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《壓力管道(dao)規范 工(gong)業管道(dao)》將同時(shi)滿足(zu)下列三個條件(jian)的(de)工(gong)況定義為低溫(wen)低應(ying)力工(gong)況:
①. 低溫下的最(zui)大工作壓力(li)不大于常溫下最(zui)大允許(xu)工作壓力(li)的30%;
②. 管道(dao)由壓力、重(zhong)量及(ji)位移產生的軸(zhou)向(xiang)(拉)應力總(zong)和不大于(yu)10%材(cai)料標(biao)準規定最小抗拉強(qiang)度值;
③. 僅限(xian)于(yu)(yu)GC2級(ji)管道,且最(zui)低設計(ji)溫(wen)度(du)不低于(yu)(yu)-101℃。
低溫低應(ying)(ying)力(li)工(gong)況(kuang)(kuang)下管(guan)道(dao)(dao)(dao)或其(qi)管(guan)道(dao)(dao)(dao)元件的設計(ji)溫度雖(sui)然低于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)規(gui)范規(gui)定的材料低溫界(jie)限,但其(qi)總體應(ying)(ying)力(li)小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)規(gui)定的低應(ying)(ying)力(li)水(shui)平,此時(shi)管(guan)道(dao)(dao)(dao)不(bu)會發生脆性斷(duan)裂(lie)。復雜管(guan)道(dao)(dao)(dao)布置應(ying)(ying)經過詳細應(ying)(ying)力(li)分析(xi)以保證管(guan)道(dao)(dao)(dao)軸向應(ying)(ying)力(li)小于(yu)(yu)10%材料最小抗拉強度。低溫低應(ying)(ying)力(li)工(gong)況(kuang)(kuang)是GC2管(guan)道(dao)(dao)(dao)免除沖擊試驗的條件之一,最大應(ying)(ying)力(li)滿足規(gui)范要(yao)求的低應(ying)(ying)力(li)水(shui)平,不(bu)適用于(yu)(yu)GC1級和劇烈循環工(gong)況(kuang)(kuang)。
實際上,基(ji)于低溫(wen)低應(ying)力(li)工(gong)況的原則,正(zheng)常投運時管(guan)道(dao)溫(wen)度很(hen)難達到(dao)環(huan)境低溫(wen)。在(zai)工(gong)廠停運時,管(guan)道(dao)溫(wen)度可能達到(dao)環(huan)境低溫(wen),但是管(guan)道(dao)內壓往(wang)往(wang)已經泄去,管(guan)道(dao)綜合應(ying)力(li)難以(yi)接近抗拉強度。
低溫低應(ying)(ying)力工況的比較分析(xi)與(yu)(yu)詳(xiang)述見《工業管道(dao)配管設計(ji)與(yu)(yu)工程應(ying)(ying)用(yong)》、《管道(dao)器材(cai)選用(yong)與(yu)(yu)工程應(ying)(ying)用(yong)》。