? 低泄漏盘根,Ra,活载荷; ? 氦检漏;
,800HT);

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11.附加耍求
11.8真空阀
? 加长填料函,隔环,注脂孔, Ra,活载荷; ? 氦检漏;

11.9耐火
? API607设計,无Cu合金

11.10排污阀
? 水平管道用Y型排污阀的阀孔下缘应低于阀门 中心线25%DN;

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12.阀门技术规格書
? 油庫平板闸伐举例
举例

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13.工业管道用伐门标淮体系
13.1阀门标准分类 ? 通用,設計标准; ? 産品(零部件)标准,技术条件,型式,参数; ? 试验,检验标准; ? 材料标准,工艺规范. 13.2美标体系 ? 压力等级 Class +800; ? 石油,天然气,石化用,API/ISO/BS; ? 通用,MSS; ? 给排水,AWWA;

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13.工业管道用伐门标淮体系
13.3國标体系 ? 压力等级 PN, PN+Class ? 通用 ? 专用,石油,天然气,石化用; ? 建筑,民用,公用事业用; ? 通用标准 1. 设計标准 表10 2. 结构尺寸 表10 表10 3. 阀门试验 表10 4. 阀门耐火试验表10

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13.工业管道用伐门标淮体系
5 材料 表10 表10 6 材料 NDT表10 産品标准 1 小口径闸伐,截止伐,升降式止回伐 表11 2 石油,天然气管线用阀表11 3 石油,天然气用重型闸伐 表11 4 通用闸伐表11 表11 5 刀形闸伐表11 6 石油,天然气用重型截止伐升降式止回伐表11 7 通用截止伐, 升降式止回伐表11 8 石油,天然气用重型旋启式止回伐表11

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13.工业管道用伐门标淮体系
9 通用旋启式止回伐表11 10 对夹式止回伐表 11 石油,天然气用球伐表11 12 通用球伐表11 13 石油,天然气用蝶伐表11 14 通用蝶伐表11 15 石油,天然气用重型旋塞伐表11 16 通用旋塞伐表11 17.隔膜阀表11 18.截止伐和闸伐的波纹管密封表11

表11


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