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發表時間: 2023-11-03 13:42:26
作者: 水務技術研發部
來源: 格潤內澤姆
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前言:各個行業應用的管材種類很多,其中應用最多的管材是金屬管道,如不銹鋼管、碳鋼管、雙相不銹鋼管等。而金屬管道以其多樣的金屬元素組成、優異理化性能、耐溫耐候性,有著更為廣泛的應用,可滿足更嚴苛的工況要求,所以關于它的國內外標準也最為詳盡。接下來將以金屬管道為例,介紹其選型依據。
管材的選型規格參數主要有公稱直徑DN、外徑、公稱壁厚、材料牌號、執行標準、交貨狀態等。金屬管材規格參數中沒有壓力標識的概念(如PN多少),因為不同金屬材料的許用應力不同,承壓能力不同,腐蝕裕量也因設計要求而不同,而這一點不同于非金屬管道的。所以“DN50 PN10 不銹鋼304管道”的規格參數并不明確。
以無縫鋼管為例,在《GB/T 17395 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》中將鋼管的外徑和壁厚進行了分類。其中外徑分為“系列1”、“系列2”、“系列3”,三個系列。“系列1”是通用系列,屬于推薦選用系列;“系列2”是非通用系列,多數是根據國內情況的沿用系列;“系列3”是少數特殊、專用系列。
值得注意的是,通過對比可以發現“系列1”幾乎與(國標、化工部)法蘭標準中的對接管外徑“A系列”相同,而法蘭標準中的“B系列”外徑可能對應“系列2”或“系列3”的管外徑。與此同時,“A系列”管外徑與英制管外徑近似相同,只有個別規格有很小的偏差。
而壁厚規格也在《GB/T 17395 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》有明確要求,所以選型壁厚應比計算得到的最小管道壁厚略大一點。從國標推薦使用的“系列1”可以看出,國內標準正在逐步與國際接軌,更為統一的管外徑規格將有利于減少管道對接出現偏差的情況,也有利于縮減工廠非通用系列的生產線投入。
在實際交貨時鋼管可能會存在一定的負偏差。因為采購管材通常以長度單位結算,壁厚偏差影響管材的用量。在金屬管道壁厚選型計算時,應按鋼管壁厚的最大負偏差進行計算,否則可能會出現實際有效壁厚無法滿足設計要求的情況,無法滿足涉及要求。以應用較廣泛的無縫鋼管執行標準《GB/T 8163 輸送流體用無縫鋼管》為例,熱軋鋼管壁厚允許偏差應符合下表:
《GB 3087 低中壓鍋爐用無縫鋼管》中關于鋼管壁厚允許偏差也有類似的要求。這個壁厚偏差值通常為±12.5%。但在鋼管壁厚選型時,應注意實際執行標準中的具體要求。
不同金屬材料的理化性能不同,在不同溫度下的許用應力也不同。通常情況下,有這樣一個規律:金屬材料隨著設計溫度的升高,許用應力隨之降低。換而言之,設計溫度越高,材料的承壓能力減弱,因此對材料的要求也就越高。許用應力是管道壁厚計算的必要依據。
不同材料應根據所選材料牌號執行的標準查詢其在設計溫度下的許用應力值。以常用的304不銹鋼(GB/T 14976)為例。按《GB/T 20878 不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分》規定,304不銹鋼的標準材料牌號寫法為S30408(06Cr19Ni10)。國標金屬管道材料許用應力可以根據《GB/T 20801.2 壓力管道規范 工業管道 第2部分:材料》的附錄A查詢到,如下表。
在鋼管執行的標準中已明確了其交貨狀態,如熱軋鋼管應以熱軋狀態或熱處理狀態交貨。如要求熱處理狀態交貨時,因需要再另作處理,所以影響材料價格,應在合同中注明。而冷拔鋼管應以熱處理狀態交貨,如合同另有注明,也可以冷拔狀態交貨。如果工程中有油漆防腐要求,可以在協議中注明油漆防腐的詳細要求。
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