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GBT20801.2-2006 压力管道规范 工业管道 第2部分:材料

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中华人民共和国国家标
GB/T 20801.22006
压力管道规范 工业管道
2 部分:材料
Pressure piping code-Industrial piping-Part 2:Materials
20061230 发布
20070601 实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会
发布
本标准对应于 ISO 156492001 《石油和天然气工业管道》,与 ISO 15649:2001 一致性程度为非等
效。
GB/T 20801《压力管道规范 工业管道》由下列六个部分组成:
——第1部分:总则;
——第2部分:材料;
——第3部分:设计和计算;
——第4部分:制作与安装;
——第5部分:检验与试验;
——第6部分:安全防护。
本部分为 GB/T 20801 的第 2 部分。
本部分的附录A为规范性附录,附录B为资料性附录。
本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会压力管道分技术委员会(SAC/TC 262/SC 3)提出。
本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)归口。
本部分起草单位:全国化工设备设计技术中心站、中国石化集团上海工程有限公司、国家质检总局特
种设备安全监察局、中国石油化工集团公司经济技术研究院、中国石油化工集团公司工程建设管理部、
宁省安全科学研究院。
本部分主要起草人应道宴、阮黎祥、岳进才、高继轩、修长征、汪镇安、叶文邦、寿比南、王为国
、黄正林、周家祥、唐永进、张宝江、于浦义、刘金山。
压力管道规范 工业管道 第2部分:材料
1 范围
本部分规定了压力管道建造材料的基本要求,这些基本要求包括材料选用、使用限制、检验要求和标
记方面的规定。
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,
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。
GB 150 钢制压力容器
GB/T 2291994 金属夏比缺口冲击试验方法(eqv ISO 1481983)
GB/T 7002006 碳素结构钢
GB 7131997 锅炉用钢板(neq.ISO 5832-41996)
GB/T 12201992 不锈钢棒
GB/T 13481988 球墨铸铁
GB/T 20542005 镍及镍合金板
GB/T 28822005 镍及镍合金管
GB/T 30771999 合金结构
GB 30871999 低中压锅炉用无缝钢管(neq ISO 9329-11989)
GB/T 30912001 低压流体输送用焊接钢管(neq ISO 5591991)
GB/T 3098.12000 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱(idt ISO 898-11999)
GB/T 3098.62000 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱(idt ISO 3506-11997)
GB 35311996 低温压力容器用低合金钢钢板
G
B
/T 36211994 钛及钛合金板材
GB/T 36241995 钛及钛合金管
GB/T 3880.22006 一般工业用铝及铝合金板、带材 2部分:力学性能
GB/T 42371992 不锈钢热轧钢板
GB/T 4437.12000 铝及铝合金热挤压管 第一部分:无缝圆管
GB 53101995 高压锅炉用无缝钢管
GB 64792000 高压化肥设备用无缝钢管(neq ISO 9329-21997)
GB/T 66141994 钛及钛合金铸件
GB 66541996 压力容器用钢板
GB/T 68932000 铝及铝合金拉()制无缝管
GB/T 81631999 输送流体用无缝钢管(neq ISO 5591991)
GB/T 94391988 灰铸铁件
GB/T 94401988 可锻铸铁(neq ISO 59221981)
GB/T 9711.11997 石油天然气工业 输送钢管交货技术条件 1部分:A级钢管(eqvr ISO 3183-1
1996)
GB 99482006 石油裂化用无缝钢管
GB/T 122292005 通用阀门 碳素钢铸件技术条件
GB/T 122302005 通用阀门 不锈钢铸件技术条件
GB/T 124592005 钢制对焊无缝管件
GB/T 127712000 流体输送用不锈钢焊接钢管
GB/T 127781991 金属夏比冲击断口测定方法
GB/T 134012005 钢板制对焊管件
GIj/T 149762002 流体输送用不锈钢无缝钢管
GB/T 162531996 承压钢铸件(eqv ISO 49911994)
GB/T 16598l996 钛及钛合金饼和环
GB/T 189842003 低温管道用无缝钢管
GB/T 20801.12006 压力管道规范 工业管道 1部分:总则
GB/T 20801.32006 压力管道 工业管道 3部分:设计和计
HG/T 36511999 钛制对焊无缝管件
HG/T 20537.31992 化上装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求
HG/T 20537.41992 化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求
JB 47262000 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件
JB 47272000 低温压力容器用低合金钢锻件
JB 47282000 压力容器用不锈钢锻件
JB 474l2000 压力容器用镍铜合金热轧板材
JB 47422000 压力容器用镍铜合金无缝管
JB 47432000 压力容器用镍铜合金锻件
JB/T 72481994 阀门用低温钢铸件技术条件
YB/T 5264l993 耐蚀合金锻件
YB/T 53532006 耐蚀合金热轧板
3 术语和定义
除本部分规定的术语和定义外,GB/T 20801 其他部分规定的术语和定义也适用于本部分。
3.1
低温低应力工况 lower temperature and lower stress service
系指同时满足下列各项条件的工况:
a) 低温下的最大工作压力不大于常温下最大允许工作压力的 30%;
b) 管道由压力、重量及位移产生的轴向()应力总和不大于 10 材料标准规定最小抗拉强度值(
算位移应力时,不计入应力增大系数)
c) 仅限于 GC2 级管道,且最低设计温度不低于 101 ℃。
注:直管和对焊管件类元什的最大允许工作压力按GB/T 20801.32006 计算确定;法兰、阀门类元件的最大允许工作
压力按相应标准规定的常温压力额定值选取。
3.2
电阻焊焊管 electric resistance-welded pipe
以管子(带卷)本身作为电流回路,利用电阻加热、在压力作用下连续对接焊接的管子。
3.3
电熔焊焊管 electric-fusion welded pipe
采用自动电弧焊或手工电弧焊,在预成形的坯料上纵向对接焊成的管子。
3.4
板焊管 plat welded pipe
以板材预成形为坯料,带有一条或两条纵向直焊缝的电熔焊焊管
3.5
质量证明书 inspection certificate
材料质量证明(检验文件)的一种形式。由制造厂生产部门以外的独立授权部门或人员,按照标准及合
同的规定,按批在交货产品l(或取样)进行检验和试验,并注明结果的检验文件。
制造厂质量证明书由独立于生产部门的制造厂检验部门签署并批准生效。法律法规有规定的,由法定
检验检测机构出具监督检验证明。
3.6
剧烈循环工况 severse cyclic
GB/T 20801.32006 3.4 规定。
4 一般规定
4.1 材料选用
业主或设计者应根据具体使用条件(包括制造、制作安装、介质、操作情况、工作环境和试验等)以及
本部分规定的材料使用要求和限制,选用合适的管道组成什材料。本部分没有包括焊接、非金属和管道支
承件等的材料要求。
4.2 材料牌号和许用应力
a) 本部分附录A中的表A.1和表A.2规定了管道组成件材料的牌号、许用应力和使用范围等要求:
b) GB/T 20801.32006 中表14 选择的管道组成件材料的性能不得低于按表A.1 和表A.2 所选
相应材料的性能;
c) 其他材料的选用应经过具有相应资质的机构技术鉴定及评审认可。
5 材料选用的基本原则
5.1 受压元件(螺栓除外)用材料应有足够的强度、塑性和韧性,在最低使用温度下应具备足够的抗脆断能
力。当采用延伸率低于 14 的脆性材料时,应采取必要的安全防护措施。
5.2 选用的材料应具有足够的稳定性,包括化学性能、物理性能、耐蚀和耐磨性能、抗疲劳性能和组
稳定性等。
5.3 选用材料时,应考虑材料在可能发生的明火、火灾和灭火条件下的适用性以及由此而带来材料性
变化和次生危害。
5.4 选用的材料应适合相应的制造、制作和安装,包括焊接、冷热加以及热处理等方面的要求。
5.5 当几种不同的材料组合使用时,应考虑可能产生的不利影响。
5.6 材料应具备可获得性和经济性。
6 材料的使用限制
6.1 球墨铸铁、灰铸铁和可锻铸铁
6.1.1 球墨铸铁
a) 本部分附录A中表A.1所列的球墨铸铁用于受压管道组成件时,使用温度应大于 20 且不大于
350℃,但球墨铸铁不得用于 GCl 级管道。
b) 除满足 6.1.1 a) 的要求外,球墨铸铁管、管件、附件、管法兰、阀门的适用压力-温度额定值还
应符合 GB/T 20801.32006 14 相应标准的规定
6.1.2 灰铸铁和可锻铸铁
a) 本部分附录A中表A.1所列的灰铸铁和可锻铸铁用于受压管道组成件时,应符合下列规定:
——灰铸铁管道组成件的设计温度应不小 10 且不大于230℃,设计压力应不大 2.0 MPa
——可锻铸铁管道组成件的设计温度应大 20 且不大于300℃,设计力应不大于 2.0 MPa
——灰铸铁和可锻铸铁管道组成件用于可燃介质时,其设计温度应不大于 150设计压力应不大于
1.0 MPa
——应采取防止过热、急冷急热、振动以及误操作等安全防护措施;
——制造、制作、安装过程中不得焊接;
——不得用于 GCl 级管道或剧烈循环工况。
b) 除满足 6.1.2 a) 的要求外,灰铸铁和可锻铸铁管、管件、管法兰、阀门的适用压力-温度额定值
还应符合 GB/T 20801.32006 中表14相应标准的规定。
6.2 结构钢
碳素结构钢和低合金结构钢的使用限制应符合下列规定:
a) 不得用于 GC1 级管道组成件;
b) 选用 Q215AQ235A A 级镇静钢时,设计压力应不大于 1.6 MPa,设计温度应不大于 350
且不小于图1曲线A(或表5)所示温度,介质限于非可燃及非有毒流体;
c) 选用 Q215BQ235B B 级镇静钢时,设计压力应不大于 3.0 MPa,设计温度应不大于 350
且不小于图1曲线A(或表5)所示温度;
d) 对于焊接的管道组成件含碳量不得大于 0.30 %。选用沸腾钢和半镇静钢时,厚度应不大于 12
mm;选用A级镇静钢时,厚度应不大于 16 mm;选用B级镇静钢时,厚度应不大于20 mm
6.3 管子和管件
6.3.1 碳钢、奥氏体不锈钢钢管及其对焊管件应符合表1的规定。
表1 碳钢、奥氏体不锈钢钢管及其对焊管件
标准 材料(牌号) 制管工艺 使用限
电阻焊焊管b
①按6.2条规定,且设计压力不大
1.6 MPa
②不得用于剧烈循环工况
GB/T 30912001 碳素结构钢a
电熔焊焊管及其对焊管件 ①按6.2条规定;
②不得用于剧烈循环工况
电阻焊焊管b
①不得用于GC1级管道;
②不得用于剧烈循环工况;
③设计压力不大于4.0MPa
GB/T 9711.11997 L215
L245
L290 电熔焊焊管及其对焊管件
GB/T 81631999
GB 3087199
GB/T 9711.11997
碳钢 无缝管及其对焊管件
①不得用于GC1级管道
GB/T 127712000
HG/T 20537.31992
电熔焊焊管(不添加填充金属)
及其对焊管件
HG/T 20537.41992
奥氏体
不锈钢 纵缝未作射线检测的电熔焊焊管
(添加填充金属)及其对焊管件
①不得用于GC1级管道;
②不得用于剧烈循环工况
a 也适用于采用碳素结构钢钢板制造的对焊管件。
b 不得采用电阻焊焊管制造对焊管件。
6.3.2 在剧烈循环工况下选用钢管、有色金属管和对焊管件时,应符合下列规定
a) 应采用附录A中表 A.1 所列无缝管、纵向焊接接头系数大于或等于 0.90 的焊管和板焊管,不得
选用电阻焊(ERW)焊管以及未经射线照相检测的电熔焊(EFW)焊管;
b) 应采用无缝管件、纵向焊接接头系数不小于 0.90 的板制对焊管件和质量系数
Φ
C不小于 0.90
的铸件。
6.4 碳钢和铬钼合金钢
a) 用于焊接的碳钢、铬钼合金钢,含碳量应不大于 0.30%;
b) 对于 L290 (GB/T 9711.11997) 和更高强度等级的高屈强比材料,不宜用于设计温度大于 200
的高温管道;
c) 对于 4
1
2Cr-1Mo 钢,当使用温度大于 455 时,焊缝金属的含碳量应大于 0.05%。
6.5 奥氏体不锈钢
a) 低碳 (C0.08) 非稳定化不锈钢 ( 0Crl8Ni90Cr17Ni12Mo2) 在非固溶状态下(包括固溶后
经热加工或焊接)不得用于可能发生晶间腐蚀的环境;
b) 超低碳不锈钢不宜在 425 以上长期使用。
6.6 铝及铝合金
当选用材料的供货状态或厚度与附录A中表A.1相同牌号的状态或厚度不一致时,其最低抗拉强度和屈
服强度不得低于表A.1的规定。
6.7 低熔点金属
铅、锌等低熔点金属及其合金不得用于输送可燃介质的管道。
7 高温条件下的材料使用限制
7.1 材料使用温度上限
a) 附录A中表A.1 及表A.2 规定了一般情况下材料的使用温度上限;
b) 确定材料使用温度上限应考虑腐蚀性介质的影响。
7.2 高温材料的选用原则
7.2.1 一般要求
a) 高温条件下长期使用的材料,应考虑因组织或性能变化对材料使用可靠性的影响;
b) 蠕变温度以上长期使用的材料,应考虑因蠕变引起的过度变形、过大位移、材料组织和性能的劣
化以及螺栓的应力松弛
c) 高温条件下使用的材料,应考虑因化学腐蚀引起材料失效;
d) 通过热处理强化的材料,如果长期在接近或高于回火温度下使用,应考虑材料强度降低的因素。
7.2.2 高温条件下碳钢及铬钼合金钢的使用
a) 鉴于碳化物有转化为石墨的可能,碳钢、碳锰钢、低温用镍钢不宜在 425 以上的温度下长期
使用,碳钼钢不宜在 470 上的温度下长期使用;
b) 鉴于可能产生回火脆性,铬钼合金钢长期在 400℃~550 温度下使用时,应根据使用经验和具
体工况采取适当的防护措施。
7.2.3 高温条件下不锈钢的使用
a) 鉴于材料脆性,铁素体不锈钢及马氏体不锈钢不宜在 370 以上的温度使用;
b) 鉴于铬镍奥氏体不锈钢 540℃~900 温度下长期使用时可能产生
σ
相脆化,使用时应控制奥
氏体钢中的铁素体含量及过度冷变形;
c) 鉴于 475 脆性和
σ
相脆化,双相不锈钢不得在 300 以上的温度使用
d) 鉴于铝、锑、铋、镉、镓、铅、锰、锡、锌及其化合物在高温 (高于低熔点金属的熔点) 下对奥
氏体不锈钢的晶间侵蚀,在 350 以上的温度使用时,奥氏体不锈钢不得与上述低熔点金属及
其化合物接触;
e) 在高温条件下,AA.1中的低碳级 (C0.08 ) 奥氏体不锈钢还应满足表2的附加要求,
不能满足表2 的附加要求,其许用应力应按超低碳不锈钢选取。
表2 低碳级奥氏体不锈钢高温使用的附加要求
附加要求
低碳级奥氏体不锈钢代号 使用温度/℃
母材含碳量 热处理状态 晶粒度
CF8 >425 C ≥ 0.04 > 1040 ℃快
CF8M >425 C ≥ 0.04 > 1100 ℃快
0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb >540 C ≥ 0.04 > 1100 ℃快冷
0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2 >540 C ≥ 0.04 > 1040 ℃快
平均晶粒度
7级或更粗
0Cr23Ni13、0Cr25Ni20 >540 C ≥ 0.04 > 1040 ℃快 平均晶粒度
7级或更粗
7.2.4 高温条件下其他材料的使用
a) 钛及钛合金不宜在 300 以上的温度下使用;
b) 镍及镍基合金的使用温度上限按表3 规定。
表3 镍及镍基合金的使用温度上限
单位为摄氏度
不含硫环境 含硫环境
材料
氧化 H2 还原 CO 还原
蒸汽
氧化 还原
(N4、N6) 1040 1260 1260 425 315 260
镍-铜
(NCu30) 540 1100 815 370 315 260
镍-铬-铁
(NS312) 1100 1150 1150 815 815 540
镍-铁-铬
(NS111、NS112) 1100 1260 1150 980 815 540
8 低温条件下的材料使用限制
8.1 最低使用温度及冲击试验免除
8.1.1 材料(铸铁除外)的一般规定
a) 8.1.1 d)8.1.38.1.48.1.5 8.1.6 免除冲击试验的规定外,材料及其焊接接头应进行冲击
试验;
h) 材料及其焊接接头的冲击试验应按 8.2 的规定进行;
c) 确定最低设计温度时,应考虑流体节流效应及环境温度的影响
d) 用于 GC3 级管道的碳钢材料可免除冲击试验。
8.1.2 铸铁
铸铁的最低使用温度应符合 6.1 的规定。
8.1.3 碳钢、低温钢、铬钼合金钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢
8.1.3.1 碳钢、低温钢、铬钼合金钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢的最低使用温度及冲击试验免除条件
应符合附录A中表A.1 和表4 的规定。
表4 钢(奥氏体不锈钢除外)的最低使用温度和冲击试验C
冲击试验要求
材料类别
(按最低性能区分)
最低使用
温度/℃ 免除冲击试验条件
材料 制作、安装中的焊接
图1曲线A a -10
①厚度小于或等于10 mm。
或②厚度大于 lO mm,但设
计温度高于或等于图l曲线
A所示值
厚度大于 lO mm,且设计
温度低于图1曲线A所示值
时,应进行常温或设计温
度(取较低者)下的冲击试
①焊缝及热影响区的冲
击要求同“材料”栏要
求。
②冲击试验要求应包括
在相应的焊接工艺评定
-101 低温低应力工况
-46 小截面 d
免除 免除
图1曲线B b
大于-20
①厚度小于或等于15 mm。
或②厚度大于15 mm,且设
计温度高于或等于图1曲线
B所示值。非焊接件按厚度
的l/4计
厚度大于 15 mm,且设计
温度低于图1曲线B所示值
时。应进行常温或设计温
度(取较低者)下的冲击试
①焊缝及热影响区的冲
击要求同“材料”栏要
求。
②冲击试验要求应包括
在相应的焊接工艺评定
大于-20 全部免除 免除
如进行焊接,根据焊
厚度,焊缝及热影响
按图l曲线B“制作、
装中的焊接”栏要求
表A.1中2.3锻件和
表A.1中2.4铸
-101 低温低应力工况 免除 免除
按表A.1
①设计温度低于或等于 -20℃ 时应进行设计温度
下的冲击试验(材料、焊缝、热影响区)
②材料应符合相应低温钢材料标准的全部要求
表A.1或
-46,取
较低值
小截面 d 免除 免除
低温钢(表A.1中3)
-101 低温低应力工况
铬钼合金钢 大于-20
铁索体不锈钢 大于-20
双相不锈钢 -50
设计温度不低于左列最低使用温度时,可免除冲击试验要求;
低温低应力工况可使用至 -101℃
a 图1曲线 A 包括表A.1中下列碳钢:
Q215A、Q235A、Q235B、16Mng、22Mng 的板材以及板焊管、板焊制管件
Q215A、Q235A、Q235B 的ERW 焊管;
L290 无缝管及焊管(ERW、EFW),
b 图1曲线B包括表A.1中下列碳钢:
除注a外的其他表A.1中 2.1.2.2 所列碳钢。
c 用于 GC3 级管道时,见 8.1.1 d)。
d “小截面”系指材料由于厚度及截面形状限制,无法制备2.5 mm×10 mm×55 mm 冲击试样的状况。
名义厚度
T
/mm
注1:最低使用温度/厚度组合位于相应曲线或以上者,可免除冲击试验,位于曲线以下者.应进行冲击试验(低温低应力工况及小截面除外)。
注2:碳钢使用于 GC3 级管道时,可免除冲击试验。
注3:A、B 类材料的分类见附录A中表A.1或表4 注a、注b。
注4:厚度系指焊接部位的厚度.非焊接部位按1/4计。
图1 碳钢免除冲击试验的最低使用温度(℃)
8.1.3.2 材料的焊接工艺评定应符合表7、表10 和表11 的规定。
8.1.4 奥氏体不锈钢
8.1.4.1 奥氏体不锈钢的最低使用温度应符合附录A中表A.1 的规定。
8.1.4.2 当使用温度小于或等于 20 .奥氏体不锈钢应进行低温冲击试验.但同时满足下列条件者,
可免除低温冲击试验。
a) 母材最低设计温度不小 196℃、焊缝金属最低设计温度不小于 101 和因材料截面尺寸
限制无法制备 2.5 mm×10 mm×55 mm 冲击试样三个条件之一者;
b) 材料含碳量不大于 0.10 且为固溶热处理状态;
c) 焊缝填充金属含碳量不大于 0.10%。
8.1.5 镍、镍基合金、钛合金和铝合金
镍、钛、铝及其合金的最低使用温度应符合附录A中表A.1的规定.其免除冲击试验条件应符合表6的规
定;
8.1.6 螺栓材料
8.1.6.1 螺栓材料的最低使用温度应符合附A中表A.2的规定.符合下列条件者可免除冲击试验
摘要:

中华人民共和国国家标准GB/T20801.2-2006压力管道规范工业管道第2部分:材料Pressurepipingcode-Industrialpiping-Part2:Materials2006-12-30发布2007-06-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布前言本标准对应于ISO15649:2001《石油和天然气工业管道》,与ISO15649:2001一致性程度为非等效。GB/T20801《压力管道规范工业管道》由下列六个部分组成:——第1部分:总则;——第2部分:材料;——第3部分:设计和计算;——第4部分:制作与安装;——第5部分:检验与试验;...

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