T3091《流体输送用焊接钢管》

GB/T9711.1－1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》

SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》

SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》

GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》

    HG50237.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为：

连续炉焊(锻焊)钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。

a.连续炉焊(锻焊)钢管

连续炉焊(锻焊)钢管 是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。

特    点：  生产效率高，生产成本低；但焊缝质量差，综合机械性能差。

材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A三种

用    途：适于设计温度为0～100℃、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。

标    准：GB/T3091《流体输送用焊接钢管》

b.电阻焊钢管

电阻焊钢管 是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的，带有一条直焊缝的钢管

特    点：生产效率高，自动化程度高，焊后的变形和残余应力较小。设备投资高，对焊接接头的质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头塑性和冲击韧性较低。

标    准：SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》

材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A三种

用    途：适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、采暖蒸汽等

标    准：GB/T9711.1－1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》

材料牌号：L 175、L210，L245，L290，L320，L360，L450等15种

用    途：石油天然气工业中可燃流体和非可燃流体（中、低压）

c.电孤焊钢管

电孤焊钢管 是通过电弧焊焊接方法生产的钢管。

特    点：接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够完全达到或达到母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检查之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可达到无缝钢管的使用条件而取代之。

螺旋缝钢管材料牌号： Q195、Q215、Q235三种

用    途：适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、采暖蒸汽等

标    准：SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》

    直缝钢管材料牌号： 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2共12种

用    途：设计压力小于5.0MPa，焊缝系数小于1.0时，不宜用于极度或高度危害介质

标    准：GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》

           HG50237.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

6.1.2 无缝钢管

无缝钢管 是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前，无缝钢管（DN15－600）是石油化工生产装置中应用最多的管子。

a.碳素钢无缝钢管

材料牌号： 10、20、09MnV、16Mn共4种

标    准：GB8163《流体输送用无缝钢管》

  GB/T9711.1－1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》

          GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》

GB5310《高压锅炉用无缝钢管》

  GB/T8163：

材料牌号：10、20、09MnV、16Mn

适用范围：设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质

GB6479：

材料牌号：10、20G、16Mn共3种

适用范围：设计温度－40～400℃、设计压力10.0～32.0MPa的油品、油气

GB9948：

材料牌号：10、20共2种

适用范围：不宜采用GB/T8163钢管的场合。

GB3087：

材料牌号：10、20共2种

适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等

GB5310：

材料牌号：20G   1种

适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质

检验：一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。

GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。

GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。

GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。

GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。

制造：

GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。

GB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺，成分和内部缺陷相对较少。

GB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求，其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。

上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序：

GB/T8163<GB3087<GB9948<GB5310<GB6479

选用：

一般情况下，GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下；

对于油品、油气介质，当其设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管；

对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479标准。

凡是低温下(小于－20℃)使用碳素钢钢管应采用GB6479标准，只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。

GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。《锅炉安全监察规程》强调指出，凡与锅炉相连的管子都属监察范围，其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的规定，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。

**值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。

b.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》

GB5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB9948包含的铬钼钢材料牌号：12CRMo、15CRMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种

GB6479包含的铬钼钢材料牌号：12CRMo、15CRMo、1Cr5Mo共3种

GB5310包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号：15MoG、20MoG、12CrMoG 、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种

c.不锈钢无缝钢管

常用的不锈钢无缝钢管标准有：GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。因此，当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。

 GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》：

材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2(316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等  共19种适于一般流体的输送。

GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》：

材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2(316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等  共25种

※ “304”代号为ASTM标准中的对应牌号

※ 其中超低碳不锈钢(00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10)具有优良的抗腐蚀性能，在一定条件下，可代替稳定型不锈钢(0018Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀；

※ 超低碳不锈钢高温机械性能较低，一般仅用于温度低于525℃的条件下；

※ 稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能，又有较高的高温机械性能，但0Cr18Ni10Ti中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉，从而降低了其抗腐蚀性能，其价格较高，这类材料一般用在较重要的场合。         

※0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此被广泛应用。

6.2管件

常用的管件有：弯头、三通、异径管（大小头）、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径短节、螺纹短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。

管道的拐弯以前由现场煨制，该方法劳动强度大、效率低，，材料的组织状态和性能也不好，而且往往因管壁厚减薄而导致拐弯处成为整个管道的薄弱环节；管道的分支一般是在管子上直接开孔连接，此处有时虽然进行补强，但.焊缝一般为角焊缝，受力状况不好，焊缝质量也不易控制，因此，该处往往也成为管道的薄弱环节。采用管件后，较好地解决了上述问题。因此，现在的压力管道已大量采用各种各样的管件，其投资约占整个管道投资的1/5。

6.2.1连接形式

管件之间、管件和管子之间常用的连接型式有对焊连接、承插焊连接、螺纹连接和法兰连接。

a.对焊连接

它是DN≥50的管道及其元件常用的一种连接型式。对于DN≤40的管子及其元件，因为它的壁厚一般较薄，采用对焊连接时错口影响较大，容易烧穿，焊接质量不易保证，故此时一般不采用对焊连接。但下列几种情况例外：

 1) 对于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件，其壁厚已比较厚，采用对焊连接时前面所述的问题已不存在，故也常用对焊连接；

2) 有缝隙腐蚀介质(如氢氟酸介质)存在的情况下，即使DN≤40、壁厚小于SCH160，也采用对焊连接，以避免缝隙腐蚀的发生，此时在焊接施工时常采用小焊丝直径、小焊接电流的氩弧焊而不用一般的电弧焊；

3）对润滑油管道，当采用承插焊连接时，其接头缝隙处易积存杂质而对机械设备产生不利影响，此时也应采用对焊连接；

b.承插焊连接

它多用于DN≤40、管壁较薄的管子和管件之间的连接。

承插焊连接必定为一个是插口，另一个则为承口管件。

一般异径短节、螺纹短节等为插口管件；

弯头、三通、管帽、加强管嘴、活接头、管箍等为承口管件。在应用中应考虑这些管件之间的搭配组合以及所需的结构空间。

c.螺纹连接

螺纹连接也多用于DN≤40的管子及其元件之间的连接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的场合。

螺纹连接件有阳螺纹和阴螺纹之分。

常用的管件中，螺纹短节为阳螺纹，而弯头、三通、管帽、活接头等多为阴螺纹，使用时应注意它们之间的搭配和组合。螺纹连接与焊接相比，其接头强度低，密封性能差，因此其使用时，常受下列条件的限制:

1) 螺纹连接的管件应采用锥管螺纹；

2)螺纹连接不推荐用在大于200℃及低于－45℃的温度下；

3)螺纹连接不得用在剧毒介质管道上；

4)螺纹连接不推荐用在可能发生的腐蚀、缝隙腐蚀或振动、压力脉动及温度变化可能产生交变载荷的管道上；

5)用于可燃气体管道上时，宜采用密封焊进行密封。

常用的锥管螺纹可分为：

550锥管螺纹 (多用于欧洲)

600锥管螺纹 (多用于美国)

(ISO7/1)为550锥管螺纹。日本标准同时包含550锥管螺纹和600锥管螺纹两种。

GB7306为550锥管螺纹 等同采用(ISO7/1)

螺纹锥度为：1：16；

牙型角：550

尺寸范围：1/16”~6”

螺纹标志代号：R(圆锥外螺纹)

              Rc（圆锥内螺纹）

GB12716为600锥管螺纹等同采用（ANSI/ASME B 1.20.1）

螺纹锥度为：1：16；

牙型角：600

尺寸范围：1/16”~12”

标识：NPT

两种圆锥管螺纹不能互换。

6.2.2对焊管件

常用的对焊管件包括弯头、三通、异径管(大小头)和管帽，前三项大多采用无缝钢管或焊接钢管通过推制、拉拔、挤压而成，后者多采用钢板冲压而成。

它们通过公称壁厚等级（管子表号或壁厚值）来实现与管子等强度，至于其局部应力集中的补强，是制造厂应解决的事情。制造厂应对对焊管件的强度进行设计，并通过验证试验法进行验证。

a.弯头

长半径弯头（R＝1.5DN）：一般情况下，应优先采用；

短半径弯头（R＝1.0DN）：多用于尺寸受限制的场合。其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍。

弯管（R＝nDN）：用于缓和介质在拐弯处的冲刷和动能���u0004�u001f�u0010�u0001��u0013u0007pzu0016u0007道的组成件一般都是标准件，因此压力管道组成件的设计主要是其标准件的选用，管道压力等级的确定也就是其标准件等级的确定。

管道的压力等级包括两部分: 以公称压力表示的标准管件的公称压力等级；

　　　　　　　　　　　　　以壁厚等级表示的的标准管件的壁厚等级。

管道的压力等级：通常把管道中由标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同确定的能反映管道承压特性的参数叫做管道的压力等级。而习惯上为简化描述，常把管道中管件的公称压力等级叫做管道的压力等级。

压力等级的确定是压力管道设计的基础，也是设计的核心。它是压力管道布置、压力管道应力校核的设计前提条件，也是影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。

 5.1 设计条件

工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。

管道的设计压力：应不低于正常操作时，由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。

最苛刻条件：是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。

设计压力确定： 考虑介质的静液柱压力等因素的影响，设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。

a.      一般情况下管道元件的设计压力确定

一般情况下，为了操作上的方便，在此不妨采用压力容器的做法，即在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。            

表5-1   一般情况下管道元件的设计压力确定

工作压力Pw(MPa)

设计压力P(MPa)

Pw≤1.8

P= Pw+0.18

1.8<Pw≤4.0

P= 1.1Pw

4.0<Pw≤8.0

P= Pw+0.4

Pw>8.0

P=1.05 Pw

    ※ 当按该原则确定的设计压力会引起管道压力等级变化时，应判断该工作压力是否就是由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力，如果是，在报请有关技术负责人批准的情况下ass=Msoqu0006u0019#au0010>u0001��u0013u0007pzu0016u0007style='font-family:宋体;mso-ascii-font-family:"TiMES New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>国内常用的标准体系

目前，国内的压力管道及其元件的应用标准很多,又均不完整。以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准(GB)、机械行业标准(JB)、石化行业标准(SH)和化工行业标准(HG)等。这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。为了能很好地应用这些标准，介绍一下目前国内常用的压力管道应用标准体系。

4.2.1石化行业应用标准体系

◆ 管子尺寸系列标准(SH3405)   基本属于“大外径系列”

  SH3405等效采用了ISO4200标准，故当DN≤1100mm时,它能与ANSIB36.l/36.19标准配套使用。

SH3405直径范围和壁厚分级：

序号

钢管类别

公称直径范围

壁厚分级

1

奥氏体不锈钢无缝钢管

10～400

Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s

2

碳素钢、合金钢无缝钢管

10~600

Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS

3

奥氏体不锈钢焊接钢管

80~1000

2.0~12mm

4

碳素钢、合金钢焊接钢管

150~2000

4.0~18mm

◆法兰标准(SH3406)：属于"美式法兰"

公称压力：PN1.0、PN2.0(

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