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管道材料及器材

4.管道材料及器材

4.1常用压力管道器材设计标准规范有哪些？

答：

有下列标准规范：

（1）《工业金属管道设计规范》（国标报批稿）。

（2）SH3059－94《石油化工企业管道设计器材选用通则》。

（3）SH3064－94《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》。

（4）HG/T20646－98《化工装置管道材料控制设计规定》。

4.2常用的金属材料标准有哪些？

标准主要包括哪些内容？

答：

在压力管道设计中常用的材料标准有以下几种：

（1）GB699－88《优质碳素结构钢技术条件》

主要对10、20、25、35等优质碳素钢的牌号及化学成分、冶炼方法、交货状态、力学性能、试验要求等作了规定。

（2）GB700－88《碳素结构钢》

主要对Q195、Q215、Q235、Q255等碳素结构钢的生产和试验等要求作出了规定。

是碳素结构钢的技术条件。

（3）GB1220－92《不锈钢棒》

此标准对不锈钢棒的尺寸、外形、技术要求、试验方法等作了规定。

实际上也是包括0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等奥氏体不锈钢，0Cr13、1Cr13、2Cr13等马氏体不锈钢和0Cr17Ni14Cu4Nb等沉淀硬化型等各种不锈钢的技术条件。

（4）GB1221－92《耐热钢棒》

此标准对耐热钢棒的尺寸、外形、技术要求、试验方法、验收规则等作了规定。

实际上也是包括奥氏体耐热不锈钢，铁素体耐热钢和1Cr5Mo马氏体耐热钢等的技术条件。

（5）GB/T1591－94《低合金高强度结构钢》

此标准对低合金高强度结构钢的牌号和技术要求、试验方法、检验规则等作了规定。

标准包括了Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等牌号低合金高强度结构钢的制造检验要求。

（6）GB3077－88《合金结构钢技术条件》

此标准主要用于直径或厚度不大于250mm的合金结构钢热轧和锻制条钢。

其化学成分亦适用于钢坯及其制品。

此技术条件包括了石油化工管道常用的12CrMo、15CrMo、35CrMo、40Cr等一些常用合金钢牌号。

续表

标准号

标准名称

尺寸系列（mm）

材料

制造方法

GB12771－91

流体输送用不锈钢焊接钢管

Do=6～560

t=0.3～14

1Cr18Ni9、

0Cr19Ni9、

00Cr19Ni11、

0Cr17Ni12Mo2、

00Cr17Ni14Mo2等12种材料

自动电弧焊或电阻焊

GB13296－91

锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管

Do=8~114

t=1.2~13

0Cr18Ni9、

00Cr19Ni9、

0Cr17Ni12Mo2、

00Cr17Ni14Mo2等25种不锈钢

热轧、冷拔

GB/T14976－94

流体输送用不锈钢无缝钢管

Do=6~426

t=0.5~15

0Cr18Ni9、

00Cr19Ni10、

0Cr17Ni12Mo2、

00Cr17Ni14Mo2等19种不锈钢

热轧、冷拔

SH3405－96

石油化工企业钢管尺寸系列

1、奥氏体不锈钢无缝钢管：

DN=10～400

Sch5s、10s、20s、40s、80s

2、奥氏体不锈钢焊接钢管：

DN=80～1000

t=2.0~12

3、碳素钢、合金钢无缝钢管

4.3压力管道设计常用钢管标准有哪些？

各标准的尺寸系列、材料、制造、检验要求有何区别？

答：

压力管道设计常用钢管标准及其尺寸系列、材料和制造要求如下表所示：

标准号

标准名称

尺寸系列（mm）

材料

制造方法

GB3087－82

低中压锅炉用无缝钢管

Do=10～426

t=1.5～26

10、20

热轧、冷拔

GB/T3091－93

低压流体输送用镀锌焊接钢管

1/8″～6″，壁厚有普通、加厚两种

Q195、Q215A、Q235A

炉焊或电焊

标准号

标准名称

尺寸系列（mm）

材料

制造方法

GB/T3092－93

低压流体输送用焊接钢管

同GB/T3091－93

GB5310－1995

高压锅炉用无缝钢管

Do=22~530

t=2~70

20G、12CrMoG、

15CrMoG、

12CrMoVG、

1Cr18Ni9、

1Cr19Ni11Nb等

热轧、冷拔

GB6479－86

化肥设备用高压无缝钢管

Do=14～273

t=2～　70

10、20G、16Mn、12CrMo、15CrMo、

1Cr5Mo等9种材料

热轧、冷拔

GB8163－87

流体输送用无缝钢管

Do=6～630

t=0.25～　75

10、20、09MnV、16Mn

热轧、冷拔

GB9948－88

石油裂化用无缝钢管

Do=10～273

t=1～20

10、20、12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、

1Cr5Mo、

1Cr19Ni9、

1Cr19Ni11Nb

热轧、冷拔

SH3405－96

DN=10～600

Sch20、30、40、60、80、100、120、140、160、XXS；4、碳素钢、合金钢焊接钢管：

DN=150～2000

t=4.0～　18

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、GB13296和GB/T14976等五种钢管，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。

GB5310、GB6479和GB9948还要进行冲击试验。

应当说这几种钢管的制造、检验要求是严格的。

除了流体输送用钢管的一般试验要求外，GB3087还要求进行冷弯试验，GB8163可根据协议要求进行扩口试验和冷弯试验，GB12771根据协议要求可进行卷边试验，此类管子制造、检验要求是比较严格。

GB/T3091和GB/T3092除了流体输送用钢管的必检项目外，只附加了弯曲试验，制造方法为炉焊（或电焊）。

故此类管子的制造、检验要求是比较低的。

4.4压力管道设计常用管件标准有哪些？

各标准有何区别？

答：

压力管道设计常用管件标准如下表所示：

下表中所列的各种管件标准，对焊无缝和钢板制对焊管件均等效采用ANSIB16.9和ANSIB16.28。

锻钢制承插焊和螺纹管件均等效采用ANSIB16.11。

各标准同类管件的结构尺寸均相同。

标准种类

标准代号

标准名称

系列范围

端部外径

材料

中国石油化工总公司标准

SH3408－96

钢制对焊无缝管件

DN=15～500mm

端部外径与壁厚按SH3405

10、20、20G、16Mn、12Cr1MoV、09MnV、12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni9、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等

SH3409－96

钢板制对焊管件

DN=200～1200mm

端部外径与壁厚按SH3405

SH3410－96

锻钢制承插焊管件

DN=10～80mm，Sch80、Sch160、XXS

承口尺寸根据SH3405

化工部标准

HGJ10－88

锻钢制承插管件

1/2"～11/2"，3000及6000磅

碳钢、合金钢、不锈钢

HGJ514－87

碳钢、低合金钢无缝对焊管件

PN=25，40，64，100kg/cm2

DN=50～600mm

公制、英制

HGJ528－90

钢制有缝对焊管件

DN=300～1000mm

Ⅰ、Ⅱ系列

A3、20、16Mn、20g、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti

HGJ529－90

锻钢承插焊

螺纹和对焊接管台

1/2"～11/2"

3000磅及6000磅

20、16Mn、15CrM、1Cr18Ni9Ti（3000磅）

石油工业部

标准

SY7510－87

钢制对焊管件

DN=15～600mm

Sch40、40S、80、160

碳钢、低合金钢、不锈钢（未具体规定材料牌号）

国家标准

GB12459－90

钢制对焊无缝管件

DN=15～500mm壁厚按表号

A、B系列

10、20、16Mn、12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo、12Cr1MoV、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti

GB/T13401－92

钢板制对焊管件

DN=350～1200mm壁厚按表号

A、B系列

Q235－A、20R、16MnR、20、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、（1Cr18Ni9Ti）

国家标准

GB/T14383－93

锻钢制承插焊管件

DN=15～80mm

Sch80、Sch160

承口分A、B系列

20、16Mn、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、1Cr5Mo、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti

GB/T14626－93

锻钢制螺纹管件

DN=8～100，1/4"～4"Sch80、160、XXS

20、16Mn、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2Mo、1Cr5Mo、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti、0Cr17Ni12Mo2

GB/T17185－1997

钢制法兰管件

PN=2.0,5.0,11.0,

15.0,26.0MPa

DN=25~600

碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢

4.5压力管道设计常用管法兰标准有哪些？

各标准都属于哪个体系？

公称压力如何分级？

答：

压力管道设计常用管法兰标准有下列四类：

（1）国家标准

1）GB9112～9123－88《钢制管法兰》国家标准是参照ISO7005－Ⅰ－1984《钢法兰》编制而成。

其公称直径范围、法兰结构及密封面型式等与ISO标准基本相同。

标准的构成形式为一种法兰型式、一种密封面型式和一个压力等级构成一个标准，共有165个法兰尺寸标准。

标准中有两个公称压力系列：

0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0MPa；

2.0,5.0,10.0,15.0,25.0,42.0MPa。

公称直径范围因公称压力不同而异：

PN=0.25MPa,DNmax=4000mm；

PN=42.0MPa,DNmax=300mm；

法兰结构型式：

有整体、螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、对焊环松套带颈、板式、对焊环松套板式、平焊环松套板式、板式翻边松套、法兰盖等。

机械科学研究院根据机械工业科学发展规划（编号95400816）要求，于1998年对该标准进行了修订。

此次修订的原则是，根据该标准使用经验，参照最新国际标准ISO7005/1－1992《金属法兰第一部分钢法兰》，对原标准做了较大修改，将标准定为推荐性标准，重要修改内容为：

a、修改后的标准为一种法兰型式、一种密封面形式和所有压力等级构成一个标准，这样修改后将原来的165个法兰尺寸标准压缩到29个，使标准更加标准化、系列化、而且有利于标准的使用和管理。

b、对原标准中的两个公称压力等级按ISO7005/1－1992进行了调整，即将PN10.0MPa调整为11.0MPa；将PN25.0MPa调整为26.0MPa。

目的是避免与欧洲法兰体系对应公称压力的法兰相混淆。

c、对原标准中的某些尺寸，如法兰厚度、螺栓规格和螺栓孔直径等尺寸按ISO7005/1－1992做了适当修改。

d、参照ISO7005/1－1992将GB9124－88《钢制管法兰对焊端部》和GB9131－88《钢制管法兰压力温度等级》两个标准的内容纲入GB/T9125《钢制管法兰技术条件》的附录中。

法兰压力椢露鹊燃兜娜范ㄔ蛞廊晃?

/FONT>PN0.25～4.0MPa（德国法兰体系）法兰的压力椢露鹊燃吨担墙夜ɡ疾牧嫌?

/FONT>ISO7005/1中的材料，通过性能对比后取ISO7005/1相应材料组的压力椢露鹊燃吨担?

/FONT>PN2.0～　42.0MPa（美国法兰体系）法兰的压力椢露鹊燃吨担前?

/FONT>ANSIB16.5中提出的法兰椢露鹊燃吨等范ǚ椒ǎ梦夜牟牧闲阅苁菁扑闱蟮谩Ｋ煌氖牵稍戳性谡闹懈奈性谔崾拘愿铰贾?

/FONT>（GB/T9125附录B），目的是仅供设计、使用者参考，设计人员要根据法兰实际使用工况确定法兰的压力椢露鹊燃吨担辉黾恿吮曜嫉氖褂靡螅魅妨吮曜嫉氖视梅段АＨ?

/FONT>PN0.25～4.0MPa法兰的压力椢露鹊燃吨担鍪视糜?

/FONT>DN≤600mm的某几种类型的法兰，DN>600mm法兰的压力椢露鹊燃吨担栌缮杓迫嗽备菔导是榭鼋泻怂悖恍薷牧?

/FONT>16Mn、15MnV一组材料的压力椢露鹊燃吨担辉黾恿?

/FONT>1Cr5Mo材料在400℃以上的压力－温度等级值等。

e、参照ISO7005/1－1992扩大了整体、对焊、螺纹等法兰的使用范围，如扩充尺寸系列，扩大压力等级范围、增加新的密封面形式等。

修订后的《钢制管法兰》的标准号为GB/T9112～9125。

目前（1998年10月），标准编制单位正将征求意见稿发到有关部门广泛征求意见。

2）GB/T13402－92《大直径碳钢管法兰》

基本上是等效采用API605《大直径碳钢法兰》。

公称压力PN为2.0、5.0、6.3、15MPa。

公称直径范围DN为650～1500mm。

法兰结构有对焊式和整体式两种，密封面为凸面。

（2）中国石油化工总公司标准SH3406－96《石油化工钢制管法兰》

SH3406是根据石油化工生产的特点，参照美国国家标准ANSIB16.5《钢制管法兰及法兰管件》及美国石油协会标准API605《大直径碳钢法兰》编制而成。

标准属于美洲体系。

公称压力范围PN=1.0，2.0，5.0，6.8，10.0，15.0，25.0，42.0MPa。

公称直径范围DN=15～1500mm。

DN≤600mm的法兰型式有对焊、平焊、承插焊、松套、螺纹等五种。

DN≥650mm的法兰仅有对焊法兰。

密封面型式，DN≤600mm时有凸台面、榫槽面、环槽面、凹凸面和全平面等五种，DN≥650mm时仅有凸台面。

（3）化工部标准HG20592～20635－97《钢制管法兰、垫片、紧固件》。

1）其中HG20592～20605属于欧洲体系

公称压力范围：

0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.3，10.0，16.0，25.0MPa等10个压力等级。

公称直径范围：

10～2000mm。

法兰型式有板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种。

密封面型式有突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。

2）其中HG20615～20626属于美洲体系

对于DN≤600mm的法兰等效采用了ANSIB16.5，对DN≥650mm的法兰等效采用ANSIB16.47中的B系列（API605）。

公称压力范围为2.0，5.0，11.0，15.0，26.0和42.0MPa。

公称直径范围为15～1500mm。

法兰型式有带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等5种法兰。

密封面型式有突面、凹凸面、槽榫面、环连接面、全平面等5种型式。

（4）机械行业标准JB/T74～90－94《管路法兰及垫片》

此标准属于欧洲标准体系，公称压力范围为0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.3，10.0，16.0，20.0MPa等10个压力等级。

公称直径范围为15～1600mm。

法兰型式有整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种法兰。

密封面型式有凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面等4种型式。

4.6压力管道设计常用管法兰用垫片标准有哪些？

答：

压力管道设计常用垫片标准有下列四类：

（1）国家标准

1）GB9126.1–88《平面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》

公称压力范围：

0.25，0.6，1.0，1.6，2.0MPa；

公称直径范围：

10～2000mm，厚度1.5～3.0mm。

2）GB9126.2－88《凸面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》

公称压力范围：

0.25，0.6，1.0，1.6，2.0，2.5，4.0，5.0MPa；

公称直径范围：

10～1000mm，厚度1.5～3.0mm。

3）GB9126.3－88《凹凸面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》

公称压力范围：

1.6，2.5，4.0，5.0MPa；

公称直径范围：

10～1000mm，厚度0.8～3.0mm。

4）GB9126.4－88《榫槽面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片》

公称压力范围：

0.6，2.5，4.0，5.0MPa；

公称直径范围：

10～1000mm，厚度0.8～3.0mm。

5）GB/T13403－92《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/T1=4.5/3.0或6.5/4.5mm。

b、带内外环缠绕式垫片

PN=15.0MPa；

DN=650～1200mm，T/T1=4.5/3.0或6.5/4.5mm。

c、石棉橡胶垫片

PN=2.0，5.0MPa，DN=650～　1500mm，t=2.0~　5.0mm。

6）GB/T13404－92《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）GB4622.1～4622.3－93《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，T1/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm；

DN=250～900mm，T1/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm。

PN=5.0，10.0，15.0，25.0MPa：

DN=15～200mm，T1/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm；

DN=250～600mm，T1/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm。

c、带外加强环型

PN=2.0，4.0，5.0，10.0，15.0，25.0MPa：

DN=10～350mm，T1/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm；

DN=400～600mm，T1/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm。

PN=2.5MPa：

DN=10～350mm，T1/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm；

DN=400～900mm，T1/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm。

d、带内外加强环型

PN=2.0，4.0，5.0，10.0，15.0，25.0MPa：

DN=15～450mm，T1/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm；

DN=500～600mm，T1/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm。

PN=2.5MPa：

DN=10～450mm，T1/T=2.0/3.2或3.0/4.5mm；

DN=500～900mm，T1/T=3.0/4.5或5.0/6.5mm。

8）GB/T15601－95《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型）及波纹型（C型）两种；

垫片厚度：

3mm。

（2）石油化工行业标准

1）SH3401–96《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）SH3402－96《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）SH3403－96《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：

椭圆形、八角形；

环号：

R11～R79

材料：

10，0Cr13，0Cr18Ni9，0Cr18Ni10Ti，0Cr17Ni12Mo2，00Cr19Ni10，

00Cr17Ni14Mo2。

4）SH3407－96《管法兰用缠绕式垫片》

a、基本型

PN=5.0～25.0MPa，DN=15～600，T=4.5mm

b、带内环型

PN=5.0～25.0MPa，DN=15～600mm，T/T1=4.5/3.0mm；

c、带外环型

PN=2.0～25.0MPa，DN=15～600mm，T/T1=4.5/3.0mm；

PN=1.0～5.0MPa，DN=650～1500mm，T/T1=4.5/3.0mm。

d、带内外环型

PN=2.0～25.0MPa，DN=15～600mm，T/T1=4.5/3.0mm；

PN=1.0～5.0MPa，DN=650～1500mm，T/T1=4.5/3.0mm。

金属带材料：

0Cr13，0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti，0Cr17Ni12Mo2，0Cr25Ni20，

00Cr17Ni14Mo2，00Cr19Ni10。

非金属带材料：

特制石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯。

（3）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

体系

项目

HG20606－97

HG20627－97

欧洲

美洲

全平面用

PN=0.25；0.6MPa:

DN=10～600mm

PN=1.0，1.6MPa:

DN=10～200mm

PN2.0，DN=15～600mm

突面用

PN=0.25～4.0MPa:

DN=10～2000mm

PN=2.0；5.0MPa:

DN=15～1500mm

凹凸面用

PN=1.0～4.0MPa

PN=5.0MPa

榫槽面用

DN=10～600mm

DN=15～600mm

垫片厚度：

DN≤300mm，T=1.5mm，

DN=3