GB材料学习教程.pptx

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1、 A.适用范围和术语的解释释1.0.2 本规范最高适用公称压力为42MPa的工业金属管道及非金属衬里的工业金属管道。释剧烈循环条件2.1.23指管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍许用的位移应力范围(即0.8)和当量循环数N大于7000或由设计确定的产生相等效果的条件。第1页/共56页“位移应力范围“的解释如下：A.适用范围和术语的解释第2页/共56页 A.适用范围和术语的解释初始热态应力 有自限性。如超过 (屈服点)，会自限在 ，此时 。当冷却下来时，会产生负向应力 ，称为“自拉现象”。“自拉”是自然形成的。“冷拉”是人为的。计算的位移应力范围 是两部分应力之和，所以，称为位移应力范围许用

2、的位移应力范围见(3.2.71)式。第3页/共56页 A.适用范围和术语的解释计算的最大位移应力范围 和N7000这样的条件下就是剧烈循环条件的管道。管道运行中危险性(损坏)加大。工程设计中要密切注意，避免这种条件发生。第4页/共56页B.强制性条文2008版修订后强制性条文减至43条款。内容以有害流体管道及剧烈循环的管道为主。见下面索引表。GB50316 工业金属管道设计规范 强制性条文分类、索引组成件5.5.9 氧气用阀5.9.3.3 不用粘接接头第5页/共56页B.强制性条文l剧烈循环条件的管道5.3.2.3 斜接22.55.4.3.4 不用翻边的突缘短节5.4.1 使用的管件5.6.3

3、 用对焊法兰5.8.7 用合金钢螺柱5.9.2.4 螺纹限用温度计套管上5.9.3.2 不用钎焊第6页/共56页B.强制性条文B类流体管道4.4.2.3 不用高硅铸铁4.4.3.2 不用铅锡5.5.5 防(耐)火型球阀5.9.3.2 不用钎焊5.10.1 不用带填料的补偿器第7页/共56页B.强制性条文A2类流体管道组成件13.2.1不用高硅铸铁13.2.2 阀门选用防泄漏13.2.8不用带填料的补偿器 第8页/共56页B.强制性条文A1类流体管道组成件13.1.2.1 不用任何脆性材料13.1.3.5 阀门选用要求，防泄漏13.1.3.6法兰PN及裕量；不用平板法兰；密封面形式13.1.3.

4、9 直螺纹连接结构13.1.3.10不用钎焊、粘接、分衬环13.1.3.11不用带填料的补偿器第9页/共56页B.强制性条文12.1.2 镀锌件严禁与不锈钢管接触管道系统安全规定14.2.8 三通转换阀的联锁14.6.6.1氧气管道脱脂第10页/共56页C.强制性条文汇集,解释为了强制性条文查找方便，下面把条文内容汇集，并有数条加一点简单的解释。一材料及组成件的选用4.4.2.3 （3）高硅铸铁不得用于B类流体。4.4.3.2 铅、锡及其合金管道不得用于B类流体。5.3.2.3 剧烈循环条件下的管道中采用斜接弯管时，其一条焊缝方向改变的角度不应大于22.5.第11页/共56页C.强制性条文汇集

5、,解释释改变角度见图 Y1图Y1 一条斜接缝方向改变的角度第12页/共56页5.4.1 剧烈循环操作条件下采用的管件应符合下列规定：5.4.1.1 采用锻造及轧制无缝管件；5.4.3.4 剧烈循环操作条件下的突缘短节 焊接加工的突缘短节(图5.4.3)，用于剧烈循环操作条件时，应选用该图中(d)或(e)的形式加工，还应满足本规范第5.4.3.2款的要求。整体扩口翻边的突缘短节，不得用于剧烈循环条件下。C.强制性条文汇集,解释第13页/共56页C.强制性条文汇集,解释图5.4.3 焊接加工的突缘短节注：焊接后应对突缘部分进行机械加工，密封面的粗糙面应符合法兰标准要求。焊缝的检测应符合附录J第J.

6、1节的规定。第14页/共56页C.强制性条文汇集,解释5.5.5 输送B类流体的管道上使用软密封球阀时，应选用防(耐)火型结构的球阀。释耐火型球阀密封结构示例 (见图Y2)第15页/共56页C.强制性条文汇集,解释5.5.9 对于氧气管道不应使用快开、快闭型的阀门。阀内垫片及填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制成。释氧气用阀实例不用快开阀，如球阀、旋塞阀、蝶阀。阀座用蒙乃尔合金(Ni67Cu30)；填料用编制的或玻璃填充的聚四氟乙烯(PTFE)；阀盖垫片用不锈钢和PTFE的缠绕垫片。注：本规范与氧气站设计规范GB50030选阀规定有不同之处。据了解是两规范所考虑的因素有差异。GB5

7、0030是根据阀内部密封要求而定的。第16页/共56页C.强制性条文汇集,解释5.6.3 下列任一种情况的管道应采用对焊法兰，不应采用平焊(滑套)法兰。(5.6.3.1)预计有频繁的大幅度温度循环条件下的管道。(5.6.3.2)剧烈循环条件下的管道。5.8.7 在剧烈循环条件下，法兰连接用的螺栓或双头螺栓应采用合金钢的材料。5.9.2.4 在剧烈循环条件下，螺纹连接仅限用于温度计套管上(与测温元件的连接)。5.9.3.2 在剧烈循环条件下及B类流体管道中不应使用钎焊接头。第17页/共56页C.强制性条文汇集,解释5.9.3.3 粘接接头不应使用于金属的压力管道中。5.10.1 在输送B类流体的

8、管道中，不应使用带填料密封的补偿器。第18页/共56页三、隔 热12.1.2 严禁镀锌的隔热辅助材料与不锈钢管接触。四、输送A1类液体管道的补充规定13.1.1.3 可通过管道布置，组成件选用等方法防止出现剧烈循环条件。13.1.2.1 不应使用任何脆性材料。13.1.3.5 阀门的选用要求：应采用防止阀杆填料处泄漏的阀门，包括 波纹管密封的截止阀、旋塞型或其他具有可靠的密封结构形式的阀门。C.强制性条文汇集,解释第19页/共56页阀盖应为法兰连接，至少用四根螺栓。采用足够机械强度的直螺纹连接方式，金属对金属接触的密封的结构要进行密封焊。释阀门示例：防止填料泄漏采用波纹管结构的阀(图Y3、图Y

9、4)Figure Y3波纹管结构C.C.强制性条文汇集强制性条文汇集,解释解释第20页/共56页Figure Y4波纹管结构C.强制性条文汇集,解释第21页/共56页防止填料泄漏两段填料间加孔环及带小接口的填料函的使用，见图Y5.密封剂或润滑剂的注入腔。外接与系统相等压力或稍高压力的流体，防止系统内流体外流。外来流体与系统流体应是相容的，并对阀的外周无害的。用于真空用途的密封腔，外接流体作为补给的密封剂。作为泄漏收集腔处理，可接管将漏出物引至安全地点。C.强制性条文汇集,解释第22页/共56页Figure Y5 Stuffing Box with Lantem Ring.(Courtesy o

10、f Babcock-Persta Armaturen-Vertriebsgesellschaft mbH.)C.强制性条文汇集,解释第23页/共56页13.1.3.6 法兰的选用要求：不应采用平焊(平板式)法兰；除了采用焊唇垫片外，法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25%的裕量，且不低于公称压力2.0Mpa.；采用软垫片时，应选用凹凸面或榫槽面的法兰 C.强制性条文汇集,解释第24页/共56页 释释 防止垫片泄漏的方法，最可靠的是用焊唇垫片。防止垫片泄漏的方法，最可靠的是用焊唇垫片。见下图见下图Y6Y6，垫片应与法兰同种材质。，垫片应与法兰同种材质。图图Y6Y6焊唇垫片焊唇垫片第25页/共56

11、页13.1.3.9 采用直螺纹以垫片密封的结构时，应用拧紧时及拧紧后组成件的密封面不会产生相对转动的结构。例如本规范第5.9.3条图5.9.3-2中(b)和(c)的结构。13.1.3.10 管道接头选用要求：不应使用钎焊接头 不应使用粘接接头，胀接接头及填充物堵缝接头；不应在对焊口内使用分块的衬环。13.1.3.11 不应使用带填料密封的补偿器。C.强制性条文汇集,解释第26页/共56页13.1.4.3 不应在可通行管沟内布置A1类流体管道。13.1.4.4 A1类流体不应直接排入下水道及大气中，应排入封闭系统内。五、输送A2类流体管道的补充规定13.2.1 高硅铸铁不得用于A2类流体的管道。

12、13.2.2 应采用防止阀杆填料处泄漏的可靠的密封结构型式的阀门。13.2.8 不应使用带填料密封的补偿器。C.强制性条文汇集,解释第27页/共56页六、管道系统的安全规定14.2.8 双安全阀出入口设置三通式转换阀时，二个转换阀应有可靠的联锁机构。安全阀与转换阀之间的管道，应有排空措施。C.强制性条文汇集,解释第28页/共56页释双安全阀及机械联锁机构示意如下图Y7.图Y7双安全阀管道示意图第29页/共56页14.6.6.1 对于强氧化性流体(氧或氟)管道，应在管道预制后、安装前分段或单件按国家现行标准脱脂工程施工及验收规范HG20202进行脱脂，包括所有组成件与流体接触的表面均应脱脂。脱脂

13、后的管道组成件应采用氮气或空气吹净封闭，防止再污染。并应避免残存的脱脂介质与氧气形成危险的混合物。14.6.6.3 除非工艺流程有特殊设计要求及可靠的安全措施保证，氧气管道与B类流体管道严禁直接连接。C.强制性条文汇集,解释第30页/共56页C.其他需解释的条文3.1.2.13.1.2.1一条管道及其每个组成件的设计压力不应小于运行中遇到的内压或外压与温度相偶合时最严重条件下的压力。最严重条件应为强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数。但上述设计压力不应包括本章中允许的非经常性压力变动值。第31页/共56页3.1.2.1 原文(上页)本规范主要参考ASME B31.3,设计压力

14、的编写基本与B31.3相同。“压力、温度相偶合最严重的条件”如何理解？管壁厚 其中P,为变量，为判断的条件.找出最大值就是最严重条件。C.其他需解释的条文第32页/共56页例如：第一组P1较高，t1较低第二组P2较低 t2较高比较 和 很容易判断，但只能用于强度计算。a.确定泄压装置应取P1为准。b.选材与热胀柔性计算应取t2温度。对于一条管道的设计条件，国外工程公司很少用上述方法。C.其他需解释的条文第33页/共56页工程设计中常用的方法；取大者P-设计压力，MPa。P。-正常最大工作压力，MPa。在工作设计中大多数管道都只有一组压力、温度数据。在仪表空气的管道中是有两组压力、温度数据，一组

15、用于正常运行时，一组用于硅胶再生。C.其他需解释的条文第34页/共56页总之，只有一组数据的管道还是很多的。所以，没有必要“偶合”求最严重条件，也就不需要计算 。在工程中 是很通用的方法。关于切实的 的应用，可看第3.2.1.4款。C.其他需解释的条文第35页/共56页C.其他需解释的条文3.1.3.1管道中每个组成件的设计温度，应不低于本规范第3.1.2.1款规定的需要最大厚度或最高公称压力相对应的温度。设计温度的确定，还应包括流体温度、环境温度、阳光辐射、加热或冷却的流体温度等因素的影响。设计的最低温度应为管道组成件的最低工作温度，此温度不应低于材料的使用温度下限。常用材料的使用温度下限，

16、应符合本规范附录A的规定。第36页/共56页3.1.3.1原文(上页)此款经过修改，对环境温度，阳光辐射，加热或冷却等影响比较重视。对于一条管道只有一组压力、温度条件时，与偶合无关。在工程设计中常用的方法举例如下：确定设计温度的实例：Td T。+30 (用于 T。=0300)Td T。+15 (用于T。300)Td:按工艺条件确定 (用于T。=290)Td=T。(用于T。29)Td设计温度，；T。正常最高或最低工作温度，；注：以上数据各工程有差异。这显示适当加余量的方法。C.其他需解释的条文第37页/共56页3.2.1.1 原文(略)虽然有公式(3.2.1)可用，但是不同的法兰标准计算出的许用

17、压力的值往往不同。设计者应该比较后选用安全的法兰标准。美国标准法兰压力级为CL(psi),中国标准法兰公称压力为PN(MPa)，换算应采用强度换算，不能用单位换算。C.其他需解释的条文第38页/共56页CL与PN的关系压力级CL(psi)公称压力 PN(MPa)150 2.0300 5.0 600 10(11)900 151500 25(26)2500 42第39页/共56页C.其他需解释的条文3.2.1.4 3.2.1.4 多条设计压力和设计温度不同的管道，用相同的管道组成件时，应按压力和温度相偶合时最严重条件下的某一条管道的压力和温度条件进行设计。第40页/共56页3.2.1.4 原文(上

18、页)此款是设计压力和设计温度相偶合，寻求最严重条件的常用场合。在工程设计编制管道材料等级时，必须经过这一步骤。下面举两例实例：例1某工程把下列管道编在一个管道等级内，材料：钢20.a.蒸汽 1.6 MPa,330 b.蒸汽 2.4 MPa,260 c.蒸汽 4.0 MPa,190C.其他需解释的条文第41页/共56页以上a组 =1.6/95.6=0.0167 b组 =2.4/108.2=0.0222 c组 =4.0/124.4=0.0321 C组为最严重条件，按此条件可查法兰的PN.第42页/共56页例2某化工厂的一个管道等级、材料：钢20.a.工艺空气 4.9 MPa 180 低于b组 b.

19、蒸汽冷凝液 6.0 MPa 275 c.转化气 4.4 MPa 270 低于d组 d.天然气 5.7 MPa 420 e.合成气 5.7 MPa 150 低于d组C.其他需解释的条文第43页/共56页以上b组 =6/105.5=0.05687d组 =5.7/83.6=0.06818 d组为最严重条件.注1：每一条管道的设计压力，设计温度仍应符合规范(3.1.2)、(3.1.3)的规定。注2：负压和负温度应并列在最严重条件中，-20以下的管道一般应编在低温的管道等级中。第44页/共56页C.其他需解释的条文5.4.4.6 主管外径与厚度之比 大于或等于100时，支管外径应小于主管外径的1/2。当

20、 100时，支管管径应小于主管的1/2.我们把这样的主管简称为薄壁管。当主管为薄壁管，支管又大于主管径的1/2时，主管应换一段加厚壁，或在主管外全包一层钢板，长度超过标准三通。前者便于施工，长度应增加过渡段。如采用换一段加厚管时，名义厚度应不小于下表。第45页/共56页下表用于碳钢管，不锈钢管可减去1mm厚。DNDNTtnTtnDNDNTtnTtnDNDNTtnTtn3503505.55.575075010101100110013134004006.06.080080010101150115014144504506.56.585085011111200120015155005007.07.09

21、0090011111300130016166006008.08.095095012121400140017176506508.58.51000100012121500150018187007009.09.0105010501313160016001919C.其他需解释的条文第46页/共56页C.其他需解释的条文9.1.2 9.1.2 经柔性计算确认为剧烈循环条件的管道时 应按本规范核对管道组成件选用的规定；当不能满足要求时，应修改设计，降低计算的位移应力范围，使剧烈循环条件变为非剧烈循环条件。第47页/共56页4.2.2.1 除了低温低应力工况外，材料的使用温度，不应超出本规范附录A所规定的温

22、度上限和温度下限。08版此款对材料的使用温度下限的规定，明确了低温低应力为例外的条件。如20号碳钢，在附录A中下限温度为-20，按照4.3.4条，在低温低应力条件下，可降到-70使用。因此，低压的碳钢管适当加厚后，符合低温低应力条件，可用于我国北方的寒冷地区，这是有经济意义的。C.其他需解释的条文第48页/共56页4.3.4.2 原文(略)低温低应力工况是：“设计温度低于-20的管道组成件，环向应力小于或等于钢材标准中屈服点的1/6,且不大于50MPa的工况”。按本款所述的材料，可免做低温冲击试验。C.其他需解释的条文第49页/共56页4.3.6 原文(略)08版对增加冲击试验的碳钢类管道材料

23、做了更详细的规定，附加图4.3.6 横坐标的厚度070mm，纵坐标的温度-50+50。C.其他需解释的条文第50页/共56页C.其他需解释的条文5.4.2.5 原文(略)目前管件制造厂还不能很好地解决管件内部厚度的问题。要保证管件的质量，必须有计算软件的支持。5.4.4.2 原文(略)支管连接图5.4.41中，(b)(d)优于(a)(c)结构。(a)(c)结构不能用于剧烈循环条件。第51页/共56页C.其他需解释的条文5.9.1.2(2)及5.9.2.1 原文(略)有缝隙腐蚀的流体不能用承插焊和螺纹密封的结构。缝隙一般在0.0250.1mm的范围。含的溶液最易发生缝隙腐蚀，例如“海水”是有缝隙

24、腐蚀的。其他含的溶液要注意此类腐蚀。为避免腐蚀，可采用对焊结构的管道。有关缝隙腐蚀的原理请参阅金属腐蚀学。第52页/共56页C.其他需解释的条文6.1.3 原文(略)本文规定了组成件各种厚度的定义，其中“最小厚度”已成为专用名。所以用本规范时，要注意“最小厚度”与“厚度(最小值)”的意义是不同的。各种厚度部位见图Y8.第53页/共56页十、管道施工和检验 图Y8组成件厚度的部位第54页/共56页12.1.4 原文(略)本条经过修改，加了隔热材料的试验，最主要的问题是附图中的含量是材料中溶于水的含量。分析含量：(ppm)本文参照ASME标准，见条文说明。ASME标准把此项称为：防止不锈钢管(保温)外面应力腐蚀破裂(ESCC).C.其他需解释的条文第55页/共56页谢谢您的观看！第56页/共56页