压力管道设计技术统一
规定
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压力管道设计技术规定
一、总则
1.1 为了统一压力管道设计
标准
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和设计深度,提高工程设计质量水平,特制订本规定。
1.2 本规定的内容包括:工程概述、标准
规范
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、设计基础条件、设计原则、设计文件编制规定以及其它需统一的规定等。 1.3 各个项目可根据工程实际情况,参照本规定内容进行摘录或加以扩展。
1.4 本规定未加说明的,请参照下列标准规范和手册:
《化工装置设备布置设计规定》(HG20546-92)
《化工装置管道机械设计规定》(HG/T20645-1998)
《化工装置管道布置设计规定》(HG/T20549-1998)
《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》(HG20519-92)
《石油化工装置工艺管道安装设计手册》(第一篇 设计与计
算)(修订本)
二、压力管道初步设计内容统一规定 2.1 设计说明书
2.1.1 工程设计的依据
(1)批准的可行性方案,有关建设规划部门及专业管理部门批准的文件。
(2)建设场地的气象、水文、地质条件。
(3)水电等供应情况及交通运输条件。
,
2.1.2 工程概况和设计范围
(1)工程建设的项目名称。
(2)工程设计的规模及项目组成等。
(3)分期建设(按近期及远期工程分别说明)的具体范围及说明。 (4)设计的具体范围及分工按排。
2.1.3 设计指导思想与设计原则
(1)设计中贯彻国家方针政策、法令和有关规定的情况。 (2)采用新工艺、新技术、新材料以及新设备的情况。 (3)环境、劳动、消防、防毒、抗震等主要设计原则及采取的相应措施。
2.1.4 压力管道输送物料的特性与条件
(1)物料的名称与特性。
(2)输送方式、输送量、输送条件。
2.1.5工艺流程
(1)生产方法、流程特点。
(2)控制点设置原则。
(3)取样点设置原则。
2.1.6 管道的敷设
2.1.6.1 敷设原则及敷设方式
阐明管道的敷设原则、敷设方式、敷设路级以及各段管架、管沟的结构形式、外形尺寸, 材料和主要控制标高等。 2.1.6.2 技术方案的选定
,
对全厂性的技术方案,应阐述其选择依据及其技术先进性、经济性、合理性,必要时应进行多方案比较。
当管道穿越特殊地区,如沼地、河流、峡谷、陡坡等,应有特殊技术方案。方案中应包括管道敷设方法、管架结构形式、管架材料、管道的热补偿、保温以及其它特殊措施等。必要时应实行多方案比较,并阐述其技术经济的合理性、可靠性。
2.1.7 管道设计
2.1.7.1 管道系统的叙述
按介质分类说明各主要管道系统的介质名称、运行参数、负荷、输送特性以及管道的互换使用、切换等情况。
2.1.7.2 计量仪表及主要阀件的选择
按系统说明管道上设置的仪表、主要的控制阀件等的型号、规格、测量参数、控制参数、操作特点和其他要求等。
2.1.7.3 管道材质的选择
按管道系统或介质特性,说明各管道、阀门、管件等对选用材质及特殊材质(不锈钢、衬里、非金属材料等)的要求。管道选用材质汇总表
管道选用材质汇总表
操作条件 管路元件选定
管道序介质 管子 阀门 法兰 垫片 等级压力 温度 号 名称 代号 名材名型名标准及名材(?)
称 质 称 号 称 材质 称 质 (Mpa)
,
2.1.7.4 管道的特殊要求
按系统分别叙述管道的酸洗、脱脂、吹扫、放空、导淋、疏水、取样、伴热、套管、减压、防雷、防静电、热补偿等特殊要求及措施。 2.1.7.5 管道保温(冷)及防腐
分别说明工程中需保温(冷)、防腐的管道类别、特性参数、材质要求、结构特点及特殊要求等。
2.1.8 管道的维修及人员编制
说明管道的维修项目、内容和所需的维修设备等。管道维修的定员可根据情况与机修车间定员合并考虑。
2.1.9 全厂外部管道一览表(下表)
将全厂外部管道按介质分类、全部填入下表中。
介 质 管 道 操 作 条 件 保防序 备
温腐 自至代 名 长公称 管道 状 重 流温压力 流速 情情 何何 度 直径 度度 量号 注 3况 况 MPa m/s 号 称 等级 态 ? 处 处 m mm Kg/m t/h
2.1.10 设备与材料表
应将设备名称、规格尺寸、数量、功率等填入设备表中。按管材、管件、法兰、阀门、钢材、有色金属、非金属、保温材料、防腐材料以及其它材料的顺序,将工程中所用材料填入材料表中。 2.2 工程概算
2.2.1 编制依据
(1)定额套用情况说明。
,
(2)有关费用的分项陈述。
2.2.2 投资概算
(1)投资额。
(2)列出概算书。
2.3 图纸
2.3.1 工艺流程图
2.3.1.1 流程图图例符号与说明
(1) 设备位号、管线代号、自控符号、管道等级代号的编制规定与
说明(可只写物料、主项及管径与壁厚)。
(2) 流程图图例
2.3.1.2 工艺流程图
(1)表示出全部设备,主要设备应画出其结构特征。注出设备位号及其特征参数,如塔板数、热负荷、工艺要求的位差及重要的操作控制指标。
(2)画出主要物流管线,并逐根标注“介质代号—公称直径—管道等级代号”。系统管道只画进出口接管,不画排放系统、开停工管路,但应画出主管上的旁路及升温,还原管路等。
(3)表示出全部检测控制仪表及分析取样点,但不表示就地安装的温度计和压力表。
2.3.2 公用系统流程图
内容包括:各种水、汽、气等流程图。图上应表示出: (1)进出界区的流量、温度和压力。
,
(2)界区内各设备的用量,进出口温度和压力。
注:当公用物料种类较少时,可将物料表示在工艺流程图上,而不单独出具公用系统图。
2.3.3 设备装置布置图
2.3.3.1 设备平面布置图
(1)画出有关的构筑物,标出轴线和尺寸
(2)画出全部设备,并注明位号及定位尺寸(不表示安装方位)。 2.3.3.2 设备立面布置图
当设备平面布置图上无法表示清楚时,应增画立面布置图。 2.3.4 外管道系统图
2.3.4.1 系统图应绘制在简要的全厂总平面图上。图上只绘出系统管道及管道有关的界区和建筑物的简图,各建筑物应标注名称及主项代号,其他一律不表示。
2.3.4.2 系统图中的管道应标注管内介质代号或名称,公称直径、管道等级、介质流动方向、控制阀门、计量仪表、管道变径等。
对于管道安装的附属管件、法兰、盲板、放空、疏水、补偿等均不表示。
2.3.4.3 管道系统图中管道的走向,应与管道的敷设情况及车间进
口方位基本一致。
2.3.5 外管管架布置平面图
2.3.5.1 管架布置平面图应具有总平面图的内容,即应表示出界区、厂
房、道路、铁路、露天设备、厂区围墙、坐标格网等。
,
2.3.5.2 管架布置平面图上的管架和管沟应按图例规定绘制,并应标注主要管架和管沟的中心线坐标或与道路、厂房的相对距离。必要时需绘制各类管架的立面简图,并标注其主要外形尺寸及控制标高等。 2.3.5.3 图中管架不需编号,也不注间距尺寸,与管架无关的界区和建筑物可不示出。
三、压力管道施工图设计内容统一规定 3.1 图纸目录的编制
(1)凡是需发施工现场和用户的设计成品(包括工程图纸、表格、复用图、工程规定及设计说明书等),均需列项编入图纸目录中。 (2)凡是分开发行的标准(包括国标及行业标准及规范),均不列入图纸目录中,由用户自备。这部分标准与规范应在设计说明中交待清楚。
(3)图纸目录的格式见附图。
按附图格式逐一填写。
3.2 施工图设计说明的编制
施工图设计说明是对在设计成品文件中未加表述或难以表述清楚,但又需业主或施工单位了解和执行的事项提出要求。 3.2.1 设计依据
施工图设计的任务来源和设计要求。它包括如下几个部分:施工图设计的委托书、任务书、
合同
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、
协议
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书等有关文件;初步设计的审批文件和修改文件;其它有关设计依据。
3.2.2 设计内容与范围
,
(1)设计内容
(2)设计范围(如为合作设计或出口项目应加说明) (3)装置设计的组成及单元或工程名称及代号 3.2.3 设计参数
(1)设计规模
(2)主要操作参数,如:温度、压力等。
3.2.4 分区情况
(1)各区编号;
(2)分区索引的图号;
(3) 分区号与管道布置图号的对应关系。
3.2.5 材料供应情况
(1)如为引进装置,应说明买卖双方材料供应的范围; (2)国内外采购的划分;
(3)管子的标准;
(4)材料供应的特殊要求。
3.2.6 设备安装的注意事项
(1)大型设备吊装需说明的问题,如吊装顺序、要求等; (2)设备进入厂房或框架的特殊安装要求,如可拆梁、墙上留洞等; (3)设备附件,如滑动板、弹簧座、保冷设备的垫木等; (4)设备支架,哪些设备位号有支架,有何安装技术要求。 3.2.7 管道预制及安装要求
(1)管道施工规范的标准号、管道等级与分类;
,
(2)管道焊接的附加要求,如预热、焊后热处理、消除应力、焊接等级、异钢种焊接要求和规范等;
(3)管道安装的特殊要求,如冷拉、螺纹对焊、螺纹密封带、临时用垫片等有关注意事项;
(4)伴热系统的安装;
(a)有关规定及标准号;
(b)防止物料管过热的措施及物料管段号。
(5)特殊件的安装要求,如膨胀节、临时过滤器、防鸟网等; (6)试压要求;
(7)埋地管线要求;
(8)非金属管道安装要求。
3.2.8 静电接地要求;
(1)管道静电接地采用的标准图;
(2)哪些设备、管道需作静电接地。
3.2.9 采用的国家及行业标准
列出标准名称及标准号,说明标准应由施工单位自备。 3.2.10 隔热、隔声要求
3.2.10.1 选用的隔热(声)材料
(1)主要隔热材料名称及性能
包括:导热系数、主要成份、机械强度、容重、使用温度范围、吸水率、耐火性能、有关标准名称及标准号。
(2)外保护层
,
包括:名称、材质、厚度。 (3)棉毡及管壳等的使用范围。 (4)隔声材料。
3.2.10.2 工程中遇到的隔热等级,如隔热、防烫、保冷等的具体要求。
3.2.10.3 采用的隔热(声)结构及标准。 3.2.10.4 施工要求
包括见xxx规范,施工时注意防雨要求、保冷层是否现场发泡、
隔声结构的特殊要求、阀门隔热要求等。 3.2.11 防腐要求
3.2.11.1 涂漆的范围
(1)本条款系指管道外部涂漆; (2)需要涂漆的管道的材质类别; (3)不需要涂漆的管道的材质类别; 3.2.11.2 采用的涂料名称(底、面漆) 3.2.11.3 施工要求
(1)底面漆配套;
(2)涂漆前的表面清理;
(3)涂漆的层数;
(4)施工规范标准号。
3.2.11.4 涂漆的颜色
所依据的标准号及其它补充文件。 3.2.11.5 埋地管道的外防腐。
,,
3.2.11.6 管道的内防腐。
3.3 管道及仪表流程图
本管道及仪表流程图适用于化工工艺装置,是用图示的方法把化工工艺流程和所需的全部设备、机器、管道、阀门及管件和仪表表示出来。它是设计和施工的依据,也是操作运行及检修的指南。 3.3.1 分类
管道及仪表流程图分为工艺管道及仪表流程图和公用(辅助)系统管道及仪表流程图。
工艺管道及仪表流程图是以工艺管道及仪表为主体的流程图。
公用(辅助)系统管道及仪表流程图包括正常开、停车过程中所需用的仪表空气、工厂空气、加热用的燃料、加热用蒸汽、脱吸及置换用的惰性气、机泵的润滑油及密封油、放空系统等。一般按介质类型分别绘制。
3.3.2 图面规定
3.3.2.1 图幅
管道及仪表流程图采用A1。横幅绘制,数量不限,流程简单者可用A2。
3.3.2.2 比例
管道及仪表流程图不按比例绘制,一般设备(机器)图例只取相对比例。充许实际尺寸过大的设备(机器)比例适当缩小,实际尺寸过小的设备(机器)比例可适当放大。可以相对示意出各设备位置的高低。整个图面要协调、美观。
,,
3.3.2.3 相同系统的绘制方法
当一个流程中包括有两个或两个以上相同的系统(如聚合釜、气流干燥、后处理等)时,可以只绘出一个系统的流程图,其余系统以细双点划线的方框表示,框内注明系统名称及其编号。当这个流程比较复杂时,可以绘制一张单独的局部系统流程图。
3.3.2.4 复用设计
对于在工艺流程中局部复用定型设计或者采用制造厂提供的成套设备(机组)的管道及仪表流程图时,在图上对复用部份或者成套部份以双点划线框图表示出,框内注明名称、位号或编号,填写有关图号,必要时加文字予以说明。
3.3.2.5 图线和字体
工艺管道及仪表流程图中工艺物料管道用粗实线,辅助管道用中粗线,其它用细实线。在公用(辅助)系统管道及仪表流程图中的总管用粗实线,其相应支管采用中粗线,其它用细实线。
管道及仪表流程图中的设备(机器)阀门、管件和管道附件都用细实线绘制(特殊要求者除外)。
对于图线和字体的具体要求按HG20519.28-92执行。 3.4 工艺管道及仪表流程图
3.4.1 绘出工艺设备一览表所列的所有设备(机器)。
设备、机器图形按设计规定HG20519.31-92绘投制。
未规定的设备、机器的图形可以根据其实际外形和内部结构特征绘制,只取相对大小,不按实物比例。
,,
与配管有关以及与外界有关的管口(如直连阀门的排液口、排气口、放空口及仪表接口等)则必需画出。管口一般用单细实线表示,也可以与所连管道线宽相同,充许个别管口用双细实线绘制。一般设备管口法兰可不绘制。
图中各设备、机器的位置安排要便于管道连接和标注,其相互间物流关系密切者(如高位槽液体自流入贮罐,液体由泵送入塔顶等)的高低相对位置要与设备实际布置相吻合。
一般要在两个地方标注设备位号:第一是在图的上方或下方,要求排列整齐,并尽可能正对设备,在位号线的下方标注设备名称。第二是在设备内或其近旁,此处仅注位号,不注名称。当几个设备或机器为垂直排列时,它们的位号和名称可以由上而下按顺序标注,也可水平标注。设备(机器)的位号和名称标注如下图所示:
对于需隔热的设备和机器要在其相应部位画出一段隔热层图例,必要时注出其隔热等级;有伴热者也要在相应部位画出一段伴热管,必要时可注出伴热类型和介质代号。如下图所示:
,,
地下或半地下设备、机器在图上要表示出一段相关的地面。地面以 表示。
设备、机器的支承和底(裙)座可不表示。
复用的原有设备、机器及其包含的管道可用框图注出其范围,并加必要的文字标注和说明。
设备、机器自身的附属部件与工艺流程有关者,例如柱塞泵所带的缓冲罐、安全阀;列管换热器管板上的排气口;设备上的液位计等,它们不一定需要外部接管,但对生产操作和检测都是必需的,有的还要调试,因此图上应予以表示。
3.4.2 绘出和标注全部管道,包括阀门、管件、管道附件。
绘出和标注全部工艺管道以及与工艺有关的一段辅助管道,绘出和标注管道上的阀门、管件和管道附件(不包括管道之间的连接件,如弯头、三通、法兰等),但为安装和检修等原因所加的法兰、螺纹连接件等仍需绘出和标注。
工艺管道包括正常操作所用的物料管道;工艺排放系统管道;开、停车和必要的临时管道。对于每一根管道均要进行编号和标注,具体见“管道标注”(HG20519.37-92)。每根管道都要以箭头表示出其物料流向(箭头画在管线上)。图上的管道与其它图纸有关时,一般将其端点绘制在图的左方或右方,以空心箭头标出物流方向(入或出),注明管道编号或来去设备、机器位号、主项号或装置号(或名称)及
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其所在的管道及仪表流程图图号(该图号或图号的序号写在前述空心箭头内,见HG20519.32-92)。
管道上的阀门、管件、管道附件的公称通径与所在管道公称通径不同时要注出它们的尺寸,如有必要还需要注出它们的型号,它们之中的特殊阀门和管道附件还要进行分类编号,必要时以文字、放大图和数据表加以说明。
同一个管号只是管径不同时,可以只注管径,如:
同一个管道号而管道等级不同时,应表示出等级的分界线,并注出相应的管道等级。如:
在管道等级与材料选用表未实施前,暂按下图所示标注,如:
异径管标注大端公称通径乘小端公称通径,如:
管线的伴热管要全部绘出,夹套管可在两端只画出一小段,其它隔热管道要在适当部位绘出隔热图例。
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有分支管道时,图上总管及分支道位置要准确,而且要与管道布置图相一致。
管线、阀门、管件和管道附件要按规定(HG20519.32-92)进行绘制。
3.4.3 绘出和标注全部检测仪表、调节控制系统、分析取样系统。
绘出和标注全部与工艺有关的检测仪表、调节控制系统、分析取样点和取样阀(组)。其符号、代号和表示方法见首页图规定并符合自控专业规定。
检测仪表按其检测项目、功能、位置(就地或控制室)进行绘制和标注,对其所绘出的管道、阀门、管件等由自控专业人员完成。
调节控制系统按其具体组成形式(单阀、四阀等)将所包括的管道、阀门、管件、管道附件一一画出,对其调节控制的项目、功能、位置分别注出,其编号由仪表专业确定。调节阀自身的特征也要注明,例如传动形式:气动、电动或液动;气开或气闭;有无手动控制机构;阀本体或阀组是否有排放阀和其它特征等等。如有必要也要标注出或说明专业分工和范围。
分析取样点在选定的位置(设备管口或管道)标注和编号,其取样阀(组)、取样冷却器也要绘制和标注或加文字说明。如下图所示:
注:A表示人工取样点,1301为取样点编号(13为主项编号,01为取样点序号)。 3.4.4 成套设备(机组)供货范围:
由制造厂提供的成套设备(机组)在管道仪表流程图上以双点划
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线框图表示出制造厂的供货范围。框图内注明设备位号,绘出与外界连接的管道和仪表线,如果采用制造厂提供的管道及仪表流程图则要注明厂方的图号。也可以画出其简单外形(参照设备、机器图例规定)及其与外部相连的管路,注明位号、设备或机组自身的管道及仪表流程图(此流程图另行绘制)图号。
若成套设备(机组)的工艺流程简单,可按一般设备(机器)对待,但仍需注出制造厂供货范围。一般对随成套设备(机组)一起供应的管道、阀门、管件和管道附加文字标注——卖方(也可加注英文字母B.S表示)。
3.4.5 特殊设计要求:
对一些特殊设计要求可以在管道及仪表流程图上加附注说明或者加简图说明。
设计中设备(机器)、管道、阀门、管件和管道附件相互之间或其本身可能有一定特殊要求,这些要求均要在图中相应部位予以表示出来。这些特殊要求一般包括:
(1) 特殊定位尺寸
设备间相对高差有要求的,需注出其最小限定尺寸,如:
液封管应注出其最小高度,其位置与设备(或管道)有关系时,
应注出所要求的最小距离,如:
,,
异径管位置有要求时,应标注其定位尺寸;管段的长度必须限制
时,也需注出其长度尺寸限度。如:
支管与总管连接,对支管上的阀门位置有特殊要求时,应标注尺寸。如:
支管与总管连接,对支管上的管道等级分界位置有要求时,应标注尺寸和和管道等级。如
对安全阀入口管道压降有限制时,要在管道近旁注明管段长度及弯头数量。如:
对于火炬、放空管最低高度有要求时,对排放点的低点高度有
,,
要求时,均应标注出来。
(2) 流量孔板前后直管段长度要求。
(3) 管线的坡向和坡度要求。
(4) 一些阀门、管件或支管安装位置的特殊要求;某些阀门、管件的使用状态要求(例如在正常操作状态下阀门是开还是关;是否是临时使用的阀门、管件等)。
(5) 其它一些特殊设计要求。
对于上述这些特殊要求应加文字、数字注明,必要时还要有详图表示。
3.4.6 附注
设计中一些特殊要求和有关事宜在图上不宜表示或表示不清楚时,可在图上加附注,采用文字、表格、简图加以说明。例如对高点放空、低点排放设计要求的说明;泵入口直管段长度要求;限流孔板的有关说明等等。一般附注加在图签附近(上方或左侧)。 3.5 公用(辅助)系统管道及仪表流程图
3.5.1 一般规定
公用(辅助)系统管道仪表流程图一般按装置(或主项)为单元,按介质类型不同进行编制。流程简单时各类介质的管道仪表流程图可以绘制在一张图上;如果流程复杂、介质种类多,则应分开绘制。各种介质的管道仪表流程图无论是单张或多张绘制,一定要便于识别和区分。
图上的主管分配、支管连接要与工艺管道仪表流程图符合。
,,
3.5.2 内容和深度
管道及仪表流程图上各公用(辅助)物料的用户(设备或主项或装置)以方框图形表示,框内注明该用户名称、编号(或位号)、所在图号。在框图内外分别表示该介质管道在工艺管道及仪表流程图中的管道编号和在本图的管道编号,此项内容也可引出单列表格加以说明。
公用(辅助)系统的设备(机器)、管道、管件、阀门、管道附件等的绘制内容和深度按3.4.1、3.4.2编制;相应仪表控制和分析取样按3.4.3编制;其它按3.4.4、3.4.5、3.4.6编制。
在工艺管道及仪表流程图中已表示清楚的内容可不再重复。 3.5.3 补充说明
对流程简单、设备不多的工程项目,其公用(辅助)系统管道仪表流程图的内容可并入工艺管道及仪表流程图,不再另行出图。
如果公用(辅助)系统管道仪表流程图的内容,(或其中某项内容),在其它专业或主项有关的管道及仪表流程图表示清楚时,可不再出图。
对于复用设计做因地制宜设计时,其修改部分可在复用设计有关图纸上以方形框图标注出来,并加修改标记。必要时可另外绘制修改部分的管道及仪表流程图,并注明修改的有关事宜。 3.6设备布置图
3.6.1 布置要点
3.6.1.1 工艺及流程的要求
,,
设备布置设计应满足工艺及流程的要求。对处理腐蚀性、有毒、粘稠物料的设备宜按物料性质紧凑布置,必要时还需采取设墙隔离等措施。另外,还应根据地形、主导风向等情况布置,以免影响工艺的要求。如空气吸入口及循环水冷却塔等。
3.6.1.2 环境保护、防火及其它安全生产的要求
设备、建筑物、构筑物等的防火间距应符合现行的有关防火规范的要求。要注意环境保护,防止污染及噪音,还应根据危险程度的划分来考虑布置设备。
利用电能或电动机的电气设备的布置,应符合国家现行的《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规定》的要求。
对于加热炉、压缩机及控制室配电室等的位置要考虑主导风向的问题。从设备泄漏出的可燃气体或蒸汽不应吹向加热炉,故加热炉应位于上风向或侧风向。烟囱排出的烟气不应吹向压缩机室或控制室。配电室宜布置在能漏出氨气场所的上风向。
3.6.1.3 方便操作
装置布置应考虑能给操作者创造一个良好的操作条件,主要包括:必要的操作通道和平台;楼梯与安全出入口要符合规范要求;合理安排设备间距和净空高度等。
控制室的位置要合理,应避开危险区,远离振动设备,以免影响仪表的运行。
3.6.1.4 便于安装和维修
(1)设备的安装和维修应尽量采用可移动式的起吊设备。在布置设
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计阶段应满足以下各方面要求:
a(道路的出入口要方便吊车的出入。
b(搬运及吊装所需的占地面积和空间。
c(设备内填充物的清洗场地。
d(在定期大修时,能对所有设备同时进行大修。
e(对热交换器、加热炉等的管束抽芯要考虑有足够的场地,应避免拉出管束时延伸到相邻的通道上。对压缩机驱动机等转动设备部件的检修和更换,也要提供足够的检修区。
(2)下述场合需设固定式维修设备:
a(人孔盖需设置吊柱;
b(塔板及塔内部件需设置吊柱;
c(室内压缩机、透平机等需设置起重机;对于小型压缩机可酌情设置简易起重设施;
d(建筑物内的搅拌器需设置吊梁或起重机。
3.6.1.5 经济合理的要求
设备布置在符合工艺要求的前提下应以经济合理为主,并注意整齐美观。除热膨胀有要求的管道外,设备布置时应考虑管道尽量短而直,有的设备为了经济的目的可以不按工序来布置。
为了考虑整齐美观,可采取下列方式布置:
(1)成排布置的塔,如可能时可设置联合平台。
(2)热交换器并排布置时,推荐靠管廊侧管程接管中心线取齐。 (3)离心泵的排列应以泵出口管中心线取齐。
,,
(4)卧式容器推荐以靠管廊侧封头切线取齐;加热炉、反应器等推荐以中心线取齐。
3.6.2 画法规定
3.6.2.1 一般规定
(1)图幅
一般采用A1,不宜加长加宽。特殊情况也可采用其它图幅。 (2)比例
常用比例1:100,也可采用1:200或1:50,视装置的设备布置疏密情况而定。但对于大装置(或主项),分段绘制设备布置图时,必须采用同一比例。
(3)尺寸单位
设备布置图中标注的标高、坐标以米为单位,小数点后取三位数,至毫米为止,其余的尺寸一律以毫米为单位,只注数字,不注单位。采用其他单位标注尺寸时,应注明单位。
(4)图名
标题栏中的图名一般分成两行,上行写“????设备布置图”,下行写“??.???平面”或“???剖视”等。
(5)、编号
每张设备布置图均应单独编号。同一主项的设备布置图不得采用一个号,并加上第几张、共几张的编号方法。
3.6.2.2 绘制依据和应遵循的设计规定
设备布置图的绘制应以管道及仪表流程图、土建图、设备表、设
,,
备图及制造厂提供的有关产品资料为依据,并遵循下列设计规定: (1)图线宽度见HG 20519.28–92;
(2)设备布置图图例及简化画法见HG 20546.1–92第6章; (3)设备布置图常用的缩写词见HG 20546.1–92第7章。 3.6.2.3 图面安排及视图要求
参照《化工装置设备布置设计规定》(HG 20546.1-92)。 3.6.2.4 图面表示内容和尺寸标注
参照《化工装置设备布置设计规定》(HG 20546.1-92)。 3.6.2.5 图上的标注
参照《化工装置设备布置设计规定》(HG 20546.1-92)。 3.6.2.6 设备布置图一般只画平面图,当平面图上无法表示清楚时,可增画立面图。
3.7 设备一览表
设备一览表包括装置(或主项)内所有化工工艺设备(机器)和与化工工艺有关的辅助设备(机器),一般把设备(机器)分为定型和非定型两大类,编制设备一览表时可按此两类分别填写,非定型设备在先。
填写要求参照《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》(HG 20519.8-92)。
3.8 管道布置图
3.8.1 管道布置工程设计工程规定
3.8.1.1 设计原则
,,
(1)管道布置设计必须符合管道仪表流程图的设计要求,并应做到安全可靠、经济合理,并满足施工、操作、维修等方面的要求。 (2)管道布置必须遵守安全及环保的法规,对防火、防爆、安全防护、环保要求等条件进行检查,以便管道布置能满足安全生产的要求。 (3)管道布置应满足热胀冷缩所需的柔性。
(4)对于动设备的管道,应注意控制管道的固有频率,避免产生共振。
(5)管道布置应严格按照管道等级表和特殊件表选用管道组成件。 (6)管道布置应符合“化工装置设备布置设计工程规定”(HG 20546.2)的有关要求。
3.8.1.2 管道布置
3.8.1.2.1 一般要求
(1)管道布置的净空高度、通道宽度、基础标高应符合“化工装置设备布置设计工程规定”(HG 20546.2)第3章中的规定。 (2)应按国家现行标准中许用最大支架间距的规定进行管道布置设计。
(3)管道尽可能架空敷设,如必要时,也可埋地或管沟敷设。 (4)管道布置应考虑操作、安装及维护方便,不影响起重机的运行。在建筑物安装孔的区域不应布置管道。
(5)管道布置设计应考虑便于做支吊架的设计,使管道尽量靠近已有建筑物或构筑物,但应避免使柔性大的构件承受较大的荷载。 (6)在有条件的地方,管道应集中成排布置。裸管的管底与管托底
,,
面取齐,以便设计支架。
(7)无绝热层的管道不用管托或支架。大口径薄壁裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支承。
(8)在跨越通道或转动设备上方的输送腐蚀性介质的管道上,不应设置法兰或螺纹连接等可能产生泄漏的连接点。
(9)管道穿过为隔离剧毒或易爆介质的建筑物隔离墙时应加套管,套管内的空隙应采用非金属柔性材料充填。管道上的焊缝不应在套管内,并距套管端口不小于100mm。管道穿屋面处,应有防雨措施。 (10)消防水和冷却水总管以及下水管一般为埋地敷设,管外表面应按有关规定采取防腐措施。
(11)埋地管道应考虑车辆荷载的影响,管顶与路面的距离不小于0.6m,并应在冻土深度以下。
(12)对于“无袋形”、“带有坡度”及“带液封”等要求的管道,应严格按PID的要求配管。
(13)从水平的气体主管上引接支管时,应从主管的顶部接出。 3.8.1.2.2 平行管道的间距及安装空间
(1)平行管道间净距应满足管子焊接、隔热层及组成件安装维修的要求。管道上突出部之间的净距不应小于30mm。例如法兰外缘与相邻管道隔热层外壁间的净距或法兰与法兰间净距等。 (2)无法兰不隔热的管道间的距离应满足管道焊接及检验的要求,一般不小于50mm。
(3)有侧向位移的管道应适当加大管道间的净距。
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(4)管道突出部或管道隔热层的外壁的最突出部分,距管架或框架的支柱、建筑物墙壁的净距不应小于100mm,并考虑拧紧法兰螺栓所需的空间。
3.8.1.2.3 排气与排液
(1)由于管道布置形成的高点或低点,应设置排气和排液口:
a(高点排气口最小管径为DN15,低点排液口最小管径为DN20(主管为DN15时,排液口为DN15)。高粘度介质的排气、排液口最小管径为DN25。
b(气体管的高点排气口可不设阀门,采用螺纹管帽或法兰盖封闭。除管廊上的管道外,DN小于或等于25mm的管道可不设高点排气口。
c(非工艺性的高点排气和低点排液口可不在PID上表示。 (2)工艺要求的排气和排液口(包括设备上连接的)应按PID上的要求设置。
(3)排气口的高度要求,应符合国家现行标准《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160)的规定。
(4)有毒及易燃易爆液体管道的排放点不得接入下水道,应接入封闭系统。比空气重的气体的放空点应考虑对操作环境的影响及人身安全的防护。
3.8.1.2.4 焊缝的位置
(1)管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径,且不小于100mm。
(2)管道上两相邻对接焊缝间的净距应不小于3倍管壁厚,短管净
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长度应不小于5倍管壁厚,且不小于50mm。对于DN大于或等于50mm的管道,两焊缝间净距应不小于100mm。
(3)管道的环焊缝不应在管托范围内。焊缝边缘与支架边缘间的净距离应大于焊缝宽度的5倍,且不小于100mm。
(4)不宜在管道焊缝及起边缘上开孔与接管。
(5)钢板卷焊的管子纵向焊缝应置于易检修和观察的位置,且不宜在水平管底部。
(6)对有加固环或支撑环的管子,加固环或支撑环的对接缝应与管子的纵向焊缝错开,且不小于100mm。加固环或支撑环距管子环焊缝应不小于50mm。
3.8.1.2.5 管径的限制
应符合“化工装置管道材料设计规定”(HG/T 20646.2)的规定。 3.8.1.2.6 管道的热(冷)补偿
(1)管道由热胀或冷缩产生的位移、力和力矩,必须经过认真的计算,优先利用管道布置的自然几何形状来吸收。作用在设备或机泵接口上的力和力矩不得大于允许值。
(2)管道自补偿能力不能满足要求时,应在管系的适当位置安装补偿元件,如“п”形弯管;当条件限制,必须选用波纹膨胀节或其它型式的补偿器时,应根据计算结果合理选型,并按标准要求考虑设置固定架和导向架。
(3)当要求减少力与力矩时,允许采用冷拉措施,但对重要的敏感机器和设备接管不宜采用冷拉。
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3.8.1.3 阀门的布置
3.8.1.3.1 一般要求
(1)阀门应设在容易操作、便于安装、维修的地方。成排管道(如进出装置的管道)上的阀门应集中布置,有利于设置操作平台及梯子。 (2)有的阀门位置有工艺操作的要求及锁定的要求,应按PID的说明进行布置及标注。
(3)塔、反应器、立式容器等设备底部管道上的阀门,不应布置在裙座内。
(4)需要根据就地仪表的指示操作的手动阀门,其位置应靠近就地仪表。
(5)调节阀和安全阀应布置在地面或平台上便于维修与调试的地方,疏水阀布置应符合《化工装置管道布置设计规定》(HG/T 20549.5)中第15章的规定。
(6)消火栓或消防用的阀门,应设在发生火灾时能安全接近的位置。 (7)埋地管道的阀门要设在阀门井内,并留有维修空间。 (8)阀门应设在热位移小的地方。
(9)阀门上有旁路或偏置的传动部件时(如齿轮传动阀),应为旁路或偏置部件留有足够的安装和操作空间。
3.8.1.3.2 阀门的位置要求
(1)立管上阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面或平台以上0.7至1.6m的范围,DN 40及以下阀门可布置在2m高度以下。位置过高或过低时应设平台或操纵装置,如链轮或伸长杆等以便于操作。
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(2)极少数不经常操作的阀,且其操作高度离地面不大于2.5m,又不便另设永久性平台时,应用便携梯或移动式平台使人能够操作。 (3)布置在操作平台周围的阀门手轮中心距操作平台边缘不宜大于400mm,当阀杆和手轮伸入平台上方且高度小于2m时,应使其不影响操作人员的操作和通行安全。
(4)阀门相邻布置时,手轮间的净距不宜小于100mm。 (5)阀门的阀杆不应向下垂直或倾斜安装。
(6)安装在管沟内或阀门井内经常操作的阀门,当手轮低于盖板以下300mm时,应加装伸长杆,使其在盖板下100mm以内。 3.8.1.4 非金属管道和非金属衬里管道
3.8.1.4.1 本规定仅适用于塑料管道和塑料衬里、橡胶衬里管道的设计。
3.8.1.4.2 根据非金属管道具有强度和刚度低、线胀系数大、易老化等弱点,管道的布置应满足下列要求:
(1)管架的支承方式及管架的间距,应能满足管道对强度和刚度条件的要求,一般取二者中小者作为最大管架间距。
(2)管道应有足够的柔性或有效的热补偿措施,以防因膨胀(或收缩)或管架和管端的位移造成泄漏或损坏。
(3)管道应采取有效的防静电措施。
(4)露天敷设的管道,应有防老化措施。
(5)在有火灾危险的区域内,应为其设置适当的安全防护措施。 3.8.1.4.3 非金属衬里管道的布置应满足下列要求:
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(1)应特别注意非金属材料的特性与金属材料之间的差异,使膨胀(或收缩)及其它位移产生的应力降到最小。
(2)每一根管线都应在三维坐标系的至少一个方向上设置一个尺寸调整管段,以保证安装准确。
(3)非金属衬里管不宜用于真空管道。
3.8.1.5 安全措施
3.8.1.5.1 消防与防护
(1)对于直接排放到大气中去的温度高于物料自燃温度的烃类气体泄放阀出口管道,应设置灭火用的蒸汽或氮气管道,并由地面控制。 (2)烃类液体储罐外应设置水喷淋的防火措施,阀门应设在火灾时可接近的地方。
3.8.1.5.2 事故应急设施
在输送酸性、碱性及有害介质的各种管道和设备附近应配备专用的洗眼和淋浴设施,该设施应布置在使用方便的地方,还要考虑淋浴器的安装高度,使水能从头上喷淋。在寒冷地区户外使用时,应对该设施采取防冻措施,以应急用。
3.8.1.5.3 防静电
对输送有静电危害的介质的管道,必须考虑静电接地措施。应符合国家现行标准《防止静电事故通用导则》(GB 12158)的规定。 3.8.2 画法规定
3.8.2.1 一般规定
(1)图幅
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管道布置图图幅应尽量采用A0,比较简单的也可采用A1或A2。同区的图应采用同一种图幅。图幅不宜加长或加宽。
(2)比例
常用比例为1:30,也可采用1:25或1:50,但同区的或各分层的平面图应采用同一比例。
(3)尺寸单位
管道布置图中标注的标高、坐标以米为单位,小数点后取三位数,至毫米为止;其余的尺寸一律以毫米为单位,只注数字,不注单位。管子公称通径一律用毫米表示。
(4)地面设计标高位?0.000。
(5)图名
标题栏中的图名一般分成两行书写,上行写“管道布置图”,下行写“??.???平面”或“A–A、B–B„„剖视”等。 (6)尺寸线始末应标绘箭头(打箭头或打杠)。不按比例画图的尺寸应在其下面画一道横线(轴测图除外)。
(7)尺寸一般写在尺寸线的上方中间,并且平行于尺寸线。 3.8.2.2 应遵循的设计规定
(1)图线宽度及字体规定应符合HG/T 20549.1-1998的规定。 (2)管道布置图上的管子、管件、阀门及管道特殊件图例应符合“化工装置管道布置设计工程规定”(HG/T 20549.2)中的第2章规定。 (3)管道布置图中有关设备布置的内容,应符合“化工装置设备布置设计内容和深度规定”(HG 20546.1)中第6章规定。
,,
(4)管道布置图的分区应符合“化工装置设备布置设计内容和深度规定”(HG 20546.1)中第4章规定。
(5)管道布置图尚应符合有关机械制图的国家标准。 3.8.2.3 管道布置图的内容
3.8.2.3.1 图面的表示法
(1) 管道布置图应按设备布置图或按分区索引图所划分的区域(以
小区为基本单位)绘制。区域分界线用粗双点划线表示,在区
域分界线的外侧标注分界线的代号、坐标和与此图标高相同
相邻部分的管道布置图图号,见下图。
B.L???.??? N
M.L???.??? N COD????
坐标
区域分界线的表示方法
注:B.L — 表示装置边界;M.L — 表示接续线;COD — 表示接续图 (2)管道布置图一般只绘平面图。当平面图中局部表示不够清楚时,可绘制剖视图或轴测图,此剖视图或轴测图可画在管道平面布置图边界线以外的空白处(不允许在管道平面布置图内的空白处再画小的剖视图或轴测图)或绘在单独的图纸上。绘制剖视图时要按比例画,可根据需要标注尺寸。轴测图可不按比例,但应标注尺寸。剖视符号规定用A–A、B–B„„等大写英文字母表示,在同一小区内符号不得重复。平面图上要表示所剖截面的剖切位置、方向及编号。
,,
(3)对于多层建筑物、构筑物的管道平面布置图应按层次绘制,如在同一张图纸上绘制几层平面图时,应从最低层起,在图纸上由下至上或由左至右依次排列。
(4)在绘有平面图的图纸右上角,管口表的左边,应画一个与设备布置图的设计北向一致的方向标。
3.8.2.3.2 管道布置图上建(构)筑物应表示的内容
(1)建筑物和构筑物应按比例,根据设备布置图画出柱、梁、楼板、门、窗、楼梯、平台、安装孔、管沟、蓖子板、散水板、管廊架、围堰、通道、栏杆、梯子和安全护圈等。
(2)按比例用细点划线表示就地仪表盘、电气盘的外轮廓及电气、仪表电缆槽或架和电缆沟,但不必标注尺寸,避免与管道相碰。 (3)生活间及辅助间应标出其组成和名称。
3.8.2.3.3 管道布置图上设备应表示的内容
(1)用细实线按比例以设备布置图所确定的位置画出所有设备的外形和基础。
(2)表示吊车梁、吊杆、吊钩和起重机操作室。
(3)按比例画出卧式设备的支撑底座、并标注固定支座的位置,支座下如为混凝土基础时,应按比例画出基础的大小,不需标注尺寸。 (4)对于立式容器还应表示出裙座人孔的位置及标记符号。 (5)对于工业炉,凡是与炉子和其平台有关的柱子及炉子外壳和总管联箱的外形、风道、烟道等均应表示出。
(6)用双点划线按比例表示出重型或超限设备的“吊装区”或“检
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修区”和换热器抽芯的预留空地。但不标注尺寸,如下图:
设备检修或抽芯区示意图
(7)按PID给定的符号标注容器上的液面计、液面报警器、排气、排液、取样点、测温点、测压点等,其中某项若有管道及阀门也应画出,尺寸可不必标注。
3.8.2.3.4 管道布置图上管道应表示的内容
(1)管道布置图中,公称直径(DN)大于和等于400mm或16英寸的管道用双线表示,小于和等于350mm或14英寸的管道用单线表示。如果管道布置图中,大口径的管道不多时,则公称直径(DN)大于和等于250mm或10英寸的管道用双线表示,小于和等于200mm或8英寸的管道用单线表示。
(2)在适当位置画箭头表示物料流向(双线管道箭头画在中心线上)。 (3)按比例画出管道及管道上的阀门、管件(包括弯头、三通、法兰、异径管、软管接头等管道连接件)、管道附件、特殊管件等。 (4)各种管件连接型式如下图中螺纹或承插焊件的连接型式和对焊件的连接型式所示。焊点位置应按管件长度比例画,标注尺寸时,应考虑管件组合的长度。管道公称直径小于和等于40mm或1?英寸的
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弯头一律用直角表示。
螺纹或承插焊件的连接型式
对焊件的连接型式
(5)管道的检测元件(压力、温度、流量、液面、分析、料位、取样、测温点、测压点等)在管道布置平面图上用φ10mm的圆圈表示,并用细实线和圆圈连接起来。圆内按PID检测元件的符号和编号填写。具体位置由设计人员根据自控专业的安装要求确定,特殊情况由两专业共商解决。
(6)当几套设备的管道布置完全相同时,允许只绘一套设备的管道,其余可简化并以方框表示,但在总管上应绘出每套支管的接头位置。 (7)当塔上的管道经过一个平面道另一个平面时,应标注此管道的编号。若管道有直径或位置的变化或出现了支管或附件时,也应标注出管道号。
(8)在PID上的特殊管件,如消音器、爆破片、洗眼器、分析设备
,,
等等,在管道布置图中允许作适当简化,即用矩形(或圆形)细线表示该件所占位置,注明标准号或特殊件编号。
(9)对分析取样接口应画至根部阀,并标注符号,见下图分析取样接口及符号标注。
分析取样接口及符号标注
(10)对排气及排液的表示法见下图排气及排液标注。
排气及排液标注
(11)所有管道高点应设排气,低点应设排液。对于液体管道的排气、排液应装阀门及螺纹管帽,而气体管道的排液也应装阀门及螺纹管帽。用于压力试验的排气点仅装螺纹管帽。
(12)管道平面布置图中表示不清楚的管道,可在图纸四周的空白处用局部放大轴测图(简称详图)表示。该局部放大轴测图也可画在另一张图上。其标识符号举例如下:
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方框尺寸为12mm?15mm;字高为3mm
在本图空位处画轴测图时,应将管道布置图尾号省略,表示为:
在放大轴测图的下方应注明详图编号及对应管道布置图尾号及网格号,以便查找所在的位置,如下所示:
“10”(34–E3)
(13)在管道材料有变化(即等级有变化处)时,应按PID在图中标注出。
(14)在每张管道布置图标题栏上方加贴缩小的分区索引图,并用阴影线在其上表示本图所在位置。
10
3.8.2.4 管道布置图上尺寸标注 ~
E3 3.8.2.4.1 管道布置图上建、构筑物尺寸标注 (1)标注建、构筑物柱网轴线编号及柱距尺寸或坐标。 (2)标注地面、楼面、平台面、吊车的标高。
(3)标注电缆托架、电缆沟、仪表电缆槽,架的宽度和底面标高以及就地电气、仪表控制盘的定位尺寸。
(4)标注吊车梁定位尺寸、梁底标高、荷载或起重能力。 (5)对管廊应标注柱距尺寸(或坐标)及各层的顶面标高。 3.8.2.4.2 管道布置图上设备尺寸标注
(1)按设备布置图标注所有设备的定位尺寸或坐标、基础面标高;对于卧式设备还需注出设备支架位置尺寸;对于泵、压缩机、透平机
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或其它机械设备应按产品样本或制造厂提供的图纸标注管口定位尺寸(或角度)、底盘底面标高或中心线标高。
(2)按设备图用5mm?5mm的方块标注设备管口符号、管口方位(或角度)、底部或顶部管口法兰面标高、侧面管口的中心线标高和斜接管口的工作点标高等,如下图所示。
管口方位标注示意图
(3)在管道布置图上的设备中心线上方标注与流程图一致的设备位号,下方标注支承点的标高(如POS??.???)或主轴中心线的标高(如??.???)。剖视图上的设备位号注在设备近侧或设备内。 3.8.2.4.3 管道布置图上管道尺寸标注
(1)以建筑物或构筑物的轴线、设备中心线、设备管口中心线、区域界线(或接续图分界线)等作为基准标注管道定位尺寸,管道定位尺寸以可用坐标形式表示。
(2) 按PID在管道上方标注(双线管道在中心线上方)介质代号、
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管道编号、公称直径、管道等级及隔热型式、流向,下方标注管道标高(标高以管道中心线位基准时,只需标注数字如??.??? ,以管底位基准时,在数字前加注管底代号如BOP??.???)如:
SL1305-100B1(H)SL1305-100B1(H)
??.??? BOP??.???
(3)有特殊要求的管道定位尺寸或坐标及标高,如液封高度、不得有袋形弯的管道标高等应标注相应尺寸、文字或符号。 (4)对于异径管,应标出前后端管子的公称通径,如:DN80/50或80?50。
(6) 要求有坡度的管道,应标注坡度(代号用i)和坡向,见下
图所示。
WP????? WP?????
管道坡度的标注
注:WP EL——工作点标高
(6)非90?的弯管和非90?的支管连接,应标注角度。 (7)在管道布置平面图上,不标注管段的长度尺寸,只标注管子、管件、阀门、过滤器、限流孔板等元件的中心定位尺寸或以一端法兰
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面定位。
(8)在一个区域内,管道方向有改变时,支管和在管道上的管件位置尺寸应按轴线、设备、管口或邻近管道的中心线来标注。
当有管道跨区通过接续线到另一张管道布置图时,为了连续的缘故,还需要从接续线上定位,只有在这种情况下,才出现尺寸的重复。 (9)标注仪表控制点的符号及定位尺寸。对于安全阀、疏水阀、分析取样点、特殊管件有标记时,应在φ10mm圆内标注它们的符号。 (10)为了避免在间隔很小的管道之间标注管道号和标高而缩小字型,允许用附加线标注标高和管道号,此线穿越各管道并用箭头指向被标注的管道。
(11)水平管道上的异径管以大端定位,螺纹管件或承插焊管件以一端定位。
(12)按比例画出人孔、楼面开孔、吊柱(其中用双细实线表示吊柱的长度,用点划线表示吊柱活动范围),不需标注定位尺寸。 (13)当管道倾斜时,应标注工作点标高(WP),并把尺寸线指向可以进行定位的地方。
(14)带有角度的偏置管和支管在水平方向标注线性尺寸,不标注角度尺寸。
(15)管架定位
水平向管道的支架标注定位尺寸,垂直向管道的支架标注支架顶面或支承面(如平台面、楼板面、梁顶面)的标高。
在管道布置图中每个管架应标注一个独立的管架号。
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3.8.2.4.4 管道布置图尺寸标注参见HG/T 20549.1-1998。 3.9 管架设计
3.9.1 基本内容
各种装置中由管系组成的管网是一类复杂且并不规范的空间结构。通过它有机地把各种不同类型的设备(如各类容器、换热器以及机、泵等)连接成一体,组成工艺流程的基本载体。为了确保该体系的正常且安全运行,必须对管网中的管系设计必要的管架,一是用来承受管系的自重和外载,避免产生过量挠度,控制管系一次应力在许用范围之内;二是用来迫使管系适应热变形的需要,调整和改善管系的应力分布状态,控制管系二次应力和综合应力不超界以及管系端点力在许可范围之内,达到保护设备的目的,尤其是那些敏感设备,如压缩机、汽轮机和泵等;三是用来防止或控制或改善管系的振动,避免引起管系和管架本身的疲劳损坏。
管架设计包括管架设置和管架结构设计两大部分,其基本内容如下:
(1)管架设置。
(2)标准管架的选用。
(3)非标准管架的设计。
(4)管架表的编制。
(5)管架材料表的编制。
3.9.2 管架设置原则为满足管系的柔性要求,在支承管道载荷的同时,防止管系产生过量变形,是设置管架时必须考虑的两个最基本的问
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题。其具体要求有如下:
(1)严格控制管架间距不要超过管道的基本跨距(即管架的最大间距)之要求,尤其是水平管道的承重架间距更不应超过许用值,这是控制挠度不超限的需要。
(2)应满足管系柔性要求
a(尽可能地利用管道的自支撑作用,少设置或不设置管架。 在化工装置内有一类较常见的管系,例如设备到管廊或到另一设备之间的短程管道,就可判别情况不另设管架。
b(尽可能地利用管系自然补偿能力,合理分配管架点和选择管架类型。注意在同一段直管段上,不能设置两个或两个以上的轴向限位架。
c(在设置管架的过程中,如发现有与两台设备的接管口相连接的同一轴向直连管道时,应及时通知有关设计专业,改变管道布置,或选用补偿器,或采用其它措施消除热胀冷缩对设备接管口受力和管系柔性的不利影响。
d(经管系柔性分析和应力计算以及动力分析后的管系,其确定了的约束点位置和约束型式,设计时应满足其要求,不得擅自处理和变更。
(3)管架生根点的确定
充分了解管道与周围环境情况,如管道附近建构筑物和设备布置情况,合理选择管架生根点(其承受荷载较大时,应注意征得有关专业同意)。
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a(尽量利用已有的土建结构的构件以及管廊的梁柱来支承管架。建筑物如墙也可作为管架的生根点。
b(利用设备作管架生根点。必要时,大管也可作为荷载小的小管管架的生根点。
c(若管架不能利用a项和b项生根时,就要利用地面或地面基础生根。
d(有管架就要确定生根点,无处生根或难以找到合适生根点的管架就必须以改变该管道走向的方式重新设置相应的管架。 (4)管架位置
a(管架位置应不妨碍管道与设备的安装和检修。需经常拆卸、清扫和维修的部位,不得设置任何型式的管架。
b(为维修方便,应尽可能避免在拆卸管段时配备临时管架。
c(不得妨碍操作和人员通行。
(5)管架尽可能数量少,结构简单,经济合理,但又要确保安全可靠,既能减缓和抑制振动,又能抵御地震、风载等恶劣环境的影响。 3.9.3 各类管架的设置要求
详见HG/T 20645.5-1998。
3.9.4 常用典型管道管架设置要点
(1)一般管道
a(一般性要求:安全可靠、经济合理、整齐美观、生根牢固。
b(沿地面或浅沟敷设的管道,可设管架基础(管墩)支承,地沟管道应支在横梁式管架上,并设置相应的导向架和轴向限位架。
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c(不保温、不保冷的常温碳钢管道除非有坡度要求外,可不设置管托。
非金属或金属衬里管道不宜用焊接管托,而用带管夹的管托。
保温管托适宜高度与保温层的厚度有关,当保温层厚度小于或等于80mm时,管托高100mm;当保温层厚度小于或等于110mm时,管托高150mm;当保温层厚度大于110mm时,管托高200mm;当保温层厚度特别厚时,管托高度视管道大小并根据管道布置情况作特殊处理。
d(大直径管和薄壁管宜选用鞍座。这样既可防止管道与支承件接触处管道表面的磨损,又有利于管壁上应力分布趋向均匀化。
e(对不锈钢、合金钢、铝和镀锌管,在于碳钢管架接触处应垫隔离层,如石棉布、橡胶和石棉橡胶等。
f(同一管系上不宜过多地连续使用单一的圆钢吊杆吊架。因为连续安装数个圆钢吊杆吊架,管道的横向阻力很小,容易引起摆动或振动。
3.9.5 标准管架选用
(1)设计中采用的标准为《管架标准图》(HGJ 524-91)。标准中列入了A、B、C、D、E、F、G、J、K、L、M共十一大类管架,供设计人员选用。
(2)应依据管道的操作条件、管道的布置要求以及支承点的荷载大小和方向、管道的位移情况、是否保温或保冷、管道的材质、建构筑物和设备的布置等条件选用合适的支吊架。
,,
(3)设计时应尽可能地选用标准管架。
(4)弹簧支吊架应根据管道工作荷载、安装荷载、位移量及其方向,以及安装方式等确定弹簧箱的型号(从弹簧支吊架标准中查得)。然后根据弹簧所要求配套的吊杆和管道规格来选用相应的标准弹簧支吊架。
可变弹簧支吊架的标准为GB 10182。
恒力弹簧架标准为GB 10181或JB 2654。
(5)由《管架标准图》(HGJ 524-91)中的标准零部件组合构成的组合管架,应绘制一幅简化结构图,以便施工安装。
3.9.6 非标准管架的设计
(1)在选不到标准管架时才进行非标准管架的设计。 (2)在设计非标准管架时,首先应按照HG/T 20645.5-1998中15.3.2的第2款要求确定一特殊型式的管架,并绘出结构草图,然后进行设计计算确认。
(3)非标准管架设计计算,见HG/T 20645.5-1998第11章“管架计算规定”。
(4)经设计计算确认的管架,按照制图规定绘制管架制造图。 3.9.7 管架表
(1)依据管架布置图、标准或非标准管架图及管架表格式的要求进行编制。
(2)宜按工序或区域,按管架顺序号逐一依次填写。具体编制可见《管架标准图》(HGJ 524-91)中的选用说明。
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(3)管架表格式见《管架标准图》(HGJ 524-91)中的附录。 3.9.8 管架材料表
(1)依据管架数据表、标准或非标准管架图,将被选用的管架逐一分解,分门别类地作好记录并进行汇总,按管架材料表格式的要求分别填写到各自对应的表中。
(2)宜按工序或区域统一编制。
(3)管架材料表格式见《管架标准图》(HGJ 524-91)中的附录。 3.10 管段表
(1)管道上法兰所用的螺栓一律采用双头螺柱,螺母的个数应是螺柱个数的两倍。
(2)垫片代号及密封代号应分别符合《化工装置管道材料设计规定》(HG/T 20646)的规定。
(3)表中起始点和终止点填写出相关的设备位号、管道号、装置或主项的中文名称,若排放可注明大气或排地(沟)。
3.11 设备管口方位图
3.11.1 非定型设备应绘制管口方位图,宜采用4号图幅,以简化的平面图形绘制。每一位号的设备绘一张图,结构相同而仅是管口方位不同的设备,可绘在同一张图纸上,但必须有明显的区分标志。 3.11.2 管口方位图应表示出设备的管口、罐耳(吊柱)、支腿(或耳座)、设备铭牌、接地板、塔裙座底部加强筋及裙座上的人孔等方位、地脚螺栓孔的位置和数量;标注管口符号(与设备图上的管口符号一致)和人孔盖开启方向。卧式设备(包括热交换器)支座上的地脚螺
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栓孔,如直径不同或形状不同的(活动端或固定端),必须注明。 3.11.3 在图纸右上角应画一个方向标。方向标的形式是直径为20mm的一个圆,注明东、西、南、北四个方向的角度,并注出北向“N”。如下图所示。
方向标
方向标的北向“N”必须与设备布置图的北向“N”一致。 3.11.4 在标题栏上方列与设备图一致的管口表。在管口表右上侧注出设备装配图图号,如“设备装配图图号,,,,,,”。 3.11.5 本规定中未加注明的详见HG/T 20549.1–1998。 3.12 地下管道的布置
3.12.1 埋地管道的布置原则
3.12.1.1 适用范围
本规定适用于装置内的压力管道,不包括无压力的下水管及暖通管道。
3.12.1.2 符合以下条件的管道,允许将管道直接埋地布置。 (1)输送介质无腐蚀性、无毒和无爆炸危险的液体、气体管道,由于某种原因无法在地上敷设时。
(2)与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道,可不受上述第3.12.1.2条第1款的限制。
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(3)冷却水及消防水或泡沫消防管道。
(4)操作温度小于150?的热力管道。
上述管道还应满足:
无须经常检修,凝液可自动排出及停车时管道介质不会发生凝固及堵塞。
3.12.1.3 在建筑物内的地下管应尽量采用管沟敷设的方式,如不可避免,需直接埋地布置,则应设在允许挖开维修的区域,并使管道尽量短。
3.12.1.4 露天埋设的上水和易冻介质管道的管顶距冰冻线以下不小于0.2m。
3.12.1.5埋地布置的管道在交叉中相碰时,除特殊情况外,宜按下列处理:
(1)管径小的让管径大的,易弯曲的让不易弯曲的。 (2)有压的让无压的。
(3)临时的让永久的。
(4)无坡度要求的让有坡度要求的。
(5)除已建的管允许修改外,新建的让已建的。
(6)施工检修方便的让施工检修不方便的。
(7)电缆除在热的管道下面外,应在其它管道上面。 (8)热的管道应在给水管道上面。
3.12.1.6 易燃易爆介质管道在装置外,如为埋地敷设,则进入装置区界附近应转为地上管道。
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3.12.2 埋地管道的布置要求
详见HG/T 20549.1–1998。
3.12.3 管沟内管道布置
3.12.3.1 布置原则
(1)管沟内布置管道必须符合以下条件:
a(输送介质无腐蚀、无毒以及非易燃易爆管道;
b(不宜埋地,又不易架空布置的管道;
c(正常地下水位低于沟底;
d(防止重组份气体及有害气体在沟内聚集,必要时在沟内填砂。 (2)管沟型式选用原则
a(不通行管沟:管道根数不多,维修工作量不大,不需要人员通行时,宜采用不通行管沟。
b(通行管沟:管道根数很多,为了便于经常维修,需要人员通行时,宜采用通行管沟。但设计应符合安全要求。
3.12.3.2 布置要求
详见HG/T 20549.5–1998。
3.13 安全阀的配管
3.13.1 配管原则
(1)应按“化工装置管道布置设计工程规定”(HG/T 20549.2-1998)中第1.1.2条所规定的有关设计原则进行管道布置设计。 (2)安全阀的阀杆应垂直安装。
(3)安全阀应安装在便于调整和维修的地方。必要时应设置平台。
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(4)从设备接管口或流体管道的分支点至安全阀进口的管道的压降不应超过安全阀整定压力的3,。
3.13.2 配管要求
详见HG/T 20549.5–1998。
3.14 疏水阀组的配管
3.14.1 概述
(1)应按本规定的3.8.1.1条所述的原则进行管道布置设计。 (2)本规定用于蒸汽疏水阀组的配管。
3.14.2 配管要求
详见HG/T 20549.5–1998。
3.15 调节阀组的配管
3.15.1 概述
(1)本规定仅用于调节阀(控制阀)组,有关阀组延伸的管道应按所属设备的配管规定。
(2)调节阀由阀体和执行机构组成。阀体种类有截止阀、角形阀、三通阀、四通阀、蝶阀、球阀等。执行机构有带弹簧的气动薄膜式、无弹簧的气动薄膜式、电动机式、活塞式、带气动阀门定位的气动薄膜式、电磁式、带手轮的执行机构以及其它形式。调节阀的型式及尺寸应由自控专业提供。
3.15.2 配管原则
(1)应按本规定的3.9.1.1条所述的设计原则进行管道布置设计。 (2)调节阀宜直立安装于水平管道上。应布置在地面、楼面、操作
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平台上或通道两旁,并尽量靠近与其操作有关的现场检测仪表等便于调试、检查、拆卸的地方。
(3)调节阀应安装在环境温度不高于60?,不低于–40?的地方。 (4)调节阀组旁路的管径应与PID一致,避免选用过大直径不利于调节。
3.15.3 配管要求
详见HG/T 20549.5–1998。
3.16 伴管加热设计
3.16.1 概述
(1)伴管适用于保持被伴介质管道的温度或用于防冻。 (2)被伴管道较多时,伴热系统宜设单独的供热总管及总阀,对于全年使用和仅冬季使用的供热总管宜分开,使系统便于操作与维修,如下图所示。
伴管加热系统示意图
(3)冷凝水回收或热水、热油返回管道及总管流程可按第(2)条相应原则设计。
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(4)被伴管道中如介质过热会使管道发生腐蚀时,应采取防止局部过热的措施。
(5)控制伴管的长度及压降,保证回水或回油总管达到工艺所要求的压力。
(6)保证冷凝水系统不发生冻结。
(7)伴热系统用管道材料应符合管道等级的规定。
3.16.2 伴热管道图的设计要求与画法规定
详见HG/T 20549.1–1998和HG/T 20549.5–1998。 3.17 夹套加热设计
3.17.1 概述
(1)夹套加热适用于保持被加热管道中介质的温度,避免介质粘度过大产生堵塞,或为了达到所需的工艺操作条件。
(2)夹套加热系统应包括:蒸汽(或热水或导热油)总管、蒸汽(或热水或导热油)进入管、分配站、套管、冷凝水排出管、收集站、冷凝水(或热水或导热油)、回流总管等。其设计要求同伴管加热系统。 (3)每个分配站或收集站上所设的加热介质管口数应不超过6个,但至少为3个管口。
(4)夹套管的工作温度与内管的工作温度的差值宜控制在50?以下。温差过大时,应对热补偿及夹套结构予以特殊考虑。 (5)应根据夹套结构形式,考虑夹套管系的柔性,并进行必要的柔性分析。
(6)采用合适的加热介质压力并控制系统的压降。
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(7)选用全夹套或部分夹套,或简易夹套与内管介质的特性及环境条件有关,应符合PID的要求。
(8)被加热管道应经无损探伤合格及水压试验合格后方可焊接套管。 (9)在设备布置或管道布置时,必须注意夹套管的外径及保温层的条件,便于考虑管道间距。
3.17.2 夹套加热管道的设计要求和画法规定
详见HG/T 20549.1–1998和HG/T 20549.5–1998。 3.18 管道上仪表接口布置
详见HG/T 20549.5–1998。
3.19 取样点的配管
3.19.1 概述
根据管道仪表流程图(PID)及分析的要求来确定取样点。在设备管道上设置取样点时,要使取出的样品能真正代表工艺及分析、化验所要求的介质状况,而且设在便于操作和维修的地方。 3.19.2 设计要求
详见HG/T 20549.5–1998。
3.20 隔热设计
3.20.1 保温设计的基本原则
保温设计应符合减少散热损失,节约能源满足工艺要求,保持生产能力,提高经济效益,改善工作环境,防止烫伤等基本原则。 3.20.1.1 具有下列情况之一的设备、管道及组成件(以下简称管道)应予保温:
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(1)外表面温度大于50?以及外表面温度小于或等于50?但工艺需要保温的设备和管道。例如,可能经常在阳光照射下的泵入口的液化石油气管道;精馏塔顶馏出线(塔至冷凝器的管道)塔顶回流管道以及经分液后的燃料气管道等宜保温。
(2)介质凝固点或冰点高于环境温度(系指年平均温度)的设备和管道。例如凝固点约30?的原油,于年平均温度低于30?的地区的设备和管道;在寒冷或严寒地区,介质凝固点虽然不高,但介质内含水的设备和管道在寒冷地区,可能不经常流动的水管道等。 3.20.1.2 具有下列情况之一的设备和管道可不保温。
(1)要求散热或必须裸露的设备和管道。
(2)要求及时发现泄漏的设备和管道法兰。
(3)内部有隔热,耐磨衬里的设备和管道。
(4)须经常监视或测量以防止发生损坏的部位。
(5)工艺生产中的排气、放空等不需要保温的设备和管道。 3.20.1.3 防烫伤保温
表面温度等于或大于60?的不保温设备和管道,需要经常维护又无法采用其它措施防止烫伤的部位,例如距地面或操作平台面高2.1m以内以及距操作面小于0.75m范围内,均应设防烫伤保温。
防烫伤的保温温度,过去曾以90?为准,有的国家、公司以70?、65?、60?为准。据医学资料,当皮肤温度达到72?时立即坏死。又据实验结果,接触不同温度的表面引起烫伤所需的时间如表所列:
引起烫伤的接触时间与表面温度的关系
,,
引起烫伤接触时间,s 表面温度,?
60 53
15 56
10 58
5 60
2 65
1 70
根据表中数据,表面温度宜限制在60?,以防烫伤。 3.20.2 保冷设计的基本原则
常温以下的设备和管道,为减少冷量损失(热量侵入)或控制冷损量的保冷,应在减少(控制)冷量损失的同时,并确保保冷层外表面温度高于环境的露点温度,从而达到减少(控制)冷量损失,节约能源,保持或发挥生产能力的目的。
0?以上,常温以下的设备和管道,为防止外表面凝露的保冷,应确保保冷层外表面温度高于环境的露点温度。
具有下列情况之一的设备和管道必须保冷
(1)需减少冷介质在生产或输送过程中的温升或气化(包括突然减压而气化产生结冰)。
(2)需减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失,或规定允许冷损失量。
(3)需防止在环境温度下,设备或管道外表面凝露。
四、压力管道配管材料选用规定
4.1 一般规定
4.1.1 管道材料,应根据管道级(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。
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4.1.2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。
4.1.3 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。
4.1.4 高温管道钢材,应符合下列要求:
(1)受压元件的钢材使用温度,不应超过《钢制压力容器》(GB150)中对材料许用应力值所规定的对应温度上限;
(2)非受压元件的钢材使用温度,不得超过钢材的极限氧化温度; (3)长期使用在高温条件下,碳素钢的使用温度不应超过427?,0.5Mo钢不应超过468?;
(4)含铬12%以上的铁素体不锈钢受压元件,使用温度不应超过370?;
(5)奥氏体钢使用温度高于525?时,钢中含碳量不应小于0.04%。 4.1.5 设计温度低于或等于-20?的低温管道用钢材,除奥氏体钢在材料温度不低于-196?时不作低温冲击试验外,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》(GB150)的规定。
4.1.6 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钢耐热钢管道,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Nelson曲线选择适当的抗氢钢材。 4.1.7 输送剧毒及液化石油气体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%的材料不得
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用于焊制钢管。
4.1.8 选择材料时,应注意不同材料间相互连接或接触,可能在工艺过程中产生的有害影响。
4.1.9 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特殊考虑外,一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。
4.1.10 管道金属材料的耐腐蚀能力根据介质对金属材料的腐蚀速率,可分为下列四类:
(1)年腐蚀速率不超过0.05mm的材料为充分耐腐蚀材料; (2)年腐蚀速率为0.05~0.1mm的材料为耐腐蚀材料; (3)年腐蚀速率为0.1~0.5mm的材料为尚耐腐蚀材料; (4)年腐蚀速率超过0.5mm的材料为不耐腐蚀材料。 4.1.11对于尚耐腐蚀材料,可根据技术经济比较,确定是在较大腐蚀裕量的条件下应用或者另选用较高级别的耐腐蚀材料但不应选用不耐腐蚀材料。
4.1.12碳素沸腾钢板Q235A?F(A3F、AY3F)的适用范围规定如下:
设计压力 ?0.6MPa;
使用温度 0~250?。
4.1.13碳素镇静钢板Q235A(A3、AY3)适用范围规定如下:
设计压力 ?1.0MPa;
使用温度 0~350?。
4.1.14铸铁元件的使用,应符合下列规定:
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(1)普通球墨铸铁,不得用于设计温度低于-29?或高于343?的受压管道。奥氏体球墨铸铁经冲击试验合格后,可用于-196?; (2)可锻铸铁,不得用于设计温度低于-29?或高于343?的任何管道,且不得用于设计温度高于150?或大于2.5Mpa的可燃介质管道; (3)普通铸铁,不得用于有毒、可燃介质或温度急剧变化的受压管道,但可用于设计温度0~150?,设计压力小于或等于1.0Mpa的一般介质管道。
4.1.15铸铝不得用于剧毒、可燃介质及受压管道。
4.1.16输送剧毒、可燃介质或压力温度参数较高或承受机械振动、压力脉动及温度剧烈变化的管道,宜选用无缝管。碳钢、低合金钢无缝钢管应符合现行《流体输送用无缝钢管》(GB8163)、《高压锅炉用无缝钢管》(GB5310)、《化肥设备用高压无缝钢管》(GB6479),不锈钢无缝钢管应符合现行《不锈钢无缝钢管》(GB2270)的规定。 4.1.17除产品标准明确规定,并经设计确认可用于压力、温度参数较高或特定条件外,焊接钢管,宜按下列规定选用:
(1)锻焊(炉焊)直缝钢管主要用于水、空气系统,且设计温度为0~100?,设计压力不超过0.6MPa。产品应符合现行《低压流体输送用镀锌焊接钢管》(GB3091)和《低压流体输送用焊接钢管》(GB3092)规定。
(2)、电阻焊碳钢直逢钢管,经冷扩扩胀率不超过1.5%外径的产品,宜用于设计温度不超过200?的管道,未经冷扩的管子可用于设计温度不超过425?的管道。
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(3)电弧焊直逢钢管的使用温度,碳钢不宜超过425?,奥氏体不锈钢不宜超过650?。
(4)螺旋焊缝钢管宜用于设计温度0~200?、设计压力不超过1.0Mpa的无毒介质管道。产品应符合现行《承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》(SY5036)和《承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管》(SY5038)规定。
4.2 压力管道设计常用钢管标准
常用钢管标准、尺寸系列、材料及适用范围见下表 标 准 号 标 准 名 称 尺寸系列(mm) 材 料
低中压锅炉用 D。=10~426 10、20 GB3087-82 t=1.5~26 无缝钢管
高压锅炉用无缝D。=22~530 20G、12CrMoG、
t=2~70 钢管 15CrMoG、12Cr1MoVG、 GB5310-1995 1Cr18Ni9、
1Cr19NillNb等
化肥设备用高压 D。=14~273 10、20G、16Mn、12CrMo、
t=2~70 GB6479-86 无缝钢管 15CrMo、1Cr5Mo等9种材
料
流体输送用无缝D。=6~630 10、20、09MnV、16Mn GB8613-87 t=0.25~75 钢管
石油裂化用无缝D。=10~273 10、20、12CrMo、15CrMo
t=1~20 GB9948-88 钢管 1Cr2Mo、1Cr5Mo
1Cr19Ni9、1Cr19NillNb
0Cr18Ni9 流体输送用不锈D。=6~426
00Cr19Ni10 t=0.5~15 钢无缝钢管 0Cr17Ni12Mo2 GB/T14976-94
00Cr17Ni14Mo2等19种不
锈钢
流体输送用不锈D。=6~560 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9
t=0.3~14 钢焊接钢管 00Cr19Ni11、
0Cr17Ni12Mo2、 GB12771-91 00Cr17Ni14Mo2等12种材
料
直缝电焊钢管 D。=10~508 08F、08、10F、10、15F、
t=0.5~12.7 GB/T13793-92 10、20、Q195、Q215-A、
B、Q235-A、A
低压流体输送大D。=168.3~508 Q215、Q235-A、Q235-B GB/T14980-94 t=4~12 直径电焊钢管 其它软钢
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石油天然气工业D。=523.9~2220 S205、S240、S290、S315、 GB/T9711.1~3t=6~16 输送钢管交货技S360、S385、S415、S450、 -1997 S480 术条件
低压流体输送用 1/8″~6″、壁厚有 Q195、Q215A、A235A或 GB/T3091-93 镀锌焊接钢管 普通、加厚两种 软钢
低压流体输送用 同GB/T3091-93 GB/T3092-93 焊接钢管
化工配管用无缝分为?a、?b及?三种系
钢管及焊接钢管列:
尺寸选用系列 ?a系列钢管的外径按
ISO标准DN=6~600碳素
钢、合金钢无缝钢管、壁
厚有:Sch.10、20、30、
40、60、80、100、120、
140及160等系列。焊接
管DN=650~1500,壁厚
6.3~200mm;奥氏体不锈
钢无缝钢管或焊接管,壁HG20553-93 厚有:Sch.5S、10S、40S
及80S。
?b系列为外径与?a系
列接近且不带小数的钢
管DN=6~250,壁厚
1~28mm。
?系列:为老系列无缝钢
管DN10~600、壁厚
2~24mm。焊接管
DN700~2000,壁厚
6~16mm
HG20537.1~4-DN10~1000 0Cr18Ni9(304) 奥氏体不锈钢焊
92 0Cr18Ni10Ti(321) 接钢管 00Cr19Ni10(304L)
0Cr17Ni12Mo2(316)
00Cr17Ni14Mo2(316L)
4.3压力管道设计常用管件标准
标准种类 标准代号 标准名称 系列范围 端部外径 材料
GB12459DN=15-500钢制对焊A、B系10、20、16Mn、12CrMo、15CrMo、-90 mm壁厚按无缝管件 列 1Cr5Mo、12Cr1MoV、 0
表号 Cr19Ni9Ti、1Cr18Ni9、
1Cr18Ni9Ti或用户要球的材
料、用于管帽的材料同GB/T
13401 国家标准
GB/T134DN=350~1钢板制对A、B系Q235-A、20R、16MnR、20、01-92 200mm壁焊管件 列 12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、
厚按表号 0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、
(1Cr18Ni9Ti)或用户要求的
材料
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GB/T143DN15~80m锻钢制承承口分20、16Mn、12CrMo、15CrMo、
83-93 m Sch80、 插焊管件 A、B系12Cr1MoV、1Cr5Mo、0Cr19Ni9、
Sch160 列 1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti
GB/T146DN8~100 锻钢制螺20、16Mn、12CrMo、15CrMo、
26-93 1/4″~4″纹管件 12Cr1MoV、12Cr2MrI、1Cr5Mo、
Sch80、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、
160、XXS 0Cr18Ni11T、0Cr17Ni12Mo2
GB/T171 钢制法兰PN=2.0、5.0、碳钢、合金钢、奥氏体不锈
85-1997 管件 11.0、15.0、钢
26.0MPa
DN25~600mm
HG/T2163 化工标准 锻钢制承1/2″~ 碳钢、合金钢、不锈钢
4-1998(原11/2插管件 ″,3000
HGJ10-88及6000磅
)
HG/T2163PN25、40、64、公制、英碳钢、低25-1987(原100kg/cmDN制 合金钢无
=50~600mm HGJ514-8缝对焊管
7) 件
HG/T2163DN=300~ Q235-A、20、16Mn、20g、12CrMo 钢制有缝?、?系
1000mm 1-1990(原15CrMo、12Cr1MoV、0Cr19Ni9、对焊管件 列
HGJ528-91Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti
0)
4.4 压力管道设计常用法兰标准
4.4.1 国家标准
(1)GB9112~9123 《钢制管法兰》
(PN 0.25Mpa,DNmax 4000mm PN42.0Mpa,DNmax 300mm) (2)GB/T 13402 《大直径碳钢管法兰》
PN:2.0,5.0,6.3,15Mpa DN:650~1500 mm
4.4.2 化工行业标准
HG 20592~20635 《钢制管法兰、垫片、紧固件》 (1) 其中HG20592~20605 属于欧洲体系
PN:0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.3,10.0,16.0,25.0MPa
DN:10~2000 mm
,,
(2) 其中HG20615~20626 属于美洲体系
PN:2.0,5.0,11.0,15.0,26.0,42.0MPa
DN:15~1500 mm
4.4.3中国石油化工总公司标准
SH 3406 《石油化工钢制管法兰》
PN:1.0,2.0,5.0,6.8,10.0,15.0,25.0,42.0MPa
DN:15~500 mm
4.4.4 机械行业标准
JB/T 74-90 《管路法兰及垫片》
PN:0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.3,10.0,16.0,20.0MPa
DN:15~1600 mm
4.5 压力管道设计常用管法兰用垫片标准
4.5.1国家标准
(1)GB9126.1 《平面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》
PN:0.25,0.6,1.0,1.6,2.0MPa
DN:10~200 mm δ:1.5~3.0 mm (2)GB9126.2 《凸面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》
PN:0.25,0.6,1.0,1.6,2.0,2.5,4.0,5.0MPa
DN:10~1000 mm δ:1.5~3.0 mm (3)GB9126.3 《凹凸面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》
PN:1.6,2.5,4.0,5.0MPa
DN:10~1000 mm δ:0.8~3.0 mm
,,
(4)GB9126.4 《榫槽面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》
PN:0.6,2.5,4.0,5.0MPa
DN:10~1000 mm δ:0.8~3.0 mm
(5)、GB/T 13403 《大直径碳钢管法兰用垫片》
a. 带外环缠绕式垫片
PN=2.0、5.0、6.3、10.0、15.0MPa
DN=650~1500mm;T/T=4.5/3.0或6.5/4.5mm 1
b. 带内外环缠绕式垫片
PN=15.0MPa
DN=650~1200mm;T/T=4.5/3.0或6.5/4.5mm 1
c. 石棉橡胶垫片
PN=2.0,5.0MPa;DN=650~1500mm;T=2.0~5.0mm
(6)GB/T 13404《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》
PN=0.6、1.0、1.6、2.0、2.5、4.0、5.0MPa
剖切型包覆垫片 DN=10~350mm
机加工型包覆垫片 DN=10~350mm
折包型包覆垫片 DN=200~600mm
T=3.0mm
(7)GB 4622.0~4622.3 《缠绕式垫片》
该标准同时包括了欧洲和美洲两个体系。
a. 基本型
,,
PN=2.5、4.0MPa
DN=100~600mm;T=3.2mm DN=700~1000mm;T=4.5mm PN=5.0、10.0、15.0、25.0MPa DN=15~600mm;T=4.5mm
b.带内加强环型
PN=2.5,4.0MPa
DN=10~200mm;T/T=2.0/3.0或3.0/4.5mm 1
DN=250~900mm;T/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm 1
PN=5.0、10.0、15.0、25.0MPa DN=15~200mm;T/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm 1
DN=250~600mm;T/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm 1
c.带外加强环型
PN=2.0、4.0、5.0、10.0、15.0、25.0MPa
DN=10~350mm;T/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm 1
DN=400~600mm;T/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm 1
PN=2.5MPa
DN=10~350mm;T/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm 1
DN=400~900mm;T/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm 1
d.带内外加强环型
PN=2.0、4.0、5.0、10.0、15.0、25.0MPa
DN=15~450mm;T/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm 1
,,
DN=500~600mm;T/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm 1
PN=2.5MPa
DN=10~450mm;T/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm 1
DN=500~900mm;T/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm 1
(8)GB/T 15601 《管法兰用金属包覆垫片》
公称压力范围:PN=1.0~25.0MPa
公称直径范围:DN=10~900mm
垫片型式:有平面型(F)及波纹型(C型)两种
垫片厚度:3mm
4.5.2 化工行业标准
(1)《钢制管法兰用非金属平垫片》
此种垫片有欧洲和美洲两个体系标准,标准的系列范围如下表所示:
标准号 HG20606-97 HG20627-97
项目 体系 欧洲 美洲
PN=0.25、0.6MPa;DN=10~
全平面用 PN=2.0;DN=15~600mm 600mm PN=1.0、1.6MPa
DN=10~200mm
PN=0.25~4.0MPa; PN=2.0、5.0MPa 突面用 DN=10~2000mm DN=15~1500mm
PN=1.0~4.0MPa PN=5.0MPa 凹凸面用
DN=10~600mm DN=15~600mm 榫槽面用
垫片厚度:DN?300mm,T=1.5mm;
DN=350~2000mm;T=3.0mm。
,,
(2)《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》
标准号 HG20607-97 HG20628-97
项目 体系 欧洲 美洲
A. 机加工翅型(PMF)A.机加工翅型(PMF)
PN=0.6~4.0MPa; PN=2.0、5.0MPa; DN=10~350mm DN=10~350mm 型式、规格 B. 机加工矩型(PMS) B.机加工矩型(PMS)
PN=0.6~4.0MPa; PN=2.0、5.0MPa;
DN=10~350mm DN=15~350mm
C.折包型(PFT) C.折包型(PFT)
PN=0.6~4.0MPa; PN=2.0、5.0MPa;
DN=200~600mm DN=200~600mm
3.0mm 厚度
(3)《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片》
标准号 HG20608-97 HG20629-97
项目 体系
欧洲 美洲
A.突面法兰用RF性和RF-E型 A.突面法兰有RF性和RF-E
PN=1.0、1.6MPa 型 DN=10~2000mm PN=2.0、5.0MPa PN=2.5MPa DN=15~1500mm DN=10~1200mm PN=11MPa PN=4.0MPa DN=10~900mm DN=10~600mm PN=6.3MPa 类型、规格 DN=10~400mm
B.凹凸面法兰用MFM型 B.凹凸面法兰用MFM型
PN=1.0~6.3MPa PN=5.0、11.0MPa DN=10~600mm DN=15~600mm C. 榫槽面法兰用TG型 D. 榫槽面法兰用TG型 PN=1.0~6.3MPa PN=5.0、11.0MPa DN=10~600mm DN=15~600mm
RF型及RF-E型:
DN=15~300mm;T=1.5mm DN=350~2000mm;T=3.0mm 厚 度 MFM型及TG型:
DN=15~300mm;T=1.5mm
DN=350~600mm;T=3.0mm
,,
(4)《钢制管法兰用金属包覆垫片》
标准号 HG20609-97 HG20630-97
项目 体系 欧洲 美洲
PN2.5MPa,DN=10~900mm; PN5.0MPa;
PN4.0MPa,DN=10~600mm; DN=15~1500mm;
PN=6.3~10.0; PN=11.0~15.0MPa;
DN=10~400mm DN=15~900mm
3.0mm 厚度
(5)《钢制管法兰用缠绕式垫片》
标准号 HG20610-97 HG20631-97
项目 体系 欧洲 美洲
A型(基本型),适用于榫槽面法兰
B型(带内环型),适用于凹凸面法兰 PN=0.25~4.0MPa PN?5.0MPa DN=10~600mm DN=10~80mm;T/T=2.5/1.8mm 1型式、规格 DN=100~600mm;T/T=3.2/2.4mm 1
C型(带外环型),适用于突面法兰
D型(带内外环型),适用于突面法兰
PN=1.6~4.0MPa PN=2.0、5.0、10.0、11.0、
DN=10~2000mm 15.0、26.0MPa
PN=6.3~16.0MPa DN=15~600mm
C型,DN=10~400mm PN=2.0、5.0MPa
D型,DN=10~300mm DN=650~1500mm
厚度 T/T=4.5/3.0mm 1
(6)《钢制管法兰用齿形组合垫》
标准号 HG20611-97 HG20632-97
项目 体系 欧洲 美洲
A.突面法兰用RF型: 突面法兰用RF型:
PN=1.6MPa DN=10~2000mm PN=5.0、11.0、15.0、26.0MPa PN=2.5MPa DN=10~1200mm DN=15~600mm PN=4.0MPa DN=10~600mm PN=42.0MPa PN=6.3MPa DN=10~400mm DN=15~300mm 类型、规格 PN=10.0MPa DN=10~400mm
PN=16.0、25.0MPa
DN=10~300mm
B.凹凸面法兰用MFM型
PN?16MPa
DN=10~600mm
,,
厚度 5.0mm
(7)《钢制管法兰用金属环垫》
标准号 HG20612-97 HG20633-97
项目 体系 欧洲 美洲
A.椭圆型 A.椭圆型
B.八角型 B.八角型
类型、规格 PN=2.0~42.0MPa PN=6.3、10.0MPa
DN=15~600mm DN=15~400mm
环号R11~R79 PN=16.0、25.0MPa
DN=15~300mm
4.5.3 石油化工行业标准
(1)SH3401 《管法兰用石棉橡胶板垫片》
a.凸台面管法兰用垫片
PN=1.0MPa,DN=650~1500mm
PN=2.0、5.0MPa,DN=15~1500mm
DN?600mm,T=3.0或1.5mm;DN=650~1500mm,T=3.0mm
b . PN2.0MPa全平面管法兰用垫片
DN=15~600mm,T=3.0mm
c. PN?5.0MPa凹凸面管法兰用垫片
DN=15~600mm ,T=3.0或1.5mm
d. PN?5.0MPa榫槽面管法兰用垫片
DN=15~600mm ,T=3.0或1.5mm
(2)SH3402 《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》
a. 剖切型包覆垫片
PN=2.0、5.0MPa,DN=15~350mm
b.折包型包覆垫片
,,
PN=2.0、5.0MPa,DN=200~600mm
垫片总厚度均为3mm。
(3)SH3403 《管法兰用金属环垫》
PN=2.0、5.0、6.8、10.0、15.0、25.0、42.0MPa
DN=15~600mm
金属环垫型式:椭圆型、八角型
环号:R11~R79
材料:10、0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2
(4)SH3407 《管法兰用缠绕式垫片》
a. 基本型
PN=5.0~25.0MPa;DN=15~600mm;T=4.5mm
b.带内环型
PN=5.0~25.0MPa;DN=15~600mm;T/T=4.5/3.0mm 1
c.带外环型
PN=2.0~25.0MPa;DN=15~600mm;T/T=4.5/3.0mm 1
PN=1.0~5.0MPa;DN=650~1500mm;T/T=4.5/3.0mm 1
d.带内外环型
PN=2.0~25.0MPa;DN=15~600mm;T/T=4.5/3.0mm 1
PN=1.0~5.0MPa;DN=650~1500mm;T/T=4.5/3.0mm 1金属带材料:0Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr25Ni20、00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10
,,
非金属带材料:特制石墨、柔性石墨、聚四氟乙烯。
4.5.4 机械行业标准
(1)JB/T87 《管路法兰用石棉橡胶垫片》
a. 凸面法兰用垫片
PN=0.25~4.0MPa
DN=10~300mm;t=2.0mm
DN=350~1600mm;t=3.0mm
b.凹凸面法兰用垫片
PN=2.5、4.0、6.3MPa
DN=10~300mm;t=2.0mm
DN=350~1000mm;t=3.0mm
c.榫槽面法兰用垫片
PN=2.5、4.0、6.3MPa
DN=10~300mm;t=2.0mm
DN=350~800mm;t=3.0mm (2)JB/T88 《管路法兰用金属齿形垫片》
PN=4.0、6.3、10.0、16.0MPa,凹凸面法兰用
DN=10~80mm;t=3mm
DN=100~450mm;t=4mm
DN=500~800mm;t=5mm
PN=20.0MPa,凹凸面法兰用
DN=15~80mm;t=3mm
,,
DN=100~250mm;t=4mm
(3)JB/T89 《管路法兰用金属环垫》
环垫型式:八角型
PN=6.3MPa,DN=10~500mm
PN=10.0MPa,DN=10~400mm
PN=16.0MPa,DN=10~300mm
PN=20.0MPa,DN=10~250mm
材料:08、10、0Cr13、0Cr19Ni9、0Cr17Ni12Mo2。
(4)JB/T90 《管路法兰用缠绕式垫片》
a. 基本型(A型)用于榫槽面法兰
PN=4.0、6.3、10.0、16.0MPa
DN=10~500mm,T/T=3.2/2.0或4.5/3.0mm 1
b.带内环型(B型),用于凹凸面法兰
规格同A型
c.带外环型(C型),用于凸面法兰
PN=2.5、4.0MPa,DN=10~600mm
T/T=3.2/2.0或4.5/3.0mm 1
d.带内外环型(D型),用于凸面法兰
规格同C型
4.6 压力管道设计常用管法兰连接用紧固件标准
4.6.1 化工行业标准
化工行业的《钢制管法兰用紧固件》标准为了与两种法兰体系配
,,
套编制了两个标准。
HG20613 《钢制管法兰用紧固件》(欧洲体系);
HG20634 《钢制管法兰用紧固件》(美洲体系)。
下面列表介绍HG20613标准的内容:
(1)六角头螺栓的规格和性能等级
标准 规格 性能等级(商品级) GB5782-A级和B级(粗牙) M10、M12、M16、M20、M24、M27 8.8、A2-50、A2-70
M30?2、M33?2、M36?3、M39?3、GB5785-A级和B级(细牙) 8.8、A2-50、A2-70 M45?3、M52?4、M56?4
(2)等长双头螺柱的规格和材料牌号
标准 规格 性能等级(商品级) 材料牌号(专用级)
35CrMoA M10、M12、M16、M20 8.8、A2-50、A2-70
25Cr2MoVA 0C18Ni9 M24、 M27 GB901-B级 0Cr17Ni12Mo2 M30?2、M33?2 (商品级)
HG 20613 M36?3、M39?3
(专用级) M45?3、M52?4
M52?4、M56?4
(3)全螺纹螺柱的规格和材料牌号
标准 规格 材料牌号(专用级)
35CrMoA M10、M12、M16、M20、M24、M27
25Cr2MoVA M30?2、M33?2、M36?3、M39?HG20613 0C18Ni9 3 、M45?3、M48?3、M52?4、0Cr17Ni12Mo2 M56?4
(4)螺母规格和性能等级、材料牌号
标准 规格 性能等级(商品级) 材料牌号(专用级)
30CrMo M10、M12、M16、 GB6170-A级和B级 0C18Ni9 M20、M24、M27 (粗牙商品级) 0Cr17Ni12Mo2
8 M30?2、M33?2
M36?3、M39?3 GB6171-A级和B级 M45?3、M48?3 (细牙商品级) M52?4、M56?4
HG20634与HG20613比较,有下列差别:
六角头螺栓规格无M10、M12、M30?2、M33?2、M36?3、M39
,,
?3、M45?3、M52?4、M56?4、增加了M14、M30、M33。
等长双头螺柱及全螺纹螺柱规格无M10、M12、M30?2、 M33?2、M52?4、M56?4,增加了M14、M30、M33、M42?3、M52?3、M56?3、M64?3、M70?3、M76?3、M82?3、M90?3。
螺母规格无M10、M12、M30?2、M33?2、M52?4、M56?4,增加了M14、M30、M33、M42?3、M52?3、M56?3、M64?3、M70?3、M76?3、M82?3、M90?3。
4.6.2石油化工行业标准,SH 3404《管法兰用紧固件》,标准对下列紧固件做了规定:
(1)六角头螺栓:
螺纹规格为M10、M12、M14、M16、M18、M20、M22、M24、M27、M30、M33、M36?3、M39?3、M42?3、M45?3、M48?3等16种。
螺栓长度L=40~470mm
(2)螺柱:又分等长双头螺柱和全螺纹螺柱。等长双头螺柱中间部分采用缩颈结构。
螺纹规格为M10、M12、M14、M16、M18、M20、M22、M24、M27、M30、M33 、M36?3、M39?3、M42?3、M45?3、M48?3、M52?3、M56?3、M64?3、M72?3、M76?3、M90?3等22种。 (3)螺母:
螺纹规格为M10~M90?3,规格分级同螺柱。
六叫对边宽度采用GB3104的加大系列,以增加连接的摩擦面积,
,,
六角头螺栓头部厚度按ANSI B18.2.1,六角螺母厚度分薄型和厚型两种(以?型和?型区分),厚型螺母(?型)厚度等于螺纹直径,与ANSI B18.2.2相一致。通丝螺柱有较高的抗疲劳性能和较好的工艺性能。
紧固件材料以材料牌号表示有下列几种:
BL2、BL3、25、35、40Cr、35CrMoA、25Cr2MoVA、0Cr19Ni9。
4.6.3通用紧固件标准
目前国内在压力管道设计中,有许多设计单位直接采用下列通用的紧固件国家标准:
(1) GB5780 《六角头螺栓-C级》,螺纹规格M5~M64;
(2) GB5781 《六角头螺栓-全螺纹-C级》螺纹规格M5~M64;
(3) GB5782 《六角头螺栓-A级和B级》螺纹规格M3~M64。
(4) GB5785 《六角头螺栓-细牙-A级和B级》
螺纹规格M8?1~M64?4;
(5) GB 41 《?型六角螺母-C级》,螺纹规格M5~M64;
(6) GB6170 《?型六角螺母-A级和B级》
螺纹规格M1.6~M64;
(7) GB6171 《?型六角螺母-细牙-A级和B级》
螺纹规格M8?1~M64?4;
(8) GB 901 《等长双头螺柱B级》,螺纹规格M2~M56。
应指出,直接采用上述标准存在下列问题:
a. 螺纹规格不全、缺少法兰连接用的M14、M27、M33、M39、
,,
M45、M52、M70、M76、M82、M90的螺栓、螺母;
b. 上述标准有的全是粗牙、有的全是细牙、不能按螺纹规格不同,
分别制成粗牙或细牙;
c. 紧固件材料均按性能等级划分,对有特殊要求的材料无法明确
指定。
因此,上述通用紧固件标准不能满足压力管道设计要求。如果直
接采用这些标准,还必须提出适当的补充要求。
五、压力管道设计与计算规定
5.1 管径计算
管径与流速、流量间的关系如下:
1/2 d=18.8(w/v)
式中:d——管径,mm
3 w——流量,m/h
v——流速, m/s
5.2 管道壁厚计算
5.2.1 碳钢、合金钢无缝钢管和焊接钢管,壁厚计算选用下面公式: 当直管计算厚度t小于管子外径D的1/6时,直管的计算厚度不应s0
小于式(5.2-1)计算的值。设计厚度应按式(5.2.1-2)计算。
PD 0
t= (5.2.1-1) st2([σ]E+py) j
t=t+c (5.2.1-2) sds
c=c+c+c(5.2.1-3) 123
,,
Y系数的确定,应符合下列规定:
当ts,D/6时,按表5.2.1选取: 0
Di+2C
当ts?D/6时 , Y= Di+D0+2C (5.2.1-4) 0
式中 t ———直管计算厚度(mm); s
P———设计压力(Mpa);
D———管子外径(mm); 0
D———管子内径(mm); i
t [σ]———在设计温度下材料的许用应力(Mpa);
E———焊接接头系数 无缝钢管Ej=1,直焊缝接钢j
管 E =0.8, 螺旋接钢管E =0.6。 jj
T———直管设计厚度(mm); sd
C———厚度附加量之和(mm);
Y———系数。
[σ]—其值详见表[1];
C—管子壁厚附加量(毫米)。
管子壁厚附加按下式确定:
C=C+C+C 123
式中:C—管子壁厚负偏差附加量(毫米),详见附表:碳钢、 1
低合金钢见表[2],不锈钢见表[3];
C—腐蚀裕度(毫米); 2
介质对管子材料的腐蚀速度?0.05毫米/年时(包括大气腐蚀),
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单面腐蚀取C=1.5毫米,双面腐蚀取C=2~2.5毫米。 22
当管子内外壁均有较严重的腐蚀时,则认为是双面腐蚀。
介质对管了材料的腐蚀速度大于0.05毫米/年时,由设计者根据腐蚀速度与设计寿命决定C值。 2
C—管子加工减薄量(毫米) 3
车螺纹的管子,C即为螺纹的深度;如管子不车螺纹,则C=0。33o55圆锥状螺纹的螺纹深度见表[4]
表5.2.1 系数Y值
温 度 (?)
材料 ?482 510 538 566 593 ?621
铁素体钢 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7
奥氏体钢 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7
其他韧性金属 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
注:?介于表列的中间温度的Y 值可内插法计算.
?对于铸铁材料Y=0.
5.2.2 当直管计算厚度ts大于或等于管子外径D的1/6时,或设0
t计压力P与在设计温度下材料的许用应力[σ]和焊接接头系数Ej乘
Pt积之比( [σ] E )大于0.385时,直管厚度的计算,需按断裂理论,疲j
劳和热应力的因素予以特别考虑.
5.2.3 承受外压的直管厚度和加强要求,应符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定.
5.3 管道应力计算(操作状态)
5.3.1计算条件
P。—— 设计压力, MPa
t。—— 设计温度, ?
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D —— 管道内径, mm
δ—— 管道名义厚度,mm n
t [σ]—— 设计温度下材料许用应力,MPa
C1—— 钢管负偏差, mm
C2—— 腐蚀裕度, mm
φ—— 焊缝修正系数。
5.3.2应力计算(操作状态)
(1) 管道有效厚度δ(mm) e
δ=δ- C1- C2 en
t(2) 管道应力计算(操作状态)σ(MPa)
t σ =P。(D+δ)/(2δ) ee
5.3.3应力校核
tt σ?[σ]?φ
说明管道应力在安全范围内,符合设计要求。
5.4管架推力计算
5.4.1刚性活动管架水平力的计算
(1)直管段管架(见下图)
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直管段管架水平力计算示意图
P=KΣμG H
(2)对拐弯管段管架,分别有轴向摩擦力和侧向摩擦力(见下图)
轴向:P=KΣ(μGcosα) x
侧向:P=KΣ(μGsinα) y
式中P——直管段水平力,N; H
P、P——弯管分别沿x、y轴的水平力, xy
N;
G——单根管道在该刚性活动支架的
垂直荷载,N;
μ——摩擦系数,按下表选用:
摩 擦 系 数
摩擦类型 接触情况 μ
0.3 钢与钢
0.6 滑动摩擦 钢与混凝土
0.1 聚四氟乙烯与不锈钢
0.1 滚动摩擦 钢与钢
当管道吊在吊架上时 μ=Δ/H Δ——管道水平位移量,m;
H——吊杆长度,m;
K——牵制系数:当管架上敷设多根管道时,
管道与管道之间存在有相互牵制的作用,热
管道推动管架位移,冷管和已结束位移的热
管则阻止管架的变位,因此管道所产生的水平推力相互抵消了一部分,这种牵制作用可用一个系数K表示,据经验,并排敷设三根或
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三根以上的管道,在计算管架的水平推力时要考虑。
三根管道的牵制系数K应按下表选用。
三根管道牵制系数K
α值 α,0.5 0.5?α?0.7 0.7,α
K 0.5 0.7 1.00
主要热管道重量 α= 全部管道重量
注:主要热管道,一般指介质温度?100?的较大的管道。
四根及四根以上的管道应按左图确定K值
5.4.2固定管架水平推力的计算
固定管架一般可分为重载和减载两类,重
载固定管架,是指设置在管道末端的固定管架,
它所受的轴向水平推力的单方向的。
减载固定支架,是指设置在两补偿器(或自补偿弯管)之间的中间固定管架,它所受的轴向水平推力是两个方向相反的力。 (1) 计算方法:
a.两固定管架之间的活动管架,按刚性支架考虑,其摩擦力作用
在固定管架上。如果用柔性管架(包括半铰接管架)则无摩擦
反力,但柔性支架与半铰接管架变形反力作用到固定管架上。
b. 减载固定管架所承受的轴向水平推力是管架两侧轴向水平推
力之差。考虑到由于管道在刚刚开始输送介质时,因固定管架
两侧管道温度不同所引起的差值,所以在计算两侧水平推力之
差时,引进了一个不均衡系数(我国取0.8,前苏联取0.5,日
本不考虑不均衡力的影响)。我们现在使用的计算公式为:两
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侧轴向水平推力中较大者减去较小者的0.8倍。
c.安装不带拉杆或铰链的波形补偿器和不平衡的填料补偿器的
管系,若在固定的一侧有盲板或关闭的阀门时,其水平推力应
22加上由管道内压所产生的轴向推力(π/4)?(D-d)Po。D
系指波型补偿器的有效直径。
d. 同上,若固定点的两侧管径不同时,其水平推力应加上(π/4)
22?(D-d)Po。
e.自补偿的直管段,25m时仍按25m计算。
(2) 计算公式见下表:
注:本规定中的图表打印时是用扫描仪扫上去的,因此在此文中没有。
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