有的不銹鋼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(bu)銹鋼管道的壁厚如何計算?
(1)我國(guo)化工(gong)(gong)行業標準HG/T 20256《化工(gong)(gong)高壓(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)道(dao)通用技術規范》,管(guan)(guan)(guan)道(dao)分為A、H兩個系(xi)列。A系(xi)列管(guan)(guan)(guan)道(dao)適用于(yu)壓(ya)(ya)力等(deng)級 Class900(PN150)、Class1500(PN260)、Class2500(PN420)通用化工(gong)(gong)高壓(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)設計、制造和施工(gong)(gong);H系(xi)列管(guan)(guan)(guan)道(dao)適用于(yu)壓(ya)(ya)力等(deng)級PN160、PN220、PN260、PN320 高壓(ya)(ya)氫氮氣合成(cheng)和尿素裝置的(de)高壓(ya)(ya)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)設計、制造和施工(gong)(gong)。
高壓(ya)不(bu)銹鋼管(guan)道材(cai)料許用(yong)應(ying)力(li)應(ying)按現行國家(jia)標準(zhun)GB/T 20801.2《壓(ya)力(li)管(guan)道規(gui)范(fan) 工業管(guan)道第2部(bu)分(fen):材(cai)料》的有(you)關(guan)規(gui)定取值。高壓(ya)管(guan)道用(yong)鍛(duan)件材(cai)料許用(yong)應(ying)力(li)應(ying)按現行國家(jia)標準(zhun)GB/T150.2《壓(ya)力(li)容(rong)器 第2部(bu)分(fen):材(cai)料》的有(you)關(guan)規(gui)定取值。
A系(xi)列的(de)(de)彎管(guan)和(he)H系(xi)列的(de)(de)彎管(guan)、焊(han)接(jie)三通(tong)、透(tou)鏡(jing)墊及采用螺紋法蘭連接(jie)的(de)(de)直管(guan),其原材料(liao)所用高壓管(guan)子的(de)(de)壁厚宜為正(zheng)偏差(cha)。
高壓(ya)(ya)法(fa)(fa)蘭和法(fa)(fa)蘭蓋(gai)應采用(yong)鍛(duan)件(jian)制造,鍛(duan)件(jian)級別不(bu)(bu)得低于(yu)行業標準NB/T 47008《承壓(ya)(ya)設(she)備(bei)用(yong)碳素鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)鍛(duan)件(jian)》、NB/T 47009《低溫承壓(ya)(ya)設(she)備(bei)用(yong)低合(he)金鋼(gang)鍛(duan)件(jian)》和NB/T 47010《承壓(ya)(ya)設(she)備(bei)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang)鍛(duan)件(jian)》規(gui)定的Ⅲ級。
(2)超高(gao)壓不銹鋼(gang)管(guan)(guan)道的壁厚計算可依據ASME B31.3《工藝管(guan)(guan)道》(第IX章高(gao)壓管(guan)(guan)道規定(ding)高(gao)壓指的是超過ASME B16.5的PN420(CL2500)額定(ding)級,規定(ding)設計溫(wen)度和材料組別所允許的壓力)。
高于在對應溫(wen)度下設計壓力(li)的壓力(li)偏差,對任何管(guan)道系統都是不允許(xu)的。卸壓時的累積除外。
①. 管(guan)道直(zhi)管(guan)段所需壁厚應按式(3.3.37)確定。
對(dui)(dui)于螺(luo)紋(wen)組件,應(ying)采用公(gong)稱螺(luo)紋(wen)深度(ASME B1.20.1中的h或相當者),但對(dui)(dui)直螺(luo)紋(wen)接(jie)頭,如下(xia)列情況符合(he),則外螺(luo)紋(wen)槽(cao)深度無需(xu)考慮:
a. 螺紋槽深度(du)≤20%壁厚的(de);
b. 動外徑(jing)與內徑(jing)比D/d>1.1;
c. 內螺紋連接(jie)提供足夠的補(bu)強(qiang);
d. 螺紋加(jia)上退(tui)刀部分長度(du)超(chao)出補強的距(ju)離≤管道的公(gong)稱壁厚。
藉(jie)連接而獲得的(de)足夠(gou)補(bu)(bu)強定義是:為保證(zheng)接頭的(de)靜爆(bao)破(po)壓(ya)力(li)≥管道無螺紋部分(fen)的(de)爆(bao)破(po)強度(du)所需的(de)補(bu)(bu)強是否足夠(gou),應按(an)要(yao)求(qiu)驗證(zheng)。
③. 超(chao)高壓內壓直管的壁厚(hou)計算
內(nei)壓設計壁(bi)厚(hou)t應不小于按具體規定外徑(jing)(jing)和(he)最(zui)小壁(bi)厚(hou)管道的式(3.3.38)計算(suan)的厚(hou)度或按具有(you)規定內(nei)徑(jing)(jing)和(he)最(zui)小壁(bi)厚(hou)管道的式(3.3.39)計算(suan)的厚(hou)度。
④. 超高壓(ya)外壓(ya)直(zhi)管的壁厚計算
對于D/t<3.33的(de)(de)管(guan)道(dao),若管(guan)道(dao)至少一端暴露在(zai)完全的(de)(de)外(wai)壓(ya)(ya)中而產(chan)生軸向外(wai)壓(ya)(ya)應力(li)者,外(wai)壓(ya)(ya)直管(guan)壓(ya)(ya)力(li)設(she)計厚(hou)度應按高壓(ya)(ya)內(nei)壓(ya)(ya)直管(guan)壁(bi)厚(hou)計算公式確(que)定。對D/t≥3.33和D/t<3.33兩端都(dou)不承受外(wai)壓(ya)(ya)的(de)(de)管(guan)道(dao),其壓(ya)(ya)力(li)設(she)計壁(bi)厚(hou)應按ASMEB31.3普通壓(ya)(ya)力(li)承受外(wai)壓(ya)(ya)的(de)(de)直管(guan)壁(bi)厚(hou)計算公式確(que)定,但應力(li)值應取自 ASME B31.3表K-1。
⑤. 超高壓管道材(cai)料(liao)的(de)一(yi)些特殊要求
不(bu)(bu)允(yun)許使用(yong)球墨鑄鐵或(huo)其(qi)他鑄鐵。鍍鋅材料不(bu)(bu)允(yun)許用(yong)于受(shou)壓組(zu)件,也不(bu)(bu)能用(yong)焊接方(fang)法(fa)連(lian)接到(dao)受(shou)壓組(zu)件上去。
⑥. 超高壓管道無損檢測的一些(xie)特殊(shu)要(yao)求
所有環縫、縱(zong)縫和支管(guan)連接焊縫均(jun)應按規(gui)定100%檢(jian)查(cha)。超聲波檢(jian)查(cha)不(bu)應代替射(she)線照相(xiang)檢(jian)查(cha),但可(ke)作為其補充(chong)。
(3)GB/T 20801、TSG D0001 也有超(chao)(chao)高(gao)壓管道設計的要求。如(ru)果是油(you)井超(chao)(chao)高(gao)壓管道,也可(ke)參考API 6A《井口裝置(zhi)(zhi)和(he)(he)采(cai)油(you)樹設備(bei)規范》和(he)(he)GB/T 22513《石油(you)天然氣(qi)工業鉆井和(he)(he)采(cai)油(you)設備(bei)井口裝置(zhi)(zhi)和(he)(he)采(cai)油(you)樹》等標準來計算。