4ASME标准简介系列四压力管道

18十月20204ASME简介系列四压力管道ASME标准简介系列包括:ASME标准简介之一------概论ASME标准简介之二------标准目录分类ASME标准简介之三------锅炉及压力容器(BPVC)ASME标准简介之四------压力管道(ASMEB31.X)ASME标准简介之五------ASME认证及取证ASME标准简介之六------中国压力容器标准GB150与ASME-BPVC标准11111111111111111111111的比较ASME标准简介之四-----《压力管道(B31.X)》一、ASME压力管道标准规范委员会简介二、ASME《压力管道标准规范B31.X》的组成三、《ASMEB31.1 动力管道》简介四、《ASMEB31.3 管道》简介一、ASME压力管道标准规范委员会简介ASME压力管道标准规范委员会简介ASME压力管道标准规范委员会简介ASME压力管道标准规范委员会简介ASME《压力管道规范系列B31.X》由几个独立卷组成，每卷均为美国国家标准，1978年B31压力管道标准委员会被确认为是接受美国国家标准委员会委托的美国机械工程师学会下的一个工作委员会，负责以分册形式按各种工业部门出版压力管道卷册。二、ASME《压力管道标准规范B31.X》的组成ASME《压力管道标准规范B31.X》的组成1)B31.1——动力管道(主要为发电站、工业设备和公共机构的电11111111111厂、地热系统以及集中和分区的供热和供冷系统中11111111111的管道)2)B31.2——燃料气管道3)B31.3——工艺管道（主要为炼油、化工、制药、纺织、造纸11111111111、半导体和制冷工厂，以及相关的工艺流程装置和11111111111终端设备中11的管道）4)B31.4——液态烃和其它液体的输送管线系统（工厂与终端设11111111111备间以及终端设备、泵站、调节站和计量站内输送11111111111主要为液体11产品的管道）5)B31.5——冷冻管道（冷冻和二次冷却器的管道）ASME《压力管道标准规范B31.X》的组成6)B31.8——气体输送和配汽管道系统（生产厂与终端设备（包11111111111括压气机、调节站和计量器）间输送主要为气体产11111111111品的管道以及集汽管道）7)B31.9——房屋建筑用户管道（主要为工业设备、公共机构、11111111111商业和市政建筑以及多单元住宅内和管道，但不包11111111111括B31。1 所覆盖的尺寸、压力和温度范围）8)B31.11——稀浆输送管道系统（工厂与终端设备间以及终端设111111111111备、泵站和调节站内输送含水稀浆的管道）9)B16.5——管道法兰和法兰管件(注:号码不连续可能是部件分册后来被合并,如31.3《炼油厂管道规范》和后来的31.6《化工厂管道规范》合二为一命名为《化工厂和炼油厂管道》ANSIB31.3-1976，后来B31.10《低温管道》也被合并其中，并建立一个范围更大的统一的名称的规范---ASME/ANSIB31.3《工艺管道》.三、《ASMEB31.1 动力管道》简介《ASMEB31.1 动力管道》简介ASMEB31.1 动力管道本规范卷的内容包括：（1）可接受的技术条件和部件标准，包括尺寸要求111111和压力—温度额定值的参考文献；（2）包括管道支架的部件、组件要求；（3）随压力、温度变化和其它力作用对应力、反作用力111111和位移的评估和限制所需的数据和要求；（4）材料、部件和连接方法的选用导则及限制；（5）管道制作、装配和安装要求；（6）管道检查、检验和试验要求。《ASMEB31.1 动力管道》简介第一章应用范围和定义100 概述100.1 范围100.1.1 本规范叙述了对有关发电站、工业装置和公共设施、集中和分区供热设备以及地区采暖系统的动力管道和辅助管系的设计、材料、制造、安装、试验和检查的要求。本规范适用的管道包括按表126.1 所列标准制造或专门设计的管子、法兰、螺栓、垫圈、阀门、泄放装置、管配件和其它管道部件的承压部位。也包括悬吊和支承件以及其它一些为防止承压零部件超压所必需的设施。各种其他管道仪表附件如水表柱、低读水位表、压力表、玻璃管水位表等的管系也包括在本规范内。《ASMEB31.1 动力管道》简介100.1.2 本规范所述的动力管道系统适用于除第100.1.3 节所述情况以外的上述设施的所有管道及其零部件。它们包括、但不局限于以蒸汽、水、油、煤气和空气等为介质的管道。在这里对锅炉内管道的参数和几何范围作了界定。（A）本规范包括动力锅炉和高温、高压水锅炉的锅炉范围内管道，参数定义为：蒸汽或蒸发汽压力>15psig(100Kpa 表压)；高温热水压力>160psig(1103kPa 表压)和/或温度>250℉120(℃)。锅炉范围内管道系指锅炉本体终点处起始的管道,锅炉本体的终点在:(1)焊接端部连接的第一道环焊缝;或(2)螺栓法兰连接的第一个法兰面;或(3)螺纹连接的第一只螺纹接头,该接头延伸至阀或者至按第122.1 节所要求装设的阀门。《ASMEB31.1 动力管道》简介锅炉本体终点处本身被认为是锅炉范围内管道的一部份，终点与动力锅炉范围内管道见图100.1.2(A)、100.1.2(B)、100.1.2(C)所示.。在终点与截止阀或与第122.1 节所要求的阀门之间的管道应按ASME 锅炉和压力容器规范第一卷的要求提供数据报告、进行检查以及打上标志钢印，这种管道应该由援权认可使用ASME锅炉和压力容器规范第一卷图PG-105.1~PG-105.3 所示的适用标志的制造商或承包商来制造和安装。并应符合ASME 锅炉和压力容器规范第一卷中的质量控制要求。《ASMEB31.1 动力管道》简介截止阀或按第122。1 节所要求的阀门是锅炉范围内管道的一部份，但无需按ASME 锅炉和压力容器规范第一卷进行检验和打钢印，然而第107。8。2 节中所述的安全阀、安全泄放阀和泄放阀则不在此例。满足本规范所有其它要求且不大于NPS1/2 的管接头可以不作ASME 锅炉和压力容器规范第Ⅰ卷所规定的检验和打钢印而焊至管道和锅炉集箱上.锅炉范围外管道包括除上述被定义为锅炉范围内管道以外的本规范所涉及的所有管道.《ASMEB31.1 动力管道》简介(B)本规范还适用于热电厂向远处输送蒸汽和热水,无论是埋设于地下或架设于其它地方的,作集中和分区供热的系统管道。本规范同样适用于到地热中及其向外输送蒸汽和热水的管道。(C)燃气或燃油管道自分配系统输送至电站现场时,则本规范适用于电站表计系统出口侧下流方向的输气和输油管道.若表计系统在电站地界线之外,则在此情况下本规范应适用于电站地界线内侧那部分管道。(D)本规范适用于属电站循环系统中的蒸汽喷淋冷却系统的管道。(E)除上述（C）项所述燃料系统以外的本规范范围内的气、油系统、空气和液压系统亦可适用。《ASMEB31.1 动力管道》简介100.1.3 本规范适用于下述范围的管道:（对本规范所适用的除锅炉内管道以外其它管道也作了说明）(A) 由压力管道规范其它卷各章节已作专门规定的压力管道1111。(B)ASME 锅炉和压力容器规范各卷所适用的省煤器、加热器1111、压力容器及其零部件，但规范各卷不适用的连接管道1111仍应遵照ASMEB31.1 的要求。(C) 设计压力≤15psig(100kPa 表压)的建筑物供热和配汽管1111道或者设计压力≤30psig(200kPa 表压)的热水加热系统1111的管道。(D) 屋顶和楼面排水管,自来水、下水道和洒水用的管道以及1111其它消防系统用的管道。(E) 液力或气动工具用的管线及其离分配总管第一只隔绝线1111或截止阀下游的管道。《ASMEB31.1 动力管道》简介(F) 联邦政府控制的舰船或其它设施用的管道。(G)ASME锅炉和压力容器规范第三卷适用的核装置用的管道1111。(H) 各种塔、房屋构架、贮罐、机械设备、仪表和基础用的1111管道。(I) 属ANSI/ASMEB31.9 管辖的工业建筑物和机关设施或地1111界范围内的建筑物内部输送管道，但管道材料和尺寸、1111承受温度和压力以及介质超出ANSI/ASMEB31.9 规定范1111围以外的管道仍应遵循ASMEB31.1 的规定。(J) 属ANSIZ223.1 国家燃规范管辖的工业和机关建筑物内1111部的燃气管道。(K) 属NFPA(美国消防协会)8503规范管辖范围内的煤粉管道1111。《ASMEB31.1 动力管道》简介100．2 定义一些与管道有关的常用术语定义，有关焊接术语按美国焊接学会标准（AWS）A3.0。这里的定义专门适用于管道的某些焊接术语，凡未在这里说明的，一律以AWSA3.0 的定义为准。《ASMEB31.1 动力管道》简介第二章设计第1 部分设计条件和设计准则101 设计条件101．1 概述这里对动力管道系统设计中适用的压力、温度和各种作用力作出定义。除了所述的例外情况，动力管道系统的设计应按压力、温度和负荷同时出现时的最严重工况考虑。最严重的工况应该是指导设计所需要的最大管子壁厚和最高的法兰额定级。101．2 压力除另有说明外，所有压力均指高于大气压的压力，并用psig(kPa)表示。设计内压包括静压力，不应小于管道系统内部流体最大的持续工作压力（MSOP）；设计外压，设计管道所受的外部压力时应该取在运行、停机或试验工况下的预估最大压差值。《ASMEB31.1 动力管道》简介101．3 温度除另有说明外，所有本规范内涉及的温度均是选用材料的金属平均温度，以℉（℃）表示。101．3．1 设计温度（A）管道的设计温度应该能代表在最大持续运行条件下的金属温度。设计温度应该假定是与流体温度一样，除非计算或试验支持采用其他数据，即使在那种情况下，设计温度也不应该小于流体温度和外壁温度的平均值。（B）在流体按顺序通过热交换器时，系统每一部份管道的设计温度应该按系统在这部分热交换器预期能产生的最严重温度工况来设计。《ASMEB31.1 动力管道》简介（C）对与受火设备（锅筒、再热器、过热器、省煤器等）连接的蒸汽、给水和热水管道，其设计温度应该以预期的连续运行参数加上设备制造厂所保证的温度偏差为设计依据，温度超过此条件下运行的限制应该按第102。2。4 节所述。（D）当选择管道运行温度超过800℉的设计温度时，应该考虑超过设计温度运行导致过分的蠕应变和潜在的管道断裂的加速蠕变损伤。《ASMEB31.1 动力管道》简介101.4 环境影响冷却对压力的影响和流体膨胀的影响101.5 动力效应冲击（流体动量变化所产生的压力波的传播引起的水击或汽击，如阀门的迅速开关会引起冲击力）风载荷、地震、振动。但不必考虑地震与风载荷同时出现的工况。101.6 重量的影响对重量的影响管道系统中应该设置可调节的吊架或经适当校平的刚性吊架或支架，必要处还装设弹簧、防震拉杆、减振器等。活载荷（流体重量、雪、冰）、固定载荷（管道部件、保温材料、防护衬里和套层及其他迭加在管道上的永久性载荷）、试验或清洗流体载荷。《ASMEB31.1 动力管道》简介101.7 热膨胀和收缩载荷对于由于热膨胀和收缩以及膨胀节的作用所造成的各种力和力矩，应用弯管、弯头、偏置管或改变管道走向的方法来处理热膨胀和收缩。吊架和支架应该允许管道在两固定点间能自由膨胀和收缩。在设计能防止运行时活动部件完全脱开时，则可以使用波纹管、伸缩式、套筒式、旋转式或球铰接头和柔性金属软管接头。但不应该用于连接锅炉与第一只截止阀的系统。《ASMEB31.1 动力管道》简介102 设计准则A、设计准则包括标准部件和专用部件的压力—温度额定值以111及设计管道和管道元件时所采用的许用应力，应力极限值111和各种不同的裕量。B、规定额定值的元件和未规定额定值的管道元件的压力——111温度额定值规定，对正常运行工况下额定值规定以及正常111运行工况下允许的变动范围（压力、温度的波动是不可避111免的）。C、对许用应力值及极限值的计算；D、裕量（当预期会发生腐蚀或磨损时，管子的壁厚在满足其111他设计要求的基础上还必须加一个裕量，确定这一裕量时111应与所预期的管子寿命的考虑相一致；螺纹加工和开槽时111需增加相应深度的裕量；焊缝有效系数，本规范要求对焊111接管使用焊缝有效系数，可查的；机械强度，必要时应增111加管道壁厚以防由于支架或其他原因引起的附加载荷而造111成管道的损坏、挠度过大或扭曲；铸造件质量系数的选择111等。《ASMEB31.1 动力管道》简介第2部分管道元件的压力设计1、设计准则（除考虑压力和温度的影响外，还要考虑裕量的111要求和有关载荷进行管道系统的机械强度校核）2、元件的压力设计（内、外压力作用下的直管的压力设计；111弯管和弯头的设计，最小壁厚的计算和扁平度的选择；内111、外压力作用下的支管接头的设计，包括制造形式，对补111强的要求及计算；法兰及盲板的压力设计，包括形式、垫111片的选择、设计温度和压力下的螺栓的设计应力等；其他111受压元件的压力设计等）《ASMEB31.1 动力管道》简介第3部分管道元件的选择和限制1、管道（专门有附录对其进行的规定，同时对附录没有提到111的如钢铁管道中的加热炉对接锻焊管道不得用于可燃或有111毒的介质、铸铁管不得用于易着火、可燃或有毒的介质等111在这里进行了限制）2、管道配件、弯头和叉管（对管道配件、弯头和叉管等的选111择适用标准在此列出，对一些特殊的配件的选择作了说明111，如在没有特别说明的情况下不应该使用圆柱螺纹的管子111连接件）3、阀门（阀门的选用标准的列出，标记应符合的要求，阀门111结构形式的要求如端部、阀杆、阀盖的连接等）4、法兰、盲板及紧固件（对其结构形式、许用压力等都做了111规定，有一进行查询）《ASMEB31.1 动力管道》简介第4 部分管道连接接头的选择和限制（焊接连接、法兰接头、胀管111111111或滚压接头、螺纹连接、扩口不扩口和缩口管的连接、嵌111111111缝连接、硬纤焊的软钎焊连接、套管连接以及其它专用的111111111接头等的选择规定及限制，如在容易发生火灾的地区，便111111111钎焊承插焊型接头不适用于输送易燃和有毒介质的管道系111111111统，软钎焊承插曲焊型接头的使用局限于输送非易燃和无111111111毒介质的管道系统，不应用于承受冲击和振动的管道系统111111111等）《ASMEB31.1 动力管道》简介第5部分膨胀、柔性和支撑（除了对压力、重量和其它载荷的设11111111计要求以外，对于受热膨胀、收缩或受到由于其它原因11111111而产生类似位移的动力管道，在这里规定了在设计时它11111111的挠性和应力分析计算的要求。在这里对许用应力幅度11111111做了规定；对局部过应变产生的各种可能性进行分析11111111和建议的避免办法。提高管道柔性的方法（如弯头，盘形管等到来改变管道的方向或用膨胀节、软管等来吸收热变形）；支架：介绍了支架、固定支座和导向装置的种类以及在设计时需考虑的许用应力和管道运行工况，建议的管道支架间距和支撑的制造要求等）；《ASMEB31.1 动力管道》简介第6部分管道系统在这一部份对锅炉范围内的蒸汽、给水、排污和疏水管道系统的设计提出要求，如对设计压力、管道大小、管道材料、管道配件、在线阀门位置及控制装置的要求。还对锅炉范围外的排污和排放管道、取样管道和输送易燃、有毒等特殊介质的管道系统的设计提出要求。《ASMEB31.1 动力管道》简介第三章材料在这一章对后附的材料表做了补充说明第四章尺寸要求在这一章列出了标准和非标准管道元件的材料技术条件和标准，以及这些标准的使用说明，这一部分很重要，举例如三期工程中，部件损坏想加工，对材料的表示不熟。第五章制造、装配和安装焊接（焊材的选择、焊前准备、工艺（这里对各种焊缝的厚度型式都有详图说明）、焊缝的修补等）各种成形加工（如弯曲、管端翻边或镦粗等）的要求和热处理。焊前预热和焊后热理（对加热和降温速度、温度高低和保温时间等到的要求）《ASMEB31.1 动力管道》简介第六章检查、检验和试验人员资格要求、检查结果的评定标准，压力试验的一些原则性要求等附录（材料表、膨胀数据表和弹性模数表、符号定义）四、《ASMEB31.3 工艺管道》简介《ASMEB31.3 工艺管道》简介第二章范围和定义责任：对业主、设计者、制造者、制做者、安装者和检验师111111的责任作了说明（其中制造者指材料制造者）规范的目的：本规范的目的是提出管道装置的安全设计和建111111造所需的工程要求，不涉及已投入使用的管道的操作111111、检查、检验、试验、维护和返修。规范要求的确定：包括影响材料、组件和接头的选择和应用111111的流体工况的要求，流体工况是涉及管道系统应用的111111一个综合性术语，它综合考虑了流体性质、操作条件111111以及其它因素。范围：工艺管道包含了炼油、化工、制药、纺织、造纸、半11111导体和制冷工厂，以及相关的工艺流程装置和终端设11111备中的典型管道。本规范规定了上述管道在材料、设计11111、制作、装配、安装、检查、检验和试验的要求。它适用所有流体的管道，如水、气、蒸汽、液化固体、低温流体等。对不在本规范管辖范围内的管道如动力锅炉管道等做了界定。《ASMEB31.3 工艺管道》简介定义：一些有关管道的术语在此做了解释。《ASMEB31.3 工艺管道》简介第三章设计（这一部分的结构基本和31.1相同，也是6部分组成）第一部分条件和准则设计需考虑的条件；在设计条件中对设计者的资格要求有所规定；对设计压力的规定（如每个组件的设计压力不应低于在操作中可能遇到的由最大内压或外压以及最低或最高温度组合形成的最严酷情况下的压力；对设计温度的规定中，在确定设计温度时至少要考虑流体、环境、太阳照射、加热或冷却介质的温度及其它一些相关的规定。在同一管道中不同的组件可以有不同的设计温度。环境对设计的影响：如对气体或蒸汽管道系统的冷却时，内压下降可能产生的真空情况下，管道应能承受低温下的外压。还有大气下的结冰现象等。《ASMEB31.3 工艺管道》简介动载对设计的影响：如各种冲击、风载、地震、振动和排放的反作用力的影响下。重力的影响：活动载荷中输送介质和冰雪的重量以及固定载荷中的管道组件、保温材料支承等重量膨胀和收缩的影响：由于约束而产生的热载；由于温度梯度形成的载荷；由于膨胀特性不同而产生的载荷。支承件、锚固件和管端位移对设计的影响：材料韧性降低的影响：如由于焊接、热处理、盛开、弯曲、低温操作以及高挥发性流性内突然减压而产生的致冷作用所造成的韧性降低。压力、温度的循环变产生的疲劳等条件。《ASMEB31.3 工艺管道》简介设计准则：在这里说明在管道设计中适用的压力—温度的额定参数值、应力准则、设计裕量、最小设计值及这些参数的允许变动范围。这些都列出了管道组件的适用标准列表（在这里边有ASTM、API、）；对许用应力和其它应力的限制作了规定，如螺栓材料的设计应力基础的规定；铸铁和焊接接头的质量系数的规定等。《ASMEB31.3 工艺管道》简介第二部分管道组件的压力设计这一部分是对上面设计准则里的适用标准列表不包括的组件压力设计，但也可用于对列表组件作特殊的或更精确的设计。对直管、弯管和斜接管段的最小厚度的计算方法；支管连接补强计算；管道封头、盲板、变径段、膨胀节等设计计算和形式选择第三部分流体工况对管道组件的要求在这里对于特殊要求的流体工况如D类和M类流体工况下的管道组件的材质、型式方面的适用规则做了说明。（乱）《ASMEB31.3 工艺管道》简介第四部分流体工况对管道接头的要求在预期工况和压力、温度和外加载荷的试验条件下的接头紧密性和机械强度，使选择的接头与管道材料和流体工况相适应。对焊接接头形式的选择、法兰接头的应用、螺纹接头应用及一些特殊接头的使用要求。（其实象第三部分和第四部分的内容中大多是什么情况下见前面或后面的第几条，或在满足一定的条件下符合ASME.X.X 条。）《ASMEB31.3 工艺管道》简介第五部分柔性和支承件管道系统应具有足够的柔性，以防止由于热膨胀或收缩，或管道支承件和管端的位移而产生下列因过度的应力或疲劳而引起管道或支承件的损坏；接头处的泄漏或由于管道中的推力和力矩过大，以致在管道和阀门或与之相连的设备产生有害的应力或变形。在这里对柔性相关的概念（如位移应变和位移应力等做了说明，对柔性分析和柔性应力的计算方法做了介绍。管道支承件：在这里对管道及其支承件的布置和设计的目标、支承件的应力分析、材料的使用以及其结构附件做了大概的说明。第六部分系统在这里主要介绍了特殊的管道系统（如仪表管道、泄压系统）所应满足的相应要求。《ASMEB31.3 工艺管道》简介第四章材料在这里对材料的要求主要有一个表列材料清单，在这个清单里列出了本规范所适用的管道及组件标准清单，材料除符合相应的标准要求外，在这里还对标准中没有提到的或需要特别说明的如回收材料的利用、牌号不明材料的使用等作了规定。上述这些是一般要求。还有对表列或非表列材料的使用温度上、下限的规定作了说明；介绍了材料的试验和验收准则；还有流体工况对材料的要求的介绍。《ASMEB31.3 工艺管道》简介第五章管道组件标准在这里给出了管道组件的尺寸和额定参数适用的标准或技术条件列表，它和附录里的材料许用应力和质量参数列表结合使用。第六章制作、装配和安装用于装配和安装时的要求与制做是相同的。焊接：责任的界定、焊接评定要求、焊接材料的使用、焊接准备（如清理、端部制备、对准）、焊接要求（如定位焊的要求、资格要求、环境要求等）、预热及热处理要求及硬度试验等。在装配和安装里主要介绍了法兰接头中的螺栓使扭矩、螺栓长度及垫片的安装，还有螺纹接头的安装要求。《ASMEB31.3 工艺管道》简介第七章检验、检查和试验1、检验师的责任和权利及资格做了规定，2、提出了焊缝的验收准则；3、划定了检查范围；4、对典型的焊缝缺陷做了介绍；5、各种检查方法介绍及适用范围；6、泄漏试验的选择，应选择水压、气压还是两者均不可取1111时选择替代办法。7、试验的压力的计算、8、试验的其它要求，如必需在热处理后进行，低试验温度1111下考虑脆性破坏的可能性，对接头外露的要求（如在试1111验前不得保温、刷油等）临时支承的要求，9、文件记录《ASMEB31.3 工艺管道》简介第八章非金属管道和非金属材料衬里的管道这一章的结构也是从条件和准则；非金属管道的压力设计；流体工况对非金属管道组件的要求；流体工况对非金属管道连接的要求；柔性和支承件；系统、材料、管道组件标准、制作装配和安装到最后的检查检验和试。和前面6 章编排、内容以及章节代号是一致的，所以在前6 章对应章节代号前缀一A 字母，而且前6 章中相应的章节的原则性内容在本章也是适用的。给出了非金属管道组件标准，只是因材质不同而引起与前面相应章节有差异的地方加以特别说明。如在支承的要求上，为了防止支承损坏非金属管道，需在支承与管道本体间加一隔离物。安装工艺上也有大的差异。《ASMEB31.3 工艺管道》简介第九章M 类流体工况的管道（M 类流体工况——流体泄漏接触到人后有后果的一种工况，泄漏极少量有毒流体被子人吸入或与人体接触后，即使迅速采取治疗措施也能造成严重的和难以治愈的伤害）这一章中包括有金属管道（前面的第一到第6 章的相关内容在章节代号前加M300）和非金属和非金属材料衬里的管道（主要参见第7章的内容，在章节代号前加M，如MA300），只是在防止泄漏上对阀门和法兰等的结构形式有特别的要求。（如不应使用具有螺纹阀盖接头的阀门，阀门设计应特别考虑如何防止由阀杆向外泄漏，单侧焊平焊法兰不可用等）《ASMEB31.3 工艺管道》简介第十章高压管道本章适用于由业主指定用于高压流体工况的管道，这里所指的高压系指超过ANSIB16.5PN420（2500 磅级）额定参数所规定的设计温度和材料级别所允许的压力。章节号和前面的也是一样的表示方法，节号前缀加K，本章材料中不包括非金属和非金属衬里管道。给出了其特有的材料组件标准列表，前面6章的原则性内容基本适用于本章，只是在特殊方面如组件的选择方面做特别说明（如不可使用承插件）。