低温系统设计讲座tian

低温系统设计讲座中海油山东化学工程有限责任公司2015年12月目录一、前言二、低温系统工艺、自控设计特殊要求三、低温系统管道布置特殊要求四、低温系统管材专业特殊要求五、低温系统保冷材料特殊要求六、低温系统防腐材料特殊要求七、低温系统管机专业特殊要求2一、前言1、温度分级高温、常温、低温、超低温，在工程设计中并没有非常一致、统一的概念，通常20

-35℃称之为常温，高于常温便是高温，低于常温-196℃以上称为低温；-196℃~-273℃称为“超低温”；高温区我们关注的是375℃（碳钢蠕变温度）、800℃（不锈钢蠕变温度）；低温区我们关注的是0℃（水凝固温度）-10℃（Q215/Q235最低使用温度）-20

℃（10、20最低使用温度）、-40℃（Q345最低使用温度)、-46℃（

16MnDG最低使用温度)、-101℃（

06Ni3MoDG最低使用温度)、-196℃

（321H最低使用温度)和-273℃

（

304L、316L最低使用温度)。

2、常见液化气体LNG、氨、CO2

、丙烯物理性质3

LNG:1、LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。2、临界温度为-82.3℃，临界压力为45.8kg/cm3，沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃。3、液态密度为0.430t/m3，气态密度为0.688kg/Nm3，气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg。4、爆炸范围：上限为15%，下限为5%。5、无色、无味、无毒且无腐蚀性,。体积约为同量气态天然气体积的1/625。45标识中文名

氨英文名

ammoniaLiquefied危险性类别

第2.3类有毒气体分子式

NH3分子量

17.03CAS号

7664－41－7危规号

23003UN编号

1005化学类别

氨理化性质外观与性状：无色透明流动液体，有特殊的刺激气味（臭）。临界温度(℃)132.5临界压力(MPa)11.4熔点(℃)–77.7燃烧热

(KJ/mol)无资料沸点(℃)–33.5相对密度(水＝1)0.82(-79℃)(空气＝1)0.6饱和蒸气压(KPa)857(20℃)燃烧爆炸危险性燃爆危险

本品易燃、有毒、具有刺激性，在氧气中能燃烧分解。引燃温度(℃)651闪点(℃)无意义最小点火能(mj)无资料爆炸下限(%)15.7爆炸上限(%)27.4最大爆炸压力(MPa)0.580危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生强烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。有害燃烧产物：氧化氮、氨。6CO2：

危险性类别：第2.2类

不燃气体外观与性状：无色无味，不燃气体熔点：（0C）-56.6

相对密度（水=1）：0.9295沸点：（0C）-78.5（升华点）

相对蒸气密度（空气=1）：1.53饱和蒸汽压（Kpa）：3485.6kpa（0C）

临界温度：（0C）31.0临界压力（Mpa）：7.382

侵入途径：吸入和皮肤接触健康危害：本身无毒。但空气中浓度超过3%时能出现呼吸困难、头痛眩晕、呕吐等。10%以上时出现视力障碍、痉挛、呼吸加快、血压升高、意识丧失。25%以上时，出现神经抑制、昏睡、痉挛、窒息至死。接触液体二氧化碳可引起冻伤。环境危害：大气中二氧化碳增加产生温室效应爆炸危险：盛装液体二氧化碳容器遇明火高温，器内压力升高有开裂爆炸危险。

7物质名称：丙烯

英文名称：propene危险性类别：第

2.1类易燃气体危险货物编号：21018UN编号：1077物化特性熔点（℃）-191.2沸点（℃）-47.7溶解性-47.7相对密度（空气=1）1.48饱和蒸气压(kPa)602.88(0℃)燃烧热(kJ/mol)2049相对密度(水=1)0.5外观与气味无色、有烃类气味的气体。火灾爆炸危险数据闪点（℃）-108爆炸极限（%）上限15.0下限1.0临界温度（℃）91.9临界压力（MPa）4.62燃烧性本品易燃。灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。灭火方法切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。危险特性易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。83、深冷系统危害性巨大2015年7月16日7时38分山东日照石大科技石化公司1000立方米液态烃球罐起火爆炸92013年6月4日吉林一禽业公司液氨泄漏引发爆炸致119人遇难102007年5月4日0时02分，阜阳市昊源化工集团有限公司液氨球罐区,向2号液氨球罐输送液氨的进口管道中安全阀装置的下部截止阀发生破裂，管道内液氨向外泄漏，造成33人因呼入氨气出现中毒和不适,住院治疗和观察。事故发生后，该公司进行紧急处置，用9.5分钟时间，制止了泄漏。事故发生时，截止阀底部发生破裂，底部一块直径100mm的圆形阀体外壳破裂飞出，液氨大量泄漏。截止阀存在原始缺陷，在应力作用下,加之材料没有韧性,裂纹扩展，在达到临界尺寸时，裂纹贯穿，液氨泄漏，由于液氨汽化吸收热量，造成截止阀温度降低，导致阀体在低温下发生低应力脆性断裂，液氨大量泄漏。11

4、谈一下标准与技术法规的关系12目前，国内外标准众多，国内标准GB、HG、SH、SY、JB、DL等近几年随着工程项目规模的扩大，进行了大量修订、新版等，对同一问题的要求，也有相互矛盾、抵触之处，所以，作为一个设计人员，遵从法规，选用合适的技术标准，是项目安全性和经济性的可靠保证。13住房城乡建设部标准定额司关于征求《关于深化工程建设标准化工作改革的意见（征求意见稿）》意见的函建标标函[2015)120号【2015年8月24日】

标准体制适应经济社会发展需要，标准管理制度完善、运行高效，标准体系统一协调、支撑有力。到2020年，新型标准体制下的管理制度基本建立，重要的强制性标准发布实施。到2025年，以强制性标准为核心、推荐性标准和团体标准相配套的新型标准体系初步建立。到2030年，新型标准体制和体系较为完善，标准制定、实施和监督工作有效、有序运行，标准国际竞争力明显提升。与时俱进151、常规设计压力、设计温度的选取工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件，主要是指设计压力和设计温度。依据：HGT20570.1-1995设备和管道系统设计压力和设计温度的确定.pdf1）设计压力a.石化行业工作压力Pw(MPa)设计压力P(MPa)Pw≤1.8P=Pw+0.181.8<Pw≤4.0P=1.1Pw4.0<Pw≤8.0P=Pw+0.4Pw>8.0P=1.05Pwb.化工行业：一般按公式：P≥P0×1.1P≥P0+0.1取两者最大值。式中P——设计压力，P0——正常最大工作压力二、低温系统工艺、自控设计特殊要求162）设计温度应不低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的温度。最苛刻条件：指导致管子及管道组成件最大壁厚、最高公称压力等级或最高材料等级的条件。a、石油化工行业

工作温度Tw(℃)设计温度T(℃)-20<Tw≤15T=Tw-5(最低取－20)15<Tw≤350T=Tw+20Tw>350T=Tw+(5～15)b、化工行业

1）一般情况下，当工作温度在0~300℃时，取操作温度+30℃。

2）当工作温度＞300℃时，取操作温度+15℃。

3）当工作温度为-29℃~0℃时，按工艺条件确定设计温度。

4）当工作温度为＜-29℃时，取设计温度=操作温度。2、ASMEB31标准设计温度、设计压力定义1）ASMEB31共分为：ASMEB31.1动力管道-发电站ASMEB31.2燃气管道（1988年撤销）ASMEB31.3工艺管道;ASMEB31.4液体和泥浆输送管道系统;ASMEB31.5冷冻管道;ASMEB31.6化工厂管道;（并入B31.3)ASMEB31.7核工业管道;（移出ASME)ASMEB31.8气体输送和分配管道;ASMEB31.9建筑管道;ASMEB31.10深冷管道;（并入B31.3)ASMEB31.11浆液管道;ASMEB31.12氢管道2)ASMEB31.3（2012版）2012年5月9日批准，2013年1月10日发行，章节如下：

第一章范围和定义

第二章设计

第三章材料

第四章管道组件标准

第五章制作、装配和安装

第六章检验、检测和试验第七章非金属管道和非金属材料衬里的管道第八章M类流体工况的管道第九章高压管道第十章高纯度管道3)ASMEB31.3适用对象和范围B31.3300.1.1炼油,大化工,石化,制药,纺织,造纸,半导体,深冷(空分,气体)及相关行业;金属,非金属，非金属衬里；各种压力;42MPaK类管道各种温度;各种化工,石油原料,中间,成品流体,气体,蒸汽,空气,水,流态化固体,致泠剂,低温流体。B31.3300.1.2适用对象在成组设备总成范围内连接各单体或装置的管道。0≤P＜0.1MPa,且无毒,无害,不可燃,且温度-29---+186℃;动力锅炉和B31.1的锅炉外管；火焰加热器内的管子、集管、联箱和集管；压力容器、换热器、泵、压缩机和其他输送或加工流体的设备的内部管道及连接外管道的接口。B31.3300.1.3不适用对象:4)ASMEB31.3流体工况划分1）D类流体:

完全满足输送流体是不易燃、无毒和对人体无害的；设计表压不超过1030KPa;设计温度-29~186°C条件的流体。

【GC3中一部分】2）M类流体:

泄漏极少量有毒流体被人吸入或接触后，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。【GC1(1)】3）高温流体

管道的设计温度或持久操作温度等于或大于Tcr，【这会带来蠕变变形和蠕变断裂】4）高压流体工况K类

系指超过ASMEB16.5,25000磅级额定参数所规定的设计温度和材料组别所允许的压力工况。【实际上是根据管道的压力等级确定的一种压力工况】5）常规流体工况

不属于上述四类工况管辖的工况。6）高纯度流体工况U类一种由于产品的清洁度控制水平要求因而选择规范规定之外的制作、检验、检测和试验方法的要求的流体工况。5)设计条件和设计准则

6)ASMEB31.3设计准则：(1)压力-温度的设计准则【有规定额定参数的表列组件、没有规定额定参数的表列组件、非标列的组件、压力和温度的允许变动范围、不同工况条件下连接处的额定参数】(2)许用应力和其他应力的限制【设计应力的基础、铸件的质量系数、焊接接头的质量系数、由于持续荷载和位移应变引起的计算应力的范围、由于偶然荷载引起的计算应力的限制】【压力、重量为持续荷载，风、地震是偶然荷载，操作状态时，非高温工况，持续荷载和偶然荷载应力总和可以是基本许用应力的1.33倍，不考虑风、地震同时发生，但高温工况要考虑；试验状态不考虑临时荷载】27

(3)裕量【腐蚀、侵蚀、螺纹深度或沟槽所需裕量，机械强度：由于支架、结冰、回填、运输、装卸或其他原因造成超载、损坏、弯曲应加厚或外加拉杆支座等方式解决。】

4、深冷系统对设计压力、设计温度确定的特殊要求1）设计压力除遵循前面基本原则外，还要关注50°C的饱和蒸汽压值。2）不仅要考虑正常生产工况，一定要考虑开车、停车、还原、再生、吹扫等各种工况下的最苛刻条件，同时根据HAZOP分析，对可能产生安全事故的隐患部位，要人为提高它的设计条件，换得本质安全。283）设计温度不仅要考虑正常生产工况，同时根据HAZOP分析，对可能产生安全事故的隐患部位，有可能泄放【安全泄放还是事故泄放】造成温度骤降情况进行考虑，采取安全措施，保证安全。4）低温系统设计温度的安全裕量是在操作温度基础上下行，趋向于更恶劣条件而不是相反。氨冷管道特性表.jpg295、低温系统PID、自控特殊要求1）在PID中要明确因低温带来的特殊要求，主要包括：a、注明闸阀、球阀泄放方向，是上泄放还是下泄放，常规上泄放。泄放方向未必与物料流向相一致。b、注明球阀是全通径还是缩径的使用部位，如安全阀根部阀是全通径。c、注明绝热长度要求，以满足两相流振动对管道安全性要求。d、注明设备安装高度要求，以满足机泵气蚀要求.e、根据项目性质、介质、安全性分析，确定合理的SIL等级，根据等级，确定三取一还是二取一。f、除了测量介质参数，还要注意保冷层表面温度的测量。30g、要根据国家、当地安监局要求，切实做好HAZOP、火灾安全性分析，设计SIS系统。h、自控阀手轮的选择要慎重。管道命名表.xlsLNG卸船举例1.dwgLNG卸船系统举例2.dwg高度自信－－我是狮子我怕谁？32三、低温系统管道布置特殊要求1、适用于低温(0°C~-196°C)管道的配管设计。2、配管设计2.1低温设备布置应紧凑，方便配管，冷系统配管要求尽量短。2.2根据管道材料的冷收缩量配管2.2.1通常用于低温管道的奥氏体不锈钢的线性膨胀系数比碳钢大，则奥氏体不锈钢的位移量也大，且多数不锈钢管的壁厚小、强度低，配管设计时应综合考虑设置合理的管道支架。2.2.2低温管道冷收缩使管道许用应力降低，配管时应考虑管系要有足够的柔性，充分利用管系的自身膨胀。当无法自然补偿时，应设置补偿器，提供膨胀环或采用膨胀节。2.2.3管道的每个支撑点要计算和推测管道的位移量，以防止管托从导轨或静止梁上脱落。332.3保冷管道的法兰、阀门和测量仪表不应暴露在环境中，必须用保冷材料进行保冷。2.4保冷管道的配管设计应符合以下要求:2.4.1考虑管道的移动，管道与相邻管道、设备及与梁之间应留有足够的间隙;2.4.2法兰和阀门处的保冷厚度大，配管时应留有足够的间隙;2.4.3放空和放净的最小安装尺寸应根据保冷厚度确定。见下图;注:*为最小安装尺寸，设计时应除伸出的保冷层外侧（B）不防碍保冷层外表面（A）外，还应不影响阀门手轮操作342.4.4当保冷管道贯穿楼板时，应加大预留孔，配管时应避开梁，注意管道与梁之间的距离;2.4.5立式设备有稠密上升管道处，注意应给出支架与支架的安装间距;2.4.6应该给出适当的保冷管道间距;2.4.7布置低温管道时，应避免管道振动，尤其泵、压缩机、排气管等管道，必须防止管系的振动。若有机械振源，应采取消振措施，接近振源处的管道应设置如波型补偿器等弹性元件以隔断振源;2.4.8低温管道上靠近弯头或三通处，不应直接焊接法兰，为拆卸法兰不破坏管道上的保冷层，需加一段管子后再焊接法兰;2.4.9低温管道上仪表管嘴的保冷长度至少为管道保冷厚度的4倍。低温管道中热电偶套管不应安装在垂直位置上，要考虑到保冷层被破坏时底座上会结冰。见下图。35图：热电偶套管安装注:t为管道保冷层厚度362.5保冷管道上的支吊架等，必须安装保冷材料，支架的保冷长度应该等于或大于管道保冷厚度的4倍。见下图图：管道支架的保冷注:保冷层未延伸到支架（A)端时，(B)可以不用保冷垫块，通常用一个管托。若保冷层已延仲到支架(A)端时，(B)应用保冷垫块。373管架的安装3.1管架的支撑重量应包括管道保冷结构的重量。3.2低温管道材料强度相对较低，应注意低温管道支架间跨距应比一般钢管道支架间的跨距小。3.3当保冷管道无管托支承时，保冷管道管底标高的确定取决于管架或枕梁上的保冷厚度，在管径变小的地方，保冷厚度也变小，为了保持管道管底标高，保冷垫木块的厚度是不变的。见下图：383.4保冷垫木块的厚度比保冷层厚度约大5mm，应该防止由于管子偏移与梁接触而引起保冷层的损坏。见下图：图：保冷垫木块的厚度393.5低温管道极易生锈，在管架的滑动表面应采用滑动板。3.6低温管道弯头处应力最大，弯头处最易脆裂，不宜在弯头处焊接管道支吊架。4阀门的安装4.1当流体是液体时，低温阀的阀杆应向上安装，低温阀的阀杆较长，安装阀门时应引起注意。4.2有泄压孔的低温闸阀，应在阀体的阀盖上标记泄压孔方向。并注意标记不应被保冷层覆盖。见下图：40安全阀、调节阀检修期间泄压孔方向注:“↑”是泄压孔方向42四、低温系统管材专业特殊要求GB/T20801-2006对低温工况管道材料要求GB50316-2000(2008年版）对低温工况管道材料要求ASMEB31.3(2012年版）对低温工况管道材料要求工程设计中低温系统管材专业注意的问题43GB/T20801-2006对低温工况管道材料要求4445464748【这个应根据安全要求采用非焊接支管，不一定局限于必须≥10MPa.，下面5.5.4-5.5.8应认真执行】GB50316-2000(2008年版）对低温工况管道材料要求ASMEB31.3(2012年版）对低温工况管道材料要求1、不锈钢无缝管、焊管及管件（1）材料管道元件材料应是双牌号304/304L和316L。双牌号304/304L管子须满足304不锈钢的机械性能和304L不锈钢的化学成分的要求（对于无缝管参照A312标准，对于电熔焊管参照A358标准）进行供货。316L不锈钢无缝钢管的碳含量和机械性能遵照ASTMA312TP316L，电熔焊管的碳含量和机械性能遵照ASTMA358。用于低温条件的不锈钢管，成品中的单根管道仅允许有一条纵向焊缝；焊制管须100%射线探伤，其焊接接头系数为1.0（根据ASMEB31.3Para302.3.4）。所有材料均应是新的，且内外表面没有污垢、沙尘或其他污物。工程设计中低温系统管材选择【-101~-196°C低温工况】58596061626364（2）腐蚀裕量应根据每个独立的管道等级规定腐蚀裕量；如果是不锈钢，则腐蚀裕量为0.00。（3）化学成分无缝和焊接管的化学成分应符合ASTMA312，电熔焊制管的化学成分应符合ASTMA358。所有产品：最大含碳量0.03%；焊制管：最大含硫量0.015%。化学成分分析检验频率——每一炉。（4）成品分析无缝和焊接管的成品分析应符合ASTMA312，电熔焊制管的化学成分应符合ASTMA358。（5）机械性能

a)电熔焊制管的拉伸试验应遵照ASTMA358双牌号304/304L管子须满足304不锈钢的机械性能和304L不锈钢的化学成分的要求（对于无缝管参照A312标准，对于电熔焊管参照A358标准）进行供货。要求：对于电熔焊管子，焊接接头的横向拉伸性能须达到指定极限抗拉强度的最低要求。试样位置和方向：在成品管子的端部的焊缝横断面处取样，在最终加工至指定尺寸之前冷展平。试样应遵照ASME锅炉和压力容器规范制样，试验方法应遵照A370。b)无缝管的拉伸试验须遵照ASTMA312的要求。c)焊缝接头弯曲试验：试验方法：遵照A370的要求要求：在弯曲后若没有证据表明在焊缝里或在焊缝与母材间有裂纹，焊接的延展性视为可接受。试验数量：一个试验（两个试样）代表每批成品管子的抽样。d)冲击试验：焊制不锈钢管材的焊缝（母材、焊缝金属和热影响区三个位置）要求进行-196℃冲击试验，接收标准为横向膨胀量应不小于0.38mm。试验数量：每个位置母材、焊缝金属和热影响区）三个试验件，代表每批成品管子的抽样。e)水压试验：每根管子应按照ASTMA999/A999M的要求进行水压试验。压力应续持足够的时间以保证检查员来检测全部长度的焊缝。(6)尺寸公差a)壁厚无缝管管道上任何点的壁厚负偏差不得超过0.3mm。焊制管管道上任何点的最小壁厚不得比指定公称厚度薄0.25mm。b)外径无缝管管子外径的允许偏差不得超过ASTMA530表2中的限定值。对电熔焊焊制管：焊制管外径的允许偏差基于指定外径环向测量值的±0.5%。c)坡口端允许偏差不能超过ASMEB16.25所列限定值。d)其它的公差要求见相应的材料标准。(7)长度除非许可，管子的长度须遵照以下要求。最短管子长度：12m最长管子长度：14m运输最小平均长度：12m不允许有环焊缝。不允许用螺旋焊管。(8)设计和制作a)概述无缝钢管和电熔焊管的加工工艺分别按ASTMA312和ASTMA358执行。管子应没有锈迹并应远离铁粒子的污染。根据相关规范，成品管子应进行钝化处理。在订单执行过程中，未经业主许可，卖方/分包商不得改变或修改设计、材料或加工工序。b)制作公称直径为0.5”~1.5”的管子为平端。管表号须遵照ASMEB36.19M。管子(DN＞1.5”)须加工成坡口端，坡口端见标准ASMEB16.25Flg.2a.或Flg.3a。管表号须遵照ASMEB36.19M或ASMEB36.10M。如果是焊接的管子，每根管子端部的内焊缝需加工，公差±0.5mm。焊后热处理和无损检测须遵照相关规范要求。根据ASTMA358的规定，要求管子的焊接填充材料铁素体数(FN)为3-7。可适用的但不局限于以下的加工工序包括：钢制作工艺、热处理方法、化学成分分析、机械性能试验、无损检测、液压试验、终检、尺寸核查等。c)管道缺陷修补的特殊要求不允许焊接修补。(9)热处理所有管子均应按ASTMA312表2要求的热处理状态供货。根据ASTMA358的规定，所有管子均应按ASTMA358要求的固溶处理状态供货。(10)表面处理酸洗钝化处理，机加工表面不需要酸洗，内表面粗糙度最大6.3um。2、不锈钢锻制轧制管件、法兰（1）材料管件包括弯头、三通、大小头、管接头、管帽、管堵、盲法兰和8字盲板。锻制管件选材时应为ASTMA182F304/304L、ASTMA182F316L和F316，锻钢管件选材时为ASTMA403WP304/304L和WP316L，板材为ASTMA240TP304/304L&TP316L。304/304L和WP316L所有产品：最大含碳量0.03%；板材：最大含硫量0.015%双牌号304/304L不锈钢管件应满足304不锈钢的机械性能和304L不锈钢的化学成分的要求进行供货。（2）锻制管件和法兰

锻制管件和法兰的化学成分遵照ASTMA182。化学成分分析检验频率——每一炉成品分析检验频率——每批抽检一个拉伸试验:遵照ASTMA182。试验数量：每批抽检一个（3）无缝锻造管件无缝锻造管件和法兰的化学成分遵照ASTMA403。成品分析检验频率——每批一个热处理批次的所有管件）拉伸试验:遵照ASTMA403S2。试验数量：每批抽检一个注：术语“批”应用于具有相同尺寸、同一炉和同一热处理批次的所有管件或法兰。（4）焊制锻造管件焊制管件：100%射线探伤焊制锻造管件和法兰的化学成分遵照ASTMA403。。成品分析检验频率——每批一个拉伸试验:遵照ASTMA403S2。试验数量：每批抽检一个术语“批”应用于具有相同尺寸、同一炉、同一热处理和同一焊缝熔敷的所有管件）冲击试验：焊制不锈钢管件的焊缝（母材、焊缝金属和热影响区三个位置）要求进行-196°C冲击试验，接收标准为横向膨胀量应不小于0.38mm。试验数量：每个位置母材、焊缝金属、热影响区各三个试验件，代表每批成品管子的抽样。（5）尺寸公差：管件、法兰的公差要求须满足ASMEB16.5、B16.11、B16.25、B16.36和B16.47的要求。壁厚任何点的壁厚负偏差不得超过0.3mm。法兰对焊端的壁厚负偏差不得超过0.3mm。8字盲板、插板和垫环的尺寸遵照ASMEB16.48，厚度尺寸公差为0.3mm。外径和内径小于等于8”的锻钢管件遵照ASMEB16.9的内容、图表要求。大于等于10”的管件公差不得超过ASMEB16.9的内容、图表要求的50%。坡口端允许偏差不得超过ASMEB16.25的限定值。（6）设计和制作

管件和法兰按ASTMA182要求锻造。锻钢管件须遵照ASTMA403要求制造。卖方/分包商应满足本规定、相关文档和请购单上其他附件的要求。a)法兰和锻制管件带颈对焊法兰和对焊锻制管件（如对焊管座）需处理对焊端。带颈对焊法兰和对焊锻制管件端头壁厚（如管表号10S、40S和80S）须遵照ASMEB36.19M的要求。端头壁厚对应其它管表号的须遵照ASMEB36.10M的要求。所有压力等级的法兰应全部机加工，密封面应为RF突面。垫片接触面应为锯齿形表面，表面光洁度为3.2μm-6.3μmRa。b)锻钢管件小于等于2”的锻钢管件级别应为S，大于2”的管件级别应为S或WX。端头壁厚（管表号为10S、40S或80S）应遵照ASMEB36.19M。所有对焊管件的端头需遵照ASMEB16.25的要求处理对焊端。c)孔板法兰孔板法兰遵照ASMEB16.36执行，且要配有顶起螺栓和堵头。孔板法兰的附件的材料如下：顶起螺栓：ASTMA320Gr.B8MClass2堵头：ASTMA182F316和F316Ld)8字盲板、插板和垫环对于8字盲板、插板和垫环，尺寸须遵照ASMEB16.48的规定，其材料遵照ASTMA240的规定。(7)热处理所有的奥氏体不锈钢材料须以固溶退火状态供货。(8)表面处理MAX.酸洗钝化处理，机加工表面不需要酸洗。内表面粗糙度最大6.3μm。3焊接焊接工艺和焊工或焊机操作工应具备ASMEBPVCodesectionIX的资格。为避免焊接金属的热裂，焊缝金属的铬和镍的含量应保证产生的铁素体在3%~7%。缺陷修补特殊要求:如果是管子和锻制管件，不允许对母材进行焊接修补。任何有关焊接的修补须提请业主批准后方可执行。对于锻钢管件，所有的修补应遵照ASTMA403相关章节内容。用于焊接修补的焊接工艺和焊接操作工应具备ASMEBPVCodesectionIX的资格。焊接修补须按照与初次焊接同样的检查技术进行检查。根据ASTMA403规范，在焊接修补后，材料须进行热处理。4、工艺介质低温阀门工艺介质低温阀门分为球阀、蝶阀、止回阀、截止阀等。为了防止管道泄漏，阀门端面连接形式一般采用焊接。以下对低温阀门设计的几点要求：阀门主体材料。阀门主体材料选用时主要考虑材料在低温下的冷脆现象，所以最好选用面心立方晶格金属，从经济型和可靠性来选，304或316奥氏体不锈钢是最适合的材质。密封材料。阀门的软密封结构多选用聚四氟乙烯（PCTFE），填料选择石墨。不能选择常用的氟塑料、橡胶等，因为该材料在低温下容易变脆和对低温溶剂介质有泡胀性。加长阀杆设计。阀加长阀杆可使填料函底部的工作温度高于0℃，如果填料函结冰，不但影响阀杆的正常操作，而且也会因阀杆的上下运动划伤填料，造成密封失效。阀杆长度和阀径厚度是影响填料函温度的主要因素。防火、防静电设计。因为阀门密封件是绝缘体，密封件在上下或旋转过程中会由于摩擦产生静电，易引起火花发生燃烧爆炸。对于易燃易爆介质，超低温阀门必须设计防静电装置，以保证阀杆和阀体之间的电路连续连通，导出静电。（1）材料所有阀门材质应符合EN10204/3.1的要求。阀体应该是锻造或铸造。不允许使用将轧制钢板或铸件通过焊接而成的阀门。阀体不允许使用锻压棒料。阀体最小壁厚要求不小于ASME定义的阀门最小壁厚。如果用锻钢阀门代替铸钢阀门，就需要核对阀门等级规定。不锈钢阀门上不允许使用碳钢的零部件。阀门手轮材料采用钢、锻铁或可锻铸铁，不允许使用压制钢件和铝。外包和内衬材料不允许在低温工况下使用。用于低温阀门阀体和阀芯的材料是：铸造材料：ASTMA351CF8,CF8M或CF3M（所有的奥氏体不锈钢应以固溶退火状态供货。当奥氏体不锈钢铸件用于操作温度低于-101°C时，需要做低温冲击试验）。可以接受的最小横向膨胀值为0.38mm。对于每一炉次和热处理批次需要做拉伸试验。锻造材料：ASTMA182F316L,F316（所有的奥氏体不锈钢应以固溶退火状态供货）软阀座：金属阀座上嵌入的软密封是PCTFE阀芯：不锈钢316紧固件：ASTMA320B8M/A1948M垫片、压盖填料：符合低温操作工况和火灾安全标准的厂商标准。（2）尺寸最小壁厚应符合ASMEB16.34规定。对于本规范以外的阀门、其厚度设计或复核检验应符合ASMEB31.3的规定。5、低温阀门主要要求球阀全通径顶装保证球和阀座可在线维护完全双向流和固定球结构在阀体上标明优先关闭方向（铸造或者永久标识）球体都应设阀腔泄压放空腔和阀门同侧，泄压方式采用自泄压阀座为了避免开启扭矩过大，在低温环境下，6"及以上的阀门采用齿轮操作方式，对于小于6"的阀门卖方推荐也可采用齿轮操作。对焊球阀两端要有管道短管，对于尺寸为2”至6”时，短管长度为100mm；对于尺寸大于等于8”时，管道短管长度为200mm。阀门厂家推荐的带短管球阀要求可以在线焊接，并且不需要卸下球阀内部构件来焊接。厂家提供带有焊接短管的承插焊球阀——总长为305mm。所有的阀杆都是防吹出结构。低温球阀防吹出杆的设计，阀杆与阀芯采用销/键连接应不能认为是防吹出设计。低温球阀需有防静电设计，并按ISO17292进行静电测试。盘根应是动荷载，采用加载弹簧。截止阀、针形阀、止回阀阀板和阀座可在线维护对焊旋启式止回阀两端需要管道短管，短管长度最小为100mm，短管的要求应听取厂家建议。截止阀、针形阀支架式明杆外螺纹。蝶阀阀板和阀座可在线维护，如果连接形式为对焊，蝶阀应该为侧装式或顶装式。三偏心高性能。两边应可承受满载荷完全双流向在阀体上标明优先关闭方向（铸造或者永久标识）齿轮操作通用要求伸长阀杆（用于低温阀门）阀杆长度应足够长，以保证填料的工况处于环境温度。卖方的提供的阀杆长度需得到业主的审阅和批准所有低温阀门至少应满足BS6364中非冷箱阀门的要求。所有阀盖加长的阀门应有一滴盘进行保冷以保证填料箱处于环境温度。滴盘与加长阀杆连接处应满焊。所有对焊端的低温阀门在端部都要有短管。除球阀外，短管长度由卖方选取合适长度。短管的壁厚要与相邻管道的管表号保持一致。通用要求螺栓连接阀盖。600LB以上级别阀门，可考虑采用压力密封式阀盖阀门替代螺栓连接阀盖式阀门。非整体式阀门禁止用于低温工况所有用于低温工况的对焊阀门执行ANSIB16.34中第八节规定的特殊等级的要求对焊(≥2")承插焊(1/2"–11/2")法兰连接ASMEB16.25ASMEB16.1ASMEB16.5/B16.47应该满足下面的任一个火灾安全标准比如API607,API6FA,BS6364，EN12266,EN1473,ISO10497.低温阀门的防火证书应是仅适用于ISO10497、API6FA，且应要求其结构型式应在证书所包括范围之内，证书的认证机构应为国际上权威的独立第三方机构，如BV、DNV、Lloyd’s等；卖方应提交给业主批准对于公称直径小于1-1/2"高光洁度的硬表面阀座，供应商应遵照ASMEB46.1通用要求以下附件可用于标准阀门而无需拆卸内部构件伸长阀杆端部转换（直接固定在阀柄上而不是齿轮轴上）密封或锁紧设置联锁设置电机操作阀：扭矩值应由卖方提供允许最大阀杆扭矩手动阀允许单手载荷应小于150N扳手长度应小于500MM对于所有的阀门，开和关的位置应该就近或异地标示阀门应设阻止超范围移动，所有阀门应可在全开或全关位置采用挂锁锁定。所有法兰连接端阀门的法兰应是整体式的对于阀门的设计、生产、密封，卖方应提供被认可的质量保证系统，且该系统应满足ISO9001或相当标准。如果卖方没有ISO9000认证，其应提供检验认证证书且此认证是通过其自己的质量保证部门，或一个独立的第三方检验机构。提交完全可追溯的受压材料、生产操作、检验及控制操作相关流程。6、主要低温阀门介绍泄压孔不锈钢球阀多用于密封等级要求较高的管道内流体的关断，在操作状态下球阀的阀腔内会存有低温液化气体，当阀门处于关闭状态时，阀腔内残留的低温液体吸热易汽化导致阀门内部超压，具有较大安全隐患。因此低温球阀需要设计中腔自泄压结构，使阀门内腔压力异常超压时，自动泄放压力。

图6.1-2自泄压阀座式泄压（1）按球体的支撑方式分类：可分为浮动球球阀和固定球球阀浮动球阀一般适用于≤PN10，≤DN200的阀门，固定球球阀用在高压、大通径的场合。一体式浮动球阀固定球阀固定球阀上装式球阀二分体式球阀三分体式球阀（2）按结构分为顶装和分体式，国际流行为顶装（3）全通径、缩径、双缩径球阀球阀的通道直径（NorminalDiameter）按照实际口径大小顺序排有Full

bore;regularbore;reducedbore三种。全通径一般使用在通常情况下，对有清管要求的管线必须使用全通径阀门、安全阀根部阀、流量计前阀等。缩径可使用在对管线流量有控制要求的管线中。RegularBore国外客户喜欢用，根据标准规定，可使用缩径来代替。lng图片\IMG_2212.jpg上装式蝶阀双板式止回阀其他类型阀门轴流式止回阀不锈钢截止阀工程设计中低温系统管材选择【-10~-101°C低温工况】9596979899100101102103SA-352/352M:GB18984-2003:工程设计管材举例：管材文件举例\管道材料技术规定(C).doc管材文件举例\阀门数据表（工艺介质蝶阀）(C).xls管材文件举例\阀门数据表（工艺介质球阀）.xls管材文件举例\阀门数据表（工艺止回阀、截止阀、闸阀）(C).xls管材文件举例\阀门设计规定(工艺介质)(C).doc管材文件举例\不锈钢管子、管件和法兰采购规定(C).doc不要看别人不顺眼五、低温系统保冷材料特殊要求低温工况保冷材料遵循规范低温工况保冷材料技术规定工程设计中低温系统保冷材料、结构注意的问题序号标准号名称1GB/T8175-2008设备与管道绝热设计导则2GB/T4272-2008设备与管道绝热技术通则3GB50264-2013工业设备与管道绝热工程设计规范4GB50126-2008工业设备及管道绝热工程施工规范5GB50185-2010工业设备及管道绝热工程质量检验规范6GB/T8174-2008设备及管道保冷效果的测试与评价7

SH3010-2013石油化工装备和管道绝热工程设计规范8ASTMC240-08e1StandardTestMethodofTestingCellularGlassInsulatingBlock泡沫玻璃保温测试方法9ASTMC549-06StandardSpecificationforPerliteLooseFillInsulation珍珠岩疏松填充保温的标准规范10ASTMC552-07StandardSpecificationforCellularGlassThermalInsulation泡沫玻璃保温的标准规范110低温工况保冷材料遵循规范序号标准号名称11ASTMC553-08StandardSpecificationforMaterialFibreBlanketThermalInsulationforCommercialandIndustrialApplications商用和工业用矿物纤维毡隔热的标准规范12ASTMC612-09StandardSpecificationforMineralFiberBlockBoardThermalInsulation岩棉板绝热保温层的标准规范13ASTMC303-07StandardTestMethodforDimensionsandDensityofPreformedBlock-TypeThermalInsulation预制块型绝热材料的尺寸和密度14ASTMD303TestMethodforTensilePropertiesofFibreResinComposites纤维树枝复合物的拉伸性能测试方法15ASTMD1621-04aStandardTestMethodforCompressivePropertiesofRigidCellularPlastics硬质泡沫塑料的压缩特性的试验方法16ASTMD1622-08StandardTestMethodforApparentDensityofRigidCellular17

Plastics硬质泡沫塑料的表观密度的测试方法18ASTMD1623-09StandardTestMethodforTensileandTensileAdhesionPropertiesofRigidCellularPlastics硬质泡沫塑料张力和张力粘合性能的试验方法111保冷材料规范特别要注意：GB50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范.pdfGB8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级.pdfGBT17393-2008覆盖奥氏不锈钢用绝热材料规范.pdf低温工况保冷材料技术规定1、保冷设计原则：具有下列要求之一的设备和管道应予保冷：

(1)需阻止或减少冷介质和载冷介质的冷损失;(2)需阻止或减少冷介质和载冷介质温度升高;(3)需阻止低温设备和管道外壁凝露2.保冷结构：阻燃型聚异氰酸酯泡沫制品作为绝热层，不锈钢扎带捆扎（每米3-4道）（现场发泡时除外），黑色玛蹄脂和聚氨酯铝箔为防潮层，密封胶粘结，304不锈钢板为保护层并采用不锈钢带捆扎（对于非规则表面采用M4自攻螺钉固定）。保冷结构由内至外分别为保冷层、防潮层、保护层组成一个完整的保冷结构。并应符合以下要求：（1）保冷层保冷层使用深冷型硬PIR（聚异氰酸酯泡沫制品），采用粘贴、捆扎结构，这是决定保冷效果好坏最关键的一层。要求保冷层材料的技术性能及厚度必须符合设计规定，且厚薄均匀，接缝严实，紧固合理，松紧适度，外形美观，确保保冷效果良好。当保冷厚度≥80mm时，必须分层施工。（2）防潮层防潮层采用粘贴和包缠结构。要求防潮层搭接适度，厚薄均匀，完整严密，无气孔，无鼓泡或开裂等缺陷，应具有阻燃性，气密性、防水性，防蒸汽渗透及抗老化等性能。确保保冷层保冷效果良好。（3）保护层保护层采用镀铝钢板，是保冷结构的外护层。保护防潮层和保冷层必须严密、防潮、防湿、能抗大气腐蚀和光照老化、不燃或阻燃、黑度小、容重轻、不开裂、具有足够的机械强度、使用寿命长，并能使保冷结构外形整齐美观。绝热类型

应用C保冷P

人身防护A

防噪音绝热IB绝热块3设计条件3.1绝热类型绝热类型的分类应根据绝热材料的种类、工艺操作条件和计量条件来分类。典型的保冷类型如下：3.2绝热厚度绝热系统外表面的冷损失应小于25

W/m²。保冷(C)应用于常低温工艺系统。根据表1中注明的条件进行传热计算，将得到的PIR典型保冷（C）厚度列于表1中。人身防护(P)使用绝热材料，所有管线、所有管径和温度，绝热厚度均为30mm。阀门、管件等的绝热厚度应与相连的管道一致。设备封头的绝热厚度应和主设备筒体部分一致。金属部分，如伸出主绝热层的支腿或梁应与主绝热管道/设备采用相同的绝热等级，厚度是主管道/设备绝热厚度的4倍，且最小为300mm。注意保冷材料分层：TotalThickness

(mm)总厚度Pre-formedPIR

(mm)预制PIR3030404050505555606070708040/409040/5010050/5011050/6012040/40/4013040/40/5014040/50/5015050/50/5016050/50/6017050/60/6018060/603.3绝热范围如果一个工艺系统需要保冷，则整个相关联的系统都应完全绝热，包括所有的管道元件、仪表设备、放空、通风管口和管道支架（保冷到指定的范围）。人身防护用于操作温度在-10℃及以下的非绝热工艺管线。应安装在巡检通道、梯子、平台和正常工作区域垂直高度小于2.0米或水平距离小于0.8米的地方。所有的突出在绝热管道或设备外的金属材料都应绝热处理。突出的材料不局限于设备的裙座、支耳、支腿、鞍座、预焊件和空间结构、平台支耳、管道支吊架和在管道中非绝热的连接如放空、取样及非绝热的仪表。当设备是由金属支腿支撑时，绝热层应从容器的最低点开始，绝热的长度应该超过4倍的设备绝热厚度。由裙座支撑的低温设备，其内部和外部都应绝热，而且裙座的绝热长度也应超过4倍的设备绝热厚度。裙座的高度应足够高，离开地面至少要有300mm的空间。铭牌、绝热标签等都应该安装在绝热系统的外表面上。低温泵箱和压缩机缓冲罐也应绝热。从安装和检修的工作空间来看，绝热层外表面与其它障碍物如钢结构、电气槽盒、管道或其它绝热管线之间的净距至少要有50mm。

工程设计中低温系统保冷材料、结构注意的问题：1、注意耗氧指数2、注意保冷材料分层3、注意保冷材料氯根含量4、注意保冷材料PH值5、对于外泡沫玻璃，内层PIR提请学员注意，仍需考虑耗氧指数不小于30强制条文。lng图片\IMG_2355.jpg先弄明白再说话六、低温系统防腐材料特殊要求编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆总厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度CS1≤120非绝热SP10orSa21/2环氧富锌底漆75厚浆型环氧涂层100聚氨酯50225CS2121~200非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75丙烯酸硅酮25丙烯酸硅酮25125CS3201~400非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75硅酸铝25硅酸铝25125CS4≤120绝热SP10orSa21/2厚浆型环氧涂层150-200NoneNone150-200CS5121~400I绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75None硅酸铝25100表1碳钢和低合金钢管子、管支架和钢结构编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆总厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度种类描述干膜厚度CS6≤120非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75厚浆型环氧涂层125聚氨酯50250CS7≤120绝热SP10orSa21/2厚浆型环氧涂层150-200NoneNone150-200表2碳钢和低合金钢设备，管子和管支架（用于LNG码头和引桥）编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µm)总厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度CS8≤120绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75厚浆型环氧涂层100None175CS9121~400绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75None硅酸铝25100CS10≤120非绝热SP10orSa21/2环氧富锌底漆75厚浆型环氧涂层100聚氨酯50225CS11121~200非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75丙烯酸硅酮25丙烯酸硅酮25125CS12201~400非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75硅酸铝25硅酸铝25125表3碳钢泵、压缩机、鼓风机、成套包设备编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µm)总厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度SS1-170~120非绝热SP7红铁氧双组分环氧树脂底漆50厚浆型环氧涂层100聚氨酯50200SS2121~300非绝热SP7硅酸铝20硅酸铝20硅酸铝2060SS3-170~120绝热SP7红铁氧双组分环氧树脂底漆50NoneNone50SS4121~300绝热SP7硅酸铝20硅酸铝20None40表4奥氏体不锈钢设备、管子、管支架和钢结构编号操作温度(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µm)总厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度CS1≤120非绝热SP10orSa21/2环氧富锌底漆75厚浆型环氧涂层100聚氨酯50225CS2121~200非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75丙烯酸硅酮25丙烯酸硅酮25125CS3201~400非绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75硅酸铝25硅酸铝25125CS4≤120Insulated绝热SP10orSa21/2厚浆型环氧涂层150-200NoneNone150-200CS5121~400绝热SP10orSa21/2无机富锌底漆75None硅酸铝25100表5奥氏体不锈钢泵、压缩机、鼓风机、成套包设备编号操作温度

(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µm)总厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度ZN1≤120非绝热SP10orSa21/2环氧树脂底漆（镀锌）60聚氨酯30聚氨酯25115表6碳钢和低合金钢设备，管子和管支架（镀锌）编号操作温度

(℃)绝热或防火表面处理底漆中间漆面漆(µm)总厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度种类描述(µm)干膜厚度ZN2用溶剂或碱性清洁剂脱脂聚酰胺硬化环氧树脂密封剂3535表7用于包装或散装的镀锌螺栓、螺母、U螺栓编号操作温度

(℃)绝热或防火表面处理技术要求(mm)厚度BP1在涂漆前表面须处理干净并保持干燥。应彻底除去表面的锈迹、污垢、尘土、油污、水分和其他污染物。对于埋地管道，用一层底漆加上两层PE胶带（加强级），相应技术和施工详细要求见标准SY/T0414-2007胶带和粘结剂总厚度应不小于表8埋地管道（包括现场接头），埋地铜镍管编号操作温度

(℃)绝热或防火表面处理技术要求(mm)厚度BP2ST3对于埋地管道，用一层底漆加上两层PE胶带（加强级），相应技术和施工详细要求见标准SY/T0414-2007胶带和粘结剂总厚度应不小于表9埋地管道（包括现场接头），埋地碳钢注意：不锈钢管道未必不考虑防腐，要看环境，如果管道防腐，仅考虑出厂到安装阶段防护，由于不是低温使用工况，所涂漆可不耐低温，使用时会脱落，要充分考虑保冷材料氯根、PH腐蚀，除非考虑采用耐低温漆。lng图片\IMG_2358.jpg领导就是方向1管道应力分析基本知识管道应力分析包括静力分析和动力分析两部分。1.1静力分析1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏（W+P）；

一次应力：是指由于外加荷载，如压力，重力和内压等的作用而产生的应力。

一次应力的特点是：它满足与外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏。七、低温系统管机专业特殊要求2023/2/3一次失效情况力所引起。非自限性。重量W、压力P和集中力F所产生。

2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏（T）；二次应力：是由于管道受温度影响变形受到约束而产生的应力，它不直接与外力平衡。二次应力的特点是具有自限制性，当管道局部屈服和产生小量变形时应力就能降低下来。3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。2023/2/3二次失效情况位移所引起。自限性。温度、位移和其它变化载荷——例如，重力。1.2动力分析

化工管道的振动，经常会引起管系和管架的疲劳破坏，建筑物诱发振动和噪音等，严重的影响整个装置的正常运行。化工管道中经常遇到的振动有往复式压缩机及往复泵进出口管道的振动，两相流管道呈柱塞流时的振动，水锤，安全阀排气系统产生振动，风载荷、地震载荷引起振动等，管系设计时要考虑防止或控制管道发生振动和共振。振动分析主要包括以下内容：l）管道自振频率分析——防止管道系统共振；

2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；

3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；2管道应力分析的目的

管道应力分析应保证管道在设计下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因造成的下列问题：①管道应力过大或者金属疲劳引起的管道或者支架破坏；②管道连接处产生泄漏；③管道推力和力矩过大，使与其连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行。4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。3管道应力分析合格的标准

①管道上各点的一次应力和二次应力值应小于许用应力范围；②管道对设备管口的推力和力矩应在允许的范围内；③管道支吊架受力应能满足支吊架本身结构强度和与之生根的土建结构强度；④管道的最大位移量应能满足管道布置的要求。4管道应力分析的方法

管道应力分析的方法有：目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。选用什么分析方法，应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。

常用软件CAESARII。通过应力分析，将保证所选用材料构成的管系，在各种运行工况下是安全的。5低温系统应力分析的注意内容5.1二次应力分析由于低温系统，安装温度与使用温度相差很大，不同的材料根据不同线性膨胀系数都会有较大冷缩量，采用CAESARII软件计算后，会保证管系的静态安全。但不建议采用补偿器，以采用自然补偿为宜。5.2动态分析

低温系统的动态分析是一个重点，由于液化气体在管系中，随着压力的变化，相变会随时发生，局部骤冷带来材料脆裂的可能性也会存在，通过应力计算，特殊位置主要集中在管件处，有可能需要局部加强。

水锤是低温系统不可避免要遇到的问题，由于低温系统材料的脆性，附加的动态水锤力过大，轻则管道脱落，重则弯头等受力部位打碎。建议购买PIPENET管网流体分析软件PIPENET或AFT液体分析软件。我们在计算中，遇到的水锤力最大到80吨，解决水锤的最有效措施是延长阀门的开闭时间和晚上良好的复杂联锁系统，将管系变相缩短。同时，由于低温工况导致材料受力处于苛刻条件，安全阀的卸放反力、法兰泄漏也要特别注意。应该树立一个理念：管材等级的确立，是建立在静态安全基础上的，在叠加了动态力（水锤、卸放反力等）后，管材确定的管道材料等级有可能需要提高。lng图片\IMG_2290.jpg低温低应力工况：根据GB20801-2006，必须同时满足下列条件：

a)

a）低温下的最大工作压力不大于常温下最大允许工作压力的30%；注：直管和对焊管件类元件的最大允许工作压力按GB20801.3计算确定；法兰、阀门类元件的最大允许工作压力按相应标准规定的常温压力额定值选取。

b)

管道由压力、重量及位移产生的轴向（拉）应力总和不大于10%材料标准规定最小抗拉强度值（计算位移应力时，不计入应力增大系数）；c)

仅限于GC2级管道，且最低设计温度不低于-101℃。

举例：液氨工作压力0.132MPa.-28°C，采用牌号20标准GB/T8163-2008,Φ57*3.5是否合适？解析：

一、工况1：50°C，2.0MPa;工况2