工業金屬(shu)管(guan)道設計規范對(dui)管(guan)道材料(liao)要求主要有以下(xia)幾點(dian):
一、一 般規定
1. 管道材(cai)(cai)料的選用必須(xu)依據管道的使(shi)用條件(jian)(設計壓力、設計溫度、流體類別)、經濟(ji)性(xing)、耐蝕性(xing)、材(cai)(cai)料的焊(han)接及加工等(deng)性(xing)能,同時應符合本規范所(suo)提出的材(cai)(cai)料韌性(xing)要求及其他規定(ding)。
2. 用于管(guan)道的材料,其規格與(yu)性(xing)能應符合國家現行標準的規定(ding)。
3. 使(shi)用本規(gui)范未列出的(de)材料,應符合國家現行的(de)相(xiang)應材料標準(zhun),包括化(hua)學(xue)成(cheng)分、物理和力(li)學(xue)特性、制造(zao)工(gong)藝方法(fa)、熱處理、檢(jian)驗以及本規(gui)范其他方面的(de)規(gui)定。
二、金(jin)屬材料的使(shi)用溫度
1. 材料(liao)使用溫度,除了(le)應符合本規范附錄A的規定外,還需依據流體腐蝕的影響(xiang)及對材料(liao)性能(neng)的影響(xiang)等(deng)確定。
2. 材料的使用溫(wen)度上下限(xian)應符合下列規定∶
①. 材料的使(shi)用溫度,不應超出本(ben)規范附錄(lu)A所(suo)規定的溫度上(shang)下限。
②. 未列入本規范附錄A中的材料,決定其使用溫度時應符合以下規定∶
a. 在使用(yong)溫度條件下(xia)應(ying)保證(zheng)材料的適用(yong)性和(he)可靠性;
b. 在使用(yong)溫度下(xia),材料應具有對流體及(ji)外界環境影響(xiang)的抵(di)抗力;
c. 應按本規(gui)范第3.2.3條的規(gui)定確定材(cai)料的許用應力(li)。
三、金屬材料的低溫韌性試驗(yan)要求
1. 管道設計溫(wen)度(du)低(di)于或等于-20℃,而高于本(ben)規范附錄A中(zhong)使(shi)用溫(wen)度(du)下限的碳素(su)鋼(gang)、低(di)合金(jin)(jin)鋼(gang)、中(zhong)合金(jin)(jin)鋼(gang)和高合金(jin)(jin)鐵(tie)素(su)體鋼(gang),出(chu)廠材(cai)料及采用焊接堆積的焊縫金(jin)(jin)屬和熱影響區應(ying)進行低(di)溫(wen)沖擊試驗(yan)。
2. 奧氏體不銹鋼,含碳量大于0.1%,設計溫度低于-20℃而高于本規范附錄A中使用溫度下限時,出廠的材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區應進行低溫沖擊試驗。
3. 奧(ao)氏體高合金鋼的使用溫(wen)(wen)度等于或(huo)高于-196℃時,可免做低溫(wen)(wen)沖擊(ji)試(shi)驗。
4. 符合(he)下列條(tiao)件之一時,管道材料(liao)可免做低溫沖(chong)擊試驗∶
a. 使(shi)用溫(wen)度等于(yu)(yu)或高(gao)于(yu)(yu)-45℃,且不低于(yu)(yu)本規范附(fu)錄A 中材料使(shi)用溫(wen)度下限,同(tong)時,材料的(de)厚(hou)度無(wu)法制備5mm厚(hou)試樣時。
b. 除了抗拉強度(du)下(xia)限值大于540MPa的鋼材及螺栓材料外(wai),使用的材料在低(di)溫低(di)應力工況(kuang)下(xia),若設計溫度(du)加50℃后,高(gao)于-20℃時(shi)。
注∶低溫低應力(li)工(gong)(gong)況為設(she)計溫度低于或(huo)等于-20℃的受(shou)壓的管道組成件,其環向應力(li)小于或(huo)等于鋼材(cai)標準中屈(qu)服點(dian)的1/6,且不大于50MPa的工(gong)(gong)況。
5. 需熱處理(li)的(de)材(cai)料,應在熱處理(li)后進行沖擊試驗。
6. 下列(lie)條件下的(de)鋼(gang)板(ban)制(zhi)管(guan)子或管(guan)件的(de)板(ban)材,應增加低溫沖擊試驗∶
a. 使用溫度低(di)于0℃時∶厚(hou)度大(da)于25mm的20R;厚(hou)度大(da)于38mm的在本規范附(fu)錄A 表A.0.2中所列的低(di)合金鋼(gang)但不(bu)包括低(di)溫鋼(gang)。
b. 使用溫度低于(yu)-10℃時∶厚(hou)度大(da)于(yu)12mm的20R;厚(hou)度大(da)于(yu)20mm的16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫度下限以上(shang)使用有(you)色(se)金屬(shu)和(he)它的合(he)金材料時,如填充金屬(shu)成(cheng)分與母材成(cheng)分不同,焊接接頭應進行低溫拉伸(shen)試驗,延伸(shen)率應符合(he)設計(ji)規定。
8. 制造廠已(yi)作過沖擊試(shi)驗(yan)的(de)材料(liao),但(dan)加工后經(jing)過熱(re)處理時,應進行低(di)溫沖擊試(shi)驗(yan)。
9. 焊接結(jie)構(gou)中(zhong),對熱(re)影響(xiang)區的低溫沖(chong)擊試驗可滿(man)足對基體材(cai)料的沖(chong)擊試驗。
10. 材料(liao)(liao)沖(chong)擊試(shi)驗(yan)的(de)方(fang)法應(ying)按(an)現行(xing)國家標準《金屬(shu)夏比(bi)缺(que)口沖(chong)擊試(shi)驗(yan)方(fang)法》GB/T229的(de)規定(ding)。在(zai)低溫下的(de)沖(chong)擊功值應(ying)符合(he)(he)低溫用材料(liao)(liao)標準或表4.3.10的(de)規定(ding)。當沖(chong)擊功不相同的(de)基體(ti)材料(liao)(liao)焊接(jie)一起時,其沖(chong)擊試(shi)驗(yan)能(neng)量應(ying)符合(he)(he)較小抗拉強度的(de)基體(ti)材料(liao)(liao)的(de)要求。
11. 試樣應從同(tong)批、同(tong)規格、同(tong)樣加工、焊(han)接和熱處理(li)條件的材料中(zhong)制取。
四、材料的(de)使(shi)用(yong)要求
1. 制(zhi)造管(guan)道組成件用鋼材應符合下列規定∶
①. Q235-A材(cai)料(liao)宜(yi)用于(yu)C及(ji)D類(lei)流體管道(dao)(dao),設計壓力不宜(yi)大于(yu)1.6MPa。Q235-A·F材(cai)料(liao)宜(yi)用于(yu)D類(lei)流體管道(dao)(dao),設計壓力不宜(yi)大于(yu)1.0MPa。
②. 奧氏體不銹鋼使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量不應小于0.04%。
③. 受壓管道組成件使用附錄A中表A.0.2所列的鋼板時,應對以下鋼板逐張進行超聲波檢測∶
a. 低(di)溫鋼厚(hou)度(du)大于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其他低(di)(di)合金鋼厚度(du)大于25mm。以上(shang)質量不應低(di)(di)于Ⅲ級。
d. 對于調質(zhi)鋼板不論厚度多少,均須檢測,質(zhi)量不應低于Ⅱ級。
④. 調質狀態供貨的鋼材,應按設計條件進行常溫或低溫沖擊試驗。
⑤. 鋼材的使用狀態應按本規范附錄A的規定。設計指定供貨狀態與國家現行材料標準的規定不同時,應在設計文件中注明。
⑥. 低溫管道用鋼應采用鎮靜鋼。
2. 鑄鐵類(lei)材料使用(yong)范圍(wei)應符合下列規(gui)定∶
①. 球墨鑄鐵用作受壓部件時,其設計溫度不應超過350℃,設計壓力不應超過2.5MPa。在常溫下,設計壓力不宜超過4.0MPa。
②. 奧氏體球墨鑄鐵使用溫度不得低于-196℃。
③. 下述鑄鐵不宜在劇烈循環條件下使用。對過熱、機械振動及誤操作等采取防護措施時,可限制在下列范圍內使用∶
a. 灰鑄(zhu)鐵件不宜(yi)使用于輸送B類(lei)流體的管道上,在(zai)特殊(shu)情況下必須使用時,其(qi)設(she)計溫(wen)(wen)度不應高于150℃,設(she)計壓力不應超過(guo)1.0MPa;C類(lei)流體管道使用灰鑄(zhu)鐵件的設(she)計壓力不宜(yi)超過(guo)1.6MPa,設(she)計溫(wen)(wen)度不宜(yi)超過(guo)230℃;
b. 可(ke)鍛鑄鐵用于C類(lei)流體管道,設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)不(bu)應(ying)高于230℃,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不(bu)應(ying)大(da)于2.5MPa;或用于設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)為300℃時,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不(bu)應(ying)大(da)于2.0MPa;用于B類(lei)流體管道,設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)不(bu)應(ying)高于150℃,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不(bu)應(ying)大(da)于2.5MPa;
c. 高(gao)硅鑄鐵(tie)不得用于B類流體。
3. 使用其他金屬(shu)材料應符合下列規(gui)定∶
①. 在火災危險區內,不宜使用銅、鋁材料。
②. 鉛、錫及其合金管道不得用于B類流體。
③. 銅、鋁與其他金屬連接時,有電解液存在情況下,應考慮產生電化腐蝕的可能性。
4. 使用(yong)復合(he)金(jin)屬和(he)襯(chen)里材(cai)料(liao)應符合(he)下列(lie)規定∶
①. 管道組成件由符合有關材料標準要求的整體復合鋼板制成時,其基層(外層)金屬和復層金屬應符合本規范第4.1節的規定。
a. 整體復(fu)合材料的(de)管道耐壓強度(du)計(ji)算(suan),可根據扣(kou)除(chu)所有(you)厚度(du)附(fu)加量后的(de)基層(ceng)和(he)復(fu)層(ceng)金屬的(de)總厚度(du)來(lai)計(ji)算(suan)。
b. 基層和復(fu)層金屬(shu)的(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)可按本規(gui)范(fan)附(fu)錄A的(de)(de)規(gui)定(ding)。但(dan)復(fu)層金屬(shu)的(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)取(qu)值不應(ying)大于基層金屬(shu)的(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應(ying)力(li)值。
②. 對于非整體結構的金屬復層或襯里的管道組成件,其基層金屬材料的厚度應符合耐壓強度計算的厚度,計算厚度不應包括復層或襯里的厚度。
③. 除本條的要求外,在本規范中對輸送不同流體的管道材料所作的各種限制,不適用于管道組成件的復層材料或襯里材料。復層或襯里材料和基層材料以及粘結劑應根據設計條件及流體性質選用。
④. 復層為奧氏體不銹鋼時,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 非金屬襯里材料的使用溫度范圍可按本規范附錄C 的規定。
5. 選擇(ze)連接接頭(tou)和輔助材料(liao)諸如(ru)膠(jiao)泥、溶劑、釬焊材料(liao)、填料(liao)、襯墊及(ji)"O"形環、螺(luo)紋(wen)的潤滑劑與(yu)密封劑等用(yong)以(yi)制作(zuo)(zuo)或用(yong)作(zuo)(zuo)密封接頭(tou)時(shi),對(dui)上(shang)述材料(liao)與(yu)所輸送流(liu)體應有相容性(xing)。
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