工業金屬管(guan)道(dao)設計(ji)規范對管(guan)道(dao)材料要(yao)求主要(yao)有(you)以(yi)下幾點:
一、一 般規定(ding)
1. 管道材料(liao)的(de)(de)(de)選(xuan)用必須(xu)依據管道的(de)(de)(de)使用條件(設(she)計壓(ya)力、設(she)計溫度(du)、流(liu)體類別)、經濟性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)、材料(liao)的(de)(de)(de)焊接及(ji)加工等性(xing)(xing)能,同(tong)時應符合(he)本規范所(suo)提(ti)出的(de)(de)(de)材料(liao)韌性(xing)(xing)要求及(ji)其他規定。
2. 用于管道的材料,其規(gui)格與性能應符(fu)合國家現行標(biao)準的規(gui)定。
3. 使(shi)用(yong)本(ben)規范(fan)未列出的(de)材料,應(ying)符合國(guo)家現行的(de)相應(ying)材料標準,包(bao)括化學成分、物理和力學特性、制(zhi)造工藝方法、熱處理、檢驗以及本(ben)規范(fan)其(qi)他(ta)方面的(de)規定。
二、金屬材料的使(shi)用溫度
1. 材(cai)料使用溫度,除(chu)了(le)應符合(he)本(ben)規范附錄A的規定外,還(huan)需依(yi)據流體(ti)腐蝕的影響(xiang)及對材(cai)料性能的影響(xiang)等確定。
2. 材(cai)料的使用(yong)溫度上下限(xian)應符合下列規(gui)定∶
①. 材料的使(shi)用溫度,不應超出本規(gui)范附(fu)錄A所(suo)規(gui)定的溫度上下(xia)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料的適(shi)用性(xing)和可靠性(xing);
b. 在使用溫度下,材料應(ying)具有對(dui)流體(ti)及(ji)外(wai)界環境影響(xiang)的(de)抵抗力(li);
c. 應按本規范第3.2.3條(tiao)的規定確(que)定材(cai)料的許用(yong)應力。
三(san)、金屬材(cai)料的低溫韌性試驗要求
1. 管(guan)道設計溫度低(di)(di)于或等于-20℃,而(er)高于本規范附錄A中(zhong)使用(yong)溫度下限(xian)的碳素鋼(gang)、低(di)(di)合(he)金鋼(gang)、中(zhong)合(he)金鋼(gang)和(he)高合(he)金鐵素體鋼(gang),出廠材(cai)料及采用(yong)焊接(jie)堆積(ji)的焊縫金屬(shu)和(he)熱影響區應進行(xing)低(di)(di)溫沖擊試(shi)驗。
2. 奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang),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. 奧氏體高合金鋼的使用溫度等于(yu)或高于(yu)-196℃時,可(ke)免做低溫沖擊試驗(yan)。
4. 符合下列條件(jian)之(zhi)一時(shi),管道材料可免做低溫沖擊試(shi)驗∶
a. 使用溫(wen)度(du)等(deng)于或高于-45℃,且不低于本規范(fan)附錄(lu)A 中材料使用溫(wen)度(du)下(xia)限,同時,材料的厚(hou)度(du)無法(fa)制備5mm厚(hou)試樣時。
b. 除了抗拉(la)強度下限值(zhi)大于540MPa的(de)鋼材及螺栓材料(liao)外,使用的(de)材料(liao)在(zai)低(di)溫(wen)低(di)應(ying)力(li)工況(kuang)下,若設計溫(wen)度加50℃后,高于-20℃時。
注(zhu)∶低(di)溫低(di)應(ying)力(li)工(gong)況(kuang)為(wei)設(she)計(ji)溫度低(di)于(yu)(yu)或等(deng)于(yu)(yu)-20℃的(de)受壓的(de)管(guan)道組(zu)成件(jian),其環向(xiang)應(ying)力(li)小于(yu)(yu)或等(deng)于(yu)(yu)鋼材標準中(zhong)屈(qu)服(fu)點的(de)1/6,且不大于(yu)(yu)50MPa的(de)工(gong)況(kuang)。
5. 需熱處理的材料,應(ying)在熱處理后進(jin)行(xing)沖擊試驗。
6. 下(xia)列條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)的(de)鋼(gang)板制管子或(huo)管件(jian)(jian)的(de)板材,應增加低溫沖擊試驗(yan)∶
a. 使(shi)用溫(wen)度低于0℃時∶厚度大于25mm的20R;厚度大于38mm的在本規范附錄A 表A.0.2中所列的低合金鋼但不包括低溫(wen)鋼。
b. 使用溫度低(di)于-10℃時∶厚度大于12mm的20R;厚度大于20mm的16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫度下限(xian)以上(shang)使用有色金(jin)屬和它的合金(jin)材料時,如填充(chong)金(jin)屬成分(fen)與母材成分(fen)不(bu)同,焊接接頭應進行低溫拉伸(shen)(shen)試驗,延伸(shen)(shen)率應符合設計規定。
8. 制造廠已作過沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)的材料,但加工后(hou)經過熱處理時(shi),應進行低(di)溫沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)。
9. 焊接結構中,對熱影響區的(de)低溫沖擊(ji)試驗(yan)可(ke)滿足對基體材料的(de)沖擊(ji)試驗(yan)。
10. 材料沖(chong)擊試(shi)驗(yan)的方(fang)法應按現(xian)行國家標(biao)準(zhun)(zhun)《金屬夏比(bi)缺(que)口沖(chong)擊試(shi)驗(yan)方(fang)法》GB/T229的規(gui)(gui)定。在低(di)溫(wen)下的沖(chong)擊功值應符(fu)合(he)低(di)溫(wen)用材料標(biao)準(zhun)(zhun)或(huo)表(biao)4.3.10的規(gui)(gui)定。當沖(chong)擊功不相同的基(ji)體材料焊接一(yi)起(qi)時,其沖(chong)擊試(shi)驗(yan)能量應符(fu)合(he)較(jiao)小(xiao)抗(kang)拉強(qiang)度的基(ji)體材料的要求。
11. 試樣應(ying)從同批、同規格(ge)、同樣加工、焊接和熱處理條件的材料中(zhong)制取(qu)。
四、材(cai)料的使用要求
1. 制造管道組成件(jian)用鋼材應符合下列(lie)規定∶
①. Q235-A材料宜(yi)用于(yu)C及D類流體管道,設(she)計壓力不(bu)宜(yi)大(da)于(yu)1.6MPa。Q235-A·F材料宜(yi)用于(yu)D類流體管道,設(she)計壓力不(bu)宜(yi)大(da)于(yu)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(hou)度大于(yu)20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其他低合(he)金(jin)鋼厚度大(da)于25mm。以(yi)上(shang)質量(liang)不(bu)應低于Ⅲ級。
d. 對(dui)于調質(zhi)鋼板不論厚(hou)度多少,均須(xu)檢測,質(zhi)量不應低于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(lei)材料使用范圍應符合下列規定∶
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(zhu)鐵件不(bu)(bu)宜使用于(yu)輸送B類流體(ti)的(de)管(guan)道上,在特殊情況下必須使用時,其設計(ji)溫度不(bu)(bu)應高于(yu)150℃,設計(ji)壓力不(bu)(bu)應超過1.0MPa;C類流體(ti)管(guan)道使用灰鑄(zhu)鐵件的(de)設計(ji)壓力不(bu)(bu)宜超過1.6MPa,設計(ji)溫度不(bu)(bu)宜超過230℃;
b. 可鍛鑄鐵用于C類(lei)流體管(guan)道,設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)不應高于230℃,設(she)(she)計(ji)(ji)壓力(li)不應大(da)于2.5MPa;或用于設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)為300℃時,設(she)(she)計(ji)(ji)壓力(li)不應大(da)于2.0MPa;用于B類(lei)流體管(guan)道,設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)不應高于150℃,設(she)(she)計(ji)(ji)壓力(li)不應大(da)于2.5MPa;
c. 高硅鑄鐵(tie)不(bu)得用于B類流體(ti)。
3. 使用其他金屬材(cai)料應符合下列(lie)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. 使用復合金屬(shu)和襯里材(cai)料應符合下列規(gui)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. 整體復合(he)材料的管(guan)道耐壓強度計算,可(ke)根據扣(kou)除所有厚(hou)度附加量后的基層(ceng)和復層(ceng)金屬的總厚(hou)度來計算。
b. 基(ji)層(ceng)和復(fu)層(ceng)金(jin)屬(shu)的許用應(ying)(ying)力(li)(li)(li)可按(an)本(ben)規范附錄A的規定。但復(fu)層(ceng)金(jin)屬(shu)的許用應(ying)(ying)力(li)(li)(li)取值(zhi)不應(ying)(ying)大于基(ji)層(ceng)金(jin)屬(shu)的許用應(ying)(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)。
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(xuan)擇連接(jie)接(jie)頭(tou)和輔助材(cai)料諸如膠泥、溶劑(ji)、釬(han)焊材(cai)料、填料、襯墊及"O"形環、螺(luo)紋的潤滑劑(ji)與密(mi)(mi)封劑(ji)等用以制(zhi)作(zuo)或(huo)用作(zuo)密(mi)(mi)封接(jie)頭(tou)時,對上述材(cai)料與所輸送流體應有相容性。
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