工業金(jin)屬管道設計(ji)規范(fan)對管道材料要求主要有(you)以下幾點:
一、一 般規定(ding)
1. 管道(dao)材料的(de)選用必須依據管道(dao)的(de)使用條件(設計壓力、設計溫(wen)度(du)、流(liu)體類別)、經濟性、耐(nai)蝕(shi)性、材料的(de)焊接及加工等性能,同(tong)時應符合本規范(fan)所提(ti)出的(de)材料韌性要求及其他(ta)規定。
2. 用于(yu)管道的(de)材料,其規(gui)格與性(xing)能(neng)應符合國家現行標準的(de)規(gui)定。
3. 使用本規(gui)(gui)范未(wei)列出的(de)材料,應(ying)符合國家現(xian)行的(de)相應(ying)材料標準,包括化學成分、物理和力(li)學特性(xing)、制造工(gong)藝方法、熱處理、檢驗(yan)以及(ji)本規(gui)(gui)范其他方面的(de)規(gui)(gui)定。
二(er)、金(jin)屬材料的使用溫度
1. 材(cai)料使用溫度,除了應符合本規范附(fu)錄A的規定(ding)外,還(huan)需依據流體腐蝕的影響及對(dui)材(cai)料性(xing)能(neng)的影響等確(que)定(ding)。
2. 材(cai)料(liao)的使用溫度上下限(xian)應(ying)符合下列規定(ding)∶
①. 材料的(de)使用(yong)溫(wen)度(du),不應超出本規(gui)范(fan)附(fu)錄(lu)A所規(gui)定的(de)溫(wen)度(du)上下限(xian)。
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(yong)溫度條件下應保證(zheng)材料(liao)的(de)適用(yong)性和可靠性;
b. 在使用(yong)溫度下,材料(liao)應(ying)具有對流體(ti)及外(wai)界(jie)環(huan)境影響的抵抗力;
c. 應按本規范第3.2.3條的規定(ding)確定(ding)材料的許用(yong)應力。
三、金屬材料的低溫韌性試驗要求(qiu)
1. 管道設計溫度低于(yu)或等于(yu)-20℃,而高(gao)于(yu)本規范附錄A中使用(yong)溫度下(xia)限的(de)碳(tan)素鋼、低合金鋼、中合金鋼和(he)高(gao)合金鐵素體鋼,出廠材料及采(cai)用(yong)焊接堆積的(de)焊縫金屬和(he)熱影響區應(ying)進行低溫沖擊試驗。
2. 奧氏(shi)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(ao)氏體(ti)高合金鋼的使用溫(wen)度等(deng)于(yu)或高于(yu)-196℃時,可免做(zuo)低溫(wen)沖擊試驗。
4. 符合下列條(tiao)件之一時,管道材料(liao)可免做低(di)溫沖擊試驗∶
a. 使用溫度等于或(huo)高于-45℃,且不低于本規范附錄A 中(zhong)材料(liao)使用溫度下(xia)限,同時(shi),材料(liao)的厚度無(wu)法(fa)制備5mm厚試樣時(shi)。
b. 除(chu)了抗拉強度(du)下限值(zhi)大于540MPa的鋼材及螺栓材料外,使用的材料在(zai)低溫低應力工況下,若設計溫度(du)加50℃后,高(gao)于-20℃時。
注∶低溫低應(ying)力工況為(wei)設計(ji)溫度低于或(huo)等(deng)于-20℃的受壓的管(guan)道組(zu)成件,其環(huan)向應(ying)力小于或(huo)等(deng)于鋼(gang)材標準中(zhong)屈服點的1/6,且不大于50MPa的工況。
5. 需(xu)熱處(chu)理的材料,應在(zai)熱處(chu)理后(hou)進(jin)行(xing)沖(chong)擊試(shi)驗。
6. 下(xia)列條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)鋼板制(zhi)管子或管件(jian)的(de)(de)板材,應增加低溫沖擊試驗∶
a. 使用(yong)溫度低(di)于0℃時∶厚度大于25mm的20R;厚度大于38mm的在本規(gui)范附錄A 表A.0.2中所列的低(di)合金鋼但不包括(kuo)低(di)溫鋼。
b. 使(shi)用溫(wen)度(du)低于-10℃時∶厚度(du)大(da)于12mm的(de)20R;厚度(du)大(da)于20mm的(de)16MnR、15MnVR和(he)15MnVNR。
7. 在溫(wen)度下限以上使(shi)用有(you)色金(jin)屬和它(ta)的(de)合金(jin)材料時(shi),如填充金(jin)屬成分與母材成分不(bu)同,焊接接頭應進行低溫(wen)拉伸試驗,延伸率應符合設(she)計規定。
8. 制造廠已(yi)作過沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的材料,但加工后(hou)經過熱處理(li)時,應(ying)進行低溫沖(chong)擊(ji)試(shi)驗。
9. 焊(han)接結(jie)構中,對熱影響(xiang)區的低溫(wen)沖(chong)擊試驗可滿(man)足對基體材料(liao)的沖(chong)擊試驗。
10. 材(cai)料(liao)沖(chong)擊試驗(yan)的(de)方法應(ying)按現(xian)行國家標準(zhun)《金屬(shu)夏比缺口(kou)沖(chong)擊試驗(yan)方法》GB/T229的(de)規(gui)定。在低(di)溫下的(de)沖(chong)擊功(gong)值應(ying)符合低(di)溫用材(cai)料(liao)標準(zhun)或表4.3.10的(de)規(gui)定。當沖(chong)擊功(gong)不相同的(de)基(ji)體(ti)材(cai)料(liao)焊(han)接一起時,其沖(chong)擊試驗(yan)能量應(ying)符合較小抗拉強度的(de)基(ji)體(ti)材(cai)料(liao)的(de)要求。
11. 試樣(yang)(yang)應從同批、同規格、同樣(yang)(yang)加工、焊接和(he)熱(re)處理條件的材料中制取。
四、材料的使(shi)用(yong)要求
1. 制造管道組成件用鋼(gang)材應符合(he)下列規定(ding)∶
①. Q235-A材料宜(yi)用于(yu)C及D類(lei)流(liu)體(ti)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(lei)流(liu)體(ti)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(gang)厚度大(da)于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其他低(di)合金(jin)鋼厚(hou)度(du)大于25mm。以(yi)上質量不(bu)應低(di)于Ⅲ級。
d. 對于(yu)(yu)調質鋼板不(bu)論厚度多少,均須(xu)檢測,質量(liang)不(bu)應低于(yu)(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(tie)類(lei)材料使用范圍應(ying)符合(he)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)(zhu)鐵件不宜(yi)(yi)使用于輸送B類流體的管道上,在特殊情況(kuang)下必須(xu)使用時(shi),其(qi)設計溫度(du)不應高于150℃,設計壓力不應超(chao)過(guo)1.0MPa;C類流體管道使用灰鑄(zhu)(zhu)鐵件的設計壓力不宜(yi)(yi)超(chao)過(guo)1.6MPa,設計溫度(du)不宜(yi)(yi)超(chao)過(guo)230℃;
b. 可鍛(duan)鑄鐵用于(yu)(yu)C類(lei)流(liu)體(ti)管道,設(she)(she)計(ji)溫度(du)不應(ying)(ying)高(gao)于(yu)(yu)230℃,設(she)(she)計(ji)壓力(li)不應(ying)(ying)大(da)于(yu)(yu)2.5MPa;或用于(yu)(yu)設(she)(she)計(ji)溫度(du)為300℃時(shi),設(she)(she)計(ji)壓力(li)不應(ying)(ying)大(da)于(yu)(yu)2.0MPa;用于(yu)(yu)B類(lei)流(liu)體(ti)管道,設(she)(she)計(ji)溫度(du)不應(ying)(ying)高(gao)于(yu)(yu)150℃,設(she)(she)計(ji)壓力(li)不應(ying)(ying)大(da)于(yu)(yu)2.5MPa;
c. 高硅鑄(zhu)鐵(tie)不得(de)用于(yu)B類流(liu)體(ti)。
3. 使(shi)用其(qi)他金屬(shu)材(cai)料應符合下列規定∶
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(shi)用復(fu)合(he)金(jin)屬和襯里(li)材料(liao)應符合(he)下列規定(ding)∶
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)體復合材料的管道耐壓(ya)強度計(ji)算,可(ke)根據扣除所(suo)有厚度附加量后的基層和(he)復層金屬的總厚度來(lai)計(ji)算。
b. 基層和復層金屬(shu)的(de)(de)許用(yong)應(ying)力(li)(li)可按本(ben)規范附(fu)錄A的(de)(de)規定。但復層金屬(shu)的(de)(de)許用(yong)應(ying)力(li)(li)取值不應(ying)大于基層金屬(shu)的(de)(de)許用(yong)應(ying)力(li)(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. 選擇連接接頭和輔(fu)助(zhu)材(cai)(cai)料諸如膠泥、溶劑(ji)、釬焊材(cai)(cai)料、填料、襯(chen)墊及"O"形環、螺紋的(de)潤(run)滑劑(ji)與(yu)密封(feng)劑(ji)等用以(yi)制作或用作密封(feng)接頭時,對上述材(cai)(cai)料與(yu)所輸送流體應有相容性(xing)。
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