压力管道中美标准粗析及探讨.pdf
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1、? ? 压力管道中美标准粗析及探讨 ? (中国华陆工程公司,西安 710054) ? 对主要的中美压力管道规范和法兰标准进行了分析,并对我国压力管道标准的发展和修 订提出了建议。对压力管道标准有关内容的应用进行了探讨。 ? 压力管道 标准 中国入世在即,这既面临着机遇也面对着挑战。 在国际贸易中标准化工作发挥着重要作用,标准是打 开世界贸易的钥匙。积极采用国际标准和国外先进标 准是我国一项重要的技术经济政策。抓紧对国际标准 进行分析、 研究和积极采用,提高我国标准水平和制 定、 修订速度,同国际惯例接轨,是我们迫切需要做好 的一项重要工作。本文试从压力管道设计规范和法兰 标准入手进行分析,以期
2、有所推动。 1? 1.1 美国压力管道规范 ASMEB31压力管道规范由以下8部单独出版的 压力管道美国国家标准所组成: B31.1 动力管道 B31.2 燃料气管道 B31.3 工艺管道 B31.4 液态烃和其它液体管道输送系统 B31.5 致冷管道 B31.8 输气和配气管道系统 B31.9 建筑管道 B31.11 浆液管道输送系统 每部标准均包括设计、 材料、 管道组件限制、 制作、 装配、 安装、 检查、 检验和试验等内容,是一部完整的综 合性标准。其中ASME B31. 3工艺管道 内容涉及化 工和石油化工等行业的管道,原标准名为 化工厂和炼 油厂管道 。该标准最初由美国标准协会(A
3、SA)组织 编制,美国机械工程师学会(ASME)主办,专业委员会 成员来自约40个不同的工程学会、 行业、 政府管理局 和各商业团体。首版标准于1935年问世,即 美国试 行标准 压力管道规范 。1942年正式以标准号 ASA B31.1出版。1995年决定单独出版不同行业的压 力管道规范,以适应不同行业的要求,这导致了上述 B31.4 ,B31.5和B31. 8等标准的出版和ASA B31. 3 - 1959炼油厂管道 的出版。由于1967年1969年美 国标准协会(ASA)先改名为美利坚合众国标准学会 (USAS) ,后又改为美国国家标准学会(ANSI) ,故1973 年标准代号改为ANS
4、I B31.1。1976年因并入了化工厂 管道内容而更名为 化工厂和炼油厂管道 。1978年 美国国家标准B31委员会改组为ASME压力管道规范 B31委员会,自1980年后各版标准分别以ANSI/ ASME B31.3 ,ASME/ ANSI B31. 3和ASME B31. 3代号出版, 1996年版更名为 工艺管道 。 ASME B31委员会是常设机构,为及时反映材料、 建造和工业实践中的新发展,每35年发布新版标 准;各修订版之间,基本上每年发表增补,以反映标准 的最新修订动态,增补中的内容在发布6个月后生效; 此外,尚提供 “实例” 和 “解释” 服务,当规范用词需要澄 清、 答复意
5、见修改了规范现有的要求以及允许使用新 材料或替代结构时,以 “实例” 形式另册发表,在限期内 有效;对提出的有关问题的正式答复将直接寄给询问 者,并将问题和答复以 “解释” 的形式单独发表,可谓服 务及时、 周到。 ASME B31.3规范自试行版问世至今已修订了15 版。 综上所述,ASME B31.3压力管道规范具有以下几 个特点: (1)由标准化协会和专业协会管理,已形成完整的 管理体系; (2)按不同行业要求分别出版完整的压力管道规 范; (3)具有良好的继承性、 实践性、 透明性和先进性; (4)信息通道畅通; (5)周期短。 1. 2 美国ASME B16.5管法兰和法兰管件 美国
6、ASME B16.5管法兰和法兰管件 是一套在 81化 工 施 工 技 术 2000年第22卷第5期 世界上通用的、 系统性较强、 内容涉及垫片、 螺栓及管 子的完整的管法兰标准。其公称压力等级为150、300、 400、600、900、1500和2500 ,公称直径为NPS 1/ 224 , 其适用的钢管外径尺寸应符合ASME B36. 10M。该标 准从1927年经美国标准协会(ASA)批准为美国试行 标准B16e以来已先后进行了13次修订,下一版将在 2001年出版。 根据技术的发展,ANSI B16. 5 - 1981年版增加了 镍和镍合金材料共7个类别13种材料,至ASME B16.
7、 5 - 1996年版已发展到16个类别25种材料。笔者查 阅了有关资料,将与此对应的有关管道材料标准及其 机械性能参数列于表1 ,以供参考。 为在英制和公制尺寸间提供互换性,ANSI B16. 5 - 1981年版对螺栓孔和螺栓进行了修订并增加了公 制的尺寸表,但在1988年版中又决定取消了公制尺 寸,改名为ASME/ ANSI B16.5 - 1988。最新版为ASME B16.5 - 1996。 ?1? 类别号公称牌号AST M法兰规格AST M管子规格状态和尺寸 管子机械性能 抗拉强度,min MPa 屈服强度(0.2 %变 形,min MPa 2in或50mm(或 4D) 的伸长率,
8、min% 3. 135Ni - 35Fe - 20Cr - CbB462 Gr.NO8020 B729 UNS NO0802055124130 3. 299. 0NiB160 Gr.NO2200B161 UNS NO2200 退火,NOS5 退火,NPS5 应力消限,所有尺寸 380 380 450 105 80 275 35 40 15 3. 399. 0Ni - Low CB160 Gr.NO2201B161 UNS NO2201 退火,NPS5 退火,NPS5 应力消限,所有尺寸 345 345 415 80 70 205 35 40 15 3. 4 67Ni - 30Cu 67Ni -
9、 30Cu - S B564 Gr.NO4400 B164 Gr.NO4405 B165 UNS NO4400 退火,NPS5 退火,NPS5 应力消限,所有尺寸 480 480 585 195 170 380 35 35 15 3. 5 72Ni - 15Cr - 8Fe (Inconel 600) B564 Gr.NO6600B167 UNS NO6600 热加工或热加工退火,NPS5 NPS5 冷加工退火,NPS5 NPS5 550 515 550 550 205 170 240 205 35 35 30 35 3. 6 33Ni - 42Fe - 21Cr (Incoloy 800)
10、B564 Gr.NO8800B407 UNS NO8800 冷加工退火 热加工退火或热加工 520 450 205 170 30 30 3. 765Ni - 28Mo - 2Fe(Hastelloy B - 2)B335 Gr.N10665B622 UNS N1066576035240 3. 8 54Ni - 16Mo - 15Cr(Hastelloy C- 276) 60Ni - 22Cr - 9Mo - 3. 5Cb(Inconel 625) 62Ni - 28Mo - 5Fe(Hastelloy B) 70Ni - 16Mo - 7Cr - 5Fe 61Ni - 16Mo - 16Cr(
11、Hastelloy C- 4) 42Ni - 21. 5Cr - 3Mo - 2. 3Cu B564 Gr.N10276 B564 Gr.NO6625 B335 Gr.N10001 B573 Gr.NO10003 B574 Gr.NO6455 B564 Gr.NO8825 B622 UNS N10276 B444 UNS NO6625 B622 UNS N10001 B622 UNS NO6455 B423 UNS NO8825 退火 固溶退火 热加工退火 冷加工退火 690 827 690 690 690 517 586 283 414 276 310 276 172 241 40 30 3
12、0 40 40 30 30 3. 947Ni - 22Cr - 9Mo - 18Fe(Hastelloy X)B572 Gr.NO6002B622 UNS NO600269027635 3. 1025Ni - 46Fe - 21Cr - 5MoB672 Gr.NO8700 3. 1144Fe - 25Ni - 21Cr - MoB677 UNS NO8904 B677 UNS NO8904固溶退火49022035 3. 12 26Ni - 43Fe - 22Cr - 5Mo 47Ni - 22Cr - 20Fe - 7Mo(Hastelloy G- 3) B621 Gr.NO8320 B581
13、 Gr.NO6985 B622 UNS NO8320 B622 UNS NO6985 517 621 193 241 35 40 3. 13 49Ni - 25Cr - 18Fe - 6Mo Ni - Fe - Cr - Mo - Low C B581 Gr.NO6975 B564 Gr.NO8031 B622 UNS NO6975 B622 UNS NO8031 586 650 221 276 40 40 3. 1447Ni - 22Cr - 19Fe - 6MoB581 Gr.NO6007B622 UNS NO600762124135 3. 1533Ni - 42Fe - 21Cr(Inc
14、oloy 800H)B564 Gr.NO8810B407 UNS NO8810热加工退火或冷加工退火45017030 3. 1635Ni - 19Cr - 1 1/ 4Si(Ra330)B511 Gr.NO8330B535 UNS NO8330退火48320730 注:UNS (Unified Numbering System for Metals and Alloys)即美国金属和合金统一数安编号系统,由一个字母打头与其后的5位数字组成。 2? 2.1 化工管道设计规范 HG J 8 - 87化工管道设计规范 现改名为HG 20695 - 1987。该规范是在总结建国以来化工管道的 设计、
15、施工、 验收及生产运行的基础上并参考了ANSI/ ASME B31.3及国内现行标准而编制的行业标准。该 规范的章节结构与ASME B31. 3相似,不少内容也引 自上述规范。该规范在化工及有关行业中得到广泛应 用。 但是该规范的标龄已达13年,自发布后一直未进 行过修订,其中不少内容已显陈旧,与其它相关标准已 经脱节,某些内容因直译ANSI/ ASME B31. 3的内容, 不够准确,难以正确表达规范原意,急待修订,目前正 在计划之中。 2. 2 国标 工业金属管道设计规范 该规范由国务院工程建设行政主管部门安排,诸 多各部直属设计单位参加,1992年启动,八易其稿,经 数次审查,于1997
16、年已定稿,现正处待批阶段。 顾名思义,该规范是属于工业各行业通用的规范, 虽然在总则中说明了该规范不适用于核能、 城市煤气、 热力、 矿井、 暖风、 给排水等管道和长输管道,实际上仍 包含很宽的行业领域,但其内容很难全部适应各行业 的要求。审查过程中,曾认为若行业间差别较大,再另 编行业标准,这样,则失去了该规范通用之原意。笔者 912000年第22卷第5期 鲁剑英:压力管道中美标准粗析及探讨 认为,该标准适用行业不够明确,而客观上各行业间对 压力管道设计的要求存在差异,因此,把该规范作为强 制性标准是否妥当,值得商榷。 笔者认为,美国所走过的道路是值得借鉴的,他们 原计划把各行业的内容包罗在
17、一部规范中,但后来还 是决定把存在不同要求的各行业部分各自独立发布成 专用的压力管道规范,如B31.4、B31.5、B31.8等,实际 上,我国某些行业已发布各种专用的管造设计规范,如 SY J13 - 86原油长输管道工艺及输油站设计规范 、 DL/ T505 - 96火力发电厂汽水管设计技术规定 、 CJJ34 - 90城市热力网设计规范 等,如能像美国那 样,建立统一的压力管道标准管理机制,对各行业的压 力管道规范进行统一的编制和修订,使其成为一个既 有针对性又统一的压力管道规范体系是很有意义的。 2.3 管法兰标准 关于我国的管法兰标准,基本上是各行业 “各行其 是”,各行业各自制定本
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