-
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
压力管道标准及管道等级表
（讲座提纲）
全国压力管道标准化技术委员会
岳进才
Tel.
Email:
yuejincai@
2014.05
1
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
1
压力管道工程标准
1.1
综述
1.2
常见基础性工程规范
1.3
工业标准
1.4
ASME B31.3
规范解读
1.5
GB/T20801
规范解读
2
管道等级表
2.1
综述
2.2
管道等级表
2.3
其它
3
管道材料选用
3.1
材料的基本性能
3.2
常用材料类型及特点
3.3
高温对材料选用的影响
3.4
低温对材料选用的影响
3.5
介质对材料选用的影响
3.6
材料选用原则
4
管道组成件压力设计
4.1
载荷类型
4.2
许用应力及强度准则
4.3
标准管道组成件
4.4
非标准管道组成件
5
管道组成件型式及选用
5.1
连接型式及选用
5.2
钢管
5.3
管件及分支接头
5.4
法兰及法兰接头
6
阀门选用
6.1
阀型选用基本原则
6.2
常用关断阀的特点及应用
6.3
常用阀门的属性参数选用
目录
2
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
1
压力管道工程标准
1.1
综述
1.1.1
标准体系
标准体系的构成：指令性规范（法规）
，基础性工程规范，单项
或行业工程标准，项
目工程规定，工业标准。
1
）指令性规范（法规）
：法定，强制性；技术管理性
；适用范围（监管范围，包括了
设计、采购、制造、建造
、使用
、维修和改造）
。国内外的差别。
典
型代表：
PED97/23
，
Pres
sure Equipment Directive
；
TSG
D0001
压力管道安全
技术监察规程
工业管道。
2
）基础性工程规范：
与指令性规范相比：推荐性
/
非唯一性，用户负责制
；技术性；建造标准。
与行业或项目工程标准相比：通用性：
适用范围广，不针对特定行业；基础性：系统
性要求，最低要求，不能代替设计手册。强
调：符合规范要求而出现问题，仍由设计
者负责；安全性：安全标准，风险控制。
典型代表：
ASME B31
系列；
GB/T20801
系列。
< br>
3
）单项或行业工程标准：针对特定的介质环境或针对
特定的行业而给出的更有针对
性、更详细的工程规定。一般情况下，是基础性工程规范的
补充和细化。
典型代表：
NACE
MR0175
，油田设备用抗硫化裂纹的金属材料；
API941
，石油化
工厂高温临氢用钢；
SH3059
，石油化工管道设计器材选用规定；
GB50030
，氧气站
设计规范。
4
）项目工程规定：比单项的
工程
标准
或行业工程标准更有针对性，规定更详细。一
般情况下，是
基础性工程规范和单项或行业工程标准的补充和细化。
典型代
表：各工程公司或设计院
/
所针对具体项目的工程规定。
5
）工业标准：为实现标准化、系列化工程
建造而设置的支持性标准。包括产品标准
和实践方法。详见
1.
1.3
节。
1.1.2
4+1
层
级，鱼头、鱼骨、鱼刺与鱼肉的关系
指令性规范（法规）为鱼头，针对重要的方面给出强制性要求
，不能突破。
基础性工程规范为鱼骨，框架性规定，最低安全规则。
单项或行业工程标准、
项目工程规定为鱼刺，
依附于基础性工程规范而给出的更具体
的要求，是基础性工程规范的补充和细化。
工业标准是鱼肉，与上述的工程规范一起构成整个工程标准体系。<
/p>
1.1.3
应用现状
1
）对工程规范层级的认识不足：期望基础性工程规范包罗单项
/
行业标准和项目规定
3
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
的内容。
2
）将指令性规范和基础性工程规范的适用范围混淆。
3
）将基础性工程规范、单项
/
行业标准视为指
令性规范。
4
）多版本同层级的工程
规范并存现状，同时也造成引用标准时的困惑及由此产生的
问题。
5
）由于行业格局及部门利益问题，造成产品标准的重复及
由此带来的应用困惑，同
时又都不完善。
1.2
常见基础性工程规范
1.2.1
ASME B31.3
管道规范
ASME B31.3
标准应用广泛，影响较大，很多其它类似
的标准等效采用了该标准，或
直接引用并加以修订和补充。见后面所述。
ASME
B31.3
是
ASME
B31
系列标准中的一个，其它标准表列如下：
B31.1
Power
Piping/
动力管道；
B31.2
Fuel Gas
Piping/
燃气管道；
B31.3
Process
Piping/
工艺管道；
B31.4
Pipeline
Tansportation System for Liquid hydrocarbons and
other Liquids/
烃类、液态石油气、无水氨和酒精的液体输送管道系统；
B31.5
Refrigeration Piping and Heat Transfer
Components/
制冷管道和传热组件；
B31.6
化工厂管道（从未出版）；
B31.7
核管道（移入
ASME
锅炉压力容器规范第
III
卷）；
B31.8
Gas Transmission and Distribution
Piping Systems/
天然气输送和分配管道
系统；
B31.9
Building Services
Piping/
建筑用管道；
B31.10
深冷管道（从未出版）；
B31.11
Slurry
Transportation Piping
Systems/
浆液管道。
B31.12
Hydrogen
Piping System
Code/
氢用管道系统和管道。
其
中，
B31.3
是基础标准，其它是特例。在适用范围上给出了
衔接点。
对于
B31
系列标准，各标准由不同类型的专家编制，因此各标准的风格和内容安排并不尽相同。
< br>
1.2.2
GB/T20801
及系列标准
GB/T20801
标准是由国家质量监督检验检疫总局特种设备安
全监察局管理、全国锅
炉压力容器标准化技术委员会压力管道分技术委员会负责组织编写
的压力管道基础
性工程规范，与压力管道技术安全监察工程配套的技术性支持标准。
按照压力管道安全管理与监察规定对压力管道的划分（
GA
类、
GB
类、
GC
类、
GD
类）<
/p>
，也对应编制了四个压力管道工程规范。分别是：
GB/T20801
压力管道规范
工业管道。
2006
年已颁布实施；
GB/T(20802)
压力管道规范
动力管道。
2013
年
10
月已提交
报批稿；
GB/T(20803)
压力管道规范
长输管道。
2013
年
10
月已提交
终审稿；
4
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
GB/T(20804)
压力管道规范
公用管道。
2014
年
3
约已提交提
纲稿。
其中，
GB/T20801<
/p>
是基础标准，其它是特例。在适用范围上给出了衔接点。
特种设备安全法。监管范围可能会缩小（比如，
DN150
及以上管道）
。
1.2.3
ISO15649
石油及天然气工业管道
类似于
ASME
B31.3
和
GB/T20801
，但该规范内容较少，明
确指明引用了
B31.3
，
是
B31.3
的补充。特点：对管道布置给出了原则性要求。
ISO15649
共有
5
个章节和
2
个附录：
< br>
第
1
章
第
2
章
第
3
章
第
4
章
适用范围：适用于石油化工生产装置。与
ASME
B31.3
一起用。
相关标准：
ASME
B31.3
。
术语和定义：给出了化
工厂、承压管道等常用名词解释共
19
个。
金属管道：分
9
节，分别对责任
、材料、安全措施、放空与排凝、设计条件、
管道布置、埋地管道、腐蚀等进行了原则性
规定。
第
5
章
非金属管道或非金属衬里管道：分
2
节，分
别对设计条件和设计基本原则进
行了规定。
附录
A
管道布置：对管道布置提出了原则要求。
附录
B
埋地管道：对埋地管道设计提出了原则要求。
1.2.4
EN13480
工业金属管道
类似于
ASME B31.3
和
GB/T20801
。结构和内容含量与
B3
1.3
相似，很多规定也相
同，但也存在一些明显的差异。特点
：是一个可以与
B31.3
分庭抗礼的基础性工程
规范。
与
GB/T208
01
类似，有
6
个分项标准组成：
EN13480.1
工业金属管道
一般规定
EN13480.2
工业金属管道
材料
EN13480.3
工业金属管道
设计和计算
EN13480.4
工业金属管道
预制与安装
EN13480.5
工业金属管道
检查和试验
EN13480.6
工业金属管道
埋地管道的附加要求
EN13480
与
ASME B31.
3
差异的典型例子：管道分级，材料的许用应力，承压管道
组成
件的压力计算。
1.2.5
前瞻性技术：三大类
14
种失效模式的评定
举例：三大类
14
种失效模式
第
I
类：短期失效模式
I-1
：脆性断裂；
I-2
：韧性断裂；
I-3
：超量变形引起的接头泄露；
I-4
：超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂；
I-5
：弹性、塑性或弹塑性失稳（垮塌）
；
第
II
类：长期失效模式
II-1
：蠕变断裂；
5
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
II-2
：蠕变引起的机械接头超量变形或过大的载荷转移；
II-3
：蠕变失稳；
II-4
：磨蚀和腐蚀；
II-5
：环境助长开裂。如应力腐蚀开裂，氢致开裂；
< br>
第
III
类：循环失效模式<
/p>
III-1
：扩展性塑性变形；
III-2
：交替塑性；
III-3
：弹性应变疲劳（中、高周疲劳）和弹塑性应变疲劳（低周）<
/p>
；
III-4
：环境助长疲劳。
1.3
工业标准
1.3.1
产品标准
包括尺寸标准、制造标准、材料标准等。
1
）尺寸标准
尺寸标准体系，两个基础尺寸标准（管子和法兰）
，大外径系列和小外径系列，
PN
系列（欧式）和
CLASS
系列（美式）
。
尺
寸标准体系现状，
ASME
与
GB
的异同
，兼容性。举例：管子外径和壁厚尺寸，<
/p>
法兰螺栓孔尺寸，
55
°锥管螺纹和
60
°锥管螺纹。
常用尺寸标准见表
1.3.1-1
。
表
1.3.1-1
常用管道组成件尺寸标准
一般管道
长输管道
管件
SH/T3405
GB/T9711.1
SH/T3408
SH/T3409
SH/T3410
GB/T14626
“大外径系列”
/CLASS
系列
SH
标准体系
GB
标准体系
GB/T17395
GB/T9711.1
?
“小外径系列”
/PN
系列
JB
标准体系
?
ANSI
标准体系
ANSI B36.10
ANSI B36.19
API 5L
ANSI B16.9
ANSI B16.11
ANSI B16.28
HG
标准体系
HG20553
?
?
GB/T12459
?
< br>?
GB/T12459
?
?
GB/T13401
?
< br>?
GB/T13401
?
?
HG/21634
HG/21635
HG/21631
HG/21632
GB/T14383
?
GB/T14626
法兰
垫片
SH/T3406
SH/T3401
SH/T3402
SH/T3403
SH/T3407
SH/T3404
GB9112
～
GB9131
GB4622.1
～
2
ANSI B16.5
ANSI B16.20
ANSI B16.21
GB/T14383
?
JB/T74
～
86
JB/T87
JB/T88
JB/T89
JB/T90
GB5780
～
GB5782
GB41
HG20592
～
HG20605
HG20606
～
HG20612
紧固件
GB5780
～
GB5782
GB41
GB6170
ANSI
B18.2.1
ANSI B18.2.2
HG20613
～
HG20614
6
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
GB6170
阀门
API600
API602
API603
API608
API609
API594
GB/T12232
～
GB/T12247
?
?
API600
API602
API603
API608
API609
API594
MSS
SP-95
MSS SP-97
MSS SP-48
?
?
JB
系列
?
JB
系列
?
其它尺寸
标准
注：<
/p>
?
GB
标准体系的管子管件标准原来是借
助于
SHJ405
进行定义的，目前
S
HJ405
已被修订成
SH/T3405
，而且
定义已作了改变。因此，
GB
系列管件标准也应作相应修订才能使用；此处应为该标准的
A
系
列。
?
?
同
?
?
。此处应为
该标准的
B
系列。
?
?
GB/
T12232
～
GB/T12247
目
前尚存在较多问题，实际上并没有推广应用，它可用相应的
API
标准取代。
?
?
JB
系列指原来的
JB
系列阀门标准，现在大多数阀门制造厂仍按该系列阀门标准生产。
?
?
这里仅列出了主要的相关标准，不是全部标准。
2
）制造标准和材料标准
中国制造标准和材料标准体系现状
/
ASME
与
GB
应用工程材料的异同<
/p>
：政出多头，
各自为政，例如钢管、阀门、板材、锻件标准；配套
性差，例如缺少中高温焊管、螺
栓、对焊管件制造标准；碳钢的低温限制；标准的严密性
和生产的随意性；阀门铸件
和不锈钢材料靠近了
ASTM
材料，但
配套标准没有跟上
，等效和等同的问
题。举例：
国产低温碳钢材料。
管道
材料的进展：生产方法带来的影响，
AOD/VOD
精炼技术的
应用，
GB150
对硫、
磷要求的提高
，超低碳不锈钢的应用；新材料的开发，举例：
347AP
，<
/p>
P92
。
常用
管道组成件制造标准见表
1.3.1-2
。
产品名称
碳钢无缝钢管
国标材料
表
1.3.1-2
常用管道组成件制造标准
ASTM
材料
说明
非等效
GB/T8163
，
GB3087
，
ASTM
A53
，
A106
GB9948
，
GB6479
，
GB5310
GB/T9711.1
，
GB/T9711.2
（无）
GB/T 18984
API5L
ASTM A671
，
A672
ASTM A333
长输专用无缝和焊
接钢管
焊接碳钢钢管
低温无缝钢管
合金钢无缝钢管
合金钢焊管
不锈钢无缝钢管
不锈钢焊管
碳钢及合金钢管件
低温碳钢管件
不锈钢管件
碳钢锻件
等效
（无对应）
非等效
非等效
（无对应）
等效
等效
（无对应）
（无对应）
（无对应）
非等效
GB9948
，
GB6479
，
ASTM
A335
，
A213
GB5310
（无）
GB/T14976
GB/T12771
（
GB1245
9
）
（无）
（
GB12459
）
< br>
ASTM A691
ASTM A312
ASTM A358
ASTM A234
ASTM A420
ASTM A403
JB4726
，
NB/T47008
ASTM A105
7
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
低温碳钢锻件
合金钢锻件
不锈钢锻件
碳钢板材
低温碳钢板材
合金钢板材
不锈钢板材
碳钢铸件
低温碳钢铸件
合金钢铸件
不锈钢铸件
常规螺栓材料
低温螺栓材料
JB4727
，
NB/T47009
ASTM A350
JB4726
，
NB/T47008
ASTM A182
JB4728
，
NB/T47010
ASTM A182
GB713
GB3531
GB713
GB24511
GB12229
JB7248
JB5263
GB12230
（无）
（无）
ASTM A515
ASTM A516
ASTM A387
ASTM A240
ASTM A216
ASTM A352
ASTM A217
ASTM A351
ASTM A193/A194
ASTM A320
非等效
非等效
等效
非等效
非等效
非等效
等效
等效
等效
等效
等效
（无对应）
（无对应）
3
）产品制造的几个深层次问题
关于非金属夹杂物：不可避免，对金属基体的割裂，微观空隙，裂纹起裂源，对二次
变形加工的影响。
非金属夹杂物等级的应用。
举
例：
氢介质环境下非金属夹杂物的影
响；管件成型时的开裂。<
/p>
关于残余元素和杂质元素：
产品标准一
般不给出残余元素和部分杂质元素的限制，
举
例说明残余元素和
部分杂质元素对金属材料性能的影响：
钒对碳钢性能的影响，
铜
对
不锈钢性能的影响。
关于金属晶粒
度：
冶金理论，
高温下自动长大的特性，
对金属材料性能的影响。
举例：
常用变形加工金属材料的精度
级别及应用。
关于承压金属部件的表面缺陷：常见缺陷类型（
imperfection
和
defe
ct
的差别）及分
类，缺口敏感效应。举例：常见表面缺陷控制
的工程例子。
关于承压金属部件的表面缺陷：常见缺陷类型，
客观存在，缺陷的稳定与开展，无损
检验。举例：某装置用不锈钢焊管的采购要求与现场
检验要求的冲突。
关于产品标准的最低要求：
标准编制者不知道产品的介质应用环境，
产品标准不解决
特殊介质环境的特殊要求。
举例，
上述残余元素和杂质元素的
影响，
材料的高温性能。
关于质量管
理：资质与过程控制，
ISO9001
的内涵：做你所写的，写
你所做的。举
例：国内外配管设计规定的差别。
关于生产细节：型式试验，过程控制。举例：不锈钢材料的酸洗。
上述问题与采购技术要求有关，与制造商选择有关。
1.3.2
实践方法
包括检验方法、焊接规定、热处理规定等配套标准。
1
）检验方法
检验方法涉及到化学成分检验方法及规定、
机械性能检验方法及规定、
金相分析规定、
腐蚀试验方法、各种无损检验方法及规定等。
< br>
化学分析分金属元素和非金属元素等测定方法，测定误差，产品分析和熔炼分析
。
8
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
机械性能除常规拉伸试验，还包括硬度检验、冲击试验等。延伸率的标准值。
无损检验分锻件、板材、钢管、铸件等，方法和判定指标不同。
举例见表
1.3.2
。
名称
化学成分
机械性能
金属晶粒度检验
非金属夹杂物检验
晶间腐蚀试验
超声波检验
射线检验
磁粉检验
着色检验
国标
GB/T222
GB2975
GB/T6394
GB/T 10561
GB4334
JB4730
JB4730
JB4730
JB4730
表
1.3.2
常见检验方法举例
说明
ASTM
ASTM A751
ASTM 370
ASTM E112
ASTM E45
ASTM A262
ASTM A388/E213
MSS SP-54
ASTM E709/A275
ASTM E165
非等效
非等效
等效
等效
非等效
非等效
非等效
非等效
非等效
2
）焊接规定
最典型的焊接规定是焊接
评
定。例如
ASME IV
和
JB4708
。
（其它略）
1.4
ASME B31.3
规范解读
1.4.1
综述
如前所述的特性：推荐性
/
非唯一性，用户负责制；技术性；建造标准；通用性；基
础性，最低要求；安全性。
与
< br>EN
规范的区别：
ASME
的特
点是通过引入系数而简化设计，
EN
标准则是尽可能
计入各种影响因素。
不包括管道布置。
1.4.2
第一章
应用范围和定义
关注不管辖的范围，
其它规范没有明确管辖的管道均可参考。
原名称为石油化工厂管
道规范，
2002
版后改为工艺管道，
适用范围有所扩展。
关注管道分类，实际上隐含了四种分类：
D
类流体，
M
类流体，介于
D
类和
M
类之
间的流体，
K
类流体。剧
烈循环工况。
1.4.3
第二章
设计
1
）
301.3.1
设计最低温度。
预期工况中的最低温
度。举例：环境温度的考虑（位移应力）
。
< br>2
）
301.4
～
301.11
条。
9
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
对可能出现的影响因素给出了提示性的规定，
没有工程经验的人不容易理解，
很重要，
但容易被忽视。举例：流体膨胀的问题，防冻问题。
3
）
302.2
压力温度设计准则。
三种情况：
具有压力额定值的表列组件，
没有压力额定值的表列组件，
非表列组成件，
著名的
304.7.2
条（见下文）
。举例：没有压力额定值的表列组件的压力等级的定义。<
/p>
4
）
302.3
许用应力和其它应力的限制。
四个基
本系数（抗拉强度
/3.0
，屈服强度
/1.5
，
10
万小时蠕变延伸率为<
/p>
1%
的平均应
力
/1.0
，
10
万小时断裂平均应力<
/p>
/1.5
）
。
5
）
304
组件的压力设计。
除管子以外，
其它应用于非标管道组成件设计，
也可作为标准管道组成件的设计依
据。
支管补强，仅给出来等面积补强方法。没有给压力面积法
计算方法。
没有大小头的计算方法。
没有疲劳设计方法。
304.7.2
非表列组件：类比法，试验应力分析法，验证试验方法，详细应力分析法。
6
）
305
～
318
流体工况对管道组成件及接头的要求。<
/p>
针对不同的流体工况，对各种管道组成件及接头提出了各种应用
限制。最低要求。
7
）
319
～
321
柔性和支架
管系应力分析。属管道机械专业。略。
8
）
322
特殊管道系统。
仪表管道。略。
1.4.4
第三章
材料
1
）
323.1
材料和技术条件
四种情况：表列材料
，认可；非表列材料，有条件认可；牌号不明材料，不认可；回
收材料，有条件认可。<
/p>
2
）
323.2.1
温度上限
应正确理解温度上限的概念，与
323.2.4
一起解读。腐蚀
影响，蠕变，刚度，工程意
义。举例：
304L/316L
奥氏体不锈钢的温度上限（
1500
°
F/815
℃）
。
3
）
323.2.2
温度下限
碳钢材料的温度下限是变化的，
与厚度、
结构应力水平有关；<
/p>
所谓的下限温度是可以
突破的，需要进行评定；注意免除冲击试验
的条件，对于厚壁碳钢材料，即使使用温
度高于零度，也要进行冲击试验。
4
）
323.3
冲击试验方法和验收准则
冲击试验温度降低值，小尺寸试样。横向膨胀量，冲击功与强度指标有关。
10
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
5
）
323.5
材料在使用中的变质
原则规定，与附录
F
一起解读，几乎不涉及腐蚀问题
。
1.4.5
第四章
管道组成件
及尺寸
< br>/
应用标准体系，定义管道系统的外径、壁厚系列、公称压力等级、额定压力
值、连接尺寸等。
表列组件标准和非表列
组件标准，给其它配套标准开口。匹配性。举例：
BS
阀门标<
/p>
准的应用。
详见
1.3.1
节。
1.4.6
第五章
制作、装配和安装
328
焊接：无值得关注的说明。
GB
标准规定的更细
。
330
预热：无值得关注的说明。
331
热处理：应注意是最低要求。
332
弯曲与成型：无值得关注的说明。
1.4.7
第六章
检验、检查和试验
1
）
Inspection,
Examination, Test
的区别。
Inspection
：
Activity
carried out by persons independent of production
to verify that
the results of the
testing and examinations conform to specific
requirements.
Examination
：
Assessment carried out to determine or
verify the acceptability of a
component, system or document.
Test
：
Physical
activity
(destructive
or
non-destructive)
carried
out
in
accordance
with
a
defined
procedure
which
provides
an
objective
assessments
of
a
characteristic of a component or
system.
2
）
341.4
要求检查的范围
341.4.1
～
341.4.1
：
常规要求检查，对于除
D
类、剧烈
循环条件流通工况以外，抽
查
5%
；<
/p>
D
类，仅目视检查；剧烈循环条件，
10
0%
无损检验。
检验范围应由工程公司或业主确定。
3
）
345
试验
无值得关注的说明。
1.4.8
其它章节
第七章
非金属管道和非金属衬里管道：略。
第八章
M
类
流体工况管道：根据
M
类流体工况特点，增加一些附加要求。内
容略。
第九章
高压（
K
类流体工况）管道：疲劳的影响成需要计入的因素
。略。
11
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
1.5
GB/T20801
规范解读
1.5.1
综述
等效
ASME
B31.3
，但结合国情进行了本土化修改。
GB/T20801
与
ASME
B31.3
的差异见下面各部分。
1.5.2
第一部分
应用范围和定义
1
）管辖范围
比
ASME
B31.3
更规范，体现在：
ASME
B31.3
主要对工艺管道做出了规定，适用
< br>于生产装置，而
GB/T20801
对工业管道做出了规
定，原则上其它规范不管辖的，都
可以使用
GB/T20801
。
关注不管辖的范围，其它规范没有明确管辖的管道均可参考。
GA
、
GB
、
GC
、
GD
的
管辖范围划分。举例：动力管道
/
四大管道，长输管道
/
站内管
道。
2
）内容
与
B31.3
相比，不含高压管道（
K<
/p>
类）和非金属管道。不含铜及铜合金材料。
3
）关注管道分类
< br>3
个等级：
GC1
（一部分相当
于
B31.3
中的
M
< br>类流体，一部分为介于
D
类和
M
类之
间的流体）
、
GC2
（相当于
B31.3
中的介
于
D
类和
M
类
之间的流体）
、
GC3
（相当于
B3.3
中的部分
D
类流体）
。同时也包括了剧烈循环工况。
4
）管辖范围与压力管道监检的范围
二者不是等同的。
5
）风险评估
跟进
GB150
，增加风险评估的内容要求。
6
）增加附录
A
本次修订时增加附录
A
，混合介质情况下介质毒
性与管道等级的划分。
该问题改变了许多设计人员的概念，操
作难度也比较大，是
2006
版执行的难点。因
此，增加此附录。
1.5.3
第二部分
材料
1
）产品标准
没有像
B31.3
那样明确给出表列材料和非表列材料等，也
没有对牌号不明材料、回
收材料等给出规定。本次修改中将补充。
2
）温度上限
< br>同
B31.3
的处理，应正确理解温度上限的概念，应考
虑腐蚀影响，蠕变，刚度，工
程意义。同时把
B31.3
附录
F
关于材料的高温限制写入了正文，同时
也增加了一些
工程经验到里面。举例：碳钢石墨化的问题，合金钢的珠光体球化问题，等
等。
12
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
3
）温度下限
同
B31.3
的处理，即碳钢材料的温度下限是变化的，与厚
度、结构应力水平有关；
所谓的下限温度是可以突破的，
需要进
行评定；
注意免除冲击试验的条件，
对于厚壁
< br>碳钢材料，即使使用温度高于零度，也要进行冲击试验。
但这里针对
GB
产品标准修正了碳钢的免除冲击试验的曲线图
。
举例：
20
钢与
A106B
的差异，
16Mn
与<
/p>
A333 Gr.6
的差异。
4
）冲击试验方法和验收准则
同
B31.3
的处理，即冲击试验温度降低值
，小尺寸试样。横向膨胀量，冲击功与强
度指标有关。
5
）增加附录
B
本次修订时增加附录
B
，材料选用的补充规定。即添加腐蚀
环境下材料的选用原则。
B31.3
没有类似的内容，但此内容
又是设计的关键点。
1.5.4
第三部分
设计与计算
与
B31.3
的内容基本相同，下面仅介绍不同点及
2006<
/p>
版的一些问题。
1
）
4.1.6
条
埋地管道。
移到附录
H
，同时附录
H
增加管道布置
的内容，仅从安全角度提出要求。
2
）
4.2
设计准则。
与
B31.3
比，三种情况（具有压力额定值的表列组
件，没有压力额定值的表列组件，
非表列组成件）不明确，而且将
B31.3
中的著名的
304.7.2
条拆开了。此次修订时将
重新整理相关内容。
更详细的内容见
4.4
节。
3
）
4.2.4
许用应力。
对
B31.3
的规定进行了简化，即采用了
GB150
的做法，对四个强度指标分别除以不
同的安全系数，并取其最小值。但安
全系数与
GB150
不同，与
B31.
3
相同。举例：
针对强度极限的安全系数，
B31.3
取
3
，而
GB150
取
2.7
。
4
）
5.1.2
钢管和管件。
对
GB/T8163
和
GB3087
等的适用范围进行了限制，例如，不能用于
GC1
类管道。
此条要求引起较低的质疑声音。
解释并举例：
采用
GB/T8163
钢管制造管件时引起的
开裂问题。
与
B31.3<
/p>
相比，增加了法兰、螺栓、垫片、阀门选用的内容，更贴近工程应用。
5
）组件的压力设计。
与
B31.3
相比，法兰的选用中增加了法兰
的当量设计压力。不合适，此次修订时拟
取消。
此次修订拟增加大小头的设计计算。
与
B31.3
相比，支管补强同时给出了压力面积法计算方法。
13
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
此次修订拟增加疲劳设计方法。
6
）
7.4
管道支吊架。
材料部分，对支吊架材
料的要求给出的规定较少，此次修订时拟增加。
7
）增加附件
A
由于
GB
产品标准体系中没有对焊管件的制造标准，
也没有螺栓、
高温焊管的制造标
准。因此此次
修订时以附录的型式增加该内容。
8
）增加流体工况对管道组成件的制造要求。
9
）增加流体工况对管道组成件的施工焊接要求。
1.5.5
第四部分
制作、装配和安装
1
）
4.2
条
焊接工艺评定
由于
JB4708
内容偏少，故根据不同流体工况，增加焊
评要求。解释。
2
）第
5
章
管道组成件的检查和验收
取消机械性
能、无损检验等复检。改变国内固有的现场施工理念。解释。
3
）第
7
章
焊接
增加焊评内容，增加焊接材料选用指南。
4
）第
9
章
装配与安装
增加螺栓拧紧力矩。解释。
5
）其它
多
处适当地方增加“当设计有要求时，应按设计文件要求进行”
。
1.5.6
第五部分
检验、检查和试验
1
）检验范围
与
B31.3
相比，按
GC1
、
GC2
、
GC3<
/p>
等，给出了不同的检验比例，规定更细。
1.5.7
应用中的疑难问题
1
）含有毒介质的管道等级划分。
GB5044
关于介质
毒性划分的问题。长时间作用与
短时间作用的差异。举例：
1.
0MPa
蒸汽的危害性
。
2
）
GB/T8163
等
不能用于
GC1
工况。解释，举例（同
1.5.4
）
。
3
）众多施工规范（
GB50184
、
GB50235
、
GB50517
等）
内容
的冲突与协调。举例：
无损检验的比例。拟解决该问题的方法。
4
）
GB50316
与
< br>GB/T20801
的冲突与协调。
14
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
2
管道等级表
2.1
综述
2.1.1
管道材料工程师的工作内容
基础知识
：基础性工程规范，尺寸标准，材料选用，公称压力等级的确定，管道组成
件型式选用。
核心任务：管道等级表
/PIPING
CLASS
。
辅助任务：管段表
/BOM
（
Bi
ll Of Material
）
，询价书
/MR
（
Material Requisition
）
，采
购料
表
/MTO
（
Make
To
Order/
Material
Take
Off
）
，订货技术要求
/JS
（
JOB
SPECIFICATION FOR
PURCHASE
）
2.1.2
基础性工程规范
核心词：给管道设计
定调（包括建造准则、应用标准体系、产品标准体系等）
。
不宜多选。
更多内容见第
1
章介绍。
2.1.3
尺寸标准
见
1.3.1
节介绍。
2.1.4
材料选用
制造
/
产品
标准见
1.3.1
节介绍，材料选用见第
3
章专题介绍。
2.1.5
压力等级
见第
4
章介绍。
2.1.6
管道组成件型式及选用
见第
5
章和第
6
章介绍。<
/p>
2.2
管道等级表
2.2.1
综述
<
/p>
1
）上述
2.1
节工作成果的集中表述。
2
）直接影响管道的安全性和经济性。
3
）编制原则：适度的同类合并，减少管道组成件的规格类型，
属性描述完整，方便
属性的可追溯性，经济性。
4
）管道等级表的内容：缩写词，管道等级代号，阀门代号，等级索引，等级
表，分
支表，变径表，阀门规格书（
DATA
SHEET
）
2.2.2
管道等级表范本及介绍
15
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
1
）缩写词
各工程公司编制，基本上为英文缩写词，但不同工程公司不完全一致，范本见
缩写
词
.doc
2
）管道等级代号
< br>各工程公司编制，包含压力等级
+
材料
< br>+
其它区别的序列号。举例。
3
）阀门代号
当采用
JB
系列阀门时，
选择手册或
阀门厂的代号。
当采用
API
阀门或新
GB
阀门时，
由各工程公司编制阀门代
号，差别较大。举例。
4
）等级索引
类似于管道等级表的目录，
各工程公司的管道等级索引不尽相同。
范本见
管道等级索
引
.doc
5
）管道等级表
管道等级表正文。内容及解释。范本见
管道等级表
.doc
6
）阀门规格书
与等级表配合。
当出版阀门规格书时，
管道等级表中的阀门
描述可采用短描述。
否则，
应给出长描述，给出所有主特征参数
。范本见
阀门规格书
.doc
2.3
其它
2.3.1
综述
除了上述的主要任务外，
管道材料工程师还要编制或合作编制下列文件，
但不限于这
些文件：
1
）管段表<
/p>
/BOM
（
Bill Of
Material
）
2
）询价书
/MR
（
Mate
rial Requisition
）
3
）采购料表
/MTO
（
Make To Order/ Material Take Off
）
4
）订货技术要求
/JS
（
JOB
SPECIFICATION FOR PURCHASE
）
2.3.2
管段表
/BOM
管段表是针对每根管
道所用的所有管道组成件的明细表，
用于材料汇总，
并作为管道
施工的依据。
管段表中的管道组成件的描述应与管道等级表一致。
管段表一般由配管工程师编制，但描述来自等级表。当采用
PDS
或
PDMS
制图时，
可
由
绘图软件
自动
生成。范本略。
2.3.3
询价书
/MR
它是一个与采购有关的程序文件，
主要表达了采购询价的一些基本信息和要求，
包括
项目信息、
报价要求、
投标技术文件组成要求等。
有些工程公司或用户习惯于把报价
< br>
16
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
的商务要求也放在询价书中。
询价书一般由采购工程师编制，
但其中的技术核心内容
由材料工程师提出或参与编制。
一般情况下，询价书主要包括以下几个部分的内容：
1
）项目信息；
2
）适用范围；
3
）供货范围；
4
）文件列表；
5
）执行顺序；
6
）投标技术文件组成要求；
7
）中间技术文件要求；
8
）交货技术文件要求；
9
）其它要求；
10
）附件。
范本略。
2.3.4
采购料表
/MTO
它是管道组成件采
购的基础技术文件，
是将需求的管道组成件进行分类汇总并给出管
道组成件的类型、尺寸、压力等级、主体材料、需求数量等基本信息的一个文件。管
道
组成件采购料表一般由管道材料工程师编制。
既然是用于采购
的文件，
那么分类的方法和编排要便于采购。
装置中采用的管道
元件
类型很多，包括管子、管件、阀门、法兰、螺栓、垫片、管道设备、支吊架、隔热材
料、防腐材料等。就钢管来说，按加工方法划分又分为无缝钢管和焊接钢管等，按材
料划分又分为不锈钢、合金钢、碳钢、非金属材料等。不同类型的管道元件，甚至相
同的管道元件但制造方法不同，或应用的材料不同，可能是由不同的生产商生产的。
就采购来说，
每一个采购包的产品应尽可能是由单一的制造商能够生产的，<
/p>
以便于采
购、生产、监检和运输等方面的合同管理。
范本略。
2.3.5
订货技术要求
/JS
在很多情况下，
项目采购技术规定
（订货技术要求）
是
不可或缺的辅助采购技术文件，
这是因为，管道组成件料表和
/
或阀门数据表有时候还不足以或不便于对某些采购技
术要求进行
更详细的表达，
例如，
引用标准、
应用
的环境条件、
设计要求、
制造要求、
检
查试验要求、包装和标记要求、技术文件要求等。因此，对于大型工业项目或要求
较高的
工业项目，通常都会把料表（
MTO
）
、阀门数据表（
DS
）
、项目采购技术
规定
（
JS
）和询价书（
MR
）组成一个完整的采购询价技术文件。对于拾余补缺的采购情
况，或数量较少、品种简单的采购，也可以对上述的文件进行适当的取舍。
关于阀门项目采购技术规定的编制，
并没有统一的标准规定，<
/p>
各个工程公司、
设计院
或用户都有自己的
习惯和格式化做法，但大同小异。
总体来说，常规的关于阀门
的项目采购技术规定包括下列内容，但不限于这些内容：
1
）适用范围；
2
）引用标准；
3
）应用环境条件；
17
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
4
）设计要求；
5
）制造要求；
6
）检查试验要求；
7
）标记和包装；
8
）技术文件要求；
9
）其它要求；
10
）附录。
范本略。
18
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
3
管道材料选用
3.1
材料的基本性能
3.1.1
机械性能
1
）
强度指标：
强度极限
σ
b
，
屈服极限
σ
s
，
< br>持久极限
σ
D
（
100000
小时断裂平均值）
，
蠕变极限
σ
n
（
< br>0.01%
延伸率
/1000
小
时）
。相关问题：直接作为计算参数，标准许用
应力及安全系数
。举例：关于
σ
0.2
和
σ
1.0
；
2
）塑性指标：延伸率（
δ
5
和
δ
10
值）
，断面收缩率
Ψ
，非直接计算参数。举例：碳
钢和不锈钢的延伸率，
14%
延伸率的韧性材料界限；
3
）弹性指标：弹性模量
E
。用于
结构应力计算参数；
4
）韧性指标：冲击功
A
k
。非直接计算参数，但作为材料脆性转变的一个重要判据；
5
）硬度：反映材料对局部塑性变形的抗力及材料的耐磨性。主要用于加工变形残余
应力和焊接残余应力存在程度的判断。
举例：
某装置用不锈钢管件的断裂，
某装置冷
氢管道开裂。
硬度与抗拉强度的近似关系：
低碳钢：
σ
b
=0.36 HB
高碳钢：
σ
b
=0.34 HB
调质合金钢：
σ
b
=0.3
25 HB
3.1.2
化学性能
包括耐腐蚀性、高温下的组
织稳定性等。举例：硫腐蚀、醋酸腐蚀等。
3.1.3
物理性能
包括导电性、热涨率等。
3.1.4
可加工性能
包括铸造性能、锻造性能
、机加工性能、焊接性能等。举例：
321
材料的铸造，渗
铝材料的焊接性能。
3.1.5
经济性能
包括材料的性能成本、制造成本、安装成本等。
3.2
常用材料类型及特点
1
）普通碳素钢
/GB/T700
铁碳合金。五大元素：铁、锰、硅、硫、磷。
普通碳素钢与优质碳素钢相比，由于它的有害杂质元素
S
、
P
含量相对较高，综合机
械性能和
耐蚀性较差，
故不宜用在较重要的场合，
但普通碳素钢价格便宜
，
故工程上
常用于各种钢构架、支吊架等，而流体输送管道上使
用时常给与一定的限制。
2
）优质碳素钢
/GB/T699
19
/
41
压力管道标准及管道等级表（提纲稿）
铁碳合金。五大元素：铁、锰、硅、硫、磷。
优质碳素钢中的有害杂质元素
S
、
P
比普通碳素钢低，不仅如此，二者的冶炼方法也
多有不同
，
普通碳素钢多用成本最低的转炉冶炼，
而优质碳钢则采用平炉
或纯氧顶吹
转炉冶炼，脱氧较好，杂质含量较低，故其综合机械性能、耐蚀性等均优于普
通碳素
钢。
优质碳素钢与高级优质碳素钢相比，
价格不高，
故这类钢是工程上应用最广泛的
碳素钢。<
/p>
3
）低合金钢
/GB/T1591 <
/p>
铁碳合金
+
锰。五大元素：铁、锰、硅、
硫、磷。
强度和耐温性能优于碳素钢。
ASTM
无此分类。举例：
16Mn
材料（略）
。
4
）合金钢
/GB/T3077
为了提高钢的通过有意识地向碳素钢中加入一些合金元素，
可显著改
变并获得期望的
机械性能、工艺性能或物理化学性能，由此得到的钢就叫合金钢。
常见合金元素：锰（
Mn
< br>）
、铬（
Cr
）
、钼（
Mo
）
、钒（
V
）
、硅（
Si
）
、铝（
Al
）等。
举
例：常见合金元素对材料性能的影响（略）
。
举例：关于
1Cr
、
2Cr
、
5Cr
、<
/p>
9Cr
钢及应用。
5
）不锈钢及耐热钢
/GB/T1220
< br>和
GB/T1221
奥氏体不锈钢由于有较多的合金元
素，
又具有单一的奥氏体组织，
故它具有较好的抗
腐蚀性能和高温使用性能。工程上，奥氏体不锈钢常用于多种腐蚀工况和高温工况。
< br>
问题与举例：
304
、
304L
、
316
、
316L
、
321
、
321H
、
347
、
347H
、
310
奥氏体不锈
钢如何区别选用（重点）
。
3.3
高温对材料选用的影响
3.3.1
高温机械型破坏
高温下金属材料的机械性能变化。见下图：
20
/
41
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇：安全操作规程-(英文)
下一篇：脱硫塔外文翻译