整理管道材料应用标准体系.docx

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整理管道材料应用标准体系

1.环境总经济价值的构成应用标准体系

4.1国际上常用的标准体系

4.1.1德国及前苏联应用标准体系

4.1.2美国应用标准体系（ANSI）

4.1.3日本应用标准体系（JIS）

4.1.4国际标准化组织（ISO）的应用标准体系

4.1.5英国和法国应用标准体系

4.2国内常用的标准体系

4.2.1石化行业应用标准体系

4.2.2化工行业应用标准体系

4.2.3机械行业应用标准体系

4.2.4国家应用标准体系

4.2.5压力管道应用标准体系配伍

4 应用标准体系

目前，大多数压力管道及其元件都进行了系列化，并有相应的应用标准作支持。

因此压力管道材料设计时首先要考虑的问题就是压力管道及其元件标准系列的选用。

应用标准体系。

一个管系（路）中各元件所用系列标准的集合。

这些标准应包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接件系列标准、阀门标准等。

这些标准通过一定的规则在一个管系中得到应用，它们之间相互衔接、相互配合，从而确定了管道及其元件的基本参数。

这些标准中尤其以管子标准和法兰标准最具代表性，它们是其它应用标准的基础。

下面以管子标准和法兰标准为主，介绍应用标准。

目前，世界上各国应用的标准体系有很多，不同的国家不同的行业有不同的应用标准和标准体系，它们之间有些相差很多，无法配套使用和互换因而给使用者带来不少麻烦。

因此，压力管道设计的第一步就是选择应用标准体系，并作为设计的统一规定，以免各相关专业因采用不能互换的其它标准体系而导致错误。

世界各国应用标准大体上分为两大类。

◆管子----即钢管外径系列分为国际通用系列（大外径系列） 英制管；

             国内常用系列（小外径系列） 公制管（或米制管）

DN  15  20  25  32  40  50  65  80  100  125  150  200  250  300  350  400  450  500  600

φ  22  27  34  42  48  60  76  89  114  140  168  219  273  324  356  406  457  508  610

φ  18  25  32  38  45  57  73  89  108  133  159  219  273  325  377  426  480  530  630

◆  法兰：

欧式法兰和美式法兰

压力等级：

PN 0.1 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 40.0MPa欧式法兰（DIN）

压力等级：

PN 2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0    MPa  美式法兰（ANSI）

     CL 150 300 400 600 900 1500 2500  Psi

由此可以看出，无论是法兰还是管子，上述两个系列或两个体系是不能混合使用的。

ANSI 美国国家标准化组织

ASTM.AmericanSocietyofTestingMaterials,美国材料实验协会

◆  钢管壁厚表示方法

  钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法

1）是以管子表号"Sch"表示壁厚。

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,并经圆整后的数值。

即:

Sch＝P/[σ]t×1000

ANSIB36.10壁厚等级：

Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级;

ANSIB36.19壁厚等级：

Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四个等级;

2）以钢管壁厚尺寸表示 中国、ISO、日本部分钢管标准采用

3）是以管子重量表示管壁厚度,它将管子壁厚分为三种：

a.标准重量管,以STD表示

b加厚管，以XS表示

c.特厚管，以XXS表示。

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

4.1国际上常用的标准体系

随着我国对外改革开放和加入WTO，各行业与国际上联系越来越多，为了更好地与国际接轨，就要求从事压力管道设计的人员对国际上通用的和先进的相关标准体系有所了解。

下面介绍几个主要的应用标准体系。

4.1.1德国及前苏联应用标准体系

a.德国（DIN）

◆  管子：

大外径系列

◆  管法兰：

欧式法兰

压力等级：

PN0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0 13个等级

公称直径：

DN6～4000mm

法兰密封面：

平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、橡胶环连接面、透镜面及膜片焊接面7种

 法兰型式：

平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊翻边松套式、对焊环翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰盖9种

◆  常用的标准

DIN2410.T.1     管子及钢管标准概述

DIN2448      无缝钢管 尺寸及单位长度质量

DIN2458      焊接钢管 尺寸及单位长度质量

DIN2500      法兰 一般说明

DIN2501.T.1    法兰 连接尺寸

DIN2519      钢法兰 交货技术条件

DIN2980      带螺纹的钢管配件

b.前苏联（ΓOCT）

◆  管子：

小外径系列 外径尺寸同我国的JB系列

◆  管法兰：

欧式法兰

压力等级：

PN0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、20.0 11个等级

公称直径：

DN6~3000mm

法兰密封面：

全平面、凸台面、凹凸面、聚四氟乙烯用榫槽面、透镜面及椭圆型环连接面7种

  法兰型式：

平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰7种

※德国管法兰标准DIN和前苏联管法兰标准ΓOCT在PN≤16.0的等级中可以配对使用,但已不能互换（因为接管尺寸系列不同）。

随着前苏联解体,其应用标准体系ΓOCT目前在国际工程上已很少用。

4.1.2美国应用标准体系（ANSI）

美国国家标准ANSIB16.5《钢制管法兰及法兰管件》是一个比较完整、比较成熟同时也是国际上比较流行、比较通用的先进标准。

该标准与其它相关的ANSI、API、ASTM、MSS组成的压力管道应用标准体系形成于大量的试验研究基础之上,并经历了数十年的实践检验,因此不失为一个科学、先进的标准,并广泛为各个国家所接受。

◆  管子：

大外径系列 （ANSIB36.10和ANSIB36.19）

     公称直径范围：

（DN6~DN2000）mm

   壁厚表示方法：

1）是以管子表号"Sch"表示壁厚；

2）是以管子重量表示管壁厚度。

◆  管法兰：

美式法兰

压力等级：

CL 150 300 400 600 900 1500 2500Psi 7个等级

公称直径：

DN15~600mm

法兰密封面：

凸台面（RF）、凹凸面（MF）、榫槽面（TG）、金属环连接面 4种

 法兰型式：

平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖 6种

◆美国应用标准体系ANSI中常用的标准有：

ANSI/ASMEB36.10 无缝及焊接钢管

ANSI/ASMEB36.19 不锈钢无缝及焊接钢管

ANSI/ASMEB16.9  工厂制造的钢对焊管件

ANSI/ASMEB16.11 承插焊和螺纹锻造管件

ANSI/ASMEB16.28 钢制对焊小半径弯头和回弯头

ASME/ANSIB16.34 法兰连接、螺纹连接和焊接连接的阀门

ASME/ANSIB16.5  管法兰和法兰管件

ASME/ANSIB16.36 孔板法兰

ASME/ANSIB16.42 球墨铸铁法兰和法兰管件

ASME/ANSIB16.47 大直径钢法兰

ASME/ANSIB16.20 管法兰用缠绕式、包覆式垫片和环槽式用金属垫片

ASME/ANSIB16.21 管法兰用非金属平垫片

   ASME/ANSIB18.2.1 方头和六角头螺栓和螺纹

ASME/ANSIB18.2.2 方头和六角头螺母

APIstd605     大口径法兰、法兰盖

APIstd526     法兰连接钢制泄压阀

APIstd598     阀门的检验与试验

APIstd599     法兰连接和焊接连接的金属旋塞阀.果

APIstd600     法兰和对焊连接的钢制闸阀

APIstd602     小型钢闸阀（紧凑型闸阀）

APIstd603     150磅耐腐蚀用法兰阀

APIstd608     法兰连接和对焊连接的金属球阀

APIstd609     支耳型和对夹型蝶阀

APIstd6D     管道阀门规范

MSSSP-44     带颈平焊法兰

4.1.3日本应用标准体系（JIS）

◆  管子：

大外径系列 （JISG3454、JISG3458、JISG3459） 与ANSI大多数相同

 无缝钢管公称直径：

（DN6~DN650）mm

壁厚表示方法：

管子表号"Sch"表示壁厚

碳钢及合金钢JISG3454、JISG3458：

Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160 10个等级;

不锈钢JISG3459：

Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s、Sch120s、Sch160s 7个等级;

焊接钢管公称直径：

（DN350~DN2000）mm

壁厚表示方法：

直接用壁厚数值表示。

◆  管法兰：

（JISB2201、JISB2220等）自成体系,既不属于"美式法兰",也不属于"欧式法兰"

公称直径：

（DN10~DN1000）mm

公称压力等级：

2K、5K、l0K、16K、20K、30K、40K、63K   共8个等级

 法兰密封面：

光滑面、大凸台面、小凸台面、凹凸面、榫槽面 5种

 法兰型式：

平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖6种

※JIS应用标准体系与ANSI和DIN等都不能配套使用。

为了弥补这个缺陷,日本石油学会编制了一套JPI标准,它基本上等效采用了ANSI/API应用标准体系,故它能与ANSI互换。

◆日本应用标准体系JIS中常用的标准有:

JISG3452   普通用途碳钢管

JISG3454   承压用碳钢管

JISG3455   承压用碳钢管

JISG3456   高温用碳钢管

JISG3457   电弧焊碳钢管  

JISG3458  合金钢管

JISG3459  不锈钢钢管

JISG3468  电弧焊大直径不锈钢钢管

JISB2201  铁素体材料管法兰压力等级

JISB2202  管法兰尺寸

JISB2210  铁素体材料管法兰基础尺寸

JISB2220   钢制管法兰

JISB2302  钢制螺纹连接管件

JISB2311  普通用途的钢制对焊管件

JISB2312  钢制对焊管件

JISB2313  钢板制对焊管件

JISB2316  承插焊管件

JISB2401  O形环

JISB2404  管阀兰用缠绕式垫片

JISB3453  压缩石棉垫片

4.1.4国际标准化组织（ISO）的应用标准体系

◆ 管子：

基本上属大外径系列（ISO4200）

**标准（ISO4200）系列1基本上采用了ANSI的尺寸,仅DN>1100mm时（已不太常用）则使用了"小外径系列"的尺寸。

◆ 管法兰：

同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。

（ISO7005-1）

它代表了当前世界法兰标准的应用趋势。

公称压力等级：

第一系列：

PN 1.0、1.6、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0  8个等级；

第二系列：

PN 0.25、0.6、2.5、4.0     共4个等级。

第一系列为基本系列,第二系列为限制系列。

※  两个系列中：

PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0  六个等级属"欧式法兰",

PN2.0、PN5.0、PN11.0（600Psi）、PN15.0、PN26.0（1500Psi）、PN42.0属"美式法兰"；

二者在结构尺寸和密封面尺寸上不能互换的。

◆  ISO应用标准体系中常用的标准有：

ISO6708  管件 公称尺寸定义

ISO7268  管件 公称压力定义

ISO4200  焊接和无缝平端钢管 尺寸和单位长度

ISO1127  不锈钢钢管 尺寸公差和单位长度质量

ISO3183  石油和天然气工业用钢管

IS06759   热交换器用无缝钢管

ISO7005-1  金属管法兰

ISO7483  符合ISO7005标准的管法兰密封垫片

ISO3419  非合金钢和合金钢管件

ISO5251  不锈钢对焊管件

ISO7121  法兰型钢制球阀

ISO10497  阀门试验 防火试验要求 

4.1.5英国和法国应用标准体系

a.英国应用标准体系（BS）

◆ 管子：

大外径系列

BS1600 其直径范围和壁厚分级同ANSIB36.10/B36.11;

BS3600基本上等同采用了ISO标准，其直径范围和壁厚分级同ISO4200。

◆法兰标准：

同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。

BS1560 基本上等同采用了ANSI标准,其结构型式和密封面型式同ANSIB16.5;

BS4504 基本上等同采用了DIN标准,其结构型式和密封面型式同DIN2500。

◆BS中常用的标准有:

BS1600  石油工业用钢管尺寸

BS3600  承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量

BS3605.1  承压用焊接和无缝不锈钢钢管与

BS1560  管法兰（美式法兰）

BS4504  管法兰（欧式法兰）

BS1740.1  锻钢制管件

BS1965  对焊承压管件

BS1640  石油工业用对焊管件

BS3799  石油工业用螺纹及承插焊管件

b.法国应用标准体系（NF）

法国应用标准体系（NF）与英国应用标准体系类似。

4.2国内常用的标准体系

目前，国内的压力管道及其元件的应用标准很多,又均不完整。

以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准（GB）、机械行业标准（JB）、石化行业标准（SH）和化工行业标准（HG）等。

这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。

为了能很好地应用这些标准，介绍一下目前国内常用的压力管道应用标准体系。

4.2.1石化行业应用标准体系

◆管子尺寸系列标准（SH3405） 基本属于“大外径系列”

 SH3405等效采用了ISO4200标准，故当DN≤1100mm时,它能与ANSIB36.l/36.19标准配套使用。

SH3405直径范围和壁厚分级：

序号  钢管类别  公称直径范围  壁厚分级

1  奥氏体不锈钢无缝钢管  10～400  Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s

2  碳素钢、合金钢无缝钢管  10~600  Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS

3  奥氏体不锈钢焊接钢管  80~1000  2.0~12mm

4  碳素钢、合金钢焊接钢管  150~2000  4.0~18mm

◆法兰标准（SH3406）：

属于"美式法兰"

公称压力：

PN1.0、PN2.0（CL150）、PN5.0（CL300）、PN6.8（CL400）、PN10.0（CL600）,

PN15.0（CL900）、PN25.0（CL1500）、PN42.0（CL2500） 8个等级

公称直径：

DN15~DN1500mm

法兰密封面：

当DN≤600时，凸台面、凹凸面、全平面、榫槽面、环槽面5种

          DN≥650时，凸台面    1种

  法兰型式：

 当DN≤600时，平焊、对焊、承插焊、螺纹连接、松套 5种

             DN≥650时 对焊      1种 

※SH3406等效采用了ANSIB16.5和API605标准,。

SH3406在结构尺寸和密封面型式上与ANSIB16.5/API605有着很好的互换性，它能与ANSI、API、MSS等标准的管道元件配套使用。

但因为SH3406采用了我国材料标准而不是美国材料标准（ASTM）,故二者的温度-压力表有少许偏差,故在考虑二者互换时,应注意并核对它们的温度-压力对应允许值。

◆石化行业应用标准体系中的常用标准

SH3401 管法兰用石棉橡胶板垫片

SH3402 管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片

SH3403 管法兰用金属环垫片

SH3404 管法兰用紧固件

SH3405 石油化工企业钢管尺寸系列

SH3406 石油化工钢制管法兰

SH3407 管法兰用缠绕式垫片

SH3408 钢制对焊无缝管件

SH3409 钢板制对焊管件

SH3410 锻钢制承插焊管件

石化行业应用标准体系属于一个比较完整的应用标准体系。

因为它等效采用了ANSI标准,因此代表着先进和发展方向。

又由于它的法兰（SH3406）能与API标准阀门匹配使用。

通过近几年的应用证明,这套应用标准体系是一个科学的、先进的、同时又是可操作性好的标准体系。

4.2.2化工行业应用标准体系

◆管子尺寸系列标准（HG20553） A系列：

属于"大外径系列"

B系列：

属于"小外径系列"

◆法兰标准 同时包含欧式法兰和美式法兰

   欧式法兰（HG20592～HG20605）

压力等级：

PN0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0等10个等级

公称直径：

DN10~DN2000mm

法兰型式：

板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、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：

突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。

它可以与JB阀门配套使用。

.

美式法兰标准（HG20615-HG20626）

公称压力：

PN2.0、PN5.0、PN11.0、PN15.0、PN26.0和PN42.0 6个压力等级

公称直径:

 DN15~1500

法兰型式:

 带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种,

密封面型式突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种型式。

..

※化工行业压力管道应用标准体系也是一个相对比较完整的标准体系，而且经历了若干年的生产实践检验,具有成熟的使用经验。

由于它同时具有"大外径系列"和"小外径系列"、"欧式法兰"和"美式法兰"两个系列,故其使用面比较广,它既可以与国外的ANSI、DIN、ISO等标准配合使用,又可以与国内的GB、SH、JB等标准配合使用。

◆化工行业应用标准体系中的常用标准..

HG20537.1   奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定

HG20553    化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列

HG/T21634   锻钢制承插焊管件

HG/T21635   碳钢、低合金钢元缝对焊管件

HG/T21631   钢制有缝对焊管件

HG/T21632   锻钢制承插焊、螺纹和对焊接管台

HG/T21637   化工管道过滤器

HG/T21577   快速特种接头

HG20592~20605 钢制管法兰（欧洲体系）

HG20615~20626 钢制管法兰（美洲体系）

HG20606~20612 钢制管法兰用垫片（欧洲体系）

HG20627~20633 钢制管法兰用垫片（美洲体系）

HG20613    钢制管法兰紧固件（欧洲体系）

HG20634    钢制管法兰紧固件（美洲体系）

4.2.3机械行业应用标准体系

◆管子尺寸 属于"小外径系列"

◆法兰标准 欧式法兰

  压力等级：

PN0.25、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：

DN15~DN1600mm

法兰型式：

整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种

密封面型式：

平面、凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面  5种。

※JB没有相应的管子尺寸系列标准、管件标准，体系很不完善，需要GB体系作支持；

JB法兰标准把不同等级的材料列入同一温度－压力表中，以至失去了其科学性；

JB阀门标准以有限的型号给出选用系列（从各产品汇编中体现出来），既限制了其使用范围，又失去了其灵活性。

从许多生产装置的应用情况来看,JB阀门的使用性能也不尽人意；JB阀门不能与ANSI配伍使用,不便于与世界接轨；

◆机械行业应用标准体系中的常用标准有:

JB/T74    管路法兰技术条件

JB/T75    管路法兰类型

JB/T79.1~79.4 整体铸钢管法兰

JB/T81    板式平焊钢制管法兰

JB/T82.1~82.4 对焊钢制管法兰

JB/T83    0.25、0.6、1.0、1.6、2.5MPa平焊环式松套钢制管法兰

JB/T84    4.0、6.3、10.0MPa凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰

JB/T85    0.25、0.6MPa翻边式松套钢制管法兰

JB/T86.1~86.2 钢制管法兰盖,

JB/4700～4703 压力容器用法兰

JB/T87~90   管路法兰用垫片

JB4704~4706  压力容器用垫片

4.2.4国家应用标准体系

◆管子尺寸系列标准GB17395属于"大外径系列"

◆ .法兰标准：

（GB/T9112-2000）包括欧式法兰和美式法兰

接管分为系列I、系列II

系列I为“大外径系列”，以期能