1、筑龙网 2 压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算 1 范围 本部分规定了 GB/T 20801.1范围内压力管道的设计与计算的基本要求，这些基本要求包括设计条件、 设计准则、管道组成件及其压力设计和管道应力分析等方面的规定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 GB/T 20801 的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 G B 15 0 钢制压力容器 G B/ T 1 9 620
2、03 普通螺纹 基本尺寸 (ISO 724：1993，MOD) G B/ T 1 9 72003 普通螺纹公差 (ISO 965l：1998，MOD) G B/ T 5 3 91995 耐油石棉橡胶板 G B/ T 1 0 311995 表面粗糙度参数及其数值 (neq ISO 468：1982) G B/ T 1 0 472005 管道元件 DN(公称尺寸)的定义和选用 (ISO 6708：1995，MOD) G B/ T 1 0 482005 管道元件 PN(公称压力)的定义和选用 (ISO/CD 7268：1996，MOD) G B/ T 1 2 201992 不锈钢棒 G B/ T 3
3、 0 771999 合金结构钢 G B/ T 3 0 98. 12000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 (idt ISO 8981：1999) G B/ T 3 0 98. 62000 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 (idt ISO 35061：1997) G B/ T 3 2 872000 可锻铸铁管路连接件(eqv ISO 49：1 994) G B/ T 3 4 201 982 灰口铸铁管件 G B/ T 3 4 221982 连续铸铁管 G B/ T 3 9 851995 石棉橡胶板 G B/ T 5 7 822000 六角头螺栓 (eqv ISO 4014：1999) G
4、B/ T 6 1 702000 1型六角螺母 (eqv ISO 4032：1999) G B/ T 6 1 752000 2型六角螺母 (eqv ISO 4033：1999) G B/ T 7 2 331987 铸钢件超声探伤及质量评级方法 G B/ T 7 3 06. 12000 55密封管螺纹第 1 部分：圆柱内螺纹与圆锥外螺纹 (eqv ISO 7l：1994) G B/ T 7 3 06. 22000 55密封管螺纹第 2 部分：圆锥内螺纹与圆锥外螺纹 (eqv ISO 71：1994) G B/ T 9 0 651988 液压软管接头连接尺寸 G B/ T 9 7 1 1. 1 19
5、97 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 (eqv ISO 3183 1：1996) GB/T 122201989 通用阀门 标志 (idt ISO 5209：1977) 筑龙网 3GB/T 122212005 金属阀门 结构长度 (ISO 5752：1982，MOD) GB/T 122242005 钢制阀门 一般要求 GB/T 122322005 通用阀门 法兰连接铁制闸阀 GB/T 122332006 通用阀门 铁制截止阀与升降式止回阀 GB/T 122341989 通用阀门 法兰和对焊连接钢制闸阀 GB/T 122351989 通用阀门 法兰连接钢制截止阀和升降
6、式止回阀 GB/T 122361989 通用阀门钢制旋启式止回阀 GB/T 122371989 通用阀门 法兰和对焊连接钢制球阀 GB/T 122381989 通用阀门 法兰和对夹连接蝶阀 GB/T 122391989 通用阀门 隔膜阀 GB/T 122401989 通用阀门 铁制旋塞阀 GB/T 122412005 安全阀一般要求 (ISO 41261：1991，MOD) GB/T 122432005 弹簧直接载荷式安全阀 GB/T 122462006 先导式减压阀 GB/T 124592005 钢制对焊无缝管件 GB/T 127162002 60圆锥管螺纹 GB/T 127771999 金
7、属波纹管膨胀节通用技术条件 GB/T 132952003 水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件 (ISO 2531：1998，MOD) GB/T 134012005 钢板制对焊管件 GB/T 134021992 大直径碳钢管法兰 GB/T 134031992 大直径碳钢管法兰用垫片 GB/T 139271992 通用阀门 压力试验(neq ISO 5208：1982) GB/T 139321992 通用阀门铁制旋启式止回阀 GB/T 143831993 锻钢制承插焊管件 GB/T 146261993 锻钢制螺纹管件 GB/T 151851994 铁制和铜制球阀 GB/T 17116.11997
8、 管道支吊架第 1 部分：技术规范 GB/T 17116.21997 管道支吊架第 2 部分：管道连接部件 GB/T 17116.31997 管道支吊架第 3 部分：中间连接件和建筑结构连接件 GB/T 171851997 钢制法兰管件 GB/T 172411998 铸铁管法兰(neq ISO 7005：1988) GB/T 173951998 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 (neq ISO 1127：1992) GB/T 186152002 波纹金属软管用非合金钢和不锈钢接头 (neq ISO 10806：1994) GB/T 193262003 钢制承插焊、螺纹和对焊支管座 GB/T
9、 20801.12006 压力管道规范 工业管道 第 1 部分：总则 筑龙网 4 GB/T 20801.22006 压力管道规范 工业管道 第 2 部分：材料 GB/T 20801.42006 压力管道规范 工业管道 第 4 部分：制作与安装 GB/T 20801.52006 压力管道规范 工业管道 第 5 部分：检验与试验 HG/T 36511999 钛制对焊无缝管件 HG 205531993 化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列 HG 2059220604 钢制管法兰(欧洲体系) HG 2061520625 钢制管法兰(美洲体系) HG 20605 钢制管法兰焊接接头和坡口尺寸(欧洲体系)
10、 HG 20606 钢制管法兰用非金属平垫片(欧洲体系) HG 20607 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片(欧洲体系) HG 20608 钢制管法兰用柔性石墨复合垫片(欧洲体系) HG 20609 钢制管法兰用金属包覆垫片(欧洲体系) HG 20610 钢制管法兰用缠绕式垫片(欧洲体系) HG 20611 钢制管法兰用齿形组合垫(欧洲体系) HG 20612 钢制管法兰用金属环垫(欧洲体系) HG 20613 钢制管法兰用紧固件(欧洲体系) HG 20626 钢制管法兰焊接接头和坡口尺寸(美洲体系) HG 20627 钢制管法兰用非金属平垫片(美洲体系) HG 20628 钢制管法兰用聚四氟乙
11、烯包覆垫片(美洲体系) HG 20629 钢制管法兰用柔性石墨复合垫片(美洲体系) HG 20630 钢制管法兰用金属包覆垫片(美洲体系) HG 20631 钢制管法兰用缠绕式垫片(美洲体系) HG 20632 钢制管法兰用齿形组合垫(美洲体系) HG 20633 钢制管法兰用金属环垫(美洲体系) HG 20634 钢制管法兰用紧固件(美洲体系) H G 21 54 71993 管道用钢制插板、垫环、8字盲板 JB /T 2 7 6827781992 PNl6.032.0 MPa 螺纹法兰，管件，紧固件，透镜垫 JB 4 70 8 2000 钢制压力容器焊接工艺评定 JB 4 73 2 199
12、5 钢制压力容器分析设计标准 JB /T 6 4 391992 阀门受压铸钢件磁粉探伤检验 JB /T 6 4 401992 阀门受压铸钢件射线照相检验 JB /T 6 8 991993 阀门的耐火试验 JB /T 6 9 021993 阀门铸钢件液体渗透检查方法 JB /T 7 7 471995 针形截止阀 JB /T 7 9 271999 阀门铸钢件外观质量要求 筑龙网 5JB /T 8 5 271997 金属密封蝶阀 JB /T 8 9 371999 对夹式止回阀 JB /T 9 0 921999 阀门的检验与试验 3 术语和定义 除本部分规定的术语和定义外，GB/T 20801 其他部
13、分规定的术语和定义也适用于本部分。 3.1 管道系统 piping system 由同一设计条件确定且相互连接的管道。 3.2 平衡管道系统 balanced piping system 应变分布均匀，不存在过量应变的点，应力正比与总位移应变的管道系统。 3.3 流体工况 fluid service 由流体性质、操作条件和其他因素构成的管道系统的设计条件之一。 3.4 剧烈循环工况 severe cyclic conditions 发生以下情况之一的工况： a) 管道系统中的管子、 管道元件或接头中的位移应力范围 S。 按式(37)计算超过许用应力范围 S A 按 式(32)或式(33)计算的
14、 0.8 倍，同时当量循环次数 N按式(35)计算超过 7 000； b ) 设计人员根据经验判定的其他具有相同效应的工况。 3.5 支管连接管件 branch connection fitting 通过对焊连接、承插焊连接或螺纹连接，将支管连接于主管的整体补强管件，如支管座、半管接头等。 3.6 额定值 rating value 标准规定的管道组成件压力值。 3.7 管表号 schedule number 管子壁厚系列的数值代号。 3.8 位移应变 displacement strain 在管道组成件中， 由地震和风力等原因使得管道约束点发生位移所产生的应变以及因温度变化所产生 的应变统称为
15、位移应变。 3.9 筑龙网 6位移应力 displacement stress 管道组成件中由位移应变引起的应力。 3.10 冷紧 cold spring 安装阶段对管道施加的预变形，以补偿使用工况下管道可能发生的反向变形。 4 设计条件和设计准则 4.1 设计条件 4.1.1 设计压力 4.1.1.1 一般规定 管道系统中每个管道组成件的设计压力， 应不小于在操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况 的压力，但 4.2.3 规定的情况除外。最苛刻的压力和温度组合工况应计及压力源(如泵、压缩机)、压力脉 动、不稳定流体的分解、静压头、控制装置和阀门的失效或操作失误、环境影响等可能产生的运行条
16、件。 4.1.1.2 设计压力的确定原则 a) 装有安全泄放装置的管道， 其设计压力应不小于安全泄放装置的设定压力(或最大标定爆破压力)， 但 GB/T 20801.62006中 4.1.6.1 b)、4.1.e.2 和 4.1.6.3规定的情况除外； b ) 当管道与设备直接连接作为一个压力系统时，管道的设计压力应不小于设备的设计压力； c) 未设置压力泄放装置或可能发生与压力泄放装置隔离、堵塞的管道，其设计压力应不小于可能因 此而产生的最大压力； d ) 离心泵出口管道的设计压力应不小于泵的关闭压力； e) 输送制冷剂、液化烃类低沸点介质的管道，其设计压力应不小于阀门切断时或介质不流动时介
17、质 可能达到的最大饱和蒸汽压； f ) 当管道被分隔件(包括夹套管、盲板等)分隔为几个单独的受压段时，该分隔件的设计压力应不小 于在操作中两侧受压室可能遇到的最苛刻的压差和温度组合工况的压力； g) 装有安全控制装置的真空管道，设计压力取最大匪差的 1.25 倍或 0.1 MPa 中的较小值，并按外 压条件进行设计；对于没有安全控制装置的真空管道，设计压力取 0.1 MPa。 4.1.2 设计温度 4.1.2.1 一般规定 管道系统中每个管道组成件的设计温度应按操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况的温度 确定。同一管道中的不同管道组成件的设计温度可以不同。 4.1.2.2 设计温度的确定
18、原则 a) 介质温度小于 65 时， 无隔热层管道的管道组成件的设计温度与介质温度相同.但应考虑阳光辐 射或其他可能导致介质温度升高的因素；介质温度大于或等于 65 时，无隔热层管道的管道组成 件的设计温度确定应符合以下规定： 1) 对于阀门、管子、翻边端部和焊接管件，取介质温度的 95； 2) 对于松套法兰以外的法兰，取介质温度的 90； 筑龙网 73) 对于松套法兰，取介质温度的 85； 4) 对于螺栓，取介质温度的 80； 5) 也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温。 b ) 外部隔热管道的设计温度一般取介质温度，但也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平 均壁温，采用
19、伴管或夹套结构的管道应考虑加热或冷却对设计温度的影响。 c) 内部隔热管道的管道组成件，设计温度应按传热计苒或试验确定。 4.1.2.3 最低工作温度和最高工作温度 管道设计时还应考虑最低工作温度及最高工作温度对材料选用和 7.3.3 柔性分析的影响。 4.1.3 荷载条件 管道设计应考虑以下荷载： a) 内压、外压或最大压差(设计压力应与对应的设计温度一起作为荷载条件)。 b ) 重力荷载： 1) 管道组成件、隔热材料以及由管道支承的其他重力荷载； 2) 流体重量(包括液压试验)以及寒冷地区的冰、雪重量。 c) 动力荷载： 1) 风荷载； 2) 地震荷载； 3) 流体流动导致的冲击、压力波动
20、和闪蒸等； 4) 由机械、风或流体流动引起的振动； 5) 流体排放反力。 d ) 温差荷载： 1) 温度变化时因管道约束产生的荷载； 2) 因温度剧变或分布不均匀产生的温差应力，如厚壁管或流体分层流动可能导致的温差应力； 3) 温度变化时因膨胀系数不同所产生的荷载，如双金属管、夹套管、非金属衬里管等。 e) 端点位移引起的荷载： 管道支吊架或管道连接设备发生位移时引起的荷载。 4.1.4 厚度附加置 a) 管道设计应有足够的腐蚀裕量，腐蚀裕量应根据预期的使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定， 还应考虑冲蚀和局部腐蚀等因素。 b ) 确定管道组成件最小厚度时，应包括腐蚀、冲蚀、螺纹深度或沟槽深度所
21、需的裕量。为防止因支 承、结冰、回填、运输和装卸等引起的超载应力和变形，从而可能产生的损坏、跨塌或失稳等现 象，应考虑增加管壁厚度。 4.1.5 环境影响 a) 对于被隔断管道中的流体，应考虑因受环境加热产生膨胀所导致的压力升高或因流体自然冷却所 导致的压力下降甚至真空； 筑龙网 8b ) 当环境温度小于 0 时，应考虑因表面冷凝、冰冻而引起的阀门、泄压装置或排放管道故障以 及低温对柔性分析和材料选用等的影响。 4.1.6 埋地管道 4.1.6.1 设计要求 埋地管道的设计应考虑下列主要因素： a) 埋地管道的走向、敷设，埋地管道与连接系统的相互影响； b ) 材料、施工规范和质量控制； c)
22、 运行程序和控制； d ) 防腐蚀； e) 外部影响的减轻及管道的防护。 4.1.6.2 设计条件 除 4.1.14.1.5 外，埋地管道的设计应符合以下规定： a) 设计计算时，可将管道与周围土壤整体考虑； b ) 埋地管道(包括受压和非受压系统)的设计荷载还应包括管道上方土壤(或回填土)荷载和预期交通 荷载等其他荷载； c) 在平整砂土层上铺设的埋地管道，其设计荷载可不包括因管道自重产生的轴向应力； d ) 对于直接埋地的弯头和大直径支管(包括三通)，管道应力分析时可将其简化为轴向完全受约束的 端点； e) 当管道的敷设环境温度与工作温度之间的温差大于 35 时，应进行应力分析，且相邻约束
23、端点 的间距不得小于 5 倍的公称直径； f ) 抗震计算时，可将管道与土壤之间视为刚性连接； g) 静态分析时，应将埋地段与土壤之间视为无相对位移，非埋地段应保证足够的柔性以减少界面处 的局部荷载，同时应考虑埋地段可能的下沉位移对界面处管道的影响。 4.2 设计准则 4.2.1 管道组成件的压力一温度设计准则 管道组成件的压力一温度设计应采用 4.2.1.14.2.1.4 规定的方法之一。 4.2.1.1 压力温度额定值方法 a) 除 GB/T 20801 另有规定外，表 14 中已规定压力一温度额定值的管道组成件，其设计温度下的 最大允许工作压力按相关标准规定的压力温度额定值。 b ) 如
24、设计温度大于表 14 中相关标准给出的温度额定值，但不大于 GB/T 20801.22006 规定的材 料使用温度上限者，设计者可根据相关温度下的材料许用应力折算。 c) 对于表 14 中仅标明公称压力的管道组成件，设计温度下的最大允许工作压力可根据设计温度和 常温下的材料许用应力折算。 4.2.1.2 压力设计方法 a) 直管、斜接弯头、弯管、盲板、非标法兰和对焊管件等管道组成件应按第 6 章设计； 筑龙网 9b ) 对于按壁厚系列规定的承插焊管件和螺纹管件，其设计温度下的最大允许工作压力应不大于具有 相同壁厚系列和相同许用应力的无缝直管按有效厚度确定的最大允许工作压力； c) 支管连接管件
25、的压力设计应符合 6.7 的规定。 4.2.1.3 验证性压力试验方法 a) 对于表 14 中的对焊管件，如未按 4.2.1.2 a) 进行压力设计，可进行验证性压力试验并在验证性压 力试验的覆盖范围内按 4.2.1.2 b) 确定其设计温度下的最大允许工作压力； b ) 其他管道组成件也可根据验证性压力试验确定其最大允许工作压力。 4.2.1.4 其他方法 除 4.2.1.14.2.1.3 规定的方法外，管道组成件的最大允许工作压力也可以采用对比经验分析、应力 分析或实验应力分析方法确定。 4.2.2 管道的压力一温度设计准则 a) 除 4.2.3 的规定外，管道的设计压力应不大于该管道系统
26、中所有管道组成件按 4.2.1 确定的设计 温度下的最大允许工作压力的最小值。 b ) 不同流体工况的管道连接时，分隔阀门的额定值应按苛刻工况确定。 4.2.3 压力和温度的允许变动范围 G C l 级管道压力和温度不得超出设计范围。对同时满足 4.2.3.14.2.3.8 要求的 GC2 和 GC3 级管 道，其压力和温度允许的变动应符合 4.2.3.9 的规定。 4.2.3.1 管道系统中没有铸铁或其他脆性金属材料的管道组成件。 4.2.3.2 由压力产生的管道名义应力应不超过材料在相应温度下的屈服强度。 4.2.3.3 轴向总应力应符合 7.3.2 的规定。 4.2.3.4 管道系统预期
27、寿命内，超过设计条件的压力和温度变化的总次数应不大于 1 000次。 4.2.3.5 持续和周期性变动不得改变管道系统中所有管道组成件的操作安全性能。 4.2.3.6 压力变动的上限值不得大于管道系统的试验压力。 4.2.3.7 温度变动的下限值不得小于 GB/T 20801.22006 规定的材料最低使用温度。 4.2.3.8 鉴于压力变动超过阀门额定值可能导致阀座的密封失效或操作困难，阀门闭合元件的压力差不 宜超过阀门制造商规定的最大额定压力差。 4.2.3.9压力超过相应温度下的压力额定值或由压力产生的管道名义应力超过材料许用应力值的幅度和频 率应满足下列条件之一： a) 变动幅度不大于
28、 33，每次变动时间不超过 10 h，且每年累计变动时间不超过 100 h； b ) 变动幅度不大于 20，每次变动时间不超过 50 h，且每年累计变动时间不超过 500 h。 4.2.3.10 对于压力泄放等的自限波动情形，压力变动的幅度和频率应符合 4.2.3.9 b) 的规定。 4.2.4 许用应力 4.2.4.1 金属材料许用应力和螺栓材料许用应力应符合 GB/T 20801.22006 表 A.1 和表 A.2 的规定。 注：表中许用应力值未包括材料的纵向焊接接头系数 w 和铸件质量系数 C 。 4.2.4.2 GB/T 20801.22006表 A.1 和表 A.2 以外的金属材料
29、和螺栓材料应按表 1和表 2规定的准则确 定各自的许用应力。 筑龙网 10 4.2.4.3 拉伸许用应力按 4.2.4.1 和 4.2.4.2 取值。 4.2.4.4 压缩许用应力应符合结构稳定性的要求，且不大于拉伸许用应力。 4.2.4.5 剪切许用应力取拉伸许用应力的 80，接触许用应力取拉伸许用应力 160。 4.2.5 纵向焊接接头系数 w管子和对焊管件的纵向焊接接头系数 w 应按表 3规定的准则确定。 表 1 金属材料许用应力准则 表 2 螺栓材料许用应力准则 筑龙网 11 表 3 纵向焊接接头系数 w表 3 (续) 表 4 铸件质量系数及附加无损检测要求 4.2.6 铸件质量系数
30、C4.2.6.1 铸铁件(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁)的铸件质量系数 C 取 1.0。 4.2.6.2 除铸铁外，GB/T 20801.22006 表 A.1中金属静态铸件应按 JB/T 79271 999 进行外观检查， 且不低于 B级要求，铸件质量系数取 0.8。 4.2.6.3 对需要进行附加无损检测的铸件可取表 4 中的铸件质量系数，但铸件质量系数 C 的改变并不 影响管道组成件的压力温度额定值。 筑龙网 125 管道组成件 5.1 管道组成件的选用 5.1.1 一般规定 应根据流体的性质、各种可能出现的操作工况以及外部环境的要求和经济合理性选用管道组成件。 5.1.2 管子和对焊管件
31、 5.1.2.1 选用 GB/T 20801.22006 中表 A.1和本部分的表 14 中的管子时，还应考虑设计条件和各种可 能出现的操作工况。 5.1.2.2 管子和对焊管件应符合 GB/T 20801.22006中 6.3 的规定。 5.1.3 弯管 5.1.3.1 弯管的制作应符合 GB/T 20801.42006 中 6.3的规定。 5.1.3.2 弯管最小壁厚的确定应符合 6.2 的规定。 5.1.4 斜接弯头(虾米弯) 5.1.4.1 斜接弯头的使用应符合以下规定： a) 设计压力 p2.0 MPa，且设计温度低于材料的蠕变温度； b ) 斜接弯头的变方向角大于 45者，仅适用于
32、 GC3 级管道； c) 斜接弯头的变方向角大于 22.5者，不得用于 GC1 级管道和剧烈循环工况。 5.1.4.2 除满足 5.1.4.1 条的规定外，非标准斜接弯头可按 6.3 进行压力设计，其焊接和制作还应符合 GB/T 20801.42006 的规定。 5.1.5 短半径弯头 短半径弯头和短半径回弯头 ( R1.0D ) 应符合 GB/T 124592005 的规定，且其最大允许工作压力 应不大于按 4.2.1.3 a) 确定的最大允许工作压力的 80。 5.1.6 翻边接头 5.1.6.1 翻边接头的选用应符合表 14 所列相应标准的规定。 5.1.6.2 现场制作的焊制翻边接头应
33、符合下列规定： a) 应采用图 1 规定的焊制翻边接头的基本型式。但对于剧烈循环工况，则应采用图 1 d)、图 1 e) 所 示的圆角结构； b ) 外径应符合 HG 20592、 HG 20615中对翻边接头的尺寸和公差的要求。与垫片配合的翻边接头的 表面应按管法兰密封面的要求加工； c) 厚度应不小于与其连接的管子的公称壁厚； d ) 材料的许用应力应不小于与其连接的管子在 GB/T 20801.22006 表 A.1中规定的许用应力； e) 制作和检验应符合 GB/T 20801.42006 和 GB/T 20801.52006 的有关规定。 筑龙网 13图 1 焊制翻边接头的基本型式
34、5.1.6.3 现场制作的扩口翻边接头应符合以下规定： a) 不得用于剧烈循环工况； b ) 扩口翻边用管子应符合 GB/T 20801.22006表 A.1相应材料标准以及相应的扩口翻边加工工艺要 求； c) 外径应符合 HG 20592、HG 20615 中对翻边接头的尺寸和公差的要求。与垫片配合的翻边接头表 面应按管法兰密封面的要求加工； d ) 内圆角半径应不大于 3 mm； e) 最小厚度应不小于管子最小壁厚的 95； f ) 压力设计应符合 4.2.1.4 的规定。 5.1.6.4 现场制作的扩口翻边接头用于 GC1 级管道耐，除符合 5.1.6.3 的规定以外，还应满足以下要 求
35、： a) 公称直径应不大于 DNl00，且扩口翻边前管子壁厚应大于 Sch10； b ) 最大允许工作压力应不大于 PN20 法兰规定的相应额定值； c) 工作温度应不大于 200。 5.1.7 支管连接及其管件 5.1.7.1 支管连接包括支管直接与主管的焊接连接和通过支管连接管件与主管的连接两种形式，支管连 接管件包括支管座、半管接头和三通等。用于 GC1 级管道的支管连接管件应符合 5.1.7.2 的规定。支管 直接与主管的焊接连接应符合 5.1.7.3 的规定。 5.1.7.2 用于 GC1 级管道的支管连接管件 a) G C 1 级管道用支管连接管件应采用整体补强的支管连接管件或三通
36、； b ) 承插或螺纹支管座和半管接头的公称直径应不大于 DN80； c) 螺纹管件的选用应符合 5.2.5 的有关规定。 5.1.7.3 支管直接与主管的焊接连接 a) 应按 6.7 的规定进行压力设计，焊接应符合 5.2.2.1规定。 b ) 用于剧烈循环工况时，除应符合 5.1.7.3 a) 的规定外，还应采用 GB/T 20801.42006 中图 10 b)、 图 10 d)、图 10 f)的结构。 c) 支管直接与主管的焊接连接不宜在以下场合使用： 1) 支管尺寸与主管相近； 筑龙网 142) 连接部位存在振动、脉动、温度循环等荷载引起的循环应力。 d ) 支管与主管尺寸相差悬殊时
37、，支管应具有足够的柔性，以补偿主管的热膨胀及其他位移(参见 7.3.3)。 5.1.8 法兰 5.1.8.1 法兰一般应按表 14选取，并应按相应标准规定的压力温度额定值使用。 5.1.8.2 当选用表 14以外的法兰时，应符合 4.2.1.24.2.1.4 的规定。 5.1.8.3 平焊法兰和松套法兰的附加要求： a) 平焊法兰不得用于温度频繁变化的工况，特别是法兰未作隔热的场合。 b ) 带颈平焊法兰与翻边短节配合的使用范围应符合表 5 的规定。 表5与翻边短节配合的带颈平焊法兰的使用范围 c) 松套法兰或带颈平焊法兰与翻边接头(包括现场制作的焊制翻边、扩口翻边等)配合使用时，应考 虑法兰
38、内孔与翻边转角的配合。 5.1.8.4 承插焊焊接法兰应符合 5.2.2.3的规定。 5.1.8.5 螺纹法兰(采用锥管螺纹连接的法兰)附加要求： a) 螺纹法兰应符合 5.2.5规定。 b ) 选用 DN65、DN125 和 DN150 螺纹法兰时，其钢管外径还应符合表 6 的规定。 表6螺纹法兰的钢管外径 5.1.8.6 法兰型式的选用应考虑法兰的刚度对法兰接头密封性能的影响。 5.1.8.7 剧烈循环工况下，应选用整体法兰或带颈对焊法兰。 5.1.8.8 确定法兰密封面型式及表面粗糙度时，应考虑流体性质和垫片性能。 5.1.8.9 胀接法兰和螺纹法兰不得用于 GC1 级管道。 5.1.9
39、 垫片 5.1.9.1 垫片的选用应考虑流体性质、使用温度、压力以及法兰密封面等因素。垫片的密封荷载应与法 兰的压力等级、密封面型式、表面粗糙度和紧固件相匹配。 5.1.9.2 具有冷流倾向的垫片，其密封面型式宜采用全平面、凹凸面或榫槽面。 筑龙网 15 5.1.9.3 石棉橡胶板垫片应满足以下要求： a) 按 GB/T 39851995 和 GB/T 5391995 选用石棉橡胶板垫片时，其适用压力和温度应符合 表 7 的规定。 表7石棉橡胶板使用规定 b ) 石棉橡胶板垫片不得用于真空管道。 c) 石棉橡胶板垫片与不锈钢法兰配合使用时，应考虑垫片材料氯离子含量对法兰材料性能的影响。 5.1
40、.9.4 选用缠绕式垫片、金属包覆垫等半金属垫或金属环垫的公称压力小于等于 PN20 的标准管法 兰，应采用带颈对焊等刚性较大的结构型式。 5.1.9.5 可燃材料(如橡胶)制成的垫片，不得用于输送强氧化性介质的管道。 5.1.9.6 标准法兰用紧固件和垫片的选用应符合表 8的规定。 表 8 标准法兰用垫片和紧固件的选用 表 8 (续) 筑龙网 165.1.10 紧固件 5.1.10.1 紧固件包括六角头螺栓、等长双头螺柱、全螺纹螺柱、螺母和垫圈，紧固件强度按表 9分类。 表 9 紧固件强度分类 5.1.10.2 紧固件应符合预紧及操作条件下垫片的密封要求。 5.1.10.3 较高强度等级的紧
41、固件可代用较低强度等级的紧固件。 高温条件下使用的紧固件应与法兰材料 具有相近的热膨胀系数。 5.1.10.4 配对法兰中一侧为铸铁法兰或铜合金法兰时，应采用低强度紧固件。但以下情况除外： a) 两侧法兰的密封面均为全平面且采用全平面垫片的场合； b ) 规定了螺栓拧紧力矩和拧紧程序的场合。 筑龙网 17 5.1.10.5 低强度紧固件不得用于剧烈循环工况下的法兰接头。 5.1.11 阀门 5.1.11.1 应根据管道的设计温度、设计压力、介质性质和阀门用途来选用阀门，并应考虑外部荷载对阀 门操作性能和密封性能的影响。 5.1.11.2 阀门应按表 14 选取，并应按相应标准规定的压力温度额定
42、值使用。阀门内件采用非金属材 料时，应根据非金属材料所能承受的压力温度额定值确定阀门的压力温度额定值。 5.1.11.3 阀盖与阀体的连接应满足以下要求： a) 采用螺纹阀盖的阀门应设有防止阀盖松动的安全装置，如锁紧装置等。 b ) 阀盖与阀体的连接螺栓个数少于 4 或采用 U形螺栓连接的阀门，仅适用于 GC3 级管道。 5.1.11.4 对于内部可能滞留流体介质的阀门(如双密封阀座阀门)，应采取适当的安全措施防止因温度升 高导致的压力增加。 5.1.11.5 对于阀杆填料和管道内流体介质温差较大的工况，应采用加长阀杆的结构形式。 5.1.11.6 对于 GC1 级管道，其阀门的选用应符合以下
43、规定： a) 除本规范另有规定外，应选用专用的石油化工阀门。 b ) 应防止阀杆填料处流体介质的泄漏。 c) 阀帽或阀盖的密封结构应采用下列型式之一： 1) 法兰连接，螺栓数量大于等于 4 ，且垫片符合 5.1.9 规定； 2) 自紧式结构； 3) 全焊透焊接结构； 4) 圆柱螺纹连接，强度校核合格并采用金属密封加密封焊。 d ) 不得采用螺纹连接的阀盖密封结构。 e) 采用非金属密封材料的用于可燃性流体的阀门，应符合防火试验要求 1） ，并应根据非金属材料所 能承受的压力一温度额定值确定阀门的压力温度额定值。 注：1) 防火试验要求可参照 API 607。 5.1.11.7 对于 5.1.1
44、1.15.1.11.6 的规定同样适用于管道过滤器、疏水器及分离器等与阀门类似的压力 管道附件。 5.2 管道组成件连接形式的选用 5.2.1 一般规定 管道组成件连接形式的选用应与管道材料和流体工况相适应，并应考虑在预期的使用和试验工况下， 压力、温度和外荷载对连接接头密封性能和机械强度的影响。 5.2.2 焊接接头 5.2.2.1 在制作和安装过程中，管道组成件的焊接、预热和热处理应符合 GB/T 20801.42006 的有关规 定，其检查及检验应符合 GB/T 20801.52006的有关规定。 5.2.2.2 对于腐蚀、振动或剧烈循环工况，焊接时应尽量避免使用衬环，或使用熔化性嵌条替
45、代衬环； 如需采用衬环，应在焊后去除衬环并打磨。对于剧烈循环工况或 GC1 级管道，不得使用开口衬环。 5.2.2.3 采用承插焊焊缝的焊接接头应符合以下规定： 筑龙网 18a) 一般用于公称直径小于等于 DN50 的管道。 b ) 承口尺寸应符合相应法兰或管件标准的规定，焊缝尺寸应不小于 GB/T 20801.42006 图 8、 图 9 所示尺寸。 c) 以下场合不得采用承插焊焊接： 1) 可能产生缝隙腐蚀或严重冲蚀的场合； 2) 要求焊接部位及管道内壁光滑过渡的场合； 3) 剧烈循环工况或 GC1 级管道的场合，且承插焊连接接头的公称直径大于 DN50。 d) 管道组成件上开设的旁通管和
46、排水孔可采用承插焊连接，其承口尺寸应符合图 2 a) 以及表 10的 规定。 e) 开设旁通管和排水孔的管道组成件的壁厚如不能满足表 10 的尺寸要求或需要开孔补强时，应增 加凸缘(如图 2 b) 所示)，凸缘的尺寸应符合表 11 的规定。 a) b) 图 2 承口和凸缘 表 10 承口尺寸 筑龙网 19 表 11 凸缘尺寸 5.2.2.4 符合 GB/T 20801.42006 图 7、图 8和图 9 的填角焊缝，可用于连接承插焊元件和平焊法兰 的主要焊缝。填角焊缝也可用于连接补强元件和结构附件，以增加强度或降低应力集中。 5.2.2.5 密封焊焊缝仅用于防止螺纹连接接头的泄漏，而不应考虑其
47、对连接强度的影响。 5.2.3 法兰连接 5.2.3.1 法兰连接的选用应根据设计条件、荷载、流体特性、泄漏率等因素来考虑，同时还应综合考虑 法兰、垫片和紧固件的选用和配合。 5.2.3.2 金属法兰与非金属法兰相连接时，法兰的密封面应采用全平面型式，且一般配以全平面型式垫 片。如果采用全平面型式以外的垫片时，府控制螺栓拧紧力矩，防止非金属法兰过载。 5.2.3.3 配对的两个法兰如具有不同的压力额定值，该连接接头的最高无冲击工作压力应按较低额定值 确定，并应控制安装时的螺栓扭矩，防止出现过紧。 5.2.3.4 高温或承受较大温度梯度的法兰接头，应定期拧紧螺栓。 5.2.4 胀接接头 5.2.
48、4.1 胀接接头不得用于剧烈循环工况或 GC1 级管道。 5.2.4.2 应采取适当措施以防止胀接接头的松动。 5.2.4.3 用于输送有毒介质的胀接接头，应采取安全防护措施。 5.2.4.4 对承受温度循环、振动、不均匀(或局部)膨胀或收缩的管道，当采用胀接接头连接时，应采取安 全防护措施，以保证胀接接头的密封性能。 5.2.5 螺纹密封的管螺纹连接 5.2.5.1 管螺纹型式 管螺纹应符合表 12的规定。 表 12 螺纹牙型角 5.2.5.2 锥管螺纹( NPT 和 R/RC ) a) 对于可能产生缝隙腐蚀、冲蚀或循环荷载的工况，应尽量避免采用螺纹接头。 b ) 螺纹接头采用密封焊时，不得使用密封剂(填料)。 c) 采用螺纹接头的管道系统，应考虑减少螺纹接头上的应力，特别是由热膨胀和阀门(尤其是端部阀 门)操作产生的应力，以防止螺纹接头松动。 d ) 除 GC3 级管道外，不得采用管端伸出螺纹法兰作为密封面的结构型式，如图 3 所示(不包括高压 用透镜垫密封型式)。 筑龙网 20图 3
