有的不銹鋼(gang)管道設計壓力超過了普通規范的要求,如本書第一章所述,SH/T 3059適用于設計壓力不大于35MPa的管道系統,GB50316適用于設計壓力不大于42MPa的管道系統。對于設計壓力超過35MPa或42MPa等較高壓力不銹鋼管道的壁厚如何計算?
(1)我國化工行業標(biao)準(zhun)HG/T 20256《化工高(gao)(gao)壓(ya)(ya)管道(dao)通用(yong)技術規(gui)范》,管道(dao)分為A、H兩個系列。A系列管道(dao)適用(yong)于(yu)壓(ya)(ya)力等(deng)級 Class900(PN150)、Class1500(PN260)、Class2500(PN420)通用(yong)化工高(gao)(gao)壓(ya)(ya)管道(dao)的(de)設(she)計(ji)、制造(zao)和施工;H系列管道(dao)適用(yong)于(yu)壓(ya)(ya)力等(deng)級PN160、PN220、PN260、PN320 高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氫氮氣合成(cheng)和尿素(su)裝(zhuang)置的(de)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)不銹鋼管道(dao)的(de)設(she)計(ji)、制造(zao)和施工。
高壓(ya)(ya)不銹(xiu)鋼管(guan)道(dao)材料(liao)許用(yong)(yong)應(ying)力(li)應(ying)按(an)現行國(guo)家(jia)標(biao)準GB/T 20801.2《壓(ya)(ya)力(li)管(guan)道(dao)規范 工(gong)業管(guan)道(dao)第(di)2部(bu)分:材料(liao)》的有(you)(you)關(guan)規定(ding)取(qu)值。高壓(ya)(ya)管(guan)道(dao)用(yong)(yong)鍛(duan)件材料(liao)許用(yong)(yong)應(ying)力(li)應(ying)按(an)現行國(guo)家(jia)標(biao)準GB/T150.2《壓(ya)(ya)力(li)容器 第(di)2部(bu)分:材料(liao)》的有(you)(you)關(guan)規定(ding)取(qu)值。
A系列的(de)彎(wan)管(guan)和(he)H系列的(de)彎(wan)管(guan)、焊接三通、透鏡(jing)墊及采用螺紋法蘭連接的(de)直(zhi)管(guan),其原材料所用高壓管(guan)子(zi)的(de)壁厚宜為正(zheng)偏(pian)差。
高壓(ya)法(fa)蘭和(he)法(fa)蘭蓋應采用鍛件制造,鍛件級(ji)(ji)別不(bu)得低(di)(di)于行業(ye)標準NB/T 47008《承(cheng)壓(ya)設備(bei)用碳(tan)素鋼和(he)合(he)金鋼鍛件》、NB/T 47009《低(di)(di)溫承(cheng)壓(ya)設備(bei)用低(di)(di)合(he)金鋼鍛件》和(he)NB/T 47010《承(cheng)壓(ya)設備(bei)用不(bu)銹鋼和(he)耐熱鋼鍛件》規定的Ⅲ級(ji)(ji)。
(2)超高壓(ya)不銹鋼管道(dao)的壁厚計算可依據ASME B31.3《工藝管道(dao)》(第IX章高壓(ya)管道(dao)規(gui)定(ding)高壓(ya)指的是超過(guo)ASME B16.5的PN420(CL2500)額定(ding)級,規(gui)定(ding)設計溫度(du)和材料組(zu)別所(suo)允許的壓(ya)力)。
高于(yu)在對應溫度下設計壓(ya)(ya)力的壓(ya)(ya)力偏差(cha),對任(ren)何管道系統都(dou)是不允許(xu)的。卸壓(ya)(ya)時的累積除外。
①. 管(guan)道直管(guan)段(duan)所需壁厚應(ying)按式(3.3.37)確定。
對(dui)于螺紋(wen)組件,應采(cai)用公稱螺紋(wen)深度(ASME B1.20.1中的h或相當者),但對(dui)直(zhi)螺紋(wen)接頭,如下列情(qing)況符(fu)合(he),則外螺紋(wen)槽深度無需考慮:
a. 螺(luo)紋(wen)槽深度≤20%壁厚(hou)的(de);
b. 動(dong)外徑與內徑比D/d>1.1;
c. 內螺紋連接(jie)提供(gong)足夠的(de)補強;
d. 螺(luo)紋(wen)加上退(tui)刀部分(fen)長度(du)超出補(bu)強(qiang)的距(ju)離≤管道的公稱壁厚。
藉(jie)連接而獲得的(de)足(zu)夠補(bu)強(qiang)定義是:為(wei)保(bao)證(zheng)接頭的(de)靜爆(bao)破壓(ya)力≥管(guan)道無(wu)螺紋部分的(de)爆(bao)破強(qiang)度所需(xu)的(de)補(bu)強(qiang)是否足(zu)夠,應按要求驗證(zheng)。
③. 超高壓(ya)內壓(ya)直管的壁厚(hou)計算
內壓設計壁厚t應不(bu)小于(yu)按具體(ti)規定(ding)外(wai)徑和(he)最小壁厚管(guan)道的(de)(de)式(shi)(3.3.38)計算(suan)的(de)(de)厚度或按具有(you)規定(ding)內徑和(he)最小壁厚管(guan)道的(de)(de)式(shi)(3.3.39)計算(suan)的(de)(de)厚度。
④. 超高壓外壓直(zhi)管(guan)的(de)壁厚計算(suan)
對于(yu)D/t<3.33的管(guan)道,若(ruo)管(guan)道至少(shao)一端暴露在完全(quan)的外(wai)壓(ya)中(zhong)而產生軸向外(wai)壓(ya)應力(li)者(zhe),外(wai)壓(ya)直(zhi)(zhi)管(guan)壓(ya)力(li)設計(ji)厚(hou)度(du)應按高壓(ya)內(nei)壓(ya)直(zhi)(zhi)管(guan)壁厚(hou)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)(shi)確(que)定(ding)。對D/t≥3.33和(he)D/t<3.33兩端都不承(cheng)受外(wai)壓(ya)的管(guan)道,其壓(ya)力(li)設計(ji)壁厚(hou)應按ASMEB31.3普通壓(ya)力(li)承(cheng)受外(wai)壓(ya)的直(zhi)(zhi)管(guan)壁厚(hou)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)(shi)確(que)定(ding),但應力(li)值應取自 ASME B31.3表K-1。
⑤. 超高壓管道材料的一些特殊(shu)要(yao)求(qiu)
不允(yun)許使用球(qiu)墨鑄鐵或其他鑄鐵。鍍(du)鋅材(cai)料不允(yun)許用于(yu)受壓組件,也不能用焊接方法連接到受壓組件上去。
⑥. 超高(gao)壓管道無損檢測的一些特殊要求
所有環縫(feng)、縱(zong)縫(feng)和支管連(lian)接焊(han)縫(feng)均(jun)應按(an)規定100%檢查(cha)。超(chao)聲波檢查(cha)不應代替射線照相檢查(cha),但可(ke)作為其補充。
(3)GB/T 20801、TSG D0001 也(ye)有超(chao)高壓管道設計(ji)的要求。如果(guo)是油(you)(you)(you)井超(chao)高壓管道,也(ye)可(ke)參考API 6A《井口裝(zhuang)(zhuang)置和采(cai)油(you)(you)(you)樹(shu)設備(bei)(bei)規范》和GB/T 22513《石(shi)油(you)(you)(you)天然氣工業鉆井和采(cai)油(you)(you)(you)設備(bei)(bei)井口裝(zhuang)(zhuang)置和采(cai)油(you)(you)(you)樹(shu)》等標準來計(ji)算。