GB/T 51257-2017 液化天然气低温管道设计规范

专用

人人文库

中华人民共和国国家标准

液化天然气低温管道设计规范

Codefordesignoflowtemperaturepipingof

liquefiednaturalgas

GB/T51257-2017

主编部门中国石油天然气集团公司

：专用

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

：

施行日期年月日

：201851

人人文库

中国计划出版社

2017北京

中华人民共和国国家标准

液化天然气低温管道设计规范

专用

GB/T51257-2017

☆

中国计划出版社出版发行

网址

：

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

：11C3

邮政编码电话发行部

：100038：（010）63906433（）

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/32248

年月第版年月第次印刷

201841201841

☆

统一书号

：155182·0224

定价元

人人文库：12.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

：（010）63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

，

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1663号

住房城乡建设部关于发布国家标准

液化天然气低温管道设计规范的公告

《》

现批准液化天然气低温管道设计规范为国家标准编号

《》专用，

为自年月日起实施

GB/T51257—2017，201851。

本规范在住房城乡建设部门户网站

公开并由我部标准定额研究所组织

（），

中国计划出版社出版发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2017年8月31日

人人文库

前言

根据住房城乡建设部关于印发年工程建设标准规范

《〈2014

制订修订计划的通知建标号的要求编制组经广

〉》（〔2013〕169），

泛调查研究认真总结实践经验参考有关国际标准和国外先进标

，，

准并在广泛征求意见的基础上制定本规范

，，。

本规范共分章和个附录主要技术内容是总则术语

103，：，，

设计条件和基准管道材料管道组成件管道布置管道应力分

，，，，

析管道支吊架管道施工及检验要求保冷和防腐等

，，，。

本规范由住房城乡建设部负责管理由全国石油天然气标准

，专用

化技术委员会液化天然气分委会负责日常管理由中国寰球工程

，

有限公司负责具体技术内容的解释本规范在执行过程中如有意

。

见或建议请寄送中国寰球工程有限公司地址北京市朝阳区来

，（：

广营乡高科技产业园创达二路号邮政编码以便今后

1，：100012），

修订时参考

。

本规范主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、：

主编单位：中国寰球工程有限公司

参编单位：中国石化工程建设有限公司

中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司

中国石油天然气第六建设有限公司

人人文库中海石油气电集团有限责任公司

浙江国泰萧星密封材料股份有限公司

江苏武进不锈股份有限公司

大连大高阀门股份有限公司

圣博莱阀门有限公司

浙江振申绝热科技股份有限公司

·1·

主要起草人：代永清贾琦月李中央张世忱王秀

丘平唐永进张宗徐宋亮杜光怡

钟志良程明向苍义吴发建刘一鸣

朱秋华张春华郎咸东吴益民王邦捷

姚月英王志强方运富段品佳蒲波

陈锐莹戴文柏

主要审查人：杨莉娜刘建欣施文焕付伟黄永刚

牛存厚扬帆曲顺利刘俊夏芳

毕晓星王小林王成硕

专用

人人文库

·2·

目次

总则…………………

1（1）

术语…………………

2（2）

设计条件和基准…………

3（3）

设计条件………………

3.1（3）

设计基准………………

3.2（3）

管道材料…………………

4（5）

材料要求………………

4.1（5）

低温冲击试验…………

4.2专用（5）

管道组成件………………

5（7）

一般规定………………

5.1（7）

管子和管件……………

5.2（7）

阀门……………………

5.3（7）

法兰垫片和紧固件……

5.4、（10）

管道布置…………………

6（13）

一般规定………………

6.1（13）

液化天然气站场的管道布置……………

6.2（14）

码头及栈桥的管道布置…………………

6.3（16）

管道应力分析……………

7（18）

一般规定………………

7.1人人文库（18）

应力分析的范围和方法…………………

7.2（18）

应力分析条件的确定……

7.3（19）

管道支吊架………………

8（20）

一般规定………………

8.1（20）

支吊架设计……………

8.2（20）

·1·

支吊架材料……………

8.3（21）

管道施工及检验要求……

9（22）

焊接和焊后热处理………

9.1（22）

压力试验干燥和置换…………………

9.2、（23）

试车预冷………………

9.3（24）

保冷和防腐………………

10（25）

保冷结构………………

10.1（25）

保冷结构材料…………

10.2（26）

防腐…………………

10.3（26）

附录保冷材料技术性能…………………

A（28）

附录保冷辅助材料技术性能……………

B（30）

附录金属保护层…………

C（33）

本规范用词说明………………

专用（34）

引用标准名录…………………

（35）

条文说明………

（37）

人人文库

·2·

Contents

………

1Generalprovisions(1)

……………………

2Terms(2)

……………

3Designconditionsandbasis(3)

………

3.1Designconditions(3)

……………

3.2Designbasis(3)

…………

4Pipingmaterials(5)

……

4.1Materialrequirements(5)

…………

4.2Lowtemeratureimacttestin专用(5)

ppg

………

5Pipingcomponents(7)

……

5.1Generalrequirements(7)

………

5.2Pipesandfittings(7)

…………………

5.3Valves(7)

………………

5.4Flanges,gasketsandbolts(10)

………

6Pipingarrangement(13)

……

6.1Generalrequirements(13)

………

6.2Pipingarrangementofliquefiednaturalgasstation(14)

………………

6.3Pipingarrangementofjetty(16)

……

7Pipingstressanalysis(18)

……

7.1Generalre人人文库quirements(18)

…

7.2Thescopeandmethodsofstressanalysis(18)

………………

7.3Determinationofstressanalysisconditions(19)

……………

8Pipingsupportsandhangers(20)

……

8.1Generalrequirements(20)

…………

8.2Designofsupportsandhangers(20)

·3·

…………

8.3Materialsofsupportandhanger(21)

……

9Requirementsofpipingconstructionandexamination(22)

………………

9.1Weldingandheat-treatmentafterwelding(22)

……

9.2Pressuretesting,dryingandpurging(23)

…………………

9.3Pre-coolingfortestrun(24)

……

10Coldinsulationandanti-corrosion(25)

………………

10.1Coldinsulationstructure(25)

…

10.2Coldinsulationconstructionmaterials(26)

…………

10.3Anti-corrosion(26)

AppendixAPerformanceofmainmaterialsforcold

……

insulation(28)

AppendixBPerformanceofauxiliarymaterialsfor

………………

专用(30)

coldinsulation

………………

AppendixCMetalcladding(33)

………

Explanationofwordinginthiscode(34)

……

Listofquotedstandards(35)

………

Addition:Explanationofprovisions(37)

人人文库

·4·

1总则

1.0.1为提高液化天然气低温管道设计水平保证设计质量做

，，

到技术先进安全可靠经济合理制定本规范

、、，。

1.0.2本规范适用于公称压力不大于的液化天然气低温

42MPa

管道的设计

。

1.0.3液化天然气低温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

。专用

人人文库

·1·

2术语

2.0.1液化天然气

liquefiednaturalgas（LNG）

主要由甲烷组成可能含有少量的乙烷丙烷丁烷氮或通常

，、、、

存在于天然气中的其他组分的一种无色液态流体

。

2.0.2深冷处理

cryogenictreatment

将零件浸没在液氮中进行冷却当零件温度稳定在

，-196℃

时保温一定时间再自然恢复到常温的处理过程

，，。

2.0.3滴液盘

dripplate

阀盖加长颈上设置防止冷凝水进入阀盖保冷层的一个圆盘

专用。

2.0.4管道

piping

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

、、。

2.0.5管道系统

pipingsystem

按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道

。

2.0.6管道组成件

pipingcomponents

用于连接或装配成管道的元件包括管子管件法兰垫片

，、、、、

紧固件阀门以及膨胀节过滤器阻火器等非普通标准组成件

、、、。

2.0.7气阻层

vaporstop

保冷系统中用于阻止水蒸气沿管道纵向传播的结构

人人文库。

·2·

3设计条件和基准

3.1设计条件

3.1.1管道设计压力不应小于在操作中可能出现的最苛刻的压

力和温度组合工况的压力并应符合下列规定

，：

1设置安全泄放装置的管道的设计压力不应小于安全泄放

装置的设定压力或最大标定爆破压力

；

2未设置安全泄放装置或与压力泄放装置隔离的管道的设

计压力不应小于装置操作过程中可能产生的最大压力

；

3离心泵出口管道的设计压力不应小于泵的关闭压力

专用。

3.1.2真空工况的管道应按外压条件设计有安全控制装置的

。

管道设计压力应取最大压差的倍或中的较小值

，1.250.1MPa；

无安全控制装置的管道设计压力应取

，0.1MPa。

3.1.3管道设计温度应按操作中可能出现的最苛刻的压力和温

度组合工况的温度确定

。

3.1.4设计时应综合分析下列环境影响因素

：

1被隔断管道中的流体因受环境影响引起的热膨胀所导致

的压力升高

；

2因管道表面冷凝冷冻而引起的阀门泄压装置或排放管

、、

道故障的影响

。

人人文库设计基准

3.2

3.2.1管道组成件的压力温度额定值及允许变动范围应符合现

行国家标准压力管道规范工业管道第部分设计和计算

《3：》

的有关规定

GB/T20801.3。

3.2.2设计压力大于或等于的管道压力和温度不应超

4.0MPa，

·3·

出设计范围

。

3.2.3设计压力小于的管道压力和温度允许的变动应

4.0MPa，

符合本规范第条的规定应同时满足下列要求

3.2.4，：

1由压力产生的管道名义应力不应超过材料在相应温度下

的屈服强度

；

2管道持续应力应符合本规范第条的规定

7.1.8；

3管道系统预期寿命内超过设计条件的压力和温度变化的

，

总次数不应大于次

1000；

4持续和周期性变动不应改变管道系统中所有管道组成件

的操作安全性能

；

5压力变动的上限值不应大于管道系统的试验压力

；

6温度变动的下限值不应小于现行国家标准压力管道规范

《

工业管道第部分材料规定的材料最低使用

：》/专用

2GBT20801.2

温度

。

7阀门闭合元件的压力差不宜超过阀门规定的最大额定压

力差

。

3.2.4当压力超过相应温度下的压力额定值或由压力产生的管

道名义应力超过材料允许用应力值时超限的幅度和频率应满足

，

下列条件之一

：

1变动幅度不大于每次变动时间不超过且每年

33％，10h，

累计变动时间不超过

100h；

2变动幅度不大于每次变动时间不超过且每年

20％，50h，

累计变动时间不超过

500h。

3.2.5材料许用应力应符合现行国家标准压力管道规范工业

人人文库《

管道第部分材料的有关规定

2：》GB/T20801.2。

·4·

4管道材料

4.1材料要求

4.1.1管道材料应根据设计温度设计压力介质工况加工性能

、、、

和焊接等条件进行选用

。

4.1.2管道组成件不应使用脆性金属材料

。

4.1.3不锈钢管道组成件宜选用双证奥氏体不锈钢材料

。

4.1.4奥氏体不锈钢管子和管件应经固溶处理并酸洗后交货

。

4.1.5阀门主体材质应选用奥氏体不锈钢阀门内件材质应满足

，专用

低温韧性要求

。

4.1.6阀门铸件应符合现行行业标准阀门用低温钢铸件技术条

《

件的规定铸件的外观质量符合现行行业标准阀门

》JB/T7248；《

铸钢件外观质量要求的规定

》JB/T7927。

4.1.7操作温度低于的阀门其阀体和阀瓣堆焊硬质合

-100℃，

金后应进行深冷处理堆焊硬质合金应符合现行行业标准阀门

。《

密封面等离子弧堆焊技术要求的规定

》JB/T6438。

4.1.8锻件材料缺陷不应补焊处理

。

4.2低温冲击试验

4.2.1焊接管子和管件应进行低温冲击试验每炉批成品中的

人人文库。/

母材焊缝热影响区应各取一组进行下的冲击试验试样

、、-196℃；

的横向膨胀量不应小于试验结果应满足表的要

0.38mm，4.2.1

求不能取到最小尺寸的试样可免做

。2.5mm×10mm×55mm，

冲击试验

。

·5·

表4.2.1-196℃冲击试验要求

试样尺寸三个试样平均冲击功单个试样最低冲击功

（mm）（J）（J）

10×10×55≥60≥42

7.5×10×55≥45≥31

5×10×55≥30≥21

2.5×10×55≥15≥11

4.2.2铸件应按现行国家标准金属材料夏比摆锤冲击试验方

《

法进行夏比形冲击试验标准试样测试可

》GB/T229-196℃V，

以接受的最小横向膨胀量为奥氏体不锈钢的三个试样

0.38mm。

的冲击试验结果应符合现行行业标准阀门用低温钢铸件技术条

《

件的要求

》JB/T7248。专用

人人文库

·6·

5管道组成件

5.1一般规定

5.1.1管道组成件应根据介质性质操作工况外部环境要求和

、、

经济合理性选用

。

5.1.2管道组成件的腐蚀裕量应根据预期的使用寿命和介质对

材料的腐蚀速率确定且应满足冲蚀和局部腐蚀的要求

，。

5.2管子和管件

5.2.1焊接管子和管件的焊缝应采用电熔焊工艺且应为直缝

专用，

焊焊缝系数宜取

，1.0。

5.2.2公称尺寸大于DN的焊接管子和管件的焊缝应按照

100

现行国家标准金属熔化焊焊接接头射线照相的规

《》GB/T3323

定进行的射线探伤验收等级为级合格

100％，Ⅱ。

5.2.3公称尺寸大于或等于DN的管子和管件的最小壁厚

600

不应小于

6mm。

5.3阀门

5.3.1阀门的压力温度额定值应符合现行国家标准钢制阀门

《

一般要求的规定

》GB/T12224。

5.3.2阀体的最小壁厚应符合现行国家标准阀门壳体最小壁厚

人人文库《

尺寸要求规范的规定

》GB26640。

5.3.3阀门宜采用整体式阀体上装式阀门的结构应满足在线维

；

修的要求

。

5.3.4闸阀和截止阀应具有上密封结构上密封应位于阀盖加长

，

颈靠近填料函的下部

。

·7·

5.3.5双向密封的球阀应有阀腔泄压结构对有泄压方向要求

。

的阀门阀体上应有泄放方向的标志

，。

5.3.6阀门应具有防火防静电结构整个放电路径的最大电阻

、，

值不应超过

10Ω。

5.3.7阀门承压件采用焊接结构时应为对焊形式应保证材料的

，

焊接性能及低温下焊缝的可靠性

。

5.3.8阀门应采用阀盖加长颈结构阀盖加长颈长度H见

，（

图应符合现行行业标准液化天然气阀门技术条件

5.3.8）《》

的规定

JB/T12621。

专用

图阀盖加长颈及滴液盘示意图

5.3.8

5.3.9滴液盘的位置应满足保冷施工的要求其距阀盖上缘的最

，

小间距h见图应符合现行行业标准液化天然气阀门

人人文库（5.3.8）《

技术条件的规定

》JB/T12621。

5.3.10滴液盘和阀盖加长颈之间应密封滴液盘宜采用焊接或

，

螺栓夹紧的方式固定在阀盖加长颈上

。

5.3.11阀盖加长颈颈部的壁厚应根据阀门设计压力执行机构

、

操作力执行机构自重及特殊安装条件下产生的综合应力进行设

、

·8·

计且应满足热损失要求

，。

5.3.12阀杆应有防吹出结构其危险截面应设置在填料函以上

，

的可见部位

。

5.3.13阀杆与填料接触面处应进行硬化处理表面粗糙度不应

，

大于

Ra0.4μm。

5.3.14阀门在低温工况运行和性能测试时手柄或手轮边缘上

，

的最大操作力不应超过传动链设计强度应大于两倍计算

360N。

操作力或扭矩

。

5.3.15阀门的下列部位应进行射线检验

：

1现行国家标准钢制阀门一般要求规定

《》GB/T12224

的壳体部位

；

2对接焊缝和焊接坡口

。

5.3.16射线检验结果应符合下列规定

：专用

1阀体阀盖铸钢件的射线检验合格标准不应低于现行行业

、

标准阀门受压铸钢件射线照相检验规定的级

《》JB/T64402；

2对焊阀体的连接端部的射线检验合格标准不应低于现行

行业标准阀门受压铸钢件射线照相检验规定的级

《》JB/T64401；

3承压焊缝的射线检验合格标准不应低于现行行业标准承

《

压设备无损检测第部分射线检测规定的级

2：》NB/T47013.2Ⅱ。

5.3.17阀门应进行低温试验低温试验时阀座最大允许泄漏

。，

量应符合表的规定

5.3.17。

表5.3.17阀座最大允许泄漏量（mm3/s×DN）

阀门类型软密封阀座金属密封阀座

闸阀截止阀球阀和正向流向蝶阀

、人人文库、33100

止回阀和反向流向蝶阀

62.5200

5.3.18阀门逸散性试验应符合现行国家标准阀门的逸散性试

《

验的规定

》GB/T26481。

5.3.19堆焊硬质合金的阀门密封面应进行应力消除处理阀门

，；

软密封面宜采用金属支撑

。