压力管道材料

压力管道材料一常用压力管道材料标准规范GGB150-1998《钢制压力容器》（第1、第2号修改单）GB50316-2000《工业金属管道设计规范》GB50251-2003《输气管道工程设计规范》GB50253-2003《输油管道工程设计规范》GB50028-93《城镇燃气设计规范》（2002版或2002局部修改条文）GB50030-1991《氧气站设计规范》GB50030-2005《氢气站设计规范》GB50160-92《石油化工企业防火设计规范》(1999年版)GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》SH3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》SH/T3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》SH/T3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》SY/T0599-1997《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》SH/T3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》ASMEB31.3《工艺管道》二管道的分级和流体的分类目前国内对工业管道有按管道设计压力及输送介质划分的管道级别和按输送流体介质划分的流体类别两种分级、分类方式。ASME压力管道规范B31.3《工艺管道》按流体划分工况。(一)按管道设计压力及输送介质物性划分的管道级别《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059管道分级管管道道级级别别适适用用范范围围SSHHAA11毒毒性性程程度度为为极极度度危危害害介介质质管管道道((苯苯管管道道除除外外))22..毒毒性性程程度度为为高高度度危危害害介介质质的的丙丙烯烯腈腈、、光光气气、、二二硫硫化化碳碳和和氟氟化化氢氢管管道道33..设设计计压压力力大大于于或或等等于于1100..00MMPPaa的的介介质质管管道道SSHHBB11..毒毒性性程程度度为为极极度度危危害害介介质质的的苯苯管管道道22..毒毒性性程程度度为为高高度度危危害害介介质质管管道道((丙丙稀稀腈腈、、光光气气、、二二硫硫化化碳碳和和氟氟化化氢氢管管道道除除外外))33..甲甲类类、、乙乙类类可可燃燃气气体体和和甲甲AA类类液液化化烃烃、、甲甲BB类类、、乙乙AA类类可可燃燃液液体体介介质质管管道道..SSHHCC11..毒毒性性程程度度为为中中度度、、轻轻度度危危害害介介质质管管道道22..乙乙BB类类、、丙丙类类可可燃燃液液体体介介质质管管道道SSHHDD设设计计温温度度低低于于--2299℃℃的的低低温温管管道道SSHHEE设设计计压压力力小小于于1100..00MMPPaa,,且且设设计计温温度度高高于于或或等等于于--2299℃℃的的无无毒毒、、非非可可燃燃介介质质管管道道注:混合物料应以其主导物料作为分级依据(二)按管道输送介质划分的流体类别《工业金属管道设计规范》GB50316，将工业金属管道中输送流体分为A1类、A2类、B类、D类、C类五类流体：1.A1流体在该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》GB5044中Ⅰ级(极度危害)的毒物。2.A2流体在该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》GB5044中Ⅱ级及以下(高度、中度、轻度危害)的毒物。3.B类流体在该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。4.D类流体指不可燃、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。5.C类流体系指不包括D类流体的不可燃、无毒的流体。该规范的A1流体、B类流体、D类流体和《工艺管道》ASMEB31.3中的M类流体、D类流体、可燃（常规）流体相同。（三）《工艺管道》ASMEB31.3的管道流体分类美国机械工程师协会标准《工艺管道》ASMEB31.3中根据被输送流体的性质和泄漏时造成的后果，将化工厂和炼油厂工艺管道输送的流体分为D类、M类和性质介于二者之间的可燃（常规）流体。三管道组成件的设计基准（一）设计压力1.管道组成件的设计压力，不应低于正常操作（时）过程中，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的压力。注：最苛刻条件是导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件。（二）设计温度（结合2.4.2题P26）*1管道组成件的设计温度，不应低于正常操作（时）过程中，由压力和温度构成的最苛刻条件下的温度。管道的设计压力、设计温度的确定可按《工业金属管道设计规范》GB50316、《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059和具体的操作条件来确定。（三）最苛刻条件的判定判定式：P/［σ］tP：设计压力（MPa）；［σ］t：设计温度下材料的许用应力（MPa）（四）管道组成件的压力温度参数管管件件磅磅级级代代号号管管件件形形式式用用作作额额定定值值计计算算依依据据的的管管子子SScchh..NNoo管管壁壁厚厚代代号号200030006000300060009000螺纹式螺纹式螺纹式承插焊式承插焊式承插焊式8800116600……8800116600……XXSS……XXXXSSXXSS……XXXXSS（五）许用应力1.金属管道组成件的材料许用应力，应按现行《工业金属管道设计规范》GB50316的规定选用。2.管道柔性设计的应力限制，应符合现行《石油化工管道柔性设计规范》SH/T3041的规定。（六）管道设计寿命和最低公称压力1.管道设计寿命宜为15年。2.除另有规定外，对于有毒、可燃介质管道的法兰连接最低公称压力，应符合下列规定：1）SHA级管道的公称压力，不宜低于5.0MPa；2）SHB、SHC级管道的公称压力，不宜低于2.0MPa。3）《工业金属管道设计规范》GB50316规定：A1流体不应采用平焊法兰；法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25%的裕量，且不应低于公称压力2.0MPa。四管道器材选用（一）一般规定1.管道材料，应根据管道级别、流体类别、设计温度、设计压力和介质特殊要求等设计条件，以及材料加工工艺性能、焊接性能和经济合理性等选用。2.标准管道组成件的压力温度参数，应符合管道设计温度和设计压力的要求。**3.管道组成件由内压产生的环向应力不得大于其最高设计参数下材料的许用应力。4.在设计条件下，非标准管道组成件的计算应力，不应超过管道设计温度下材料的许用应力。8高温管道钢材，应符合下列要求：*1）高温压力管道受压元件的钢材使用温度，不应超过现行《工业金属管道设计规范》GB50316中规定的材料许用应力值所对应的温度上限。2）非受压元件的钢材使用温度，不应超过钢材的极限氧化温度。常用金属材料的抗氧化极限温度见下表常用金属材料的抗氧化极限温度钢钢材材牌牌号号抗抗氧氧化化极极限限温温度度℃℃碳碳素素钢钢≤≤5566001122CCrrMMoo1155CCrrMMoo11CCrr55MMoo00CCrr1188NNii99、、00CCrr1188NNii1100TTii、、CCrr1177NNii1122MMoo2200CCrr2255NNii2200≤≤559900≤≤559900≤≤665500≤≤885500≤≤11110000**3）长期使用在高温条件下，碳素钢和碳锰钢的使用温度不应超过425℃，0.5Mo钢不应超过468℃；（结合6.7.13题P304）**4）碳素钢和碳锰钢在高于425℃长期使用时，应注意钢中碳化物相的石墨化倾向。**5）奥氏体不锈钢的使用温度高于525℃时，钢中含碳量不应小于0.04％。**6）对操作温度等于或高于200℃，介质中含有氢气的碳钢及低合金耐热钢管道，应根据管道最高操作温度加20～40℃的裕量和介质中氢气的分压，按临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限（Ne1son曲线）选择适当的抗氢钢材。（结合6.7.15题P305）设计温度≤230℃的含氢管道可选用碳钢。7）对操作温度等于或高于250℃，介质为H2S-H2的材料选用，应根据高温H2S-H2对各钢种的腐蚀率按《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059或《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》SH/T3129的附录C“高温H2S/H2腐蚀曲线”选择材料。8）高温硫和环烷酸腐蚀用钢1）高温硫在240～480℃之间对钢材产生化学腐蚀。高温硫和环烷酸腐蚀用钢按《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》SH/T3129进行选择材料。*9设计温度低于或等于-20℃的低温管道用钢材，除含碳量小于和等于0.10%且符合标准的铬镍奥氏体不锈钢在材料温度不低于－196℃时不做低温冲击试验外，其余钢材均应作夏比（V型缺口）低温冲击试验。试验要求应符合《钢制压力容器》GBI50和《工业金属管道设计规范》GB50316的规定。*低温压力管道是指设计温度低于或等于-20℃的压力管道低温管道用钢材做低温冲击试验不包括“低温低应力工况”。“低温低应力工况”系指压力容器壳体及其受压元或受压的管道组成件的设计温度虽然低于或等于-20℃，但其环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6，且不大于50MPa的工况。环向应力不大于50MPa是“低温低应力工况”的判据。*10湿H2S应力腐蚀用钢（结合6.5.4题P286）d碳当量CE限制：--低碳钢和碳锰钢CE≤0.40%（CE＝C%＋Mn/6%）；--低合金钢（包括低温镍钢）CE≤0.45%（CE＝C%＋Mn/6%+(Cr+Mo+V)/5%+(Ni+Cu)/15%)；碳对钢的焊接性能的影响（结合6.4.2题P284）酸性天然气系统和酸性天然气-油系统管道材料的选择，应符合《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》SY/T0599的规定。11Na0H溶液应力腐蚀用钢(结合6.5.6题P286）12液氨应力腐蚀环境用钢(结合6.5.5题P286）13输送极度危害介质、高度危害介质及液化烃的压力管道应采用优质钢制造；输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造。含碳量大于0.24％的材料，不宜用于焊制管子及管件。在特殊情况下，如选用含碳量超过0.24%（0.25%）的钢材，应限定碳当量不大于0.45%。14选择材料时，应考虑不同材料间相互连接或接触，在工艺过程中可能产生的有害影响。**奥氏体不锈钢管道的管托和有静电接地要求的奥氏体不锈钢管道，导线跨接或接地引线应采用不锈钢板过渡，不应和不锈钢管道直接连接。15输送腐蚀性介质管道用材料应有耐腐蚀能力。除晶间腐蚀和其他局部性腐蚀需按具体情况考虑外，一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。*18金属在应力（拉应力）和腐蚀性介质的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂为应力腐蚀破裂。常用金属材料易产生应力腐蚀破裂的环境组合见培训教材和有关的标准规范如《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059等。（结合6.5.3题P285）19碳素钢镇静钢板Q235-B、C的适用范围有何不同。（结合6.7.4题P301）*1）碳素镇静钢板Q235-B的适用范围规定如下：设计压力≤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、极度危害介质的管道。2）碳素镇静钢板Q235-C的适用范围规定如下：设计压力≤2.5MPa;设计温度0～400℃钢板厚度不大于30mm；不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道。20剧烈循环条件下的管道组成件应符合的一些特殊要求。二）管道连接承插焊连接不应用于可能发生缝隙腐蚀介质的管道；螺纹连接宜用于公称直径小于或等于40mm的管道，并应符合下列规定：**l）管螺纹应符合现行《60°密封管螺纹》GB/T12716或《55°密封管螺纹第1部分圆柱内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.1和《55°密封管螺纹第2部分圆锥内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.2的规定；（结合6.8.11题P308）**3法兰连接