管道焊接技术要求

金属管道种类繁多、数量大,使用工况千差万别。我国不同行业采用不同的应用标准体系,标准之间差别很大。当然,由于金属管道的工况,如温度、压力、介质、环境等不同,标准有差距是客观存在的。例如,电力电站管道高压、高温、蒸汽介质居多;石化、石油管道受压、腐蚀介质居多;化工行业管道还有剧毒介质(如);机械行业压力容器,按使用情况及工况分成低压、中压、高压、超高压,按容器类别分成第一类压力容器、第二类压力容器、第三类压力容器。船舶管道有高压的蒸汽管道、主机冷却的海水管道(承压及受腐蚀)、污水管道(承压及受高温)、燃油输送管道、压缩空气管道等,在不同的工况条件下运行。以下择要介绍一些基本标准。
一、压力管道分类
1.  压力管道的定义
压力管道是指在生产、生活中使用的可能引爆或中毒等危险性较大的特种设备及管道。
①      输送GB5044①《职业性接触毒物性危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质的管道。
②      输送GB5016②《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道。
③      最高工作压力不小于0.1MPa(表压,下同),输送介质为气(汽)体及液化气体的管道。
④      最高工作压力不小于0.1MPa,输送介质为可燃、易焊、有毒以及有腐蚀性或高温工作温度不小于标准沸点的液体管道。
⑤      上述四项规定管道的附属设施(弯头、大小头、三能、管帽、加强管接头、异径短管、管箍、仪表管、嘴、漏斗、快速接头等管件;法兰、垫片、螺栓、螺母、限流孔板、盲板、法兰盖等连接件;各类阀门、过滤器、流水器、视镜等管道设备,还包括管道支架以及安装在压力管道上的其他设施)。
① GB5044分为四级(与99容规相同):极度危害(1级)<0.1mg/m3;高度危害(2级)0.1~1mg/m3;中度危害(3级)1.0~10mg/m3;轻度危害(4级)>10mg/m3。
② GB5016标准对可燃气体火灾危险性分甲、乙两类,甲类气体为可燃气体与空气混合物的爆炸下限不大于10%(体积),乙类气体为可燃气体与空气混合物的爆炸下限不小于10%(体积)。
GB5016标准对液态烃、可燃液体的火灾危险性按如下分类:
甲A类  15℃的蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体;
甲B类  甲A类以外的可燃液体,闪点小于28℃;
客流统计系统方案
乙A类  28℃≤闪点≤45℃的可燃液体;
乙B类  45℃<闪点<60℃的可燃液体;
丙A类  60℃<闪点≤120℃的可燃液体;
丙B类  闪点≥120℃的可燃液体。
2.  压力管道分类、分级(见表1)
表1  压力管道分
类、分级
名  称    类别    级别    工 况 和 参 数
长输管道    GA    GA1    ⑴ 介质:有毒、可燃易爆气体,P>1.6MPa的管道
⑵ 介质:有毒、可燃易爆气体,DN≥300mm,输送距离≥200km的管道
⑶ 介质:浆体中,DN≥150mm,输送距离≥50km的管道
GA2    ⑴ 介质:有毒、可燃易爆气体,P≤1.6MPa的管道
⑵ GA1(2)范围以外的长输管道
⑶ GA1(3)范围以外的长输管道
公用管道    GB    GB1      燃气管道
GB2      热力管道
工业管道    GC    GC1    ⑴ GB5044标准中,毒性程度为极度危害介质的管道
⑵ GB50160、GBJ16标准中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃气体介质,且P≥4.0MPa的管道
⑶ 输送流体介质,且P≥10.0MPa的管道
GC2    ⑴ 输送GB50160、GBJ160标准中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃气体介质,且P<0.4MPa的管道
⑵ 流体介质:可燃、有毒,P<4.0MPa,t≥400℃的管道
⑶ 流体介质:不可燃、无毒,P<10MPa,t≥400℃的管道
⑷ 流体介质: P<10.0MPa,t<400℃的管道
注:表中P为设计压力;t为工作温度;DN为公称直径。
发热板3.  中石化集团公司压力管道分类(见表2)
表2  中石化集团公司压力管道分类
类别    工 况 和 参 数
第一类    ⑴ 输送毒性程度为极度、高度危害的介质所使用管道(苯除外)
⑵ 35.0MPa≥P≥10.0MPa的管道
第二类    ⑴ P<10.0MPa,输送甲、乙类可燃气体,甲A类、乙类可燃液体介质的管道
⑵ 工作温度高于闪点的可燃液体介质管道
⑶ P≥4.0MPa,无毒、不可燃介质管道(不含输水管道)
第三类    ⑴ 乙B类、丙类可燃液体管道
⑵ P≥1.6MPa,不可燃介质管道(不含水管)
⑶ P≥0.1MPa,输送介质为汽(气)体,有毒、有腐蚀性或温度不低于标准沸点的液体管道
第四类      P≥35.0MPa超高压管道
第五类    长输管道
第六类    公用管道,含公用燃气和热力管道
4.  管子系列标准
压力管道设计及施工,首先考虑压力管道及其元件标准系列的选用。世界各国应用的标准体系虽然多,大体可分成两大类。压力管道标准见表3。法兰标准见表4。
表3  压力管道标准
分  类    大外径系列    小外径系列
载体构建规格
DN-公称直径
Ф-外径    DN15-ф22mm,DN20-ф27mm
DN25-ф34mm,DN32-ф42mm
DN40-ф48mm,DN50-ф60mm
DN65-ф76(73)mm,DN80-ф89mm
DN100-ф114mm,DN125-ф140mm
DN150-ф168mm,DN200-ф219mm
DN250-ф273mm,DN300-ф324mm
DN350-ф360mm,DN400-ф406mm
DN450-ф457mm,DN500-ф508mm
DN600-ф610mm,    DN15-ф18mm,DN20-ф25mm
DN25-ф32mm,DN32-ф38mm
DN40-ф45mm,DN50-ф57mm
DN65-ф73mm,DN80-ф89mm
DN100-ф108mm,DN125-ф133mm
DN150-ф159mm,DN200-ф219mm
DN250-ф273mm,DN300-ф325mm
DN350-ф377mm,DN400-
ф426mm
DN450-ф480mm,DN500-ф530mm
DN600-ф630mm,
表4  法兰标准
分  类    欧式法兰(以200℃为计算基准温度)    美式法兰(以430℃为计算基准温度)
规格
PN-压力
等级    压力等级:PN0.1,PN0.25,PN0.6,PN1.0,
PN1.6,PN2.5,PN4.0,PN6.3,PN10.0,N16.0,
PN25.0,PN40.0    压力等级:PN2.0(CL150),PN5.0(CL300),
PN6.8(CL400),PN10(CL600),PN15.0(CL600),
PN25(CL1500),PN42.0(CL2500)
注:对于CL150(150lb级)是以300℃作计算基准温度。
从表3、表4可知,无论是管子还是法兰,两个系列均不能混合使用。
二、管道焊接常用标准
1.  管道焊接常用标准
关于压力管道的施工规范,综合性的有GB 50235、GB 50236和SH 3501《石油化工剧毒、可燃介质管道施工验收规范》、HC 20225《化工金属管道施工及验收规范》、J28《城市供热管网工程及验收规范》、CJJ23《城市燃气输配工程施工及验收规范》等。
GB 50235和SH 3501这两个综合性施工规范是目前石油化工生产建设中最常用的标准。输油、输气长输管道建设发展很快,这方面的标有行业标准SY 0401-1998《输油输气管道线路工程施工及验收规范》。
为了便于阅读,在表5中列出了压力管道焊接常用标准。
表5  压力管道焊接常用标准
编  号    名    称
国家质量技术监督局
锅发(1999)154号      压力容器安全技术监察规程
(99容器)
DL 5031、(DL-5007)      电力建设施工及验收技术规范(管道篇)(焊接篇)
GB 50235      工业金属管道工程施工及验收规范
GB 50236      现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范
GB50184      工业金属管道工程质量检验评定标准
GB 985      气焊、手工电弧焊气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB986      埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸
JB 4708      钢制压力容器焊接工艺评定
JB/T 4709      钢制压力容器焊接规程
JB 4730      压力容器无损检测
SHJ 502      钛管道施工及验收规范
SHJ 509      石油化工工程焊接工艺评定
SHJ 517      石油化工钢制管道工程施工工艺
SHJ 514      石油化工设备安装工程质量检验评定标准
SHJ 520      石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程
SH 3501      石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范
SH 3508      石油化工工程施工工程及验收统一标准
SH 3523      石油化工工程高温管道焊接规程
SH 2525      石油化工低温钢焊接规程
SH 3526      石油化工异种钢焊接规程
SH 3527      石油化工不锈钢复合钢焊接规程
HC 20225      化工金属管道施工及验收规范
CCJ 28      城市供热管网工程及验收规范
GB/T 9711.1-1998      螺旋焊管生产标准
中国船级社    材料与焊接规范1998第九章压力管系焊接
SY 0401-1998      输油输气管道线路工程施工及
验收规范
2.  国外常用标准体系
为了对国外通用的和先进的相关标准体系有所了解,现将有关管道的国外部分常用标准体系列于表6。
表6  国外部分常用标准体系
国  别    标  准  号    标  准  名  称
德国
背景广播系统
(DNI)    DIN 2410.T.1    管子及钢管标准概述
DIN 2448    无缝钢管  尺寸及单位长度质量
DIN 2458    焊接钢管  尺寸及单位长度质量
DIN 2501.T.1    法兰连接尺寸
美国
(ANSI)    ANSI/ASME 836.10    无缝及焊接钢管
ANSI/ASME B36.19    不锈钢无缝及焊接钢管
ANSI/ASME E16.9    工厂制造的钢对焊管件
ANSI/ASME B16.28    钢制对焊小半径弯头和回弯头
ANSI/ASME B16.5    管法兰和法兰管件
ANSI/ASME B16.47    大直径钢法兰
日本
(JIS)    JIS G3452    普通用途碳钢管
JIS G3454    承压用碳钢管
JIS G3455    高压用碳钢管
JIS G3456    高温用碳钢管
JIS G3457    电弧焊碳钢管
JIS G3458    合金钢管
JIS G3459    不锈钢钢管
JIS G3468    电弧焊大直径不锈钢钢管
JIS B2201    铁素体材料管法兰压力等级
JIS B2202    管法兰尺寸
JIS B2210    铁素体材料管法兰基础尺寸
JIS B2220    钢制管法兰
JIS B2311    普通用途的钢制对焊管件
JIS B2312    钢制对焊管件
JIS B2313    钢板制对焊管件
国际标准
化组织
(ISO)    ISO 4200    焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度
ISO 1127    不锈钢钢管尺寸公差和单位长度质量
ISO 3183    石油和天然气工业用钢管
ISO 6759    热交换器用无缝钢管
ISO 7005-1    金属管法兰
英国
(BS)    BS 1600    石油工业用钢管尺寸
BS 3600    承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量
BS 3605.1    承压焊接无缝不锈钢钢管
BS 1965    对焊承压管件
BS 1640    石油工业用对焊管件
三、压力管道焊接规范规程标准摘录
压力管道规范规程很多,焊接规范规程也不少,现摘录部分规范规程供读者在工作中参阅。
1.  国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程〔1999〕154号(摘录)
1) 压力容器分类
① 按设计压力(P)分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级,见表7。
表7  压力容器等级
压力等级    代号    压力P/MPa    压力等级    代号    压力P/MPa
低压    L    0.1≤P<1.6    高压    H    10≤P<100
中压    M    1.6≤P<10    超高压    U    P≥100
② 按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分为五种,见表8。
表8  按作用原理压力容器分类
分 类    代 号    用    途
反应压力容器    R      主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器、反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压
釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等
换热压力容器    E      主要用于完成介质热量交换的压力容器、管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等
分离压力容器    S      主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离器的压力容器,如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等
储存压力容器    C,其中球罐代号B      主要用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器,如各种形式的储罐
③ 介质毒性程度的分级和易燃介质的划分,参照GB 5044,分为四级;
极度危害(Ⅰ级),最高允许浓度<0.1mg/m3;
极度危害(Ⅱ级),最高允许浓度<0.1~1.0mg/m3;
极度危害(Ⅲ级),最高允许浓度<1.0~10mg/m3;
极度危害(Ⅳ级),最高允许浓度≤10mg/m3。
④ 压力容器按适用范围分类(一、二、三类压力容器)。
按99容规第2条适用范围内的压力容器分类,见表9。
表9  压力容器分类
容器类别    容  器  范  围
第一类压力容器      低压容器0.1MPa≤P<1.6MPa(第二类、第三类中规定的压力容器除外)
第二类压力容器      ⑴中压容器1.6MPa≤P<10MPa
⑵低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)
⑶低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)
⑷低压管壳式余热锅炉
⑸低压搪玻璃压力容器
第三类压力容器    ⑴高压容器10MPa≤P<100MPa
⑵中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)
⑶中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于或等于10MPa?m3)
⑷中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于或等于0.5MPa?m3)
⑸低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于或等于0.2MPa?m3)
⑹高压、中压管壳式余热锅炉
⑺中压搪玻璃压力容器
⑻使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于或等于540MPa的材料制造的压力容器)
摩托车化油器结构图⑼移动式压力容器,包括:铁路罐车,介质为液化气体、低温液体;罐式汽车〔液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车和罐式集装箱(介质为液体气体、低温液体等)〕
⑽球形储罐(容积大于50m3)
⑾低温液体储存容器(容积大于5m3)
2) 焊接工艺和焊工
沙丘驻涡火焰稳定器(1)压力容器焊接工定的要求
① 压力容器产品施焊前,对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的T形焊接接头

本文发布于:2024-09-22 21:12:17,感谢您对本站的认可!

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