应考虑发生氢损伤的可能性。- \2 D! k: S% D! _ O. s" m2 t

5、不锈钢（铬钼钢）5 S5 i0 b. n6 G6 t

（1）不锈钢种类

! ^6 X4 A; K. x# _. |" ~1)按化学成分可分为：铬不锈钢和铬镍不锈钢。 1 j2 e- a/ n! \

2)按在使用状态下钢的组织类型分可分为：铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体双相型不锈钢、马氏体型不锈钢等。

; ~6 ~/ Z) c3 F2 G8 z2 B$ C, }① 铁素体

型不锈钢：这类钢具有单相铁素体组织，具有耐蚀性好、塑性好、强度低等优点。典型的铁素体型不锈钢是 1Cr17。 / a: B7 [/ y# @3 d/ F( D: z

② 奥氏体型不锈钢：这类钢室温下具有单相奥氏体组织，具有优良的力学性能、耐蚀性和良好的塑性等特点。典型的奥氏体型不锈钢是 0Cr19Ni9。 $ _$ j4 \9 @, `0 p

③ 奥氏体-铁素体双相型不锈钢：当钢中含有 5～20%铁素体时，由于铁素体大多沿晶界形成，含铬量又较高，因此敏化处理后所导致的贫铬程度不足以产生晶间腐蚀。典型的

; J8 g, q$ W. e3 I$ Y6 G奥氏体 -铁素体双相型不锈钢是1Cr17Mn9Ni3Mo3Cu2N、0Cr26Ni7Mo3CuSiN。

" |$ b; J& `8 n, A4 1 VO④马氏体型不锈钢：这类钢具有较高的力学性能和适中的耐蚀性等特点。典型的马氏体, j5 W7 e, T- f- q V# p0 _6 } m

型不锈钢是 1Cr13、2Cr13和 3Cr13。

5 V6 b, {6 G. 0 e) @& y( Z+ b(2)压力管道中常用的不锈钢材料标准主要有GB/T 14976、GB/T 4237、GB/T 4238、GB/T 1220

8 Z; q0 B$ c3 l- f5 v3 C等。其共性的使用限制条件有以下几点：

5 PM* JU7 i( G6 R7 x+ Nl）在高温H2＋H2S介质环境下工作时，应根据 Nelson曲线和 Couper曲线确定其使用条件。

- A+ o% y/ ^9 x% v: g+ p, w: ^2）含铬

, c, h! C# J2 _) y9 }+ ^12％以上的铁素体和马氏体不锈钢在400～550℃温度区间内长期工作时，应考虑防止475℃回火脆性破坏。这个脆性表现为室温下材料的脆化。因此在应用上述不锈钢时，应将其弯曲应力、振动和冲击载荷降到最少，或者不在400℃以上温度下使用。

. J9 D x( s6 V; z! F# " z/ l3）含铬 16％以上的高铬不锈钢和含铬 18％以上的高铬镍不锈钢在540～900℃温度区间长期工作时，应考虑防止产生σ相析出，从而引起室温下材料的脆化和高温下材料蠕变强度的下降。这种现象可以通过将其加热至1000℃以上进行退火处理来消除。通常在高铬不锈钢、铬镍奥氏体不锈钢及耐热合金中，伴随着σ相的析出，材料的塑性和韧性显著下降，脆性增加。σ相具有高硬度，在 Fe-Cr合金中，σ相属于正方晶系。σ相（FeCr）是脆性的金属间化合物相。, O( I* l! ]5 v& X9 O0 + g$ ]" {]

4) 奥氏体不锈钢经过540～900℃温度区间时，应考虑防止产生晶间腐蚀倾向。当有氧化性较强的腐蚀介质存在时，应选用稳定型（含稳定化元素 Ti和 Nb）或超低碳型（C≤0.03％）奥氏体不锈钢。5) 不锈钢在接触湿的氯化物时，有应力腐蚀开裂和点蚀的可能。应避免接触湿的氯化物，或者控制介质中的氯离子浓度不超过25PPm。

% r1 d( K" C+ n6) 奥氏体不锈钢与铅、锌或其化合物在其溶点温度以上接触时，有晶间腐蚀破坏的敏感性。 0 x& _9 J( _q* [: _

7) 奥氏体不锈钢使用温度超过525℃时，其含碳量应不小于0.04％。若含碳量太低，钢的强度会显著下降。

& l, f5 R, J9 q8) 对有剧烈环烷酸腐蚀的环境，应选用含钼的奥氏体不锈钢（如 316、316L）或其复合材料（复合板或复合管）。

0 u7 _2 j) m* \8 ) K, H9) 一般规定超低碳奥氏体不锈钢使用温度，304L控制在400℃以下，316L控制在450℃以下。; B% E_) S8 H- I+ D; r4 _ R

第二部分 压力管道器材选用

% @. m0 ~! n. n& j& D! z4 `7 s& n第一节 常用压力管道器材标准见考核培训教材6.6.1- P288。

8 H+ Z5 F1 }: J8 |$ K( _! c; t r第二节 一般要求

: c O% e: W; h0 R% % h4 s1 管道材料，应根据管道级别、设计温度、设计压力和介质特殊要求等设计条件，以及材料加工工艺性能、焊接性能和经济合理性等选用。

* x4 j; k4 d {: o* z; u8 y2标准管道组成件的压力温度参数，应符合管道设计温度和设计压力的要求。

; {6 ~1 , p0 }3 在设计条件下，非标准管道组成件的计算应力，不应超过管道设计温度下材料的许用应力。

, P+ w8 g0 A/ z3 A& A* ^4压力管道受压元件用钢，应采用平炉、电炉或纯氧顶吹转炉冶炼。钢材的技术要求应符合国家标准、行业标准和有关技术条件的规定。

: V! X7 p/ Y( }5受压元件以及直接与受压元件焊接的非受压元件用钢材，必须有钢厂的钢材质量证明书。

! G( _% w$ q" f& c ^$ G6 O6采用未形成国家或行业标准的新材料时，应经过适当级别的技术鉴定，并根据设计条件核对材料的各项性能指标。) h6 E4 }$ Z# g

7压力管道受压元件采用国外材料时，应选用国外规范允许使用的材料，其使用范围应符合相应规范的规定，并有该材料的质量证明书。; H7 k1 X+ v3 F

8输送极度危害介质、高度危害介质及液化烃的压力管道应采用优质钢制造；输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造。含碳量大于 0.24%的材料，不宜用于焊制管子及管件。

3 E0 U" Q4 P/ {8 S0 M/ p5 L9选择材料时，应考虑不同材料间相互连接或接触，在工艺过程中可能产生的有害影响。

! r8 q1 A+ w: x1 Wi10 输送腐蚀性介质管道用材料应有耐腐蚀能力。除晶间腐蚀和其他局部性腐蚀需按具体情况考虑外，一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。; R3 ~% ah- |: [" K! U- M- \3 d! b

11 管道金属材料的耐腐蚀能力根据介质对金属材料的腐蚀速率，可分为下列四类：

) b" u6 X$ m0 r- a2 t1) 年腐蚀速率不超过0.05mm的材料为充分耐腐蚀材料； / g+ J& c: G0 n, |5 r t( H

2) 年腐蚀速率为0.05～0.1mm的材料为耐腐蚀材料；

9 m3a8 : D$ x; {3)年腐蚀速率超过0.1～0.5mm的材料为尚耐腐蚀材料； `- @* In1 O& V$ W0 e

4) 年腐蚀速率超过0.5mm的材料为不耐腐蚀材料。

% w% m1 \3 Y" W12 对于操作温度等于或高于200℃，介质中含有氢气的碳钢、低合金钢管道，应根据管道的最高操作温度加20～40℃的裕量和介质中氢气的分压，按 Nelson曲线选择适当的抗氢材料。

8 M- M) `6 k! p- @0 o: b第三节 钢管的选用要求 & {; O( ~: l q! E/ Yd8 e

1钢管标准 （详见6.6.3- P289） . c. A2 j& [7 H6 e

2压力管道应当采用流体输送用钢管，不得使用结构用钢管。

) y& m: C/ i! Y: N3 输送极度和高度危害介质、可燃介质或压力温度参数较高或承受机械振动、压力脉动及温度剧烈变化的的管道宜选用无逢钢管。设计压力大于 10 Mpa高温高压管道应采用无缝钢管，其制造要求应符合 GB5310《高压锅炉用无缝用钢管》。在热电厂，GB 3087《低中压锅炉用无缝钢管》主要用于设计压力不大于 10Mpa的管道。/ M, r& q3 Y* E

4根据制造方法不同钢管分为无缝钢管和焊接钢管两大类。焊接钢管由于其产品尺寸、形状偏差小，钢管表面质量好，价格低，应用范围迅速扩大。随焊缝检验技术的发展和提高，在许多应用中已代替了无缝钢管。根据焊接工艺不同，焊接钢管可分为锻焊、电阻焊和电熔焊三种。锻焊已逐渐被淘汰。焊缝形式有直缝和螺旋缝两种。详见 6.8.1 P305焊接钢管的制造应符合 GB/T 9711.1《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第 1部分 A级钢管》的要求。 * [ a% x0 }) P

(1) 电阻焊钢管的焊缝为非完全冶金结合，其综合性能差，不适用于高温,电阻焊碳钢直缝钢

# A: _: p1 a- t! }; @ h: O, ~3 J! G! l管,宜用于温度不超过200℃的无毒介质管道。

: U7 / ~; u2 m- \0 k(2) 电熔焊钢管的焊缝为完全冶金结合,焊缝综合机械性能好。其使用条件根据焊缝检验要求而定。经过 100％射线检验的焊接钢管等同于无缝钢管。直缝电焊钢管使用温度，碳钢管不超过425℃，低碳奥氏体不锈钢不超过600℃。螺旋缝埋弧焊钢管主要用于不超过300℃的非极度、高度危害介质管道 。

( ]5 v F! l# x% E7 X+ N8 [1 c8 ~! A O) N

(3) GT/T 3091-2001《低压流体输送用焊接钢管》是在合并 GB/T3091-1993<低压流体输送用镀锌焊接钢管》，GB/T 3092-1993《低压流体输送用焊接钢管》和 GB/T 14980-1994《低压流体输送用大直径电焊钢管》等三项标准的基础上，增加了直缝埋弧焊钢管内容编制而成。这种钢管适用于水、污水、燃气、空气、采暖蒸汽等低压流体输送用。! G* _3 t# t+ A

(4) 钢管公称尺寸及外径系列* [) p, F6 l8 E

公称直钢管外径

}# i Z. w: C公称直径

* F& D0 ~6 c, i: u3 j, t钢管外径径 欧洲体系美洲体系欧洲体系美洲体系

* G( n{/ H; l3 NDNDN系列 Ⅰ系列 Ⅱ系列Ⅰ系列Ⅰ系列 Ⅱ系列Ⅰ 0 z+ L3 ^- a4 V5 s X) K& v* d

10 17.2 14 450 457 480 457 + o i) @4 b/ FP! f

15 21.3 18 21.3 500 508 530 508 6 K% D$ M% Q# {( W- ^* X2 g: e& z. l

20 26.9 25 26.9 600 610 630 610

- g3 b% g g6 r25 33.7 32 33.7 700 711 720 711

( r8 C, R# E* V32 42.4 38 42.4 800 813 820 813 ( O# Ck6 \ y. Y3 Z& \% T+ G

40 48.3 45 48.3 900 914 920 914

3 G4 `8 \/ n9 i- |}" N( E50 60.3 57 60.3 1000 1016 1020 1016

0 E: cs R* S2 H% R6 O) n. |0 a3 J65 76.1 76 73 1200 1220 1219 % xe( K4 N+ V P5 f. g% O: X

80 88.9 89 88.9 1400 1420 14225 F9 e! z& R6 c! M. p

; z, p( w, [ E$ z100 114.3 108 114.3 1600 1620 1626

/ p8 |# v1 |( {; P/ E% T& V, c9 z125 139.7 133 141.3 1800 1820 1829 - J M/ E+ @% @8 h" i4 Z2 i

150 168.3 159 168.3 2000 2020 2032

! C* e Q9 N! C6 I2 b# j200 219.1 219 219.1 2200 2220 7 e. q! o2 D# B

250 273.0 273 273.0 2400 2420

5 t3 m( n* H" J! L3 {0 W% d, J300 323.9 325 323.9 2600 2620 : K7 Au: y; G- P! c. G/ [; U& [" m

350 355.6 377 355.6 2800 2820

$ U5 C8 b& @, H B1 Q" t400 406.4 426 406.4 3000 3020

. s- wb+ j: A% b4 s（5） 钢管的壁厚系列（详见6.8.4） + \3 O( \* u6 z4 j4 J! u# {

钢管壁厚分级共有三种:& |8 @( t7 E) f, B: ]( q

①以管子表号(Sch)表示的壁厚系列。% U0 [4 a# ~. ~$ h8 \3 G, G

这种表示方法是美国国家标准协会 ASMEB36.10<<焊接和无缝钢管>>标准规定的。" x& r3 @ d2 G7 L/ k7 X3 f% N

管子表号(Sch)由下列算式确定: / O" O4 ]; hb4 U- + Y

P

& g0 V5 M- t7 h, ]1 ^& FM@) R+ fSch = X 1000 ( _, R, f! }; V3 [1 g+ t1 z- J

S

& Nn8 j2 E& T& T& \* [式中: P – 设计压力,MPa; " R3 o( p" F4 K1 F) Z1 `* q+ F

S – 设计温度下材料的许用应力,MPa.

$ B6 r7 K* c& q7 w3 V`4 {$ {0 f1 J: Q9 }2 ]* B6 \

由上式计算的表号圆整到相近的规定表号,它仅仅是强度所必须的,不包括刚度和加工裕量的要求。, l- B7 e4 g# d7 s. q; @* L; s" y" W

ASME B36.10M和 JIS标准中规定的表号系列为Sch10, 20, 30, 40, 60, 80, 100,120,140,160。5 `# p- a# {. }" _& z3 S

ASME B36.19M和 JIS标准中规定的奥氏体不锈钢管表号系列为Sch5S, 10S, 20S,40S,80S。

! A( u) k& ai) hSH 3405规定的管子壁厚表号系列与 ANSI标准相同。

5 |3 s2 z* O9 W( Z5 V②以管子重量表示管壁厚度

" A2 e" ^1 M5 [2 @6 J1 @3 i美国 MSS和 ANSI规定了以管子重量表示壁厚的方法。该标准将管子壁厚按重量分三种:4 o" b# s! _% a& [

a. 标准重量管 以 STD表示4 W/ q# eV; A+ F4 ~

b. 加厚管 以 XS表示. b8 ~. l" z: H1 D! }/ Z

c. 特厚管 以 XXS表示1 _* q Z- H$ x( c& {, z

③以名义壁厚表示系列- U# H0 6 x/ I, ~9 X6 v4 p

第四节 管法兰选用5 ]/ u+ @: e1 p; f6 O) ~, A

1管法兰标准（详见6.6.5- P291）

0 h* w+ b3 k( _- Z* K4 I( u目前国内钢制管法兰有

1 ^! w0 |u9 L: J3 L& f1 M- OGB/T9112～9124-2000 〈 钢制管法兰〉；" T6 P; y3 S& |6 w

GB/T 13402-98 〈大直径碳钢管法兰 〉；, T1 t, J2 ]0 g! 4 t

JB/T 74～90-94 〈管路法兰与垫片 〉；

! E6 U7 F6 s+ Q# F* l$ USH/T 3406～96 〈石油化工钢制管法兰 〉；

, W. r0 i mc ~- P2 g1 @6 zHG 20592～20635-97 〈钢制管法兰、垫片、紧固件 〉

! z3 a7 Pz4 `4 q! m等 5个标准。分属两个体系：

2 @( EK- @# [8 _( W/ s美州体系 ：GB/T 9112～9124, SH/T 3406, HG 20615～20626；

0 u# x: v. l Q" g) z_4 Z) k2 B欧洲体系 ：GB/T 9112～9124, JB/T 74～90, HG 20592～20605。

9 i( a7 C) [) r6 S6 G" {2 法兰结构

3 k% V: O, t8 |3 t法兰型式： 对焊 （WN），平焊 （SO），承插焊 （SW），松套 （LJ），螺纹 （PT）。

$ zY( ut8 a! B6 t0 m0 Y密封面型式：突面（RF），全平面 （FF），凹凸面（MF），榫槽面（TG），环槽 / |( x q" y4 7 k3 x. S6 h

面 （RJ）6 ]" e, @, L1 d( v

3 公称压力 7 H S$ o. }wC+ j& `0 e; g

GB/T 9112～9124-2000包括了欧洲体系及美洲体系:，公称压力为常温压力等级 欧洲体系: PN 0.25, 0.6, 1.0, 1.6, 2.5,4.0, 6.3, 10.0, 16.0 Mpa 共 9 个压力等级;7 f Q4 k& D* A" k7 k$ F

美洲体系N2.0(20),5.0(50), 11.0(110) 15.0(150),26.0(260), 42.0(420) Mpa (bar)共 6个压力等级。2 G1 G! z. l5 [1 z6 _\, a

美洲体系的英制压力等级：CL 150、300、400、600、900、1500、2500 等共 7个压力等级。英制公称压力为高温压力等级4选用

1 w" q6 {9 A4 B3 L+ K! P) K1 

! S5 C9 S, ^$ @9 `1 G+ X Z+ `(1)无附加外载法兰连接根椐管道设计压力和法兰材料,查法兰标准的压力--温度等级表选

2 S) v0 Q. l! X8 Y" V1 Q/ `( F取。承受附加外载的法兰按下式 确定法兰设计压力： （详见5.42）, |" x6 u r c! L

16M4 F

+ Z4 c) d& ]6 S2 T h. G! FPd= P + +

r$ uw& I8 }" m, U$ F o, Qπ DG3 π DG2

2 }6 h" U& A; h2 m! I式中 Pd 法兰的当量设计压力，MPa ；

; J8 I+ B: [, \P 管道中的介质压力，MPa ； 7 o& Q* Q1 P; P% ~

M 法兰连接承受的外力矩，N·mm；

- g" @+ c! k4 p# G+ W0 VF 法兰连接承受的轴向外力，N计算只考虑使管道拉伸时的轴向力，当轴向力使管道受压时，取 F=0；4 D* s4 m4 `! G% _a+ v

DG垫片压紧力作用中心圆直径，mm。

5 U/ w T( }2 k9 Y) B$ w（2）当连接尺寸相同而压力等级不同的法兰相连接时，其使用条件应以较低等级法兰

4 y6 W) j& M) r为准。

+ x( K& t3 a$ {# P(3) 在剧烈循环工况条件下，应选用对焊式法兰。

- T! y$ q6 h3 \- \8 u2 G o(4) 公称压力小于或等于 2.0Mpa的标准管法兰采用缠绕垫片或金属垫片时,宜选用对焊式或松套式管法兰。 ) z+ ^. l( @( s5 U( w

(5) 承插焊或螺纹管法兰不得用于间隙腐蚀或严重腐蚀条件下。; X7 O8 ~! y& G

(6)突面法兰的密封面，除采用非金属垫片其密封面可以车制水线外，其他法兰密封面均不得车制水线。

# R5 e9 g$ a& I8 K, `(7)采用金属垫片密封的法兰连接，一般要求金属垫片材料的硬度比法兰密封面的硬度低（HB30-40）。当金属环垫材料与法兰材料相! \/ w& F& b1 v; V

同时，应对金属环垫进行热处理以降低硬度。

+ G0 V* Q& M5 `6 x* m第五节 垫片

2 A+ y! C3 C6 Q6 x+ |, D/ @1 垫片标准（详见6.6.7- P293）1 A" ! u9 ; x0 g! |) C( F

垫片标准和法兰标准一样也有欧洲和美州两个体系，所以选择垫片时一定要和法兰的体系配套。垫片和法兰一样，也可以从其公称压力来区分。 + p" e* 3 |% j0 {

(1) 国家标准

7 w% L y7 X$ g8 rGB/T9126-2003代替了 GB9126.1～4-88,名称为<管法兰用非金属平垫片>, 分别为平面型（PN0.25, 0.6, 1.0, 1.6,2.0 MPa）、凸面型（PN 0.25,0.6, 1.0, 1.6,2.0, 2.5, 4.0, 5.0 MPa）、凹凸面型（PN 1.6, 2.5, 4.0, 5.0 MPa）和榫槽型（PN 1.6, 2.5, 4.0, 5.0 MPa）石棉橡胶垫片。

3 q# N ]! H+ e }7 DGB/T13403-92 《大直径碳钢管法兰用垫片 》，PN=2.0，5.0，6.3，10.0，15.0 MPa。垫

. L7 B/ m8 _ u片型式带外环缠绕式垫片、带内外环缠绕式垫片和石棉橡胶垫片。

9 A/ O5 t" t$ I! H% ^& VGB/T13404-92 〈管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片〉，PN =0.6,1.0,2.0,2.5,4.0,5.0 MPa

% F6 ]4 y; ~) z; u [( # T# SGB/T4622.1～3-2003<缠绕式垫片〉欧洲体系:1.0,1.6,2.5,4.0,6.3, 10.0,16.0 Mpa;美洲体系:2.0,5.0,11.0,15.0,26.0Mpa.型式有基本型、带内加强环型、带外加强环型、带内外加强( A; a1 f. T/ A& I) b8 x% S

环型。( L8 k$ l( z& I5 q

GB/T15601-95 〈管法兰用金属包覆垫片〉，型式有平面型及波纹型两种。PN = 1.0～25.0 MPa. # A; \8 K1 }- @! g0 H/ B0 c0 b- e- Q

(2) 石油化工标准

I; G, @6 `) LO. g4 nSH/T 3401-96 《管法兰用石棉橡胶板垫片》，型式有凸台式、全平面式、凹凸面式、榫槽式四种。PN =2.0,5.0MPa.SH/T 3402-96 〈管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片〉有剖切型及折包型两种。 PN =2.0,5.0 MPa。

0 i" v; G# S" qSH/T3403-96 〈管法兰用金属环垫〉型式有椭圆型和八角型两种。环号为R11～R79。a! ]2 k6 d8 x9 P H! V. [

SH/T 3407-96 〈管法兰用缠绕式垫片〉型式有基本型、带内环型、带外环型和带内外环型。PN =2.0～25.0 MPa. . E1 F3 m$ `$ Z6 b) d ^8 R

(3) 化工行业标准

- d; o{2 |4 k0 W# t9 G欧洲体系:

5 j" P9 X( ^# n; wGHG 20606-97 <刚制管法兰用非金属平垫片>

! N0 P, m! c# i5 KHG 20607-97 <钢制管法兰用聚四伏氟乙烯包覆垫片>$ n+ m" W- L( k

HG 20608-97 <钢制管法兰用柔性石墨覆合垫片>$ E4 S- q6 J# @

HG 20609-97 <钢制管法兰用金属包覆垫片>& q( {% U, b/ q* V$ h% w

HG 20610-97 <钢制管法兰用缠绕式垫片>

4 Y0 a9 d( f5 p2 {9 X% ]9 z( dHG 20611-97 <钢制管法兰用齿形组合垫>+ q% Q# z$ `& r3 W0 \4 X

HG 20612-97 <钢制管法兰用金属环垫>& `1 b( J. i% e* }

美州体系:6 p$ j3 z5 l: w+ ]) w

HG 20627-97 <钢制管法兰用非金属平垫片>, U# ^& \8 y: D& M7 B

HG 20628-97 <钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片>

1 ^& t) y, \4 K& g3 M; Z# {HG 20629-97 <钢制管法兰用柔性石墨覆合垫片>

D" \- U3 m0 v. Q0 c8 wHG 20630-97 <钢制管法兰用金属包覆垫片>% Q4 H; J9 l8 e x0 s7 Q4 C7 v8 d k

HG 20631-97 <钢制管法兰用缠绕式垫片>

4 R) H* P! }7 z) T& [" iHG 20632-97 <钢制管法兰用齿形组合垫片>: A( M$ L/ m* |7 m% k$ e

HG 20633-97 <钢制管法兰用金属环垫片>

hh5 B$ A0 W0 s+ j(4)

3 P7 B. k, Y% Wk, B) \机械行业标准 2 * & q: Z9 R. z4 D4 M

JB/T 87-94 <管路法兰用石棉橡胶板垫片>

- Z& z. f/ |2 H( l( Y2 e- \JB/T 88-94 <管路法兰用金属齿形垫片> " J9 {( c; a, X" I3 l+ U( I

JB/T 89-94 <管路法兰用金属环垫> 2 {; t3 d* x$ K

JB/T 90-94 <管路法兰用缠绕式垫片>! ^9 o6 Y* V2 X" ^+ A6 c

2常用管法兰垫片种类及其适用范围？（详见6.8.5）% i# y7 E {1 U0 U1 C9 c

常用管法兰密封垫片有下列三大类：. R, b/ M8 q, I1 H" Y) { z

(1)非金属垫片：主要包括石棉橡胶垫片，聚四氟乙烯包覆垫片等。垫片型式多为平垫，使压力不高，一般不高于 2.5MPa。使用温度取决于垫片的材料。石棉橡胶板垫片使用温度还与垫片材料牌号有关，其极度限使用温度范围为-50℃～+400℃。聚四氟乙烯包覆垫片使用温度应不高于+150℃。 - \! e. r% ~9 h3 k: c

(2) 半金属垫片：这种垫片由非金属和金属两种材料组合而成，主要包括缠绕式垫片和金属包覆垫等。此类垫片密封性能好，耐压性能好，缠绕式垫片最高可用于 25Mpa和600℃的苛刻条件。 & [& $ }+ z( V1 s3 ]

(3) 金属垫片：此类垫片由金属（或合金）材料经机械加工而成。垫片型式为平垫、椭圆型垫和八角型垫等。金属垫的材料根据介质的腐蚀性质和温度选取，具体有软铁、合金钢、铜、铝等。一般用于高压情况，使用温度则根据选用的材料而定。各种金属垫的昀高使用温度如下：

0 }- ~- Y# g- W6 n; A软铁、10450℃

" v8 h; E6 Y6 g- s0Cr13540℃4 u7 Z" w4 x& h5 O7 l3 C+ E

0Cr18Ni9700℃" T4 l! Y( v7 n) }) C) X

00Cr19Ni10,00Cr17Ni14Mo2450℃/ p9 G% r: U% t+ z1 r1 K! a

3反映垫片密封性能的主要指标有下列三个

$ U9 t: F1 ~& S（6.8.8） D4 k0 I# d3 {4 p3 Q8 M

T1-T27 p9 j) ^) |& d3 u

1.! g) C! _7 y7 r3 p. i1 K3 a7 t

压缩率= X 100 (%) T1 T3-T22. 回弹率= X 100 (%) T1-T2

3 K; o7 c1 9 z" v% G& xD0-DF3. 应力松弛率= X 100 (%) D0

5 s, E; i" C4 G$ x式中 T 1 ---垫片在预紧载荷作用下的厚度,mm；

- e4 q# {2 A" s C1 v) HT2 ---垫片在总载荷作用下的厚度,mm； W& C% Y/ p4 ^% c. y" B

T3 ---片在载荷减小到预紧载荷时的厚度,mm； % p3 C, |# f9 u- D$ v0

D0 ---法兰连接在加热前螺栓的伸长量，mm；

; o# A0 u( U) |4 w8 N0 M, hDf 法兰连接在加热冷却后螺栓的伸长量，mm。# i/ _1 R$ @# k: j8 z& e

*法兰连接在加热前螺栓的伸长量指根据GB/T12621做试验，当压紧力 26.7KN时测得伸长量。% M: ]9 E" m/ @% F% {_1 t

法兰连接在加热冷却后螺栓的伸长量指把装有试样的试验装置放入温度为100℃的烘干箱内，保持 22h后取出，冷却后松开螺母，测得伸长量。将试样放在测台上对准,施加预载荷并保持 15s,记录下试样承受预载荷下的厚度.然后立即以缓慢均匀的速度施加主载荷以便在 10s内达到总载荷.引导测头沿其坡道下降,使其表面与测台表面保持平行。将总载荷保持 60s，并记录试样的厚度。立即卸去主载荷，然后过 60s，记录下到初始载荷下的试样厚度，这就是回弹厚度。应对取自同一样品的各个试样至少做三次试验，取其平均值。

; X3 e1 pD5 o0 B) z回弹能力等于T3-T2/T2 。

% A4 A- F9 X2 |8 k7 J9 U压缩率反映垫片在压紧时的变形能力，压缩率大则填塞法兰密封面粗糙的能力大。4 q+ H J" p& S# j3 a|

回弹率反映垫片在卸载后恢复原有厚度的能力，回弹率大表明在密封系统有压力波动时，保持密封的性能好。# S4 h; {1 I6 W- b9 p/ i3 e

应力松池率反映垫片在高温压紧状态下，弹性变形转变为塑性变形的量的相对大小。应力松池率愈低，则表示垫片在高温压紧状态下，弹性变形转变为塑性变形的量愈小，表明垫片在长期高温条件能保持较好的密封性。. K( h2 h( B$ H# G: V0 v

4垫片性能参数 y和 m意义 （详见6.8.7- P307）

) q7 t/ c1 f1 [ m预紧密封比压-y：为形成初始密封条件而必须施加在垫片单位面积上的最小压紧力称为预紧密封比压。即y=Wo/A,式中;Wo为螺栓预紧载荷,A为垫片的受压面积,也就是使垫片产生变形且足以将法兰密封面表面的微观不平度填满而不发生泄漏的最小值，垫片的 y值与管系的工作压力无关。l) k5 E h8 \5 w$ K/ x

垫片系数-m：在操作条件下，发生临界泄漏时，单位密封面上具有的工作密封压紧力称为工作密封比压。工作密封比压σ E与介质操作压力 P的比值称为垫片系数。即当垫片上的工作密封比压（紧固力）小到临界值以下时就会发生泄漏，甚至将垫片吹跑。因此垫片的工作密封比压（紧固力）必须超过工作压力的m倍。m= σE/P.只要保证法兰连接预紧时的单位压紧力大于“Y”值,而在操作时垫片上的残余单位压紧力大于“M”倍的介质压力即可保

& b. u0 _, E" ^; [ V ce) T证密封。

1 o- W* I. [4 G. A1 L6 GY和 m是反应垫片性能的两个重要参数，其数值与垫片的种类和材质有关，Y和 m值大表明垫片达到密封时需要更大的螺栓载荷。

5 9 N! N6 i6 D. ]5垫片泄漏率等级:8 v y) ]; Y" r6 I

1级 1.2×10-5 Ncm3/s2级 1×10-4Ncm3/s3级 1 ×10-3Ncm3/s 4级 1×10-2Ncm3/s非金属垫片、半金属垫片几项性能指标

; E& X; ~8 @, N. x指标 垫 片 种 类* d. M+ J. v% T. W* T: A. `

石棉橡胶板耐油石棉橡胶聚四氟乙烯缠绕式垫片板包覆垫片 ① ② ③* R" c1 z! p9 O0 o

横向抗张强度（Mpa） ≥24 ≥24

. g/ o& Y: t; f压缩率(％) 12±5 12±5 ≥20 18～26

9 }* w# E0 w) {1 g% D; f回弹率(％) ≥47 ≥47 ≥30 ≥25 ≥25 ≥203 {1 u9 Q: `- x4 h0 v# N

应力松弛率(％) ≤40 ≤40 ≤45 ≤18 ≤15 ≤22 ; : H5 a* e% x" ~/ W3 J/ A3 R) v

泄漏率 Ncm 3/s3级≤1.0*10 -34级≤1.0*10 -23级≤1.0*10 -34级≤1.0*10 -2 ≤1.0*10-31级≤1.2*10 ﹣52级≤1.0*10 ﹣43级≤1.0*10 ﹣3

# r4 x) O8 |6 b/ 注：①---金属带/特制石棉% V2 k/ n+ N6 K6 F: R

②---金属带/柔性石墨

0 J/ v& ^! t0 i6 n5 S③---金属带/聚四氟乙烯

! f Z" [1 _/ Q/ K6 垫片的选用(SH3059)2 V0 { Z( e3 o0 W- F/ q$ I

(1)垫片选用应根据垫片的密封性能、操作压力、操作温度、工作介质特性及密封要求等

+ D4 j5 R& j. e6 H6 h, H# I因素确定。4 \* B2 G. N: s$ q6 q

(2)缠绕式垫片的选用

9 k. Q9 W# u/ f* B) ca缠绕式垫片适用于极度危害介质、高度危害介质、可燃介质或温度高、温差大、受机

4 t8 In3 Y& N+ P0 B4 g: B0 P械振动或压力脉动的管道；3 q9 z% y4 s. Y+ V$ _& k

b 缠绕式垫片选用应符合下列规定：3 x7 t9 s! R; d, r9 Z$ h

①凸台面法兰应采用带外环型缠绕式垫片；

) M5 b4 e7 w1 Y8 ~: D② 凹凸面法兰应采用带内环型缠绕式垫片；

% v& h, S2 D8 Q; I% s! E③ 榫槽面法兰应采用基本型缠绕式垫片；

. t: H {0 j3 I+ Z4 O+ i6 q4 U/ y1 B④ 公称压力等于或大于 15.0MPa的凸台面法兰应采用带内外环型缠绕式垫片。

+ w7 F! W" X% z& t7 \(3)泄漏是管法兰的主要失效形式，与密封结构形式、被连接件的刚度、密封件的性能、操作和安装等许多因素有关。（见管道设计与安装手册P89）

- M% b$ R! `4 A, ( Y(4)垫片密封不佳原因和安装注意事项如下：

3 o% n! v8 n2 wa.垫片形式和材料不适合使用工况；

9 W" c9 Z- _5 Y3 W. Lb.垫片厚度选择不当；

4 y5 A$ }& e% e1 P7 |: kc.压缩不均、过量或不够；$ \- Q6 w4 @( L. L5 n+ f

d.反复冷热循环和振动；

e8 x Y) U) ~9 }3 He.在受压状态下，因垫片蠕变或螺栓伸长造成松弛；- g* _6 y0 B/ e2 @! c

f.因点蚀或变形造成密封面情况不良；6 ~" t p. I/ Z* DW* i$ F

g.法兰密封面粗糙度不合适；与垫片要求不合适。S. e9 ^% k& l$ ^4 H( W, O

安装不当也往往是密封不佳的主要原因，

; b% L! r) R0 G因而垫片安装应注意以下事项：

& U4 x" y. A. F9 l2 Q" o0 Ad! a# c) h首先检查法兰密封面是否洁净，光洁度是否合适，有无机械损伤和腐蚀损害。检查垫片和紧固件的形式、材料、尺寸和质量是否符合规定要求。安装垫片时，应将两法兰密封面对准，距离不能太大，垫片放入正确位置，均匀有序地拧紧螺栓，保持螺栓荷载只能用于压紧垫片，不能用来拉拢法兰。有预紧力要求的螺栓上紧时应采用力矩扳手。此外，应根据使用工况决定是否需要热紧等等。

第六节 管件

" T! z$ Xb* e7 g& Z3 , `7 X" U一 管件标准（详见6.6.4） 2 SJ# _2 N+ ]$ P$ f

二 管件连接型式(6.8.14)( V0 J l, J6 f+ @

由于管件的连接方法不同,其连接结构也不同,一般有对焊连接,螺纹连接,承插焊连接,法兰连接等。( F; s) Z6 |k$ Z9 J6 I

三 常用管件* L/ P8 P2 " r$ s; |4 [+ ~

1．对焊连接管件

& u/ s/ m0 I, N% r此种管件主要用在等于或大于2 ”(DN50)的管道,它广泛地应用于可燃物料的管道。对焊管件比其它连接型式可靠,价格便宜,没有泄漏点。此类管件中,中小尺寸者多采用无缝钢管推制或液压成型,大直径者一般采用钢板成型后焊制。对焊管件规格采用公称直径及管子表号表示,管件壁厚一般与连接管子壁厚相同。目前国内共有七个对焊管件标准,其中有两个国家标准, 两个中石化标准, 两个化工部标准,一个石油行业标准。这些标准除在管件外径尺寸系列稍有差别外,其结构尺寸基本上均与 ASME B16.9及B16.28相同。

. j8 b ]1 J. S3 J" T$ b _2． 承插焊管件

9 ]6 r4 O: [, a: l承插焊管件采用模锻毛坯机械加工制成,管子插入管件承口用角焊缝连接,施工方便,连接可靠。通常用于小于或等于 1-1/2 ”(DN40)的管线。目前我国有三个承插焊管件标准,其中国家标准,中石化标准,化工部标准各一个,这几个标准均等效采用美国国家标准ASME B16.11。 1 Q+ {& c: c; y$ v

(1) GB/T 14383-93 <<锻钢制承插焊管件>>

3 A$ x; f; f o6 JK( T- t公称直径范围: DN=15～80mm

[: `/ p: ^7 b/ t管子外径系列: A,B两个系列

" X& o( V. J* Z x2 R使用管子表号: Sch80,Sch160

" m5 W3 \: U2 ~* N e; h(2) SH 3410-96 <<锻钢制承插焊管件>>- E- F* c. M) e/ l

公称直径范围: DN=15～80mm

- z3 h3 P: k0 L4 j使用管子表号: Sch80,Sch160,XXS

4 W* C, X& K+ e6 {% R8 i(3) HGJ 10-80 <<锻钢制承插焊管件>>

( ~$ r8 v2 ; k/ E公称直径范围: DN=15～40mm7 Xg! v0 c% x, IZ8 M

使用管子表号: Sch80,Sch160,Sch80S

& t^. \* k8 J7 v压力等级:3000,6000Lb

F* Q8 Z. r. w) C6 i(4) ASME B16.11《锻钢承插焊和螺纹管件》 % EE6 A, w6 y5 Y3 z

公称直径范围: 1/8 ”～4”

4 l8 {. j1 x( qG7 a2 _: c" `( h压力等级: 2000,3000,6000,9000Lb

" A; R. [9 L6 s# h压力等级与壁厚表号对应关系如下：

% ^1 ^8 k/ d. [4 k) j压力等级（Lb） 壁厚表号

9 l j1 @: F& r3000 Sch80

9 z1 _1 y" P+ s5 O" M6000 Sch160 c4 V* eq! l& |, H j. S2 i

9000 XXS

) e" c, R# f* j9 Z* j* r# }- Z4 y3. 螺纹管件

6 [- l0 [: |/ E螺纹管件可用锻钢,可锻铸铁,铸铁等材料制造,管件的螺纹多为锥管螺纹。

0 s: J" T- a& g% G- B目前螺纹管件只有一个国家标准,GB/T 1462693 <<锻钢制螺纹管件>>，此标准系参照 ASME B16.11<<锻钢承插焊和螺纹管件>>编制而成。公称直径范围N 8 ～100mm(1/4”～4”)

( n$ H W; S; E( ]# Y$ N3 m+ T/ B压力等级与壁厚表号对应关系如下：

" R. wM8 N. q3 d* Y压力等级（Lb） 壁厚表号 c% B9 G/ e6 p, B: M

2000 Sch80 3 W" R" n# l {) l

 

 

 

 

 

 

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