SH/T 3059適用于設(shè)計壓力不大于35MPa的管道系統(tǒng),GB 50316適用于設(shè)計壓力不大于42MPa的管道系統(tǒng)。超高壓管道設(shè)計、制造、安裝的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可依據(jù):TSG D0001《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(適用于公稱壓力≥42MPa且≤70MPa的管道)、ASME B31.3《工藝管道》第IX章高壓管道(規(guī)定高壓指的是超過ASME B16.5的PN420(CL2500)額定級規(guī)定設(shè)計溫度和材料組別所允許的壓力)。
一. 設(shè)計溫度和壓力
設(shè)計溫度應(yīng)低于材料的蠕變溫度,應(yīng)考慮最苛刻壓力和溫度的工況組合,對于管道系統(tǒng),除了超壓泄放裝置允許的超壓限度外,不允許出現(xiàn)超過設(shè)計壓力的壓力波動。
二. 應(yīng)力計算
普通圓筒受力狀態(tài)屬于三向應(yīng)力狀態(tài),軸向、環(huán)向、徑向應(yīng)力分布和大小滿足拉美公式。只有當(dāng)壁厚較薄(如t<D/6)時,徑向應(yīng)力可以忽略。按照材料力學(xué)的第三強(qiáng)度理論(最大剪應(yīng)力理論),壁厚計算方可定為pD/2S的基本形式。故對于t≥D/6的厚壁圓筒,應(yīng)力狀態(tài)和分布根據(jù)第三強(qiáng)度理論的壁厚計算推導(dǎo)必然不適用,直管壁厚計算時既要考慮拉美公式,依照爆破理論或者屈服理論(極限強(qiáng)度理論)求值,又要考慮疲勞分析的影響。
超高壓管道組成件采用以下方法之一進(jìn)行壓力設(shè)計:①. 可對比的經(jīng)驗設(shè)計方法;②. 有限元應(yīng)力分析法;③. 型式試驗法;④. 直管應(yīng)采用極限強(qiáng)度法(全屈服)進(jìn)行壓力設(shè)計。
三.材料選用
(1)管子應(yīng)為無縫管,不得使用螺旋焊縫,管子制造單位應(yīng)對每根鋼管進(jìn)行超聲波檢測和渦流檢測,每一熱處理批次的鋼管應(yīng)進(jìn)行硬度檢測,每根無損檢測合格的管子應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計文件的規(guī)定進(jìn)行耐壓試驗;
(2)不得使用鑄造管件,管件制造單位應(yīng)對每個鍛造的管件進(jìn)行超聲波檢測;
(3)所有鑄造閥門的鑄造質(zhì)量系數(shù)1.0,未經(jīng)建設(shè)單位同意不得進(jìn)行重大補(bǔ)焊;
(4)閥門制造單位應(yīng)對所有閥門法蘭焊接接頭應(yīng)進(jìn)行射線檢測,超聲檢測不得代替射線檢測,閥門外表面和能檢測到的內(nèi)表面應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測,鍛造閥門應(yīng)進(jìn)行超聲或者射線檢測;
(5)不得使用承插焊管件、蝦米彎、活套法蘭;
(6)透鏡墊應(yīng)采用熱加工工藝鍛造成型,鍛造比應(yīng)不小于4;
(7)允許使用整體鍛造支管、無縫三通、能進(jìn)行100%射線檢測的全焊透支管接頭,整體鍛造支管內(nèi)表面應(yīng)光滑,不得出現(xiàn)凹坑、刮痕等,交叉孔處不得出現(xiàn)尖角;
(8)錐螺紋接頭不得大于DN15;
(9)適用于鋼及鎳基合金、鈦合金,除密封件外不得采用非金屬材料;
(10)不適用于高溫蠕變工況;
(11)無損檢測結(jié)果為Ⅰ級合格。
超高壓管道的安裝、無損檢測、壓力試驗等在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中均有詳細(xì)的要求。