工業金屬管道設計(ji)規范(fan)對管道材料要求主要有以下(xia)幾點:
一(yi)、一(yi) 般規定
1. 管道材(cai)料(liao)的(de)選用(yong)必(bi)須依據管道的(de)使用(yong)條件(jian)(設計壓力(li)、設計溫度、流體類別(bie))、經濟性(xing)、耐蝕(shi)性(xing)、材(cai)料(liao)的(de)焊(han)接(jie)及加工等性(xing)能,同(tong)時(shi)應符合本(ben)規(gui)范所提出的(de)材(cai)料(liao)韌(ren)性(xing)要求及其他(ta)規(gui)定。
2. 用于管道的材料,其規(gui)格與性能(neng)應(ying)符合國家(jia)現行標準(zhun)的規(gui)定(ding)。
3. 使(shi)用本規(gui)范(fan)未列出(chu)的材(cai)料(liao),應符合(he)國家現行的相(xiang)應材(cai)料(liao)標準,包括化學成分、物(wu)理(li)和(he)力學特性(xing)、制造工藝方法、熱處理(li)、檢(jian)驗(yan)以及本規(gui)范(fan)其他方面的規(gui)定(ding)。
二、金屬(shu)材料(liao)的使用溫度(du)
1. 材(cai)料(liao)使用溫(wen)度,除(chu)了應符(fu)合本(ben)規范附錄(lu)A的規定外,還需依據流體(ti)腐蝕(shi)的影響及對材(cai)料(liao)性能(neng)的影響等確定。
2. 材(cai)料的使用溫度上下限應符合下列規定(ding)∶
①. 材料的使用(yong)溫度,不應超出(chu)本(ben)規范附錄A所規定的溫度上下限。
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. 在使用溫度條件下應保證材(cai)料的適用性和可靠性;
b. 在使用(yong)溫度下,材料應具有對流體及外界環境影響的抵抗(kang)力;
c. 應按本(ben)規范第(di)3.2.3條的規定確定材料的許用應力。
三(san)、金屬材(cai)料的低溫韌性試(shi)驗(yan)要求(qiu)
1. 管道(dao)設(she)計(ji)溫度低(di)于(yu)或(huo)等于(yu)-20℃,而高于(yu)本規范附錄A中(zhong)使用溫度下限的(de)碳素(su)鋼、低(di)合(he)金(jin)鋼、中(zhong)合(he)金(jin)鋼和(he)高合(he)金(jin)鐵素(su)體鋼,出廠材料及采(cai)用焊接(jie)堆積的(de)焊縫金(jin)屬(shu)和(he)熱(re)影(ying)響區應進行低(di)溫沖擊試驗。
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. 奧氏體(ti)高(gao)合金(jin)鋼的使用溫度等于(yu)或高(gao)于(yu)-196℃時,可(ke)免做低溫沖擊試驗。
4. 符合(he)下列條件之一時(shi),管道(dao)材料可(ke)免做低溫沖(chong)擊試驗∶
a. 使用(yong)(yong)溫度等于(yu)(yu)或(huo)高于(yu)(yu)-45℃,且不低于(yu)(yu)本規范附錄A 中材(cai)料(liao)使用(yong)(yong)溫度下限(xian),同(tong)時(shi),材(cai)料(liao)的厚度無法制(zhi)備(bei)5mm厚試(shi)樣時(shi)。
b. 除了(le)抗拉強度下限(xian)值大于(yu)540MPa的鋼材(cai)及螺栓(shuan)材(cai)料外(wai),使用的材(cai)料在低(di)溫低(di)應力工況下,若設計溫度加(jia)50℃后,高于(yu)-20℃時。
注∶低(di)溫低(di)應力工況為(wei)設計溫度低(di)于(yu)或等于(yu)-20℃的受壓的管道(dao)組(zu)成件(jian),其環向應力小于(yu)或等于(yu)鋼(gang)材標(biao)準中屈服點(dian)的1/6,且不(bu)大于(yu)50MPa的工況。
5. 需熱處理(li)的材(cai)料,應在熱處理(li)后進行沖擊試驗。
6. 下列條件(jian)下的(de)鋼(gang)板制管(guan)子(zi)或管(guan)件(jian)的(de)板材,應增加低(di)溫沖擊試(shi)驗(yan)∶
a. 使用溫(wen)度低于(yu)0℃時(shi)∶厚度大于(yu)25mm的20R;厚度大于(yu)38mm的在(zai)本(ben)規(gui)范附(fu)錄A 表A.0.2中所列的低合金鋼(gang)但不包括低溫(wen)鋼(gang)。
b. 使用(yong)溫(wen)度(du)低于-10℃時∶厚度(du)大于12mm的(de)20R;厚度(du)大于20mm的(de)16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在(zai)溫度下限以上使(shi)用有色金(jin)(jin)屬和它(ta)的合金(jin)(jin)材料時,如填充金(jin)(jin)屬成(cheng)分與母材成(cheng)分不(bu)同,焊接接頭應進行低溫拉(la)伸(shen)試(shi)驗,延伸(shen)率應符合設計規定。
8. 制造廠已作過沖擊試(shi)驗的材料,但加工(gong)后(hou)經(jing)過熱處理時,應進行低溫沖擊試(shi)驗。
9. 焊接結(jie)構中,對(dui)熱影響區(qu)的低溫沖擊試驗可滿足對(dui)基(ji)體(ti)材料的沖擊試驗。
10. 材料沖(chong)(chong)擊試(shi)驗(yan)的方法(fa)應(ying)按現(xian)行國家標準(zhun)《金屬(shu)夏比缺口沖(chong)(chong)擊試(shi)驗(yan)方法(fa)》GB/T229的規(gui)定(ding)。在低(di)溫下的沖(chong)(chong)擊功值應(ying)符合低(di)溫用材料標準(zhun)或表4.3.10的規(gui)定(ding)。當沖(chong)(chong)擊功不相同的基體材料焊接(jie)一(yi)起時,其沖(chong)(chong)擊試(shi)驗(yan)能(neng)量應(ying)符合較小抗拉強度的基體材料的要求。
11. 試(shi)樣應從同(tong)批(pi)、同(tong)規格、同(tong)樣加工、焊接和熱(re)處理(li)條件的材(cai)料中制取。
四、材料(liao)的使用要求
1. 制造管(guan)道組(zu)成件(jian)用鋼材應(ying)符合下列(lie)規(gui)定(ding)∶
①. Q235-A材(cai)料宜用于C及D類流體(ti)管道,設計(ji)壓力(li)不(bu)宜大(da)于1.6MPa。Q235-A·F材(cai)料宜用于D類流體(ti)管道,設計(ji)壓力(li)不(bu)宜大(da)于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. 低溫鋼厚度大于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其他(ta)低合金(jin)鋼(gang)厚度大于25mm。以上質(zhi)量不(bu)應低于Ⅲ級。
d. 對于(yu)調質鋼板(ban)不論(lun)厚度多(duo)少(shao),均須(xu)檢測,質量不應低于(yu)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. 鑄鐵類材料使用范圍應符(fu)合下列規(gui)定(ding)∶
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. 灰鑄鐵件不(bu)宜使(shi)(shi)用(yong)(yong)于輸送B類流(liu)體的管(guan)道上,在特殊情況下必須使(shi)(shi)用(yong)(yong)時,其設(she)計溫(wen)度不(bu)應高于150℃,設(she)計壓力不(bu)應超過(guo)1.0MPa;C類流(liu)體管(guan)道使(shi)(shi)用(yong)(yong)灰鑄鐵件的設(she)計壓力不(bu)宜超過(guo)1.6MPa,設(she)計溫(wen)度不(bu)宜超過(guo)230℃;
b. 可鍛鑄鐵(tie)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)C類流(liu)(liu)體管道,設(she)計(ji)溫度(du)不應高(gao)于(yu)(yu)230℃,設(she)計(ji)壓力不應大(da)(da)于(yu)(yu)2.5MPa;或用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)設(she)計(ji)溫度(du)為300℃時,設(she)計(ji)壓力不應大(da)(da)于(yu)(yu)2.0MPa;用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)B類流(liu)(liu)體管道,設(she)計(ji)溫度(du)不應高(gao)于(yu)(yu)150℃,設(she)計(ji)壓力不應大(da)(da)于(yu)(yu)2.5MPa;
c. 高硅(gui)鑄鐵(tie)不得用于B類(lei)流體。
3. 使用其(qi)他(ta)金(jin)屬材料應符合下列規定(ding)∶
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)復合金(jin)屬和襯里材料應符合下列(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(zheng)體(ti)復(fu)合材料的(de)(de)管道耐壓強(qiang)度計算,可(ke)根據扣(kou)除所有(you)厚度附加(jia)量后(hou)的(de)(de)基(ji)層(ceng)和復(fu)層(ceng)金屬的(de)(de)總厚度來計算。
b. 基層和復層金(jin)屬的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)可按本規范附錄A的(de)(de)規定。但復層金(jin)屬的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)取值不(bu)應(ying)大(da)于基層金(jin)屬的(de)(de)許(xu)用應(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. 選擇連(lian)接接頭和輔助材(cai)(cai)料諸如膠泥(ni)、溶(rong)劑(ji)、釬焊材(cai)(cai)料、填料、襯墊及(ji)"O"形環、螺紋的潤滑劑(ji)與(yu)密封劑(ji)等用以制(zhi)作或(huo)用作密封接頭時,對上述材(cai)(cai)料與(yu)所輸(shu)送流體應有(you)相容性。
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