压力管道等级表特性表使用要求及相关规范.docx
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压力管道等级表特性表使用要求及相关规范
压力管道等级表和特性表
使用说明及相关规范
一.压力管道定义：
1.压力管道的重要性：
国家质量监督检验检疫总局颁发的《
1.特种设备监察条例》中，将压力管道列为特种设备
监察的管理范筹，轻工协会压力管道管理委员会每四年进行一次换证大检查，其间还有不定期的抽查，不合格者将取消单位资格。
公司每年ISO内审之前各生产室应将该年度的压力管道设计项目内容形成报表上报公司生产技术部。
公司每年的ISO内审，涵盖压力管道设计审查工作，其审核由具有压力管道审核资格的内审员负责压力管道的内审，审核内容单列。
2.压力管道定义:
《
1．特种设备监察条例》
2．第七章规定“
3．压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体
管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。
”根据该定义，必须同时满足以下要求的管道才属于压力管道：
2.1输送介质为最高工作压力大于或者等于0.1Mpa（表压）的气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体；
2.2管道公称直径大于25mm。
2.3压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保护装置等产品均属于压力管道安全管理及监察的范围。
压力管道用管件包括弯头、弯管、三通、异径管、接管座、法兰、堵头、封头等。
压力管道用管道附件（元件）包括:
管件、法兰（含螺栓及螺母）、垫片、阀门及其组合件，绝缘法兰、绝缘接头、清管器、收发筒等管道专用部件。
3.本公司涉及的常用压力管道
本公司热力、暖通、造纸、食品、医药各专业可能涉及的压力管道一般包括：
蒸汽管道、液化气、天然气、锅炉给水管道、氨气管道、氨液管道、氧气管道、氢气管道、二氧化碳管道、压缩空气管道、高于沸点的凝结水管道、0.1MPa蒸汽伴热管、环氧丙烷管道、烧碱液（浓度>30%）管道、氯气管道、酒精管道、甲醇管道、酸液管道等以及其它符合上述第1条规定的管道。
4.压力管道等级表:
压力管道等级表是压力管道设计过程中，根据设计温度、设计压力和输送介质的种类，
以及材料的技术经济性能，对某一类介质管道的使用材料、阀门、管径和壁厚进行的规定而编制的表格，以方便设计施工。
5.公称压力:
压力管道等级表中的公称压力PN，代表管道组成件的压力等级，因材料的许用应力随着
温度的升高会衰减,故其公称压力在设计温度下会衰减。
在设计温度下管道组成件所允许的最高工作
压力，应小于公称压力PN在设计温度下的衰减值。
压力管道等级表中的允许工作压力是指在设计温度下所允许的最高工作压力。
管道设计温度下的允许工作压力Pw=公称压力PN*钢管设计温度下的许用应力/钢管
基准温度（100℃）下的许用应力。
管道设计温度下的允许工作压力Pw的计算式，详见《石油化工管道安装设计便查手册》P104或《化工工艺设计手册》.
不同材料的许用应力在各设计温度其值不一样.不同材料的许用应力和使用温度范围及管道标准号详见《钢制压力容器》GB150-1998-P18和《压力管道规范工业管道第2部分:
材料》GB/T20801.2-2006-P14-33.
二．工业压力管道的分级:
《压力管道规范工业管道第1部分:
总则》GB/T20801.1-2006
压力管道按其危害程度和安全等级划分为GC1、GC2、GC3三级。
1.符合下列条件之一的压力管道应划分为GC1级：
1.1输送下列有毒介质的压力管道：
1.1.1极度危害介质
1.1.2高度危害气体介质
1.1.3工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质
1.2输送下列可燃、易爆介质且设计压力大于或等于4.0MPa的压力管道：
1.2.1甲、乙类可燃气体
1.2.2液化烃
1.2.3甲B类可燃液体
1.3设计压力大于或等于10.0MPa的压力管道和设计压力大于或等于4.0Mpa且设计温度大于或等于400℃的压力管道。
2符合下列条件的压力管道应划分为GC2级：
除GC3级管道外，介质毒性程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于GC1级的压力管道.
3符合下列条件的压力管道应划分为GC3级：
输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或等于1.0MPa且设计温度大于-20℃但不大于185℃的压力管道。
三.管道材料：
《压力管道规范工业管道第2部分:
材料》GB/T20801.2-2006
1范围
本部分规定了压力管道建造材料的基本要求，这些基本要求包括材料选用、使用限制、检验要求和标记方面的规定。
2规范性引用文件（略）
3术语和定义
3.1低温低应力工况lowertemperatureandlowerstressservice
系指同时满足下列各项条件的工况：
（a）低温下的最大工作压力不大于常温下最大允许工作压力的30%；
（b）管道由压力、重量及位移产生的轴向（拉）应力总和不大于10%材料标准规定最小抗拉强度值（计算位移应力时，不计入应力增大系数）；
（c）仅限于GC2级管道，且最低设计温度不低于-101℃。
注：
直管和对焊管件类元件的最大允许工作压力按GB20801.3-2006计算确定；法兰、阀门类元件的最大允许工作压力按相应标准规定的常温压力额定值选取。
3.2电阻焊焊管electricresistance-weldedpipe
以管子（带卷）本身作为电流回路，利用电阻加热、在压力作用下连续对接焊接的管子。
3.3电熔焊焊管electric-fusionweldedpipe
采用自动电弧焊或手工电弧焊，在预成形的坯料上纵向对接焊成的管子。
3.4板焊管platweldedpipe
以板材预成形为坯料，带有一条或两条纵向直焊缝的电熔焊焊管。
3.5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。
4一般规定
材料选用
业主或设计者应根据具体使用条件（包括制造、制作安装、介质、操作情况、工作环境和试验等）以及本部分规定的材料使用要求和限制，选用合适的管道组成件材料。
本部分没有包括焊接、非金属和管道支承件等的材料要求。
4.2材料牌号和许用应力
a）本部分附录A中的表A-1和表A-2规定了管道组成件材料的牌号、许用应力和使用范围等要求;
b）按GB/TGB/T20801.3-2006中表5－10选择的管道组成件材料的性能不得低于按表A-1和表A-2所选相应材料的性能；
c）其他材料的选用应经过具有相应资质的机构技术鉴定及评审认可。
5材料选用的基本原则
5．1受压元件（螺栓除外）用材料应有足够的强度、塑性和韧性，在最低使用温度下应具备足够的抗脆断能力。
当采用延伸率低于14％的脆性材料时，应采取必要的安全防护措施。
5．2选用的材料应具有足够的稳定性，包括化学性能、物理性能、耐蚀和耐磨性能、抗疲劳性能和组织稳定性等。
5．3选用材料时，应考虑材料在可能发生的明火、火灾和灭火条件下的适用性以及由此而带来材料性能变化和次生危害。
5．4选用的材料应适合相应的制造、制作和安装，包括焊接、冷热加工及热处理等方面的要求。
5．6当几种不同的材料组合使用时，应考虑可能产生的不利影响。
5．7材料应具备可获得性和经济性。
6材料的使用限制
6.1球墨铸铁、灰铸铁和可锻铸铁
6.1.1球墨铸铁
（a）本部分附录A中表A-1所列的球墨铸铁用于受压管道组成件时，使用温度应大于－20℃且不大于350℃，但球墨铸铁不得用于GC1级管道。
（b）除满足6.1.1a）的要求外，球墨铸铁管、管件、附件、管法兰、阀门的适用压力—温度额定值还应符合GB/T20801.3-2006表14相应标准的规定。
6.1.2灰铸铁和可锻铸铁
（a）本部分附录A中表A-1所列的灰铸铁和可锻铸铁用于受压管道组成件时，应符合下列规定：
（1）灰铸铁管道组成件的设计温度应不小于－10℃且不大于230℃，设计压力应不大于2.0MPa；
（2）可锻铸铁管道组成件的设计温度应大于－20℃且不大于300℃，设计压力应不大于2.0MPa；
（3）灰铸铁和可锻铸铁管道组成件用于可燃介质时，其设计温度应不大于150℃，设计压力应不大于1.0MPa；
（4）应采取防止过热、急冷急热、振动以及误操作等安全防护措施；
（5）制造、制作、安装过程中不得焊接；
（6）不得用于GC1级管道或剧烈循环工况。
（b）除满足6.1.2（a）的要求外，灰铸铁和可锻铸铁管、管件、管法兰、阀门的适用压力—温度额定值还应符合GB/T20801.3-2006中表14相应标准的规定。
6.2结构钢
碳素结构钢和低合金结构钢的使用限制应符合下列（a）～（d）的规定：
（a）不得用于GC1级管道组成件；
（b）选用Q215A、Q235A等A级镇静钢时，设计压力应不大于1.6MPa，设计温度应不大于350℃且不小于图8－1曲线A（或表8－2）所示温度，介质限于非可燃及非有毒流体；
（c）选用Q215B、Q235B等B级镇静钢时，设计压力应不大于3.0MPa，设计温度应不大于350℃且不小于图8－1曲线A（或表8－2）所示温度；
（d）对于焊接的管道组成件，含碳量不得大于0.30%。
选用沸腾钢和半镇静钢时，厚度应不大于12mm；选用A级镇静钢时，厚度应不大于16mm；选用B级镇静钢时，厚度应不大于20mm。
6.3管子和管件
6.3.1碳钢、奥氏体不锈钢钢管及其对焊管件应符合表1的规定。
表1碳钢、奥氏体不锈钢钢管及其对焊管件
标准
材料（牌号）
制管工艺
使用限制
GB/T3091-2001
碳素结构钢［a］
电阻焊焊管［b］
按6.2条规定，且设计压力不大于1.6MPa；
不得用于剧烈循环工况。
电熔焊焊管及其对焊管件
按6.2条规定；
不得用于剧烈循环工况。
GB/T9711.1-1997
L215
L245
L290
电阻焊焊管［b］
不得用于GC1级管道；
不得用于剧烈循环工况；
设计压力不大于4.0MPa。
电熔焊焊管及其对焊管件
不得用于GC1级管道。
GB8163-1999
GB3087-1999
GB/T9711.1-1997
碳钢
无缝管及其对焊管件
GB/T12771-2000
HG/T20537.3-1992
奥氏体不锈钢
电熔焊焊管（不添加填充金属）及其对焊管件
不得用于GC1级管道；
不得用于剧烈循环工况。
HG/T20537.4-1992
纵缝未作射线检测的电熔焊焊管（添加填充金属）及其对焊管件
a：
也适用于采用碳素结构钢钢板制造的对焊管件；
b：
不得采用电阻焊焊管制造对焊管件。
6.3.2在剧烈循环工况下选用钢管、有色金属管和对焊管件时，应符合下列规定：
（a）应采用附录A中表A-1所列无缝管、纵向焊接接头系数大于或等于0.90的焊管和板焊管，不得选用电阻焊（ERW）焊管以及未经射线照相检测的电熔焊（EFW）焊管；
（b）应采用无缝管件、纵向焊接接头系数不小于0.90的板制对焊管件和质量系数Фc不小于0.90的铸件；
6.4碳钢和铬钼合金钢
（a）用于焊接的碳钢、铬钼合金钢，含碳量应不大于0.30％；
（b）对于L290（GB9711.1-1997）和更高强度等级的高屈强比材料，不宜用于设计温度大于200℃的高温管道；
（c）对于21／4Cr-1Mo（12Cr2Mo1）钢，当使用温度大于455℃时，焊缝金属的含碳量应大于0.05％。
6.5奥氏体不锈钢
（a）低碳（C≤0.08％）非稳定化不锈钢（如0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2）在非固溶状态下（包括固溶后经热加工或焊接）不得用于可能发生晶间腐蚀的环境（硝酸.硫酸.氢氟酸），
（b）超低碳不锈钢（C≤0.03％）不宜在425℃以上长期使用。
6.6铝及铝合金
当选用材料的供货状态或厚度与附录A中表A-1相同牌号的状态或厚度不一致时，其最低抗拉强度和屈服强度不得低于表A-1的规定；
6.7低熔点金属
铅、锌等低熔点金属及其合金不得用于输送可燃介质的管道。
7高温条件下的材料使用限制
7.1材料使用温度上限
（a）附录A中表A-1及表A-2规定了一般情况下材料的使用温度上限；
（b）确定材料使用温度上限应考虑腐蚀性介质的影响。
7.2高温材料的选用原则
7.2.1一般要求
（a）高温条件下长期使用的材料，应考虑因组织或性能变化对材料使用可靠性的影响；
（b）蠕变温度以上长期使用的材料，应考虑因蠕变引起的过度变形、过大位移、材料组织和性能的劣化以及螺栓的应力松弛；
（c）高温条件下使用的材料，应考虑因化学腐蚀引起材料失效；
（d）通过热处理强化的材料，如果长期在接近或高于回火温度下使用，应考虑材料强度降低的因素。
7.2.2高温条件下碳钢及铬钼合金钢的使用
（a）鉴于碳化物有转化为石墨的可能，碳钢、碳锰钢、低温用镍钢不宜在425℃以上的温度下长期使用，碳钼钢不宜在470℃以上的温度下长期使用；
（b）鉴于可能产生回火脆性，铬钼合金钢长期在400℃至550℃温度下使用时，应根据使用经验和具体工况采取适当的防护措施。
7.2.3高温条件下不锈钢的使用
（a）鉴于材料脆性，铁素体不锈钢及马氏体不锈钢不宜在370℃以上的温度使用；
（b）鉴于铬镍奥氏体不锈钢在540℃至900℃温度下长期使用时可能产生σ相脆化，使用时应控制奥氏体钢中的铁素体含量及过度冷变形；
（c）鉴于475℃脆性和σ相脆化，双相不锈钢不得在300℃以上的温度使用；
（d）鉴于铝、锑、铋、镉、镓、铅、锰、锡、锌及其化合物在高温（高于低熔点金属的熔点）下对奥氏体不锈钢的晶间侵蚀，在350℃以上的温度使用时，奥氏体不锈钢不得与上述低熔点金属及其化合物接触；
（e）在高温条件下，附录A表A-1中的低碳级（C≤0.08%）奥氏体不锈钢还应满足表2的附加要求，如不能满足表2的附加要求,其许用应力应按超低碳不锈钢选取.
7.2.4高温条件下其他材料的使用
（a）钛及钛合金不宜在300℃以上的温度下使用；
（b）镍及镍基合金的使用温度上限按表3规定。
表2低碳级奥氏体不锈钢高温使用的附加要求
低碳级奥氏体不锈钢代号
使用温度
℃
附加要求
母材含碳量
热处理状态
晶粒度
CF8
>425
C≥0.04
>1040℃快冷
CF8M、CF8C
>425
C≥0.04
>1100℃快冷
0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb
>540
C≥0.04
>1100℃快冷
平均晶粒度7级或更粗
0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2
>540
C≥0.04
>1040℃快冷
0Cr23Ni13、0Cr25Ni20
>540
C≥0.04
>1040℃快冷
平均晶粒度6级或更粗
表7－2镍及镍基合金的使用温度上限单位为摄氏度（℃）
材料
不含硫的环境
蒸汽
含硫环境
氧化
H2还原
CO还原
氧化
还原
镍
（N4、N6）
1040
1260
1260
425
315
260
镍－铜
（NCu30）
540
1100
815
370
315
260
镍－铬－铁
（NS312）
1100
1150
1150
815
815
540
镍－铁－铬
（NS111、NS112）
1100
1260
1150
980
815
540
8低温条件下的材料使用限制
8.1最低使用温度及冲击试验免除
8.1.1材料（铸铁除外）的一般规定：
（a）除第8.1.1d）、8.1.3、8.1.4、8.1.5和8.1.6条免除冲击试验的规定外，材料及其焊接接头应进行冲击试验；
（b）材料及其焊接接头的冲击试验应按8.2条的规定进行；
（c）确定最低设计温度时，应考虑流体节流效应及环境温度的影响；
（d）用于GC3级管道的碳钢材料可免除冲击试验。
8.1.2铸铁
铸铁的最低使用温度应符合6.1条的规定。
8.1.3碳钢、低温钢、铬钼合金钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢
8.1.3.1碳钢、低温钢、铬钼合金钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢的最低使用温度及冲击试验免除条件应符合附录A表A-1和表4的规定。
8.1.3.2材料的焊接工艺评定应符合表7、表10和表11的规定。
8.1.4奥氏体不锈钢
8.1.4.1奥氏体不锈钢的最低使用温度应符合附录A表A-1的规定。
8.1.4.2当使用温度小于或等于－20℃时，奥氏体不锈钢应进行低温冲击试验，但同时满足下列条件者，可免除低温冲击试验。
（a）母材最低设计温度不小于－196℃、焊缝金属最低设计温度不小于－101℃和因材料截面尺寸限制无法制备2.5mm
10mm
55mm冲击试样三个条件之一者；
（b）材料含碳量不大于0.10％且为固溶热处理状态；
（c）焊缝填充金属含碳量不大于0.10％。
8.1.5镍、镍基合金、钛合金和铝合金
镍、钛、铝及其合金的最低使用温度应符合附录A表A-1的规定，其免除冲击试验条件应符合表6的规定。
8.1.6螺栓材料
8.1.6.1螺栓材料的最低使用温度应符合附录A表A-2的规定，符合下列条件者可免除冲击试验：
（a）碳钢、合金结构钢标准紧固件；
（b）奥氏体不锈钢标准紧固件；
（c）0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2及其应变硬化不锈钢紧固件；
（d）25Cr2MoV钢紧固件；
（e）配用螺母材料。
8.1.6.2最低使用温度小于－40℃，但不小于－101℃的35CrMo螺栓应进行低温冲击试验，但符合下列条件之一的35CrMo螺栓可免除低温冲击试验：
a）螺纹直径小于或等于M64且最低设计温度大于或等于－46℃者；
b）螺纹直径大于M64且最低设计温度大于或等于－40℃者。
表4钢（奥氏体不锈钢除外）的最低使用温度和冲击试验
材料类别（按低温性能区分）
最低使用温度
℃
免除冲击试验条件
冲击试验要求
材料
制作、安装中的焊接
图1曲线A，见注a
-10
厚度小于或等于10mm。
或
②厚度大于10mm，但设计温度高于或等于图1曲线A所示值。
厚度大于10mm，且设计温度低于图8－1曲线A所示值时，应进行常温或设计温度（取较低者）下的冲击试验。
焊缝及热影响区的冲击要求同“材料”栏要求。
②冲击试验要求应包括在相应的焊接工艺评定中。
图1曲线B，见注b
－101
低温低应力工况。
免除
免除
－46
小截面［d］
大于-20
厚度小于或等于15mm。
或②厚度大于15mm，且设计温度高于或等于图8－1曲线B所示值。
非焊接件按厚度的1/4计。
厚度大于15mm，且设计温度低于图8－1曲线B所示值时，应进行常温或设计温度（取较低者）下的冲击试验。
焊缝及热影响区的冲击要求同“材料”栏要求。
②冲击试验要求应包括在相应的焊接工艺评定中。
表A－中2.3锻件和表A－1中2.4铸件
大于-20
全部免除
免除
如进行焊接，根据焊缝厚度，焊缝及热影响区按图8－1曲线B“制作、安装中的焊接”栏要求。
－101
低温低应力工况
免除
免除
低温钢（表A－1，3）
按表A－1
设计温度低于或等于－20℃时应进行设计温度下的冲击试验（材料、焊缝、热影响区）。
②材料应符合相应低温钢材料标准的全部要求。
表A-1或－46℃，取较低值
小截面[d]
免除
免除
－101
低温低应力工况
铬钼合金钢
大于-20
设计温度不低于左列最低使用温度时，可免除冲击试验要求；
低温低应力工况可使用至-101℃。
铁素体不锈钢
大于-20
双相不锈钢
－50
a:
图1曲线A包括表A－1中下列碳钢：
Q215A、Q235A、Q235B、16Mng、22Mng的板材以及板焊管、板焊制管件；
Q215A、Q235A、Q235B的ERW焊管；L290无缝管及焊管（ERW、EFW）。
b:
图1曲线B包括表A－1中下列碳钢：
除注a外的其他表A-12.1、2.2所列碳钢。
c:
用于GC3级管道时，见8.1.1d）。
d:
“小截面”系指材料由于厚度及截面形状限制，无法制备2.5mmx10mmx55mm冲击试样的状况。
图1碳钢免除冲击试验的最低使用温度（℃）
a:
最低使用温度/厚度组合位于相应曲线或以上者，可免除冲击试验，位于曲线以下者，应进行冲击试验（低温低应力工况及小截面除外）。
b：
碳钢使用于GC3级管道时，可免除冲击试验。
c：
A、B类材料的分类见表A－1或表4注a、注b。
d：
厚度系指焊接部位的厚度，非焊接部位按1／4计。
表5碳钢免除冲击试验的最低使用温度（℃）
名义厚度mm
6
8
10
12
14
15
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
图8-1曲线A
-10
-10
-10
-3.2
2.1
4.2
5.9
9.7
13.4
16.4
18.5
20.8
23.3
24.9
-
-
-
-
-
图8-1曲线B
>-20
>-20
>-20
>-20
>-20
>-20
-16.4
-11.7
-7.7
-4.3
-1.4
1.2
3.3
5.4
6.8
8.3
9.2
10.5
11.9
表6有色金属（镍和镍基合金、钛和钛合金、铝和铝合金）的最低使用温度
材料
类别
最低使用
温度℃
冲击试验要求
更低使用温度
材料
焊接接头
镍及镍基合金
－196
全部免除
如焊缝金属成份符合母材规定，无额外要求。
如焊缝金属成份不符合母材规定，按右侧更低使用温度栏要求。
设计应对材料、焊缝金属和热影响区在设计温度下进行相应的试验（包括延伸率、缺口拉伸/常规拉伸比较、冲击试验等）来确定其适用性。
钛及钛合金
－60
铝及铝合金
－269
8.2冲击试验
8.2.1母材的冲击试验
除符合8.1条规定的免除冲击试验的材料外，母材均应按8.2.4、8.2.5和8.2.6的要求进行冲击试验。
对于材料标准中有关冲击试验的规定符合上述要求者，应按材料标准进行冲击试验；对于材料标准未作冲击试验规定或规定不符合上述要求者，应提出冲击试验的附加要求。
8.2.2焊接接头的冲击试验
a）焊接接头的冲击试验应在焊接工艺评定中进行；
b）焊接接头冲击试验的试件制备、试样位置及数量应符合表8-4的规定。
c）
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