某工程建設在嚴寒地區,如常溫流體工藝流體、氮氣、工廠空氣等所有管道必須選用低(di)溫鋼嗎?其實嚴寒地區管道可以不選用低溫鋼,應主要基于低溫低應力工況的設計原則。
GB/T 20801《壓力管(guan)道(dao)規(gui)范 工(gong)業管(guan)道(dao)》將同時(shi)滿足下列三個(ge)條件(jian)的工(gong)況(kuang)(kuang)定義為(wei)低溫低應(ying)力工(gong)況(kuang)(kuang):
①. 低(di)溫下的最大(da)(da)工作壓力不(bu)大(da)(da)于常溫下最大(da)(da)允許工作壓力的30%;
②. 管道(dao)由壓力、重量及位移產(chan)生的(de)軸向(拉)應力總和不大于10%材料標準規(gui)定最小抗拉強(qiang)度(du)值;
③. 僅限于(yu)GC2級管道,且最低(di)設計溫度(du)不(bu)低(di)于(yu)-101℃。
低(di)(di)(di)(di)溫(wen)低(di)(di)(di)(di)應(ying)力(li)(li)工況(kuang)(kuang)下管(guan)道(dao)或其(qi)管(guan)道(dao)元(yuan)件的(de)設(she)計溫(wen)度(du)雖然(ran)低(di)(di)(di)(di)于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)規范規定的(de)材(cai)料(liao)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)界限,但(dan)其(qi)總體(ti)應(ying)力(li)(li)小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)規定的(de)低(di)(di)(di)(di)應(ying)力(li)(li)水平,此時(shi)管(guan)道(dao)不會發生脆性斷裂。復雜管(guan)道(dao)布置應(ying)經(jing)過詳細應(ying)力(li)(li)分(fen)析(xi)以保證(zheng)管(guan)道(dao)軸向應(ying)力(li)(li)小于(yu)(yu)10%材(cai)料(liao)最小抗拉強度(du)。低(di)(di)(di)(di)溫(wen)低(di)(di)(di)(di)應(ying)力(li)(li)工況(kuang)(kuang)是GC2管(guan)道(dao)免(mian)除沖擊試驗的(de)條件之一,最大應(ying)力(li)(li)滿(man)足規范要求的(de)低(di)(di)(di)(di)應(ying)力(li)(li)水平,不適用于(yu)(yu)GC1級(ji)和劇烈(lie)循環(huan)工況(kuang)(kuang)。
實(shi)際上,基于低(di)溫(wen)低(di)應力(li)工(gong)況的原則,正常投運時管道溫(wen)度很難達到環境(jing)低(di)溫(wen)。在工(gong)廠停運時,管道溫(wen)度可能達到環境(jing)低(di)溫(wen),但是(shi)管道內壓往(wang)往(wang)已經泄(xie)去,管道綜合應力(li)難以接(jie)近(jin)抗拉強(qiang)度。
低(di)溫低(di)應力工況的比(bi)較(jiao)分(fen)析(xi)與詳述見(jian)《工業管(guan)道(dao)配管(guan)設計(ji)與工程(cheng)應用(yong)》、《管(guan)道(dao)器(qi)材選用(yong)與工程(cheng)應用(yong)》。

