4.3 钢管
4.3.1 罐壁开孔用无缝钢管的标准及使用范围应符合表4.3.1的规定。
表4.3.1 无缝钢管标准及使用范围
本条规定了罐壁开孔用无缝钢管的标准及使用范围,本条中表4.3.1对罐壁开孔用无缝钢管的钢号、标准、许用温度及许用壁厚进行了具体规定。为便于钢管的采购,表4.3.1中增加了现行国家标准《石油裂化用无缝钢管》GB 9948中规定的10和20钢号的钢管,同时根据现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163的规定,增加了Q345C和Q345D两个钢号。本规范中罐壁开孔用碳素钢和低合金钢无缝钢管共列有10、20、Q345C、Q345D和16Mn等5个钢号。
原规范表4.3.1中20G钢号在现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB 6479—2000代替《化肥设备用高压无缝钢管》GB 6479—1986时用20钢替代了该钢号,故将本条表4.3.1中20G钢管修订为现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB 6479—2000规定的正火状态使用的20钢管。此外,为与表4.3.2中现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB 6479—2000规定的16Mn钢管许用应力的壁厚范围“≤16mm”统一,将表4.3.1中16Mn钢管的许用壁厚由“≤20mm”修订为“≤16mm”。
4.3.2 无缝钢管的许用应力值选取应符合表4.3.2的规定。
表4.3.2 无缝钢管的许用应力
注:中间温度的许用应力值可采用线性内插法计算。
本条规定了罐壁开孔用无缝钢管的许用应力值应按表4.3.2选取的要求。原规范表4.3.2中无缝钢管的许用应力值选取是按《钢制压力容器》GB 150—1998 第3章“总论”中的有关规定进行取值。《钢制压力容器》GB 150—1998第3章“总论”中规定:碳素钢和低合金钢钢管及锻件的许用应力值是按标准规定的室温抗拉强度下限值σb/3.0、标准规定的室温最低屈服强度σs/1.6和设计温度下屈服强度三者中的最小值确定的。而现行国家标准《压力容器 第1部分:通用要求》GB 150.1依据现行 行 业 标 准《固 定 式 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程》TSG R0004固定式压力的规定降低了确定钢材许用应力的安全系数(nb由3.0降至2.7,nS由1.6降至1.5),即碳素钢和低合金钢钢管及锻件的许用应力值按标准规定的室温抗拉强度下限值Rm/2.7、标准规定的室温最低下屈服强度ReL/1.5和设计温度下最低下屈服强度三者中的最小值进行确定(详见表7)。
表7 GB 150规定钢材(螺栓材料除外)许用应力的取值
注:σb、Rm———材料标准抗拉强度下限值(MPa);
σs、ReL———材料标准室温屈服强度(MPa);
———材料在设计温度下的屈服强度(MPa)。
经广泛征求意见后以及多次讨论,本次修订后的表4.3.2中碳素钢和低合金钢钢管的许用应力值根据现行国家标准《压力容器 第1部分:通用要求》GB 150.1—2011的规定进行取值,各钢号设计温度下的许用应力值参照现行国家标准《压力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011的规定选取。因16Mn的抗拉强度下限值(490MPa)比Q345C和Q345D的标准抗拉强度下限值(470MPa)高20 MPa,故在表4.3.2中增加了Q345C和Q345D钢管的许用应力值。
考虑到本次修订降低了各钢号无缝钢管的安全系数,提高了许用应力值,故本条根据现行国家标准《压力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011的有关规定对表4.3.1中不同标准规定的各钢号钢管的许用温度进行了修订;同时新增了第4.3.3条和第4.3.4条,分别对相关钢号的S、P含量进行了限制,以及增加了按表4.3.1中许用温度下限逐批取样进行夏比V型缺口冲击试验和合格指标的规定。
4.3.3 选用本规范表4.3.1中的材料,应符合下列规定:
1 当选用现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB 6479中10、20和16Mn钢管时,钢管的化学成分应符合S不大于0.020%的规定;
2 设计温度低于-20℃时,16Mn钢管的化学成分还应符合P不大于0.025%、S不大于0.012%的规定。
本条为新增条款。本条依据现行国家标准《压力容器 第2部分:材料》GB 150.2的有关规定制订。
4.3.4 罐壁开口用外径不小于70mm,且壁厚大于10mm的钢管,应按本规范表4.3.1中许用温度下限逐批取样进行夏比V型缺口冲击试验,并应符合下列规定:
1 当选用现行国家标准《高压化肥设备用无缝钢管》GB 6479中各钢号钢管时,10和20钢管应分别进行-10℃和0℃的冲击试验,3个纵向标准试样的冲击功平均值不应小于31J;16Mn钢管,当设计温度大于或等于-20℃时应进行-20℃冲击试验,当设计温度低于-20℃时应进行-40℃冲击试验,3个纵向标准试样的冲击功平均值不应小于34J。
2 当选用现行国家标准《石油裂化用无缝钢管》GB 9948中10和20钢管时,应分别进行-20℃和-10℃的冲击试验,3个纵向标准试样的冲击功平均值不应小于31J。
本条为新增条款。本条参照现行国家标准《压力容器 第2部分:材料》GB 150.2—2011的有关规定,规定了罐壁开口用外径不小于70mm,且壁厚不小于10mm的碳素钢和低合金钢钢管,应按表4.3.1中许用温度下限逐批取样进行夏比V型缺口冲击试验及合格指标的要求。
至于现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163—2008中规定的10和20钢管,因其许用壁厚小于或等于10mm可免做冲击试验,其中Q345C和Q345D钢管应按该标准的规定分别进行0℃和-20℃冲击试验,其合格指标应符合该标准的规定。
4.3.5 罐顶开孔接管用钢管应符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163的有关规定。
将原规范中第4.3.5条拆分为两条。本条规定了罐顶开孔接管用钢管应符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163规定的技术要求。
4.3.6 油罐梯子、平台等钢结构用钢管应符合现行国家标准《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091的有关规定。
本条规定了油罐梯子、平台等钢结构用钢管应符合现行国家标准《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091规定的技术要求。