化工管道预制规范.docx

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化工管道预制规范

化工管道预制规范

1总则

1.0.1为了推动管道工厂化预制的进展，提高管道设计水平，保证管道安装质量，制定本规范。

1.0.2本规范规定了化工、石化行业的管道工厂化预制的技术要求，包括设计、预制、检验及产品交付条件等。

1.0.3本规范适用于设计压力不大于42MPa，设计温度不超过材料允许的使用温度的碳钢、合金钢（包括奥氏体不锈钢）管道的工厂化预制。

1.0.4管道工厂化的预制除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。

2术语

2.0.1管道piping

由管道组成件和管道支撑件组成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。

2.0.2管道组成件pipingcomponents

用于连接或装配管道的元件。

包括管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器、管路中的节流装置（如孔板）和分离器等。

2.0.3管道预制pipefabrication

对管道系统的管线进行排料和分段设计，在工厂（车间）经过弯管、管件制作、坡口加工、焊接、热处理、检验、标记、清理、油漆和防护等工序，制造出管道产品的过程。

2.0.4管段pipingassemblies

将部分管道组成件（管子、管件、弯管和法兰等）在工厂预制构成的一个组合件。

2.0.5工厂预制轴测图isometricdiagramforpre-fabrication

根据管道轴测图绘制的满足工厂预制工艺要求的轴测图。

2.0.6管道工厂化预制pipingfactorypre-fabrication

将一个或数个管段在工厂完成组焊，形成一个整体的过程。

2.0.7管道轴测图pipingisometricdiagram

将每个管段按照轴测投影的绘制方法，画成以单线表示的管道空间视图。

2.0.8调整管段pipe-segmentsfordimensionadjustment

在管道预制加工前，按照轴测图选择确定的、经实测安装尺寸后再行加工的管段。

2.0.9质量证明书inspectioncertificate

材料质量证明（检验文件）的一种形式。

由制造厂生产部门以外的独立授权部门或人员，按照标准及合同的规定，按批在交货产品上（或取样）进行检验和试验，并注明结果的检验文件。

制造厂质量证明书由独立于生产部门的制造厂检验部门签署并批准生效。

法律法规有规定的，由法定检验检测机构出具监督检验证明。

2.0.10抽样检验randomsamplingexamination

在指定的一个检验批中，对某一具体项目进行全部检查。

2.0.11IDinternalDiameter

管子内径，用于标识以内径为基准的钢管。

2.0.12ODoutsidediameter

管子外径，用于标识以外径为基准的钢管。

2.0.13DNnominaldiameter

管子或管道的公称尺寸，用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识。

3设计

3.1管道设计文件规定

3.1.1设计方提交工厂化预制的管道设计文件应包括管道轴测图和设计说明等文件。

3.1.2管道轴测图可以手工绘制、计算机绘制或专有软件自动生成。

3.1.3管道轴测图的画法、图形表示法以及尺寸标注宜符合现行行业标准《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-1998或《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20519-2009的要求。

3.1.4管道轴测图的设计深度应符合以下要求：

a管道轴测图按正等轴测投影绘制，管道的走向按方向标（图3.1.4-1）的规定，方向标的工厂北向（PN）应与管道布置图一致。

图3.1.4-1方向标

b管道轴测图应包括如下内容：

管道编号、管子走向、管件、阀门、法兰、管道特殊件、支吊架、支管连接以及在线仪表位置和连接型式。

c管道编号包括：

介质代号、管道号、公称直径、材料等级、绝热代号。

d管道轴测图应表示以下内容：

1）管段端点坐标、标高；

2）管子、管件（含弯管）、法兰、阀门、特殊件的名称、规格、几何尺寸、材质、端部型式、压力等级、标准、数量；

3）管段的操作参数、设计参数及绝热厚度；

4）介质流向和安装坡度；

5）支吊架安装位置；

6）需要冷紧的冷紧口位置及冷紧值；

7）管道等级分界点。

E管道轴测图例图见（图3.1.4-2）。

3.1.5设计说明应包含对管道工厂化预制的各项常规技术要求和特殊技术要求，预制的公差要求，焊接、热处理要求，试验和检验要求，防腐要求，包装运输要求。

3.1.6若没有管道轴测图，可用管道布置图、局部详图或立面图和管道材料等级代替，这些代替文件的内容深度应符合本规范第3.1.3、3.1.4条的要求。

图3.1.4-2管道轴测图

3.2工艺文件编制

3.2.1管道预制工艺文件包括工厂预制轴测图和管段加工工艺卡。

3.2.2工厂预制轴测图应符合以下要求：

a根据管道设计文件单独绘制工厂预制轴测图，一张图中可包含一个或数个管段，以满足工厂预制要求为准。

工厂预制轴测图应注明：

1）管道设计压力、设计温度、公称尺寸、壁厚、材料牌号以及管件（包括一次仪表元件）和阀门的型号；

2）焊缝位置、焊缝和坡口编号、明确工厂焊接或现场焊接；

3）弯管弯曲半径；

4）螺纹口的螺纹规格；

5）管段加工长度和尺寸偏差。

b一般按介质流向对整个管道系统进行分段和顺序编号，分段点以现场焊接处或法兰连接点为宜。

c管道焊缝的设置应避开应力集中区，焊缝之间、焊缝距支、吊架边缘、焊缝与支管管口的关系应符合现行国家标准的要求；现场焊缝还应满足管道供货长度、运输保管和现场安装的要求。

d采用标准弯头使管线对接角度和尺寸的偏差无法达到文件规定的精度要求或检验困难时，可采用带直段的弯头。

e管道预制完成后应将实际尺寸标注在工厂预制轴测图中作为竣工图提供给用户。

3.2.3每个管段均应编制加工工艺卡，注明下料、弯制、机加工、焊接、热处理、防腐、检验等要求。

3.3设计沟通与确认

3.3.1管道预制工艺文件的编制应满足设计文件的内容和深度要求，满足工厂化预制技术协议的要求。

管道煨制、焊缝位置等加工方法影响原设计文件或发现其他异议时，应及时与委托方或设计方协商，直至这些文件满足各方的条件和要求为止。

所有的更改应征得设计方的同意和书面确认。

3.3.2当工厂预制技术协议或委托方有要求时，管道预制工艺文件（包括工厂预制轴测图，管段加工工艺卡，管段清单，管件坡口加工清单、安装说明和技术要求）应提交给设计方或委托方审查核实，并按审查意见对管道预制文件进行修改，经设计方或委托方确认后，方可实施。

3.3.3根据需要，可召开管道预制工艺文件的评审会，由设计方、业主（委托方）和施工方对工厂预制方提供的管道预制工艺文件进行会签和确认。

4材料

4.1原材料的要求

4.1.1管道预制材料的材质、规格、型号应符合设计文件的规定，如需材料代用，应征得委托方或设计方的同意和书面确认。

4.1.2管道预制所用的材料、管道组成件等应有制造厂的质量证明书，其质量不得低于国家现行标准和设计文件的规定。

4.2原材料入厂验收要求

4.2.1外购钢管、管件应进行如下入厂验收：

a进口钢管、管件应有商检合格文件和制造厂的质量保证书；

b设计文件要求进行低温冲击韧性试验的材料或进行晶间腐蚀试验的不锈钢材料，应核对供货方提供的相关材料；

c检查钢管的钢号和材料编号印记，应与其材质保证书相符；

d根据订货合同和执行的相关标准，逐根检测钢管的外径、厚度、圆度和长度，并作出检测记录，对壁厚为正偏差的管段作出标记；

e钢管、管件表面应做目视检查，应无重皮、裂纹、深的划痕和凹坑等局部缺陷，必要时进行无损检测；

f铬钼合金钢、含镍低温钢、不锈钢、镍及镍合金、钛及钛合金钢管、管件和管道附件在管道预制前应进行光谱分析和硬度检验；

g对输送极度危害介质的管子、管件的质量证明应有超声波检测结果，对设计压力大于等于10MPa的管子应有磁粉和渗透检测结果，对上述管道每批次材料应进行不少于5％且不少于1件的外表面验证性无损检测。

检测方法和缺陷评定应符合《承压设备无损检测》JB/T4730的有关规定。

4.2.2外购的法兰及其连接件其材质及外形尺寸应符合相关标准的要求。

对合金钢螺栓螺母应做光谱分析和强度试验。

对设计压力大于或等于10MPa的管道用螺栓、螺母应进行硬度检验。

4.2.3阀门及其连接件应根据设计文件要求或按《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010第4.2节及第4.3.2条规定进行检验。

对进行工厂焊接的合金钢阀门阀体材质应进行抽查检验，每批抽查数量不少于1个。

4.2.4对原材料的检查、抽查结果有异议时，该批材料暂不得使用，待与设计方或委托方协商后，确认可用否。

未通过沟通、确认、解决异议时，该批管道元件及材料暂不得使用。

对确认检查不合格的材料不得使用，并应做好标识和隔离。

5加工制造

5.1下料

5.1.1按照管道预制工艺文件要求的尺寸，对管道进行下料划线。

对于采用平焊法兰或承插焊连接的管子，下料尺寸应计及承插长度。

5.1.2当管子切割后无法保存原始标记时，应采用移植方法预先进行材料再标识。

5.1.3管子宜采用机械方法切割。

也可采用氧气乙炔火焰切割，不锈钢管应采用机械或等离子方法切割。

采用等离子切割时，应先除去表面的氧化层。

5.1.4管子切口质量应符合下列规定：

1切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等；

2切口端面倾斜偏差Δ应小于等于管子外径的1%，且小于等于3mm。

图5.2.3管子切口端面倾斜偏差

5.2管道的弯制

5.2.1弯管的制作方法包括冷弯和热弯，弯曲温度应符合以下规定：

1铁基材料的冷弯温度应不大于材料的相变温度（A1）；

2热弯温度应大于材料的最大相变温度（A3）。

5.2.2制作弯管时，应根据管子材料性能、管子弯曲半径及工厂条件，采用适当的弯曲工艺和装备，使钢管在其材料特性允许范围内冷弯或热弯。

5.2.3弯管宜采用壁厚为正公差的管子制作。

管子弯曲半径与弯管制作前管子壁厚的关系宜符合表5.2.3的规定。

表5.2.3弯曲半径与管子壁厚的关系

序号

弯曲半径R

弯管制作前管子壁厚

1

R≥6OD

1.06Tm

2

6OD＞R≥5OD

1.08Tm

3

5OD＞R≥4OD

1.14Tm

4

4OD＞R≥3OD

1.25Tm

注：

OD为管子外径；Tm为设计壁厚

5.2.4弯管的质量应符合下列规定：

1弯管的不圆度

1）弯管的不圆度计算

（5.2.4）

式中：

u－弯管的不圆度（％）

Dmax－同一截面最大实测外径（mm）

Dmin－同一截面最小实测外径（mm）

2）对于承受内压的弯管，其不圆度不应大于8%；对于承受外压的弯管，其不圆度不应大于3%。

2弯管其它质量应符合表5.2.4的要求

表5.2.4弯管其它质量要求

项目名称

管子类别

输送毒性程度极度危害流体或设计压力P≥10MPa

输送毒性程度极度危害流体以外或设计压力P<10MPa

外观

不得有裂纹、过烧、分层等缺陷，不宜有皱纹

弯管后的管子的最小壁厚

不得小于直管的设计厚度

弯管直段长度允许偏差ΔL

≤1.5mm/m,最大±3mm

≤2.5mm/m,最大±5mm

管端中心偏差Δ1（见图5.2.4-1）

≤1.5mm/m,最大5mm

≤3mm/m,最大10mm

弯管修磨后的壁厚

不得小于管子名义厚度的90%，且不小于设计厚度

摺皱率（hm/D0）（见图5.2.4-2）

≯2%

摺皱间距（a）与摺皱高度（hm）之比a/hm（见图5.2.4-2）

≥12

注1：

波浪度计算：

hm=（D1+D3）/2-D2（5.4.2.2）

式中：

hm--摺皱高度（mm）

D1—摺皱凸出处外径（mm）

D2—摺皱凹进处外径（mm）

D3—相邻摺皱凸出处外径（mm）

图5.2.4-1弯曲角度及管端中心偏差

图5.2.4-2弯管的皱褶和波浪间距

5.2.5∏形弯管的平面度允许偏差Δ2（图5.2.5）应符合表5.2.5的规定

图5.2.5∏形弯管的平面度

表5.2.5∏形弯管的平面度允许偏差Δ2（mm）

长度L

<500

500~1000

1000~1500

>1500

平面度允许偏差Δ2

≤3

≤4

≤6

≤10

5.3机加工

5.3.1螺纹、管口密封面应进行机加工。

加工精度应符合以下规定：

a螺纹的允许公差为6h，管口密封面角度允许公差±0.5º。

b螺纹的表面粗糙度Ra为3.2μm，管口密封面表面粗糙度Ra为0.8μm。

5.3.2螺纹、管口密封面不得有机加工而引起的裂纹、划痕、加工程度不足等缺陷。

5.4焊接

5.4.1坡口处理应符合以下规定：

a坡口的制备宜采用机械加工方法，碳钢管也可采用火焰切割方法加工坡口，加工后，应除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，保持坡口表面平整。

采用其他加工方法时，该方法应经技术评审。

b坡口形式和尺寸应符合设计文件规定、焊接工艺规程及相关行业标准的要求。

c当设计文件和相关标准对坡口表面有无损检测要求时，无损检测及缺陷处理应在施焊前完成。

d管道系统的管道预制接口和设备、阀门及管件的接口，对接端宜采用统一的机械加工内径。

5.4.2焊接坡口及内外表面，应在焊接前采用手工或机械方法去除油漆、油污、锈斑、熔渣、氧化皮以及其他有害的物质，一般清除范围为坡口两侧20mm以上。

对镍及镍合金、钛及钛合金、铝及铝合金应为50mm以上。

5.4.3管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量不应超过壁厚的10%，而且不大于2mm。

对内壁错边量超过此值或外壁错边量大于3mm时，应进行修整。

5.4.4焊接应符合以下要求：

a当管道预制技术协议有要求时，管道组成件应进行工厂焊接。

b管道预制焊接应采用合格的焊接工艺，并由合格的焊工施焊。

c焊接现场的设备和环境条件应满足规定的要求。

d所有焊接件均为合格品，并应通过必要的检测和缺陷处理。

e严格执行焊接工艺要求，焊接质量应满足设计和管道预制技术协议的要求。

f对于采用焊接连接的阀门和管道附件，在进行焊接和热处理时，应采取措施不得影响其使用性能。

g支、吊架的焊接应由合格焊工施焊。

当在管道上焊接支、吊架时，管子不得有咬边、烧穿等现象。

5.4.5设计文件注明预拉伸或预压缩的焊口不得在工厂预制时焊接。

5.5热处理

5.5.1下列情况应进行热处理：

a设计文件有要求；

b设计文件无规定，符合下列情况的弯管：

1）除制作弯管温度自始至终保持在900℃以上的情况外，名义厚度大于19mm的碳素钢弯管；

2）公称尺寸大于或等于100mm，或名义厚度大于或等于13mm的碳钢、碳锰钢、铬钼合金钢、低温镍钢制作弯管；

成形应变率大于5%，并要求进行冲击试验的材料在冷成形或冷弯后；

4）高温使用的奥氏体不锈钢或镍基合金钢管，在冷、热弯曲或成形后。

c设计文件无规定，符合下列情况的对接焊缝接头：

1）名义厚度大于19mm，碳钢、Cr≤0.5％的铬钼合金钢和Ni≤4％的低温镍钢钢管焊缝；

2）名义厚度大于13mm，铬含量0.5％＜Cr≤3%的铬钼合金钢管焊缝；

3）所有厚度下的马氏体不锈钢和母材最小抗拉强度大于490MPa和3％＜Cr的铬钼合金钢管焊缝；

4）有应力腐蚀倾向的焊接接头；

5）容易产生焊接延迟裂纹的钢材在焊后应及时进行热处理。

当不能及时进行热处理时，应在焊接后立即均匀加热至200℃~350℃,并保温缓冷；

5.5.2在热处理前应编制热处理工艺，并经评定验证。

5.5.3热处理方式包括整体热处理、局部热处理、分段热处理和替代热处理。

对焊缝应优先采用整体热处理.。

5.5.4热处理管段、管件应先清理干净，无检验液、粉及任何其他加热时会引起对正在热处理的材料有害的杂质。

5.5.5管段、管件装炉时，应均匀地分布在炉底，用耐高温材料隔开。

应防止被加热体直接与火焰接触，并远离烟道。

对于薄壁的大口径管，在管端应加支撑。

5.5.6热处理温度应采用热电偶或其他合适的方法进行测量。

宜采用自动测温记录仪在整个热处理过程中连续测量并记录热处理温度。

并采取措施保证测量的准确性。

5.5.7局部热处理时，加热范围应包括主管或支管的整个环形带，并应达到规定的温度。

加热带以外部分应在100mm~150mm的范围内保温，加热环形带应有足够的宽度：

a焊接接头局部热处理的加热范围应为距离焊缝中心每侧不小于焊缝宽度的三倍；

b弯管局部热处理的加热范围应包括弯曲或成形部分及其两侧至少25mm的宽度。

5.5.8对于不能进行整体热处理的管道，可分段热处理。

分段处应有宽度不小于300mm的搭接带。

分段热处理时，炉外的部分适当保温，并应防止产生较大的温度梯度。

5.5.9正火、正火加回火或退火可代替焊接、弯曲或成形后的消除应力热处理，但焊接接头和母材的力学性能应符合相应标准的规定。

5.5.10热处理时，应保证温度的均匀性和对温度的控制，可采用炉内加热、局部火焰加热、电阻或电感应等加热方法，也可采用炉冷、空冷、局部加热、隔热或其他合适的方法来控制冷却速度。

热处理温度应符合设计文件的规定。

5.5.11热处理后如进行焊接返修、弯曲、成形加工，或硬度检测超过规定要求的焊缝，应重新进行热处理。

5.5.12要求焊后热处理的焊接接头、热弯和热成形加工的管道元件，热处理后应检测硬度值。

焊接接头的硬度测定区域应包括焊缝和热影响区，热影响区的测定区域应紧邻熔合线。

布氏硬度（HB）不超过下列规定：

碳钢、碳锰钢（厚度>19）HB≤200

合金钢（Cr≤2%）HB≤225

合金钢（2.25%≤Cr≤10%）HB≤241

5.6化学清洗

5.6.1化学清洗处理包括酸洗和钝化。

化学清洗应在化学专业人员监管下，依照批准的化学清洗方案及措施进行。

5.6.2酸洗处理适用于小口径铁素体管和不锈钢管。

应保证不损坏金属的未锈蚀表面，并清除其锈蚀部分。

酸洗后用清洁水冲洗干净，再用压缩空气进行吹扫、吹干。

5.6.3钝化处理是将酸洗合格的金属浸没在钝化液中一定时间，使酸洗表面形成保护膜。

钝化后用清洁水冲洗干净，再用压缩空气进行吹扫、吹干。

5.7缺陷处置

5.7.1平滑、弧形的圆底痕不必修补。

以下尖缺口、凿痕和其他能引起较大应力集中的划痕应进行修整，修整后的剩余壁厚不得小于相应壁厚的95%。

即：

a直管段上深度小于规定壁厚5%；

b弯曲段上深度小于外弧侧壁厚度最小值5%。

5.7.2弯管表面上的任何裂纹、过烧、过热或分层等缺陷应按管道预制技术协议商定的方法进行修补。

5.7.3弯管实测不圆度和波浪度超过许可值时，宜采用机械加工方法修补。

5.7.4经缺陷处理后的管道组成件其壁厚不得小于设计规定的最小厚度。

5.7.5对于存在角度和平面度超差的弯管根据超差范围以及直径大小分别采用机械校正、火焰加热校正以及火焰机械联合校正等方法。

不允许用榔头敲击弯头矫正。

5.7.6合金钢管进行局部弯度矫正时，加热温度应控制在临界温度以下。

6成品偏差

6.1长度偏差

6.1.1管段整体偏差应满足设计文件要求。

6.1.2当设计文件没有要求时，管段组合长度偏差ΔLA应小于等于组合长度的0.1%，且满足表6.1.2的要求，对自由管段最大允许偏差为±10mm。

表6.1.2组合长度允许偏差ΔLA（mm）

项目

允许偏差ΔLA

DN≤250

±3

DN=250~600

±5

DN=600~900

±6

DN>900

管径每增加300，ΔLA的绝对值增加2

6.1.3所有情况下封闭管段的最大允许偏差为±1.5mm。

6.1.4当管段为空间管系时，可通过调整各方向的尺寸偏差以达到管段两端点的总尺寸偏差值满足6.1.2条或6.1.3条的要求。

6.2凸台、接管座偏差

6.2.1凸台、接管座相对于管道中心线的偏差应为±1.0mm。

6.2.2当管段安装的凸台、接管座有两个以上时，其相邻支管中心距的允许偏差应符合表6.2.2的要求。

表6.2.2相邻两个支管中心距允许偏差（mm）

间距S

允许偏差ΔL1

S≤260

±1.5

260

±2

5000

±2.5

S>1000

±3

6.3法兰偏差

6.3.1法兰中心线与管道中心线和管道垂直截面的位置偏差应符合管段整体偏差的要求。

6.3.2法兰平面与管道中心线垂直度偏差应符合表6.3.2的要求。

表6.3.2法兰平面与管道中心线垂直度偏差（mm）

项目

垂直度偏差

DN<100

0.5

100≤DN≤300

1.0

DN≥300

2.0

法兰螺栓孔对称水平度

±1.6

6.3.3与转动设备相连接的管道，在与设备连接前自由状态下，法兰的允许偏差应符合表6.3.3的要求。

表6.3.3法兰平行度、同心度要求

机器转速（r/min）

平行度（mm）

同心度（mm）

<3000

≤0.40

≤0.80

3000~6000

≤0.15

≤0.50

>6000

≤0.10

≤0.20

7检验和试验

7.1一般规定

7.1.1对管道组成件的各项检验和试验应由质检人员进行。

7.1.2对管道组成件的外观检查、结构尺寸、焊缝、螺纹及螺纹连接组件、两端坡口尺寸和弯管内表面的清理检查应逐个进行。

7.1.3对弯管的壁厚、圆度、弯曲角度、波浪度、波距和∏形弯管的平面度应逐个检查。

其质量应符合本规范第5.2.4条及第5.2.5条的要求。

7.1.4要求热处理的焊缝和弯管，在热处理后应进行硬度检验。

对炉内整体热处理的，每炉次抽查比例应大于等于10％，局部热处理的应进行100％检查。

7.1.5对输送毒性程度为极度危害流体或设计压力大于等于10MPa的弯管制作后，应进行100%表面无损检测。

对于铬钼合金钢、含镍低温钢、不锈钢材料的管道组成件，应对材质进行抽样检验，每个检验批抽查比例5%，而且不少于一件。

当抽检有一个不合格时，应对不合格项改抽检为逐个检查。

晶间裂纹检查根据工厂化预制协议的要求进行。

7.2外观检测

7.2.1管段、管道组成件的外观检查，宜采用以下方式进行：

1壁厚用测厚仪测量。

每个弯管的减薄部位测厚不应少于3处；

2圆度采用外卡尺检测；

3坡口尺寸，用直尺和角度样板尺检测；

4组合长度ΔLA用直尺检验；

5管段表面洁净度采取外观目测。

7.2.2弯管的外观检查，宜采用以下方式进行：

a弯曲角度通过测量弯管直段中心线的长度并按下式计算。

（7.2.2）

式中符号见图7.2.2

图7.2.2角度的计算

b弯管平面度的测量，可将弯管放置在平台上，以塞尺、内卡和直尺测量其最大间隙。

c摺皱高度hm和摺皱间距a，可采用卡尺和直尺在目测偏差最大处检测。

7.2.3焊接外观检查应按《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB50184-2011第8.1节的要求进行。

7.2.4管道预制焊缝不应存在以下缺陷：

a表面裂纹；

b表面未熔合；

c未焊透；

d表面气孔