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GB50316 工業金屬管道設計規范

為了提高工業金屬管道工程的設計水平,保證設計質量,制訂GB50316 工業金屬管道設計規范。適用于公稱壓力小于或等于42MPa的工業金屬管道及非金屬襯里的工業金屬管道的設計。
中華人民共和國國家標準

工業金屬管道設計規范

Design code for industrial metallic piping

 


 

目 錄

1. 總       則
2. 術語和符號
   2.1 術語
   2.2 符號
3. 設計條件和設計基準
   3.1 設計條件
   3.2 設計基準
4. 材料
   4.1 一般規定
   4.2 金屬材料的使用溫度
   4.3 金屬材料的低溫韌性實驗要求
   4.4 材料的使用要求
5. 管道組成件的選用
   5.1 一般規定
   5.2 管子
   5.3 彎管及斜接彎管
   5.4 管件及支管連接
   5.5 閥門
   5.6 法蘭
   5.7 墊片
   5.8 緊固件
   5.9 管道組成連接結構選用要求
   5.10 管道特殊件
   5.11 非金屬襯里的管道組件成件
6. 金屬管道組成件耐壓強度計算
   6.1 一般規定
   6.2. 直管
   6.3 斜接彎管
   6.4 支管連接的補強
   6.5 非標準異徑管
   6.6 平蓋
   6.7 特殊法蘭和盲板
7. 管徑確定及壓力損失計算
   7.1 管徑的確定
   7.2 單相流管道壓力損失
   7.3 氣液兩相流管道壓力損失
8. 管道的布置
   8.1 地上管道
Ⅰ. 一般規定
Ⅱ. 管道的凈空高度及凈距
Ⅲ. 一般布置要求
Ⅳ. B類流體管道布置要求
Ⅴ. 閥門的布置
Ⅵ. 高點排氣及低點排液的設置
Ⅶ. 放空口的位置
   8.2. 溝內管道
   8.3. 埋地管道
9. 金屬管道的膨脹和柔性
   9.1. 一般規定
   9.2. 管道柔性計算的范圍及方法
   9.3. 管道柔性計算的基本要求
   9.4. 管道的位移應力
   9.5. 管道對設備或端點的作用力
   9.6. 改善管道柔性的措施
10. 管道支吊架
   10.1. 一般規定
   10.2. 支吊架的設置及較大間距
   10.3. 支吊架荷載
   10.4. 材料和許用應力
   10.5 支吊架結構設計及選用
11. 設計對組成件制造、管道施工及檢驗的要求
   11.1. 一般規定
   11.2. 金屬的焊接
   11.3. 金屬的熱處理
   11.4. 檢驗
   11.5. 試壓
   11.6. 其他要求
12. 隔熱、隔聲、消聲及防腐
   12.1. 隔熱
   12.2. 隔聲和消聲
   12.3. 防腐及涂漆
13. 輸送A1類和A2類流體管道的補充規定
   13.1. A1類流體管道的補充規定
   13.2. A2類流體管道的補充規定
14. 管道系統的安全規定
   14.1 一般規定
   14.2. 超壓保護
   14.3. 閥門
   14.4 盲板
   14.5. 排放
   14.6. 其它要求
附錄A    金屬管道材料的許用應力
附錄B    金屬材料物理性質
附錄C    非金屬襯里材料的使用溫度范圍
附錄D    鋼管及鋼制管件厚度的規定
附錄E    柔性系數和應力增大系數
附錄F    室外地下管道與鐵路、道路及建筑物間的距離
附錄G    管道熱處理的規定
附錄H    管道的焊接結構
附錄J    管道的無損檢測
附錄K    本規范用詞說明

1 總 則

1.0.1. 為了提高工業金屬管道工程的設計水平,保證設計質量,制訂本規范。
1.0.2. 本規范適用于公稱壓力小于或等于42MPa的工業金屬管道及非金屬襯里的工業金屬管道的設計。
1.0.3. 本規范不適用于下列管道的設計:
1.0.3.1. 制造廠成套設計的設備或機器所屬的管道;
1.0.3.2. 核能裝置的專用管道;
1.0.3.3. 長輸管道;
1.0.3.4. 礦井的管道;
1.0.3.5. 采暖通風與空氣調節的管道及非圓形截面的管道;
1.0.3.6. 地下或室內給排水及消防給水管道;
1.0.3.7. 泡沫、二氧化碳及其他滅火系統的管道。
1.0.4. 除另有注明外,本規范所述的壓力均應為表壓。
1.0.5. 工業金屬管道設計,除應執行本規范外,尚應符合國家現行有關標準的規定。

2   術語和符號

2.1  術     語
2.1.1  A1類流體        category  A1  fluid
  在本規范內系指劇毒流體,在輸送過程中如有極少量的流體泄漏到環境中,被人吸入或人體接觸時,能造成嚴重中毒,脫離接觸后,不能治愈。相當于現行國家標準《職業性接觸毒物危害程度分級》GB 5044中I級(極度危害)的毒物。
2.1.2  A2類流體        category  A2  fluid
  在本規范內系指有毒流體,接觸此類流體后,會有不同程度的中毒,脫離接觸后可治愈。相當于《職業性接觸毒物危害程度分級》GB 5044中Ⅱ級以下(高度、中度、輕度危害)的毒物。
2.1.3  B類流體        category  B   fluid
  在本規范內系指這些流體在環境或操作條件下是一種氣體或可閃蒸產生氣體的液體,這些流體能點燃并在空氣中連續燃燒。
2.1.4  D類流體        category  D   fluid
  指不可燃、無毒、設計壓力小于或等于1.0MPa和設計溫度高于—20~186℃之間的流體。
2.1.5.  C類流體        category  C   fluid
  系指不包括D類流體的不可燃、無毒的流體。
2.1.6  管道        piping
  由管道組成件、管道支吊架等組成,用以輸送、分配、混合、分離、排放、計量或控制流體流動。
2.1.7  管道系統        piping system
  簡稱管系,按流體與設計條件劃分的多根管道連接成的一組管道。
2.1.8  管道組成件     piping components
  用于連接或裝配成管道的元件,包括管子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門以及管道特殊件等。
2.1.9.  管道特殊件       pinping specialties
  指非普通標準組成件,系按工程設計條件特殊制造的管道組組成件,包括:膨脹節、補償器、特殊閥門、爆炸片、阻火器、過濾器、撓性接頭及軟管等等。
2.1.10.  斜接彎管(彎頭)        miter  bends
  采用管子或鋼板制成的焊接彎管(彎頭),具有與管子縱軸線不相垂直的斜接焊縫的管段拼接而成。
2.1.11.  支管連接        branch  connections
  從主管引出支管的結構,包括整體加強的管件及帶加強或不帶加強的焊接結構的支管連接。
2.1.12.  突面        raised  face
  為法蘭密封面的一種形式,突起的平密封面在螺栓孔的內側,代號為RF。
2.1.13.  滿平面        full  face
  也稱全平面,為法蘭密封面的一種形式,在法蘭外徑以內均為平密封面,代號為FF。
2.1.14.  集液包        liquid collecting pocket(drip leg)
  在氣體或蒸汽管道的低點設置收集冷凝液的袋形裝置。
2.1.15.  管道支吊架        pipe supports and hangers
   用于支承管道或約束管道位移的各種結構的總稱,但不包括土建的結構。
2.1.16.  固定支架        anchors
  可使管系在支承點處不產生任何線位移和角位移,并可承受管道各方向的各種荷載的支架。
2.1.17.  滑動支架       sliding  supports
  有滑動支承面的支架,可約束管道垂直向下方向的位移,不限制管道熱脹或冷縮時的水平位移,承受包括自重在內的垂直方向的荷載。
2.1.18.  剛性吊架        rigid  hangers
  帶有鉸接吊桿的管架結構,可約束管道垂直向下方向的位移,不限制管道熱脹或冷縮時的水平位移,承受包括自重在內的垂直方向的荷載。
2.1.19.  導向架        guides
   可阻止因力矩和扭矩所產生旋轉的支架,可對一個或一個以上方向進行導向,但管道可沿給定軸向位移。當用在水平管道時,支架還承受包括自重力在內的垂直方向荷載。通常導向架的結構兼有對某軸向限位的作用。
2.1.20. 限位架    restraints
可限制管道在某點處指定方向的位移(可以是一個或一個以上方向線位移或角位移),的支架。規定位移值的限位架,稱為定值限位架。
2.1.21.  減振裝置    vibrating  eliminators
  可控制管系高頻低幅振動或低頻高幅晃動的裝置,不限制管系熱脹冷縮。
2.1.22.  阻尼裝置        snubbers(dampers)
  可控制管道瞬時沖擊荷載或管系高速振動位移的裝置,不限制管系熱脹冷縮。
2.1.23.  劇烈循環條件        severe cyclic  condition
  指管道計算的較大位移應力范圍 超過0.8倍許用的位移應力范圍(即0.8  )和當量循環數N大于7000或由設計確定的產生相等效果的條件。
2.1.24.  應力增大系數        stress intensification factor
  受彎矩的作用,在非直管的組成件中,產生疲勞損壞的較大彎曲應力與承受相同彎矩、相同直徑及厚度的直管產生疲勞損壞的較大彎曲應力的比值,稱為應力增大系數。因彎矩與管道組成件所在平面不同,有平面內及平面外的應力增大系數。
2.1.25.  位移應力范圍       displacement stress range
   由管道熱膨脹產生的位移所計算的應力稱為位移應力范圍。從較低溫度到較高溫度的全補償值進行計算的應力,稱為計算的較大位移應力范圍。
2.1.26.  附加位移      externally imposed displacements
  指所計算管系的端點處因設備或其他連接管的熱膨脹或其他位移附加給計算管系的位移量。
2.1.27.  冷拉      cold  spring
  在安裝管道時預先施加于管道的彈性變形,以產生預期的初始位移和應力,達到降低初始熱態下管端的作用力和力矩。
2.1.28.  柔性系數        flexibility factor
  表示管道元件在承受力矩時,相對于直管而言其柔性增加的程度。即:在管道元件中由給定的力矩產生的每單位長度元件的角變形與相同直徑及厚度的直管受同樣力矩產生的角變形的比值。
2.1.29.  公用工程管道        utility  piping
  相對于工藝管道而言,公用工程管道系指工廠(裝置)的各工序中公用流體的管道。
2.1.30.  管道和儀表流程圖        piping and instrument diagram
  簡稱P ID(或PID)。此圖上除表示設備外,主要表示連接的管道系統、儀表的符號及管道識別代號等。

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