常用公稱壓力下管道壁厚選用表

常用公稱壓力下管道壁厚選用表

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PNDN

材料

MPa1015202532105065801001251502002503003501()()450500600

W

2.533333.53.544444.556778889

1.6

2.52.533323.53.544444.5567788910

20

4.02.533333.53.5444.555.57891011121315

12CrMo

6.43333.53.53.544.55678911121416171922

15CrMo

10.033.53.544.51.556789101315182022

12CrlMoV

16.044.555667891113151924263034

20.044.55667891113151822283236

4.0T3.5441.5555.5

W

2.533333.53.541.5444.55.57788889

1.6

2.52.533333.53.541.5454.55.5778991012

4.02.533333.53.541.555.5689101112141518

10

6.43333.544-1.555.578911131416IS202226

Cr5Mo

10.033.5444.555.578910121518222426

16.041.5556789101215182228323640

20.044.5567891112151822263438

4.0T3.5444.5555.5

W

2.52.52.533333.53.53.53.544.555.566667

16Mn1.6

15MnV2.52.52.52.533333.53.53.53.544.555.567789

4.02.52.52.533333.53.544.5567889101112

(三)焊接鋼管壁厚廊

p\DN

材料

MPa20025030035040045050060070080090010001100120014001600

0.255555555666666777

0.655666667777888910

焊接碳鋼管

1.05566677889910111112

(Q235A20)

1.6667788910111213141516

2.57899101112131516

焊接不銹鋼0.2533333.53.53.54444.54.5

管0.6333.53.53.5444.55566

1.03.53.544.54.555.56778

1.644.5566778910

2.556789910121315

鋼管壁厚等級衣示方法|管子表號（Sch）表示I管子重量表示I鋼管壁厚尺寸表示

鋼管的壁厚等級系列的表示方法在不同標準中所表示的方法各不相同。主要有三種表示方法：

（1）以管子表號（Sch）表示：

對于碳鋼管壁厚有：SchlO、20、30、40、60、80、100、120、140、160等10個等級（若數字后面加

S,表示不銹鋼管）；

對于不銹鋼壁厚系列有：5S、IOS、40S、80S四個等級

（2）以管子重量表示，如STD（標準重量），XS（加厚管），XXS（特厚管）

（3）以鋼管壁厚尺寸表示，即“管外徑X壁厚”，如巾89X4

鋼管壁厚分級表（GB標準）

公外徑（D）公稱壁厚

稱

直B系SchSchSchSchSchSchSchSchSchSchSchSch

A系列LGSTDXS

徑列5s10s20s2030406080100120140180

DN

1521.3181.62.12.6----2.9--3.6---4.5

2026.9251.62.12.6---2.9--4.0---5.6

2533.7321.62.83.2----3.2--4.5---6.3

3242.4381.62.83.2----3.6--5.0---6.3

4048.3451.62.83.2----3.6--5.0---7.1

5060.3571.62.83.6-3.2--4.0--5.6---8.8

6576.1762.03.03.6-4.5--5.0--7.1---10.0

8088.9892.03.04.04.55.68.011.0

90101.62.03.04.0-4.5--5.6--8.0---12.5

100114.31082.03.04.0-5.0--5.9--8.8-11.0-14.2

125139.71332.93.45.0-5.0--6.3--10.()-12.5-16.0

150168.31592.93.45.0-5.6--7.1--11.0-14.2-17.5

200219.12192.94.06.3-6.37.1-8.010.0-12.516.017.520.022.2

250273.02733.64.06.3-6.38.0-8.812.5-16.017.522.225.028.0

300323.93254.04.56.3-6.38.8-10.014.2-17.522.225.028.032.0

350355.63774.05.08.08.010.()10.011.016.013.020.025.828.032.036.0

400406.44264.05.08.08.010.010.012.517.513.022.228.530.036.040.0

450457.04784.05.08.08.011.010.014.220.013.025.030.036.040.045.0

500508.05295.05.68.010.012.510.016.020.013.028.032.040.045.050.0

550559-5.05.68.0--10.0--13.030.0----

6006106305.66.38.0--10.017.5-13.032.0----

650660----8.0--10.0--13.0-----

700711720---8.0--10.0--13.0-----

750762----8.0--10.0--13.0-----

800813820---8.0--10.0--13.0-----

850864----8.0--10.0--13.0-----

900914920---8.0―-10.0--13.0-----

950965----8.0--10.0--13.0-----

100010161020---8.0--10.0--13.0-----

10501067----8.0--10.0--13.0-----

110011181120---8.0--10.0--13.0----

11501168-―--8.0-―10.0--13.0----

120012191220---8.0--10.0--13.0----

金屬建材-管道用材-壓力管道器材的先用

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管道器材選用

壓力管道的管子及其元件的選用包括應用標準、材料標準、結構形式、連接形式等內容的選定。

它是管道壓力等級內容的延伸。壓力管道的介質、操作條件種類繁多，在這里不可能對各種情況都給

出選用的標準，只能給大家一個思路，在具體的設計工作中還要具體分析并注意總結經驗。

6.1管子

管子是壓力管道中應用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整個壓力管道的近2/3,而投資則占近

3/5o因此，管子選的好與壞、是否經濟合理，直接影響著石油化工生產裝置的安全和基建投資費用。

在我國的鋼管制造標準中，有結構用鋼管和流體輸送用鋼管之分。

結構用鋼管：主要用于?股金屬結構如橋、梁、鋼構架等，它只要求保證強度與剛度，而對鋼管的嚴

密性不作要求。

流體輸送用鋼管：主要用于帶有壓力的流體輸送，它除了要保證有符合相應要求的強度與剛度外，還

要求保證密閉性，即在出廠前耍求逐根進行水壓試驗。對壓力管道來說，它輸送的介質常常是易燃、

易爆、有毒、有溫度、有壓力的介質，故應選用流體輸送用鋼管。

在實際的工程設計、采購和施工中，經常發(fā)現有用結構用鋼管代替流體輸送用鋼管的現象，這是不允

許的。

6.1.1焊接鋼管

常用的焊接鋼管標準有：

GB/T3091《流體輸送用焊接鋼管》

GB/T9711.1-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件》

SY/T5038《普通流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管》

SY/T5037《普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》

GB12771《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》

HG50237.P4《奧氏體不銹鋼焊接鋼管》

目前，常用的焊接鋼管根據其生產時采用的焊接工藝不同可以分為：

連續(xù)爐焊（鍛焊）鋼管、電阻焊鋼管和電弧焊鋼管三種。

a.連續(xù)爐焊（鍛焊）鋼管

連續(xù)爐焊（鍛焊）鋼管是在加熱爐內對鋼帶進行加熱，然后對已成型的邊緣采用機械加壓方法使其焊

接在一起而形成的具有一條直縫的鋼管。

特點：生產效率高，生產成本低；但焊縫質量差，綜合機械性能差。

材料牌號:Q195A、Q215A、Q235A三種

用途：適于設計溫度為0?100℃、設計壓力不超過0.6MPa的水和壓縮空氣系統(tǒng)。

標準：GB/T3091《流體輸送用焊接鋼管》

b.電阻焊鋼管

電阻焊鋼管是通過電阻焊或電感應焊焊接方法生產的，帶有一條直焊縫的鋼管

特點：生產效率高，自動化程度高，焊后的變形和殘余應力較小。設備投資高，對焊接接頭的質

量要求也比較高。由于接頭處難免有雜質存在，所以接頭塑性和沖擊韌性較低。

標準：SY/T5038《普通流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管》

材料牌號：Q195A、Q215A、Q235A三種

用途：適用于設計溫度W200℃的水、煤氣、空氣、采暖蒸汽等

標準：GB/T9711.1-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件》

材料牌號：L175、L210,L245,L290,L320,L360,L450等15種

用途：石油天然氣工業(yè)中可燃流體和非可燃流體（中、低壓）

c.電孤焊鋼管

電孤焊鋼管是通過電弧焊焊接方法生產的鋼管。

特點：接頭達到完全的冶金結合，接頭的機械性能能夠完全達到或達到母材的機械性能。在經過

適當的熱處理和無損檢查之后，電弧焊直縫鋼管的使用條件可達到無縫鋼管的使用條件而取代之。

螺旋縫鋼管材料牌號：Q195、Q215、Q235三種

用途：適用于設計溫度W200℃的水、煤氣、空氣、采暖蒸汽等

標準：SY/T5037《普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》

直縫鋼管材料牌號：lCrl8Ni9,0Crl9Ni9>00Crl9Nilh0Crl8Nil0Ti,0Crl7Nil2Mo2,

00Crl7Nil4Mo2共12種

用途：設計壓力小于5.0MPa,焊縫系數小于1.0時，不宜用于極度或高度危害介質

標準：GB12771《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》

HG50237.P4《奧氏體不銹鋼焊接鋼管》

6.1.2無縫鋼管

無縫鋼管是采用穿孔熱軋等熱加工方法制造的不帶焊縫的鋼管。必要時，熱加工后的管子還可以進

一步冷加工至所要求的形狀、尺寸和性能。目前，無縫鋼管（DN15-600）是石油化工生產裝置中應

用最多的管子。

a.碳素鋼無縫鋼管

材料牌號:10、20、09MnV、16Mn共4種

標準：GB8163《流體輸送用無縫鋼管》

GB/T9711.1-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件》

GB6479《化肥設備用高壓無縫鋼管》

GB9948《石油裂化用無縫鋼管》

GB3087《低中壓鍋爐用無縫鋼管》

GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》

GB/T8163：

材料牌號：10、20、09MnV,16Mn

適用范圍：設計溫度小于350匕、壓力低于lOMPa的油品、油氣和公用介質

GB6479：

材料牌號:10、20G、16Mn共3種

適用范圍：設計溫度-40?400匕、設計壓力10.0?32.OMPa的油品、油氣

GB9948：

材料牌號：10、20共2種

適用范圍：不宜采用GB/T8163鋼管的場合。

GB3087：

材料牌號：10、20共2種

適用范圍：低中壓鍋爐的過熱蒸汽、沸水等

GB5310：

材料牌號：20G1種

適用范圍：高壓鍋爐的過熱蒸汽介質

檢驗：般流體輸送用鋼管必須進行化學成分分析、拉力試驗、壓扁試驗和水壓試驗。

GB5310,GB6479.GB9948三種標準的鋼管，除了流體輸送用鋼管必須進行的試驗外，還要求進行擴口

試驗和沖擊試驗；這三種鋼管的制造檢驗要求是比較嚴格的。

GB6479標準還對材料的低溫沖擊韌性做出了特殊要求。

GB3087標準的鋼管，除了流體輸送用鋼管的般試驗要求外，還要求進行冷彎試驗。

GB/T8163標準的鋼管，除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外，據協(xié)議要求進行擴口試驗和冷彎試驗。

這兩種管子的制造要求不如前三種嚴格。

制造：

GB/T/8163和GB3087標準的鋼管多采采用平爐或轉爐冶煉，具雜質成分和內部缺陷相對較多。

GB9948多采用電爐冶煉。大多加入了爐外精煉工藝，成分和內部缺陷相對較少。

GB6479和GB5310標準本身規(guī)定了爐外精煉的要求，其雜質成分和內部缺陷最少，材料質量最高。

上述兒個鋼管標準的制造質量等級從低到高的順序：

GB/T8163<GB3087<GB9948<GB5310<GB6479<DIV>

選用：

一般情況下，GB/T8163標準的鋼管適用于設計溫度小于350匕、壓力低于10.OMPa的油品、油氣和公

用介質條件下；

對于油品、油氣介質，當其設計溫度超過350℃或壓力大于10.OMPa時，宜選用GB9948或GB6479標

準的鋼管；

對于臨氫操作的管道，或者在有應力腐蝕傾向環(huán)境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479標準。

凡是低溫卜.（小于-20℃）使用碳素鋼鋼管應采用GB6479標準，只有它規(guī)定了對材料低溫沖擊韌性的

要求。

GB3087和GB5310標準是專門為鍋爐用鋼管而設置的標準?！跺仩t安全監(jiān)察規(guī)程》強調指出，凡與鍋

爐相連的管子都屬監(jiān)察范圍，其材料與標準的應用都應符合《鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，故鍋爐、

電站、供暖以及石化生產裝置中用到的公用蒸汽管道（由系統(tǒng)供給）等都應采用GB3087或GB5310標準。

**值得注意的是,質量好的鋼管標準，鋼管的價格也比較高,如GB9948比GB8163材料的價格高近1/5,

因此，在選用鋼管材料標準時，應依據使用條件綜合考慮，既要可靠又要經濟。

b.鋁鋁鋼和鋁鋁鋼鋼無縫鋼管

石油化工生產裝置中，常用的銘鑰鋼和銘鋁機鋼無縫鋼管標準有

GB9948《石油裂化用無縫鋼管》

GB6479《化肥設備用高壓無縫鋼管》

GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》

GB9948包含的銘鋁鋼材料牌號：12CrMo、15CrMo,lCr2Mo,ICr5Mo共4種

GB6479包含的銘鋁鋼材料牌號：12CrMo、15CrMo、ICr5Mo共3種

GB5310包含的銘鋁鋼和鋁鋁鋼鋼材料牌號：15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG.12Cr2MoG.12CrlMoVG

共6種

C.不銹鋼無縫鋼管

常用的不銹鋼無縫鋼管標準有：GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五個標準。其中，

后三個標準中僅列出了兩三個不銹鋼材料牌號，而且是不常用的材料牌號。因此，當工程上選用不銹

鋼無縫鋼管標準時，基本上都選用GB/T14976和GB13296標準。

GB/T14976《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》：

材料牌號:0Crl8Ni9(304),00Crl9Ni10(3041),0Crl7Nil2Mo2(316)、00Crl7Nil4Mo2(316L),

OCrl8NilOTi(321),0Crl8NillNb(347)、0Cr25Ni20(310)等共19種適于一般流體的輸送。

GB13296《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》：

材料牌號:0Crl8Ni9(304)、00Crl9Ni10(304L),0Crl7Nil2Mo2(316)、00Crl7Nil4Mo2(316L)>

0Crl8Nil0Ti(321),0Crl8NillNb(347),0Cr25Ni20(310)等共25種

X“304”代號為ASTM標準中的對應牌號

X其中超低碳不銹鋼(00Crl7Nil4M。2、00Crl9Nil0)具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，在一定條件下，可代替

穩(wěn)定型不銹鋼(0018Nil0Ti、0Crl8NilINb)用于抗介質的腐蝕；

X超低碳不銹鋼高溫機械性能較低，?般僅用于溫度低于525C的條件下；

派穩(wěn)定型奧氏體不銹鋼既具有較好的抗腐蝕性能，又有較高的高溫機械性能，但0Crl8Nil0Ti中的

Ti在焊接過程中易被氧化而失掉，從而降低了其抗腐蝕性能，其價格較高，這類材料一般用在較重要

的場合。

X0Crl8Ni9、0Crl7Ni12Mo2具有??般的抗腐蝕性能，價格便宜，因此被廣泛應用。

6.2管件

常用的管件有：彎頭、三通、異徑管(大小頭)、管帽、加強管嘴、加強管接頭、異徑短節(jié)、螺紋短

節(jié)、活接頭、絲堵、儀表管嘴、軟管站快速接頭、漏斗、水噴頭、管箍等。

管道的拐彎以前由現場煨制，該方法勞動強度大、效率低，，材料的組織狀態(tài)和性能也不好，而且往

往因管壁厚減薄而導致拐彎處成為整個管道的薄弱環(huán)節(jié)；管道的分支一般是在管子上直接開孔連接，

此處有時雖然進行補強，但.焊縫一般為角焊縫，受力狀況不好，焊縫質量也不易控制，因此，該處

往往也成為管道的薄弱環(huán)節(jié)。采用管件后，較好地解決了上述問題。因此，現在的壓力管道已大量采

用各種各樣的管件，其投資約占整個管道投資的1/5。

6.2.1連接形式

管件之間、管件和管子之間常用的連接型式有對焊連接、承插焊連接、螺紋連接和法蘭連接。

a.對焊連接

它是DNe50的管道及其元件常用的?種連接型式。對于DNW40的管子及其元件，因為它的壁厚?般

較薄，采用對焊連接時錯口影響較大，容易燒穿，焊接質量不易保證，故此時一般不采用對焊連接。

但下列幾種情況例外：

1）對于DNW40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件，其壁厚已比較厚，采用對焊連接時前面所

述的問題已不存在，故也常用對焊連接；

2）有縫隙腐蝕介質（如氫氟酸介質）存在的情況下，即使DNW40、壁厚小于SCH160,也采用對焊連接,

以避免縫隙腐蝕的發(fā)生，此時在焊接施工時常采用小焊絲直徑、小焊接電流的氧弧焊而不用一般的電

弧焊；

3）對潤滑油管道，當采用承插焊連接時，其接頭縫隙處易積存雜質而對機械設備產生不利影響，此

時也應采用對焊連接；

b.承插焊連接

它多用于DN與40、管壁較薄的管子和管件之間的連接。

承插焊連接必定為一個是插口，另一個則為承口管件。

一般異徑短節(jié)、螺紋短節(jié)等為插口管件；

彎頭、三通、管帽、加強管嘴、活接頭、管箍等為承口管件。在應用中應考慮這些管件之間的搭配組

合以及所需的結構空間。

c.螺紋連接

螺紋連接也多用于DNW40的管子及其元件之間的連接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的場合。

螺紋連接件有陽螺紋和陰螺紋之分。

常用的管件中，螺紋短節(jié)為陽螺紋，而彎頭、三通、管帽、活接頭等多為陰螺紋，使用時應注意它們

之間的搭配和組合。螺紋連接與焊接相比，其接頭強度低，密封性能差，因此其使用時，常受下列條

件的限制：

1）螺紋連接的管件應采用錐管螺紋；

2）螺紋連接不推薦用在大于200'C及低于一45。的溫度下；

3）螺紋連接不得用在劇毒介質管道上；

4）螺紋連接不推薦用在可能發(fā)生的腐蝕、縫隙腐蝕或振動、壓力脈動及溫度變化可能產生交變載荷的

管道上；

5）用于可燃氣體管道上時，宜采用密封焊進行密封。

常用的錐管螺紋可分為：

55"錐管螺紋（多用于歐洲）

60"錐管螺紋（多用于美國）

(IS07/1)為55°錐管螺紋。日本標準同時包含55tl錐管螺紋和60”錐管螺紋兩種。

GB7306為55°錐管螺紋等同采用(IS07/1)

螺紋錐度為：1：16；

牙型角：55"

尺寸范圍：1/16“?6”

螺紋標志代號：R(圓錐外螺紋)

Rc(圓錐內螺紋)

GB12716為60°錐管螺紋等同采用(ANSI/ASMEB1.20.1)

螺紋錐度為：1：16；

牙型角：60"

尺寸范圍：1/16“?12”

標識：NPT

兩種圓錐管螺紋不能互換。

6.2.2對焊管件

常用的對焊管件包括彎頭、三通、異徑管(大小頭)和管帽，前三項大多采用無縫鋼管或焊接鋼管通過

推制、拉拔、擠壓而成，后者多采用鋼板沖壓而成。

它們通過公稱壁厚等級(管子表號或壁厚值)來實現與管子等強度，至于其局部應力集中的補強，是

制造廠應解決的事情。制造廠應對對焊管件的強度進行設計，并通過驗證試驗法進行驗證。

a.彎頭

長半徑彎頭(R=1.5DN)：一般情況下，應優(yōu)先采用：

短半徑彎頭(R=1.0DN)：多用于尺寸受限制的場合。其最高工作壓力不宜超過同規(guī)格長半徑彎頭的

0.8倍。

彎管(R=nDN)：用于緩和介質在拐彎處的沖刷和動能，可用到R=3DN、6DN、10DN、20DN

根據制造方法不同又分為推制彎頭、擠壓彎頭和焊制斜接彎頭

推制彎頭和擠壓彎頭：常用于介質條件比較苛刻的中小尺寸管道上

焊制斜接彎頭：常用于介質條件比較緩和的大尺寸管道上，同時要求其彎曲半徑不宜小于其公稱直

徑的1.5倍。當斜接彎頭的斜接角度大于45"時，不宜用于劇毒、可燃介質管道上，或承受機械振動、

壓力脈動及由于溫度變化產生交變載荷的管道上。

b.三通

同徑三通

異徑三通

y型三通常常代替一般三通，用手輸送有固體顆?；驔_刷腐蝕較嚴重的管道上。

四通

c.異徑管（大小頭）…

通常有同心異徑管

偏心異徑管

d.管帽（封頭）..

有平蓋封頭

標準橢圓封頭

平封頭制造較容易，價格也較低，但其承壓能力不如標準橢圓封頭，故它常用于DNW100、介質壓力

低于l.OMPa的條件下。標準橢圓封頭為帶折邊的橢圓封頭，橢圓的內徑長短軸之比為2:1,它是應

用最廣的封頭。

在很多情況下，如管廊上的管子端部，管帽都由法蘭代替，以便于管子的吹掃和清洗。

6.2.3承插焊和螺紋連接管件

它般是指DNW4O的管道元件，包括彎頭、三通、加強管嘴、加強管接頭、管帽、管箍、異徑短節(jié)、

活接頭、絲堵、儀表管嘴、軟管站快速接頭、水噴頭等。

6.2.4常用管件標準

國家標準：

GB12459-90鋼制對焊無縫管件DN=10-500mmA、B系列

GB/T13401-92鋼板制對焊無縫管件DN=350-1200nunA、B系列

GB/T14383-93鍛鋼制承插焊管件DN=15-8OmmA、B系列

GB/T14626-93鍛鋼制螺紋管件DN=8-100

GB/T17185-1997鋼制法蘭管件DN=25-600mmPN2.0,5.0,11.0,15.0,26.OMPa

中石化標準：

SH3408-1996鋼制對焊無縫管件DN=15-500mm

SH3409-1996鋼板制對焊管件DN=200-1200mm

SH3410-1996鍛鋼制承插焊管件DN=10-80mm

化工部標準：

HG/T21634-1990鍛鋼制承插焊管件1/2”-11/2",3000及6000磅

HG/T21635—1990碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件DN=50-600mm

PN25,40,64,100kg/cm2

HG/T21631-1990鋼制有縫對焊管件DN=300-1000mm

石油部標準：

SY/T0510-1998鋼制對焊管件DN=15—600mm

各種管件標準，對焊無縫和鋼板制對焊管件均等有效采用ANSIB16.9和ANSIB16.28。鍛鋼制承插焊

和螺紋管件均等有效采用ANSIB16.11,但各標準同類管件的結構尺、J不盡相同。

6.3法蘭及緊固件

法蘭、墊片及螺栓三者組成管道中可拆卸的連接結構，壓力管道中應用很普遍也是一種很重要的連接

形式。通常，法蘭、螺栓與墊片三者共同構成一■個密封副，三者共同作用，相輔和承，才能保證接頭

的良好密封。

盲板、8字盲板、限流孔板、混合孔板等與法蘭、墊片及螺栓關系比較密切，常與它們配合使用，?

起進行介紹。

6.3.1法蘭

法蘭是確定管道公稱壓力等級的基準件。由前面的介紹可知，法蘭的種類很多，不同型式的法蘭，其

密封性能不同，適用場合也不同。在這里僅討論不同型式的法蘭應如何選用，僅供參考。

a.法蘭種類

?結構型式管道法蘭按與管子的連接方式分為以下六種基本類型：平焊、對焊法、承插焊、松

套、螺紋法蘭和整體法蘭，如圖6—1。

圖6—1管道法蘭與管子的連接方式

?密封面型式法蘭密封面有全平面、凸臺面、凹凸面、樺槽面、環(huán)槽面等五種。見圖6—2。

圖6—2法蘭密封面型式

?法蘭代號

不同的標準其法蘭的密封面及型式的名稱、代號略有區(qū)別。見表6—1、表6—2。

表6-1密封面名稱及代號對照表

序號SH3406-96HG20592—20635-97JB/T74-90-94GB9112-2000

1全平面(FF)全平面(FF)平面(FF)

2凸臺面(RF)突面(RF)凸面突面(RF)

3凹凸面（MF）凹凸面（MFM）凹凸面凹凸面（MF）

4樟槽面（TG）樟槽面（TG）禪槽面禪槽面（TG）

5椎槽面（TG）環(huán)連接面（RJ）環(huán)連接面環(huán)連接面（RJ）

表6—2結構型式代號對照表

序號SH3406-96HG20592—20635-97JB/T74?90—94GB9112-2000

1對焊（WN）對焊（WN）對焊（一）對焊（一）

2承插焊（SW）承插焊（SW）承插焊（一）

3平焊（SO）平焊（SO）平焊（一）平焊（一）

4螺紋（PT）螺紋（Th）螺紋（一）

5松套（LJ）松套（PJ/LF）松套（一）松套（一）

6法蘭蓋（一）法蘭蓋（BL）法蘭蓋（一）法蘭蓋（一）

7整體法蘭（IF）整體法蘭（一）整體法蘭（一）

b.結構型式的選用：

平焊法蘭：多用于介質條件比較緩和的情況下，如低壓非凈化壓縮空氣、低壓循環(huán)水，它的優(yōu)點是價

格比較便宜；

對焊法蘭：最常用的利，它與管子為對焊連接，焊接接頭質量比較好，而且法蘭的頸部利用錐度過

渡，可以承受較苛刻的條件；

承插焊法蘭：常用于PNWIO.OMPa,DNW4O的管道中；

松套法蘭：常用于介質溫度和壓力都不高而介質腐蝕性較強的情況。當介質腐蝕性較強時，法蘭接觸

介質的部分（翻邊短節(jié)）為耐腐蝕的高等級材料如不銹鋼等材料，而外部則利用低等級材料如碳鋼材料

的法蘭環(huán)夾緊它以實現密封；

整體法蘭：常常是將法蘭與設備、管子、管件、閥門等做成一體，這種型式在設備和閥門上常用。

b.密封面型式的選用：

全平面密封面：常與平焊型式配合以適用于操作條件比較緩和的（PNgl.O）工況下；常用于鑄鐵法蘭或

與鑄鐵連接的鋼法蘭；

凸臺面密封面：是應用最廣的一種型式，它常與對焊和承插焊型式配合使用，在"美式法蘭”中，常用

在PN2.OPN5.0和部分PNIO.OMPa壓力等級中;在"歐式法蘭"中則常用在PN。6、PN2.5MPa壓力等

級;

凹凸面密封面,：常與對焊和承插型式配合使用，在"美式法蘭中不常采用，在"歐式法蘭"中常用在

PN4.0、PN6.4MPa等級中。但它不便于墊片的更換：

梯槽面密封面：使用情況同凹凸面法蘭；

環(huán)槽面密封面：常與對焊連接型式配合（不與承插焊配合）使用，主要用在高溫、高壓或二者均較高的

工況。在"美式法蘭'中,常用在PN10.0（部分）、PN15.0、PN25.0、PN42.OMPa壓力等級中。在"歐式

法蘭”中常用在PN1O.0、PN16.0,PN25.0、PN32.0、PN42.0。

6.3.2螺栓/螺母

選擇法蘭連接用緊固件材料時，應同時考慮管道操作壓力、操作溫度、介質種類和墊片類型等因素。

墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣，都直接對緊固件材料強度提出了要求。例如，采用纏繞式墊片

密封的低壓劇毒介質管道的法蘭連接，盡管管道的操作壓力和溫度都不高，但因為使纏繞式墊片形成

初始密封時所需要的比壓力較大，從而要求緊固件的承受投荷也大，因此，在這種情況下就要求緊固

件采用高強度合金鋼材料。

合金鋼螺柱均應采用高級優(yōu)質鋼.即材料牌號后均應加字母A,如35CrMoA、25CrMoVA

根據結構型式的不同，螺栓可分為六角頭螺栓和雙頭螺栓（又稱為螺柱）兩類，而雙頭螺栓又分為通絲

和非通絲兩種。

六角頭螺栓：常與平焊法蘭和非金屬犁片配合用于操作較緩和的工況屋六角頭螺栓常用材料是BL3

或者是Q235B；

雙頭螺栓：常與對焊法蘭配合使用在操作條件比較苛刻的工況下，其中，因為通絲型雙頭螺栓上沒有

截面形狀的變化，故其承載能力強。而非通絲型雙頭螺栓則相對承載能力較弱。

螺母材料常根據與其配合的螺栓材料確定，這些組合在一般的標準中都有規(guī)定。?般情況卜一螺母材

料應稍低于螺栓材料，并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。

6.3.3墊片

墊片是借助于螺栓的預緊載荷通過法蘭進行壓緊，使其發(fā)生彈塑性變形，填充法蘭密封面與墊片間的

微觀幾何間隙，增加介質的流動阻力，從而達到阻止或減少介質的泄漏的目的。墊片性能的好壞以及

選用的合適與否對密封副的密封效果影響很大。

常用的墊片可以分為三大類，即非金屬墊片、半金屬墊片和金屬墊片。

a.非金屬墊片：

石棉橡膠墊片，它是逋過向石棉中加入不同的添加劑壓制而成。在美國，很多標準中都將石棉制品列

為致癌物質而禁用。但在世界范圍內，石棉仍以其彈性好、強度高、耐油性好、耐高溫、易獲得等優(yōu)

點而得到廣泛應用。

適用范圍：TW260T,PNW2.OMPa(SH3401)

TW400'C,PNW4.OMPa(國標)

用于水、空氣、氮氣、酸、堿、油品等介質工況下。

聚四藏乙烯(PTFE)包覆墊片：

適用范圍：T=-180~200℃,PNW4.OMPa

常用于低溫或者要求干凈的場合下

b.半金屬墊片

半金屬墊片有纏繞式墊片、金屬包覆墊片和柔性石墨纏繞墊三大類.

纏繞式墊片：是半金屬墊片中最理想、也是應用最普遍的墊片。

特點：壓縮回彈性好、強度高，有利于適應壓力和溫度的變化，能在高溫、低溫、沖擊、振動及交變

載荷下保持良好的密封性能。

纏繞鋼帶:20、lCrl3、0Crl9Ni9、0Crl8Nil0Ti,0Crl7Nil2Mo2等材料

非金屬纏繞帶：特制石棉、柔性石墨帶和聚四氟乙烯帶，

適用范圍：PN=2.0~10.OMPa

表6-3纏繞式墊片的型式及代號

墊片型式代號

形式適用密封面型式

SH3407-96HG20610-97JB/T90-94GB4622.1-93

基本型榨槽面AAAA

帶內環(huán)凹凸面CBBC

帶外環(huán)凸臺面BCCB

內外環(huán)凸臺面

PN25.OMPa、T,350cDI)DD

時。

表6—4常用纏繞式墊片的使用條件

型片材料法蘭公稱壓力(MPa)溫度范圍℃

奧氏體不銹鋼/特制石棉W25.0-50'500

奧氏體不銹鋼/柔性石墨<25.0一196?600

奧氏體不銹鋼/聚四氟乙烯W10.0-196^200

鐵包式墊片：密封性能不如纏繞式墊片，故壓力管道中用的不多，它常用在換熱器封頭等大直徑的法

蘭連接密封副上。

柔性石墨復合墊由沖齒或沖孔金屬芯板與膨脹石眼粒子復合而成。適用于突面、凹凸面和梯槽面法

￥

C.金屬墊片

金屬墊片常用在高壓力等級法蘭上，以承受比較高的密封比壓。常用的金屬墊片有平墊、八角形墊和

橢圓型墊三種。

金屬平墊片：常與凸臺面、凹凸面、梯槽面法蘭使用。

八角形金屬墊片和橢園形金屬墊片：常與環(huán)槽面法蘭使用。與橢圓形金屬墊片相比八角形金屬墊片容

易加工，故其應用比較多。

金屬墊片的材料應配合法蘭材料選用，且要求墊片硬度比法蘭密封面硬度低（不少于HB30）。

6.3.4盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板

它們常被夾在兩片法蘭之間以實現不同用途。

它們都應有兩個和匹配法蘭同樣的密封面。

例：某工程把卜.列條件的管道編在一個管道等級中，管道材料為20：

蒸汽設計壓力為1.6MPa,設計溫度為330°C

蒸汽設計壓力為2.6MPa,設計溫度為260°C

如果不考慮法蘭選用的溫度-壓力問題，請寫出該管道等級的最小壓力級別，并寫出兩種以上的

法蘭、墊片的組合形式。

答：1）壓力級為：4.0MPa；

2）a、HG法蘭PN4.0WN-MFM：墊片：PN4.0帶內環(huán)纏繞墊。

PN4.0WN-MFM；墊片：PN4.0柔性石墨復合墊

b、GB法蘭PN4.0WN-MF；墊片：PN4.0帶內環(huán)纏繞墊。

PN4.0SO-RF；墊片：PN4.0帶外環(huán)纏繞墊

c、JB法蘭PN4.0WN-MFM；墊片:PN4.0帶內環(huán)纏繞墊。

6.4閥門及其它管道設備

工程上應用的閥門種類很多，常用的閥門:

有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、疏水閥、安全閥、調節(jié)閥等。

常用的其它管道設備：如膨脹節(jié)、過濾器、視鏡、阻火器等

如何正確選用閥門及其它管道設備是?個比較復雜的問題，內容較多，這里只作簡單的介紹。

6.4.1閥門的質量要求

a.內漏問題

是否有內漏或內漏的大小是衡量一個閥門質量的主要技術指標，對于壓力管道來說，處理的介質大都

是可燃、易燃、易爆、有毒的介質，閥門關閉時，希望通過閥板的泄漏（內漏）越少越好，甚至有些介

質的泄漏要求為零。常用的評判閥門內漏的標準有API598、ANSIB16.104和JB/T9092。

b.外漏問題

外漏是指通過閥桿填料和閥蓋墊片處的介質外泄漏。它同樣是衡量閥門好壞的一個重要指標。對有些

介質，外漏的要求甚至比內漏要求更嚴格，因為它直接泄入大氣，會直接引起事故造成人身傷害。對

于這種情況，有時不得不采用波紋管密封閥或隔膜閥來保證閥門的外漏為零。限制外漏的標準目前大

多數采用美國環(huán)保局的限定，即不超過500ppm。

c.材料質量

材料質量是衡量閥門強度可靠性和使用壽命的個重要指標。眾所周知，大多數DNZ50的閥門都是

鑄造閥體，如果質量不好，會直接影響到閥門的可靠性和使用壽命。ASTM和我國的材料標準通常情

況下的要求都是比較低的，為了保證在苛刻情況下材料能較好地適應操作條件的要求，這些標準中都

設置許多選擇性附加檢驗項目，設計人員如何根據使用條件來選擇這些附加項目是一個技術性很強的

問題，如果要求不當，會無意義的增加基建投資。

d.閥門出廠前試驗要求

1）閥門出廠前要根據JB/T9092-1999《閥門的檢驗與驗收》進行殼體壓力試驗和密封試驗。密封

試驗分上密封、低壓密封和高壓密封試驗。

2）根據閥門類別不同選擇密封試驗。閘閥和截止閥要進行上密封和低壓密封試驗。

3）殼體壓力試驗，一般采用溫度不超過52七的水或粘度不大于水的非腐蝕性流體，以38.C時1.5倍

的公稱壓力進行。

4）低壓密封試驗，一般采用空氣或情性氣體，以0.5?0.7MPa壓力進行。

5）SH3064《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》對不同等級的壓力管道提出了相應的檢驗要

求，比JB/T9092要求更嚴格。

6.4.2閥門規(guī)格書的內容

通用閥門規(guī)格/應包括下列內容:

1)采用的標準代號；

2)閥門的名稱、公稱壓力、公稱直徑；

3)閥體材料、閥體對外連接方式；

4)閥座密封面材料；

5)閥桿與閥蓋結構、閥桿等內件材料，填料種類；

6)閥體中法蘭墊片種類、緊固件結構及材料；

7)設計者提出的閥門代號或標簽號；

8)其它特殊要求。

國內現行的閥門型號表示方法，對閥桿及內件材料、填料種類、中法蘭墊片種類、中法蘭緊固件材料

種類等均無規(guī)定，不能全面說明閥門的屬性。

6.4.3閥門型式的選用

閥門型式的選用是材料工程師的重點工作內容之一，也是難點之一，它要求材料工程師不僅應對常用

閥門的結構型式、性能特點、相關標準等比較熟悉，也應對應用環(huán)境和工程要求比較熟悉。

閥門型式的選用原則：

a.閘閥：?股開關情況下應首選閘閥。

結構特點：.閘閥的閘板由閥桿帶動，沿閥座密封面作升降運動，可接通或截斷流體的通路，它

主要用于管道的關斷。

適用范圍：

1)閘閥與截止閥相比，流阻小、啟閉力小，密封可靠，是最常用的?種閥門；

2)當部分開啟時，介質會在閘板背面產生洶流，易引起閘板的沖蝕和振動，閥座的密封面也易損壞，

故一般不作為節(jié)流用；

3)與球閥和堞閥相比，閘閥開啟時間較長，結構尺寸較大，不宜用在直徑較大的情況。

閥門標準：API和ANSIB16.34,前者專用于石油化工裝置，后者則使用面比較廣。

GB12232,它與管道的連接可以是螺紋、承插焊、法蘭或對焊連接。

b.截止閥、節(jié)流閥：對要求有一定調節(jié)作用的開關場合(如調節(jié)閥旁路、軟管站等)和輸送液化石油氣、

液態(tài)?脛介質的場合，宜選用截止閥以代替閘閥。

結構特點：都是向下閉合式閥門，閥瓣由閥桿帶動，沿閥座中心線做升降運動的閥門。截止閥和節(jié)流

閥結構基本相同，只是閥瓣形狀不同。截止閥的閥瓣為盤形；節(jié)流閥的閥瓣多為圓錐流線型。

適用范圍：1)與閘閥相比截止閥具有一定的調節(jié)作用，故常用于調節(jié)閥組的旁路。

2)截止閥在關閉時需要克服介質的阻力，因此，它最大直徑僅用到DN200。

3）節(jié)流閥特別適用于節(jié)流，用于改變通道截面積，調節(jié)流量或壓力。

c.止回閥：對于要求能自動防止介質倒流的場合應選用止回閥。

結構特點：止回閥乂稱單向閥，它只允許介質向?個方向流動，當介質順流時閥瓣會自動開啟，當介

質反向流動時能自動關閉。安裝時，應注意介質的流動方向應與止回閥上的箭頭方向一致。

升降式止回閥：是靠介質壓力將閥門打開，當介質逆向流動時，靠自重關閉（有時是借助于彈簧關閉），

因此升降式止回閥只能安裝在水平管道上：受安裝要求的限制，常用于小直徑場合DNW40。

旋啟式止回閥：是靠介質壓力將閥門打開，靠介質壓力和重力將閥門關閉，因此它即可以用在水平管

道上，又可用在垂直管道上（此時介質必須是自下而上）。（DN&50）

對夾式止回閥：結構尺寸小，制造成本低，常用來代替升降式和旋啟式止回閥

梭式止回閥：是解決DN40的升降式止回閥不能用在豎管上的問題。

選用：

DNW40時宜用升降式止回閥（僅允許安裝在水平管'道上）；

DN=50'400時，宜采用旋啟式止回閥（不允許裝在介質由上到下的垂直管道上）；

DN云450時,宜選用Tillting—Disc（緩沖型）止回閥：

DN=100'400,也可以采用對夾式止回閥，其安裝位置不受限制：

d.蝶閥：對于設計壓力較低、管道直徑較大，要求快速啟閉的場合一般選用蝶閥。

結構特點：具有90°旋轉快速開啟關閉的特點，重量輕，結構尺寸小（尤其是對夾式蝶閥）等優(yōu)點。但

密封性能不如閘閥可靠，在某些條件下可以代替閘閥

e.球閥：對于要求快速啟閉的場合一般選用球閥。

結構特點：閥瓣為一中間有通道的球體，球體繞自身軸線作90"旋轉，達到啟閉目的。球閥的最大特

點是在眾多的閥門類型中其流體阻力最小，流動特性最好、其密封性能較可靠。與蝶閥相比，它的重

量較大，結構尺寸也比較大，故不宜用于直徑太大的管道。

?※與蝶閥一樣，長期影響它不能在石化生產裝置上應用的問題是熱脹或磨損后會造成密封不嚴的

題。軟密封球閥雖有較好的密封性能，但當它用于易燃、易爆介質管道上時，尚須經受火災安全試驗

和防靜電試驗。因此，石化生產裝置上球閥應用的也不多，近年來，許多球閥生產廠開發(fā)出了一些新

型結構的球閥，如:軌道球閥、偏心球閥等，?些球閥將閥座設置成金屬彈性閥座，使其在熱脹和磨

損的情況卜.仍有良好的密封。因此，這些球閥也在石化生產裝置上開始應用。

道的壓力等級I標準管件的公稱壓力等級I標準管件的壁厚等級

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管道壓力等級

前面已經提及，壓力管道的組成件般都是標準件，因此壓力管道組成件的設計主要是其標準件的選

用，管道壓力等級的確定也就是其標準件等級的確定。

管道的壓力等級包括兩部分：以公稱壓力表示的標準管件的公稱壓力等級；

以壁厚等級表示的的標準管件的壁厚等級。

管道的壓力等級：通常把管道中由標準管件的公稱壓力等級和壁厚等級共同確定的能反映管道承壓特

性的參數叫做管道的壓力等級。而習慣上為簡化描述，常把管道中管件的公稱壓力等級叫做管道的壓

力等級。

壓力等級的確定是壓力管道設計的基礎，也是設計的核心。它是壓力管道布置、壓力管道應力校核的

設計前提條件，也是影響壓力管道基建投資和管道可靠性的重要因素。

5.1設計條件

工程上，工藝操作參數不宜直接作為壓力管道的設計條件，要考慮工藝操作的波動、相連設備的影響、

環(huán)境的影響等因素，而在工藝操作參數的基礎上給出定的安全裕量作為設計條件這里所說的設計

條件主要是指設計壓力和設計溫度。

管道的設計壓力:應不低于正常操作時，由內壓(或外壓)與溫度構成的最苛刻條件下的壓力。

最苛刻條件：是指導致管子及管道組成件最大壁厚或最高公稱壓力等級的條件。

設計壓力確定：考慮介質的靜液柱壓力等因素的影響，設計壓力般應略高于由(或)外壓與溫度構

成的最苛刻條件卜.的最高工作壓力。

a.一般情況下管道元件的設計壓力確定

一般情況下，為了操作上的方便，在此不妨采用壓力容器的做法，即在相應工作壓力的基礎上增加一

個裕度系數。

表5-1?般情況卜.管道元件的設計壓力確定

工作壓力Pw(MPa)設計壓力P(MPa)

Pw^l.8P=Pw+0.18

L8〈PWW4?0<DIV>P=1.IPw

4.(KPWW8.0<DIV>P=Pw+0.4

Pw>8.0P=1.05Pw

X當按該原則確定的設計壓力會引起管道壓力等級變化時，應判斷該工作壓力是否就是由內壓

（或外壓）與溫度構成的最苛刻條件下的最高工作壓力，如果是,在報請有關技術負責人批準的情況下，

設計壓力可取此時的最高工作壓力，而不加系數。

b.管道中有安全泄壓裝置時，

管道中有安全泄壓裝置時預示著該管道在運行過程中有出現超出其正常操作壓力的可能。設置安全泄

壓裝置（如安全閥、爆破片等）的目的，就是在系統(tǒng)中出現超出其正常操作壓力的情況時，能將壓力自

動釋放而使設備、管道等系統(tǒng)的硬件得到保護。此時管道的設計壓力應不低于安全泄壓裝置的設定壓

力。

c.管道中有高揚程的泵

對于高揚程的泵，尤其是往復泵，在開始啟動的短時間內，往往會在第道切斷閥之前的管道和泵內

產生一個較高的封閉壓力，有時這個封閉壓力會達到?個很大的值。此時泵的出口管道，其設計壓力

應取泵的最大封閉壓力值。

d.真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)管道承受的壓力就是其外部的大氣壓力，故其設計壓力應取0.IMPa外壓；

e.與塔或容器等設備相連的管道

與塔或容器等設備相連的管道其設計壓力應不低于所連設備的設計壓力。當管道內有較高的液體液柱

時，還應考慮該液體靜壓頭的影響。事實上，對于管道來說，其受力要比設備復雜，這是因為它除受

介質