低溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)講座tian

低溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)講座中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司2015年12月目錄一、前言二、低溫系統(tǒng)工藝、自控設(shè)計(jì)特殊要求三、低溫系統(tǒng)管道布置特殊要求四、低溫系統(tǒng)管材專業(yè)特殊要求五、低溫系統(tǒng)保冷材料特殊要求六、低溫系統(tǒng)防腐材料特殊要求七、低溫系統(tǒng)管機(jī)專業(yè)特殊要求2一、前言1、溫度分級(jí)高溫、常溫、低溫、超低溫，在工程設(shè)計(jì)中并沒有非常一致、統(tǒng)一的概念，通常20

-35℃稱之為常溫，高于常溫便是高溫，低于常溫-196℃以上稱為低溫；-196℃~-273℃稱為“超低溫”；高溫區(qū)我們關(guān)注的是375℃（碳鋼蠕變溫度）、800℃（不銹鋼蠕變溫度）；低溫區(qū)我們關(guān)注的是0℃（水凝固溫度）-10℃（Q215/Q235最低使用溫度）-20

℃（10、20最低使用溫度）、-40℃（Q345最低使用溫度)、-46℃（

16MnDG最低使用溫度)、-101℃（

06Ni3MoDG最低使用溫度)、-196℃

（321H最低使用溫度)和-273℃

（

304L、316L最低使用溫度)。

2、常見液化氣體LNG、氨、CO2

、丙烯物理性質(zhì)3

LNG:1、LNG的主要成份為甲烷，化學(xué)名稱為CH4，還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。2、臨界溫度為-82.3℃，臨界壓力為45.8kg/cm3，沸點(diǎn)為-162.5℃，熔點(diǎn)為-182℃，著火點(diǎn)為650℃。3、液態(tài)密度為0.430t/m3，氣態(tài)密度為0.688kg/Nm3，氣態(tài)熱值9100Kcal/m3，液態(tài)熱值12000Kcal/kg。4、爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。5、無色、無味、無毒且無腐蝕性,。體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625。45標(biāo)識(shí)中文名

氨英文名

ammoniaLiquefied危險(xiǎn)性類別

第2.3類有毒氣體分子式

NH3分子量

17.03CAS號(hào)

7664－41－7危規(guī)號(hào)

23003UN編號(hào)

1005化學(xué)類別

氨理化性質(zhì)外觀與性狀：無色透明流動(dòng)液體，有特殊的刺激氣味（臭）。臨界溫度(℃)132.5臨界壓力(MPa)11.4熔點(diǎn)(℃)–77.7燃燒熱

(KJ/mol)無資料沸點(diǎn)(℃)–33.5相對(duì)密度(水＝1)0.82(-79℃)(空氣＝1)0.6飽和蒸氣壓(KPa)857(20℃)燃燒爆炸危險(xiǎn)性燃爆危險(xiǎn)

本品易燃、有毒、具有刺激性，在氧氣中能燃燒分解。引燃溫度(℃)651閃點(diǎn)(℃)無意義最小點(diǎn)火能(mj)無資料爆炸下限(%)15.7爆炸上限(%)27.4最大爆炸壓力(MPa)0.580危險(xiǎn)特性：與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。有害燃燒產(chǎn)物：氧化氮、氨。6CO2：

危險(xiǎn)性類別：第2.2類

不燃?xì)怏w外觀與性狀：無色無味，不燃?xì)怏w熔點(diǎn)：（0C）-56.6

相對(duì)密度（水=1）：0.9295沸點(diǎn)：（0C）-78.5（升華點(diǎn)）

相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：1.53飽和蒸汽壓（Kpa）：3485.6kpa（0C）

臨界溫度：（0C）31.0臨界壓力（Mpa）：7.382

侵入途徑：吸入和皮膚接觸健康危害：本身無毒。但空氣中濃度超過3%時(shí)能出現(xiàn)呼吸困難、頭痛眩暈、嘔吐等。10%以上時(shí)出現(xiàn)視力障礙、痙攣、呼吸加快、血壓升高、意識(shí)喪失。25%以上時(shí)，出現(xiàn)神經(jīng)抑制、昏睡、痙攣、窒息至死。接觸液體二氧化碳可引起凍傷。環(huán)境危害：大氣中二氧化碳增加產(chǎn)生溫室效應(yīng)爆炸危險(xiǎn)：盛裝液體二氧化碳容器遇明火高溫，器內(nèi)壓力升高有開裂爆炸危險(xiǎn)。

7物質(zhì)名稱：丙烯

英文名稱：propene危險(xiǎn)性類別：第

2.1類易燃?xì)怏w危險(xiǎn)貨物編號(hào)：21018UN編號(hào)：1077物化特性熔點(diǎn)（℃）-191.2沸點(diǎn)（℃）-47.7溶解性-47.7相對(duì)密度（空氣=1）1.48飽和蒸氣壓(kPa)602.88(0℃)燃燒熱(kJ/mol)2049相對(duì)密度(水=1)0.5外觀與氣味無色、有烴類氣味的氣體?；馂?zāi)爆炸危險(xiǎn)數(shù)據(jù)閃點(diǎn)（℃）-108爆炸極限（%）上限15.0下限1.0臨界溫度（℃）91.9臨界壓力（MPa）4.62燃燒性本品易燃。滅火劑霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。滅火方法切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。危險(xiǎn)特性易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。與二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，與其它氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。83、深冷系統(tǒng)危害性巨大2015年7月16日7時(shí)38分山東日照石大科技石化公司1000立方米液態(tài)烴球罐起火爆炸92013年6月4日吉林一禽業(yè)公司液氨泄漏引發(fā)爆炸致119人遇難102007年5月4日0時(shí)02分，阜陽市昊源化工集團(tuán)有限公司液氨球罐區(qū),向2號(hào)液氨球罐輸送液氨的進(jìn)口管道中安全閥裝置的下部截止閥發(fā)生破裂，管道內(nèi)液氨向外泄漏，造成33人因呼入氨氣出現(xiàn)中毒和不適,住院治療和觀察。事故發(fā)生后，該公司進(jìn)行緊急處置，用9.5分鐘時(shí)間，制止了泄漏。事故發(fā)生時(shí)，截止閥底部發(fā)生破裂，底部一塊直徑100mm的圓形閥體外殼破裂飛出，液氨大量泄漏。截止閥存在原始缺陷，在應(yīng)力作用下,加之材料沒有韌性,裂紋擴(kuò)展，在達(dá)到臨界尺寸時(shí)，裂紋貫穿，液氨泄漏，由于液氨汽化吸收熱量，造成截止閥溫度降低，導(dǎo)致閥體在低溫下發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂，液氨大量泄漏。11

4、談一下標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)法規(guī)的關(guān)系12目前，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)眾多，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB、HG、SH、SY、JB、DL等近幾年隨著工程項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大，進(jìn)行了大量修訂、新版等，對(duì)同一問題的要求，也有相互矛盾、抵觸之處，所以，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，遵從法規(guī)，選用合適的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是項(xiàng)目安全性和經(jīng)濟(jì)性的可靠保證。13住房城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司關(guān)于征求《關(guān)于深化工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化工作改革的意見（征求意見稿）》意見的函建標(biāo)標(biāo)函[2015)120號(hào)【2015年8月24日】

標(biāo)準(zhǔn)體制適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，標(biāo)準(zhǔn)管理制度完善、運(yùn)行高效，標(biāo)準(zhǔn)體系統(tǒng)一協(xié)調(diào)、支撐有力。到2020年，新型標(biāo)準(zhǔn)體制下的管理制度基本建立，重要的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。到2025年，以強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)為核心、推薦性標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)相配套的新型標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立。到2030年，新型標(biāo)準(zhǔn)體制和體系較為完善，標(biāo)準(zhǔn)制定、實(shí)施和監(jiān)督工作有效、有序運(yùn)行，標(biāo)準(zhǔn)國際競(jìng)爭(zhēng)力明顯提升。與時(shí)俱進(jìn)151、常規(guī)設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度的選取工程上，工藝操作參數(shù)不宜直接作為壓力管道的設(shè)計(jì)條件，要考慮工藝操作的波動(dòng)、相連設(shè)備的影響、環(huán)境的影響等因素，而在工藝操作參數(shù)的基礎(chǔ)上給出一定的安全裕量作為設(shè)計(jì)條件，主要是指設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度。依據(jù)：HGT20570.1-1995設(shè)備和管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度的確定.pdf1）設(shè)計(jì)壓力a.石化行業(yè)工作壓力Pw(MPa)設(shè)計(jì)壓力P(MPa)Pw≤1.8P=Pw+0.181.8<Pw≤4.0P=1.1Pw4.0<Pw≤8.0P=Pw+0.4Pw>8.0P=1.05Pwb.化工行業(yè)：一般按公式：P≥P0×1.1P≥P0+0.1取兩者最大值。式中P——設(shè)計(jì)壓力，P0——正常最大工作壓力二、低溫系統(tǒng)工藝、自控設(shè)計(jì)特殊要求162）設(shè)計(jì)溫度應(yīng)不低于正常操作時(shí)，由內(nèi)壓（或外壓）與溫度構(gòu)成的最苛刻條件下的溫度。最苛刻條件：指導(dǎo)致管子及管道組成件最大壁厚、最高公稱壓力等級(jí)或最高材料等級(jí)的條件。a、石油化工行業(yè)

工作溫度Tw(℃)設(shè)計(jì)溫度T(℃)-20<Tw≤15T=Tw-5(最低?。?0)15<Tw≤350T=Tw+20Tw>350T=Tw+(5～15)b、化工行業(yè)

1）一般情況下，當(dāng)工作溫度在0~300℃時(shí)，取操作溫度+30℃。

2）當(dāng)工作溫度＞300℃時(shí)，取操作溫度+15℃。

3）當(dāng)工作溫度為-29℃~0℃時(shí)，按工藝條件確定設(shè)計(jì)溫度。

4）當(dāng)工作溫度為＜-29℃時(shí)，取設(shè)計(jì)溫度=操作溫度。2、ASMEB31標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力定義1）ASMEB31共分為：ASMEB31.1動(dòng)力管道-發(fā)電站ASMEB31.2燃?xì)夤艿溃?988年撤銷）ASMEB31.3工藝管道;ASMEB31.4液體和泥漿輸送管道系統(tǒng);ASMEB31.5冷凍管道;ASMEB31.6化工廠管道;（并入B31.3)ASMEB31.7核工業(yè)管道;（移出ASME)ASMEB31.8氣體輸送和分配管道;ASMEB31.9建筑管道;ASMEB31.10深冷管道;（并入B31.3)ASMEB31.11漿液管道;ASMEB31.12氫管道2)ASMEB31.3（2012版）2012年5月9日批準(zhǔn)，2013年1月10日發(fā)行，章節(jié)如下：

第一章范圍和定義

第二章設(shè)計(jì)

第三章材料

第四章管道組件標(biāo)準(zhǔn)

第五章制作、裝配和安裝

第六章檢驗(yàn)、檢測(cè)和試驗(yàn)第七章非金屬管道和非金屬材料襯里的管道第八章M類流體工況的管道第九章高壓管道第十章高純度管道3)ASMEB31.3適用對(duì)象和范圍B31.3300.1.1煉油,大化工,石化,制藥,紡織,造紙,半導(dǎo)體,深冷(空分,氣體)及相關(guān)行業(yè);金屬,非金屬，非金屬襯里；各種壓力;42MPaK類管道各種溫度;各種化工,石油原料,中間,成品流體,氣體,蒸汽,空氣,水,流態(tài)化固體,致泠劑,低溫流體。B31.3300.1.2適用對(duì)象在成組設(shè)備總成范圍內(nèi)連接各單體或裝置的管道。0≤P＜0.1MPa,且無毒,無害,不可燃,且溫度-29---+186℃;動(dòng)力鍋爐和B31.1的鍋爐外管；火焰加熱器內(nèi)的管子、集管、聯(lián)箱和集管；壓力容器、換熱器、泵、壓縮機(jī)和其他輸送或加工流體的設(shè)備的內(nèi)部管道及連接外管道的接口。B31.3300.1.3不適用對(duì)象:4)ASMEB31.3流體工況劃分1）D類流體:

完全滿足輸送流體是不易燃、無毒和對(duì)人體無害的；設(shè)計(jì)表壓不超過1030KPa;設(shè)計(jì)溫度-29~186°C條件的流體。

【GC3中一部分】2）M類流體:

泄漏極少量有毒流體被人吸入或接觸后，即使迅速采取治療措施也能造成嚴(yán)重的和難以治愈的傷害?！綠C1(1)】3）高溫流體

管道的設(shè)計(jì)溫度或持久操作溫度等于或大于Tcr，【這會(huì)帶來蠕變變形和蠕變斷裂】4）高壓流體工況K類

系指超過ASMEB16.5,25000磅級(jí)額定參數(shù)所規(guī)定的設(shè)計(jì)溫度和材料組別所允許的壓力工況?！緦?shí)際上是根據(jù)管道的壓力等級(jí)確定的一種壓力工況】5）常規(guī)流體工況

不屬于上述四類工況管轄的工況。6）高純度流體工況U類一種由于產(chǎn)品的清潔度控制水平要求因而選擇規(guī)范規(guī)定之外的制作、檢驗(yàn)、檢測(cè)和試驗(yàn)方法的要求的流體工況。5)設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

6)ASMEB31.3設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：(1)壓力-溫度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則【有規(guī)定額定參數(shù)的表列組件、沒有規(guī)定額定參數(shù)的表列組件、非標(biāo)列的組件、壓力和溫度的允許變動(dòng)范圍、不同工況條件下連接處的額定參數(shù)】(2)許用應(yīng)力和其他應(yīng)力的限制【設(shè)計(jì)應(yīng)力的基礎(chǔ)、鑄件的質(zhì)量系數(shù)、焊接接頭的質(zhì)量系數(shù)、由于持續(xù)荷載和位移應(yīng)變引起的計(jì)算應(yīng)力的范圍、由于偶然荷載引起的計(jì)算應(yīng)力的限制】【壓力、重量為持續(xù)荷載，風(fēng)、地震是偶然荷載，操作狀態(tài)時(shí)，非高溫工況，持續(xù)荷載和偶然荷載應(yīng)力總和可以是基本許用應(yīng)力的1.33倍，不考慮風(fēng)、地震同時(shí)發(fā)生，但高溫工況要考慮；試驗(yàn)狀態(tài)不考慮臨時(shí)荷載】27

(3)裕量【腐蝕、侵蝕、螺紋深度或溝槽所需裕量，機(jī)械強(qiáng)度：由于支架、結(jié)冰、回填、運(yùn)輸、裝卸或其他原因造成超載、損壞、彎曲應(yīng)加厚或外加拉桿支座等方式解決?！?/p>

4、深冷系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度確定的特殊要求1）設(shè)計(jì)壓力除遵循前面基本原則外，還要關(guān)注50°C的飽和蒸汽壓值。2）不僅要考慮正常生產(chǎn)工況，一定要考慮開車、停車、還原、再生、吹掃等各種工況下的最苛刻條件，同時(shí)根據(jù)HAZOP分析，對(duì)可能產(chǎn)生安全事故的隱患部位，要人為提高它的設(shè)計(jì)條件，換得本質(zhì)安全。283）設(shè)計(jì)溫度不僅要考慮正常生產(chǎn)工況，同時(shí)根據(jù)HAZOP分析，對(duì)可能產(chǎn)生安全事故的隱患部位，有可能泄放【安全泄放還是事故泄放】造成溫度驟降情況進(jìn)行考慮，采取安全措施，保證安全。4）低溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度的安全裕量是在操作溫度基礎(chǔ)上下行，趨向于更惡劣條件而不是相反。氨冷管道特性表.jpg295、低溫系統(tǒng)PID、自控特殊要求1）在PID中要明確因低溫帶來的特殊要求，主要包括：a、注明閘閥、球閥泄放方向，是上泄放還是下泄放，常規(guī)上泄放。泄放方向未必與物料流向相一致。b、注明球閥是全通徑還是縮徑的使用部位，如安全閥根部閥是全通徑。c、注明絕熱長(zhǎng)度要求，以滿足兩相流振動(dòng)對(duì)管道安全性要求。d、注明設(shè)備安裝高度要求，以滿足機(jī)泵氣蝕要求.e、根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)、介質(zhì)、安全性分析，確定合理的SIL等級(jí)，根據(jù)等級(jí)，確定三取一還是二取一。f、除了測(cè)量介質(zhì)參數(shù)，還要注意保冷層表面溫度的測(cè)量。30g、要根據(jù)國家、當(dāng)?shù)匕脖O(jiān)局要求，切實(shí)做好HAZOP、火災(zāi)安全性分析，設(shè)計(jì)SIS系統(tǒng)。h、自控閥手輪的選擇要慎重。管道命名表.xlsLNG卸船舉例1.dwgLNG卸船系統(tǒng)舉例2.dwg高度自信－－我是獅子我怕誰？32三、低溫系統(tǒng)管道布置特殊要求1、適用于低溫(0°C~-196°C)管道的配管設(shè)計(jì)。2、配管設(shè)計(jì)2.1低溫設(shè)備布置應(yīng)緊湊，方便配管，冷系統(tǒng)配管要求盡量短。2.2根據(jù)管道材料的冷收縮量配管2.2.1通常用于低溫管道的奧氏體不銹鋼的線性膨脹系數(shù)比碳鋼大，則奧氏體不銹鋼的位移量也大，且多數(shù)不銹鋼管的壁厚小、強(qiáng)度低，配管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮設(shè)置合理的管道支架。2.2.2低溫管道冷收縮使管道許用應(yīng)力降低，配管時(shí)應(yīng)考慮管系要有足夠的柔性，充分利用管系的自身膨脹。當(dāng)無法自然補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)償器，提供膨脹環(huán)或采用膨脹節(jié)。2.2.3管道的每個(gè)支撐點(diǎn)要計(jì)算和推測(cè)管道的位移量，以防止管托從導(dǎo)軌或靜止梁上脫落。332.3保冷管道的法蘭、閥門和測(cè)量?jī)x表不應(yīng)暴露在環(huán)境中，必須用保冷材料進(jìn)行保冷。2.4保冷管道的配管設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下要求:2.4.1考慮管道的移動(dòng)，管道與相鄰管道、設(shè)備及與梁之間應(yīng)留有足夠的間隙;2.4.2法蘭和閥門處的保冷厚度大，配管時(shí)應(yīng)留有足夠的間隙;2.4.3放空和放凈的最小安裝尺寸應(yīng)根據(jù)保冷厚度確定。見下圖;注:*為最小安裝尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)除伸出的保冷層外側(cè)（B）不防礙保冷層外表面（A）外，還應(yīng)不影響閥門手輪操作342.4.4當(dāng)保冷管道貫穿樓板時(shí)，應(yīng)加大預(yù)留孔，配管時(shí)應(yīng)避開梁，注意管道與梁之間的距離;2.4.5立式設(shè)備有稠密上升管道處，注意應(yīng)給出支架與支架的安裝間距;2.4.6應(yīng)該給出適當(dāng)?shù)谋＠涔艿篱g距;2.4.7布置低溫管道時(shí)，應(yīng)避免管道振動(dòng)，尤其泵、壓縮機(jī)、排氣管等管道，必須防止管系的振動(dòng)。若有機(jī)械振源，應(yīng)采取消振措施，接近振源處的管道應(yīng)設(shè)置如波型補(bǔ)償器等彈性元件以隔斷振源;2.4.8低溫管道上靠近彎頭或三通處，不應(yīng)直接焊接法蘭，為拆卸法蘭不破壞管道上的保冷層，需加一段管子后再焊接法蘭;2.4.9低溫管道上儀表管嘴的保冷長(zhǎng)度至少為管道保冷厚度的4倍。低溫管道中熱電偶套管不應(yīng)安裝在垂直位置上，要考慮到保冷層被破壞時(shí)底座上會(huì)結(jié)冰。見下圖。35圖：熱電偶套管安裝注:t為管道保冷層厚度362.5保冷管道上的支吊架等，必須安裝保冷材料，支架的保冷長(zhǎng)度應(yīng)該等于或大于管道保冷厚度的4倍。見下圖圖：管道支架的保冷注:保冷層未延伸到支架（A)端時(shí)，(B)可以不用保冷墊塊，通常用一個(gè)管托。若保冷層已延仲到支架(A)端時(shí)，(B)應(yīng)用保冷墊塊。373管架的安裝3.1管架的支撐重量應(yīng)包括管道保冷結(jié)構(gòu)的重量。3.2低溫管道材料強(qiáng)度相對(duì)較低，應(yīng)注意低溫管道支架間跨距應(yīng)比一般鋼管道支架間的跨距小。3.3當(dāng)保冷管道無管托支承時(shí)，保冷管道管底標(biāo)高的確定取決于管架或枕梁上的保冷厚度，在管徑變小的地方，保冷厚度也變小，為了保持管道管底標(biāo)高，保冷墊木塊的厚度是不變的。見下圖：383.4保冷墊木塊的厚度比保冷層厚度約大5mm，應(yīng)該防止由于管子偏移與梁接觸而引起保冷層的損壞。見下圖：圖：保冷墊木塊的厚度393.5低溫管道極易生銹，在管架的滑動(dòng)表面應(yīng)采用滑動(dòng)板。3.6低溫管道彎頭處應(yīng)力最大，彎頭處最易脆裂，不宜在彎頭處焊接管道支吊架。4閥門的安裝4.1當(dāng)流體是液體時(shí)，低溫閥的閥桿應(yīng)向上安裝，低溫閥的閥桿較長(zhǎng)，安裝閥門時(shí)應(yīng)引起注意。4.2有泄壓孔的低溫閘閥，應(yīng)在閥體的閥蓋上標(biāo)記泄壓孔方向。并注意標(biāo)記不應(yīng)被保冷層覆蓋。見下圖：40安全閥、調(diào)節(jié)閥檢修期間泄壓孔方向注:“↑”是泄壓孔方向42四、低溫系統(tǒng)管材專業(yè)特殊要求GB/T20801-2006對(duì)低溫工況管道材料要求GB50316-2000(2008年版）對(duì)低溫工況管道材料要求ASMEB31.3(2012年版）對(duì)低溫工況管道材料要求工程設(shè)計(jì)中低溫系統(tǒng)管材專業(yè)注意的問題43GB/T20801-2006對(duì)低溫工況管道材料要求4445464748【這個(gè)應(yīng)根據(jù)安全要求采用非焊接支管，不一定局限于必須≥10MPa.，下面5.5.4-5.5.8應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行】GB50316-2000(2008年版）對(duì)低溫工況管道材料要求ASMEB31.3(2012年版）對(duì)低溫工況管道材料要求1、不銹鋼無縫管、焊管及管件（1）材料管道元件材料應(yīng)是雙牌號(hào)304/304L和316L。雙牌號(hào)304/304L管子須滿足304不銹鋼的機(jī)械性能和304L不銹鋼的化學(xué)成分的要求（對(duì)于無縫管參照A312標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電熔焊管參照A358標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行供貨。316L不銹鋼無縫鋼管的碳含量和機(jī)械性能遵照ASTMA312TP316L，電熔焊管的碳含量和機(jī)械性能遵照ASTMA358。用于低溫條件的不銹鋼管，成品中的單根管道僅允許有一條縱向焊縫；焊制管須100%射線探傷，其焊接接頭系數(shù)為1.0（根據(jù)ASMEB31.3Para302.3.4）。所有材料均應(yīng)是新的，且內(nèi)外表面沒有污垢、沙塵或其他污物。工程設(shè)計(jì)中低溫系統(tǒng)管材選擇【-101~-196°C低溫工況】58596061626364（2）腐蝕裕量應(yīng)根據(jù)每個(gè)獨(dú)立的管道等級(jí)規(guī)定腐蝕裕量；如果是不銹鋼，則腐蝕裕量為0.00。（3）化學(xué)成分無縫和焊接管的化學(xué)成分應(yīng)符合ASTMA312，電熔焊制管的化學(xué)成分應(yīng)符合ASTMA358。所有產(chǎn)品：最大含碳量0.03%；焊制管：最大含硫量0.015%?；瘜W(xué)成分分析檢驗(yàn)頻率——每一爐。（4）成品分析無縫和焊接管的成品分析應(yīng)符合ASTMA312，電熔焊制管的化學(xué)成分應(yīng)符合ASTMA358。（5）機(jī)械性能

a)電熔焊制管的拉伸試驗(yàn)應(yīng)遵照ASTMA358雙牌號(hào)304/304L管子須滿足304不銹鋼的機(jī)械性能和304L不銹鋼的化學(xué)成分的要求（對(duì)于無縫管參照A312標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電熔焊管參照A358標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行供貨。要求：對(duì)于電熔焊管子，焊接接頭的橫向拉伸性能須達(dá)到指定極限抗拉強(qiáng)度的最低要求。試樣位置和方向：在成品管子的端部的焊縫橫斷面處取樣，在最終加工至指定尺寸之前冷展平。試樣應(yīng)遵照ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范制樣，試驗(yàn)方法應(yīng)遵照A370。b)無縫管的拉伸試驗(yàn)須遵照ASTMA312的要求。c)焊縫接頭彎曲試驗(yàn)：試驗(yàn)方法：遵照A370的要求要求：在彎曲后若沒有證據(jù)表明在焊縫里或在焊縫與母材間有裂紋，焊接的延展性視為可接受。試驗(yàn)數(shù)量：一個(gè)試驗(yàn)（兩個(gè)試樣）代表每批成品管子的抽樣。d)沖擊試驗(yàn)：焊制不銹鋼管材的焊縫（母材、焊縫金屬和熱影響區(qū)三個(gè)位置）要求進(jìn)行-196℃沖擊試驗(yàn)，接收標(biāo)準(zhǔn)為橫向膨脹量應(yīng)不小于0.38mm。試驗(yàn)數(shù)量：每個(gè)位置母材、焊縫金屬和熱影響區(qū)）三個(gè)試驗(yàn)件，代表每批成品管子的抽樣。e)水壓試驗(yàn)：每根管子應(yīng)按照ASTMA999/A999M的要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)。壓力應(yīng)續(xù)持足夠的時(shí)間以保證檢查員來檢測(cè)全部長(zhǎng)度的焊縫。(6)尺寸公差a)壁厚無縫管管道上任何點(diǎn)的壁厚負(fù)偏差不得超過0.3mm。焊制管管道上任何點(diǎn)的最小壁厚不得比指定公稱厚度薄0.25mm。b)外徑無縫管管子外徑的允許偏差不得超過ASTMA530表2中的限定值。對(duì)電熔焊焊制管：焊制管外徑的允許偏差基于指定外徑環(huán)向測(cè)量值的±0.5%。c)坡口端允許偏差不能超過ASMEB16.25所列限定值。d)其它的公差要求見相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)。(7)長(zhǎng)度除非許可，管子的長(zhǎng)度須遵照以下要求。最短管子長(zhǎng)度：12m最長(zhǎng)管子長(zhǎng)度：14m運(yùn)輸最小平均長(zhǎng)度：12m不允許有環(huán)焊縫。不允許用螺旋焊管。(8)設(shè)計(jì)和制作a)概述無縫鋼管和電熔焊管的加工工藝分別按ASTMA312和ASTMA358執(zhí)行。管子應(yīng)沒有銹跡并應(yīng)遠(yuǎn)離鐵粒子的污染。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，成品管子應(yīng)進(jìn)行鈍化處理。在訂單執(zhí)行過程中，未經(jīng)業(yè)主許可，賣方/分包商不得改變或修改設(shè)計(jì)、材料或加工工序。b)制作公稱直徑為0.5”~1.5”的管子為平端。管表號(hào)須遵照ASMEB36.19M。管子(DN＞1.5”)須加工成坡口端，坡口端見標(biāo)準(zhǔn)ASMEB16.25Flg.2a.或Flg.3a。管表號(hào)須遵照ASMEB36.19M或ASMEB36.10M。如果是焊接的管子，每根管子端部的內(nèi)焊縫需加工，公差±0.5mm。焊后熱處理和無損檢測(cè)須遵照相關(guān)規(guī)范要求。根據(jù)ASTMA358的規(guī)定，要求管子的焊接填充材料鐵素體數(shù)(FN)為3-7?？蛇m用的但不局限于以下的加工工序包括：鋼制作工藝、熱處理方法、化學(xué)成分分析、機(jī)械性能試驗(yàn)、無損檢測(cè)、液壓試驗(yàn)、終檢、尺寸核查等。c)管道缺陷修補(bǔ)的特殊要求不允許焊接修補(bǔ)。(9)熱處理所有管子均應(yīng)按ASTMA312表2要求的熱處理狀態(tài)供貨。根據(jù)ASTMA358的規(guī)定，所有管子均應(yīng)按ASTMA358要求的固溶處理狀態(tài)供貨。(10)表面處理酸洗鈍化處理，機(jī)加工表面不需要酸洗，內(nèi)表面粗糙度最大6.3um。2、不銹鋼鍛制軋制管件、法蘭（1）材料管件包括彎頭、三通、大小頭、管接頭、管帽、管堵、盲法蘭和8字盲板。鍛制管件選材時(shí)應(yīng)為ASTMA182F304/304L、ASTMA182F316L和F316，鍛鋼管件選材時(shí)為ASTMA403WP304/304L和WP316L，板材為ASTMA240TP304/304L&TP316L。304/304L和WP316L所有產(chǎn)品：最大含碳量0.03%；板材：最大含硫量0.015%雙牌號(hào)304/304L不銹鋼管件應(yīng)滿足304不銹鋼的機(jī)械性能和304L不銹鋼的化學(xué)成分的要求進(jìn)行供貨。（2）鍛制管件和法蘭

鍛制管件和法蘭的化學(xué)成分遵照ASTMA182。化學(xué)成分分析檢驗(yàn)頻率——每一爐成品分析檢驗(yàn)頻率——每批抽檢一個(gè)拉伸試驗(yàn):遵照ASTMA182。試驗(yàn)數(shù)量：每批抽檢一個(gè)（3）無縫鍛造管件無縫鍛造管件和法蘭的化學(xué)成分遵照ASTMA403。成品分析檢驗(yàn)頻率——每批一個(gè)熱處理批次的所有管件）拉伸試驗(yàn):遵照ASTMA403S2。試驗(yàn)數(shù)量：每批抽檢一個(gè)注：術(shù)語“批”應(yīng)用于具有相同尺寸、同一爐和同一熱處理批次的所有管件或法蘭。（4）焊制鍛造管件焊制管件：100%射線探傷焊制鍛造管件和法蘭的化學(xué)成分遵照ASTMA403。。成品分析檢驗(yàn)頻率——每批一個(gè)拉伸試驗(yàn):遵照ASTMA403S2。試驗(yàn)數(shù)量：每批抽檢一個(gè)術(shù)語“批”應(yīng)用于具有相同尺寸、同一爐、同一熱處理和同一焊縫熔敷的所有管件）沖擊試驗(yàn)：焊制不銹鋼管件的焊縫（母材、焊縫金屬和熱影響區(qū)三個(gè)位置）要求進(jìn)行-196°C沖擊試驗(yàn)，接收標(biāo)準(zhǔn)為橫向膨脹量應(yīng)不小于0.38mm。試驗(yàn)數(shù)量：每個(gè)位置母材、焊縫金屬、熱影響區(qū)各三個(gè)試驗(yàn)件，代表每批成品管子的抽樣。（5）尺寸公差：管件、法蘭的公差要求須滿足ASMEB16.5、B16.11、B16.25、B16.36和B16.47的要求。壁厚任何點(diǎn)的壁厚負(fù)偏差不得超過0.3mm。法蘭對(duì)焊端的壁厚負(fù)偏差不得超過0.3mm。8字盲板、插板和墊環(huán)的尺寸遵照ASMEB16.48，厚度尺寸公差為0.3mm。外徑和內(nèi)徑小于等于8”的鍛鋼管件遵照ASMEB16.9的內(nèi)容、圖表要求。大于等于10”的管件公差不得超過ASMEB16.9的內(nèi)容、圖表要求的50%。坡口端允許偏差不得超過ASMEB16.25的限定值。（6）設(shè)計(jì)和制作

管件和法蘭按ASTMA182要求鍛造。鍛鋼管件須遵照ASTMA403要求制造。賣方/分包商應(yīng)滿足本規(guī)定、相關(guān)文檔和請(qǐng)購單上其他附件的要求。a)法蘭和鍛制管件帶頸對(duì)焊法蘭和對(duì)焊鍛制管件（如對(duì)焊管座）需處理對(duì)焊端。帶頸對(duì)焊法蘭和對(duì)焊鍛制管件端頭壁厚（如管表號(hào)10S、40S和80S）須遵照ASMEB36.19M的要求。端頭壁厚對(duì)應(yīng)其它管表號(hào)的須遵照ASMEB36.10M的要求。所有壓力等級(jí)的法蘭應(yīng)全部機(jī)加工，密封面應(yīng)為RF突面。墊片接觸面應(yīng)為鋸齒形表面，表面光潔度為3.2μm-6.3μmRa。b)鍛鋼管件小于等于2”的鍛鋼管件級(jí)別應(yīng)為S，大于2”的管件級(jí)別應(yīng)為S或WX。端頭壁厚（管表號(hào)為10S、40S或80S）應(yīng)遵照ASMEB36.19M。所有對(duì)焊管件的端頭需遵照ASMEB16.25的要求處理對(duì)焊端。c)孔板法蘭孔板法蘭遵照ASMEB16.36執(zhí)行，且要配有頂起螺栓和堵頭?？装宸ㄌm的附件的材料如下：頂起螺栓：ASTMA320Gr.B8MClass2堵頭：ASTMA182F316和F316Ld)8字盲板、插板和墊環(huán)對(duì)于8字盲板、插板和墊環(huán)，尺寸須遵照ASMEB16.48的規(guī)定，其材料遵照ASTMA240的規(guī)定。(7)熱處理所有的奧氏體不銹鋼材料須以固溶退火狀態(tài)供貨。(8)表面處理MAX.酸洗鈍化處理，機(jī)加工表面不需要酸洗。內(nèi)表面粗糙度最大6.3μm。3焊接焊接工藝和焊工或焊機(jī)操作工應(yīng)具備ASMEBPVCodesectionIX的資格。為避免焊接金屬的熱裂，焊縫金屬的鉻和鎳的含量應(yīng)保證產(chǎn)生的鐵素體在3%~7%。缺陷修補(bǔ)特殊要求:如果是管子和鍛制管件，不允許對(duì)母材進(jìn)行焊接修補(bǔ)。任何有關(guān)焊接的修補(bǔ)須提請(qǐng)業(yè)主批準(zhǔn)后方可執(zhí)行。對(duì)于鍛鋼管件，所有的修補(bǔ)應(yīng)遵照ASTMA403相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。用于焊接修補(bǔ)的焊接工藝和焊接操作工應(yīng)具備ASMEBPVCodesectionIX的資格。焊接修補(bǔ)須按照與初次焊接同樣的檢查技術(shù)進(jìn)行檢查。根據(jù)ASTMA403規(guī)范，在焊接修補(bǔ)后，材料須進(jìn)行熱處理。4、工藝介質(zhì)低溫閥門工藝介質(zhì)低溫閥門分為球閥、蝶閥、止回閥、截止閥等。為了防止管道泄漏，閥門端面連接形式一般采用焊接。以下對(duì)低溫閥門設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)要求：閥門主體材料。閥門主體材料選用時(shí)主要考慮材料在低溫下的冷脆現(xiàn)象，所以最好選用面心立方晶格金屬，從經(jīng)濟(jì)型和可靠性來選，304或316奧氏體不銹鋼是最適合的材質(zhì)。密封材料。閥門的軟密封結(jié)構(gòu)多選用聚四氟乙烯（PCTFE），填料選擇石墨。不能選擇常用的氟塑料、橡膠等，因?yàn)樵摬牧显诘蜏叵氯菀鬃兇嗪蛯?duì)低溫溶劑介質(zhì)有泡脹性。加長(zhǎng)閥桿設(shè)計(jì)。閥加長(zhǎng)閥桿可使填料函底部的工作溫度高于0℃，如果填料函結(jié)冰，不但影響閥桿的正常操作，而且也會(huì)因閥桿的上下運(yùn)動(dòng)劃傷填料，造成密封失效。閥桿長(zhǎng)度和閥徑厚度是影響填料函溫度的主要因素。防火、防靜電設(shè)計(jì)。因?yàn)殚y門密封件是絕緣體，密封件在上下或旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)由于摩擦產(chǎn)生靜電，易引起火花發(fā)生燃燒爆炸。對(duì)于易燃易爆介質(zhì)，超低溫閥門必須設(shè)計(jì)防靜電裝置，以保證閥桿和閥體之間的電路連續(xù)連通，導(dǎo)出靜電。（1）材料所有閥門材質(zhì)應(yīng)符合EN10204/3.1的要求。閥體應(yīng)該是鍛造或鑄造。不允許使用將軋制鋼板或鑄件通過焊接而成的閥門。閥體不允許使用鍛壓棒料。閥體最小壁厚要求不小于ASME定義的閥門最小壁厚。如果用鍛鋼閥門代替鑄鋼閥門，就需要核對(duì)閥門等級(jí)規(guī)定。不銹鋼閥門上不允許使用碳鋼的零部件。閥門手輪材料采用鋼、鍛鐵或可鍛鑄鐵，不允許使用壓制鋼件和鋁。外包和內(nèi)襯材料不允許在低溫工況下使用。用于低溫閥門閥體和閥芯的材料是：鑄造材料：ASTMA351CF8,CF8M或CF3M（所有的奧氏體不銹鋼應(yīng)以固溶退火狀態(tài)供貨。當(dāng)奧氏體不銹鋼鑄件用于操作溫度低于-101°C時(shí)，需要做低溫沖擊試驗(yàn)）?？梢越邮艿淖钚M向膨脹值為0.38mm。對(duì)于每一爐次和熱處理批次需要做拉伸試驗(yàn)。鍛造材料：ASTMA182F316L,F316（所有的奧氏體不銹鋼應(yīng)以固溶退火狀態(tài)供貨）軟閥座：金屬閥座上嵌入的軟密封是PCTFE閥芯：不銹鋼316緊固件：ASTMA320B8M/A1948M墊片、壓蓋填料：符合低溫操作工況和火災(zāi)安全標(biāo)準(zhǔn)的廠商標(biāo)準(zhǔn)。（2）尺寸最小壁厚應(yīng)符合ASMEB16.34規(guī)定。對(duì)于本規(guī)范以外的閥門、其厚度設(shè)計(jì)或復(fù)核檢驗(yàn)應(yīng)符合ASMEB31.3的規(guī)定。5、低溫閥門主要要求球閥全通徑頂裝保證球和閥座可在線維護(hù)完全雙向流和固定球結(jié)構(gòu)在閥體上標(biāo)明優(yōu)先關(guān)閉方向（鑄造或者永久標(biāo)識(shí)）球體都應(yīng)設(shè)閥腔泄壓放空腔和閥門同側(cè)，泄壓方式采用自泄壓閥座為了避免開啟扭矩過大，在低溫環(huán)境下，6"及以上的閥門采用齒輪操作方式，對(duì)于小于6"的閥門賣方推薦也可采用齒輪操作。對(duì)焊球閥兩端要有管道短管，對(duì)于尺寸為2”至6”時(shí)，短管長(zhǎng)度為100mm；對(duì)于尺寸大于等于8”時(shí)，管道短管長(zhǎng)度為200mm。閥門廠家推薦的帶短管球閥要求可以在線焊接，并且不需要卸下球閥內(nèi)部構(gòu)件來焊接。廠家提供帶有焊接短管的承插焊球閥——總長(zhǎng)為305mm。所有的閥桿都是防吹出結(jié)構(gòu)。低溫球閥防吹出桿的設(shè)計(jì)，閥桿與閥芯采用銷/鍵連接應(yīng)不能認(rèn)為是防吹出設(shè)計(jì)。低溫球閥需有防靜電設(shè)計(jì)，并按ISO17292進(jìn)行靜電測(cè)試。盤根應(yīng)是動(dòng)荷載，采用加載彈簧。截止閥、針形閥、止回閥閥板和閥座可在線維護(hù)對(duì)焊旋啟式止回閥兩端需要管道短管，短管長(zhǎng)度最小為100mm，短管的要求應(yīng)聽取廠家建議。截止閥、針形閥支架式明桿外螺紋。蝶閥閥板和閥座可在線維護(hù)，如果連接形式為對(duì)焊，蝶閥應(yīng)該為側(cè)裝式或頂裝式。三偏心高性能。兩邊應(yīng)可承受滿載荷完全雙流向在閥體上標(biāo)明優(yōu)先關(guān)閉方向（鑄造或者永久標(biāo)識(shí)）齒輪操作通用要求伸長(zhǎng)閥桿（用于低溫閥門）閥桿長(zhǎng)度應(yīng)足夠長(zhǎng)，以保證填料的工況處于環(huán)境溫度。賣方的提供的閥桿長(zhǎng)度需得到業(yè)主的審閱和批準(zhǔn)所有低溫閥門至少應(yīng)滿足BS6364中非冷箱閥門的要求。所有閥蓋加長(zhǎng)的閥門應(yīng)有一滴盤進(jìn)行保冷以保證填料箱處于環(huán)境溫度。滴盤與加長(zhǎng)閥桿連接處應(yīng)滿焊。所有對(duì)焊端的低溫閥門在端部都要有短管。除球閥外，短管長(zhǎng)度由賣方選取合適長(zhǎng)度。短管的壁厚要與相鄰管道的管表號(hào)保持一致。通用要求螺栓連接閥蓋。600LB以上級(jí)別閥門，可考慮采用壓力密封式閥蓋閥門替代螺栓連接閥蓋式閥門。非整體式閥門禁止用于低溫工況所有用于低溫工況的對(duì)焊閥門執(zhí)行ANSIB16.34中第八節(jié)規(guī)定的特殊等級(jí)的要求對(duì)焊(≥2")承插焊(1/2"–11/2")法蘭連接ASMEB16.25ASMEB16.1ASMEB16.5/B16.47應(yīng)該滿足下面的任一個(gè)火災(zāi)安全標(biāo)準(zhǔn)比如API607,API6FA,BS6364，EN12266,EN1473,ISO10497.低溫閥門的防火證書應(yīng)是僅適用于ISO10497、API6FA，且應(yīng)要求其結(jié)構(gòu)型式應(yīng)在證書所包括范圍之內(nèi)，證書的認(rèn)證機(jī)構(gòu)應(yīng)為國際上權(quán)威的獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)，如BV、DNV、Lloyd’s等；賣方應(yīng)提交給業(yè)主批準(zhǔn)對(duì)于公稱直徑小于1-1/2"高光潔度的硬表面閥座，供應(yīng)商應(yīng)遵照ASMEB46.1通用要求以下附件可用于標(biāo)準(zhǔn)閥門而無需拆卸內(nèi)部構(gòu)件伸長(zhǎng)閥桿端部轉(zhuǎn)換（直接固定在閥柄上而不是齒輪軸上）密封或鎖緊設(shè)置聯(lián)鎖設(shè)置電機(jī)操作閥：扭矩值應(yīng)由賣方提供允許最大閥桿扭矩手動(dòng)閥允許單手載荷應(yīng)小于150N扳手長(zhǎng)度應(yīng)小于500MM對(duì)于所有的閥門，開和關(guān)的位置應(yīng)該就近或異地標(biāo)示閥門應(yīng)設(shè)阻止超范圍移動(dòng)，所有閥門應(yīng)可在全開或全關(guān)位置采用掛鎖鎖定。所有法蘭連接端閥門的法蘭應(yīng)是整體式的對(duì)于閥門的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、密封，賣方應(yīng)提供被認(rèn)可的質(zhì)量保證系統(tǒng)，且該系統(tǒng)應(yīng)滿足ISO9001或相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)。如果賣方?jīng)]有ISO9000認(rèn)證，其應(yīng)提供檢驗(yàn)認(rèn)證證書且此認(rèn)證是通過其自己的質(zhì)量保證部門，或一個(gè)獨(dú)立的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。提交完全可追溯的受壓材料、生產(chǎn)操作、檢驗(yàn)及控制操作相關(guān)流程。6、主要低溫閥門介紹泄壓孔不銹鋼球閥多用于密封等級(jí)要求較高的管道內(nèi)流體的關(guān)斷，在操作狀態(tài)下球閥的閥腔內(nèi)會(huì)存有低溫液化氣體，當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥腔內(nèi)殘留的低溫液體吸熱易汽化導(dǎo)致閥門內(nèi)部超壓，具有較大安全隱患。因此低溫球閥需要設(shè)計(jì)中腔自泄壓結(jié)構(gòu)，使閥門內(nèi)腔壓力異常超壓時(shí)，自動(dòng)泄放壓力。

圖6.1-2自泄壓閥座式泄壓（1）按球體的支撐方式分類：可分為浮動(dòng)球球閥和固定球球閥浮動(dòng)球閥一般適用于≤PN10，≤DN200的閥門，固定球球閥用在高壓、大通徑的場(chǎng)合。一體式浮動(dòng)球閥固定球閥固定球閥上裝式球閥二分體式球閥三分體式球閥（2）按結(jié)構(gòu)分為頂裝和分體式，國際流行為頂裝（3）全通徑、縮徑、雙縮徑球閥球閥的通道直徑（NorminalDiameter）按照實(shí)際口徑大小順序排有Full

bore;regularbore;reducedbore三種。全通徑一般使用在通常情況下，對(duì)有清管要求的管線必須使用全通徑閥門、安全閥根部閥、流量計(jì)前閥等?？s徑可使用在對(duì)管線流量有控制要求的管線中。RegularBore國外客戶喜歡用，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可使用縮徑來代替。lng圖片\IMG_2212.jpg上裝式蝶閥雙板式止回閥其他類型閥門軸流式止回閥不銹鋼截止閥工程設(shè)計(jì)中低溫系統(tǒng)管材選擇【-10~-101°C低溫工況】9596979899100101102103SA-352/352M:GB18984-2003:工程設(shè)計(jì)管材舉例：管材文件舉例\管道材料技術(shù)規(guī)定(C).doc管材文件舉例\閥門數(shù)據(jù)表（工藝介質(zhì)蝶閥）(C).xls管材文件舉例\閥門數(shù)據(jù)表（工藝介質(zhì)球閥）.xls管材文件舉例\閥門數(shù)據(jù)表（工藝止回閥、截止閥、閘閥）(C).xls管材文件舉例\閥門設(shè)計(jì)規(guī)定(工藝介質(zhì))(C).doc管材文件舉例\不銹鋼管子、管件和法蘭采購規(guī)定(C).doc不要看別人不順眼五、低溫系統(tǒng)保冷材料特殊要求低溫工況保冷材料遵循規(guī)范低溫工況保冷材料技術(shù)規(guī)定工程設(shè)計(jì)中低溫系統(tǒng)保冷材料、結(jié)構(gòu)注意的問題序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名稱1GB/T8175-2008設(shè)備與管道絕熱設(shè)計(jì)導(dǎo)則2GB/T4272-2008設(shè)備與管道絕熱技術(shù)通則3GB50264-2013工業(yè)設(shè)備與管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范4GB50126-2008工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工規(guī)范5GB50185-2010工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范6GB/T8174-2008設(shè)備及管道保冷效果的測(cè)試與評(píng)價(jià)7

SH3010-2013石油化工裝備和管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范8ASTMC240-08e1StandardTestMethodofTestingCellularGlassInsulatingBlock泡沫玻璃保溫測(cè)試方法9ASTMC549-06StandardSpecificationforPerliteLooseFillInsulation珍珠巖疏松填充保溫的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范10ASTMC552-07StandardSpecificationforCellularGlassThermalInsulation泡沫玻璃保溫的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范110低溫工況保冷材料遵循規(guī)范序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名稱11ASTMC553-08StandardSpecificationforMaterialFibreBlanketThermalInsulationforCommercialandIndustrialApplications商用和工業(yè)用礦物纖維氈隔熱的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范12ASTMC612-09StandardSpecificationforMineralFiberBlockBoardThermalInsulation巖棉板絕熱保溫層的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范13ASTMC303-07StandardTestMethodforDimensionsandDensityofPreformedBlock-TypeThermalInsulation預(yù)制塊型絕熱材料的尺寸和密度14ASTMD303TestMethodforTensilePropertiesofFibreResinComposites纖維樹枝復(fù)合物的拉伸性能測(cè)試方法15ASTMD1621-04aStandardTestMethodforCompressivePropertiesofRigidCellularPlastics硬質(zhì)泡沫塑料的壓縮特性的試驗(yàn)方法16ASTMD1622-08StandardTestMethodforApparentDensityofRigidCellular17

Plastics硬質(zhì)泡沫塑料的表觀密度的測(cè)試方法18ASTMD1623-09StandardTestMethodforTensileandTensileAdhesionPropertiesofRigidCellularPlastics硬質(zhì)泡沫塑料張力和張力粘合性能的試驗(yàn)方法111保冷材料規(guī)范特別要注意：GB50264-2013工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范.pdfGB8624-2012建筑材料及制品燃燒性能分級(jí).pdfGBT17393-2008覆蓋奧氏不銹鋼用絕熱材料規(guī)范.pdf低溫工況保冷材料技術(shù)規(guī)定1、保冷設(shè)計(jì)原則：具有下列要求之一的設(shè)備和管道應(yīng)予保冷：

(1)需阻止或減少冷介質(zhì)和載冷介質(zhì)的冷損失;(2)需阻止或減少冷介質(zhì)和載冷介質(zhì)溫度升高;(3)需阻止低溫設(shè)備和管道外壁凝露2.保冷結(jié)構(gòu)：阻燃型聚異氰酸酯泡沫制品作為絕熱層，不銹鋼扎帶捆扎（每米3-4道）（現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡時(shí)除外），黑色瑪蹄脂和聚氨酯鋁箔為防潮層，密封膠粘結(jié)，304不銹鋼板為保護(hù)層并采用不銹鋼帶捆扎（對(duì)于非規(guī)則表面采用M4自攻螺釘固定）。保冷結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外分別為保冷層、防潮層、保護(hù)層組成一個(gè)完整的保冷結(jié)構(gòu)。并應(yīng)符合以下要求：（1）保冷層保冷層使用深冷型硬PIR（聚異氰酸酯泡沫制品），采用粘貼、捆扎結(jié)構(gòu)，這是決定保冷效果好壞最關(guān)鍵的一層。要求保冷層材料的技術(shù)性能及厚度必須符合設(shè)計(jì)規(guī)定，且厚薄均勻，接縫嚴(yán)實(shí)，緊固合理，松緊適度，外形美觀，確保保冷效果良好。當(dāng)保冷厚度≥80mm時(shí)，必須分層施工。（2）防潮層防潮層采用粘貼和包纏結(jié)構(gòu)。要求防潮層搭接適度，厚薄均勻，完整嚴(yán)密，無氣孔，無鼓泡或開裂等缺陷，應(yīng)具有阻燃性，氣密性、防水性，防蒸汽滲透及抗老化等性能。確保保冷層保冷效果良好。（3）保護(hù)層保護(hù)層采用鍍鋁鋼板，是保冷結(jié)構(gòu)的外護(hù)層。保護(hù)防潮層和保冷層必須嚴(yán)密、防潮、防濕、能抗大氣腐蝕和光照老化、不燃或阻燃、黑度小、容重輕、不開裂、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、使用壽命長(zhǎng)，并能使保冷結(jié)構(gòu)外形整齊美觀。絕熱類型

應(yīng)用C保冷P

人身防護(hù)A

防噪音絕熱IB絕熱塊3設(shè)計(jì)條件3.1絕熱類型絕熱類型的分類應(yīng)根據(jù)絕熱材料的種類、工藝操作條件和計(jì)量條件來分類。典型的保冷類型如下：3.2絕熱厚度絕熱系統(tǒng)外表面的冷損失應(yīng)小于25

W/m2。保冷(C)應(yīng)用于常低溫工藝系統(tǒng)。根據(jù)表1中注明的條件進(jìn)行傳熱計(jì)算，將得到的PIR典型保冷（C）厚度列于表1中。人身防護(hù)(P)使用絕熱材料，所有管線、所有管徑和溫度，絕熱厚度均為30mm。閥門、管件等的絕熱厚度應(yīng)與相連的管道一致。設(shè)備封頭的絕熱厚度應(yīng)和主設(shè)備筒體部分一致。金屬部分，如伸出主絕熱層的支腿或梁應(yīng)與主絕熱管道/設(shè)備采用相同的絕熱等級(jí)，厚度是主管道/設(shè)備絕熱厚度的4倍，且最小為300mm。注意保冷材料分層：TotalThickness

(mm)總厚度Pre-formedPIR

(mm)預(yù)制PIR3030404050505555606070708040/409040/5010050/5011050/6012040/40/4013040/40/5014040/50/5015050/50/5016050/50/6017050/60/6018060/603.3絕熱范圍如果一個(gè)工藝系統(tǒng)需要保冷，則整個(gè)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)都應(yīng)完全絕熱，包括所有的管道元件、儀表設(shè)備、放空、通風(fēng)管口和管道支架（保冷到指定的范圍）。人身防護(hù)用于操作溫度在-10℃及以下的非絕熱工藝管線。應(yīng)安裝在巡檢通道、梯子、平臺(tái)和正常工作區(qū)域垂直高度小于2.0米或水平距離小于0.8米的地方。所有的突出在絕熱管道或設(shè)備外的金屬材料都應(yīng)絕熱處理。突出的材料不局限于設(shè)備的裙座、支耳、支腿、鞍座、預(yù)焊件和空間結(jié)構(gòu)、平臺(tái)支耳、管道支吊架和在管道中非絕熱的連接如放空、取樣及非絕熱的儀表。當(dāng)設(shè)備是由金屬支腿支撐時(shí)，絕熱層應(yīng)從容器的最低點(diǎn)開始，絕熱的長(zhǎng)度應(yīng)該超過4倍的設(shè)備絕熱厚度。由裙座支撐的低溫設(shè)備，其內(nèi)部和外部都應(yīng)絕熱，而且裙座的絕熱長(zhǎng)度也應(yīng)超過4倍的設(shè)備絕熱厚度。裙座的高度應(yīng)足夠高，離開地面至少要有300mm的空間。銘牌、絕熱標(biāo)簽等都應(yīng)該安裝在絕熱系統(tǒng)的外表面上。低溫泵箱和壓縮機(jī)緩沖罐也應(yīng)絕熱。從安裝和檢修的工作空間來看，絕熱層外表面與其它障礙物如鋼結(jié)構(gòu)、電氣槽盒、管道或其它絕熱管線之間的凈距至少要有50mm。

工程設(shè)計(jì)中低溫系統(tǒng)保冷材料、結(jié)構(gòu)注意的問題：1、注意耗氧指數(shù)2、注意保冷材料分層3、注意保冷材料氯根含量4、注意保冷材料PH值5、對(duì)于外泡沫玻璃，內(nèi)層PIR提請(qǐng)學(xué)員注意，仍需考慮耗氧指數(shù)不小于30強(qiáng)制條文。lng圖片\IMG_2355.jpg先弄明白再說話六、低溫系統(tǒng)防腐材料特殊要求編號(hào)操作溫度(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆總厚度種類描述干膜厚度種類描述干膜厚度種類描述干膜厚度CS1≤120非絕熱SP10orSa21/2環(huán)氧富鋅底漆75厚漿型環(huán)氧涂層100聚氨酯50225CS2121~200非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75丙烯酸硅酮25丙烯酸硅酮25125CS3201~400非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75硅酸鋁25硅酸鋁25125CS4≤120絕熱SP10orSa21/2厚漿型環(huán)氧涂層150-200NoneNone150-200CS5121~400I絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75None硅酸鋁25100表1碳鋼和低合金鋼管子、管支架和鋼結(jié)構(gòu)編號(hào)操作溫度(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆總厚度種類描述干膜厚度種類描述干膜厚度種類描述干膜厚度CS6≤120非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75厚漿型環(huán)氧涂層125聚氨酯50250CS7≤120絕熱SP10orSa21/2厚漿型環(huán)氧涂層150-200NoneNone150-200表2碳鋼和低合金鋼設(shè)備，管子和管支架（用于LNG碼頭和引橋）編號(hào)操作溫度(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆(μm)總厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度CS8≤120絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75厚漿型環(huán)氧涂層100None175CS9121~400絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75None硅酸鋁25100CS10≤120非絕熱SP10orSa21/2環(huán)氧富鋅底漆75厚漿型環(huán)氧涂層100聚氨酯50225CS11121~200非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75丙烯酸硅酮25丙烯酸硅酮25125CS12201~400非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75硅酸鋁25硅酸鋁25125表3碳鋼泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、成套包設(shè)備編號(hào)操作溫度(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆(μm)總厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度SS1-170~120非絕熱SP7紅鐵氧雙組分環(huán)氧樹脂底漆50厚漿型環(huán)氧涂層100聚氨酯50200SS2121~300非絕熱SP7硅酸鋁20硅酸鋁20硅酸鋁2060SS3-170~120絕熱SP7紅鐵氧雙組分環(huán)氧樹脂底漆50NoneNone50SS4121~300絕熱SP7硅酸鋁20硅酸鋁20None40表4奧氏體不銹鋼設(shè)備、管子、管支架和鋼結(jié)構(gòu)編號(hào)操作溫度(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆(μm)總厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度CS1≤120非絕熱SP10orSa21/2環(huán)氧富鋅底漆75厚漿型環(huán)氧涂層100聚氨酯50225CS2121~200非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75丙烯酸硅酮25丙烯酸硅酮25125CS3201~400非絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75硅酸鋁25硅酸鋁25125CS4≤120Insulated絕熱SP10orSa21/2厚漿型環(huán)氧涂層150-200NoneNone150-200CS5121~400絕熱SP10orSa21/2無機(jī)富鋅底漆75None硅酸鋁25100表5奧氏體不銹鋼泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、成套包設(shè)備編號(hào)操作溫度

(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆(μm)總厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度ZN1≤120非絕熱SP10orSa21/2環(huán)氧樹脂底漆（鍍鋅）60聚氨酯30聚氨酯25115表6碳鋼和低合金鋼設(shè)備，管子和管支架（鍍鋅）編號(hào)操作溫度

(℃)絕熱或防火表面處理底漆中間漆面漆(μm)總厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度種類描述(μm)干膜厚度ZN2用溶劑或堿性清潔劑脫脂聚酰胺硬化環(huán)氧樹脂密封劑3535表7用于包裝或散裝的鍍鋅螺栓、螺母、U螺栓編號(hào)操作溫度

(℃)絕熱或防火表面處理技術(shù)要求(mm)厚度BP1在涂漆前表面須處理干凈并保持干燥。應(yīng)徹底除去表面的銹跡、污垢、塵土、油污、水分和其他污染物。對(duì)于埋地管道，用一層底漆加上兩層PE膠帶（加強(qiáng)級(jí)），相應(yīng)技術(shù)和施工詳細(xì)要求見標(biāo)準(zhǔn)SY/T0414-2007膠帶和粘結(jié)劑總厚度應(yīng)不小于表8埋地管道（包括現(xiàn)場(chǎng)接頭），埋地銅鎳管編號(hào)操作溫度

(℃)絕熱或防火表面處理技術(shù)要求(mm)厚度BP2ST3對(duì)于埋地管道，用一層底漆加上兩層PE膠帶（加強(qiáng)級(jí)），相應(yīng)技術(shù)和施工詳細(xì)要求見標(biāo)準(zhǔn)SY/T0414-2007膠帶和粘結(jié)劑總厚度應(yīng)不小于表9埋地管道（包括現(xiàn)場(chǎng)接頭），埋地碳鋼注意：不銹鋼管道未必不考慮防腐，要看環(huán)境，如果管道防腐，僅考慮出廠到安裝階段防護(hù)，由于不是低溫使用工況，所涂漆可不耐低溫，使用時(shí)會(huì)脫落，要充分考慮保冷材料氯根、PH腐蝕，除非考慮采用耐低溫漆。lng圖片\IMG_2358.jpg領(lǐng)導(dǎo)就是方向1管道應(yīng)力分析基本知識(shí)管道應(yīng)力分析包括靜力分析和動(dòng)力分析兩部分。1.1靜力分析1）壓力荷載和持續(xù)荷載作用下的一次應(yīng)力計(jì)算——防止塑性變形破壞（W+P）；

一次應(yīng)力：是指由于外加荷載，如壓力，重力和內(nèi)壓等的作用而產(chǎn)生的應(yīng)力。

一次應(yīng)力的特點(diǎn)是：它滿足與外加荷載的平衡關(guān)系，隨外加荷載的增加而增加，且無自限性，當(dāng)其值超過材料的屈服極限時(shí)，管道將產(chǎn)生塑性變形而破壞。七、低溫系統(tǒng)管機(jī)專業(yè)特殊要求2023/2/3一次失效情況力所引起。非自限性。重量W、壓力P和集中力F所產(chǎn)生。

2）管道熱脹冷縮以及端點(diǎn)附加位移等位移荷載作用下的二次應(yīng)力計(jì)算——防止疲勞破壞（T）；二次應(yīng)力：是由于管道受溫度影響變形受到約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，它不直接與外力平衡。二次應(yīng)力的特點(diǎn)是具有自限制性，當(dāng)管道局部屈服和產(chǎn)生小量變形時(shí)應(yīng)力就能降低下來。3）管道對(duì)設(shè)備作用力的計(jì)算——防止作用力太大，保證設(shè)備正常運(yùn)行；4）管道支吊架的受力計(jì)算——為支吊架設(shè)計(jì)提供依據(jù)；5）管道上法蘭的受力計(jì)算——防止法蘭匯漏。2023/2/3二次失效情況位移所引起。自限性。溫度、位移和其它變化載荷——例如，重力。1.2動(dòng)力分析

化工管道的振動(dòng)，經(jīng)常會(huì)引起管系和管架的疲勞破壞，建筑物誘發(fā)振動(dòng)和噪音等，嚴(yán)重的影響整個(gè)裝置的正常運(yùn)行。化工管道中經(jīng)常遇到的振動(dòng)有往復(fù)式壓縮機(jī)及往復(fù)泵進(jìn)出口管道的振動(dòng)，兩相流管道呈柱塞流時(shí)的振動(dòng)，水錘，安全閥排氣系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)，風(fēng)載荷、地震載荷引起振動(dòng)等，管系設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防止或控制管道發(fā)生振動(dòng)和共振。振動(dòng)分析主要包括以下內(nèi)容：l）管道自振頻率分析——防止管道系統(tǒng)共振；

2）管道強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)分析——控制管道振動(dòng)及應(yīng)力；

3）往復(fù)壓縮機(jī)（泵）氣（液）柱頻率分析——防止氣柱共振；2管道應(yīng)力分析的目的

管道應(yīng)力分析應(yīng)保證管道在設(shè)計(jì)下具有足夠的柔性，防止管道因熱脹冷縮、端點(diǎn)附加位移、管道支承設(shè)置不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻南铝袉栴}：①管道應(yīng)力過大或者金屬疲勞引起的管道或者支架破壞；②管道連接處產(chǎn)生泄漏；③管道推力和力矩過大，使與其連接的設(shè)備產(chǎn)生過大的應(yīng)力或變形，影響設(shè)備正常運(yùn)行。4）往復(fù)壓縮機(jī)（泵）壓力脈動(dòng)分析——控制壓力脈動(dòng)值。3管道應(yīng)力分析合格的標(biāo)準(zhǔn)

①管道上各點(diǎn)的一次應(yīng)力和二次應(yīng)力值應(yīng)小于許用應(yīng)力范圍；②管道對(duì)設(shè)備管口的推力和力矩應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；③管道支吊架受力應(yīng)能滿足支吊架本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和與之生根的土建結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；④管道的最大位移量應(yīng)能滿足管道布置的要求。4管道應(yīng)力分析的方法

管道應(yīng)力分析的方法有：目測(cè)法、圖表法、公式法、和計(jì)算機(jī)分析方法。選用什么分析方法，應(yīng)根據(jù)管道輸送的介質(zhì)、管道操作溫度、操作壓力、公稱直徑和所連接的設(shè)備類型等設(shè)計(jì)條件確定。

常用軟件CAESARII。通過應(yīng)力分析，將保證所選用材料構(gòu)成的管系，在各種運(yùn)行工況下是安全的。5低溫系統(tǒng)應(yīng)力分析的注意內(nèi)容5.1二次應(yīng)力分析由于低溫系統(tǒng)，安裝溫度與使用溫度相差很大，不同的材料根據(jù)不同線性膨脹系數(shù)都會(huì)有較大冷縮量，采用CAESARII軟件計(jì)算后，會(huì)保證管系的靜態(tài)安全。但不建議采用補(bǔ)償器，以采用自然補(bǔ)償為宜。5.2動(dòng)態(tài)分析

低溫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析是一個(gè)重點(diǎn)，由于液化氣體在管系中，隨著壓力的變化，相變會(huì)隨時(shí)發(fā)生，局部驟冷帶來材料脆裂的可能性也會(huì)存在，通過應(yīng)力計(jì)算，特殊位置主要集中在管件處，有可能需要局部加強(qiáng)。

水錘是低溫系統(tǒng)不可避免要遇到的問題，由于低溫系統(tǒng)材料的脆性，附加的動(dòng)態(tài)水錘力過大，輕則管道脫落，重則彎頭等受力部位打碎。建議購買PIPENET管網(wǎng)流體分析軟件PIPENET或AFT液體分析軟件。我們?cè)谟?jì)算中，遇到的水錘力最大到80噸，解決水錘的最有效措施是延長(zhǎng)閥門的開閉時(shí)間和晚上良好的復(fù)雜聯(lián)鎖系統(tǒng)，將管系變相縮短。同時(shí)，由于低溫工況導(dǎo)致材料受力處于苛刻條件，安全閥的卸放反力、法蘭泄漏也要特別注意。應(yīng)該樹立一個(gè)理念：管材等級(jí)的確立，是建立在靜態(tài)安全基礎(chǔ)上的，在疊加了動(dòng)態(tài)力（水錘、卸放反力等）后，管材確定的管道材料等級(jí)有可能需要提高。lng圖片\IMG_2290.jpg低溫低應(yīng)力工況：根據(jù)GB20801-2006，必須同時(shí)滿足下列條件：

a)

a）低溫下的最大工作壓力不大于常溫下最大允許工作壓力的30%；注：直管和對(duì)焊管件類元件的最大允許工作壓力按GB20801.3計(jì)算確定；法蘭、閥門類元件的最大允許工作壓力按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的常溫壓力額定值選取。

b)

管道由壓力、重量及位移產(chǎn)生的軸向（拉）應(yīng)力總和不大于10%材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小抗拉強(qiáng)度值（計(jì)算位移應(yīng)力時(shí)，不計(jì)入應(yīng)力增大系數(shù)）；c)

僅限于GC2級(jí)管道，且最低設(shè)計(jì)溫度不低于-101℃。

舉例：液氨工作壓力0.132MPa.-28°C，采用牌號(hào)20標(biāo)準(zhǔn)GB/T8163-2008,Φ57*3.5是否合適？解析：

一、工況1：50°C，2.0MPa;工況2