1、建标中华人民共和国国家标准工业金属管道设计规范发布实施国家质量技术监督局中华人民共和国建设部联合发布中华人民共和国国家标准工业金属管道设计规范主编部门 中华人民共和国原化学工业部批准部门 中华人民共和国建设部施行日期 年 月 日北京关于发布国家标准 工业金属管道设计规范 的通知建标 号根据国家计委 一九九一年工程建设国家标准制订 修订计划 计综合 号 的要求 由原化学工业部会同有关部门共同制订的 工业金属管道设计规范 经有关部门会审 批准为强制性国家标准 编号为 自 年 月 日起施行本规范由国家石油 和化学工业局负责管理 中国寰球化学工程公司负责具体解释工作 建设部标准定额研究所组织中国计划出
2、版社出版发行中华人民共和国建设部二年九月二十六日目次总则术语和符号术语符号设计条件和设计基准设计条件设计基准材料一般规定金属材料的使用温度金属材料的低温韧性试验要求材料的使用要求管道组成件的选用一般规定管子弯管及斜接弯管管件及支管连接阀门法兰垫片紧固件管道组成件连接结构选用要求管道特殊件非金属衬里的管道组成件金属管道组成件耐压强度计算一般规定直管斜接弯管支管连接的补强非标准异径管平盖特殊法兰和盲板管径确定及压力损失计算管径的确定单相流管道压力损失气液两相流管道压力损失管道的布置地上管道一般规定管道的净空高度及净距一般布置要求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沟内管
3、道埋地管道金属管道的膨胀和柔性一般规定管道柔性计算的范围及方法管道柔性计算的基本要求管道的位移应力管道对设备或端点的作用力改善管道柔性的措施管道支吊架一般规定支吊架的设置及最大间距支吊架荷载材料和许用应力支吊架结构设计及选用设计对组成件制造 管道施工及检验的要求一般规定金属的焊接金属的热处理检验试压其他要求隔热 隔声 消声及防腐隔热隔声和消声防腐及涂漆输送 类和 类流体管道的补充规定类流体管道的补充规定类流体管道的补充规定管道系统的安全规定一般规定超压保护阀门盲板排放其他要求附录 金属管道材料的许用应力附录 金属材料物理性质附录 非金属衬里材料的使用温度范围附录 钢管及钢制管件厚度的规定附录
4、柔性系数和应力增大系数附录 室外地下管道与铁路 道路及建筑物间的距离附录 管道热处理的规定附录 管道的焊接结构附录 管道的无损检测附录 本规范用词说明附加说明总则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本规范适用于公称压力小于或等于 的工业金属管道及非金属衬里的工业金属管道的设计本规范不适用于下列管道的设计制造厂成套设计的设备或机器所属的管道核能装置的专用管道长输管道矿井的管道采暖通风与空气调节的管道及非圆形截面的管道地下或室内给排水及消防给水管道泡沫 二氧化碳及其他灭火系统的管道除另有注明外 本规范所述的压力均应为表压工业金属管道设计 除应执行本规范外 尚应符合国家现行有关
5、标准的规定术语和符号术语类流体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 被人吸入或与人体接触时 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 中 级 极度危害 的毒物类流体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 中 级及以下 高度 中度 轻度危害 的毒物类流体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类流体指不可燃 无毒 设计压力小于或等于 和设计温度高于 之间的流体类流体系指不包括 类流体的不
6、可燃 无毒的流体管道由管道组成件 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管道系统简称管系 按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道管道组成件用于连接或装配成 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管道特殊件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成件 包括 膨胀节 补偿器 特殊阀门 爆破片 阻火器 过滤器 挠性接头及软管等等斜接弯管 弯头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支管连接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突面为法兰密
7、封面的一种形式 突起的平密封面在螺栓孔的内侧代号为满平面也称全平面 为法兰密封面的一种形式 在法兰外径以内均为平密封面 代号为集液包在气体或蒸汽管道的低点设置收集冷凝液的袋形装置管道支吊架用于支承管道或约 束管道位移的各种结构的总称 但不包括土建的结构固定支架可使管系在支承点 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滑动支架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刚性吊架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导向架
8、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或二个轴向限位的作用限位架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 称为定值限位架减振装置可控制管系高频低 幅振动或低频高幅晃动的装置 不限制管系热胀冷缩阻尼装置可控制管道瞬时冲 击荷载或管系高速振动位移的装置 不限制管系热胀冷缩剧烈循环条件指管道计算的最 大位移应力范围 超过 倍许用的位移应力范围 即 和当量循环数 大于 或由设计确定的产生相等效果的条件应力
9、增大系数受弯矩的作用 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位移应力范围由管道热膨胀产生 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附加位移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冷拉在安装管道时预先 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柔性系数表示管道元件在承 受力矩时 相对于直管而言
10、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公用工程管道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管道和仪表流程图简称 或 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符号主管开孔削弱所需的补强面积补强范围内主管承受内 外压所需计算厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积补强范围内支管承受内 外压所需计算厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积补强范围内的角焊缝面积补强范围内另加补强件的面积补强范围内 挤压引出支管上承受内 外压所需厚度和厚度附加量两者之外的多余金
11、属面积材料的冲击功补强区有效宽度支管厚度减薄 负偏差 的附加量主管厚度减薄 负偏差 的附加量补强板厚度减薄 负偏差 的附加量厚度附加量之和厚度减薄附加量 包括加工 开槽和螺纹深度及材料厚度负偏差腐蚀或磨蚀附加量修正系数管道压力损失的裕度系数定压热容冷拉比定容热容关闭状态下锁住 未经批准不得开启开启状态下锁住 未经批准不得关闭扣除厚度附加量后支管内径支管名义外径扣除厚度附加量后主管上斜开孔的长径凹面或平面法兰垫片的内径或环槽式垫片平均直径除去厚度附加量后挤压引出支管的内径管子或管件的公称直径管子或管件内径异径管大端内径异径管小端内径管子或管件外径异径管大端外径异径管小端外径补强板的外径铸件的质量
12、系数焊接接头系数在最高或最低温度下管道材料的弹性模量在安装温度下的管道材料的弹性模量工作荷载补强板材料与主管材料许用应力比荷载变化系数管道位移应力范围减小系数重力加速度尺寸系数主管外侧法向补强的有效高度支管有效补强高度平盖内凹的深度挤压引出支管的高度应力增大系数平面内应力增大系数平面外应力增大系数管道坡度气体的绝热指数柔性系数与平盖结构有关的系数用于斜接弯管的经验值挤压引出支管补强系数阻力系数弹簧刚度许用应力系数管道长度阀门和管件的当量长度斜接弯管端节短边的长度支吊架间距与异径管大端连接的直管加强段长度与异径管小端连接的直管加强段长度气体分子量由于自重 和其他持续外载作用在管道横截面上的合成力
13、矩安全阀或释放 阀的反座推力 管道内流量和压力的瞬时变化 风力或地震等产生的偶然荷载作用于管道横截面上的合成力矩热胀当量合成力矩未计入应力增大系数的合成力矩平面内热胀弯曲力矩平面外热胀弯曲力矩热胀扭转力矩沿坐标轴 方向的力矩沿坐标轴 方向的力矩沿坐标轴 方向的力矩序数管系预计使用寿命下全位移循环当量数与计算的最大位移应力范围 相关的循环数与按小于全位移计算的位移应力范围 相关的循环数设计压力在设计温度下的许用压力斜接弯管的最大许用内压力公称压力试验压力异径管大端与直管连接的应力增值系数异径管小端与直管连接的应力增值系数圆弧弯管的弯曲半径斜接弯管的弯曲半径管道运行 初期在安装温度下对设备或端点的
14、作用力和力矩管道应变 自均衡后在安装温度下对设备或端点的作用力和力矩以 和全补偿 值计算的管道对端点的作用力和力矩管道运行 初期在最高或最低温度下对设备或端点的作用力和力矩主管平均半径平盖内圆角半径管子或管件的平均半径支管补强部位过渡半径按小于全位移计算的位移应力范围 与计算的最大位移应力范围 之比支管平均半径支管补强部分外半径在主管和支管 轴线的平面内 外轮廓转角处的曲率半径斜接弯管斜接段中心线处的间距气体温度对焊件较薄一侧的厚度对焊件较厚一侧的厚度三通圆角部 主支管相交处 厚度主管计算厚度主管名义厚度半管接头的端部厚度支管补强部位有效厚度角焊缝计算的有效厚度三通支管的有效厚度管件的名义厚度
15、异径管名义厚度异径管大端名义厚度异径管小端名义厚度异径管锥部计算厚度异径管大端计算厚度异径管小端计算厚度盲板计算厚度平盖计算厚度平盖或盲板的设计厚度补强板名义厚度直管计算厚度直管设计厚度直管有效厚度直管名义厚度支管计算厚度支管名义厚度除去厚度 附加量后在主管外表面处挤压引出支管的有效厚度插入式支管台的尺寸平均流速气体的声速或临界流速截面系数异径三通支管的有效截面系数质量流量法兰内侧角焊缝焊脚尺寸角焊缝最小焊脚尺寸系数管道自重弯曲挠度斜接弯管一条 焊缝方向改变的角度 相邻斜接线夹角支管轴线与主管轴线的夹角金属材料的平均线膨胀系数异径管斜边与轴线的夹角斜接弯管一条焊缝方向改变的角度的 相邻斜接线夹
16、角的一半支管补强部位过渡角度最大计算纤维伸长率对接焊口错边量的平均值对接焊口错边量的最大值基层金属的名义厚度复层金属扣除附加量后的有效厚度管道垂直热位移直管的摩擦压力损失局部的摩擦压力损失管道总压力损失与平盖结构有关的系数流体密度流体摩擦系数材料标准抗拉强度下限值材料在设计温度下的抗拉强度材料在设计温度下经 万 断裂的持久强度的平均值计算的最大位移应力范围按小于全位移计算的位移应力范围管道中由于压力 重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和材料在设计温度下经 万 蠕变率为 的蠕变极限材料标准常温屈服点 或 屈服强度材料在设计温度下的屈服点 或 屈服强度在试验条件下组成件的周向应力在试验温度下材料
17、的许用应力在设计温度下材料的许用应力在设计温度下整体复合金属材料的许用应力在设计温度下基层金属的许用应力在设计温度下复层金属的许用应力许用的位移应力范围在分析中的位 移循环内 金属材料在冷态 预计最低温度 下的许用应力在分析中的位 移循环内 金属材料在热态 预计最高温度 下的许用应力决定组成 件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力在设计温度下补强板材料的许用应力在设计温度下主管材料的许用应力设计条件和设计基准设计条件管道设计应根据压力 温度 流体特性等工艺条件 并结合环境和各种荷载等条件进行设计压力的确定应符合下列规定一条管道及其每个组成件的设计压力不应小于运行中遇到的内压或外压与温度相偶合时
18、最严重条件下的压力最严重条件应为强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数但上述设计压力不应包括本章中允许的非经常性压力变动值下列特殊条件的管道其设计压力应与第款比较并应取两者的较大值输送制冷剂液化烃类等气化温度低的流体的管道设计压力不应小于阀被关闭或流体不流动时在最高环境温度下气化所能达到的最高压力离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和没有压力泄放装置保护或与压力泄放装置隔离的管道设计压力不应低于流体可达到的最大压力真空管道应按受外压设计当装有安全控制装置时设计压力应取倍最大内外压力差或两者中的低值无安全控制装置时设计压力应取装有泄压置的管道的设计压力不应小于
19、泄压装置开启的压力设计温度的确定应符合下列规定管道的设计温度应为管道在运行时压力和温度相偶合的最严重条件下的温度对于以下的管道应考虑流体及环境温度影响设计温度应取低于或等于管道材料可达到的最低温度管道采用伴管或夹套加热时 应以外加热和管内流体温度中较高的温度为设计温度无隔热层的管道中 不同的管道组成件可具有不同的设计温度 管道组成件的设计温度应符合以下规定流体温度低于 时 管道组成件的设计温度可与流体温度相同流体温度等于或大于 时 除非按传热计算或试验确定有较低的平均壁温 管道组成件的设计温度不应低于以下的值阀门 管子 突缘短节 焊接管件和厚度与管子相似的其他管道组成件 为流体温度的法兰 除松
20、套法兰外 包括在管件和阀门上的法兰 为流体温度的松套法兰 为流体温度的法兰的紧固件 为流体温度的外保温管道的设计温度应按第 款和第款确定 当另有计算 试验或测定的结果时 可取其他温度内保温管道的设计温度 应根据传热计算或试验确定对于非金属材料衬里的管道 设计温度应取流体的最高工作温度 当无外隔热层时 外层金属的设计温度可通过传热计算 试验决定 或按第 款确定设计中应对以下环境影响采取有效措施管道中的气体或蒸气被冷却时 应确定压力降低值当管内产生真空时 管道应能承受在低温下的外部压力 或采取破坏真空的预防措施管道组成件应能承受或消除因静态流体受热膨胀而增加的压力 或采取预防措施当管道温度低于 时
21、 应防止切断阀 控制阀 泄压装置和其他管道组成件的活动部件外表面结冰管道应能承受以下的动力荷载管道应能承受外部或内部条件引起的水力冲击 液体或固体的撞击等的冲击荷载位于室外的地上管道应能承受风荷载在地震区的管道应能承受地震引起的水平力 并应符合有关国家现行抗震标准的规定管道的布置和支承设计应消除由于冲击 压力脉动机器共振 风荷载等引起有害的管道振动的影响在管道布置和支架设计时 应能承受由于流体的减压或排放时所产生的反作用力管道承受的静荷载应包括固定荷载及活荷载 活荷载应包括输送流体重力或试验用的流体重力 寒冷地区的冰 雪重力及其他活动的临时荷载等 固定荷载应包括管道组成件 隔热材料以及由管道支
22、承的其他永久性荷载设计中应分析以下热膨胀或收缩的影响管道被约束或固定 因热膨胀或收缩而产生的作用力和力矩管壁上温度发生急剧的变化 或由于温度分布不均匀而产生的管壁应力及荷载两种不同材料所组成的复合或衬里管道 因基层或复层热膨胀性能不同而产生的荷载及夹套管因内外管温度差而产生的荷载设计中应避免管道受压力循环荷载 温度循环荷载以及其他循环交变荷载所引起的疲劳破坏管道支架和连接设备的位移应作为计算的条件 包括设备或支架的热膨胀 地基下沉 潮水流动 风荷载等产生的位移对于焊接 热处理 加工成形 弯曲 低温操作以及易挥发性流体突然减压而产生的急冷作用等情况应保证材料韧性降低在允许的范围内当流体工作温度低
23、于 时 在选择管道材料包括隔热材料时应按环境空气 会出现冷凝和氧气浓缩的因素 确定管外覆盖层 或采取相应的措施设计基准管道组成件的压力 温度参数值应符合下列规定除本规范另有规定外在国家现行标准中对管道组成件的公称压力及对应的工作压力温度参数值等级已作出规定者均可作为本规范的设计基准组成件标准所规定的基准参数值不应低于管道的设计压力和设计温度对于只标明公称压 力的组成件 包括阀门 管件等 除另有规定外 在设计温度下的许用压力可按下式计算式中 在设计温度下的许用压力公称压力在设计温度下材料的许用应力决定组成 件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力在国家现行标准中没有规定压力 温度参数及公称压力的管
24、道组成件 可用设计温度下材料的许用应力及组成件的有效厚度 名义厚度减去所有厚度附加量 按计算来确定组成件的压力 温度参数值两种不同压力 温度参数的流体管道连结一起时 分隔两种流体的阀门参数应按较严重的条件决定 位于阀门任一侧的管道 应按其输送条件设计多条设计压力和设计温度不同的管道用相同的管道组成件时应按压力和温度相偶合时最严重条件下的某一条管道的压力和温度条件进行设计管道运行中的压力和温度的允许变动范围应符合下列规定金属管道在运行中其压力 温度或两者同时发生非经常性的变动 且下列所有规定都能满足时 应认为在允许的范围内 否则 必须按照压力 温度变动过程中偶合时最严重工况下的设计条件确定没有铸
25、铁或其他非塑性金属的受压组成件公称压力产生的应力不应超过在设计温度下的屈服点纵向应力不应超过本规范规定的极限在管道寿命内 超过设计条件的压力 温度变动的总次数不应超过 次在任何情况下 最高变动压力不应超过管道的试验压力超过设计条件的非经常性变动应符合下列限制之一允许超过压力参数值或提高温度的程度相当于允许提高许用应力值 其规定如下变动持续时间每 内不得超过 许用应力提高不得超过变动持续时间每 内不得超过 许用应力提高不得超过持续的和周期性的变动对系统中所有组成件的工作性能无影响 如压力变动对阀座等部件的密封无影响变动后的温度不应 低于本规范附录 中规定的最低使用温度对于非会属衬里管道 压力和温
26、度允许的变动值 应在取得成功的使用经验或经过试验证实可靠时 方可使用许用应力应符合下列规定本规范附录中金属管道材料的许用应力系指许用拉应力使用时应符合下列规定对于焊接的管道组成件用材料采用本规范附录的许用应力时应另外计入焊接接头系数对于铸件 在本规范附录 表 表 中的许用应力已计入铸件的质量系数 值许用剪切应力为本规范附录许用应力的倍支承面的许用压应力为许用应力的倍许用压应力为本规范附录表中的许用应力确定许用应力的基准螺栓材料的许用应力应按表确定除螺栓及铸铁材料外对本规范所用的其他材料的许用应力应按表确定灰铸铁在设计温度下的许用应力值不应超过下列中的较低者标准抗拉强度下限值的设计温度下抗拉强度
27、的可锻铸铁在设计温度下的许用应力值不应超过下列中的较低者标准抗拉强度下限值的设计温度下抗拉强度的螺栓材料的许用应力表材 料 螺栓直径 热处理状态许用应力取下列各值中的最小值碳素钢 热轨 正火续表材 料 螺栓直径 热处理状态许用应力取下列各值中的最小值低合金钢马氏体高合金钢调质奥氏体高合金钢固溶其他材料的许用应力表材料许用应力取下列各值中的最小值碳素钢及低合金钢高合金钢有色金属注 对于奥氏体高合金钢管道组成件 当设计温度低于蠕变温度范围 且允许有微量的永久变形时 可适当提高许用应力值至 的 倍 但不应超过的 倍 此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形会产生泄漏或故障的场合表中符号材料标准抗拉强度
28、下限值材料标准常温屈服点 或 屈服强度材料在设计温度下的屈服点 或 屈服强度材料在设计温度下经 万 断裂的持久强度的平均值材料在设计温度下经 万 蠕变率为 的蠕变极限铸件质量系数 应符合下列规定质量系数 可用于国家现行标准中未规定压力 温度参数值的铸造组成件符合材料标准的灰 铸铁件和可锻铸铁件质量系数取其他金属的静态浇铸件 符合材料标准并经肉眼检验的阀门 法兰 管件和其他组成件的钢铸件 质量系数 取离心浇铸件 对只符合规定要求中的化学分析 抗拉试验 液压试验 压扁试验和肉眼检验的铸件 质量系数 取如对铸件进行补充检测 质量系数 可提高至表的数值 但在任何情况下 质量系数不应超过铸件增加检测后的
29、质量系数表铸件检测方法表面机加工后检查磁粉或液渗检测超声波或射线检测上述 项检测上述 项或 项检测焊接接头系数 应根据表 中焊接接头的型式 焊接方法和焊接接头的检验要求确定 对有色金属管道熔化极氩弧焊 无损检测时 单面对接接头系数为 双面对接接头系数为 局部无损检测时 对接接头系数同表焊接接头系数表焊接方法及检测要求 单面对接焊 双面对接焊电熔焊无损检测局部无损检测不作无损检测电阻焊 不作无损检测 涡流检测加热炉焊螺旋缝自动焊 无损检测注 无损检测指采用射线或超声波检测持续荷载的计算应力应符合下列规定管道组成件的厚度及补强计算满足本规 范的要求 则由于内压所产生的应力应认为是安全的管道组成件的
30、厚度及稳定性计算满足本 规范的要求则由于外压所产生的应力应认为是安全的管道中由于压力重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和不应超过材料在预计最高温度下的许用应力计算的最大位移应力范围应符合下列规定计算的最大位移应力范围不应超过按下式确定的许用的位移应力范围若大于其差值可以加到上式中的项上则许用位移应力范围为式中在分析中的位移循环内金属材料在冷态预计最低温度下的许用应力在分析中的位移循环内金属材料在热态预计最高温度下的许用应力管道中由于压力重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和许用的位移应力范围管道位移应力范围减小系数可由表确定管道位移应力范围减小系数表循环当量数系数循环当量数应按式计算式中管系
31、预计使用寿命下全位移循环当量数与计算的最大位移应力范围相关的循环数按小于全位移计算的位移应力范围按小于全位移计算的位移应力范围与计算的最大位移应力范围之比与按小于全位移计算的位移应力范围相关的循环数许用位移应力范围计算应符合下列补充规定对于铸件热态及冷态下的许用应力应计入铸件质量系数对纵向焊接接头热态及冷态下的许用应力及不需乘焊接接头系数管道位移应力范围减小系数主要用于耐蚀性良好的管道在主应力循环数高的地方应采用抗腐蚀的材料偶然荷载与持续荷载产生的应力应按下列规定管道在工作状态下受到内压自重其他持续荷载和偶然荷载所产生的纵向应力之和应符合下式规定且式中应力增大系数的倍的值不得小于式中许用应力系
32、数当连续运行任何内偶然荷载作用时间少于时时间少于时由于自重和其他持续外载作用在管道横截面上的合成力矩安全阀或释放阀的反座推力管道内流量和压力的瞬时变化风力或地震等产生的偶然荷载作用于管道横截面上的合成力矩截面系数应力增大系数按附录计算设计压力管子或管件内径管子或管件外径当为零时系数应符合本规范第条第款的规定注对于类流体以外的钢制管道由于风或地震引起的纵向应力之和超过式规定时可提高至在试验条件下所产生的应力可不受本规范第及条的限制可不计入其他临时性荷载地震烈度在度及以上时应进行地震验算不需要考虑风和地震荷载同时发生材料一般规定管道材料的选用必须依据管道的使用条件 设计压力 设计温度 流体类别 经
33、济性 耐蚀性 材料的焊接及加工等性能 同时应符合本规范所提出的材料韧性要求及其他规定用于管道的材料 其规格与性能应符合国家现行标准的规定使用本规范未列出的材料 应符合国家现行的相应材料标准 包括化学成分 物理和力学特性 制造工艺方法 热处理 检验以及本规范其他方面的规定金属材料的使用温度材料使用温度 除了应符合本规范附录 的规定外 还需依据流体腐蚀的影响及对材料性能的影响等确定材料的使用温度上下限应符合下列规定材料的使用温度不应超出本规范附录所规定的温度上下限未列入本规范附录 中的材料 决定其使用温度时应符合以下规定在使用温度条件下应保证材料的适用性和可靠性在使用温度下 材料应具有对流体及外界
34、环境影响的抵抗力应按本规范第 条的规定确定材料的许用应力金属材料的低温韧性试验要求管道设计温度低于或等于而高于本规范附录中使用温度下限的碳素钢低合金钢中合金钢和高合金铁素体钢出厂材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验奥氏体不锈钢 含碳量大于 设计温度低于 而高于本规范附录 中使用温度下限时 出厂的材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验奥氏体高合金钢的使用温度等于或高于 时 可免做低温冲击试验符合下列条件之一时 管道材料可免做低温冲击试验使用温度等于或高于 且不低于本规范附录中材料使用温度下限 同时 材料的厚度无法制备 厚试样时除了抗拉强度下限值大于 的钢材及
35、螺栓材料外 使用的材料在低温低应力工况下 若设计温度加 后 高于时注 低温低应力工况为设计温度低于或等于 的受压的管道组成件 其环向应力小于或等于钢材标准中屈服点的 且不大于 的工况需热处理的材料 应在热处理后进行冲击试验下列条件下的钢板制管子或管件的板材 应增加低温冲击试验使用温度低于 时 厚度大于 的厚度大于 的在本规范附录表 中所列的低合金钢但不包括低温钢使用温度低于 时 厚度大于 的厚度大于 的和在温度下限以上使用有色金属和它的合金材料时如填充金属成分与母材成分不同焊接接头应进行低温拉伸试验延伸率应符合设计规定制造厂已作过冲击试验的材料 但加工后经过热处理时应进行低温冲击试验焊接结构中
36、 对热影响区的低温冲击试验可满足对基体材料的冲击试验材料冲击试验的方法应按现行国家标准 金属夏比缺口冲击试验方法 的规定 在低温下的冲击功值应符合低温用材料标准或表 的规定 当冲击功不相同的基体材料焊接一起时 其冲击试验能量应符合较小抗拉强度的基体材料的要求夏比低温冲击试验的冲击功表材料材料标准抗拉强度下限值 试样数 冲击功碳钢和低合金钢三个试样平均值其中最小值三个试样平均值其中最小值三个试样平均值其中最小值奥氏体高合金钢三个试样平均值其中最小值注 表中冲击功数值适用于标准试样 如用小型试样时 冲击功 应乘以试样的实际宽度与标准宽度 之比本表碳钢和低合金钢的冲击试验数据适用于镇静钢抗拉强度大于
37、 的钢材 冲击功与 材料相同试样应从同批 同规格 同样加工 焊接和热处理条件的材料中制取材料的使用要求制造管道组成件用钢材应符合下列规定材料宜用于 及 类流体管道 设计压力不宜大于 材料宜用于 类流体管道 设计压力不宜大于奥氏体不锈钢使用温度高于 时 钢中含碳量不应小于受压管道组成件使用附录 中表 所列的钢板时 应对以下钢板逐张进行超声波检测低温钢厚度大于及 厚度大于其他低合金钢厚度大于以上质量不应低于 级对于调质钢板不论厚度多少 均须检测 质量不应低于级调质状态供货的钢材 应按设计条件进行常温或低温冲击试验钢材的使用状态应按本规范附录 的规定 设计指定供货状态与国家现行 材料标准的规定不同时
38、 应在设计文件中注明低温管道用钢应采用镇静钢铸铁类材料使用范围应符合下列规定球墨铸铁用作受压部件时 其设计温度不应超过设计压力不应超过 在常温下 设计压力不宜超过奥氏体球墨铸铁使用温度不得低于下述铸铁不宜在剧烈循环条件下使用 对过热 机械振动及误操作等采取防护措施时 可限制在下列范围内使用灰铸铁件不宜使用于输送 类流体的管道上 在特殊情况下必须使用时 其设计温度不应高于 设计压力不应超过类流体管道使用灰铸铁件的设计压力不宜超过设计温度不宜超过可锻铸铁用于 类流体管道 设计温度不应高于设计压力不应大于 或用于设计温度为 时 设计压力不应大于 用于 类流体管道 设计温度不应高于设计压力不应大于高硅
39、铸铁不得用于类流体使用其他金属材料应符合下列规定在火灾危险区内 不宜使用铜 铝材料铅锡及其台金管道不得用于类流体铜 铝与其他金属连接时 有电解液存在情况下 应考虑产生电化腐蚀的可能性使用复合金属和衬里材料应符合下列规定管道组成件由符合有关材料标准要求的整体复合钢板制成时 其基层 外层 金属和复层金属应符合本规范第 节的规定整体复合材料的管道耐压强度计算 可根据扣除所有厚度附加量后的基层和复层金属的总厚度来计算基层和复层金属的许用应力可按本规范附录 的规定但复层金属的许用应力取值不应大于基层金属的许用应力值整体复合材料的许用应力可按式 计算式中 在设计温度下整体复合金属材料的许用应力在设计温度下
40、基层金属的许用应力在设计温度下复层金属的许用应力基层金属的名义厚度复层金属扣除附加量后的有效厚度对于非整体结构的金属复层或衬里的管 道组成件 其基层金属材料的厚度应 符合耐压强度计算的厚度 计算厚度不应包括复层或衬里的厚度除本条的要求外 在本规范中对输送不同流体的管道材料所作的各种限制 不适用于管道组成件的复层材料或衬里材料 复层或衬里材料和基层材料以及粘结剂应根据设计条件及流体性质选用复层为奥氏体不锈钢时 使用温度不宜超过非金属衬里材料的使用温度范围可按本规范附录的规定选择连接接头和辅助材料诸如胶泥 溶剂 钎焊材料 填料 衬垫及 形环 螺纹的润滑 剂与密封剂等用以制作或用作密封接头时 对上述
41、材料与所输送流体应有相容性管道组成件的选用一般规定管道组成件应符合本规范耐压设计规定 并应符合国家现行标准的规定管道组成件成型及焊后热处理的要求应符合本规范附录的规定管道组成件的检验应符合本规范附录的规定管道组成件用材 料应符合本规范第 章及附录 中材料标准的规定管子采用直缝焊接钢管时应符合本规范附录及本规范表的规定剧烈循环操作条件下的管道 宜采用国家现行标准中所列的无缝钢管和铜 铝 钛 镍无缝管 采用直缝电焊钢管时应符合本章第 条的规定现行国家标准 低压流体输送用焊接钢管 及低压流体输送用镀锌焊接钢管 中的加厚管子 可用于输送设计庄力小于或等于 和设计温度在 的 类流体 普通厚度的管子仅用于
42、 类流体无缝钢管用于设计压力大于或等于 时 制造检验应符合现行国家标准 高压锅炉用无缝钢管 的规定 不锈钢管的检验应不低于现行国家标准 流体输送用不锈钢无缝钢管的规定钢管最小厚度应符合本规范附录的规定夹套管的内管宜采用无缝管输送氧气用管子应符合本规范有关安全的规定弯管及斜接弯管采用圆弧弯管应符合下列规定按照国家现行标准制造 弯曲后的弯管 其外侧减薄处厚度不应小于直管的计算厚度加上腐蚀附加量之和管道中不应使用折皱弯管钢管弯曲后截面不圆度应符合下列规定受内压时 任一横截面上最大外径与最小外径之差不应超过名义外径的受外压时 任一横截面上最大外径与最小外径之差不应超过名义外径的采用斜接弯管应符合下列规
43、定按本规范规定进行耐压计算 制造 焊接的斜接弯管可与制造弯管的直管一样用于相同的工作条件 但斜接弯管的设计压力不宜超过斜接弯管 其一条焊缝方向 改变的角度 大于 者仅可用于输送 类流体 不得用于输送其他类流体剧烈循环条件下的管道中采用斜接弯管时其一条焊缝方向改变的角度不应大于夹套管道的内管应采用圆弧弯头或弯管 不应采用斜接弯管管件及支管连接剧烈循环操作条件下采用的管件应符合下列规定采用锻造件及轧制无缝管件轧制焊接件焊接接头系数应大于或等于铸钢件铸件质量系数不应小于并应符合本规范第条的规定不锈钢对焊管件的厚度应符合附录第条的规定普通管件及非标准异径管的选用应符合下列规定普通管件包括弯头 三通 四
44、通 异径管及管帽等工厂制造的标准管件选用对焊端的圆弧弯头时应采用长半径 弯曲半径为公称直径的 倍 的弯头 短半径弯头仅可在布置特殊需要时使用采用钢板热压成型及组焊 两半焊接合成 的管件时应符合本规范附录 第 条的规定无特殊要求时 宜优先选用钢制管件 螺纹连接的可锻铸铁定型管件 宜用于 类流体的地上管道中对焊端的标准管件的外径系列及端部名义厚度应在工程设计中指定 管件内部厚度应根据设计压力 设计温度及腐蚀附加量条件由制造厂决定 管件内部可局部加厚 但各部位均不应小于其端部厚度钢板卷焊的非标准异径管设计压力不宜超过并应按本规范进行计算预制的突缘短节的选用应符合下列规定在本条中的要求仅用于单独制造的
45、突缘短节 不适用于特殊管件 也不适用于管端整体锻制的突缘焊接加工的突缘短节 符合下列条件时 则可与其相接的管子一样 适用于相同的工作条件突缘的外径必须符合法兰标准或设计指定法兰标准的突缘短节的尺寸要求突缘的厚度不应小于与其相连管子的名义厚度突缘短节的材料宜与管子材料相同应按焊接加工的突缘短节 图 的要求加工(d)(a)(b)(c)园角半径适应于相配的法兰(e)图 焊接加工的突缘短节注 焊接后应对突缘部进行机械加工 密封面的粗糙度应符合法兰标准要求 焊缝的检测应符合附录 第 节的规定整体扩口翻边的突缘短节 当符合下列条件时 则可与其相接的管子一样 适用于相同的工作条件突缘的外径必须符合法兰标准或
46、设计指定法兰标准的突缘短节的尺寸要求翻边的圆角半径应与相应的法兰相配在任意一点上所测得的突缘厚度 不应小于最小管壁厚度的 乘以管子的外半径与翻边厚度测量点处半径之比剧烈循环操作条件下的突缘短节焊接加工的突缘短节图用于剧烈循环操作条件（ a）焊接支管（b）焊接支管(c)带补强板的焊接支管(d)带补强板的焊接支管(e)嵌入式支管时应选用该图中或的形式加工还应满足本条第款的要求整体扩口翻边的突缘短节不得用于剧烈循环条件下焊接支管及预制的支管连接件的选用应符合下列规定除采用本章第 条的三通及四通外 可根据本节要求选用下列的支管连接结构焊接支管 见图半管接头 见图支管台 见图嵌入式支管 见图图 支管连接
47、焊缝的形式注 主管名义厚度 支管名义厚度 角焊缝计算的有效厚度 可取 或 两者中的较小值 补强板名义厚度(a)螺纹支管台 (b)承插焊支管台端部厚度(c) 对焊支管台所示尺寸为最小的合格焊缝尺寸采用图 及 连接方式时 应在补强板的高位开有 的排气孔补强板应与主管和支管很好地贴合 采用图 和 时 支管内径和主管开孔直径之间偏差不应大于图 半管接头图 支管台支管连接应符合支管连接焊缝的形式图的结构要求补强应符合本规范的规定当用于剧烈循环操作条件时应采用图中或的结构设计压力大于 的管道主支管为异径时 不宜采用现场制造的焊接支管 宜采用三通 或在主管上开孔并焊接支管台 当主支管为等径时宜采用三通选用半
48、管接头作为支管连接时 其公称直径不宜大于有振动的管道可采用三通或支管台或嵌入式支管不应采用焊接支管主管外径与厚度之比大于或等于时支管外径应小于主管外径的阀门用于各类流体的阀门类型 结构及其各部件材料 应根据流体的特性 设计温度 设计压力及本规范第 条的规定选用选用手动阀门 当开启力大于 时 宜采用齿轮操纵结构阀盖与阀体连接的螺栓少于 个的阀门 应仅用于输送类流体的管道 公称压力超过 的蒸汽管道不应使用螺纹连接的阀盖用于高温或低温流体的阀门 宜采用改善填料使用条件的阀盖伸长的结构形式输送类流体的管道上使用软密封球阀时应选用防耐火型结构的球阀阀门的材料应符合本规范第 章的规定 对于磨蚀性大的流体
49、阀座及阀芯应选用耐磨损的材料 对于有磨蚀的流体 选用闸阀时 宜为明杆结构形式除耐腐蚀的要求外 输送 类流体的管道上宜用钢制阀体的阀门端部焊接的小阀 当焊接及热处理过程中阀座会变形时应选用长阀体型或端部带短管的阀门对于氧气管道不应使用快开快闭型的阀门阀内垫片及填料不应采用易脱落碎屑纤维的材料或可燃的材料制成法兰标准法兰的公称压 力的确定 应符合本规范第 条第款的规定当采用非标准法兰时 必须按本规范的规定进行耐压强度计算下列任一种情况的管道应采用对焊法兰不应采用平焊滑套法兰预计有频繁的大幅度温度循环条件下的管道剧烈循环条件下的管道在刚性大 不便于拆装或公称直径大于或等于 的管道上设盲板时 宜在法兰上设顶开螺栓 顶丝配用非金属垫片的法兰 法兰密封面的粗糙度宜为对于配用缠绕式垫片的法兰 应为光滑的密封面 粗糙度宜为 并应采用公称压力大于或等于 的法兰当金属法兰与非金属
