压力管道培训讲义
（管道材料）20090928
一 常用压力管道材料标准规范
TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程—工业管道》
GB150-1998 《钢制压力容器》（第1、第2号修改单）
GB50316-2000 《工业金属管道设计规范》（2008年版或局部修订条文、20080701实施） GB50251-2003 《输气管道工程设计规范》
GB50253-2003 《输油管道工程设计规范》（2006年局部修订条文或2006年版）
GB50028-2006 《城镇燃气设计规范》
GB50030-91 《氧气站设计规范》
GB50177-2005 《氢气站设计规范》
GB50160-2008 《石油化工企业防火设计规范》（09.07.01实施）
GB50016-2006 《建筑设计防火规范》
GB50183-2004 《石油天然气工程设计防火规范》
GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB50236-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
SH3059-2001 《石油化工管道设计器材选用通则》
SH/T3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》
SH/T3129-2002《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》
GB5044-85 《职业性接触毒物危害程度分级》
SY/T0599-2006《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》 SH/T3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
GB/T20801.1-2006《压力管道规范 工业管道 第1部分：总则》
GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》
GB/T20801.3-2006《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算》
GB/T20801.4-2006《压力管道规范 工业管道 第4部分：制作与安装》
GB/T20801.5-2006《压力管道规范 工业管道 第5部分：检验与试验》
GB/T20801.6-2006《压力管道规范 工业管道 第6部分：安全与防护》
ASME B31.3 《工艺管道》
ASME B31.1 《动力管道》
DL5000-2000 《火力发电厂设计技术规范》
DL/T5054-1996 《火力发电厂汽水管道设计技术规定》
DL/T5366-2006 《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》
DL/T850-2004 《电站配管》
《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》（2000版）
二 管道的分级和流体的分类
(一) 按管道设计压力、设计温度及输送介质物性划分的管道级别
《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059根据被输送介质的温度、闪点、爆炸下限、
毒性程度以及管道的设计压力、设计温度将石油化工管道划分为SHA 、SHB 、SHC 、SHD 、SHE 五个级别，如下表所示。
管道分级
注:混合物料应以其主导物料作为分级依据.
管道级别, 应在管道表和单管图或相关的技术文件上逐根加以注明, 作为设计、施工和检验的依据。SH3059管道级别中“可燃物质的火灾危险性分类”是按《石油化工企业设计防火
规范》GB50160分类的，其分类和《石油天然气工程设计防火规范》GB50183“石油天然气火灾危险性分类”基本上是一致的，但不完全相同。
(二) 按管道输送介质划分的流体类别
《工业金属管道设计规范》GB50316，将工业金属管道中输送流体分为A1类、A2类、B
类、D 类、C 类五类流体：
3 D 类流体
指不可燃、无毒、设计压力小于或等于1.0MPa 和设计温度高于-20～186℃之间的流体。
5 C类流体
（三）压力管道按其危害程度和安全等级分级。
《压力管道规范 工业管道 第1部分：总则》GB/T20801.1将压力管道按其危害程度
和安全等级划分为GC1、GC2、GC3三级。
当输送毒性或可燃性不同的混合介质时，应按其危害程度及其含量，由业主或设计者确
定压力管道级别。
《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059和《工业金属管道设计规范》GB50316不同
的地方在于《工业金属管道设计规范》GB50316按照《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044将苯作为极度危害介质划分为A1流体，《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059根据石油化工行业生产的特点，将极度危害介质苯划分为SHB 级管道，将高度度危害介质丙稀腈、光气、二硫化碳和氟化氢划分为SHA 级管道。
按《工业金属管道设计规范》GB50316流体分类设计的管道，应按照现行的《工业金属
管道工程施工及验收规范》GB50235进行施工和验收。
按照《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059管道分级设计的管道，应按照现行《石
油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501的要求进行施工和验收， SHE级管道的施工及验收仍需按照现行的《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的要求进行施工和验收。
按《压力管道规范 工业管道 第1部分：总则》GB/T20801.1按危害程度和安全等级
分级设计的压力管道，分别按GB/T20801.2、 GB/T20801.3、 GB/T20801.4、 GB/T20801.5、 GB/T20801.6进行材料选用、设计、施工和验收。
（四）《工艺管道》ASME B31.3的管道流体分类
美国机械工程师协会标准《工艺管道》ASME B31.3中根据被输送流体的性质和泄漏时造成的后果，将化工厂和炼油厂工艺管道输送的流体分为D 类、M 类工况和性质介于二者之间的可燃（常规）流体工况。
流体工况类别确定后应按照ASME B31.3的有关章节的具体要求对输送该流体的管道进行设计、制造和检验。
三 管道组成件的设计基准
（一） 设计压力 （结合2.4.1题 P26）
1 管道组成件的设计压力，不应低于正常操作（时）过程中，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的压力。
注：最苛刻条件是导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件。 2 SH3059规定无安全泄压装置的离心泵排出管道的设计压力，应取以下两项中的较高值： l） 离心泵的正常吸入压力加泵进出口额定压差的1．2倍；
2） 离心泵的最大吸入压力加泵进出口额定压差。
3《工业金属管道设计规范》GB50316规定：离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和，即不应小于泵的关闭压力。
4 真空系统管道的设计压力，应取0.1MPa 外压。
（二） 设计温度 （结合2.4.2题 P26）
*1管道组成件的设计温度，不应低于正常操作（时）过程中，由压力和温度构成的最苛刻条件下的温度。
2 带夹套或外伴热的管道，当工艺介质温度高于伴热介质温度时，应取工艺介质温度作为设计温度; 当工艺介质温度低于伴热介质温度时，带夹套管道应取伴热介质温度作为设计温度，带外伴热管道应取伴热介质温度减10℃与工艺介质温度二者中较高值作为设计温度。
3 安全泄压管道，应取排放时可能出现的最高或最低温度作为设计温度。
4 需吹扫管道的设计温度，应根据具体条件确定。
管道的设计压力、设计温度的确定可按《工业金属管道设计规范》GB50316、《石油化工
管道设计器材选用通则》SH3059和具体的操作条件来确定。
推荐参考的设计压力和设计温度
管道设计压力：
除了工艺设计有特殊的条件或要求外，一般管道设计压力的确定，与“装有泄压装置的管道的设计压力不应小于泄压装置开启的压力”有关，常采用下面的公式计算：
P ≥P O ×1.1
P ≥P O ＋0.1
式中 P——设计压力，MPa （表压），取两者中大者；
P O ——正常最大工作压力，MPa （表压）。
管道设计温度：
《工业金属管道设计规范》GB50316《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059未提到设计温度的裕量。根据国内工程设计和国外引进工程的设计规定，金属管道的设计温度一般都按工作温度适当增加裕量，按下式计算，仅供设计参考:
T d ≥T o ＋30℃（用于T o =0～300℃） （1）
T d ≥T o ＋15℃（用于T o ＞300℃） （2）
对于：T o =-29～0℃，设计温度应按工艺条件来确定；
T o ＜-29℃，取T d = To 。
式中 Td ——设计温度，（℃）
To ——正常最高或最低工作温度，（℃）
按上式（2）计算结果会引起更高一档的材料时，从经济上考虑，允许按工程设计要求将15℃附加量减小，但应确认设计温度能满足工艺的要求。
（三）最苛刻条件的判定
判定式：P/［σ］t
P：设计压力 （MPa ）； ［σ］t ：设计温度下材料的许用应力（MPa ）
1同一管道系统多种工况操作时，P/［σ］t 最大值时的工况即是该管道系统的最苛刻条件。
如装置的开、停工工况、聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）装置原料精制系统管线的精制工况和再生工况（正常精制生产操作时压力4.0 MPa 左右、温度40℃；精制系统再生时压力0.6 MPa 、温度350℃）。
2在工程设计中编制“管道材料等级规定”时，常把材料相同但设计压力和设计温度不同的多条管道编制在一个管道等级内，比较各条管道P/［σ］值，几组设计参数中P/［σ］值最大的即是满足多条管道不同设计条件的最苛刻条件，以此作为这个管道等级的设计压力和设计温度。
（四）管道组成件的压力温度参数
1 以压力等级或公称压力表示，并规定了压力-温度参数的标准管道组成件其压力-温度参数应按相应标准确定。如国内外法兰、阀门的压力-温度等级。
2 以钢管壁厚系列（包括壁厚、表号或重量级别等表示方法）和额定磅级表示，但未规定压力-温度参数的标准管道组成件，其压力-温度参数，应根据与其许用应力相同的材料的无缝钢管减去附加裕量后的壁厚确定。如对焊管件、国标锻钢管件和ASME B16.11锻钢管件。
锻钢管件磅级额定值计算与管子表号（Sch. ）或管子重量壁厚代号的相互关系
（五）许用应力
1金属管道组成件的材料许用应力，应按现行《工业金属管道设计规范》GB50316和《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2的规定选用。
2管道柔性设计的应力限制，应符合现行《石油化工管道柔性设计规范》 SH/T3041的规定。 3计算临时荷载用的许用应力，应符合下列要求：
1）当在操作条件下的压力、重力及其他持续荷载产生的纵向应力与风荷载或地震荷载等临时荷载产生的应力组合时，材料许用应力不应大于现行《工业金属管道设计规范》GB50316规定值的1.33倍；
2）除另有规定外，在试验条件下管道中产生的应力，不应超过管道在该试验温度下许用应力的1.5倍。 t t
（六）管道设计寿命和最低公称压力
1管道设计寿命宜为15年。
2除另有规定外，对于有毒、可燃介质管道的法兰连接最低公称压力，应符合下列规定：
1） SHA级管道的公称压力，不宜低于5.0 MPa；
2） SHB、SHC 级管道的公称压力，不宜低于2.0 MPa。
3）《工业金属管道设计规范》GB50316规定：A1流体不应采用平焊法兰；法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25%的裕量，且不应低于公称压力2.0 MPa。
四 管道器材选用
（一） 一般规定
1 管道材料，应根据管道级别、流体类别、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。
2 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。
3 管道组成件由内压产生的环向应力不得大于其最高设计参数（温度）下材料的许用应力。 4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。
设计温度下和试验条件下的管道应力的计算参见《钢制压力容器》GB150、《工业金属管道设计规范》GB50316、《输气管道工程设计规范》GB50251和《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH/T3501。不同规范的计算公式略有不同，计算时应注意。 8 高温管道钢材，应符合下列要求：
* 1）高温压力管道受压元件的钢材使用温度，不应超过现行《工业金属管道设计规范》GB50316和《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2中规定的材料许用应力值所对应的温度上限。
2）非受压元件的钢材使用温度，不应超过钢材的极限氧化温度。常用金属材料的抗氧化极限温度参见下表
常用金属材料的抗氧化极限温度
3）长期使用在高温条件下，碳素钢、碳锰钢、低温镍钢的使用温度不应超过425 ℃，0.5Mo 钢不应超过468 ℃，ASME 、ASTM 标准规定碳素钢和碳锰钢的使用温度不应超过427 ℃（800°F ）；（结合6.7.13题 P304）
碳素钢、碳锰钢、低温镍钢在高于425 ℃长期使用时，应注意钢中碳化物相的石墨化倾向。
因为在这种条件下，钢中的渗碳体会发生分解，Fe 3C →Fe ＋C （石墨），这一分解使钢中的珠光体部分或全部消失，使材料的强度和塑性下降，冲击韧性下降更大，钢材明显变脆。
4）含铬12％以上的铁素体不锈钢受压元件，使用温度不宜超过400 ℃；
5） 奥氏体不锈钢的使用温度高于540℃（铸件高于425℃）（525℃为培训教材上的温度）时，钢中含碳量不应小于0.04％，并且在固溶状态下使用。若含碳量太低，在高温下钢的强度会显著下降。因此，一般规定超低碳奥氏体不锈钢使用温度，304L （00Cr18Ni9）控制在400℃以下，316L （00Cr17Ni14Mo2）控制在450℃以下。（结合6.7.14题P305）
奥氏体不锈钢可按含碳量的多少进行分类，以最常用的18-8型不锈钢为例：含碳量较高的钢号有1Cr18Ni9（C ≤0.15%）；含碳量较低的钢号有0Cr18Ni10Ti （C ≤0.08%）；含碳量最低的钢号有00Cr19Ni10（C ≤0.03%）。通常将含C ≤0.08% 的奥氏体不锈钢称为低碳不锈钢；将含C ≤0.03% 的奥氏体不锈钢称为超低碳不锈钢。奥氏体不锈钢含碳量越低，耐晶间腐蚀性越好。故在耐晶间腐蚀用途中，以往含碳量较高而加有稳定化元素（Ti 、Nb ）的不锈钢已实际趋向淘汰。（注：本节所列奥氏体不锈钢牌号为旧牌号，设计应按《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》GB/T20878-2007的奥氏体不锈钢新牌号或新、旧牌号对照标注。） （结合6.7.2题P301）
《工艺管道》ASME B31.3规定奥氏体不锈钢的使用温度高于538℃（1000°F ）时，钢中含碳量应不小于0.04％，奥氏体不锈钢的使用温度高于538℃（1000°F ）时选用H 型不锈钢，如304 H 、310 H 、321 H 、347 H 不锈钢。GB/T20878《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》
有和ASTM 标准相对应的H 型不锈钢和耐热钢牌号，但该标准规定的牌号及化学成分只适用于制、修订不锈钢和耐热钢（包括钢锭和半成品）产品标准时采用。选用国产H 型不锈钢时应按照相应的不锈钢产品标准选用。国产H 型不锈钢规定含碳量为0.04%～0.10%，并没有对钢材晶粒度做出要求。ASTM 标准对H 型奥氏体不锈钢除规定含碳量为0.04%～0.10%外，对晶粒度也做出了规定要求，如H 型奥氏体不锈钢板和321 H 钢管晶粒度应符合用E112试验方法测定的ASTMNo7或更粗，310 H钢管晶粒度应符合用E112试验方法测定的ASTMNo6或更粗。
以上是我国奥氏体不锈钢和ASTM 标准奥氏体不锈钢一个较大的不同之处，设计选用时应予以注意。低碳奥氏体不锈钢高温使用的附加要求按GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》表2的规定。
**6）对操作温度等于或高于200℃，介质中含有氢气的碳钢及低合金耐热钢管道，应根据管道最高操作温度加20～40℃的裕量和介质中氢气的分压，按临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限（Ne1son 曲线）选择适当的抗氢钢材。（结合6.7.15题P305）
Ne1son （纳尔逊）曲线摘自API RP941-1997《炼油厂和石油化工厂用高温高压临氢作业用钢》。该标准规定在选择材料时应在相关曲线之下增加一定的安全储备，曲线温度一般取设计温度加28℃，曲线压力取设计压力加0.35MPa 。该标准一般7年修订一次，现行版本为2004年版。
设计温度≤230℃的含氢管道可选用碳钢。
*9 设计温度低于或等于-20℃的低温管道用钢材，除含碳量小于和等于0.10%且符合标准的铬镍奥氏体不锈钢在材料温度不低于－196℃时不做低温冲击试验外，其余钢材均应作夏比（V 型缺口）低温冲击试验。试验要求应符合《钢制压力容器》GB150和《工业金属管道设计规范》GB50316的规定。*低温压力管道是指设计温度低于或等于-20℃的压力管道（结合6.7.7题P302和6.1.4题P281），*注意冲击功Ak 和冲击值的区别。冲击试验有低温冲击试验和常温、高温冲击试验。
我国标准规定设计温度低于或等于-20℃的压力管道属于低温压力管道。ASTM 、ASME 标准规定设计温度低于或等于-29℃（-20°F ）的压力管道属于低温压力管道。GB50316和GB150标准规定设计温度低于或等于-20℃的压力管道属于低温压力（容器）管道。GB50235、SH3059和SH3501标准规定设计温度低于或等于-29℃的压力管道属于低温压力管道。
上述低温管道用钢材做低温冲击试验不包括“ 低温低应力工况” 。“ 低温低应力工况” 系指压力容器壳体及其受压元或受压的管道组成件的设计温度虽然低于或等于-20℃，但其环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6，且不大于50MPa 的工况。“环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6，且不大于50MPa ”是“ 低温低应力工况”的判据。见培训教材（6.7.9题 P304）
由于环境温度的影响，压力容器壳体或受压的管道组成件的金属温度低于或等于-20℃也应按低温管道设计。
注：环境温度系指压力管道使用地区历年来“月平均最低气温的最低值”。“月平均最低气温”系按当月各天的最低气温相加后除以当月的天数。
“低温低应力工况”的定义分别详见 《钢制压力容器》GB150附录C （标准的附录）“低温压力容器” 、《工业金属管道设计规范》GB50316、《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2和《钢制低温压力容器技术规定》HG20585。
《工业金属管道设计规范》GB50316和《钢制压力容器》GB150 “低温低应力工况”的定义相同，并同时规定，除抗拉强度下限值大于540MPa 的钢材及螺栓材料外，压力容器壳体及其受压元件或受压的管道组成件在低温低应力工况下，若设计温度加50℃后，高于-20℃时，压力容器和管道材料可免做低温冲击试验。
GB50316、GB150和GB/T20801.2、HG20585的 “低温低应力工况”定义不同。 GB/T20801.2规定：“ 低温低应力工况”系指同时满足下列各项条件的工况：
1 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%；
2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）；
3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GB/T20801.3-2006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。
HG20585中第2.0.4条规定：“低温低应力工况：系指容器壳体或受压元件在低温（≤－20℃）操作条件下一次总体薄膜应力σ降至GB150规定的材料许用应力〔σ〕与焊接接头系数φ乘积的75%以下的工况”。在满足上述定义的 “低温低应力工况”条件下，该标准中
规定了设计温度的调整值。
GB50316和GB150 附录C 规定：在附合 “低温低应力工况”下钢材可免做低温冲击试验；HG20585规定：在符合 “低温低应力工况”下，调整后的设计温度高于－20℃但低于0℃时，压力容器的钢材及其焊接接头的冲击试验温度应等于或低于调整后的设计温度，而其它设计、制造、检验要求可不必遵循本标准的规定；显然，HG20585关于在符合 “低温低应力工况”下，调整后的设计温度高于－20℃但低于0℃时，压力容器的钢材及其焊接接头需按调整后的设计温度进行低温冲击试验的规定，和GB150 附录C 的规定相比要求严格了。 *10 金属在应力（拉应力）和腐蚀性介质的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂为应力腐蚀破裂。常用金属材料易产生应力腐蚀破裂的环境组合见培训教材和有关的标准规范如《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059等。（结合6.5.3题 P285）
结合上述“拉应力”见培训教材（6.1.3题 P280）主要掌握金属的机械性能有哪些重要指标？并说明强度极限、屈服极限、延伸率三项指标的物理意义。*冲击功的定义。 *11 湿H 2S 应力腐蚀用钢（结合6.5.4题P286）
1） 当管道中介质所含H 2S 符合下列条件时，则为湿H 2S 应力腐蚀环境：
a 介质温度低于或等于（60+2P），P 为介质压力：MPa ；
b 介质中H 2S 分压大于或等于345Pa 。
c 介质中含有液相水或操作温度处于露点之下；
d 介质PH ＜6，但当介质中含有氰化物时pH 可大于7。
2） 在湿H 2S 应力腐蚀环境中，压力管道用材料应符合下列要求：
a 材料标准规定的屈服强度σs ≤355MPa ：
b 材料实测的抗拉强度σb ≤630MPa ；
c 材料使用状态应为正火、正火加回火、退火或调质状态；
（结合6.3.1题P282）全面说明金属的热处理方法，解释什么叫调质。
d 碳当量C E 限制：
--低碳钢和碳锰钢 CE ≤0.40%（C E ＝C%＋Mn/6%）；
--低合金钢（包括低温镍钢）C E ≤0.45%（ CE ＝C%＋Mn/6% +(Cr+Mo+V）/5%+(Ni+Cu)/15% ) ；
钢材焊接时，焊缝热影响区的一部分被加热至A c3（亚共析钢加热时，所有铁素体都转变
奥氏体的温度）以上，快速冷却后会被淬硬。钢材含碳量越高，热影响区的硬化与脆化倾向越大，在焊接应力作用下容易产生裂纹，钢的各种化学成分对钢淬硬性的影响通常折算成碳的影响，称为碳当量。
e 压力管道需经焊后热处理，热处理后焊缝（含热影响区）的硬度不大于200HB ； 《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501规定热处理后焊缝（含热影响区）的硬度值，不应超过母材标准布氏硬度值加100HB ，且符合下列规定：
--合金总含量小于3%，不大于270HB
--合金总含量3%～10%，不大于300HB
--合金总含量大于10%，不大于350HB
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 规定热处理后焊缝（含热影响区）的硬度值，当设计文件无明确规定时，碳素钢不宜大于母材硬度的120%，合金钢不宜大于母材硬度的125% 。
f 钢扳厚度大于20mm 时，应按《承压设备无损检测》JB/T4730进行超声波探伤，符合Ⅱ级要求；
g 选用镇静钢，可用钢材为Q235-B 、 Q235-C、20、20g 、16Mn 等。
硫化氢管道采用伴热，避免产生冷凝液而腐蚀管道，可用碳钢不用不锈钢。
(结合6.7.1题P301）解释镇静钢、沸腾钢的定义
酸性天然气系统和酸性天然气-油系统管道材料的选择，应符合《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》SY/T0599的规定。
12 Na0H溶液应力腐蚀用钢 (结合6.5.6题 P286）
1） 输送Na0H 的碳钢或低合金钢管道在一定的条件下，能引起碳钢材料的应力腐蚀开裂（碱脆）。影响碳钢产生应力腐蚀开裂的因素有碱液浓度、温度和材料中存在的残余应力等。 一般情况下，当Na0H 浓度和温度超出下列规定时，应对焊缝（含热影响区）进行消除应力热处理。
当Na0H 浓度和温度超出下列规定时，应考虑采用含镍合金
2）碳钢和镍合金钢在Na0H 溶液中的应用范围参见《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059附录D 。
13 液氨应力腐蚀环境用钢 (结合6.5.5题P286）
1) 当管道中介质为液氨，并符合下列条件时，则为液氨应力腐蚀环境：
a 介质为液态氨，含水量小于或等于0.2％，且有可能受空气(O2或CO 2）污染的场合； b 介质温度高于-5℃。
2）在液氨应力腐蚀环境中，使用低碳钢和低合金高强度钢（包括焊接接头）应符合下列要求：
a 对于Q235-B 、Q235-C 、20、16Mn 钢，应采取下列措施之一：
-- 焊后应进行消除应力热处理；
-- 控制焊接接头（包括热影响区）的硬度值不大于200HB （教材中为小于等于185HB ）； -- 使液氨含水量大于0.2%。
b 对于15MnV ，18MnMoNb 低合金高强度钢，焊后必须进行消除应力热处 理。
培训教材中液氨应力腐蚀环境用钢选用要求，除焊后热处理硬度值与湿H 2S 应力腐蚀用钢焊后热处理硬度值不一样外其他要求相同。
14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。用于焊接的碳钢、低合金钢的含碳量应当小于或者等于0.30％。SH3059规定含碳量大于0.24％的材料，不宜用于焊制管子及管件。“容规”规定在特殊情况下，如选用含碳量超过0.25%的钢材，应限定碳当量不大于0.45%。
15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。
奥氏体不锈钢与低熔点金属如铝、铋、锑、镉、镓、铅、锰、锡和锌及其化合物在高温（高于低熔点金属的熔点）下接触，将产生晶间腐蚀，应避免奥氏体不锈钢在350℃以上时与上述低熔点金属及其化合物接触。
奥氏体不锈钢无论是内部或外部与氯化物和其他卤化物之类的介质接触时，都可能产生应力腐蚀开裂。外部的损坏可能是由于隔热材料的选择和应用不当所致，或是来自墨水、油漆、票签、胶带、粘胶或其他含氯或卤素的附属物。奥氏体不锈钢隔热材料的选择应按现行标准《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GB50126和《覆盖奥氏体不锈钢绝热材料规范》GB/T17393的规定选用。
**奥氏体不锈钢管道的管托和有静电接地要求的奥氏体不锈钢管道，导线跨接或接地引线 应采用不锈钢板过渡，不应和不锈钢管道直接连接。
16 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。
17 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：
1）年腐蚀速率不超过0.05mm 的材料为充分耐腐蚀材料；
2）年腐蚀速率超过0.05mm ～0.1mm 的材料为耐腐蚀材料；
3）年腐蚀速率为0.1mm ～0.5mm 的材料为尚耐腐蚀材料；
4）年腐蚀速率超过0.5mm 的材料为不耐腐蚀材料。
18对于尚耐腐蚀材料，可根据技术经济比较，确定是在较大腐蚀裕量的条件下应用或者另选用较高级别的耐腐蚀材料，但不应选用不耐腐蚀材料。
19 碳素钢沸腾钢板Q235-A.F 和镇静钢板 Q235-A、B 、C 的适用范围有何不同？
（结合6.7.4题 P301）
现行版本《钢制压力容器》GB150 2002年4月16日发布的第1号修改单中，取消Q235-A.F 和Q235-A 钢号，压力容器不再使用上述两个钢号, 取消上述两钢号的原因是随着我国冶金技术的不断发展淘汰低性能的钢种，上述两钢号碳含量不作为交货条件且性能不稳定。GB/T700-2006《碳素结构钢》对上述两钢号碳含量做出了明确规定。
*1）《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TSG D0001-2009规定：
—碳素结构钢不得用于GC1级管道；
—沸腾钢和半镇静钢不得用于有毒、可燃介质管道，设计压力小于或者等于1.6MPa, 使用温度低于或者等于200℃，并且不低于0℃；
—Q215A 、Q235A 等A 级镇静钢不得用于有毒、可燃介质管道，设计压力小于或者等于1.6MPa,
使用温度低于或者等于350℃，最低使用温度按照GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》的规定；
—Q215B 、Q235B 等B 级镇静钢不得用于极度、高度危害有毒介质，设计压力小于或者等于3.0MPa, 使用温度低于或者等于350℃，最低使用温度按照GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》的规定。
—沸腾钢、半镇静钢，厚度不得大于12mm ；A 级镇静钢，厚度不得大于16mm ；B 级镇静钢，厚度不得大于20mm 。
2）《工业金属管道设计规范》GB50316-2000（2008年版）规定：Q235A 、Q235B 、Q235C 镇静钢的最低使用温度下限为－10℃。
3）《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059-2001规定：
—碳素镇静钢板Q235A 的适用范围规定如下：
设计压力 ≤1.0MPa;
设计温度 0～350℃；
钢板厚度不大于16mm ；
不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道
—碳素镇静钢板Q235B 的适用范围规定如下：
设计压力 ≤1.6MPa;
设计温度 0～350℃；
钢板厚度不大于20mm ；
不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道。
— 碳素镇静钢板Q235C 的适用范围规定如下：
设计压力 ≤2.5MPa;
设计温度 0～400℃；
钢板厚度不大于30mm ；
不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道。
20剧烈循环条件下的管道组成件应符合的一些特殊要求（P310 6.8.17题 ）
剧烈循环条件是指管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍的许用位移应力范围，而且
在管道组成件的使用寿命期间内的当量循环次数大于7000或由设计确定的产生相等效果的条件。由管道热膨胀产生的位移所计算的应力称为位移应力范围，从最低温度到最高温度的全补偿值进行计算的应力，称为计算的最大位移应力范围。
剧烈循环条件下的管道组成件应满足下列特殊要求：
1）宜采用锻造件和/或无缝管件；
2）采用轧制焊接件时，焊接接头系数不应小于0.9；
3）采用钢铸件时，铸造质量系数不应小于0.9；
4）不锈钢管件的壁厚不得低于国家标准GB50316 D.0.1规定的最小壁厚；
5）不应选用大于DN40的承插焊接头；
6）螺纹连接仅限用于温度计套管；
7）不应采用平焊法兰，应采用对焊法兰，且法兰连接用的螺栓或螺柱应采用合金钢的材料；
8）斜接弯头（管）的一条焊缝改变方向的角度不应大于22.5°。
（二）管道连接
*1 除安装、维护、检修必须拆卸处外（如与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外），管道应采用焊接连接，并应符合下列规定：
l） 公称直径小于或等于40mm 的管道，宜采用承插焊连接，承插焊连接不应用于可能发生缝隙腐蚀介质的管道；
2） 公称直径等于或大于50mm 的管道宜采用对焊连接。
2 除镀锌管道外，螺纹连接宜用于公称直径小于或等于40mm 的管道，并应符合下列规定： ** l） 管螺纹应符合现行《60°密封管螺纹》GB/T12716或《55°密封管螺纹 第1部分圆柱内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.1和《55°密封管螺纹 第2部分圆锥内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.2的规定； （结合6.8.11题 P308）
3） 对水、低压蒸汽和空气系统管道的螺纹连接，可使用密封剂或密封带；
4） 对工艺介质及介质渗透性较强或对泄漏率控制较严的管道，可采用密封焊；
密封焊时不得使用密封剂（填料），密封焊缝应覆盖全部露出的螺纹。
密封焊缝仅可以用于防止螺纹接头的泄漏，不应要求其能承担接头的任何强度。
5）可能发生应力腐蚀或由于振动、压力脉动及温度变化等可能产生交变荷载的部位，不宜采用螺纹连接。
6）可能产生缝隙腐蚀、严重冲蚀或循环荷载的工况，应避免采用螺纹接头。
7）表号Sch.5、10、5S 、10S 璧厚管子不允许加工密封管螺纹。
3 法兰连接型式应根据管道设计压力、设计温度、介质特性及泄漏率等要求选用。 4 除设计另有规定外，活接头不宜用于有毒介质管道。
5连接不同压力等级管道的阀门、法兰等管道组成件，应按苛刻条件选用。
管道和管道组成件常用的连接方式有哪些？各有何特点？（见6.8.14题 P309）
（三）管道分支
1支管和主管连接，除支管通过加强管接头（支管台）与主管连接和支管连接处作为一个整体受压元件设计、制造并经检验合格外，均应进行开孔补强计算校核，并根据计算校核结果采取相应的补强措施。
2支管通过加强管接头（支管台）与主管连接是指将一个螺纹、承插焊或对焊的管接头或半管接头（支管台）直接焊于主管上而制成，螺纹、承插焊支管台用于直径小于等于DN40（NPS1-1/2）的支管连接。螺纹、承插焊支管台在任何情况下其额定等级应大于等于2000Lb 。 3直接焊接在主管上的支管连接，不宜用于有机械振动、压力脉动和温度急剧变化的部位及设计温度超过425℃的管道，当支管连接处承受由于支管热变形，外荷载及支架位移等引起的应力时，应对附加荷载在支管连接处产生的影响进行分析并采取必要的加强措施。
4设计压力等于或大于2.0MPa 、设计温度超过250℃以及支管与主管公称直径之比大于0.8，或承受机械振动、压力脉动和温度急剧变化的管道分支，应采用等径异径三通；公称直径小于或等于40mm 的管道，应采用承插焊（或螺纹）锻制三通；公称直径等于或大于50mm 的管道，应采用对焊三通、对焊加强管接头（对焊支管台）或嵌入式（鞍型）支管接头。
五 管道组成件的选用
（一） 管子
1 管子分为金属管和非金属管。钢管根据制造方法不同分为无缝钢管和焊接钢管两大类。无缝钢管又有流体输送用钢管和结构用钢管之分，结构用钢管主要用于一般金属结构，要求保证强度与钢度，而流体输送用钢管除了要保证有符合要求的强度与钢度外，还要求保证密闭
性，因此要求逐根管子进行水压试验。
* 压力管道应采用流体输送用钢管。（见6.8.3题 P305），
2 常用国产无缝钢管按下列钢管标准选用：
1）GB/T8163-2008 输送流体用无缝钢管
2）GB3087-2008 低中压锅炉用无缝钢管
3）GB9948-2006 石油裂化用无缝钢管
4）GB5310-2008 高压锅炉用无缝钢管
5）GB6479-2000 高压化肥设备用无缝钢管
6）GB/T18984-2003 低温管道用无缝钢管
7）GB/T14976-2002 流体输送用不锈钢无缝钢管
8）GB13296-2007 锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管
-45℃～-100℃低温管道应符合《低温管道用无缝钢管》GB/T18984的规定, 但和该钢管标准配套的国内对焊及锻钢管件标准尚不完善。
按GB/T8163、GB3087、GB9948制造的碳钢及低合金钢钢管只能用于设计压力小于10.0MPa 的压力管道。设计压力大于等于10.0MPa 的压力管道用钢管应采用符合GB6479或GB5310、GB/T14976要求的无缝钢管。
《工业金属管道设计规范》GB50316 5.2.4条规定：当无缝钢管用于设计压力大于或等于10.0MPa 时，碳钢、合金钢管的出厂检验项目应不低于现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB6479的规定，不锈钢管的出厂检验项目应不低于现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976的规定。
GB/T8163钢管应用最为广泛，一般用于设计温度小于350℃，设计压力为中低压的油品、油气和公用物料管道；GB5310、GB3087钢管主要用于高、中、低压锅炉的水、汽管道；GB6479、GB9948钢管用于石油化工、石油炼制、化肥工业的油品、油气、临氢管道、油气混氢管道；GB6479的10#、16Mn 钢管，GB/T8163的Q345E 级钢管可用于-30℃～-40℃的低温管道；因此GB6479和GB5310的使用范围是不一样的，GB6479的使用范围更为广泛。
3 常用国产焊接钢管按下列钢管标准选用：
1）GB/T3091-2008 低压流体输送用焊接钢管
注：GB/T3091现行标准增加了直缝埋弧焊接钢管
2）GB/T13793-2008 直缝电焊钢管
3）SY/T5037-2000 低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管
4）GB/T9711.1-1997 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
5）GB/T9711.2-1999 石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第2部分：B 级钢管
6）GB/T9711.3-2005 石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第3部分：C 级钢管 注：GB/T9711.1、GB/T9711.2和GB/T9711.3钢管包括相应钢级的无缝钢管
7）GB/T12771-2008 流体输送用不锈钢焊接钢管
8）HG20537.1-92 奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定
9）HG20537.2-92 管壳式换热器用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求
10）HG20537.3-92 化工装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求
11）HG20537.4-92 化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求
钢板焊制钢管（板焊管）国内尚无标准，板焊管制造标准可暂参照ASTM A671《常温和低温用电熔焊钢管》、ASTM A672《中温和高压用电熔焊钢管》和ASTM A691《高温和高压用碳素钢和合金钢电熔焊钢管》，或按照《石油天然气工业输送钢管》GB/T9711的规定要求制造。如按照《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235第4.3条和《工业金属管道设计规范》GB50316附录J 的现场制造钢板卷管的规定要求制造，还应提供其他的技术要求。 4 钢管规格应符合以下标准：
1）GB/T17395-2008 无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差
2）GB/T21835-2008 焊接钢管尺寸及单位长度重量
现行的GB/T8163-1999、GB3087-1999、GB6479-2000、GB/T18984-2003、GB 9948-2006、GB/T14976-2002钢管标准均不再给出钢管的规格尺寸，在各自的标准中分别指出按GB/T17395-2008 《无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差》中的相应规格尺寸来制造钢管。现行的GB/T3091-2008、GB/T13793-2008、GB/T12771-2008焊接钢管外径和壁厚均应符合GB/T21835-2008《焊接钢管尺寸及单位长度重量》的规定。可以说GB/T17395-1998是统一我国无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差的规范性标准，GB/T21835-2008是统一我国焊接钢管尺寸及单位长度重量的规范性标准。
2）SH3405-1996 石油化工企业钢管尺寸系列（现正在修订、ISO4200）
3）HG20553-93 化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列（现正在修订）
5 除仪表连接管、蒸汽伴营和特殊要求者外，管子最小公称直径应为15mm ，且管子内径不应小于6mm 。
6 输送极度危害介质、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管道，宜选用无缝钢管。碳钢、低合金钢无缝钢管应符合现行《输送流体用无缝钢管》GB ／T8163、《低中压锅炉用无缝钢管》GB3087、《高压锅炉用无缝钢管》GB5310、《石油裂化用无缝钢管》GB9948、《化肥设备用高压无缝钢管》GB6479、《石油天然气工业输送钢管》GB/T9711.1～3和《低温管道用无缝钢管》GB/T18984的规定，不锈钢无缝钢管应符合《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB ／T14976的规定。
7 除产品标准明确规定，并经设计确认可用于压力、温度参数较高或特定条件外，焊接钢管，宜按下列规定选用：
1） 电阻焊碳钢直缝钢管，宜用于设计温度不超过200℃的无毒介质管道。
2） 螺旋缝埋弧焊钢管主要用于设计温度不超过300℃的非极度、高度危害介质管道。
3） 电弧焊直缝钢管的使用温度，碳钢不宜超过425℃，奥氏体不锈钢不宜超过600℃。
4）石油天然气管道工程：输油管道应符合《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》GB/T9711.1的要求；输送天然气管道应符合《石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第2部分 B级钢管》GB/T9711.2的要求；对于特殊恶劣条件如海洋、低温和/或酸性环境下可燃流体输送用钢管，应符合《石油天然气工业输送钢管 交货技术条件第3部分 C 级钢管》GB/T9711.3的要求。
8 常用钢种无缝钢管使用温度宜按下表
**9 钢管公称壁厚的表示方法有几种，意义是什么。 （见6.8.4题 P306）
钢管公称壁厚的表示方法主要有三种：
1）以管子表号表示公称壁厚，
ASTM B36.10M《焊接和无缝轧制钢管》、日本JIS 标准和ASTM B36.19M《不绣钢钢管》用此方法表示，常用“Sch. ”标示，不绣钢钢管表号后加“S ”。中石化标准SH3405《石油化工企业钢管尺寸系列》也用此方法表示。
2）以管子重量表示公称壁厚；
ASTM B36.10M《焊接和无缝轧制钢管》用此方法表示，标准重量管以“STD ”表示； 加厚管以“XS ” 表示；特加厚管以“XXS ”表示。
当NPS ≤10in 时，标准重量管“STD ”与管子表号Sch.40管壁厚度相同；NPS ≤8in 时加厚管 “XS ” 与管子表号Sch.80管壁厚度相同；NPS ＞10in 时，所有管径的标准重量管“STD ”的管壁厚均为3/8in（9.53mm ）；NPS ＞8in 时，所有管径的加厚管“XS ”的管壁厚均为1/2in（12.7mm ）；NPS ≤6in 时，特加厚管“XXS ” 管壁厚度＞Sch.160管壁厚度；特加厚管“XXS ” 管径最大到NPS12in ；NPS ＞6in 时，特加厚管“XXS ” 管壁厚度＜Sch.160管壁厚度。
3）以钢管壁厚值表示公称壁厚。
中国、ISO 和日本部分钢管标准采用钢管壁厚值表示
11 受内压直管壁厚的确定
1）当S 0＜ D 0/6或P/[σ] φ≤0.385时，管子的计算壁厚按下式计算：
S 0=PD 02[δ]φ+2PY t t
式中 S0--管子的计算壁厚（mm ）
P--设计压力（MPa ）
D0--管子外径
［σ］--设计温度下管子材料的许用应力（MPa ）
φ--焊缝系数，对无缝钢管取1 t
Y--温度对计算管子壁厚公式的修正系数，不同温度下的修正系数详见有关标准， 温度≤482℃时铁素体钢、奥氏体钢修正系数取0.4。
对于S 0≥ D 0/6或P/[σ]t φ＞0.385的管子，其计算壁厚，应根据断裂理论、疲劳、热应
力及材料特性等因素综合考虑确定。
管子壁厚的附加裕量（C ）包括：腐蚀裕量（C 1）、螺纹深度（C 2）、壁厚负扁差（S 1×A ）
（二） 阀门
1 除设计另有规定外，工艺物料及有毒、可燃介质管道用阀门，应选用石油化工钢制通用阀门（按《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》SH/T3064的规定选用）及API 、ASME 、BS 、ISO 阀门。阀门的基本要求应符合《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059表7.2.1-1、表7.2.1-2所列阀门标准的规定。
2 用于工艺物料及极度危害介质、高度危害介质、可燃介质管道的球阀、旋塞阀及其他通用结构的特种阀门，应有防火，防静电结构。
3 具有软质密封的阀门，其密封件的压力-温度参数应符合管道设计条件的要求。
国标阀门的压力-温度等级应符合GB/T12224-2005《钢制阀门 一般要求》的规定。
API 标准阀门应符合API 阀门标准或ASME B16.34压力-温度等级。API 标准的阀门的阀
体厚度大于ASME16.34标准阀门的阀体厚度，API 标准阀门为石油天然气和石油化工专用阀门标准，ASME16.34为通用阀门标准。 采用软密封材料如橡胶、聚四氟乙烯等其他非金属密封材料的阀门，其使用温度应符合
所采用的软密封材料允许使用温度的规定，其设计压力应符合阀门标准的规定，常用的软密封阀门有软密封球阀、碟阀、旋塞阀等阀门。软密封阀门应按设计温度对阀体进行校核、按最高操作温度和制造厂提供的软密封阀门的压力-温度等级对软密封阀座进行校核。
采用软密封材料或当焊接及热处理时可能损坏密封面或影响密封性能的焊接阀门，焊接阀门时所采用的焊接顺序、焊接工艺以及任何热处理都应能保证阀座的紧密性不被破坏。DN ≥40的阀门加长对焊端的长度应能避开热影响区。
端部焊接（承插焊、螺纹密封焊或对焊）的小型（DN ≤40）阀门，采用软密封材料或当焊接及热处理过程中阀座会变形时，应选用加长阀体或端部带短管的阀门，加长短管应在制造厂阀门装配前完成，短管壁厚不应小于接管壁厚且应满足阀门压力-温度等级的要求。 4 用于高温或低温流体阀门（止回阀除外），应采用改善填料使用条件的阀盖伸长的结构形式。
5 带螺纹阀盖的阀门，不应用于极度、高度危害介质和液化烃管道。
6通用阀门规格书应包括哪些内容？国内现行阀门型号表示方法不能说明阀门的属性。（见
6.8.32题P313）
8阀门出厂前，一般要根据什么标准进行哪些试验？试验要求如何？（见6.8.35题P314） 壳体试验压力，一般采用温度不超过52℃的水或粘度不大于水的非腐蚀性的流体，以38℃时1.5倍的公称压力进行。
低压密封试验，一般采用空气或惰性气体，以0.5～0.7MPa 压力进行。
具有上密封结构的阀门，应逐个对上密封进行试验，试验压力为公称压力的1.1倍，试验时应关闭上密封，并松开填料压盖，停压4分钟，无泄漏为合格。
阀门选择的原则是什么？阀门的选择一般根据哪些因素确定？（6.8.23题P311）
国外阀门标准近期修定比较频繁，ISO17292：2004《石油、石油化工和相关工业用钢制球阀》替代BS5351《石油、石油化工和相关工业用钢制球阀》；ISO15761：2002《石油和 天然气工业用公称尺寸小于等于DN100的钢制闸阀、截止阀和止回阀》替代BS5352《石油、石油化工和相关工业用50mm 及以下尺寸的钢制楔形闸阀、截止阀和止回阀》；API602《紧凑型钢制闸阀》修订为API602-2005/ ISO15761-2002《石油和天然气工业用公称尺寸小于等于DN100的钢制闸阀、截止阀和止回阀》；API600《石油和天然气工业用螺栓连接阀盖钢制闸阀》
修订为API600/ ISO10434《石油和天然气工业用螺栓连接阀盖钢制闸阀》。
（三） 管件
1弯头、三通、异径管、管帽等管件的材质、压力等级或壁厚规格应与所连接管子一致或相当，并应符合下列要求：
1） 钢制无缝管件，应符合现行《钢制对焊无缝管件》SH 3408、《钢制对焊无缝管件》GB/T12459（该标准现行有效版本为2005版本）、《碳钢、低合金钢对焊无缝管件》HG/T21635、《钢制对焊管件》SY/T0510和《优质钢制对焊管件规范》SY/T0609等标准的规定。《钢制对焊无缝管件》SH 3408和《钢制对焊无缝管件》GB/T12459的区别：《钢制对焊无缝管件》SH 3408管件的无损检验分为Ⅰ级和Ⅱ级管件，对Ⅰ级管件应逐件按JB4730进行渗透检测或磁粉检测，检验结果以Ⅰ级为合格；对Ⅱ级管件，检验数量不应少于5%（不锈钢管件不应少于10%），检验结果以Ⅱ级为合格。《钢制对焊无缝管件》GB/T12459管件的无损检验规定：碳钢、不锈钢材料的三通、四通和合金钢材料的各类管件产品应逐件按JB4730进行渗透检测或磁粉检测，检验结果以Ⅰ级为合格。应注意的是，重要管道（SHA 、SHB 、SHC 级管道）按SH 3408选用的管件在材料表中应注明Ⅰ级管件。Ⅱ级管件可不标注。
修改采用《优质锻制对焊管件技术条件》MSS SP-75的标准《优质钢制对焊管件规范》SY/T0609-2006于2007年1月1日实施。
《异径短节及管塞》MSS SP-95国内已有修改采用的标准SH/T3419-2007《钢制异径短节》。
2） 钢制有缝管件，应符合现行《钢板制对焊管件》SH 3409、《钢板制对焊管件》GB/T13401、《钢制有缝对焊管件》HG/T21631、《钢制对焊管件》SY/T0510和《优质钢制对焊管件规范》SY/T0609等标准的规定。
3） 钢制锻造管件，应符合现行《锻钢制承插焊管件》SH 3410、《锻制承插焊和螺纹管件》GB/T14383（《锻钢制螺纹管件》GB/T14626和《锻钢制承插焊管件》GB/T14383合并为《锻制承插焊和螺纹管件》GB/T14383-2008）、《锻钢制承插焊管件》HG/T21634等标准的规定。
4） 锻钢制支管座（台）（加强管接头），应符合《锻钢制承插焊、螺纹和对焊支管台》HG/T21632和《钢制承插焊、螺纹和对焊支管座》GB/T19326等标准的规定。
2 弯头宜选用长半径（R ＝1.5DN ）弯头，当采用短半径（R ＝1.0DN ）弯头时，其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍。（见6.8.13题P309）
3 斜接弯头的弯曲半径，不宜小于其公称直径的1.5倍，斜接角度大于45°的斜接弯头，不
宜用于极度危害介质、高度危害介质、可燃介质管道或可能承受由于机械振动、压力脉动及温度变化产生交变荷载的部位。（见6.8.12题P309）
（四）法兰
1 法兰的选用 （结合6.6.5题 P291、6.6.6题 P292）
1） 法兰型式、结构尺寸应符合国家标准《钢制管法兰》GB/T9112～9124、石化行业标准《石油化工钢制管法兰》SH /T3406、化工行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635和机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T74～90标准的规定。
法兰的连接型式有：对焊连接、承插焊连接、螺纹连接、松套连接、平焊连接五种型式。 法兰的密封面型式有：全平面、凸台面、环连接面、凹凸面、榫槽面五种型式。（6.6.6题 P292）
对于美洲体系的法兰常用的法兰密封面型式有凸台面、环连接面。凹凸面、榫槽面仅用于阀盖与阀体等构件内部连接部位，极少用于配管和阀门连接。
2） 法兰许用工作压力应根据法兰标准中所列的压力-温度等级确定。
法兰的压力-温度等级表示法兰工作温度与最高无冲击工作压力的关系。如果将法兰公称压力所对应的温度定义为基准温度，不同的法兰标准和不同的法兰材料所选定的基准温度也不同。
国家标准《钢制管法兰》GB/T9112～9124、化工行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635分为PN 系列（欧洲体系）和CIass 系列（美洲体系）两个体系。两标准中的欧洲体系法兰又根据适用的钢管外径不同划分为系列A 、系列B （化工行业标准）和系列Ⅰ、系列Ⅱ（国家标准）两个系列，系列A （系列Ⅰ）连接的钢管外径为国际通用系列（英制管、俗称大外径管），系列B （系列Ⅱ）连接的钢管外径为原来国内常用系列（公制管、俗称小外径管）。美洲体系连接的钢管外径为国际通用系列（英制管、俗称大外径管）。欧洲体系压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤20℃，美洲体系压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤38℃。
石化行业标准《石油化工钢制管法兰》SH 3406连接的钢管外径为《石油化工企业钢管尺寸系列》SH 3405规定的外径，该钢管外径为圆整后的国际通用系列钢管外径，法兰压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤20℃。
机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T74～90分为系列Ⅰ、系列Ⅱ两个系列，两个系列法兰密封面尺寸相同，各别规格的法兰外径和螺栓孔直径不同。连接的钢管外径为原来国内常用系列（公制管、俗称小外径管）。法兰压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤200℃。
“管道材料等级规定”中的压力-温度等级并非完全意义上的法兰的压力-温度等级，而是由法兰的压力-温度等级和通过计算壁厚的管子的压力-温度等级两种压力-温度等级。
ASME B16.47大直径管钢制法兰（NPS26～NPS60）包括两个系列的法兰尺寸，A 系列规定了一般用途的法兰尺寸，B 系列规定了小型法兰尺寸。在该规范中MSS SP-44法兰被指定为A 系列法兰，API605法兰被指定为B 系列法兰。
原HG 化工行业标准美洲体系、SH 石化行业标准大直径法兰（接管直径≥DN650～1500）基本上按照ASME B16.47的B 系列法兰，相当于API605法兰。2009年版的化工行业法兰标准增加了MSS SP-44的A 系列法兰。
对焊法兰应按照法兰标准的要求注明法兰对焊端的厚度或连接管子的表号。
3） 当管道法兰连接承受附加外荷载时，法兰设计压力应不小于《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059的有关规定或参考教材（见6.8.9题 P308）的规定。
4） 工艺物料、有毒介质、可燃介质管道不得采用板式平焊法兰。
5） 承插焊法兰不得使用在可能发隙缝腐蚀或严重腐蚀处。
6） 在可能发生隙缝腐蚀、严重腐蚀或剧烈循环条件下，不得采用螺纹法兰。
7） 公称压力小于或等于2.0MPa 的标准管法兰, 采用缠绕式垫片或金属环垫时，宜选用对焊式或松套式法兰。
* 8） 在剧烈循环工况下，应选用对焊式法兰。
9） 凸台面法兰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。
** 10） 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为准。
分为以下几种情况：
-- 同一个法兰标准连接尺寸相同而压力等级不同的法兰相连接
-- 法兰标准不同，连接尺寸相同而压力等级相同的法兰相连接，如JB 法兰和GB 、HG 欧洲
体系的法兰相连接
-- 在ASME 标准中公称压力相同的法兰和带法兰的阀门相连接，要注意有的材质法兰和阀门的压力-温度等级的不同，如公称压力相同的ASME B16.5标准A350 LF-2法兰和ASME B16.34标准A350 LCB 带法兰阀门，在温度低于200～350℃时，阀门的压力-温度等级低于法兰的压力-温度等级
11）以标准管法兰盖作异径法兰时，开孔直径是有一定的限制的。应符合《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059和HG20592～20635的要求。
12）有频繁大幅度温度循环的条件下，承插焊法兰和螺纹法兰不宜用于高于260℃及低于-45℃。
（五）垫片 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因素确定。
**2常用法兰密封垫片有：非金属垫片、半金属垫片、金属垫片三大类。（见6.8.5题 P306） -- 非金属垫片：钢制管法兰用非金属垫片的材料通常包括：
A 天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶；
b 石棉橡胶板（GB3985的XB350，XB450）和耐油石棉橡胶板（GB539的 NY400）； c 非石棉纤维橡胶板；
d 聚四氟乙烯板、膨胀聚四氟乙烯板或带、填充或改性聚四氟乙烯板；
e 高温云母复合板；
f 聚四氟乙烯包覆垫片。
-- 半金属垫片：缠绕垫片、金属包覆垫片、柔性石墨复合垫片、齿形组合垫、柔性石墨金
属波齿复合垫片
-- 金属垫片：金属环垫（八角形、椭圆形）、透镜垫
4 常用垫片选用
1）非金属平垫片：
a 非金属垫片适用于一般工艺介质管道法兰密封，其最高公称压力不应超过5.0MPa ，使用温度取决于垫片材料。
b 非金属平垫片应符合《管法兰用石棉橡胶板垫片》SH/T3401、《钢制管法兰用非金属平垫片（欧洲体系）》HG20606 、《钢制管法兰用非金属平垫片（美洲体系）》HG20627、《管
路法兰用石棉橡胶垫片》JB/T87、《管法兰用非金属平垫片 技术条件》GB/T9129和《管法兰用非金属平垫片 尺寸》GB/T9126等标准的规定。
2）聚四氟乙烯包覆垫片
a 聚四氟乙烯包覆垫片，适用于耐腐蚀、防粘结和要求清洁度高的管道，其最高公称压力为5.0MPa ，最高使用温度为150℃。
b 聚四氟乙烯包覆垫片应符合《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》SH/T3402、《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（欧洲体系）》HG20607 、《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（美洲体系）》HG20628和《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》GB/T13404等标准的规定。
3） 柔性石墨复合垫片
a 柔性石墨复合垫片的最高公称压力为10.0MPa ，可用于高温450℃～650℃。根据金属芯板材料的不同可在-196℃～650℃之间选用。
b 柔性石墨复合垫片适用于水、油品、溶剂、酸、碱、氢气、油气、高温烟气、蒸汽等各种强腐蚀性、渗透性介质。
c 柔性石墨复合垫片应符合《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片（欧洲体系）》HG20606 、《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片（美洲体系）》HG20627、《管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片 尺寸》GB/T19675.1和《管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片 技术条件》GB/T19675.2等标准的规定。
4）缠绕式垫片
*a 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、受机械振动或压力脉动的管道。见（6.8.6题 P307）
b 凸台面法兰应采用带（内）外环型缠绕式垫片；凹凸面法兰应采用带内环型缠绕式垫片；榫槽面法兰应采用基本型缠绕式垫片；公称压力等于或大于15.0MPa 和较大直径的凸台面法兰应采用带内外环型缠绕式垫片。
c 缠绕式垫片内环材料应满足流体介质和管道设计温度的要求；外环材料应满足管道设计温度的要求；
d 缠绕式垫片应符合《管法兰用缠绕式垫片》SH/T3407、《钢制管法兰用缠绕式垫片（欧洲体系）》HG20610 和《钢制管法兰用缠绕式垫片（美洲体系）》HG20631、《管路法兰用缠
绕式垫片》JB/T90、《缠绕式垫片 分类》GB/T4622.1《缠绕式垫片 管法兰用垫片尺寸》GB/T4622.2和《缠绕式垫片 技术条件》GB/T4622.3等标准的规定。
5）齿型组合垫：齿型组合垫兼有软质垫片的压紧比压小和金属垫片的强度高、弹性好等优点，在具有同样的密封效果时，螺栓荷载较小，适用于中、高压及高温管道法兰的密封。 a 齿型组合垫的使用温度应符合金属齿型环材料的要求，最高使用温度为650℃（用于氧化性介质时，最高使用温度为450℃）。
b 齿型组合垫应符合《钢制管法兰用齿型组合垫（欧洲体系）》HG20611 和《钢制管法兰用齿型组合垫（美洲体系）》HG20632、《柔性石墨金属波齿复合垫片 分类》GB/T19066.1、《柔性石墨金属波齿复合垫片 管法兰用垫片尺寸》GB/T19066.2和《柔性石墨金属波齿复合垫片 技术条件》GB/T19066.3等标准的规定。
6）金属包覆垫片
a 金属包覆垫片适用于较高温度介质。最高使用温度应符合所使用材料的要求。
b 金属包覆垫片应符合国标《管法兰用金属包覆垫片》GB/T15601和《钢制管法兰用金属包覆垫片（欧洲体系）》HG20609 、《钢制管法兰用金属包覆垫片（美洲体系）》HG20630等标准的规定。
7）金属环垫：金属环垫适用于高温、高压管道法兰的密封。
a 金属环垫的使用温度应符合金属环材料的要求。
b 金属环垫材料硬度值应比法兰材料硬度值低30～40HB 。
c 金属环垫应符合《管法兰用金属环垫》SH/T3403、《钢制管法兰用金属环垫（欧洲体系）》HG20612 、《钢制管法兰用金属环垫（美洲体系）》HG20633、《管路法兰用金属环垫》JB/T89-94、和《钢制管法兰用金属环垫 尺寸》GB/T9128和《钢制管法兰用金属环垫 技术条件》GB/T9130等标准的规定。
（六）法兰连接用紧固件
1 法兰连接用紧固件，应能保证垫片达到初始密封条件，并在整个操作过程中保持垫片的密封性。
2 钢制管法兰用紧固件按材料的不同分为高强度紧固件、中强度紧固件和低强度紧固件三类。紧固件的常温抗拉强度不低于800MPa 的为高强度紧固件，常温屈服强度小于或等于240MPa 的
为低强度紧固件，低强度紧固件仅适用于法兰公称压力等级小于或等于PN40、Class300（PN50）的法兰连接，并应注意和垫片的配合。
**3 紧固件材料应根据法兰连接的设计条件和选用的垫片种类决定。
4 商品级六角头螺栓及1型六角螺母的使用条件应符合下列要求：
4.1 公称压力等级小于或等于PN16、Class150（PN20）；
4.2 非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合；
4.3 配用非金属平垫片。宜用于PN ≤2.0MPa 法兰的连接。PN ＞2.0MPa 或高温条件下应采用全螺纹螺柱或等长双头螺柱。
5 商品级等长双头螺柱及Ⅰ型六角螺母的使用条件应符合下列要求：
5.1公称压力等级小于或等于PN40；
5.2非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合
6 除上述4、5两条外，应选用专用级全螺纹螺柱和Ⅱ型六角螺母、专用螺母。
7 经变形硬化的奥氏体不锈钢紧固件用于非软质垫片法兰连接时，应验算紧固件承载能力是否能符合连接要求，且使用温度不得超过500℃。
8 紧固件应符合《管法兰用紧固件》SH3404、《钢制管法兰用紧固件（欧洲体系）》HG20613 、《钢制管法兰用紧固件（美洲体系）》HG20634和《管法兰连接用紧固件》GB/T9125等标准的规定。
9 35CrMo 螺栓用于-20℃以下低温时，应进行设计温度下的低温V 形缺口冲击试验，其3个试样的冲击功Akv 平均值不应低于27J ，并应在订货合同中注明。《压力管道规范 工业管道 第2部分 材料》GB/T20801.2规定：“35CrMo 小于等于M64的螺栓设计温度大于等于-46℃、大于M64的螺栓设计温度大于等于-40℃可免除低温冲击试验。
（七）法兰、垫片和紧固件的选配
1 法兰、垫片和紧固件的选配参照《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059、《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定PN 系列（欧洲体系）》HG/T20614和《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定Class 系列（美洲体系）》HG/T20635的规定执行。
31
压力管道培训讲义
（管道材料）20090928
一 常用压力管道材料标准规范
TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程—工业管道》
GB150-1998 《钢制压力容器》（第1、第2号修改单）
GB50316-2000 《工业金属管道设计规范》（2008年版或局部修订条文、20080701实施） GB50251-2003 《输气管道工程设计规范》
GB50253-2003 《输油管道工程设计规范》（2006年局部修订条文或2006年版）
GB50028-2006 《城镇燃气设计规范》
GB50030-91 《氧气站设计规范》
GB50177-2005 《氢气站设计规范》
GB50160-2008 《石油化工企业防火设计规范》（09.07.01实施）
GB50016-2006 《建筑设计防火规范》
GB50183-2004 《石油天然气工程设计防火规范》
GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB50236-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
SH3059-2001 《石油化工管道设计器材选用通则》
SH/T3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》
SH/T3129-2002《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》
GB5044-85 《职业性接触毒物危害程度分级》
SY/T0599-2006《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》 SH/T3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
GB/T20801.1-2006《压力管道规范 工业管道 第1部分：总则》
GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》
GB/T20801.3-2006《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算》
GB/T20801.4-2006《压力管道规范 工业管道 第4部分：制作与安装》
GB/T20801.5-2006《压力管道规范 工业管道 第5部分：检验与试验》
GB/T20801.6-2006《压力管道规范 工业管道 第6部分：安全与防护》
ASME B31.3 《工艺管道》
ASME B31.1 《动力管道》
DL5000-2000 《火力发电厂设计技术规范》
DL/T5054-1996 《火力发电厂汽水管道设计技术规定》
DL/T5366-2006 《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》
DL/T850-2004 《电站配管》
《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》（2000版）
二 管道的分级和流体的分类
(一) 按管道设计压力、设计温度及输送介质物性划分的管道级别
《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059根据被输送介质的温度、闪点、爆炸下限、
毒性程度以及管道的设计压力、设计温度将石油化工管道划分为SHA 、SHB 、SHC 、SHD 、SHE 五个级别，如下表所示。
管道分级
注:混合物料应以其主导物料作为分级依据.
管道级别, 应在管道表和单管图或相关的技术文件上逐根加以注明, 作为设计、施工和检验的依据。SH3059管道级别中“可燃物质的火灾危险性分类”是按《石油化工企业设计防火
规范》GB50160分类的，其分类和《石油天然气工程设计防火规范》GB50183“石油天然气火灾危险性分类”基本上是一致的，但不完全相同。
(二) 按管道输送介质划分的流体类别
《工业金属管道设计规范》GB50316，将工业金属管道中输送流体分为A1类、A2类、B
类、D 类、C 类五类流体：
3 D 类流体
指不可燃、无毒、设计压力小于或等于1.0MPa 和设计温度高于-20～186℃之间的流体。
5 C类流体
（三）压力管道按其危害程度和安全等级分级。
《压力管道规范 工业管道 第1部分：总则》GB/T20801.1将压力管道按其危害程度
和安全等级划分为GC1、GC2、GC3三级。
当输送毒性或可燃性不同的混合介质时，应按其危害程度及其含量，由业主或设计者确
定压力管道级别。
《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059和《工业金属管道设计规范》GB50316不同
的地方在于《工业金属管道设计规范》GB50316按照《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044将苯作为极度危害介质划分为A1流体，《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059根据石油化工行业生产的特点，将极度危害介质苯划分为SHB 级管道，将高度度危害介质丙稀腈、光气、二硫化碳和氟化氢划分为SHA 级管道。
按《工业金属管道设计规范》GB50316流体分类设计的管道，应按照现行的《工业金属
管道工程施工及验收规范》GB50235进行施工和验收。
按照《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059管道分级设计的管道，应按照现行《石
油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501的要求进行施工和验收， SHE级管道的施工及验收仍需按照现行的《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的要求进行施工和验收。
按《压力管道规范 工业管道 第1部分：总则》GB/T20801.1按危害程度和安全等级
分级设计的压力管道，分别按GB/T20801.2、 GB/T20801.3、 GB/T20801.4、 GB/T20801.5、 GB/T20801.6进行材料选用、设计、施工和验收。
（四）《工艺管道》ASME B31.3的管道流体分类
美国机械工程师协会标准《工艺管道》ASME B31.3中根据被输送流体的性质和泄漏时造成的后果，将化工厂和炼油厂工艺管道输送的流体分为D 类、M 类工况和性质介于二者之间的可燃（常规）流体工况。
流体工况类别确定后应按照ASME B31.3的有关章节的具体要求对输送该流体的管道进行设计、制造和检验。
三 管道组成件的设计基准
（一） 设计压力 （结合2.4.1题 P26）
1 管道组成件的设计压力，不应低于正常操作（时）过程中，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的压力。
注：最苛刻条件是导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件。 2 SH3059规定无安全泄压装置的离心泵排出管道的设计压力，应取以下两项中的较高值： l） 离心泵的正常吸入压力加泵进出口额定压差的1．2倍；
2） 离心泵的最大吸入压力加泵进出口额定压差。
3《工业金属管道设计规范》GB50316规定：离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和，即不应小于泵的关闭压力。
4 真空系统管道的设计压力，应取0.1MPa 外压。
（二） 设计温度 （结合2.4.2题 P26）
*1管道组成件的设计温度，不应低于正常操作（时）过程中，由压力和温度构成的最苛刻条件下的温度。
2 带夹套或外伴热的管道，当工艺介质温度高于伴热介质温度时，应取工艺介质温度作为设计温度; 当工艺介质温度低于伴热介质温度时，带夹套管道应取伴热介质温度作为设计温度，带外伴热管道应取伴热介质温度减10℃与工艺介质温度二者中较高值作为设计温度。
3 安全泄压管道，应取排放时可能出现的最高或最低温度作为设计温度。
4 需吹扫管道的设计温度，应根据具体条件确定。
管道的设计压力、设计温度的确定可按《工业金属管道设计规范》GB50316、《石油化工
管道设计器材选用通则》SH3059和具体的操作条件来确定。
推荐参考的设计压力和设计温度
管道设计压力：
除了工艺设计有特殊的条件或要求外，一般管道设计压力的确定，与“装有泄压装置的管道的设计压力不应小于泄压装置开启的压力”有关，常采用下面的公式计算：
P ≥P O ×1.1
P ≥P O ＋0.1
式中 P——设计压力，MPa （表压），取两者中大者；
P O ——正常最大工作压力，MPa （表压）。
管道设计温度：
《工业金属管道设计规范》GB50316《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059未提到设计温度的裕量。根据国内工程设计和国外引进工程的设计规定，金属管道的设计温度一般都按工作温度适当增加裕量，按下式计算，仅供设计参考:
T d ≥T o ＋30℃（用于T o =0～300℃） （1）
T d ≥T o ＋15℃（用于T o ＞300℃） （2）
对于：T o =-29～0℃，设计温度应按工艺条件来确定；
T o ＜-29℃，取T d = To 。
式中 Td ——设计温度，（℃）
To ——正常最高或最低工作温度，（℃）
按上式（2）计算结果会引起更高一档的材料时，从经济上考虑，允许按工程设计要求将15℃附加量减小，但应确认设计温度能满足工艺的要求。
（三）最苛刻条件的判定
判定式：P/［σ］t
P：设计压力 （MPa ）； ［σ］t ：设计温度下材料的许用应力（MPa ）
1同一管道系统多种工况操作时，P/［σ］t 最大值时的工况即是该管道系统的最苛刻条件。
如装置的开、停工工况、聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）装置原料精制系统管线的精制工况和再生工况（正常精制生产操作时压力4.0 MPa 左右、温度40℃；精制系统再生时压力0.6 MPa 、温度350℃）。
2在工程设计中编制“管道材料等级规定”时，常把材料相同但设计压力和设计温度不同的多条管道编制在一个管道等级内，比较各条管道P/［σ］值，几组设计参数中P/［σ］值最大的即是满足多条管道不同设计条件的最苛刻条件，以此作为这个管道等级的设计压力和设计温度。
（四）管道组成件的压力温度参数
1 以压力等级或公称压力表示，并规定了压力-温度参数的标准管道组成件其压力-温度参数应按相应标准确定。如国内外法兰、阀门的压力-温度等级。
2 以钢管壁厚系列（包括壁厚、表号或重量级别等表示方法）和额定磅级表示，但未规定压力-温度参数的标准管道组成件，其压力-温度参数，应根据与其许用应力相同的材料的无缝钢管减去附加裕量后的壁厚确定。如对焊管件、国标锻钢管件和ASME B16.11锻钢管件。
锻钢管件磅级额定值计算与管子表号（Sch. ）或管子重量壁厚代号的相互关系
（五）许用应力
1金属管道组成件的材料许用应力，应按现行《工业金属管道设计规范》GB50316和《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2的规定选用。
2管道柔性设计的应力限制，应符合现行《石油化工管道柔性设计规范》 SH/T3041的规定。 3计算临时荷载用的许用应力，应符合下列要求：
1）当在操作条件下的压力、重力及其他持续荷载产生的纵向应力与风荷载或地震荷载等临时荷载产生的应力组合时，材料许用应力不应大于现行《工业金属管道设计规范》GB50316规定值的1.33倍；
2）除另有规定外，在试验条件下管道中产生的应力，不应超过管道在该试验温度下许用应力的1.5倍。 t t
（六）管道设计寿命和最低公称压力
1管道设计寿命宜为15年。
2除另有规定外，对于有毒、可燃介质管道的法兰连接最低公称压力，应符合下列规定：
1） SHA级管道的公称压力，不宜低于5.0 MPa；
2） SHB、SHC 级管道的公称压力，不宜低于2.0 MPa。
3）《工业金属管道设计规范》GB50316规定：A1流体不应采用平焊法兰；法兰公称压力的选用宜留有大于或等于25%的裕量，且不应低于公称压力2.0 MPa。
四 管道器材选用
（一） 一般规定
1 管道材料，应根据管道级别、流体类别、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。
2 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。
3 管道组成件由内压产生的环向应力不得大于其最高设计参数（温度）下材料的许用应力。 4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。
设计温度下和试验条件下的管道应力的计算参见《钢制压力容器》GB150、《工业金属管道设计规范》GB50316、《输气管道工程设计规范》GB50251和《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH/T3501。不同规范的计算公式略有不同，计算时应注意。 8 高温管道钢材，应符合下列要求：
* 1）高温压力管道受压元件的钢材使用温度，不应超过现行《工业金属管道设计规范》GB50316和《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2中规定的材料许用应力值所对应的温度上限。
2）非受压元件的钢材使用温度，不应超过钢材的极限氧化温度。常用金属材料的抗氧化极限温度参见下表
常用金属材料的抗氧化极限温度
3）长期使用在高温条件下，碳素钢、碳锰钢、低温镍钢的使用温度不应超过425 ℃，0.5Mo 钢不应超过468 ℃，ASME 、ASTM 标准规定碳素钢和碳锰钢的使用温度不应超过427 ℃（800°F ）；（结合6.7.13题 P304）
碳素钢、碳锰钢、低温镍钢在高于425 ℃长期使用时，应注意钢中碳化物相的石墨化倾向。
因为在这种条件下，钢中的渗碳体会发生分解，Fe 3C →Fe ＋C （石墨），这一分解使钢中的珠光体部分或全部消失，使材料的强度和塑性下降，冲击韧性下降更大，钢材明显变脆。
4）含铬12％以上的铁素体不锈钢受压元件，使用温度不宜超过400 ℃；
5） 奥氏体不锈钢的使用温度高于540℃（铸件高于425℃）（525℃为培训教材上的温度）时，钢中含碳量不应小于0.04％，并且在固溶状态下使用。若含碳量太低，在高温下钢的强度会显著下降。因此，一般规定超低碳奥氏体不锈钢使用温度，304L （00Cr18Ni9）控制在400℃以下，316L （00Cr17Ni14Mo2）控制在450℃以下。（结合6.7.14题P305）
奥氏体不锈钢可按含碳量的多少进行分类，以最常用的18-8型不锈钢为例：含碳量较高的钢号有1Cr18Ni9（C ≤0.15%）；含碳量较低的钢号有0Cr18Ni10Ti （C ≤0.08%）；含碳量最低的钢号有00Cr19Ni10（C ≤0.03%）。通常将含C ≤0.08% 的奥氏体不锈钢称为低碳不锈钢；将含C ≤0.03% 的奥氏体不锈钢称为超低碳不锈钢。奥氏体不锈钢含碳量越低，耐晶间腐蚀性越好。故在耐晶间腐蚀用途中，以往含碳量较高而加有稳定化元素（Ti 、Nb ）的不锈钢已实际趋向淘汰。（注：本节所列奥氏体不锈钢牌号为旧牌号，设计应按《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》GB/T20878-2007的奥氏体不锈钢新牌号或新、旧牌号对照标注。） （结合6.7.2题P301）
《工艺管道》ASME B31.3规定奥氏体不锈钢的使用温度高于538℃（1000°F ）时，钢中含碳量应不小于0.04％，奥氏体不锈钢的使用温度高于538℃（1000°F ）时选用H 型不锈钢，如304 H 、310 H 、321 H 、347 H 不锈钢。GB/T20878《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》
有和ASTM 标准相对应的H 型不锈钢和耐热钢牌号，但该标准规定的牌号及化学成分只适用于制、修订不锈钢和耐热钢（包括钢锭和半成品）产品标准时采用。选用国产H 型不锈钢时应按照相应的不锈钢产品标准选用。国产H 型不锈钢规定含碳量为0.04%～0.10%，并没有对钢材晶粒度做出要求。ASTM 标准对H 型奥氏体不锈钢除规定含碳量为0.04%～0.10%外，对晶粒度也做出了规定要求，如H 型奥氏体不锈钢板和321 H 钢管晶粒度应符合用E112试验方法测定的ASTMNo7或更粗，310 H钢管晶粒度应符合用E112试验方法测定的ASTMNo6或更粗。
以上是我国奥氏体不锈钢和ASTM 标准奥氏体不锈钢一个较大的不同之处，设计选用时应予以注意。低碳奥氏体不锈钢高温使用的附加要求按GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》表2的规定。
**6）对操作温度等于或高于200℃，介质中含有氢气的碳钢及低合金耐热钢管道，应根据管道最高操作温度加20～40℃的裕量和介质中氢气的分压，按临氢作业用钢防止脱碳和微裂的操作极限（Ne1son 曲线）选择适当的抗氢钢材。（结合6.7.15题P305）
Ne1son （纳尔逊）曲线摘自API RP941-1997《炼油厂和石油化工厂用高温高压临氢作业用钢》。该标准规定在选择材料时应在相关曲线之下增加一定的安全储备，曲线温度一般取设计温度加28℃，曲线压力取设计压力加0.35MPa 。该标准一般7年修订一次，现行版本为2004年版。
设计温度≤230℃的含氢管道可选用碳钢。
*9 设计温度低于或等于-20℃的低温管道用钢材，除含碳量小于和等于0.10%且符合标准的铬镍奥氏体不锈钢在材料温度不低于－196℃时不做低温冲击试验外，其余钢材均应作夏比（V 型缺口）低温冲击试验。试验要求应符合《钢制压力容器》GB150和《工业金属管道设计规范》GB50316的规定。*低温压力管道是指设计温度低于或等于-20℃的压力管道（结合6.7.7题P302和6.1.4题P281），*注意冲击功Ak 和冲击值的区别。冲击试验有低温冲击试验和常温、高温冲击试验。
我国标准规定设计温度低于或等于-20℃的压力管道属于低温压力管道。ASTM 、ASME 标准规定设计温度低于或等于-29℃（-20°F ）的压力管道属于低温压力管道。GB50316和GB150标准规定设计温度低于或等于-20℃的压力管道属于低温压力（容器）管道。GB50235、SH3059和SH3501标准规定设计温度低于或等于-29℃的压力管道属于低温压力管道。
上述低温管道用钢材做低温冲击试验不包括“ 低温低应力工况” 。“ 低温低应力工况” 系指压力容器壳体及其受压元或受压的管道组成件的设计温度虽然低于或等于-20℃，但其环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6，且不大于50MPa 的工况。“环向应力小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6，且不大于50MPa ”是“ 低温低应力工况”的判据。见培训教材（6.7.9题 P304）
由于环境温度的影响，压力容器壳体或受压的管道组成件的金属温度低于或等于-20℃也应按低温管道设计。
注：环境温度系指压力管道使用地区历年来“月平均最低气温的最低值”。“月平均最低气温”系按当月各天的最低气温相加后除以当月的天数。
“低温低应力工况”的定义分别详见 《钢制压力容器》GB150附录C （标准的附录）“低温压力容器” 、《工业金属管道设计规范》GB50316、《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》GB/T20801.2和《钢制低温压力容器技术规定》HG20585。
《工业金属管道设计规范》GB50316和《钢制压力容器》GB150 “低温低应力工况”的定义相同，并同时规定，除抗拉强度下限值大于540MPa 的钢材及螺栓材料外，压力容器壳体及其受压元件或受压的管道组成件在低温低应力工况下，若设计温度加50℃后，高于-20℃时，压力容器和管道材料可免做低温冲击试验。
GB50316、GB150和GB/T20801.2、HG20585的 “低温低应力工况”定义不同。 GB/T20801.2规定：“ 低温低应力工况”系指同时满足下列各项条件的工况：
1 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%；
2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）；
3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GB/T20801.3-2006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。
HG20585中第2.0.4条规定：“低温低应力工况：系指容器壳体或受压元件在低温（≤－20℃）操作条件下一次总体薄膜应力σ降至GB150规定的材料许用应力〔σ〕与焊接接头系数φ乘积的75%以下的工况”。在满足上述定义的 “低温低应力工况”条件下，该标准中
规定了设计温度的调整值。
GB50316和GB150 附录C 规定：在附合 “低温低应力工况”下钢材可免做低温冲击试验；HG20585规定：在符合 “低温低应力工况”下，调整后的设计温度高于－20℃但低于0℃时，压力容器的钢材及其焊接接头的冲击试验温度应等于或低于调整后的设计温度，而其它设计、制造、检验要求可不必遵循本标准的规定；显然，HG20585关于在符合 “低温低应力工况”下，调整后的设计温度高于－20℃但低于0℃时，压力容器的钢材及其焊接接头需按调整后的设计温度进行低温冲击试验的规定，和GB150 附录C 的规定相比要求严格了。 *10 金属在应力（拉应力）和腐蚀性介质的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂为应力腐蚀破裂。常用金属材料易产生应力腐蚀破裂的环境组合见培训教材和有关的标准规范如《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059等。（结合6.5.3题 P285）
结合上述“拉应力”见培训教材（6.1.3题 P280）主要掌握金属的机械性能有哪些重要指标？并说明强度极限、屈服极限、延伸率三项指标的物理意义。*冲击功的定义。 *11 湿H 2S 应力腐蚀用钢（结合6.5.4题P286）
1） 当管道中介质所含H 2S 符合下列条件时，则为湿H 2S 应力腐蚀环境：
a 介质温度低于或等于（60+2P），P 为介质压力：MPa ；
b 介质中H 2S 分压大于或等于345Pa 。
c 介质中含有液相水或操作温度处于露点之下；
d 介质PH ＜6，但当介质中含有氰化物时pH 可大于7。
2） 在湿H 2S 应力腐蚀环境中，压力管道用材料应符合下列要求：
a 材料标准规定的屈服强度σs ≤355MPa ：
b 材料实测的抗拉强度σb ≤630MPa ；
c 材料使用状态应为正火、正火加回火、退火或调质状态；
（结合6.3.1题P282）全面说明金属的热处理方法，解释什么叫调质。
d 碳当量C E 限制：
--低碳钢和碳锰钢 CE ≤0.40%（C E ＝C%＋Mn/6%）；
--低合金钢（包括低温镍钢）C E ≤0.45%（ CE ＝C%＋Mn/6% +(Cr+Mo+V）/5%+(Ni+Cu)/15% ) ；
钢材焊接时，焊缝热影响区的一部分被加热至A c3（亚共析钢加热时，所有铁素体都转变
奥氏体的温度）以上，快速冷却后会被淬硬。钢材含碳量越高，热影响区的硬化与脆化倾向越大，在焊接应力作用下容易产生裂纹，钢的各种化学成分对钢淬硬性的影响通常折算成碳的影响，称为碳当量。
e 压力管道需经焊后热处理，热处理后焊缝（含热影响区）的硬度不大于200HB ； 《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501规定热处理后焊缝（含热影响区）的硬度值，不应超过母材标准布氏硬度值加100HB ，且符合下列规定：
--合金总含量小于3%，不大于270HB
--合金总含量3%～10%，不大于300HB
--合金总含量大于10%，不大于350HB
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 规定热处理后焊缝（含热影响区）的硬度值，当设计文件无明确规定时，碳素钢不宜大于母材硬度的120%，合金钢不宜大于母材硬度的125% 。
f 钢扳厚度大于20mm 时，应按《承压设备无损检测》JB/T4730进行超声波探伤，符合Ⅱ级要求；
g 选用镇静钢，可用钢材为Q235-B 、 Q235-C、20、20g 、16Mn 等。
硫化氢管道采用伴热，避免产生冷凝液而腐蚀管道，可用碳钢不用不锈钢。
(结合6.7.1题P301）解释镇静钢、沸腾钢的定义
酸性天然气系统和酸性天然气-油系统管道材料的选择，应符合《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》SY/T0599的规定。
12 Na0H溶液应力腐蚀用钢 (结合6.5.6题 P286）
1） 输送Na0H 的碳钢或低合金钢管道在一定的条件下，能引起碳钢材料的应力腐蚀开裂（碱脆）。影响碳钢产生应力腐蚀开裂的因素有碱液浓度、温度和材料中存在的残余应力等。 一般情况下，当Na0H 浓度和温度超出下列规定时，应对焊缝（含热影响区）进行消除应力热处理。
当Na0H 浓度和温度超出下列规定时，应考虑采用含镍合金
2）碳钢和镍合金钢在Na0H 溶液中的应用范围参见《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059附录D 。
13 液氨应力腐蚀环境用钢 (结合6.5.5题P286）
1) 当管道中介质为液氨，并符合下列条件时，则为液氨应力腐蚀环境：
a 介质为液态氨，含水量小于或等于0.2％，且有可能受空气(O2或CO 2）污染的场合； b 介质温度高于-5℃。
2）在液氨应力腐蚀环境中，使用低碳钢和低合金高强度钢（包括焊接接头）应符合下列要求：
a 对于Q235-B 、Q235-C 、20、16Mn 钢，应采取下列措施之一：
-- 焊后应进行消除应力热处理；
-- 控制焊接接头（包括热影响区）的硬度值不大于200HB （教材中为小于等于185HB ）； -- 使液氨含水量大于0.2%。
b 对于15MnV ，18MnMoNb 低合金高强度钢，焊后必须进行消除应力热处 理。
培训教材中液氨应力腐蚀环境用钢选用要求，除焊后热处理硬度值与湿H 2S 应力腐蚀用钢焊后热处理硬度值不一样外其他要求相同。
14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。用于焊接的碳钢、低合金钢的含碳量应当小于或者等于0.30％。SH3059规定含碳量大于0.24％的材料，不宜用于焊制管子及管件。“容规”规定在特殊情况下，如选用含碳量超过0.25%的钢材，应限定碳当量不大于0.45%。
15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。
奥氏体不锈钢与低熔点金属如铝、铋、锑、镉、镓、铅、锰、锡和锌及其化合物在高温（高于低熔点金属的熔点）下接触，将产生晶间腐蚀，应避免奥氏体不锈钢在350℃以上时与上述低熔点金属及其化合物接触。
奥氏体不锈钢无论是内部或外部与氯化物和其他卤化物之类的介质接触时，都可能产生应力腐蚀开裂。外部的损坏可能是由于隔热材料的选择和应用不当所致，或是来自墨水、油漆、票签、胶带、粘胶或其他含氯或卤素的附属物。奥氏体不锈钢隔热材料的选择应按现行标准《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GB50126和《覆盖奥氏体不锈钢绝热材料规范》GB/T17393的规定选用。
**奥氏体不锈钢管道的管托和有静电接地要求的奥氏体不锈钢管道，导线跨接或接地引线 应采用不锈钢板过渡，不应和不锈钢管道直接连接。
16 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。
17 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：
1）年腐蚀速率不超过0.05mm 的材料为充分耐腐蚀材料；
2）年腐蚀速率超过0.05mm ～0.1mm 的材料为耐腐蚀材料；
3）年腐蚀速率为0.1mm ～0.5mm 的材料为尚耐腐蚀材料；
4）年腐蚀速率超过0.5mm 的材料为不耐腐蚀材料。
18对于尚耐腐蚀材料，可根据技术经济比较，确定是在较大腐蚀裕量的条件下应用或者另选用较高级别的耐腐蚀材料，但不应选用不耐腐蚀材料。
19 碳素钢沸腾钢板Q235-A.F 和镇静钢板 Q235-A、B 、C 的适用范围有何不同？
（结合6.7.4题 P301）
现行版本《钢制压力容器》GB150 2002年4月16日发布的第1号修改单中，取消Q235-A.F 和Q235-A 钢号，压力容器不再使用上述两个钢号, 取消上述两钢号的原因是随着我国冶金技术的不断发展淘汰低性能的钢种，上述两钢号碳含量不作为交货条件且性能不稳定。GB/T700-2006《碳素结构钢》对上述两钢号碳含量做出了明确规定。
*1）《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TSG D0001-2009规定：
—碳素结构钢不得用于GC1级管道；
—沸腾钢和半镇静钢不得用于有毒、可燃介质管道，设计压力小于或者等于1.6MPa, 使用温度低于或者等于200℃，并且不低于0℃；
—Q215A 、Q235A 等A 级镇静钢不得用于有毒、可燃介质管道，设计压力小于或者等于1.6MPa,
使用温度低于或者等于350℃，最低使用温度按照GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》的规定；
—Q215B 、Q235B 等B 级镇静钢不得用于极度、高度危害有毒介质，设计压力小于或者等于3.0MPa, 使用温度低于或者等于350℃，最低使用温度按照GB/T20801.2-2006《压力管道规范 工业管道 第2部分：材料》的规定。
—沸腾钢、半镇静钢，厚度不得大于12mm ；A 级镇静钢，厚度不得大于16mm ；B 级镇静钢，厚度不得大于20mm 。
2）《工业金属管道设计规范》GB50316-2000（2008年版）规定：Q235A 、Q235B 、Q235C 镇静钢的最低使用温度下限为－10℃。
3）《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059-2001规定：
—碳素镇静钢板Q235A 的适用范围规定如下：
设计压力 ≤1.0MPa;
设计温度 0～350℃；
钢板厚度不大于16mm ；
不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道
—碳素镇静钢板Q235B 的适用范围规定如下：
设计压力 ≤1.6MPa;
设计温度 0～350℃；
钢板厚度不大于20mm ；
不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道。
— 碳素镇静钢板Q235C 的适用范围规定如下：
设计压力 ≤2.5MPa;
设计温度 0～400℃；
钢板厚度不大于30mm ；
不得用于液化烃，毒性程度为高度、极度危害介质的管道。
20剧烈循环条件下的管道组成件应符合的一些特殊要求（P310 6.8.17题 ）
剧烈循环条件是指管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍的许用位移应力范围，而且
在管道组成件的使用寿命期间内的当量循环次数大于7000或由设计确定的产生相等效果的条件。由管道热膨胀产生的位移所计算的应力称为位移应力范围，从最低温度到最高温度的全补偿值进行计算的应力，称为计算的最大位移应力范围。
剧烈循环条件下的管道组成件应满足下列特殊要求：
1）宜采用锻造件和/或无缝管件；
2）采用轧制焊接件时，焊接接头系数不应小于0.9；
3）采用钢铸件时，铸造质量系数不应小于0.9；
4）不锈钢管件的壁厚不得低于国家标准GB50316 D.0.1规定的最小壁厚；
5）不应选用大于DN40的承插焊接头；
6）螺纹连接仅限用于温度计套管；
7）不应采用平焊法兰，应采用对焊法兰，且法兰连接用的螺栓或螺柱应采用合金钢的材料；
8）斜接弯头（管）的一条焊缝改变方向的角度不应大于22.5°。
（二）管道连接
*1 除安装、维护、检修必须拆卸处外（如与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外），管道应采用焊接连接，并应符合下列规定：
l） 公称直径小于或等于40mm 的管道，宜采用承插焊连接，承插焊连接不应用于可能发生缝隙腐蚀介质的管道；
2） 公称直径等于或大于50mm 的管道宜采用对焊连接。
2 除镀锌管道外，螺纹连接宜用于公称直径小于或等于40mm 的管道，并应符合下列规定： ** l） 管螺纹应符合现行《60°密封管螺纹》GB/T12716或《55°密封管螺纹 第1部分圆柱内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.1和《55°密封管螺纹 第2部分圆锥内螺纹与圆锥外螺纹》GB/T7306.2的规定； （结合6.8.11题 P308）
3） 对水、低压蒸汽和空气系统管道的螺纹连接，可使用密封剂或密封带；
4） 对工艺介质及介质渗透性较强或对泄漏率控制较严的管道，可采用密封焊；
密封焊时不得使用密封剂（填料），密封焊缝应覆盖全部露出的螺纹。
密封焊缝仅可以用于防止螺纹接头的泄漏，不应要求其能承担接头的任何强度。
5）可能发生应力腐蚀或由于振动、压力脉动及温度变化等可能产生交变荷载的部位，不宜采用螺纹连接。
6）可能产生缝隙腐蚀、严重冲蚀或循环荷载的工况，应避免采用螺纹接头。
7）表号Sch.5、10、5S 、10S 璧厚管子不允许加工密封管螺纹。
3 法兰连接型式应根据管道设计压力、设计温度、介质特性及泄漏率等要求选用。 4 除设计另有规定外，活接头不宜用于有毒介质管道。
5连接不同压力等级管道的阀门、法兰等管道组成件，应按苛刻条件选用。
管道和管道组成件常用的连接方式有哪些？各有何特点？（见6.8.14题 P309）
（三）管道分支
1支管和主管连接，除支管通过加强管接头（支管台）与主管连接和支管连接处作为一个整体受压元件设计、制造并经检验合格外，均应进行开孔补强计算校核，并根据计算校核结果采取相应的补强措施。
2支管通过加强管接头（支管台）与主管连接是指将一个螺纹、承插焊或对焊的管接头或半管接头（支管台）直接焊于主管上而制成，螺纹、承插焊支管台用于直径小于等于DN40（NPS1-1/2）的支管连接。螺纹、承插焊支管台在任何情况下其额定等级应大于等于2000Lb 。 3直接焊接在主管上的支管连接，不宜用于有机械振动、压力脉动和温度急剧变化的部位及设计温度超过425℃的管道，当支管连接处承受由于支管热变形，外荷载及支架位移等引起的应力时，应对附加荷载在支管连接处产生的影响进行分析并采取必要的加强措施。
4设计压力等于或大于2.0MPa 、设计温度超过250℃以及支管与主管公称直径之比大于0.8，或承受机械振动、压力脉动和温度急剧变化的管道分支，应采用等径异径三通；公称直径小于或等于40mm 的管道，应采用承插焊（或螺纹）锻制三通；公称直径等于或大于50mm 的管道，应采用对焊三通、对焊加强管接头（对焊支管台）或嵌入式（鞍型）支管接头。
五 管道组成件的选用
（一） 管子
1 管子分为金属管和非金属管。钢管根据制造方法不同分为无缝钢管和焊接钢管两大类。无缝钢管又有流体输送用钢管和结构用钢管之分，结构用钢管主要用于一般金属结构，要求保证强度与钢度，而流体输送用钢管除了要保证有符合要求的强度与钢度外，还要求保证密闭
性，因此要求逐根管子进行水压试验。
* 压力管道应采用流体输送用钢管。（见6.8.3题 P305），
2 常用国产无缝钢管按下列钢管标准选用：
1）GB/T8163-2008 输送流体用无缝钢管
2）GB3087-2008 低中压锅炉用无缝钢管
3）GB9948-2006 石油裂化用无缝钢管
4）GB5310-2008 高压锅炉用无缝钢管
5）GB6479-2000 高压化肥设备用无缝钢管
6）GB/T18984-2003 低温管道用无缝钢管
7）GB/T14976-2002 流体输送用不锈钢无缝钢管
8）GB13296-2007 锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管
-45℃～-100℃低温管道应符合《低温管道用无缝钢管》GB/T18984的规定, 但和该钢管标准配套的国内对焊及锻钢管件标准尚不完善。
按GB/T8163、GB3087、GB9948制造的碳钢及低合金钢钢管只能用于设计压力小于10.0MPa 的压力管道。设计压力大于等于10.0MPa 的压力管道用钢管应采用符合GB6479或GB5310、GB/T14976要求的无缝钢管。
《工业金属管道设计规范》GB50316 5.2.4条规定：当无缝钢管用于设计压力大于或等于10.0MPa 时，碳钢、合金钢管的出厂检验项目应不低于现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB6479的规定，不锈钢管的出厂检验项目应不低于现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976的规定。
GB/T8163钢管应用最为广泛，一般用于设计温度小于350℃，设计压力为中低压的油品、油气和公用物料管道；GB5310、GB3087钢管主要用于高、中、低压锅炉的水、汽管道；GB6479、GB9948钢管用于石油化工、石油炼制、化肥工业的油品、油气、临氢管道、油气混氢管道；GB6479的10#、16Mn 钢管，GB/T8163的Q345E 级钢管可用于-30℃～-40℃的低温管道；因此GB6479和GB5310的使用范围是不一样的，GB6479的使用范围更为广泛。
3 常用国产焊接钢管按下列钢管标准选用：
1）GB/T3091-2008 低压流体输送用焊接钢管
注：GB/T3091现行标准增加了直缝埋弧焊接钢管
2）GB/T13793-2008 直缝电焊钢管
3）SY/T5037-2000 低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管
4）GB/T9711.1-1997 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
5）GB/T9711.2-1999 石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第2部分：B 级钢管
6）GB/T9711.3-2005 石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第3部分：C 级钢管 注：GB/T9711.1、GB/T9711.2和GB/T9711.3钢管包括相应钢级的无缝钢管
7）GB/T12771-2008 流体输送用不锈钢焊接钢管
8）HG20537.1-92 奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定
9）HG20537.2-92 管壳式换热器用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求
10）HG20537.3-92 化工装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求
11）HG20537.4-92 化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求
钢板焊制钢管（板焊管）国内尚无标准，板焊管制造标准可暂参照ASTM A671《常温和低温用电熔焊钢管》、ASTM A672《中温和高压用电熔焊钢管》和ASTM A691《高温和高压用碳素钢和合金钢电熔焊钢管》，或按照《石油天然气工业输送钢管》GB/T9711的规定要求制造。如按照《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235第4.3条和《工业金属管道设计规范》GB50316附录J 的现场制造钢板卷管的规定要求制造，还应提供其他的技术要求。 4 钢管规格应符合以下标准：
1）GB/T17395-2008 无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差
2）GB/T21835-2008 焊接钢管尺寸及单位长度重量
现行的GB/T8163-1999、GB3087-1999、GB6479-2000、GB/T18984-2003、GB 9948-2006、GB/T14976-2002钢管标准均不再给出钢管的规格尺寸，在各自的标准中分别指出按GB/T17395-2008 《无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差》中的相应规格尺寸来制造钢管。现行的GB/T3091-2008、GB/T13793-2008、GB/T12771-2008焊接钢管外径和壁厚均应符合GB/T21835-2008《焊接钢管尺寸及单位长度重量》的规定。可以说GB/T17395-1998是统一我国无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差的规范性标准，GB/T21835-2008是统一我国焊接钢管尺寸及单位长度重量的规范性标准。
2）SH3405-1996 石油化工企业钢管尺寸系列（现正在修订、ISO4200）
3）HG20553-93 化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列（现正在修订）
5 除仪表连接管、蒸汽伴营和特殊要求者外，管子最小公称直径应为15mm ，且管子内径不应小于6mm 。
6 输送极度危害介质、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管道，宜选用无缝钢管。碳钢、低合金钢无缝钢管应符合现行《输送流体用无缝钢管》GB ／T8163、《低中压锅炉用无缝钢管》GB3087、《高压锅炉用无缝钢管》GB5310、《石油裂化用无缝钢管》GB9948、《化肥设备用高压无缝钢管》GB6479、《石油天然气工业输送钢管》GB/T9711.1～3和《低温管道用无缝钢管》GB/T18984的规定，不锈钢无缝钢管应符合《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB ／T14976的规定。
7 除产品标准明确规定，并经设计确认可用于压力、温度参数较高或特定条件外，焊接钢管，宜按下列规定选用：
1） 电阻焊碳钢直缝钢管，宜用于设计温度不超过200℃的无毒介质管道。
2） 螺旋缝埋弧焊钢管主要用于设计温度不超过300℃的非极度、高度危害介质管道。
3） 电弧焊直缝钢管的使用温度，碳钢不宜超过425℃，奥氏体不锈钢不宜超过600℃。
4）石油天然气管道工程：输油管道应符合《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》GB/T9711.1的要求；输送天然气管道应符合《石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第2部分 B级钢管》GB/T9711.2的要求；对于特殊恶劣条件如海洋、低温和/或酸性环境下可燃流体输送用钢管，应符合《石油天然气工业输送钢管 交货技术条件第3部分 C 级钢管》GB/T9711.3的要求。
8 常用钢种无缝钢管使用温度宜按下表
**9 钢管公称壁厚的表示方法有几种，意义是什么。 （见6.8.4题 P306）
钢管公称壁厚的表示方法主要有三种：
1）以管子表号表示公称壁厚，
ASTM B36.10M《焊接和无缝轧制钢管》、日本JIS 标准和ASTM B36.19M《不绣钢钢管》用此方法表示，常用“Sch. ”标示，不绣钢钢管表号后加“S ”。中石化标准SH3405《石油化工企业钢管尺寸系列》也用此方法表示。
2）以管子重量表示公称壁厚；
ASTM B36.10M《焊接和无缝轧制钢管》用此方法表示，标准重量管以“STD ”表示； 加厚管以“XS ” 表示；特加厚管以“XXS ”表示。
当NPS ≤10in 时，标准重量管“STD ”与管子表号Sch.40管壁厚度相同；NPS ≤8in 时加厚管 “XS ” 与管子表号Sch.80管壁厚度相同；NPS ＞10in 时，所有管径的标准重量管“STD ”的管壁厚均为3/8in（9.53mm ）；NPS ＞8in 时，所有管径的加厚管“XS ”的管壁厚均为1/2in（12.7mm ）；NPS ≤6in 时，特加厚管“XXS ” 管壁厚度＞Sch.160管壁厚度；特加厚管“XXS ” 管径最大到NPS12in ；NPS ＞6in 时，特加厚管“XXS ” 管壁厚度＜Sch.160管壁厚度。
3）以钢管壁厚值表示公称壁厚。
中国、ISO 和日本部分钢管标准采用钢管壁厚值表示
11 受内压直管壁厚的确定
1）当S 0＜ D 0/6或P/[σ] φ≤0.385时，管子的计算壁厚按下式计算：
S 0=PD 02[δ]φ+2PY t t
式中 S0--管子的计算壁厚（mm ）
P--设计压力（MPa ）
D0--管子外径
［σ］--设计温度下管子材料的许用应力（MPa ）
φ--焊缝系数，对无缝钢管取1 t
Y--温度对计算管子壁厚公式的修正系数，不同温度下的修正系数详见有关标准， 温度≤482℃时铁素体钢、奥氏体钢修正系数取0.4。
对于S 0≥ D 0/6或P/[σ]t φ＞0.385的管子，其计算壁厚，应根据断裂理论、疲劳、热应
力及材料特性等因素综合考虑确定。
管子壁厚的附加裕量（C ）包括：腐蚀裕量（C 1）、螺纹深度（C 2）、壁厚负扁差（S 1×A ）
（二） 阀门
1 除设计另有规定外，工艺物料及有毒、可燃介质管道用阀门，应选用石油化工钢制通用阀门（按《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》SH/T3064的规定选用）及API 、ASME 、BS 、ISO 阀门。阀门的基本要求应符合《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059表7.2.1-1、表7.2.1-2所列阀门标准的规定。
2 用于工艺物料及极度危害介质、高度危害介质、可燃介质管道的球阀、旋塞阀及其他通用结构的特种阀门，应有防火，防静电结构。
3 具有软质密封的阀门，其密封件的压力-温度参数应符合管道设计条件的要求。
国标阀门的压力-温度等级应符合GB/T12224-2005《钢制阀门 一般要求》的规定。
API 标准阀门应符合API 阀门标准或ASME B16.34压力-温度等级。API 标准的阀门的阀
体厚度大于ASME16.34标准阀门的阀体厚度，API 标准阀门为石油天然气和石油化工专用阀门标准，ASME16.34为通用阀门标准。 采用软密封材料如橡胶、聚四氟乙烯等其他非金属密封材料的阀门，其使用温度应符合
所采用的软密封材料允许使用温度的规定，其设计压力应符合阀门标准的规定，常用的软密封阀门有软密封球阀、碟阀、旋塞阀等阀门。软密封阀门应按设计温度对阀体进行校核、按最高操作温度和制造厂提供的软密封阀门的压力-温度等级对软密封阀座进行校核。
采用软密封材料或当焊接及热处理时可能损坏密封面或影响密封性能的焊接阀门，焊接阀门时所采用的焊接顺序、焊接工艺以及任何热处理都应能保证阀座的紧密性不被破坏。DN ≥40的阀门加长对焊端的长度应能避开热影响区。
端部焊接（承插焊、螺纹密封焊或对焊）的小型（DN ≤40）阀门，采用软密封材料或当焊接及热处理过程中阀座会变形时，应选用加长阀体或端部带短管的阀门，加长短管应在制造厂阀门装配前完成，短管壁厚不应小于接管壁厚且应满足阀门压力-温度等级的要求。 4 用于高温或低温流体阀门（止回阀除外），应采用改善填料使用条件的阀盖伸长的结构形式。
5 带螺纹阀盖的阀门，不应用于极度、高度危害介质和液化烃管道。
6通用阀门规格书应包括哪些内容？国内现行阀门型号表示方法不能说明阀门的属性。（见
6.8.32题P313）
8阀门出厂前，一般要根据什么标准进行哪些试验？试验要求如何？（见6.8.35题P314） 壳体试验压力，一般采用温度不超过52℃的水或粘度不大于水的非腐蚀性的流体，以38℃时1.5倍的公称压力进行。
低压密封试验，一般采用空气或惰性气体，以0.5～0.7MPa 压力进行。
具有上密封结构的阀门，应逐个对上密封进行试验，试验压力为公称压力的1.1倍，试验时应关闭上密封，并松开填料压盖，停压4分钟，无泄漏为合格。
阀门选择的原则是什么？阀门的选择一般根据哪些因素确定？（6.8.23题P311）
国外阀门标准近期修定比较频繁，ISO17292：2004《石油、石油化工和相关工业用钢制球阀》替代BS5351《石油、石油化工和相关工业用钢制球阀》；ISO15761：2002《石油和 天然气工业用公称尺寸小于等于DN100的钢制闸阀、截止阀和止回阀》替代BS5352《石油、石油化工和相关工业用50mm 及以下尺寸的钢制楔形闸阀、截止阀和止回阀》；API602《紧凑型钢制闸阀》修订为API602-2005/ ISO15761-2002《石油和天然气工业用公称尺寸小于等于DN100的钢制闸阀、截止阀和止回阀》；API600《石油和天然气工业用螺栓连接阀盖钢制闸阀》
修订为API600/ ISO10434《石油和天然气工业用螺栓连接阀盖钢制闸阀》。
（三） 管件
1弯头、三通、异径管、管帽等管件的材质、压力等级或壁厚规格应与所连接管子一致或相当，并应符合下列要求：
1） 钢制无缝管件，应符合现行《钢制对焊无缝管件》SH 3408、《钢制对焊无缝管件》GB/T12459（该标准现行有效版本为2005版本）、《碳钢、低合金钢对焊无缝管件》HG/T21635、《钢制对焊管件》SY/T0510和《优质钢制对焊管件规范》SY/T0609等标准的规定。《钢制对焊无缝管件》SH 3408和《钢制对焊无缝管件》GB/T12459的区别：《钢制对焊无缝管件》SH 3408管件的无损检验分为Ⅰ级和Ⅱ级管件，对Ⅰ级管件应逐件按JB4730进行渗透检测或磁粉检测，检验结果以Ⅰ级为合格；对Ⅱ级管件，检验数量不应少于5%（不锈钢管件不应少于10%），检验结果以Ⅱ级为合格。《钢制对焊无缝管件》GB/T12459管件的无损检验规定：碳钢、不锈钢材料的三通、四通和合金钢材料的各类管件产品应逐件按JB4730进行渗透检测或磁粉检测，检验结果以Ⅰ级为合格。应注意的是，重要管道（SHA 、SHB 、SHC 级管道）按SH 3408选用的管件在材料表中应注明Ⅰ级管件。Ⅱ级管件可不标注。
修改采用《优质锻制对焊管件技术条件》MSS SP-75的标准《优质钢制对焊管件规范》SY/T0609-2006于2007年1月1日实施。
《异径短节及管塞》MSS SP-95国内已有修改采用的标准SH/T3419-2007《钢制异径短节》。
2） 钢制有缝管件，应符合现行《钢板制对焊管件》SH 3409、《钢板制对焊管件》GB/T13401、《钢制有缝对焊管件》HG/T21631、《钢制对焊管件》SY/T0510和《优质钢制对焊管件规范》SY/T0609等标准的规定。
3） 钢制锻造管件，应符合现行《锻钢制承插焊管件》SH 3410、《锻制承插焊和螺纹管件》GB/T14383（《锻钢制螺纹管件》GB/T14626和《锻钢制承插焊管件》GB/T14383合并为《锻制承插焊和螺纹管件》GB/T14383-2008）、《锻钢制承插焊管件》HG/T21634等标准的规定。
4） 锻钢制支管座（台）（加强管接头），应符合《锻钢制承插焊、螺纹和对焊支管台》HG/T21632和《钢制承插焊、螺纹和对焊支管座》GB/T19326等标准的规定。
2 弯头宜选用长半径（R ＝1.5DN ）弯头，当采用短半径（R ＝1.0DN ）弯头时，其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍。（见6.8.13题P309）
3 斜接弯头的弯曲半径，不宜小于其公称直径的1.5倍，斜接角度大于45°的斜接弯头，不
宜用于极度危害介质、高度危害介质、可燃介质管道或可能承受由于机械振动、压力脉动及温度变化产生交变荷载的部位。（见6.8.12题P309）
（四）法兰
1 法兰的选用 （结合6.6.5题 P291、6.6.6题 P292）
1） 法兰型式、结构尺寸应符合国家标准《钢制管法兰》GB/T9112～9124、石化行业标准《石油化工钢制管法兰》SH /T3406、化工行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635和机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T74～90标准的规定。
法兰的连接型式有：对焊连接、承插焊连接、螺纹连接、松套连接、平焊连接五种型式。 法兰的密封面型式有：全平面、凸台面、环连接面、凹凸面、榫槽面五种型式。（6.6.6题 P292）
对于美洲体系的法兰常用的法兰密封面型式有凸台面、环连接面。凹凸面、榫槽面仅用于阀盖与阀体等构件内部连接部位，极少用于配管和阀门连接。
2） 法兰许用工作压力应根据法兰标准中所列的压力-温度等级确定。
法兰的压力-温度等级表示法兰工作温度与最高无冲击工作压力的关系。如果将法兰公称压力所对应的温度定义为基准温度，不同的法兰标准和不同的法兰材料所选定的基准温度也不同。
国家标准《钢制管法兰》GB/T9112～9124、化工行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635分为PN 系列（欧洲体系）和CIass 系列（美洲体系）两个体系。两标准中的欧洲体系法兰又根据适用的钢管外径不同划分为系列A 、系列B （化工行业标准）和系列Ⅰ、系列Ⅱ（国家标准）两个系列，系列A （系列Ⅰ）连接的钢管外径为国际通用系列（英制管、俗称大外径管），系列B （系列Ⅱ）连接的钢管外径为原来国内常用系列（公制管、俗称小外径管）。美洲体系连接的钢管外径为国际通用系列（英制管、俗称大外径管）。欧洲体系压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤20℃，美洲体系压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤38℃。
石化行业标准《石油化工钢制管法兰》SH 3406连接的钢管外径为《石油化工企业钢管尺寸系列》SH 3405规定的外径，该钢管外径为圆整后的国际通用系列钢管外径，法兰压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤20℃。
机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T74～90分为系列Ⅰ、系列Ⅱ两个系列，两个系列法兰密封面尺寸相同，各别规格的法兰外径和螺栓孔直径不同。连接的钢管外径为原来国内常用系列（公制管、俗称小外径管）。法兰压力-温度等级中公称压力所对应的温度为≤200℃。
“管道材料等级规定”中的压力-温度等级并非完全意义上的法兰的压力-温度等级，而是由法兰的压力-温度等级和通过计算壁厚的管子的压力-温度等级两种压力-温度等级。
ASME B16.47大直径管钢制法兰（NPS26～NPS60）包括两个系列的法兰尺寸，A 系列规定了一般用途的法兰尺寸，B 系列规定了小型法兰尺寸。在该规范中MSS SP-44法兰被指定为A 系列法兰，API605法兰被指定为B 系列法兰。
原HG 化工行业标准美洲体系、SH 石化行业标准大直径法兰（接管直径≥DN650～1500）基本上按照ASME B16.47的B 系列法兰，相当于API605法兰。2009年版的化工行业法兰标准增加了MSS SP-44的A 系列法兰。
对焊法兰应按照法兰标准的要求注明法兰对焊端的厚度或连接管子的表号。
3） 当管道法兰连接承受附加外荷载时，法兰设计压力应不小于《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059的有关规定或参考教材（见6.8.9题 P308）的规定。
4） 工艺物料、有毒介质、可燃介质管道不得采用板式平焊法兰。
5） 承插焊法兰不得使用在可能发隙缝腐蚀或严重腐蚀处。
6） 在可能发生隙缝腐蚀、严重腐蚀或剧烈循环条件下，不得采用螺纹法兰。
7） 公称压力小于或等于2.0MPa 的标准管法兰, 采用缠绕式垫片或金属环垫时，宜选用对焊式或松套式法兰。
* 8） 在剧烈循环工况下，应选用对焊式法兰。
9） 凸台面法兰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。
** 10） 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为准。
分为以下几种情况：
-- 同一个法兰标准连接尺寸相同而压力等级不同的法兰相连接
-- 法兰标准不同，连接尺寸相同而压力等级相同的法兰相连接，如JB 法兰和GB 、HG 欧洲
体系的法兰相连接
-- 在ASME 标准中公称压力相同的法兰和带法兰的阀门相连接，要注意有的材质法兰和阀门的压力-温度等级的不同，如公称压力相同的ASME B16.5标准A350 LF-2法兰和ASME B16.34标准A350 LCB 带法兰阀门，在温度低于200～350℃时，阀门的压力-温度等级低于法兰的压力-温度等级
11）以标准管法兰盖作异径法兰时，开孔直径是有一定的限制的。应符合《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059和HG20592～20635的要求。
12）有频繁大幅度温度循环的条件下，承插焊法兰和螺纹法兰不宜用于高于260℃及低于-45℃。
（五）垫片 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因素确定。
**2常用法兰密封垫片有：非金属垫片、半金属垫片、金属垫片三大类。（见6.8.5题 P306） -- 非金属垫片：钢制管法兰用非金属垫片的材料通常包括：
A 天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶；
b 石棉橡胶板（GB3985的XB350，XB450）和耐油石棉橡胶板（GB539的 NY400）； c 非石棉纤维橡胶板；
d 聚四氟乙烯板、膨胀聚四氟乙烯板或带、填充或改性聚四氟乙烯板；
e 高温云母复合板；
f 聚四氟乙烯包覆垫片。
-- 半金属垫片：缠绕垫片、金属包覆垫片、柔性石墨复合垫片、齿形组合垫、柔性石墨金
属波齿复合垫片
-- 金属垫片：金属环垫（八角形、椭圆形）、透镜垫
4 常用垫片选用
1）非金属平垫片：
a 非金属垫片适用于一般工艺介质管道法兰密封，其最高公称压力不应超过5.0MPa ，使用温度取决于垫片材料。
b 非金属平垫片应符合《管法兰用石棉橡胶板垫片》SH/T3401、《钢制管法兰用非金属平垫片（欧洲体系）》HG20606 、《钢制管法兰用非金属平垫片（美洲体系）》HG20627、《管
路法兰用石棉橡胶垫片》JB/T87、《管法兰用非金属平垫片 技术条件》GB/T9129和《管法兰用非金属平垫片 尺寸》GB/T9126等标准的规定。
2）聚四氟乙烯包覆垫片
a 聚四氟乙烯包覆垫片，适用于耐腐蚀、防粘结和要求清洁度高的管道，其最高公称压力为5.0MPa ，最高使用温度为150℃。
b 聚四氟乙烯包覆垫片应符合《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》SH/T3402、《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（欧洲体系）》HG20607 、《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（美洲体系）》HG20628和《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》GB/T13404等标准的规定。
3） 柔性石墨复合垫片
a 柔性石墨复合垫片的最高公称压力为10.0MPa ，可用于高温450℃～650℃。根据金属芯板材料的不同可在-196℃～650℃之间选用。
b 柔性石墨复合垫片适用于水、油品、溶剂、酸、碱、氢气、油气、高温烟气、蒸汽等各种强腐蚀性、渗透性介质。
c 柔性石墨复合垫片应符合《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片（欧洲体系）》HG20606 、《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片（美洲体系）》HG20627、《管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片 尺寸》GB/T19675.1和《管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片 技术条件》GB/T19675.2等标准的规定。
4）缠绕式垫片
*a 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、受机械振动或压力脉动的管道。见（6.8.6题 P307）
b 凸台面法兰应采用带（内）外环型缠绕式垫片；凹凸面法兰应采用带内环型缠绕式垫片；榫槽面法兰应采用基本型缠绕式垫片；公称压力等于或大于15.0MPa 和较大直径的凸台面法兰应采用带内外环型缠绕式垫片。
c 缠绕式垫片内环材料应满足流体介质和管道设计温度的要求；外环材料应满足管道设计温度的要求；
d 缠绕式垫片应符合《管法兰用缠绕式垫片》SH/T3407、《钢制管法兰用缠绕式垫片（欧洲体系）》HG20610 和《钢制管法兰用缠绕式垫片（美洲体系）》HG20631、《管路法兰用缠
绕式垫片》JB/T90、《缠绕式垫片 分类》GB/T4622.1《缠绕式垫片 管法兰用垫片尺寸》GB/T4622.2和《缠绕式垫片 技术条件》GB/T4622.3等标准的规定。
5）齿型组合垫：齿型组合垫兼有软质垫片的压紧比压小和金属垫片的强度高、弹性好等优点，在具有同样的密封效果时，螺栓荷载较小，适用于中、高压及高温管道法兰的密封。 a 齿型组合垫的使用温度应符合金属齿型环材料的要求，最高使用温度为650℃（用于氧化性介质时，最高使用温度为450℃）。
b 齿型组合垫应符合《钢制管法兰用齿型组合垫（欧洲体系）》HG20611 和《钢制管法兰用齿型组合垫（美洲体系）》HG20632、《柔性石墨金属波齿复合垫片 分类》GB/T19066.1、《柔性石墨金属波齿复合垫片 管法兰用垫片尺寸》GB/T19066.2和《柔性石墨金属波齿复合垫片 技术条件》GB/T19066.3等标准的规定。
6）金属包覆垫片
a 金属包覆垫片适用于较高温度介质。最高使用温度应符合所使用材料的要求。
b 金属包覆垫片应符合国标《管法兰用金属包覆垫片》GB/T15601和《钢制管法兰用金属包覆垫片（欧洲体系）》HG20609 、《钢制管法兰用金属包覆垫片（美洲体系）》HG20630等标准的规定。
7）金属环垫：金属环垫适用于高温、高压管道法兰的密封。
a 金属环垫的使用温度应符合金属环材料的要求。
b 金属环垫材料硬度值应比法兰材料硬度值低30～40HB 。
c 金属环垫应符合《管法兰用金属环垫》SH/T3403、《钢制管法兰用金属环垫（欧洲体系）》HG20612 、《钢制管法兰用金属环垫（美洲体系）》HG20633、《管路法兰用金属环垫》JB/T89-94、和《钢制管法兰用金属环垫 尺寸》GB/T9128和《钢制管法兰用金属环垫 技术条件》GB/T9130等标准的规定。
（六）法兰连接用紧固件
1 法兰连接用紧固件，应能保证垫片达到初始密封条件，并在整个操作过程中保持垫片的密封性。
2 钢制管法兰用紧固件按材料的不同分为高强度紧固件、中强度紧固件和低强度紧固件三类。紧固件的常温抗拉强度不低于800MPa 的为高强度紧固件，常温屈服强度小于或等于240MPa 的
为低强度紧固件，低强度紧固件仅适用于法兰公称压力等级小于或等于PN40、Class300（PN50）的法兰连接，并应注意和垫片的配合。
**3 紧固件材料应根据法兰连接的设计条件和选用的垫片种类决定。
4 商品级六角头螺栓及1型六角螺母的使用条件应符合下列要求：
4.1 公称压力等级小于或等于PN16、Class150（PN20）；
4.2 非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合；
4.3 配用非金属平垫片。宜用于PN ≤2.0MPa 法兰的连接。PN ＞2.0MPa 或高温条件下应采用全螺纹螺柱或等长双头螺柱。
5 商品级等长双头螺柱及Ⅰ型六角螺母的使用条件应符合下列要求：
5.1公称压力等级小于或等于PN40；
5.2非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合
6 除上述4、5两条外，应选用专用级全螺纹螺柱和Ⅱ型六角螺母、专用螺母。
7 经变形硬化的奥氏体不锈钢紧固件用于非软质垫片法兰连接时，应验算紧固件承载能力是否能符合连接要求，且使用温度不得超过500℃。
8 紧固件应符合《管法兰用紧固件》SH3404、《钢制管法兰用紧固件（欧洲体系）》HG20613 、《钢制管法兰用紧固件（美洲体系）》HG20634和《管法兰连接用紧固件》GB/T9125等标准的规定。
9 35CrMo 螺栓用于-20℃以下低温时，应进行设计温度下的低温V 形缺口冲击试验，其3个试样的冲击功Akv 平均值不应低于27J ，并应在订货合同中注明。《压力管道规范 工业管道 第2部分 材料》GB/T20801.2规定：“35CrMo 小于等于M64的螺栓设计温度大于等于-46℃、大于M64的螺栓设计温度大于等于-40℃可免除低温冲击试验。
（七）法兰、垫片和紧固件的选配
1 法兰、垫片和紧固件的选配参照《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059、《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定PN 系列（欧洲体系）》HG/T20614和《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定Class 系列（美洲体系）》HG/T20635的规定执行。
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