压力管道设计常用管件标准及区别

压力管道设计常用管件标准及区别
茌平县锦程无缝钢管有限公司更新日期:2008-11-26 16:26:21 点击:2668
24.压力管道设计常用管法兰标准有下列四类：
1.国家标准
1）《钢制管法兰》GB/T9112～9124国家标准是参照《钢法兰》
ISO/DIS7005-Ⅰ编制而成。

其公称直径范围、法兰结构及密封面形式等与ISO标准基本相同。

标准的构成形式为一种法兰型式、一种密封面型式和一种连接型式构成一个标准。

标准中有两个公称压力系列：
0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.3，10.0，16.0Mpa；
2.0，5.0，11.0，15.0，26.0，42.0Mpa。

公称直径范围因公称压力不同而异：
PN=0.25Mpa,DN
=3000mm；
max
=3000mm。

PN=42.0Mpa,DN
max
法兰结构型式：有整体、螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、板式、对焊环松
套板式、对焊环松套带颈、平焊环松套板式、板式翻边松套、法兰盖等。

2）《大直径碳钢管法兰》GB/T13402-92
基本上是等效采用《大直径碳钢管法兰》API605。

公称压力PN为2.0、5.0、6.3、15Mpa。

公称直径范围为DN650～1500mm。

法兰结构有对焊式和整体式两种，密封面为凸面。

2.中国石油化工集团公司标准《石油化工钢制管法兰》SH/T3406-96
SH/T3406-1996是根据石油化工生产的特点，参照美国国家标准《钢制管法兰及法兰管件》ASME B16.5及美国石油协会标准《大直径碳钢法兰》
API605编制而成。

标准属于美洲体系。

公称压力范围PN=1.0、2.0、5.0、6.8、10.0、15.0、25.0、42.0Mpa。

公称直径范围为DN15～1500mm。

DN≤600mm的法兰型式有对焊平焊承插焊松套螺纹等五种。

DN≥650mm的法兰仅有对焊法兰。

密封面型式，DN≤600mm时有凸台面、榫槽面、环槽面、凹凸面和全平面等五种。

DN≥650mm仅有凸台面。

3.化工部标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635－97。

1.其中HG20592～20605属于欧洲体系
公称压力范围PN=0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、
25.0Mpa等10个压力等级。

公称直径范围为DN10～2000mm。

法兰型式有板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种。

密封面型式有凸台面、榫槽面、环连接面、凹凸面和全平面等五种。

2.其中HG20615～20626属于美洲体系
对于DN≤600mm的法兰等效采用了ASME B16.5，对DN≥650mm的法兰等效采用了ASME B16.47中的B系列（API605）。

公称压力范围为2.0，5.0，11.0，15.0，26.0，42.0Mpa。

公称直径范围为DN15～1500mm。

法兰型式有带颈平焊、带颈对焊、整体、承插焊、螺纹、松套等6种。

密封面型式有凸台面、榫槽面、环连接面、凹凸面和全平面等5种。

4.机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T74～90－94
此标准属于欧洲标准体系，公称压力范围为0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、20.0等10个压力等级。

公称直径范围为DN15～1500mm。

法兰结构型式：有整体、板式平焊、对焊、对焊环板式松套、平焊环板式松套、板式翻边松套、法兰盖等7种法兰。

密封面型式有凸台面、榫槽面、环连接面、凹凸面等4种。

25.设计中常用的法兰代号
1.法兰连接代号：对焊连接－WN；承插焊连接－SW；螺纹连接－PT；
松套连接－LJ；平焊连接－SO。

2.法兰密封面代号：全平面－FF；凸台面－RF；环连接面－RJ/RTJ；
凹凸面－MF；榫槽面－TG。

26.金属直管的壁厚计算
对于内压直管，根据《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059－2001确定其壁厚：
1.当S O＜D O／6时，管子的壁厚按下式计算：
＝
S
O
－管子的计算厚度，mm；
式中S
O
P－设计压力，Mpa；
D
－管子外径，mm；
O
［σ］t-设计温度下管子材料的许用应力，Mpa；
φ－焊缝系数，无缝钢管取1；
Y－温度对计算管子壁厚公式的修正系数，按下表取值。

温度对计算管子壁厚公式的修正系数
管子的选用壁厚应按下式计算：
＋C
S=S
O
式中 S－包括附加雨量在内的管子壁壁厚，mm；
C－管子的壁厚的附加裕量（包括腐蚀裕量、壁厚负偏差和螺纹深度等），mm；
2.当S O≥D O／6或P／σ］t＞0.385的管子，其计算壁厚，应根据断
裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。

3.焊接钢管的焊缝系数
4.无缝钢管壁厚负偏差，按《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》
GB/T17395 S2级取为－12.5％。

27.沸腾钢及镇静钢：
4.脱氧不完全的钢称为沸腾钢。

由于脱氧不完全，钢液中含氧量高，
浇注及凝固时会产生大量的CO气泡，造成剧烈的沸腾现象，沸腾
钢也因此得名；沸腾钢冷凝后没有集中缩孔，因而成材率高、成本
低表面质量及深冲性能好，但因含氧量高、成本偏析大、内部杂质
多、抗腐蚀性和机械性能差，且容易发生时效硬化和钢板的分层，
故不宜作重要用途。

（2）镇静钢是脱氧完全的钢。

浇注时钢液平衡，没有沸腾现象，此类钢冷凝后易产生集中缩孔，所以成材率低、成本高，但镇静钢气体含量低，时效倾向小，钢锭中气泡、疏松较少，质量较高。

脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢称为半镇静钢，其性能也介于二者之间。

28．关于Q235-A.F，20，0Cr18Ni9：
1.Q235-A.F为碳素结构钢牌号，Q235表示钢材屈服点为235N/mm2；A表示
质量等级为A；F表示为沸腾钢。

2.20为优质碳素结构钢牌号，，牌号意义表示钢材的平均含碳量为0.2％。

3.0Cr18Ni9为不锈钢牌号，牌号表示钢材主要合金元素的百分含量，0表示
C≤0.08％，Cr＝17.00％～19.00％，Ni＝8.00％～11.00％。

29.碳素钢沸腾钢Q235-A.F和镇静钢Q235-A、B、C的适用范围：
（1）在《钢制压力容器》GB150，2002年4月16日发布的第一号修改单中，因
Q235-A.F和Q235-A钢板型号存在问题，已不推荐使用。

（2）Q235-B钢板的适用范围：
设计压力P≤1.6Mpa；设计温度0～350℃；钢板厚度不大于20mm；不得用于液化烃，毒性程度为高度和极度危害介质的管道。

（3）Q235-C钢板的适用范围：
设计压力P≤2.5Mpa；设计温度0～400℃；钢板厚度不大于40mm；不得用于液化烃，毒性程度为高度和极度危害介质的管道。

30.钢管公称壁厚的表示方法及意义；
1.以管子表号表示公称壁厚：
此种表示方法以《焊接和无缝钢管》ASME B36.10为代表并为其他许多标准所采用，常以“Sch”标示。

管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000，并经圆整后的值。

即
Sch＝
ASME B36.10和JIS标准中，管子表号有：Sch10、20、30、40、60、80、100、120、140、160；
ASME B36.19中不锈钢管子的表号为5s、10s、40s、80s；
中国石化标准SH3405中，无缝钢管采用了Sch20、30、40、60、80、100、120、140、160等9个表号；不锈钢管子采用了Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s 等5个表号。

2.以管子重量表示公称壁厚
美国MSS和ASME也规定了以管子重量表示壁厚的方法，将管子壁厚分为三种：
1.标准重量管，以STD表示；
2.加厚管，以XS表示；
3.特厚管，以XXS表示。

对于DN≤250mm的管子，Sch40相当于STD，DN＜200mm的管子，Sch80相当于XS。

（3）以钢管壁厚值表示公称壁厚
中国、ISO和日本部分钢管标准采用壁厚值表示公称壁厚。

31.常用的管道分支结构及特点
常见的分支结构有整体型、加强管接头型、焊接支管型三大类。

加强管嘴（有时叫半管接头）常用于DN40及以下的分支，并采用承插焊或螺纹连接；加强管接头（有时也叫支管台）常用于DN50～DN200，并采用对焊连接。

32.一次应力与二次应力
一次应力是由于压力重力与其他外力荷载的作用产生的应力。

它是平衡外力荷载所需的应力，随外力荷载的增加而增加。

一次应力的特点是没有自限性，即当管道内的塑性区扩展达到极限状态，使之变成可变的机构时，即使外力荷载不再增加，管道仍将产生不可限制的塑性流动，直至破坏。

二次应力是由于管道变形受到约束而产生的应力，它由管道热胀冷缩端点位移等位移荷载的作用而引起。

它不直接与外力平衡，而是为了满足位移约束条件或管道自身变形的连续要求所必需的应力。

二次应力的特点是具有自限性，即局部屈服或小量变形就可以使位移约束或自身变形连续要求得到满足，从而变形不再继续增大。

二次应力引起的是疲劳破坏。

在管道中，二次应力一般由热胀冷缩和端点位移引起。

33.支吊架：固定架限制了三个方向的线位移和三个方向的角位移；导向架限制了两个方向的线位移；支托架（或单向止推架）限制了一个方向的线位移。

34.管道进出装置应设置切断阀。

对可燃、易爆、有腐蚀性或有毒介质的管道，还应在切断阀的装置侧加设8字盲板。

35.固定连接在工艺管道或设备上且正常操作时不使用的公用工程管道（如惰性气体空气蒸汽水等介质的管道），应设切断阀加检查阀（简称管道三阀组），或设置双切断阀加盲板。

工艺过程不允许串料的管道，也应采取这种措施。

36钢管国外标准：
1.日本工业标准（JIS－JAPAN INDUSTRY STANDARD）
2.日本石油协会标准（JPI－JAPAN PETROCHEMICAL INSTITUTE）
3.美国国家标准（ANSI－AMERICAN NANTIONAL STANDARD INSTITUTE）
4.美国材料与试验协会标准（ASTM－AMERICAN TESTING AND MATERIAL
STANDAARD）
5.美国石油协会（API－AMERICAN PETROCHEMICAL INSTITUTE）
6.美国水道协会标准（AWWA）
7.德国国家标准（DIN）
8.英国标准（BS－BRITISH STANDARD）
37.《ASME压力管道规范》（ANSI/ASME B31）包括若干部分，每一部分都是一个美国国家标准：
B31.1－动力管道
B31.3－化工厂和石油炼制厂管道（得到全世界公认，成为石油化工厂压力管道设计普遍遵循的规范）
B31.4－液化石油输送管道系统
B31.5－冷冻管道
B31.8－气体传送和分配管道系统
38.钢管尺寸系列标准：美国的ANSI B36.10；德国的DIN2448；英国的BS3600和国际标准化组织ISO4200等标准。

在日本虽然有JIS标准，但是为了进入国际市场也按美国、英国、德国的标准生产钢管。

39.管壳式换热器管内液体介质的流速不宜大于3m/s；冷却水在管内的流速不宜小于0.8m/s。

温差校正系数不宜小于0.8。

40.泵应根据被输送介质的物性和工艺参数来选型。

在一般情况下，对流量较大、扬程相对较低、粘度小于650mm2/s、溶解或夹带的气体小于5％（体）的液体介质，宜选用离心泵。

对小流量、高扬程的液体介质宜选高速离心泵。

对流量较小扬程相对较高拈度小于35mm2/s温度小于110℃的液体介质，宜选用旋涡泵。

对流量小扬程高粘度大的液体介质，宜选用容积式泵。

41.碳钢的吸收量：
△x=(t
操作-t
安装
)×L×13×10-4cm
L为π型间距m
42.系统伴热每60米1个回水点，1个给水点。

43.埋地管线加强级防腐：环氧煤沥青1㎏／m3；粗格玻璃布1.2㎏／m3（一层用量）。

44.梯凳：92表设-01。

55.设备平台高度：基础＋设备＋保温层＋100（净距）。

56.土建委托中提绝对标高，安装图中一般标相对标高。

57.立式罐除顶平台（根据安全阀等综合考虑，一般取0.4米），其余平台宽度为1.2米。

58.罐最高液位的确定：取罐高的0.9被；最低液位应与出口罐嘴同高。

59.高低位报警：高－15分钟之内到最高液位点的位置；低－15分钟下降到最低液位点的位置。

流量一般取正常值的1±20％。

60.常用标准：
(1)国内
SH/T3401-1996《管法兰用石棉橡胶板垫片》；
SH/T3402－1996《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》
SH/T3403－1996《管法兰用金属垫片》
SH/T3404－1996《管法兰用紧固件》
SH/T3405－1996《石油化工企业钢管尺寸系列》
SH/T3406－1996《石油化工钢制管法兰》
SH/T3407－1996《管法兰用缠绕式垫片》
SH/T3408－1996《钢制对焊无缝管件》
SH/T3409-1996《钢板制对焊管件》
SH/T3410-1996《钢板制承插焊管件》
HG/T21547-1993《管道用钢制插板、垫环、8字盲板》
HG/T20613－97《钢制管法兰用紧固件（欧洲体系）》
HG/T20610－97《钢制管法兰用缠绕式垫片（欧洲体系）》
HG/T20612－97《钢制管法兰用金属环垫（欧洲体系）》
HG20592-97《钢制管法兰型式、参数（欧洲体系）》0.25Mpa～25.0Mpa
HG20595-97《带颈钢制管法兰（欧洲体系）1.0Mpa～25.0Mpa
(2)国外
ASME B16.5 管法兰和法兰配件
ASME B16.9 工厂制造的锻钢对接管件
ASME B16.10 阀门的面到面和端到端尺寸
ASME B16.11 锻制承插焊和螺纹管件
ASME B16.21 管线法兰用非金属平垫片
ASME B16.25 对焊端部
ASME B16.47 大直径钢法兰NPS26~NPS60
ASME B36.10M 焊接和无缝锻钢管
ASME B36.19M 不锈钢管线
ASME B16.34 法兰阀、螺纹阀和焊接阀
API5L输送管标准
API 598 阀门的检验与试验
API 600 带法兰和对焊端的钢制
API STD 590-1995 STEEL LINE BLANKS
API STD 600-2001 BOLTED BONNET
STEEL GATE VALVES FOR PETROLEUM AND
NATURAL GAS INDUSTRIES
API STD 608-2002 METAL BALL VALVES
- FLANGED. THREADED. AND WELDING
END
API STD 609-2004 BUTTERFLY VALVES:
DOUBLE FLANGED. LUG- AND WAFER-TYPE
API STD 610-2004 CENTRIFUGAL PUMPS FOR PETROLEUM. PETROCHEMICAL AND NATURAL GAS INDUSTRIES
API STD 611-1997 GENERAL-PURPOSE STEAM TURBINES FOR PETROLEUM. CHEMICAL. AND GAS INDUSTRY SERVICE
API STD 612-2005 PETROLEUM. PETROCHEMICAL AND NATURAL GAS INDUSTRIES - STEAM TURBINES –
API STD 617-2003 AXIAL AND CENTRIFUGAL
COMPRESSORS AND EXPANDER-COMPRESSORS FOR
PETROLEUM
61.平台的尺寸应符合下列规定:
（1）平台宽度不应小于0.8m，平台上净空不
宜小于2.2m；
（2）为设备人孔设置的平台，距人孔底部不
宜大于0.8m；
（3）为设备加料口设置的平台，距加料口顶
面不宜大于1.0m；
（4）法兰连接的立式设备平台与法兰面的距
离不宜大于1.5m
62.梯子设置应符合下列规定：
（1）厂房和构架的主要梯子和操作频繁的平
台的梯子应采用斜梯；
（2）成组布置的塔的联合平台宜采用斜梯；
（3）除上述场合，宜采用直梯；
（4）斜梯宜倾斜45°,梯高不宜大于5m，如
大于5m,应设置梯间平台；
（5）斜梯宽度不应小于0.7m；
（6）直梯宽度宜为0.4～0.6m；高度超过2m
的直梯应设置安全护笼。

（7）设备上的直梯宜从侧面通向平台。

攀登高度在15m以内时，梯间平台的间距为5～8m；超过15m时，每5m应设梯间平台；
（8）平台防护栏杆为1m，距地面20m以上的平台防护栏杆为1.2m。

防护栏杆为固定式防护设施，影响检修的栏杆应为可拆卸的。

63.道路净高和净宽
装置内通道的最小净宽和最小净高
64.PN于CLASS的对应关系
注：为区分欧洲体系与美洲体系的压力等级，ISO7005－1（92）将原美洲体系中的600psi、1500psi改为11.0和26.0。

1992年前一般称10.0和25.0。

65.可配合使用的管法兰
（1）HG美洲体系法兰的连接尺寸（包括密封面尺寸）下列表中所列标准的管法兰基本相同，可以配合使用（互相连接）。

DN≤600管法兰对应表表一
大直径管法兰（DN＞600）对应表表二
注：表二适用于B系列，本表未列入ANSI B16.47中A系列。

如需要可按GB/T13402-92“大直径碳钢管法兰”。

（2）HG欧洲体系法兰的连接尺寸（包括密封面尺寸）下列表中所列标准的管法兰基本相同，可以配合使用（互相连接）。

表三
注：J B／T74～90-1994管路法兰中的PN16.0、PN20.0者，与本标准法兰不能配合使用；J B ／T74～90-1994管路法兰中仅三个法兰：PN0.25-DN500、PN0.6-DN500、PN1.0-DN80与本标准不能配合使用。

66.管道机械专业（应力分析）常用的标准规范
1、GB50316-2000《工业金属管道设计规范》
2、HG/T20645-1998《化工装置管道机械设计规定》
3、SH/T3041-2002《石油化工企业管道柔性设计规范》
4、GB150《钢制压力容器》
5、JB/T8130.1-1999 《恒力弹簧支吊架》
6、JB/T8130.2-1999 《可变弹簧支吊架》
7、GB 50251-2003 《输气管道工程设计规范》
8、GB 50253-2003 《输油管道工程设计规范》
9、ASME/ANSI B31.1 -- Power Piping
10、ASME/ANSI B31.3
Process Piping
11、ASME/ANSI B31.4
Liquid Transmission
and Distribution
piping systems
12、ASME/ANSI B31.8 Gas
Transmission and
Distribution piping
systems
13、API610 -- 离心泵
14、NEMA SM23 -- 透平
15、API617 -- 离心式压
缩机
16、API618 -- 往复式压
缩机
17、API661 -- 空冷器
18、ANSI/B31.1、
APIRP520 -- 安全阀、爆
破膜
67.管道支架设计
1、管道支架的分类及定义
按支架的作用分为三大类：承重架、限制性支架和减振架。

1）承重架 : 用来承受管道的重力及其它垂直向下载荷的支架(含可调支架)。

a）滑动架：在支承点的下方支撑的托架，除垂直方向支撑力及水平方向摩擦力以外，没有其他任何阻力。

b）弹簧架：包括恒力弹簧架和可变弹簧架。

c ）刚性吊架：在支承点的上方以悬吊的方式承受管道的重力及其他垂直向下的荷载，吊杆处于受拉状态。

d）滚动支架：采用滚筒支承，摩擦力较小。

2）限制性支架：用来阻止、限制或控制管道系统位移的支架(含可调限位架)。

a）导向架：使管道只能沿轴向移动的支架，并阻止因弯矩或扭矩引起的旋转。

b）限位架：限位架的作用是限制线位移。

在所限制的轴线上，至少有一个方向被限制。

c）定值限位架：在任何一个轴线上限制管道的位移至所要求的数值，称为定值限位架。

d）固定架：限制管道的全部位移。

3）减振架：用来控制或减小除重力和热膨胀作用以外的任何力(如物料冲击、机械振动、风力及地震等外部荷载)的作用所产生的管道振动的支架。

68.泵的基础面宜高出地面200mm，最小不得小于100mm；塔的基础面高出地面不应小于200mm，200～500mm为宜。

69.压力管道定义：特种设备（压力管道、压力容器）。

最高工作压力（1）＞0.1Mpa(G),气、液、蒸汽；（2）可燃、易燃、有毒、有腐蚀性；（3）最高工作温度大于沸点；（4）DN＞25mm。

同时满足（1）（2）（4）或同时满足（1）（3）（4）为压力管道。

70.3G系列（卧式三螺杆泵）泵，具有内置安全阀，进出口需设连通线。

71.YB型电机一般选用防爆等级为：dⅡBT4。

72.大小头、三通Sch号取DN大的Sch号。

73．离心泵的安装高度要考虑灌泵，零位罐底与泵入口取齐为宜。

74.设备温度不高时保温材料选用复合硅酸盐毡。