天然氣集輸管道材料和管道組成件

1、夭然氣集輸管道材料和管道組成件7. 5管道材料7. 5. 1夭然氣集輸管道采用碳鋼和低合金鋼管時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)石油夭然氣工 業(yè) 管線輸送系統(tǒng)用鋼管GB/T 9711.高圧鍋爐用無(wú)縫鋼管GB 5310、高圧化肥 設(shè)備用無(wú)縫鋼管GB 6479的有關(guān)規(guī)定；耐蝕合金管道應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)耐腐蝕合金 管線鋼管SY/T 6601的有關(guān)規(guī)定；耐蝕合金復(fù)合管應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)覆或襯里耐 腐蝕合金復(fù)合鋼管規(guī)范SY/T 6623的有關(guān)規(guī)定。當(dāng)管徑小于DN300、設(shè)計(jì)壓力小于4. OMPa時(shí)，非含硫酸性天然氣集輸管道可采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)輸送流體用無(wú)縫鋼管 GB/T 8163的鋼管。7. 5. 2含硫化氫腐

2、蝕環(huán)境下管道材料應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)石油夭然氣工業(yè)油氣開(kāi)采中 用于含硫化氫環(huán)境的材料GB/T 20972及夭然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂和抗應(yīng)力 腐蝕開(kāi)裂的金屬材料要求SY/T 0599的有關(guān)規(guī)定，碳鋼、低合金鋼和不銹鋼管道焊縫、 熱影響區(qū)及母材硬度均不應(yīng)超過(guò)250HV10。7. 5. 3耐蝕合金復(fù)合管應(yīng)在工廠進(jìn)行化學(xué)成分、結(jié)合強(qiáng)度、抗腐蝕性能等檢驗(yàn)。7. 5. 4高含二氧化碳、高含氯根離子、高溫等苛刻腐蝕環(huán)境下管道材料可選擇碳鋼、低 合金鋼、耐蝕合金復(fù)合管或耐蝕合金純材。根據(jù)腐蝕環(huán)境的苛刻程度，耐蝕合金可選擇奧氏 體不銹鋼316L.雙相不銹鋼、N08825材料。7. 5. 5耐蝕合金復(fù)合鋼管應(yīng)

3、選擇合理焊材及焊接方式，焊接接頭的耐蝕性能不應(yīng)低 于耐蝕合金層，力學(xué)性能不應(yīng)低于碳鋼層。7. 5管逍材料7. 5. 2硬度是引起含硫化氫腐蝕環(huán)境材料開(kāi)裂的重要誘因，本條強(qiáng)調(diào)了其重要性。7. 5. 4奧氏體不銹鋼316L、雙相不銹鋼、N08825材料這幾種材料的適用范圍可根據(jù)匸程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合不同氯離子含量和溫度選擇上述耐蝕材料，并考慮其經(jīng)濟(jì)性。7. 6管道組成件7. 6. 1管道組成件的材質(zhì)選擇應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。采用的鋼板、鋼管和鍛件應(yīng)具有良好的韌性和焊接性能。7. 6. 2管道組成件應(yīng)選用鎮(zhèn)靜鋼，集輸站場(chǎng)上的管道組成件用材還應(yīng)采用爐外精煉工藝。7. 6. 3在北方寒冷地區(qū)，地面上的管道

4、組成件應(yīng)分析環(huán)境低溫的影響。無(wú)保溫設(shè)施11內(nèi)部介質(zhì)不流動(dòng)的帶壓管道組成件的設(shè)計(jì)溫度，可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定HG/T 20580確定。7. 6. 4含硫環(huán)境下管道組成件的選材應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)石油夭然氣工業(yè)油氣開(kāi)采中用于含硫化氫環(huán)境的材料GB/T 20972及夭然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的金屬材料要求SY/T 0599的有關(guān)規(guī)定。7. 6. 5高含二氧化碳、高含氯根離子等苛刻環(huán)境下的管道組成件材料宜選用碳鋼（有緩蝕劑保護(hù)的情況下）、耐蝕合金、耐蝕合金復(fù)合板、復(fù)合管或堆焊耐蝕合金。7. 6. 6管道組成件嚴(yán)禁使用鑄鐵件、螺旋焊縫鋼管，宜采用鍛鋼、鋼板、無(wú)縫鋼管或

5、直縫焊接鋼管，質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)承圧設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件NB/T 4700&低溫承圧設(shè)備用低合金鋼鍛件NB/T 47009、承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件NB/T 47010、鍋爐和壓力容器用鋼板GB 713、高壓化肥設(shè)備用無(wú)縫鋼管GB 6479、石油夭然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管GB/T 9711、高圧鍋爐用無(wú)縫鋼管GB 5310的有關(guān)規(guī)定。7. 6. 7管道組成件所用鋼管母管的表面缺陷及運(yùn)輸、施工中損傷的處理應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50251的有關(guān)規(guī)定。7. 6. 8當(dāng)管道組成件與管道采用焊接連接時(shí)，兩者材質(zhì)的化學(xué)成分和力學(xué)性能應(yīng)相同或相近，并應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行焊

6、接工藝評(píng)定，根據(jù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行焊接。7. 6. 9管件宜進(jìn)行熱處理，可采用消除應(yīng)力、正火、正火加回火、淬火加回火等方法。7. 6. 10用于酸性介質(zhì)的管道組成件，在材質(zhì)選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和腐蝕裕量選取、熱處理 等方面應(yīng)分析酸性介質(zhì)腐蝕因素的影響。用于酸性介質(zhì)的碳鋼和低合金鋼管道組成件應(yīng)進(jìn)行 消除應(yīng)力熱處理和硬度檢查。7. 6. 11彎管應(yīng)釆用中頻電磁感應(yīng)加熱工藝制造，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油氣輸 送用鋼制感應(yīng)加熱彎管SY/T 5257的有關(guān)規(guī)定。7. 6. 12彎管的管壁厚度應(yīng)按下列公式計(jì)算:(7.6. 12-1)(7. 6. 12-2)式中：&彎管的管壁計(jì)算壁厚(mm)：6與彎管所連

7、接的同材質(zhì)的直管段管壁計(jì)算壁厚(mm)； m彎管的管壁厚度增大系數(shù);R彎管的曲率半徑(mm)：D彎管的外直徑(mm)o7. 6. 13直接在主管上開(kāi)孔與支管焊接或焊制三通，其開(kāi)孔削弱部分的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)和計(jì)算 可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50251的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。用于酸性介質(zhì)或 設(shè)計(jì)壓力P大于或等于6. 3MPa或設(shè)計(jì)溫度低T- 0°C的三通，不宜采用支管與主管焊接的 焊制三通。7. 6. 14異徑接頭的結(jié)構(gòu)尺寸、計(jì)算和制造應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)壓力容器GB 150. 1 GB 150. 4的有關(guān)規(guī)定。7. 6. 15管封頭宜采用橢圓形封頭或平封頭，其結(jié)構(gòu)尺寸、計(jì)算和制造應(yīng)符合現(xiàn)

8、行國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)壓力容器GB 150. 1GB 150. 4的有關(guān)規(guī)定。7. 6. 16清管器收發(fā)筒和氣FT1用匯管選材和計(jì)算應(yīng)按其各受壓元件的強(qiáng)度確定，應(yīng)由具 有相應(yīng)圧力容器制造資格的工廠制造。7. 6. 17清管三通應(yīng)在支管與主管交界位置設(shè)置擋條或采用其他結(jié)構(gòu)，擋條長(zhǎng)度方向與 主管軸線方向一致。7. 6. 18管法蘭的選用宜符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼制管法蘭、墊片、緊固件HG/T 20592 20635的規(guī)定，法蘭密封面形式、墊片和緊固件應(yīng)與管法蘭相匹配。7. 6. 19集輸管道絕緣宜采用絕緣接頭或絕緣法蘭。絕緣接頭的檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)至少包含水 圧壓力循環(huán)（疲勞）試驗(yàn)、水壓加彎矩試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、電絕緣強(qiáng)

9、度試驗(yàn)。絕緣接頭或絕 緣法蘭的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)絕緣接頭與絕緣法蘭技術(shù)規(guī)定SY/T 0516的有關(guān)規(guī) 定。7. 6. 20閥門的選用應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50316的有關(guān) 規(guī)定。在防火區(qū)內(nèi)關(guān)鍵部位使用的閥門應(yīng)具有耐火性能。通過(guò)清管器的閥門應(yīng)選用全通徑閥 門。7. 6. 21管道組成件不在制造廠試圧時(shí)，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)；壓力試驗(yàn)時(shí)，不 應(yīng)發(fā)生汕漏、破壞和塑性變形。7. 6管道組成件7. 6. 1本條規(guī)定了氣（T1集輸管道用鋼管、管道組件材質(zhì)選用的原則，是氣R1集輸工 程的建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、供應(yīng)各方均應(yīng)遵守的。7. 6. 2本條參照固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG

10、 R0004-2009,對(duì)材料的冶 煉性能作了規(guī)定。7. 6. 3在我國(guó)的壓力容器和壓力管道規(guī)范中，以20°C為低溫設(shè)備的分界點(diǎn)。北方冬季 低r20°C的情況很普遍，有的地方氣溫甚至低丁一40°C。在這樣的低溫下，無(wú)保溫IL內(nèi) 部介質(zhì)不流通的地面上的帶壓管道組成件，其金屬璧溫將低r20°Co如果設(shè)計(jì)時(shí)未考慮低 溫影響，碳鋼和低合金鋼的管道組成件可能在冬季發(fā)生低溫脆斷，引起安全事故。如果完全 按環(huán)境低溫考慮，管道組成件用材會(huì)提高到低溫鋼材料，將會(huì)提高投資成本。有的業(yè)主單位 不愿提高投資，冬季出現(xiàn)憋圧的情況時(shí)，采取放空的辦法，保證管線處于無(wú)圧狀態(tài)。管線既 己

11、無(wú)壓，當(dāng)然不需考慮環(huán)境低溫的影響。7. 6. 4、7. 6. 5條文規(guī)定了三種腐蝕環(huán)境下的選材原則。我國(guó)的夭然氣開(kāi)發(fā)中，經(jīng)常 出現(xiàn)比較苛刻的腐蝕環(huán)境，比如四川氣田的高含硫化氫、塔里木油田高含二氧化碳、髙含氯 離子區(qū)塊。在這樣的腐蝕環(huán)境下，可選用耐蝕合金。如高氯離子條件下可根據(jù)氯離子濃度選 用316L.雙相不銹鋼（不含硫化氫的工況）和鐮基合金。高含二氧化碳因碳鋼的腐蝕速率過(guò)大, 可選不銹鋼材料。7. 6. 6管道組成件包括彎管、管件（三通、清管三通、彎頭、異徑接頭、管封頭）、法蘭、 閥門、絕緣法蘭/絕緣接頭、匯管、清管器收發(fā)筒、快開(kāi)盲板等，它們均是受壓部件/元件, 均屬壓力管道范疇，其受力狀態(tài)復(fù)

12、雜，出現(xiàn)不安全事故的危害甚大，因此對(duì)用于管道組件的 材料必須加以明確規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的材料標(biāo)準(zhǔn)。由于鑄鐵件屬脆性材料，組織疏松，強(qiáng)度低，因此嚴(yán)禁使用；螺旋焊縫鋼管由丁其焊縫 的形式特殊，不適用于匯管或清管器收發(fā)筒上的開(kāi)孔焊接，彎管和管件因需將鋼管加熱或多 次加熱成型，1L 一般情況下氣H1集輸管道的介質(zhì)腐蝕較嚴(yán)重，鑒于螺旋焊縫鋼管的殘余拉應(yīng) 力較大，焊縫較長(zhǎng)，存在缺陷的概率較大，為了保證安全，該種鋼管嚴(yán)禁用于氣叩集輸工程 管道組成件的制作。7. 6. 8對(duì)氣IT1集輸管道和管道組件的焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，并根據(jù)評(píng)定編制焊接工藝規(guī)程, 按規(guī)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，是保證焊接質(zhì)量的必須程序，在油氣輸送管道的

13、施工實(shí)踐中得到了驗(yàn) 證。7. 6. 9國(guó)外通用的管件標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定管件必須進(jìn)行熱處理，考慮到我國(guó)管件材質(zhì)選用、 制造和使用的實(shí)際情況，對(duì)此未作硬性規(guī)定，推薦對(duì)管件釆用熱處理。7. 6. 10酸性介質(zhì)對(duì)鋼質(zhì)管道和管道組成件具有較強(qiáng)的腐蝕性，為了保證其使用安全， 必須在設(shè)計(jì)的諸多方面考慮這個(gè)因素，為了消除匯管、清管器收發(fā)筒、管件中的殘余拉應(yīng)力, 消除酸性介質(zhì)產(chǎn)生腐蝕的必要條件，因此用r酸性介質(zhì)的匯管、清管器收發(fā)筒、管件應(yīng)進(jìn)行 消除應(yīng)力熱處理。7. 6. 11我國(guó)彎管采用中頻電磁感應(yīng)加熱工藝制造，已具有先進(jìn)的技術(shù)裝備和成熟的經(jīng) 驗(yàn)，II參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油氣輸送用鋼制彎管SY/T 5257

14、已頒布執(zhí)行, 因此作了本條內(nèi)容的規(guī)定。7. 6. 12彎頭和彎管在介質(zhì)壓力的作用下，在其壁上產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力，在彎曲段各部位 的分布是不均勻的，其最大環(huán)向應(yīng)力位于彎曲段內(nèi)弧側(cè)，比同規(guī)格直管在同壓力下的環(huán)向應(yīng) 力大m倍，增大系數(shù)m是R/D的函數(shù)，R/D越大，則m越大，該公式經(jīng)四川石油設(shè)計(jì) 院與華東石油學(xué)院理論推導(dǎo)和試驗(yàn)所驗(yàn)證。雙金屬?gòu)?fù)合彎管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)中不應(yīng)計(jì)入耐蝕合金層材料的強(qiáng)度，彎管基體層壁厚應(yīng)按本 條所述公式計(jì)算。7. 6. 13目前國(guó)內(nèi)管件制造業(yè)以鋼管作母管，采用模壓拔制工藝制造三通的技術(shù)已很成 熟，外觀和受力上均比焊制三通要好得多，因此一般應(yīng)采用這種工藝制造三通。焊制三通由 支管與主管之間

15、的焊接結(jié)構(gòu)難以保證三通肩部（過(guò)渡區(qū)）的質(zhì)量，11該處焊縫無(wú)損檢測(cè)較困 難，受力狀況不好，因此對(duì)有腐蝕性的酸性介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力大于或等于6. 3MPa或設(shè)計(jì)溫 度較低的三通不宜采用焊制三通。7. 6. 14異徑接頭與圧力容器上的錐殼相同，其結(jié)構(gòu)尺寸特別是折邊段受力和計(jì)算較復(fù) 雜，壓力管道的有關(guān)規(guī)范對(duì)此尚未有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，因此采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圧力容器GB 150. 1GB 150. 4的規(guī)定，即可滿足壓力管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，但許用應(yīng)力應(yīng)改按壓力 管道的相關(guān)規(guī)范選取。7. 6. 15管封頭的結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)壓力容器GB 150. 1GB 150. 4 的規(guī)定，即可滿足壓力管道設(shè)計(jì)要求，但其許

16、用應(yīng)力應(yīng)改按圧力管道的相應(yīng)規(guī)范選取。7. 6. 16清管器收發(fā)筒和氣Fl用匯管承圧組件，有時(shí)設(shè)計(jì)壓力相當(dāng)高，可達(dá)lOMPa或以 上，在受壓元件的受力分析上與壓力容器的圓筒、錐筒無(wú)異，從安全上考慮，對(duì)其制造在技 術(shù)上必須嚴(yán)格耍求，目前壓力管道尚無(wú)這方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可遵循，為保證制造質(zhì)量，故提出 應(yīng)由具有與其設(shè)計(jì)壓力相應(yīng)的壓力容器制造資格的工廠制造。7. 6. 17清管三通設(shè)置擋條的作用是防止清管器通過(guò)時(shí)在支管處有雜物或清管器卡住， 擋條這種結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，此外還有其他結(jié)構(gòu)形式，如夾套式清管三通。7. 6. 18管法蘭一般均為選用，目前有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和多個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)分析比較，化工 行業(yè)管法蘭標(biāo)準(zhǔn)能較好地適應(yīng)氣H1集輸工程設(shè)計(jì)和制造的需要，特別是與國(guó)外進(jìn)口閥門、設(shè) 備配套時(shí)使用，因此規(guī)定采用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼制管法蘭、墊片、緊固件HG/T 20592 20635。7. 6. 19絕緣接頭己普遍用于氣田集輸和長(zhǎng)輸管道工程，有代替絕緣法蘭的趨勢(shì)。但由 于絕緣法蘭已得到廣泛使用，XL價(jià)格較便宜，因此二者均可選用。所列對(duì)絕緣接頭檢測(cè)的項(xiàng) 目是保證其絕緣性能必需的，此外還應(yīng)做氣密性試驗(yàn)、對(duì)接焊縫100%無(wú)損檢測(cè)、100%內(nèi) 外壁涂層缺陷檢測(cè)、100%涂層干膜厚度檢測(cè)、100%涂層黏附力檢測(cè)、兒何尺寸檢測(cè)等。7. 6. 20閥門均為選用，應(yīng)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：閥門的耐火性能可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)石 油、石