管道焊接技术标准.pdf
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1、管道焊接技术标准管道焊接技术标准 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(如氯气);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
2、条件下运行。以下择要介绍一些基本标准。 一、压力管道分类一、压力管道分类 1.1.压力管道的定义压力管道的定义 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。 输送 GB5044 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。 输送 GB5016 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。 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。 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
3、道。 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)。 GB5044 分为四级(与 99 容规相同):极度危害(1 级)0.1mg/m 3;高度危 害(2 级)0.11mg/m 3;中度危害(3 级)1.010mg/m3;轻度危害(4 级) 10mg/m 3。 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
4、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; 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。 2.2.压力管道分类、分级压力管道分类、分级(见表 1) 表表 1 1压力管道分类、分级压力管道分类、分级 名称类别级别工 况 和 参 数 长输管道GA GA1 介质:有毒、可燃易爆气体,P1.6MPa
5、 的管道 介质:有毒、可燃易爆气体,DN300mm,输送距离 200km 的管道 介质:浆体中,DN150mm,输送距离50km 的管 道 GA2 介质:有毒、可燃易爆气体,P1.6MPa 的管道 GA1(2)范围以外的长输管道 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 GB5044 标准中,毒性程度为极度危害介质的管道 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 P4.0MPa 的管道 输送流体介质,且 P10.0MPa 的管道 GC2 输送 GB50160、GBJ160 标准中规
6、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 P0.4MPa 的管道 流体介质:可燃、有毒,P4.0MPa,t400的管 道 流体介质:不可燃、无毒,P10MPa,t400的 管道 流体介质: P10.0MPa,t400的管道 注:表中 P 为设计压力;t 为工作温度;DN 为公称直径。 3.3.中石化集团公司压力管道分类中石化集团公司压力管道分类(见表 2) 表表 2 2中石化集团公司压力管道分类中石化集团公司压力管道分类 类别工 况 和 参 数 第一 类 输送毒性程度为极度、高度危害的介质所使用管道(苯除外) 35.0MPaP10.0MPa 的管道 第二 类 P10.0MPa,
7、输送甲、乙类可燃气体,甲 A 类、乙类可燃液体介质的 管道 工作温度高于闪点的可燃液体介质管道 P4.0MPa,无毒、不可燃介质管道(不含输水管道) 第三 类 乙 B 类、丙类可燃液体管道 P1.6MPa,不可燃介质管道(不含水管) P0.1MPa,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 P35.0MPa 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 4.4.管子系列标准管子系列标准 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
8、表 4。 表表 3 3压力管道标准压力管道标准 分类大外径系列小外径系列 规格 DN-公称直径 外径 DN15-22mm,DN20-27mm DN25-34mm,DN32-42mm DN40-48mm,DN50-60mm DN65-76(73)mm,DN80-89mm DN100-114mm,DN125-140mm DN150-168mm,DN200-219mm DN250-273mm,DN300-324mm DN350-360mm,DN400-406mm DN450-457mm,DN500-508mm DN600-610mm, DN15-18mm,DN20-25mm DN25-32mm,DN
9、32-38mm DN40-45mm,DN50-57mm DN65-73mm,DN80-89mm DN100-108mm,DN125-133mm DN150-159mm,DN200-219mm DN250-273mm,DN300-325mm DN350-377mm,DN400-426mm DN450-480mm,DN500-530mm DN600-630mm, 表表 4 4法兰标准法兰标准 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 压力等级:PN0.1,PN0.25,PN0.6,PN1.0, PN1.6,PN2.5,PN4.0,PN6.3,P
10、N10.0,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) 等级 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、管道焊接常用标准二、管道焊接常用标准 1.1.管道焊接常用标准管道焊接常用标准 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
11、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。 表表 5 5压力管道焊接常用标准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-50
12、07) 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
13、 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 9711.11998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 04011998输油输气管道线路工程施工及验收规范 2.2.国外常用标准体系国外
14、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。 表表 6 6国外部分常用标准体系国外部分常用标准体系 国别标准号标准名称 德国 (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
15、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
16、 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,
17、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1999154 号(摘录) 1) 压力容器分类 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。 表表 7 7压力容器等级压力容器等级 压力等级代号压力 P/MPa压力等级代号压力 P/MPa 低压L0.1P1.6高压H10P100 中压M1.6P10超高压UP100 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。 表表 8 8按作用原理压力容器分类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
18、、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、染色器、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
19、式的储罐 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(级),最高允许浓度0.1mg/m 3; 极度危害(级),最高允许浓度0.11.0mg/m 3; 极度危害(级),最高允许浓度1.010mg/m 3; 极度危害(级),最高允许浓度10mg/m 3。 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。 表表 9 9压力容器分类压力容器分类 容器类别容器范围 第一类压力容 器 低压容器 0.1MPaP1.6MPa(第二类、第三类中规定的压力 容器除外) 第二类压力容 器 中压容器 1.6MPaP10M
20、Pa 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质) 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) 低压管壳式余热锅炉 低压搪玻璃压力容器 第三类压力容 器 高压容器 10MPaP100MPa 中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质) 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 10MPam 3) 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 0.5MPam 3) 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 0.2MPam 3) 高压、中压管壳式余热锅炉 中压搪玻璃压力容器 使用强
21、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) 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) 球形储罐(容积大于 50m 3) 低温液体储存容器(容积大于 5m 3) 2) 焊接工艺和焊工 (1)压力容器焊接工定的要求 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,受压元件与承载的非受压元件之间全焊透的 T 形或角接焊接接头, 以及受压元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定
22、。 钢制压力容器的焊接工艺评定符合 JB 4708钢制压力容器焊接工艺评定 标准的有关规定。有色金属制压力容器的焊接工艺评定应符合有关标准的要求。 焊接工艺评定所用焊接设备、仪器以及参数调节装置,应定期检定和校验。 评定试件应由压力容器制造单位技术熟练的焊接人员(不允许聘用外单位焊工) 焊接。 焊接工艺评定完成后, 焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书应经制造 (组焊) 单位焊接责任工程师审核,总工程师批准,并存入技术档案。焊接工艺指导书 或焊接工艺卡应发给有关的部门和焊工,焊接工艺评定技术档案及焊接工艺评 定试样应保存至该工艺评定失效为止。 (2)焊接压力容器的焊工 必须按照锅炉压力容器焊工考试
23、规则进行考试,取得焊工合格证后,才能 在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作。焊工应按焊接工艺指导书或焊 接工艺卡施焊。制造单位应建立焊工技术档案,制造单位检查员应对实际的焊 接工艺参数进行检查,并做好记录。 (3)压力容器的组焊要求 不宜采用十字焊缝。相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵 缝应错开,其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的 3 倍,且不小 于 100mm。 在压力容器上焊接的临时吊耳和拉筋的垫板等,应采用与压力容器壳体相同 或在力学性能和焊接性能方面相似的材料,并用相适应的焊材及焊接工艺进行 焊接。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑,并应按图
24、样规 定进行渗透检测或磁粉检测,确保表面无裂纹等缺陷。打磨后的厚度不应小于 该部位的设计厚度。 不允许强力组装。 受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊,若保留成为焊缝金 属的一部分,则应按受压元件的焊缝要求施焊。 (4)压力容器打焊工钢印 压力容器主要受压元件焊缝附近 50mm 处的指定部位,应打上焊工代号钢印。对 无法打钢印的,应用简图记录焊工代号,并将简图列入产品质量证明书中提供 给用户。 (5)焊接接头返修的要求 应分析缺陷产生的原因,提出相应的返修方案。 返修应编制详细的返修工艺,经焊接责任工程师批准后才能实施。返修工艺 至少应包括:缺陷产生的原因;避免再次产生缺陷的技术措
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