压力管道等级表特性表使用要求及相关规范

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1、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：特种设备监察条例第七章规定“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

2、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

3、、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

4、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 C）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

5、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

6、.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 液化烧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 C的压力管道。2 符合下列条件的压力管道应划分为GC 2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GC 3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 C但不大于185 C的压力管道。三. 管道材料：压力管道规

7、范工业管道 第2部分：材料GB/T20801.2-20061 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 彳氐温彳氐应力工况lower temperature and lower stress service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

8、Co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 electric resistance-welded pipe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-fusion welded pipe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 plat welded pipe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inspection

9、certificate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

10、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/T GB/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

11、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-20C且不大于350C,但球墨铸铁不得用于GC1级管道。(b) 除满足6.1.1 a)的要求外，球墨铸铁管、管件、附件、管法兰、阀门的适用压力一温度额定值还应符合GB/T20801.3-2006表14相应标准

12、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-10C且不大于230C ,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 C且不大于300 C ,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150C,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

13、.1.2 (a)的要求外，灰铸铁和可锻铸铁管、管件、管法兰、阀门的适用压力一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 C 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 C 且不小于图8-1曲线A (或表8

14、 - 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(牌制管工使用限制号）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； 不得用于剧烈循坏工况。电熔焊焊管及其对焊管件 按6.2条规定； 不得用于剧烈循坏工况。GB/T9711.1-1997L215L245L290

15、电阻焊焊管b 不得用于GC1级管道； 不得用于剧烈循坏工况； 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。GB8163-1999GB3087-1999GB/T9711.1-1997碳钢无缝管及其对焊管件GB/T12771-2000HG/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； 不得用于剧烈循坏工况。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

16、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中c不小于0.90的铸件；6.4碳钢和铭钳合金钢（a）用于焊接的碳钢、铭钳合金钢，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200C的高温管道；（c）对于21/4Cr-1Mo （12 Cr2Mo1 ）钢，当使用温度大于 4

17、55C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（CV 0.0说）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（CV 0.3%）不宜在425 C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

18、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高温条件下碳钢及铭钳合金钢的使用(a) 鉴于碳化物有转化为石墨的可能，碳钢、碳猛钢、低温用镣钢不

19、宜在425C以上的温度下长期使用，碳钳钢不宜在 470 C以上的温度下长期使用；(b) 鉴于可能产生回火脆性，铭钳合金钢长期在400 C至550 C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 C以上的温度使用；(b) 鉴于铭镣奥氏体不锈钢在540C至900C温度下长期使用时可能产生b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 C脆性和b相脆化，双相不锈钢不得在300 C以上的温度使用；(d) 鉴于铝、锐、秘、镉、镣、铅、镒、锡、锌及其化合物在高温(高于低熔

20、点金属的熔点)下对奥氏体不锈钢的晶间侵蚀，在350C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(CV 0.08为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 C以上的温度下使用；(b) 镣及镣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使用温度r附加要求不锈钢代号C母材含碳量热处理状态晶粒度CF8425O 0.041040 C快冷CF8M、CF8C425O 0.041

21、100 C快冷0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb540O 0.041100 C快冷平均晶粒度7级或更粗0Cr18Ni9、 0Cr17Ni12Mo2540O 0.041040 C快冷0Cr23Ni13、0Cr25Ni20540O 0.041040 C快冷平均晶粒度6级或更粗表7- 2镣及镣基合金的使用温度上限单位为摄氏度(C)材料不含硫的环境烝汽含硫环境氧化H2还原CO还原氧化还原镣(N4、N6)104012601260425315260镣一铜(NCu30)5401100815370315260镣一铭一铁(NS312)110011501150815815540镣一铁一铭NS111、N

22、S112)1100126011509808155408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8.1.1 d)、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、铭钳合金钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢8.1.3.1碳钢、低温钢、铭钳

23、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-20C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一196 C、焊缝金属最低设计温度不小于一101 C和因材料截面尺寸限制无法制备 2.5mm x 10mm x 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

24、理状态；(c) 焊缝填充金属含碳量不大于0.10%。8.1.5镣、镣基合金、钛合金和铝合金镣、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 一40C,但不小于一101 C的35CrMo螺栓应进行低温冲击试验

25、，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 C者；b) 螺纹直径大于 M64且最低设计温度大于或等于一40 C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最低使用免除冲击试验条件冲击试验要求（按低温性 能区分）温度C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 厚度大于 10mm, 但设计温度局于或等 于图1曲线A所示值。厚度大于10mm,且设计 温度彳3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”

26、栏要 求。 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b101低温低应力工况。免除免除一46小截面d大于-20厚度小于或等于 15mm。或厚度大于15mm, 且设计温度局于或等 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 温度彳3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。 冲击试验要求应包括 在相应的焊接工艺评定 中。表 A 一中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81曲线B 制作、 安

27、装中的焊接”栏要求。101低温低应力工况免除免除低温钢（表AT, 3）按表A-1 设计温度低于或等于20 C时应进行设计温度F的冲击试验（材料、焊缝、热影响区） 。 材料应符合相应低温钢材料标准的全部要求。表A-1或一46 C, 取较低值小截面d免除免除101低温低应力工况铭钳合金钢大于-20设计温度不彳氐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 Co铁素体不锈 钢大于-20双相不锈钢一50a: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

28、 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-1 2.1、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。10口快麝04070so名曳择度T mi.图1碳钢免除冲击试验的最低使用温度（C）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

29、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（C）名义厚度mm681012141516182022242628303234363840图8-1曲 线A-10-10-10-3.22.14.25.99.713.416.418.5 :20.8 233 24.9-图8-1曲 线B-20-20-20-20-20-20-16.4-11.7-7.7-4.3-1.41.23.35.46.88.39.210.511.9表6有色金属（镣和镣基合金、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C冲击试验要求更低使用温度材料焊接接头镣及镣基合金196全部免除 如焊缝金

30、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TF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。钛及钛合金一60铝及铝合金2698.2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

31、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）表8-1所列材料的焊接接头冲击试验应包括焊缝金属和热影响区，但奥氏体不锈钢的焊接接头冲击试验仅包括焊缝金属。8.2.3冲击试验方法a）冲击试验方法应符合GB/T229-1994和GB/T12778-1991的规定；b）标准冲击试样为 10m 10mn 55mm夏比缺口冲击试样；c）若因截面尺寸限制无法制备标准试样时，也可采用厚度为 7.5mm、5.0mm、2.5mm的小尺寸试样或尽可能宽的小尺寸试样。小尺寸试样的缺口宽度一般应不小于材料厚度的80%;d）试样缺口应沿厚度方向切取，三个试样为一组

32、。8.2.4冲击试验温度a）标准试样的冲击试验温度应不大于最低设计温度；b）小尺寸试样的冲击试验温度的降低值应符合表8和表9的规定；c）降低小尺寸试样的冲击试验温度仅适用于表10中以冲击功作为合格判据的状况，采用冲击断口侧向膨胀值作为合格判据的冲击试验温度应符合表11的规定。8.2.5合格标准a）标准规定的材料最小抗拉强度小于655MPa的碳钢、合金钢、低温钢以及螺纹直径小于等于M52的螺栓材料，其冲击试验应符合表10的规定。b）螺纹直径大于M52的螺栓材料和奥氏体不锈钢的冲击试样断口侧向膨胀量应符合表11的规定。表7焊接接头冲击试验（制作、安装）制备冲击试样的试件试验的覆 盖范围试样位置及数

33、重冲击试验 进彳M每一种焊接工艺（WPQ）、 每种焊接材料型号、每种 焊剂，均要进行一套冲击试件厚度 为T,则可 覆盖的厚焊缝金属（三个一组）：试样横贯焊缝；缺口位于焊缝金属并垂直于接头表面；制作、安装试验。试样的热处理状态 与完工管道相同（包括热 处理温度、保温时间、冷 却速度）。度范围为T/2 至 T + 6mm。试样的一个表面尽可能接近接头表面。热影响区（如需要，三个一组）：缺口根部及其后的断口尽可能多的位于焊接接头的热影响区；其余同上。表8冲击试验温度降低值材料厚度mm冲击试样缺口宽度mm冲击试验温度降低值TC 1080v 8 T2V 10法 0.8t0v 0.8t|AT1- T2|a

34、： T1为材料厚度小于10mm时的温度降低值（按表 8 6）;b: T2为试样缺口宽度小于 10mm时的温度降低值（按表 8 6）。表 9 Ti 和T2材料厚度或试样缺口宽度 T1、 T2mmC10 （标准试样）090807.5 （7.5mm 试样）3746.67 （2/3宽试样）5685 （5mm试样）114173.33 （1/3宽试样）193222.5 （2.5mm 试样）28注：可采用内插法表10冲击试验的冲击功合格标准（母材、焊缝金属、热影响区）材料类别标准规定最小抗拉强度值MPa标准试样冲击功aJ三个试样平均 值单个试样最低 值碳钢、合金钢（ 4505152016 515 V 655

35、2720合金钢螺栓材料（ M52） 6552720a:采用小尺寸试样时，冲击功合格标准按试样宽度的比例降低。表11冲击试验的侧向膨胀量合格标准（母材、焊缝金属）材料类别最低设计温度冲击试验温度侧向膨胀量回同mmC奥氏体不锈钢、铁素体不 锈钢、双相不锈钢、 M52 且ob 655MPa钢和合金 钢螺栓材料。A 196最低设计温 度0.38v 1961960.46a:采用小尺寸试样时，侧向膨胀量合格标准与标准试样相同。 b:三个试样均应合格。9材料标记和质量证明9.1材料标记9.1.1材料标记应符合相应标准和合同的规定。9.1.2标记内容至少应包括 制造厂标记以及材料（代号）名称，下列管道组成件的

36、标记还应包括材料 炉批号或代号：a）GC1级管道用管道组成件；b）按本部分要求进行冲击试验的管道组成件；c）铭钳合金钢（螺栓材料除外）管道组成件；d）用于高温条件下的奥氏体不锈钢（ H型）管道组成件；e）镣及镣合金、钛及钛合金管道组成件。9.1.3材料应逐件标记， 标记应清晰、牢固,公称直径小于或等于 DN40的材料可采用标签或其他替代 方法进行标记。9.2质量证明a）材料应具有相应的质量证明文件；b）质量证明文件应包括标准以及合同规定的检验和试验结果，且具有可追溯性；c）未包括检验和试验结果的质量证明文件（合格证）仅限于 GC3级管道组成件。附录A （规范性附录）材料牌号和许用应力四. 设计

37、条件和设计准则：压力管道规范工业管道 第3部分:设计和计算GB/T20801.3-20061.设计条件1.1设计压力1.1.1 一般规定管道系统中每个管道组成件的设计压力，应不小于在操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组 合工况的压力，但2.3规定的情况除外。最苛刻的压力和温度组合工况应计及压力源(如泵、压缩 机)、压力脉动、不稳定流体的分解、静压头、控制装置和阀门的失效或操作失误、环境影响等可能 产生的运行条件。1.1.2设计压力的确定原则(a) 装有安全泄放装置的管道，其设计压力应不小于安全泄放装置的设定压力(或最大标定爆破压力)，但 GB/T20801.6-2006 中 4.1.6.1b)

38、、4.1.6.2 和 4.1.6.3 规定的情况除外；(b) 当管道与设备直接连接作为一个压力系统时，管道的设计压力应不小于设备的设计压力；(c) 未设置压力泄放装置或可能发生与压力泄放装置隔离、堵塞的管道，其设计压力应不小于可能因此而产生的最大压力；(d) 离心泵出口管道的设计压力应不小于泵的关闭压力；(e) 输送制冷剂、液化烧类低沸点介质的管道，其设计压力应不小于阀门切断时或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压；(f) 当管道被分隔件(包括夹套管、盲板等)分隔为几个单独的受压段时，该分隔件的设计压力应不小于在操作中两侧受压室可能遇到的最苛刻的压差和温度组合工况的压力；(g) 装有安全控

39、制装置的真空管道，设计压力取最大压差的1.25倍或0.1MPa中的较小值，并按外压条件进行设计；对于没有安全控制装置的真空管道，设计压力取0.1MPa。(h) 锅炉蒸汽管道的设计压力按锅炉或过热器出口的额定工作压力，或参见火力发电厂汽水管道设计技术规定P3.1.2设计温度1.2.1 一般规定管道系统中每个管道组成件的设计温度应按操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况的温度确定，同一管道中的不同管道组成件的设计温度可以不同。1.2.2设计温度的确定原则(a) 介质温度小于 65C时，无隔热层管道的管道组成件的设计温度与介质温度相同，但应考虑阳光辐射或其它可能导致介质温度升高的因素；介质温度大

40、于或等于65C时，无隔热层管道的管道组成件的设计温度确定应符合以下规定：(1 )对于阀门、管子、翻边端部和焊接管件，取介质温度的 95%(2 )对于松套法兰以外的法兰，取介质温度的 90%(3 )对于松套法兰，取介质温度的85%(4 )对于螺栓，取介质温度的80%(5 )也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温：(b) 外部隔热管道的设计温度一般取介质温度，但也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温，采用伴管或夹套结构的管道应考虑加热或冷却对设计温度的影响。(c) 内部隔热管道的管道组成件，设计温度应按传热计算或试验确定。1.2.3最低工作温度和最高工作温度管道设计时还应考

41、虑最低工作温度及最高工作温度对材料选用和7.3.3柔性分析的影响。1.3荷载条件管道设计应考虑以下荷载：(a) 内压、外压或最大压差(设计压力应与对应的设计温度一起作为荷载条件)；(b) 重力荷载：1) 管道组成件、隔热材料以及由管道支承的其他重力荷载；2) 流体重量(包括液压试验)以及寒冷地区的冰、雪重量。(c) 动力荷载：(1) 风荷载；(2) 地震荷载；(3) 流体流动导致的冲击、压力波动和闪蒸等；(4) 由机械、风或流体流动引起的振动；(5) 流体排放反力。(d) 温差荷载：(1) 温度变化时因管道约束产生的荷载；(2) 因温度剧变或分布不均匀产生的温差应力，如厚壁管或流体分层流动可能

42、导致的温差应力;(3) 温度变化时因膨胀系数不同所产生的荷载，如双金属管、夹套管、非金属衬里管等。(e) 端点位移引起的荷载管道支吊架或管道连接设备发生位移时引起的荷载。1.4厚度附加量(a) 管道设计应有足够的腐蚀裕量，腐蚀裕量应根据预期的使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确 定，还应考虑冲蚀和局部腐蚀等因素。(b) 确定管道组成件最小厚度时，应包括腐蚀、冲蚀、螺纹深度或沟槽深度所需的裕量。为防止 因支承、结冰、回填、运输和装卸等引起的超载应力和变形，从而可能产生的损坏、跨塌或失稳等 现象，应考虑增加管壁厚度。1.5环境影响a) 对于被隔断管道中的流体，应考虑因受环境加热产生膨胀所导致的压力升高

43、或因流体自然冷 却所导致的压力下降甚至真空；b) 当环境温度小于 0C时，应考虑因表面冷凝、冰冻而引起的阀门、泄压装置或排放管道故障 以及低温对柔性分析和材料选用等的影响。1.6埋地管道1.6.1设计要求埋地管道的设计应考虑下列主要因素：(a) 埋地管道的走向、敷设，埋地管道与连接系统的相互影响；(b) 材料、施工规范和质量控制；(c) 运行程序和控制；(d) 防腐蚀；(e) 外部影响的减轻及管道的防护。1.6.2设计条件除1.11.5夕卜，埋地管道的设计应符合以下规定：(a) 设计计算时，可将管道与周围土壤整体考虑；(b) 埋地管道(包括受压和非受压系统)的设计荷载还应包括管道上方土壤(或回

44、填土)荷载 和预期交通荷载等其他荷载；(c) 在平整砂土层上铺设的埋地管道，其设计荷载可不包括因管道自重产生的轴向应力；(d) 对于直接埋地的弯头和大直径支管(包括三通)，管道应力分析时可将其简化为轴向完全受约束的端点；(e) 当管道的敷设环境温度与工作温度之间的温差大于35 C时，应进行应力分析，且相邻约束端点的间距不得小于 5倍的公称直径；(f) 抗震计算时，可将管道与土壤之间视为刚性连接；(g) 静态分析时，应将埋地段与土壤之间视为无相对位移，非埋地段应保证足够的柔性以减少界面处的局部荷载，同时应考虑埋地段可能的下沉位移对界面处管道的影响。2设计准则2.1管道组成件压力-温度设计准则管道

45、组成件的压力-温度设计应采用 2.1.1至2.1.4规定的方法之一：2.1.1压力-温度额定值方法(a) 除本规范另有规定外，表 14中已规定压力-温度额定值的管道组成件，其设计温度下的最大允许工作压力按相关标准规定的压力-温度额定值。(b) 如设计温度大于表14中相关标准给出的温度额定值，但不大于GB/T20801.2-2006规定的材料使用温度上限者，设计者可根据相关温度下的材料许用应力折算。(c) 对于表14中仅标明公称压力的管道组成件，设计温度下的最大允许工作压力可根据设计温度和常温下的材料许用应力折算。2.1.2压力设计方法(a) 直管、斜接弯头、弯管、盲板、非标法兰和对焊管件等管道

46、组成件应按第6章设计；(b) 对于按壁厚系列规定的承插焊管件和螺纹管件，其设计温度下的最大允许工作压力应不大于具有相同壁厚系列和相同许用应力的无缝直管按有效厚度确定的最大允许工作压力；(c) 支管连接管件的压力设计应符合6.7的规定；2.1.3 验证性压力试验方法(a) 对于表5-10中的对焊管件，如未按 2.1.2 a )进行压力设计，可进行验证性压力试验并在验证性压力试验的覆盖范围内按2.1.2 b)确定其设计温度下的最大允许工作压力；(b) 其他管道组成件也可根据验证性压力试验确定其最大允许工作压力。2.1.4其他方法除2.1.1、2.1.2和2.1.3规定的方法外，管道组成件的最大允许

47、工作压力也可以采用对比经验 分析、应力分析或实验应力分析方法确定。2.2管道压力-温度设计准则(a) 除2.3的规定外，管道的设计压力应不大于该管道系统中所有管道组成件按本规范2.1确定的设计温度下的最大允许工作压力的最小值。(b) 不同流体工况的管道连接时，分隔阀门的额定值应按苛刻工况确定。2.3压力和温度的允许变动范围GC1级管道压力和温度 不得超出设计范围。对同时满足2.3.1至2.3.8要求的GC2和GC3级管道，其压力和温度允许的变动应符合2.3.9的规定。2.3.1管道系统中没有铸铁或其它脆性金属材料的管道组成件；2.3.2由压力产生的管道名义应力应不超过材料在相应温度下的屈服强度

48、；2.3.3轴向总应力应符合本规范的规定；2.3.4管道系统预期寿命内，超过设计条件的压力和温度变化的总次数应不大于1000次；2.3.5持续和周期性变动不得改变管道系统中所有管道组成件的操作安全性能；2.3.6压力变动的上限值不得大于管道系统的试验压力；2.3.7温度变动的下限值不得小于GB/T20801.2-2006规定的材料最低使用温度；2.3.8鉴于压力变动超过阀门额定值可能导致阀座的密封失效或操作困难，阀门闭合元件的压力差 不宜超过阀门制造商规定的最大额定压力差。2.3.9压力超过相应温度下的压力额定值或由压力产生的管道名义应力超过材料许用应力值的幅度 和频率应满足下列条件之一：a）

49、变动幅度不大于 33%,每次变动时间不超过10h,且每年累计变动时间不超过100h;b）变动幅度不大于 20%,每次变动时间不超过50h,且每年累计变动时间不超过500h。2.3.10对于压力泄放等的自限波动情形，压力变动的幅度和频率应符合2.3.9 b）的规定。2.4许用应力2.4.1 金属材料许用应力和螺栓材料许用应力应符合GB/T20801.2-2006表A-1和表A-2的规定，注：表中许用应力值未包括材料的纵向焊接接头系数w和铸件质量系数 C。2.4.2 GB/T20801.2-2006 表A-1和表A-2以外的金属材料和螺栓材料应按表1和表2规定的准则确定各自的许用应力。2.4.3拉

50、伸许用应力按 2.4.1和2.4.2取值。2.4.4压缩许用应力应符合结构稳定性的要求，且不大于拉伸许用应力。2.4.5剪切许用应力取拉伸许用应力的80%接触许用应力取拉伸许用应力160%2.5纵向焊接接头系数w管子和对焊管件的纵向焊接接头系数w应按表4-3规定的准则确定。表4-1 :金属材料许用应力准则许用应力应不大于下列各值中的最小值，MPa材料抗拉强度 下限值6 b, MPa屈服强度 下限值6 s, MPa设计温度卜屈服强度。；,MPa持久强度平均值或持久强度最低值6 tD 或 6 tDmin, MPa蠕变极限平均值6 tn, MPa灰铸铁曳 而球墨铸铁可锻铸铁业5碳钢以、合金钢、铁不

51、锈钢、延伸率小于35甄奥 氏濒、双M锈钢、 钛和钛合金、车桐铝b31.5t s1.5ttDDmin1.5 1.25tbn10延伸率大于等于35%勺奥 氏冈和金2a150.90。；回tt。D心 D min1.5 1.25t 研1.0a:对于法兰或其他有微量永久变形就引起泄漏或故障的场合不能米用。b:A级碳素结构钢的许用应力取表中最小值再乘以0.92。表4-2 :螺栓材料许用应力准则材料许用应力应不大于下列各值中的最小值，MPa抗拉强度下限值6 b, MPa屈服强度 下限值6 s, MPa设计温度卜屈服强度t crs , MPa持久强度平均值或持久强度最低值6 D 或 6 Dmin, MPa蠕变极

52、限平均值t6 n, MPa非炊理帅 湖化 的帅材料4%1.5t CTs1.5tt心D疗Dmin1.5 1.25t翌1.0热奶或应变雌的 蜩全材料闰2a5土4t Os15色 D D min1.5 1.25u1.0a：对于热处理或应变强化处理的螺栓材料，许用应力取表中最小值。若该许用应力小于材料退火 状态下的许用应力，应取非热处理或应变强化（即退火状态）螺栓材料的许用应力。表4-3 :纵向焊接接头系数W序号焊接型式焊缝类型检查W1连续炉焊向直缝按材料标准规定0.602电阻焊（ERW同直缝或螺旋缝按材料标准规定0.853电熔焊（EFWa.单面对接焊直缝或螺旋缝按材料标规范规定不作RT0.80（带或不

53、带填充金属）局部（10% RT0.90100%RT1.00b.双面对接焊直缝或螺旋缝（除序号4 外）按材料标规范规定不作RT 10.85（带或不带填充金属）局部（10% RT0.90100%RT1.004GB/T9711.1 埋弧焊、气体保护金属弧焊或 阳伯结合直缝（一条或 二条）或螺旋 缝按 GB/T9711.1 规定0.95a：不得通过附加无损检测来提高纵向焊接接头系数。表4-4 :铸件质量系数及附加无损检测要求序号附加无损检测要求铸件质量系数C1铸件表面加工至Ra6.3,提高目视检查的清晰度，并满足JB/T7927 B级的要求。0.852铸件表面按 JB/T 6902-1993 （ PD

54、 中的 4 级或 JB/T 6439（ MT） 进彳J有色渗透桓测或磁粉桓测。0.853铸件按 GB/T 7233-1987 ( UD 或 JB/T 6440 ( RT)进行超声 或射线照相检测，按 GB/T 7233-1987 ( UT)检测的缺陷的底 波反射波高应不大于 V5型对比试块所得的底波反射波高。0.954同序号1和序号20.905同序号1和序号31.006同序号2和序号31.002.6铸件质量系数c 2.6.1铸铁件(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁)的铸件质量系数c取1.0 ;2.6.2 除铸铁外，GB/T20801.2-2006 表A-1中金属静态铸件应按JB/T7927-1999

55、进行外观检查，且不低于B级要求，铸件质量系数取0.8;2.6.3对需要进行附加无损检测的铸件可取表4-4中的铸件质量系数，但铸件质量系数c的改变并不影响管道组成件的压力-温度额定值。五. 相关工业管道规范1 .工业管道设计规范及其适用范围规范名称适用范围工业金属管道设计规范 GB50316 2000公称压力小于等于42MPa的工业金属管道及非金属衬里管道化工管道设计规范设计压力35MPa以下化工用金属和非金属压力管道和真空管道。但设计压力小于0.1MPa,设HG/T206951987计温度为-29 186 C的非易燃和无毒管道除外火力发电厂设计技术规程 DL5000-2000大中型火力发电厂设

56、计小型火力发电厂设计 规范GBJ49 1983单台汽轮发电机额定功率750 6000kW和单台燃煤锅炉额定蒸发量6.5 35吨的发电厂压缩空气站设计规范GB50029 2003装有工作压力小于等于 0.8MPa、单机排量小于等于 100m3/min的活塞式或螺杆式空压机的压 缩空气站氧气站设计规范GB50030 1994单机产量不大于300m3/h或高压、中压流程，深度冷冻空分法生产氧、氮的氧气站乙焕站设计规范GB500311991利用电石生产乙烷的乙烷站和乙烷管道氢氧站设计规范GB50177 1993水电解制氢的氢氧站和供氢站发生炉煤气站设计规范 GB50195 1994常压固定床发生炉煤气

57、站和煤气管道石油库设计规范GBJ74 1984（1995年局部修订）石油库的新建扩建工程，但容积小于500m3、地下水封式、自然洞和少于五年的临时石油库除外汽车加油加气站设计与施工规范GB50156 2002汽车用加油加气站冷库设计规范GB50072-2001各种冷库设计锅炉房设计规范GB50041-92各种锅炉房设计压力管道规范工业管道 GB/T20801-20061. 本规范也适用于特种设备安全监察条例规定的压力管道”的设计和建造。2. 本规范也适用于公称直径小于或等于25mm、最高工作压力低于 0.1MPa或真空、不可燃、无毒、无腐蚀性液体压力管道的设计和建造。3. 本规范不适用范围如下

58、：a）公称压力PN420以上的管道；b）军事装备和核设施的管道；c）石油、天然气、地热等勘探和采掘装置的管道；d）海上设施和煤矿矿井的管道；e）电气、电讯专用的管道；f）移动设备上的压力管道如铁道机车、汽车、船舶、航空航天器等；g）城镇市政公用设施管道；h）长输（油气）管道和油气田集输管道；i）定型设备如泵、压缩机和其它输送或加工流体设备的内部管道以及设备的外接管口；j）采暖通风专业的管道；k）水电站的专用压力管道，如引水管、导水渠等；l）动力管道。除了表1所列设计规范外，还有专用设计规范，如器材选用规范、管道布置设计规范、静电接地设计规范、伴热管和夹套管设计规范、绝热工程设计规范等。2.工业管道工程主要施工规范项目GB50235-97SH3501-2002SH3502-2000HG20225-95DL-5031-94GB