GB 50316-2000工业金属管道设计规范.pdf

中华人民共和国国家标准工业金属管道设计规范发布实施国家质量技术监督局中华人民共和国建设部联合发布 中华人民共和国国家标准工业金属管道设计规范主编部门 中华人民共和国原化学工业部批准部门 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部施行日期年月日北京 关于发布国家标准 工业金属管道设计规范 的通知建标号根据国家计委 一九九一年工程建设国家标准制订 修订计划计综合号 的要求 由原化学工业部会同有关部门共同制订的 工业金属管道设计规范经有关部门会审 批准为强制性国家标准 编号为自年月日起施行本规范由国家石油和化学工业局负责管理 中国寰球化学工程公司负责具体解释工作 建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行中华人民共和国建设部二年九月二十六日 目次总则术语和符号术语符号设计条件和设计基准设计条件设计基准材料一般规定金属材料的使用温度金属材料的低温韧性试验要求材料的使用要求管道组成件的选用一般规定管子弯管及斜接弯管管件及支管连接阀门法兰垫片紧固件管道组成件连接结构选用要求管道特殊件非金属衬里的管道组成件 金属管道组成件耐压强度计算一般规定直管斜接弯管支管连接的补强非标准异径管平盖特殊法兰和盲板管径确定及压力损失计算管径的确定单相流管道压力损失气液两相流管道压力损失管道的布置地上管道一般规定管道的净空高度及净距一般布置要求类流体管道布置要求阀门的布置高点排气及低点排液的设置放空口的位置沟内管道埋地管道金属管道的膨胀和柔性一般规定管道柔性计算的范围及方法管道柔性计算的基本要求管道的位移应力管道对设备或端点的作用力改善管道柔性的措施 管道支吊架一般规定支吊架的设置及最大间距支吊架荷载材料和许用应力支吊架结构设计及选用设计对组成件制造 管道施工及检验的要求一般规定金属的焊接金属的热处理检验试压其他要求隔热 隔声 消声及防腐隔热隔声和消声防腐及涂漆输送类和类流体管道的补充规定类流体管道的补充规定类流体管道的补充规定管道系统的安全规定一般规定超压保护阀门盲板排放其他要求附录金属管道材料的许用应力附录金属材料物理性质 附录非金属衬里材料的使用温度范围附录钢管及钢制管件厚度的规定附录柔性系数和应力增大系数附录室外地下管道与铁路 道路及建筑物间的距离附录管道热处理的规定附录管道的焊接结构附录管道的无损检测附录本规范用词说明附加说明 总则为了提高工业金属管道工程的设计水平 保证设计质量制订本规范本规范适用于公称压力小于或等于的工业金属管道及非金属衬里的工业金属管道的设计本规范不适用于下列管道的设计制造厂成套设计的设备或机器所属的管道核能装置的专用管道长输管道矿井的管道采暖通风与空气调节的管道及非圆形截面的管道地下或室内给排水及消防给水管道泡沫 二氧化碳及其他灭火系统的管道除另有注明外 本规范所述的压力均应为表压工业金属管道设计 除应执行本规范外 尚应符合国家现行有关标准的规定 术语和符号术语类流体在本规范内系指剧毒流体 在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中 被人吸入或与人体接触时 能造成严重中毒 脱离接触后 不能治愈相当于现行国家标准 职业性接触毒物危害程度分级中级 极度危害 的毒物类流体在本规范内系指有毒流体 接触此类流体后 会有不同程度的中毒 脱离接触后可治愈相当于 职业性接触毒物危害程度分级中级及以下 高度 中度 轻度危害 的毒物类流体在本规范内系指这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体 这些流体能点燃并在空气中连续燃烧类流体指不可燃 无毒 设计压力小于或等于和设计温度高于之间的流体类流体系指不包括类流体的不可燃 无毒的流体管道由管道组成件 管道支吊架等组成 用以输送 分配 混合 分离 排放 计量或控制流体流动管道系统简称管系 按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道 管道组成件用于连接或装配成管道的元件 包括管子 管件 法兰 垫片紧固件 阀门以及管道特殊件等管道特殊件指非普通标准组成件 系按工程设计条件特殊制造的管道组成件 包括 膨胀节 补偿器 特殊阀门 爆破片 阻火器 过滤器 挠性接头及软管等等斜接弯管 弯头采用管子或钢板制成的焊接弯管 弯头具有与管子纵轴线不相垂直的斜接焊缝的管段拼接而成支管连接从主管引出支管的结构 包括整体加强的管件及带加强或不带加强的焊接结构的支管连接突面为法兰密封面的一种形式 突起的平密封面在螺栓孔的内侧代号为满平面也称全平面 为法兰密封面的一种形式 在法兰外径以内均为平密封面 代号为集液包在气体或蒸汽管道的低点设置收集冷凝液的袋形装置管道支吊架用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称 但不包括土建的结构固定支架可使管系在支承点处不产生任何线位移和角位移 并可承受管道各方向的各种荷载的支架滑动支架有滑动支承面的支架 可约束管道垂直向下方向的位移 不限 制管道热胀或冷缩时的水平位移 承受包括自重在内的垂直方向的荷载刚性吊架带有铰接吊杆的管架结构 可约束管道垂直向下方向的位移不限制管道热胀或冷缩时的水平位移 承受包括自重在内的垂直方向的荷载导向架可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架 可对一个或一个以上方向进行导向 但管道可沿给定轴向位移当用在水平管道时支架还承受包括自重力在内的垂直方向荷载通常导向架的结构兼有对某轴向或二个轴向限位的作用限位架可限制管道在某点处指定方向的位移 可以是一个或一个以上方向线位移或角位移 的支架规定位移值的限位架 称为定值限位架减振装置可控制管系高频低幅振动或低频高幅晃动的装置 不限制管系热胀冷缩阻尼装置可控制管道瞬时冲击荷载或管系高速振动位移的装置 不限制管系热胀冷缩剧烈循环条件指管道计算的最大位移应力范围超过倍许用的位移应力范围 即和当量循环数大于或由设计确定的产生相等效果的条件应力增大系数受弯矩的作用 在非直管的组成件中 产生疲劳损坏的最大弯曲应力与承受相同弯矩 相同直径及厚度的直管产生疲劳损坏的最大弯曲应力的比值 称为应力增大系数因弯矩与管道组成件 所在平面不同 有平面内及平面外的应力增大系数位移应力范围由管道热膨胀产生的位移所计算的应力称为位移应力范围从最低温度到最高温度的全补偿值进行计算的应力 称为计算的最大位移应力范围附加位移指所计算管系的端点处因设备或其他连接管的热膨胀或其他位移附加给计算管系的位移量冷拉在安装管道时预先施加于管道的弹性变形 以产生预期的初始位移和应力 达到降低初始热态下管端的作用力和力矩柔性系数表示管道元件在承受力矩时 相对于直管而言其柔性增加的程度即 在管道元件中由给定的力矩产生的每单位长度元件的角变形与相同直径及厚度的直管受同样力矩产生的角变形的比值公用工程管道相对于工艺管道而言 公用工程管道系指工厂 装置 的各工序中公用流体的管道管道和仪表流程图简称或此图上除表示设备外 主要表示连接的管道系统 仪表的符号及管道识别代号等符号主管开孔削弱所需的补强面积补强范围内主管承受内 外压所需计算厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积补强范围内支管承受内 外压所需计算厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积 补强范围内的角焊缝面积补强范围内另加补强件的面积补强范围内 挤压引出支管上承受内 外压所需厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积材料的冲击功补强区有效宽度支管厚度减薄 负偏差 的附加量主管厚度减薄 负偏差 的附加量补强板厚度减薄 负偏差 的附加量厚度附加量之和厚度减薄附加量 包括加工 开槽和螺纹深度及材料厚度负偏差腐蚀或磨蚀附加量修正系数管道压力损失的裕度系数定压热容冷拉比定容热容关闭状态下锁住 未经批准不得开启开启状态下锁住 未经批准不得关闭扣除厚度附加量后支管内径支管名义外径扣除厚度附加量后主管上斜开孔的长径凹面或平面法兰垫片的内径或环槽式垫片平均直径除去厚度附加量后挤压引出支管的内径管子或管件的公称直径 管子或管件内径异径管大端内径异径管小端内径管子或管件外径异径管大端外径异径管小端外径补强板的外径铸件的质量系数焊接接头系数在最高或最低温度下管道材料的弹性模量在安装温度下的管道材料的弹性模量工作荷载补强板材料与主管材料许用应力比荷载变化系数管道位移应力范围减小系数重力加速度尺寸系数主管外侧法向补强的有效高度支管有效补强高度平盖内凹的深度挤压引出支管的高度应力增大系数平面内应力增大系数平面外应力增大系数管道坡度气体的绝热指数柔性系数与平盖结构有关的系数用于斜接弯管的经验值挤压引出支管补强系数 阻力系数弹簧刚度许用应力系数管道长度阀门和管件的当量长度斜接弯管端节短边的长度支吊架间距与异径管大端连接的直管加强段长度与异径管小端连接的直管加强段长度气体分子量由于自重和其他持续外载作用在管道横截面上的合成力矩安全阀或释放阀的反座推力 管道内流量和压力的瞬时变化 风力或地震等产生的偶然荷载作用于管道横截面上的合成力矩热胀当量合成力矩未计入应力增大系数的合成力矩平面内热胀弯曲力矩平面外热胀弯曲力矩热胀扭转力矩沿坐标轴方向的力矩沿坐标轴方向的力矩沿坐标轴方向的力矩序数管系预计使用寿命下全位移循环当量数与计算的最大位移应力范围相关的循环数与按小于全位移计算的位移应力范围相关的循环数设计压力 在设计温度下的许用压力斜接弯管的最大许用内压力公称压力试验压力异径管大端与直管连接的应力增值系数异径管小端与直管连接的应力增值系数圆弧弯管的弯曲半径斜接弯管的弯曲半径管道运行初期在安装温度下对设备或端点的作用力和力矩管道应变自均衡后在安装温度下对设备或端点的作用力和力矩以和全补偿值计算的管道对端点的作用力和力矩管道运行初期在最高或最低温度下对设备或端点的作用力和力矩主管平均半径平盖内圆角半径管子或管件的平均半径支管补强部位过渡半径按小于全位移计算的位移应力范围与计算的最大位移应力范围之比支管平均半径支管补强部分外半径在主管和支管轴线的平面内 外轮廓转角处的曲率半径斜接弯管斜接段中心线处的间距气体温度对焊件较薄一侧的厚度 对焊件较厚一侧的厚度三通圆角部 主支管相交处 厚度主管计算厚度主管名义厚度半管接头的端部厚度支管补强部位有效厚度角焊缝计算的有效厚度三通支管的有效厚度管件的名义厚度异径管名义厚度异径管大端名义厚度异径管小端名义厚度异径管锥部计算厚度异径管大端计算厚度异径管小端计算厚度盲板计算厚度平盖计算厚度平盖或盲板的设计厚度补强板名义厚度直管计算厚度直管设计厚度直管有效厚度直管名义厚度支管计算厚度支管名义厚度除去厚度附加量后在主管外表面处挤压引出支管的有效厚度插入式支管台的尺寸 平均流速气体的声速或临界流速截面系数异径三通支管的有效截面系数质量流量法兰内侧角焊缝焊脚尺寸角焊缝最小焊脚尺寸系数管道自重弯曲挠度斜接弯管一条焊缝方向改变的角度 相邻斜接线夹角支管轴线与主管轴线的夹角金属材料的平均线膨胀系数异径管斜边与轴线的夹角斜接弯管一条焊缝方向改变的角度的相邻斜接线夹角的一半支管补强部位过渡角度最大计算纤维伸长率对接焊口错边量的平均值对接焊口错边量的最大值基层金属的名义厚度复层金属扣除附加量后的有效厚度管道垂直热位移直管的摩擦压力损失局部的摩擦压力损失管道总压力损失与平盖结构有关的系数流体密度流体摩擦系数 材料标准抗拉强度下限值材料在设计温度下的抗拉强度材料在设计温度下经万断裂的持久强度的平均值计算的最大位移应力范围按小于全位移计算的位移应力范围管道中由于压力 重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和材料在设计温度下经万蠕变率为的蠕变极限材料标准常温屈服点 或屈服强度材料在设计温度下的屈服点 或屈服强度在试验条件下组成件的周向应力在试验温度下材料的许用应力在设计温度下材料的许用应力在设计温度下整体复合金属材料的许用应力在设计温度下基层金属的许用应力在设计温度下复层金属的许用应力许用的位移应力范围在分析中的位移循环内 金属材料在冷态 预计最低温度 下的许用应力在分析中的位移循环内 金属材料在热态 预计最高温度 下的许用应力决定组成件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力在设计温度下补强板材料的许用应力在设计温度下主管材料的许用应力 设计条件和设计基准设 计 条 件管道设计应根据压力 温度 流体特性等工艺条件 并结合环境和各种荷载等条件进行设计压力的确定应符合