工业管道材料设计与应力分析技术高级培训

管道应力及热力管道培训讲义主要讲以下几项主要内容：应力的概念、应力分析的目的、应力分析的方法、柔性设计、热伸长的计算、补偿方法、常用的补偿器、常用支架的种类、常用管托的种类、推力计算一、管道机械（管道应力）1．应力材料单位面积上受到的力。

2．一次应力由于外载（包括内压、管道自重、保温材料、雪荷载）的作用所产生的应力。

特点：随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏，(一般情况下一次应力超标是由于缺少管架或管架布置不当引起)。

3．二次应力（温度应力、热应力）是由于管道温度升高、管道变形受到约束而产生的应力，称为二次应力。

它由管道热胀冷缩、端点位移等引起。

（假如管道一端固定，另一端自由则不产生应力）。

二次应力的特点是：具有自限性，当管道局部变形或产生小量变形时，就能降低下来。

二次应力过大时，将使管道产生疲劳破坏。

二次应力产生的破坏，是管系在冷热状态下的反复交变应力作用下出现反复塑性变形，并因塑性应变的反复累计而引起疲劳破坏。

因此，对二次应力的限定采用许用应力范围植和限定交变循环次数加以控制。

管道应力分析分为静力分析和动力分析静力分析包括：①压力荷载和持续外载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏。

②管道热胀冷缩以及端点附加位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏。

③管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行。

④管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据。

⑤管道上法兰的受力计算——防止法兰泄漏。

⑥管道位移计算——防止管道碰撞和支吊点位移过大，或管道掉至支架下面。

动力分析包括：①管道自振频率分析——防止管道系统共振。

②管道强迫振动分析——控制管道振动及应力。

③往复式压缩机气柱频率分析——防止气柱共振。

④往复式压缩机压力脉动分析——控制压力脉动值。

二、应力分析的方法，常用的有三种1、目测法：目测人具有相当的水平和工程经验。

2、公式法：（图表法）常用的手册有“简明动力管道手册”“热力管道”“化工管路设计手册” 等3．计算机计算法：目前国际通用的管道应力分析软件为美国COADE公司编制CAESAII。

管道材料设计培训标题：管道材料设计培训一、概述管道材料设计培训旨在提高管道设计人员对管道材料选型、性能、应用及规范的理解和掌握，提高管道设计质量，确保管道系统安全、稳定、高效运行。

本培训课程将结合实际工程案例，系统讲解管道材料设计的基本原理、方法和技巧。

二、培训内容1. 管道材料基础知识（1）金属材料的分类、性能及用途；（2）非金属材料的分类、性能及用途；（3）复合材料的特点及应用；（4）管道材料的标准与规范。

2. 管道材料选型与应用（1）不同工况下管道材料的选型原则；（2）高温、高压、腐蚀环境下管道材料的选用；（3）管道材料的经济性分析；（4）管道材料的应用案例。

3. 管道材料设计方法与技巧（1）管道材料设计的基本原理；（2）管道材料设计的方法与流程；（3）管道材料设计的注意事项；（4）管道材料设计的优化。

4. 管道材料设计软件应用（1）常用管道材料设计软件介绍；（2）软件操作方法与技巧；（3）软件在管道材料设计中的应用案例。

5. 管道材料设计实例分析（1）典型管道工程材料设计实例；（2）实例中存在的问题及解决方案；（3）实例中的创新点与应用价值。

三、培训对象本课程适用于从事管道设计、施工、监理、运行管理等相关工作的技术人员，以及高等院校、科研院所的相关专业师生。

四、培训方式1. 面授培训：邀请具有丰富实践经验的专家进行授课，结合实际工程案例进行分析和讲解。

2. 在线培训：通过互联网平台进行在线授课，学员可随时随地学习，互动性强。

3. 混合式培训：结合面授和在线培训的优势，实现个性化、差异化教学。

五、培训时间与地点1. 培训时间：根据学员需求灵活安排，可定制培训课程。

2. 培训地点：可根据学员需求，在全国范围内选择合适地点进行培训。

六、培训证书学员完成培训课程并通过考核后，可获得由专业机构颁发的《管道材料设计培训证书》。

七、报名方式1. 方式报名：拨打报名，进行课程咨询和报名；2. 网上报名：登录官方网站，填写报名表格，进行在线报名；3. 报名：关注官方公众号，进行课程咨询和报名。

主编部室：管道室参编部室：参编人员：参校人员：说明：1．文件版号为A、B、C......。

2．每版号中局部修改版次为1/A、2/A……，1/B、2/B……，1/C、2/C……。

本规定（HQB-B06-05.306PP-2003）自2003年月实施。

目录1. 总则 (1)2. 应力分析管线的分类及应力分析方法 (2)3. 管道应力分析设计输入和设计输出 (6)4. 管道应力分析条件的确定 (9)5. 管道应力分析评定准则 (11)附件1 管线应力分析分类表 (14)附件2 设备管口承载能力表 (15)附件3 柔性系数k和应力增强系数i (16)附件4 API 610《一般炼厂用离心泵》(摘录) (17)附件5 NEMA SM23 (摘录) (22)附件6 API 661 《一般厂用空冷器》(摘录) (23)1. 总则1.1 适用范围1.1.1 本规定适用于石油化工生产装置及辅助设施中的碳钢、合金钢及不锈钢管道的应力分析设计工作。

本规定所列内容为管道应力分析设计工作的最低要求。

1.1.2 管道应力分析设计应保证管道在设计和工作条件下，具有足够的强度和合适的刚度，防止管道因热胀冷缩、支承或端点的附加位移及其它的荷载（如压力、自重、风、地震、雪等）造成下列问题：1)管道的应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏。

2)管道连接处泄漏。

3)管道作用在与其相联的设备上的载荷过大，或在设备上产生大的变形或应力，而影响了设备的正常运行。

4)管架因强度或刚度不够而造成管架破坏。

5)管道的位移量过大而引起的管道自身或其它管道的非正常运行或破坏。

6)机械振动、声频振动、流体锤、压力脉动、安全阀泄放等动荷载造成的管道振动及破坏。

1.2 应力分析设计工作相关的标准、规范：1) GB150-1999 《钢制压力容器》2) GB50316-2000 《工业金属管道设计规范》3) HG/T20645-1998 《化工装置管道机械设计规定》4) JB/T8130.2－95 《可变弹簧支吊架》5) JB/T8130.1－95 《恒力弹簧支吊架》6) HQB-B06-05.203PP-2003《简化柔性计算的规定》7) ASME/ANSI B31.3 Process Piping8) ASME/ANSI B31.1 Power Piping9) ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and Distribution pipingsystems10)ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution pipingsystems11)API 610 Centrifugal Pumps for General Refinery Services12)API 617 Liquid Transportation System for Hydrocarbone,Liquid ,Petroleum Gve, Anhydrone Ammonis , and Alcohols13) NEMA SM-23 Steam Turbine14) API 661 Air-Cooled Heat Exchangers for General RefineryService15) HQB-B06-05.105PP-2003 《管道配管设计规定》16) HQB-B06-04.301PP- 《管架设计工程规定》17) SHJ.41-91 《石油化工企业管道柔性设计规范》18) GB 50316-2000 《工业金属管道设计规范》2. 应力分析管线的分类及应力分析方法2.1 应力分析管线的分类原则上，所有的管线均应做应力分析，并根据管线的类别（温度、压力、口径、壁厚、所连接的设备的荷载要求等）确定应力分析的方法和详细程度。

一、管道设计概况主要内容包括压力管道各级人员基本条件、管道设计所涉及的专业及相关施工图以及专业间条件关系。

㈠压力管道各级人员基本条件1、压力管道设计应遵循的法律法规设计人员应掌握以下相关法律法规，并在设计说明的设计依据里写明：⑴《中华人民共和国特种设备安全法》主席令第四号（这里注意，所有国家法律文件中数字只能用汉字，不允许出现阿拉伯数字）⑵《特种设备安全监察条例》国务院令第549号⑶《特种设备目录》质检总局公告[2014]第114号⑷《特种设备生产和充装单位许可规则》TSG07-2019⑸《特种设备生产单位许可目录》【市场监管总局关于特种设备行政许可有关事项的公告】（2019年第3号）⑹《特种设备行政许可有关事项的公告》（2019年第8号）⑺《市场监管总局办公厅关于特种设备行政许可有关事项的实施意见》市监特设[2019] 32号2、设计人员基本条件2019年新特设规TSG07-2019推出以后，对压力管道设计人员提出了更高的要求。

如：需要有5年以上校核经验才能提升审核人员、需要有8年以上审核经验才能提升审定人员；GC1管道设计单位需要有20人以上、审批人员5人以上；2020年开始将通过考试、答辩的方式对压力管道取证人员进行考核。

㈡管道设计所涉及的专业及必要提供的施工图管道设计可详细划分为管道布置专业、外管专业、材控专业和管机专业，尽管我公司不像设计院做这样的详细专业划分，但日常工作都需按照以上各专业内容和流程来开展的，才能保证设计文件的准确和完善，避免错误发生。

各管道专业所需要提供的设计成品如下所示：1、管道专业⑴除包含我们日常设计提供的图纸目录、设计说明、管道布置图、管道空视图（轴测图）、管段材料表、特殊管架表、管道支架一览表、管道材料汇总表、管道绝热一览表、管道防腐一览表，一些较大的项目（管道布置图较多的）还应有管道布置索引表；⑵涉及伴热管的还需有伴管图、伴热一览表；⑶涉及设备的还需有设备绝热一览表、设备涂漆一览表、设备布置图、设备安装图（或管口方位图）；⑷大型项目还应提供管架材料汇总表、绝热材料汇总表、涂漆材料汇总表、新旧管线接管一览表、甩头一览表等。

管道材料设计培训资料十管道施工和检验 6 压力试验试压前准备工作支架焊接热处理临时加固隔离方案 1水压 15P真空02Mpa夹套先内后外T设＞T试 [σ]／[σ]t C1ˉ 25mgL 奥氏体SS 温度非低合金＞5℃合金＞15℃高于材料脆性转变温度十管道施工和检验 2气压代水压安全措施－施工单位技术总负责人批准 DN≤300 P试≤16 DN＞300 P试≤06 不符合上述条件又必须替代试验全部焊缝X对接磁粉角接逐步升压检查 50％ 3min10％3min 3气压 115P 十管道施工和检验 4气密泄漏量试验要求极度高度危害可燃重点阀填料函法兰螺纹排放阀 P试＝P设真空P试＝01 检漏或24h后平均泄漏率03～05％小时 5空度试验联动 24h 增压率≤5％24h 考虑温差十一管道隔热目的降低热损工艺生产要求提高设备生产能力防表面结露防火灾烫伤 1 隔热的设计原则严禁镀锌的隔热辅助材料与不锈钢管接触 2 隔热厚度的计算保温和人身防护采用介质正常操作温度保冷及防结露采用介质正常操作时的最低温度 3 保温厚度的计算当无特殊工艺要求时采用经济厚度法计算人身防护保温厚度按表面温度法计算但保温层外表面的温度不得大于60℃十一管道隔热 4 保冷层厚度的计算原则为减少冷量损失的保冷层应采用经济厚度法计算厚度为防止外表面结露的保冷层应采用表面温度法计算厚度工艺上允许一定量冷损失的保冷层应用热平衡法计算厚度校核外表的温度应高于露点温度1～3℃ 5 隔热的分类 1 保温保温＋保护保温一般应用在操作温度在50℃以上的设备和管道上要求有热损失的地方除外当需要严格限定热损失量时采用充分保温即使操作温度低于50℃也要考虑当设备和管道带有耐火材料或保温材料衬里时不需要外部保温金属温度必须被控制时除外十一管道隔热 2 人身防护 60℃及以上范围－高21m内750mm以内 3 保冷保温＋防潮＋保护保冷应用于操作温度低于常温的设备和管道上需要吸热的设备和管道除外 6 材料要求隔热性能良好有导热系数方程图表硬质保温材料密度不应大于300kgm3半硬质和软质保温材料及其制品的密度不应大于200kgm·保冷材料及其制品的密度不应大于200kgm3 十一管道隔热隔热材料及其制品的pH 值不应小于8 奥氏体不锈钢氯离子浓度不应超过25ppm 阻燃型保冷材料及其制品的氧指数不应小于30 保温结构应用非燃烧材料组成保冷结构可由阻燃材料组成保温材料允许使用温度应高于设备和管道的设计温度保冷材料的允许使用温度应低于设备和管道的设计温度保冷应选用闭孔型材不宜选用纤维材料或其制品不宜选用石棉材料及其制品防潮层材料应具有抗蒸汽渗透防水防潮无毒耐腐蚀保护层防水防潮不燃抗大气腐蚀的性能且化学性能稳定不腐蚀隔热层或防潮层十二管道防腐1 现场安全与防护当表面处理采用喷沙机具或电动工具清洁时要使用适当的防护罩如护目镜等涂漆有机溶剂在几乎密闭环境下完成时要通风及照明工作现场要使用防火监测器移走任何不安全火源2 表面处理所有设备管道和其他部件在涂漆前都必须进行合格的表面处理 St手工和动力工具除绣 Sa喷射或抛射除绣十二管道防腐3 不涂漆范围奥氏体不锈钢已精加工的表面铝黄铜塑料玻璃钢以及镀锌金属预制的所有设备管子管件和其他部件铭牌和标记号机器的精加工部件如阀杆调节阀门的填料部件控制弹簧杆旋转轴或其他滑动装置透平机发动机和电动机的表面罩等不需涂漆如铝皮镀锌铁皮等的保温外表面十二管道防腐 4 涂料的选择 1涂料的选择应遵守下列原则与被涂物的使用环境相适应与被涂物表面的材质相适应各层涂料正确配套安全可靠经济合理具备施工条件涂装在钢材表面上的底层涂料宜选用GBT 1720中测定附着力为1级的底漆含铅的涂漆和其他涂层材料不能使用 5 管道表面色和标志规定GB SH业主管道标志的设置管道及其分支设备进出口处和跨越装置边界处应刷字样和箭头介质名称和管道代号PID 5 垫片 1 选材 T P强度PT值防火耐蚀密封性能泄漏率 m Y尺寸光洁度要求 2 垫片分类非金属垫片半金属垫金属垫非金属垫片低压橡胶温度压力限制介质石棉橡胶板XB 非石棉有机无机聚四氟乙烯聚四氟乙烯改性聚四氟乙烯包复垫石墨五管道等级元件设计半金属垫中压石墨复合缠绕垫金属包复垫齿形复合垫金属垫高压平垫八角椭园透镜齿形垫五管道等级元件设计五管道等级元件设计 3缠绕式垫片选用光滑面带外定位环凹凸面内定位环外碳钢内定位环设计条件决定耐蚀性相当或优于金属带材质光滑面法兰缠绕式垫片必须带内外定位环的情况如下压力等级≥CL600的法兰聚四氟乙烯缠绕垫压力等级＜CL600且DN＞24"的法兰 4 管道垫片不应选用石棉垫片五管道等级元件设计 6 紧固件材料和性能等级质量等级材料型式试验和组批六角批量螺纹M制UN－C8牙垫片配合螺栓型式六角双头全螺纹螺母高度对边宽螺母与螺栓的匹配长度及数据库露头夹持件美标与欧标法兰五管道等级元件设计 6 紧固件端部计入螺母高度商品级88级与48级和专用级 M36的螺栓螺母宜选用粗牙螺纹M36的螺栓螺母用细牙螺纹 7 管道组成件的连接形式 1 对焊坡口削薄组对 2承插焊SWSO 3管螺纹NPTRRcRp 五管道等级元件设计螺纹用NPT螺纹螺纹标准为GBT12716或ASMEB1201 NPT和R比较NPT 使用压力和温度较高的场合 R只能用与一些对螺纹要求不高管道 P≤10 -29 ～ 186℃无毒无害放空放净孔板法兰取压点和热电偶出口通常螺纹连接下列情况需在螺纹连接处采用密封焊氢烃或有毒介质及超过03MPa蒸汽所有漏入大气中能自燃的介质与压力容器接在第一切断阀上游端的管线包括切断阀保温管线上的水压试验的丝堵试压后压力等级≥CL600的管线下列情况不用密封焊铸铁可锻铸铁及球墨铸铁件调节阀疏水器放空和放净阀上的丝堵活接头的压紧螺母仪表 4 法兰接头 5 扩口卡箍及其他特种管道连接管道的连接形式通常采用上列几种类型所有管道连接优先采用焊接镀锌管道除外五管道等级元件设计 8 阀门 1连接型式法兰对焊承插螺纹－内外 2压力等级及 P／T 表800Lb 3阀型闸阀波纹管密封闸阀全开全闭可双向流动阻力小省力不宜调节开关慢截止阀节流阀取样阀角阀Y型截止阀频繁开关可调节流量和压力阻力大单向流动中小尺寸止回阀升降式旋起式球形双蝶板对夹式升降式水平旋启水平垂直时流体向上五管道等级元件设计球阀三通四通浮动固定开启快阻力小蝶阀对夹式凸耳式尺寸小重量轻开关快可调节压力温度限制密封性柱塞阀旋塞阀三通四通开启快阻力小隔膜阀底阀安全阀减压阀不归管道专业蒸汽疏水阀机械式浮桶式浮球式倒吊桶双金属热动力脉冲式盘式恒温式呼吸阀管道盲板阀五管道等级元件设计 4阀门型号阀型－传动－连接型式－阀门结构－阀座材料－压力等级－阀体材料 5阀门规格书基本参数口径范围阀型压力等级阀体材料阀门设计标准尺寸结构阀杆阀盖等阀门连接标准如165密封面型式光洁度阀门密封件阀座阀瓣阀杆及上密封件材料和结构五管道等级元件设计五管道等级元件设计 5阀门规格书阀门间距标准1610 阀门P／T表1634及其调整限制蝶球旋阀门检验标准598及其他检验用户抽验探伤材质光谱防火防静电设计要求扭矩及驱动装置垫片填料紧固件材料6 阀门选用工艺介质用API阀门制造检验应符合相应的API标准的规定压力温度等级应按ASME B1634的规定球阀的密封件压力温度额定值应按API 608的规定蝶阀的密封件压力温度额定值应按API 609的规定对夹式止回阀不用于往复式设备或其它苛刻条件14"以上的对夹式止回阀考虑阀瓣开启时所需要的足够空间工艺需采用非金属阀座的球阀旋塞阀时阀门应有防火防静电结构且压力温度等级应根据设计条件校核五管道等级元件设计软密封球阀和高性能的蝶阀应进行防火设计设计中应具有二次金属密封并根据BS 5146或API 607进行测试配备手动齿轮操作机构的阀门手轮或手柄开到一半的位置时的操作力不能超过 35Kgf 用于 A B 级管道且启闭频繁的楔式闸阀的密封面材质应选用硬质合金材料低温阀门是否要求加伸长杆低温冲击实验温度氧气阀门必须脱脂处理防止阀杆填料处泄漏的阀门五管道等级元件设计 9 管道特殊件过滤器临时粗滤器YT型粗滤器视镜阻火器取样冷却器消声器 10 管道特殊元件软管接头快速接头补强板漏斗排液环8字盲板限流孔板六一些管道的组成件特殊要求 1 氧气管道的组成件特殊要求 1氧气管道材料按照GB50030及相关标准规范的规定 2无缝钢管 3无缝管件当采用其他管件时应符合GB50030规定 4管子管件焊接应采用氩弧焊打底 5全通径阀不用快开快闭严禁用闸阀垫片及填料不易脱落碎屑纤维材料或可燃材料 6垫片宜选用缠绕式垫片RF带内外定位环缠绕垫片 7氧气管道阀门管件仪表垫片及其他附件必须脱脂处理 8氧气管道用焊接设备阀门连接用法兰或丝扣连接丝扣一氧化铅水玻璃或聚四氟乙烯薄膜填料严禁用涂铅红的麻或棉丝或其他含油脂的材料 1 氧气管道的组成件特殊要求 2 剧毒流体管道的组成件要求 1不应使用任何脆性材料 2无缝管或经100％无损探伤焊管不锈钢管和对焊管件的壁厚不得低于GB50316的最小壁厚 3管件锻件或无缝管件支管连接优先采用无缝三通 4锥管螺纹密封的结构用于DN≤20mm 并密封焊 5不应使用带填料密封的补偿器 6应采用防止阀杆填料处泄漏的阀门包括波纹管密封的截止阀或旋塞型或其他具有可靠的密封结构型式的阀门例如采用两段填料加孔环并带小引出口的填料函的阀门 2 剧毒流体管道的组成件要求 7法兰公称压力的选用至少留25％欲量不20 Mpa 8不应采用平焊平板式法兰 9采用软垫片时应使用榫槽面或凹凸面的法兰 3 剧烈循环条件下的管道组成件的选用 1锻造管件无缝管件 2无缝钢管 3焊接系数≥09 4铸造质量系数≥09 5SS 管件厚度不得低于GB50316 规定 3 剧烈循环条件下的管道组成件的选用 6不应选用大于DN40的承插焊接头 7法兰连接用的螺栓或螺柱应采用合金钢的材料 8螺纹连接仅限用于温度计套管与测温元件连接 9应采用WN法兰 10R≥15DN斜接角≤225 剧烈循环七非金属管道材料介质对管材的影响-腐蚀浓度氧化等条件P T T环产品技术性能参数衬塑钢管PP-14～100℃20 Mpa PE-20～85℃20 Mpa PVC-29～65℃20 Mpa 八管道材料审核审定 1 管道等级说明技术内容是否符合合同要求是否结合本工程项目选取内容是否正确 3-4级所用单位制公英制是否清楚符合合同 3-4级选用材料标准和规范是否正确是否最新版本 3级对极毒强腐蚀危险介质是否满足规定 3-4级阀门有否要求加伸长杆以保护人身安全低温工况介质阀门有否要求加伸长杆低温材料应说明低温冲击实验温度 3级八管道材料审核审定 2 管道等级索引管道等级索引中各个管道等级物料归类材料选用压力级的划分是否正确与合理是否符合标准 3级是否考虑强腐蚀性极毒介质特殊要求 3-4级 3 管道材料等级表流体介质是否正确 3级温度压力额定值是否正确 3级各等级管子管件法兰阀门特殊件型式及标准压力等级材料及标准是否正确之间连接形式是否可行八管道材料审核审定 3 管道材料等级表管子管件制造方式焊接或无缝的选择是否恰当是否与业主要求一致必要的焊后热处理是否交待 3-4级对于极毒强腐蚀氧气等介质等级的特殊要求的必要注释正确否 3-4级 4 管道壁厚表所有等级壁厚是否正确是否进行计算 3级 5 分支表各等级的分支表的划分是否正确与合理是否进行计算有无遗漏 3级八管道材料审核审定 6 阀门规格书阀门的所有部件包括阀体阀芯部件阀盖垫片填料螺栓螺母在阀门数据表中填写是否正确 3级阀门 PT 压力－温度等级是否符合规范标准 3级对于有热处理要求的阀门是否按相应标准做规定 3级对于低温工况下阀门伸长杆低温冲击实验温度 3级有特殊要求的是否进行了注明 3级螺栓螺母低温的非奥氏体不锈钢螺栓是否要求在设计温度下的低温V型缺口冲击实验 3级不锈钢法兰非金属垫片其氯离子含量不大于25PPM 八管道材料审核审定 7 检验和实验管子及管道元件阀门的尺寸壁厚水压试验要求X射线检验硬度要求等规定是否正确恰当 3级对于一些有特殊检验和试验要求的管子管件阀门如无损检验水压试验等是否另有交待 3级九材料代用国标代美标 P F F不同材料代不同t不同标准有缝t增加太大增加检验拍片标准壁厚计算材料十管道施工和检验 1 常用标准 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 HG 20225 化工金属管道工程施工及验收规范 SH 3501 石油化工有毒可燃介质管道工程施工及验收规范 SHT3517 石油化工钢制管道工程施工工艺标准十管道施工和检验 2 配管材料检验 1 钢管标记质保书外观尺寸抽查数量HG20225SHT3517 极度高度危害钢管超声波检验高压钢管P设≥10 Mpa 无损检验磁粉MT渗透PT逐根合金钢光谱分析标识低温冲击韧性试验值AKV 不锈钢晶蚀 2管件标记质保书高压外观尺寸抽查数量SHT3517 高压钢管无损检验MTPT 合金钢光谱分析 3螺栓≥10 Mpa≥350℃≤－40℃极度高度危害硬度必须满足 4附件视镜阻火器过滤器SHT3517 5焊材SHT3517 十管道施工和检验 6阀门GB50235SHT3517HG20225SH3064 壳体压力试验 15P t≥5min 填料无渗漏密封试验 P 阀瓣密封面不漏夹套15P 对奥氏体不锈钢阀门水中的氯含量不得超过 100ppm 3 弯管施工冷弯热弯最小弯曲半径＜10Mpa 热35 冷40 ≥10Mpa 50 减薄率≤10％外≥t ＋C1 设计椭园度 SHA 5 SHB 8 十管道施工和检验加热及弯制温度热处理 4 焊接 1焊材选用 CS AL SS 2焊接方法气焊薄壁小口经铜铝手工电弧焊金相组织细热影响区小焊接质量好惰性气体保护焊焊缝合金元素没气孔热影响区小变形小埋弧焊焊缝速度快热影响区小残余变形小中厚板的长焊缝十管道施工和检验十管道施工和检验 3坡口设计选用 SHA机械加工乙炔或等离子切割表面清理组对及削薄 4焊工考核基本知识和操作技能 5焊接环境要求 T 非合金≥-20℃ LAL≥-10℃奥SS≥-5℃其他AL0℃防护风速相对湿度＞90下雨或下雪 6予热降低焊后冷却速度利于减少焊接应力防止冷裂纹产生 7焊后热处理十管道施工和检验 5 焊接检验缺陷裂纹气孔夹渣咬边未焊透等无损磁粉CS LAL渗透SS射线超声波外观质量成型几何尺寸焊缝高度宽度和表面缺陷内部质量射线超声波焊接接头射线比例及合格等级GB50235SH3501P269 二管材设计规范标准和规定 4 管道材料设计选用规定 4标记 5试验和检验 6缩写词 7管道等级代号说明三．管道等级1．重要性设计材料汇总采购施工安装生产维修重要依据材料标准尺寸范围压力等级温度与压力规定正确设计－选材合理正常安全加快速度节约投资管道等级所规定的内容是有关各专业都应遵循的准则 2．编制阶段基础设计阶段开始详细设计深入完善 3．编制基础开工报告管道物料特性表工艺流程图工艺管线表三．管道等级 4．管道等级分类管道级别设计温度设计压力腐蚀性特殊性如热处理脱脂等材料加工工艺性能焊接性能和经济性进行分类依据－用户或专利商的合同确定材料的标准介质的温度压力等分成不同类别的等级仪表设备专业所选用的标准及配合条件规定等级所用管道元件规格范围特性材料及标准三．管道等级 5．编制原则管子组成件必须符合国家国际企业标准管道组成件等在同一等级中必须匹配满足工艺条件经济实用当选用较昂贵材料时应做材料的经济比较用户名称设计项目设计阶段工程号等不包括安全阀电动阀减压阀疏水器伴热除外防爆膜阻火器过滤器消音器等特殊管件即SP类应注明该等级号的使用范围温度压力流体四．管道材料的选择 8 根据介质性质和特殊性分类极度危害高度危害光气易燃易爆热处理要求脱脂要求工艺介质公用工程介质蒸汽蒸汽凝液举例等级编制四．管道材料的选择 1．选材标准耐腐蚀性力学性能性能稳定性加工性易得性成本四．管道材料的选择2．石油化工生产过程中常见的腐蚀环境p285 1 金属腐蚀及分类化学电化学作用均匀腐蚀全面局部腐蚀应力腐蚀－湿硫化氢液氨苛性钠碱液缝隙腐蚀晶间腐蚀氢腐蚀Nelsons图四．管道材料的选择 2 根据介质对金属材料的腐蚀速率选用腐蚀裕度＝腐蚀率使用年限耐蚀性能的评价腐蚀率 005毫米优良 00505毫米良好 0515毫米可用但腐蚀较重 15毫米不适用腐蚀严重四．管道材料的选择 3 一般情况下腐蚀裕度可如下取值工艺介质蒸汽凝液和公用空气或水系统中碳钢和铁素体合金钢的允许腐蚀裕度最小为15mm 衬里管奥氏体不锈钢和非铁基材料允许腐蚀裕度最小为0mm 四．管道材料的选择 4．管道常用金属材料p300 1 按冶炼方法分类 671 沸腾钢－脱氧不完全杂质多镇静钢－脱氧完全气泡少质量好四．管道材料的选择 2 按化学成分分类碳钢－纯铁C≤004低碳钢C≤025 中碳钢C 025～06高碳钢C≥06 合金钢－低合金钢合金元素总量≤5％16Mn 中合金钢合金 5～10高合金钢合金＞10％高合金钢－不锈钢－铁素体 13Gr 奥氏体3043161Gr18Ni9 C≤015低碳C≤008 0Gr18Ni9 C≤007超低碳00Gr19Ni10 C≤003P301 低温钢四．管道材料的选择 5．常用管材使用温度范围 1020 -20 ℃ 425℃ 16Mn-40 ℃ 450℃09Mn2V -70 ℃ 100℃ 12CrMo≤ 525℃ 15CrMo≤ 550℃ 12Cr1MoV≤ 575℃1Cr5Mo ≤600℃低碳奥氏体不锈钢-196 ℃ 700℃超低碳奥氏体不锈钢-196 ℃ 450℃四．管道材料的选择 9 确定管道等级的压力级 T-P偶合确定管道使用条件 HG 钢制管法兰压力-温度等级美洲体系公称压力 MPa 法兰材料类别工作温度℃≤38 50 100 150 200 250 300 350 400 20 20 16 154 148 144 138 121 102 084 065 1Cr-05Mo 181 181 177 158 138 121102 084 065 304 19 183 157 142 132 121 102 084 065四．管道材料的选择HG 钢制管法兰压力-温度等级美洲体系公称压力 MPa 法兰材料类别工作温度℃≤38 50 100 150 200 250 300 350 400 50 20 418 41 387 376 364 35 331 312 294 1Cr-05Mo 472 472 472 472 463 448 429 403 365 304 496 478 409 370 345 325 309 296 284 ASME温压等级 Class 公称压力PN Mpa ASME 温压等级Class 公称压力PN Mpa 150 20 900 150 300 50 1500 250260bar 600100110bar 2500 420四．管道材料的选择常用管法兰ASME温压等级与公称压力等级对应关系如下五管道等级元件设计1 管道材料的分类 1管子 2管件弯头4590 分支半管接头三通四通支管台接头管接头短管异经管管帽五管道等级元件设计3法兰连接件法兰垫片紧固件 4阀门闸阀截止阀止回阀球阀蝶阀旋塞阀5管道特殊件过滤器视镜阻火器取样冷却器消声器疏水器 6管道特殊元件软管接头快速接头补强板漏斗排液环8字盲板五管道等级元件设计 2 钢管 1 钢管分类 Pipe 作为输送用的管道用公称直径命名 tube 作为传热用的管用外径×壁厚表示 tubing 作为仪表伴热油路管路外径×壁厚 2 制管工艺无缝热轧热扩挤压热锻离心铸造冷拔冷轧冷扩焊接炉焊ERWEFW－填充不填充直缝双缝螺旋缝带或卷板板 3 外径系列通用系列英制大外径≥14〃外径管螺纹美国ANSI B36103619 欧洲DINISO4200GB17395HG20553 IaIbSH 国内沿用系列公制小外径≥14〃外径 HG20553 Ⅱ 4 钢管的壁厚计算内压国内材料的管子壁厚应按照GB50316SH3059计算 ASTM材料的管子壁厚应按照ASME B313计算五管道等级元件设计壁厚计算应以设计压力温度条件最小壁厚应包括腐蚀浸蚀磨损负偏差及螺纹或开槽深度裕量按管道的标准厚度进行调整后的用于工程用的壁厚表 S0 D06 S S0C S0 ≥D06 或 PS ≥0385 外压 GB150 五管道等级元件设计 5焊缝系数使用限制剧烈循环剧毒低温高压Φ≥090 公用工程≤10MPa Φ无限制 6 公称壁厚 Sch 五管道等级元件设计五管道等级元件设计 Sch系列美国日本欧洲化中国重量 STDXSXXS 壁厚系列GB17395ISO4200 5S10S的压力温度限制 MSS SP43 7 管端短管平端焊接坡口螺纹带箍短管两端法兰端 8 管材定义公称直径x壁厚标准制造工艺材质端部表面处理检验要求 9钢管标准及选用剧毒可燃或压力温度较高或振动压力脉动及温度剧烈变化的管道宜选用无缝管有缝钢管100射线锻焊炉焊直缝钢管用于水空气系统设计温度为 0 ～ 100 ℃电阻焊碳钢直缝压力等级≥CL600无缝钢管·所有焊接管应有与无缝管相同的机械性能剧毒及液化石油气体应采用优质钢制造输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造含碳量大于 024 ％的材料不得用于焊制钢管五管道等级元件设计五管道等级元件设计 11 一般情况下钢管NPS112以下的最小壁厚如下碳钢和低合金钢管不小于SCH80 奥氏体不锈钢管不小于SCH40S NPS等于或小于2的镀锌钢管可以选GBT 3091加厚型3 管件 1 管件分类对焊承插螺纹法兰其他卡箍螺纹卡套 2 管件型式标准弯头90°45°180°三四通等径异径Y径管和异径接头同心偏心管端突缘管帽和管塞管接头半全活接头非标准支管台短管异径接头快速接头肓板夹套管排污环雨帽漏斗非标弯头斜接弯头 3管件强度和型式试验强度计算盲板封头斜接弯头等强度型式试验与管焊接的管件 P／T表法兰承插五管道等级元件设计 4支管连接表焊接支管连接的补强应按照GB50316SH3059或ASME B313设计当主管尺寸≤DN40时支管连接全部使用三通管件 5异经管表 6管件选用对焊管件的厚度≥相接管子专用管件应按照制造厂标准管道应采用长半径弯头必须用短半径弯头最高工作压力不超过长半径弯头的08倍并配管图中注明五管道等级元件设计斜接弯头P≤25MPa R≥15DN斜接角＞45 无毒不可燃P ≤10MPaT-20～186℃ R≥15DN斜接角≤225 剧烈循环≤DN50的仪表空气生活用水管道选用镀锌螺纹管件螺纹连接设计温度不超过150℃设计压力不大于05Mpa且不得用于极度高度危害介质或可燃介质管道≤DN40 承插焊管件壁厚≥Sch160有缝隙腐蚀的介质润滑油管道不用五管道等级元件设计五管道等级元件设计活接头不应用于氢和液态乙烯丙烯及危险介质管线以及温度260 ℃以上或压力等级高于CL300的物料管线选用钢制对焊无缝管件时应注意ASTM标准有专门的对焊管件材料标准如ASTM A234《中高温用锻制碳钢和合金钢管道配件》我国的钢制对焊无缝管件是用不同标准的无缝钢管制造的所以在采用《钢制对焊无缝管件》SH 3408《钢制对焊无缝管件》GBT12459《碳钢低合金钢对焊无缝管件》HGT21635或《钢制对焊管件》SYT0510等标准时五管道等级元件设计除注明标准号外还应注明选用的无缝钢管标准和材质如20钢或其他钢号无缝管件应注明是采用GB6479《高压化肥设备用无缝钢管》还是GB9948《石油裂化用无缝钢管》或是GBT8163《输送流体用无缝钢管》制造的管件因为GB6479 GB9948GBT8163同样是无缝钢管无论钢管性能还是允许使用的设计压力范围适用的介质都有较大的不同为了避免设计采用高性能钢管而采购成低性能钢管制造的管件造成使用中的安全隐患或是设计采用低性能钢管而采购成高性能钢管制造的管件造成经济上的不合理五管道等级元件设计 4 法兰接头 1 整体性配合性法兰连接刚度强度密封面垫片密封件压紧要求工况紧固件施。

CAESARII软件培训资料北京艾思弗计算机软件公司2002年4月12日1．管道应力分析的原则管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。

2．管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。

静力分析包括：1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏；2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏；3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。

动力分析包括：l）管道自振频率分析——防止管道系统共振；2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。

3．管道上可能承受的荷载（1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；（2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；（3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；（4）风荷载；（5）地震荷载；（6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：（7）两相流脉动荷载；（8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；（9）机械振动荷载：如回转设备的振动。

4．管道应力分析的目的1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2）为了使与管系相连的设备的管日荷载在制造商或国际规范（如NEMA SM-23、API-610、API-6 17等）规定的许用范围内；3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASME Vlll的允许范围内；4）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6）为了优化管系设计。

5．管道柔性设计方法的确定一般说来，下述管系必须利用应力分析软件（如CAESAR II）通过计算机进行计算及分析。

管道应力及热力管道培训讲义主要讲以下几项主要内容：应力的概念、应力分析的目的、应力分析的方法、柔性设计、热伸长的计算、补偿方法、常用的补偿器、常用支架的种类、常用管托的种类、推力计算一、管道机械（管道应力）1．应力材料单位面积上受到的力。

2．一次应力由于外载（包括内压、管道自重、保温材料、雪荷载）的作用所产生的应力。

特点：随外加荷载的增加而增加.且无自限性.当其值超过材料的屈服极限时.管道将产生塑性变形而破坏.(一般情况下一次应力超标是由于缺少管架或管架布置不当引起)。

3．二次应力（温度应力、热应力）是由于管道温度升高、管道变形受到约束而产生的应力.称为二次应力。

它由管道热胀冷缩、端点位移等引起。

（假如管道一端固定.另一端自由则不产生应力）。

二次应力的特点是：具有自限性.当管道局部变形或产生小量变形时.就能降低下来。

二次应力过大时.将使管道产生疲劳破坏。

二次应力产生的破坏.是管系在冷热状态下的反复交变应力作用下出现反复塑性变形.并因塑性应变的反复累计而引起疲劳破坏。

因此.对二次应力的限定采用许用应力范围植和限定交变循环次数加以控制。

管道应力分析分为静力分析和动力分析静力分析包括：①压力荷载和持续外载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏。

②管道热胀冷缩以及端点附加位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏。

③管道对设备作用力的计算——防止作用力太大.保证设备正常运行。

④管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据。

⑤管道上法兰的受力计算——防止法兰泄漏。

⑥管道位移计算——防止管道碰撞和支吊点位移过大.或管道掉至支架下面。

动力分析包括：①管道自振频率分析——防止管道系统共振。

②管道强迫振动分析——控制管道振动及应力。

③往复式压缩机气柱频率分析——防止气柱共振。

④往复式压缩机压力脉动分析——控制压力脉动值。

二、应力分析的方法.常用的有三种1、目测法：目测人具有相当的水平和工程经验。

2、公式法：（图表法）常用的手册有“简明动力管道手册”“热力管道”“化工管路设计手册” 等3．计算机计算法：目前国际通用的管道应力分析软件为美国COADE公司编制CAESAII。

人力资源CAESARII管道应力分析培训CAESAR II是一种专业的管道应力分析软件，广泛应用于石油、化工、电力、热力等工业领域的管道工程设计。

CAESAR II的分析结果能够为管道的设计、安装和维护提供可靠的依据。

而人力资源CAESAR II管道应力分析培训则是指通过对CAESAR II软件的学习和使用，提高人力资源和企业工程师的工程水平和职业素养，从而为企业的发展和竞争提供有力支持。

作为一种专业的管道应力分析软件，CAESAR II在实际使用过程中需要结合实际工程案例进行分析，配合实际的运用能力和工程专业知识才能更好地运用。

因此，在进行CAESAR II培训的过程中，除了软件操作的教学，也需要在工程知识体系上进行补充和加强。

在人力资源CAESAR II管道应力分析培训中，操作培训的内容包括软件的安装和基本界面操作，如菜单栏、工具栏、状态栏、视图等的基本介绍，容器的创建、材质、力学性质的设置和边界条件等的操作，以及结果的输出和报告的生成等操作。

此外，还需结合实际工程案例，在实际工程项目中运用CAESAR II软件进行实操。

在工程知识体系的培训方面，需要涉及到管道的材质选择、管道的设计和基础知识、管道施工和安装、管道维护和保养等方面。

这些知识体系的加强能够让企业工程师和人力资源在实际工程中更好地运用CAESAR II软件，有效提高工程设计的准确性、安全性和可信度。

此外，人力资源CAESAR II管道应力分析培训还需要结合企业实际的发展和工作需要，进行量身定制的培训内容和培训方法。

例如，对于石油企业或电力企业来说，需要加强基础知识和应用知识，注重实际工程案例的操作和分析；而对于化工企业来说，则需要重点关注管道材质和管道的设计和安装等方面的知识。

总之，对于企业而言，人力资源CAESAR II管道应力分析培训是提高企业工程师和人力资源水平的重要手段，有效提高企业工程设计的质量和可信度，从而提高企业的市场竞争力。

（培训体系）管道培训材料管道应力3管道应力3.1石油化工管道应力分析常用规范、标准有哪些？答：石油化工管道应力分析常用规范、标准有：(1)《工业金属管道设计规范》（国标报批稿）；(2)《石油化工企业管道柔性设计规范》（SHJ41-91）；(3)《石油化工企业非埋地管道抗震设计通则》（SHJ39-91）；(4)《石油化工企业管道设计器材选用通则》（SH3059-94）；(5)《石油化工企业管道支吊架设计规范》（SH3073-95）；(6)化工管道设计规范（HG20695-1987）；(7)化工部设计标准《管架标准图》（HG/T21629-1991）。

3.2管道应力分析主要包括哪些内容？各种分析的目的是什么？答：管道应力分析分为静力分析和动力分析。

静力分析包括：(1)压力荷载和持续荷载作用下的壹次应力计算—防止塑性变形破坏；(2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算—防止疲劳破坏；(3)管道对设备作用力的计算—防止作用力太大，保证设备正常运行；(4)管道支吊架的受力计算—为支吊架设计提供依据；(5)管道上法兰的受力计算—防止法兰泄漏。

动力分析包括：(1)管道自振频率分析—防止管道系统共振；(2)管道强迫振动响应分析—控制管道振动及应力；(3)往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析—防止气柱共振；(4)往复压缩机（泵）压力脉动分析—控制压力脉动值。

3.3管道上可能承受的荷载有哪些？答：管道上可能承受的荷载有：(1)重力荷载，包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；(2)压力荷载，压力荷载包括内压力和外压力；(3)位移荷载，位移荷载包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；(4)风荷载；(5)地震荷载；(6)瞬变流冲击荷载，如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击；(7)俩相流脉动荷载；(8)压力脉动荷载，如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；(9)机械振动荷载，如回转设备的振动。