国际压力管道常用标准体系.docx

目前，大多数压力管道及其元件都进行了系列化，并有相应的应用标准作支持。因此压力管道材料设计时首先要考虑的问题就是压力管道及其元件标准系列的选用0应用标准体系。一个管系（路）中各元件所用系列标准的集合。这些标准应包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接件系列标准、阀门标准等。他们通过一定的规则在一个管系中得到应用，它们之间相互衔接、相互配合，从而确定了管道及其元件的基本参数。世界各国应用标准大体上分为两大类。管子-即钢管外径系列分为国际通用系歹M大外径系列）英制管；国内常用系列（小外径系列）公制管（或米制管）法兰：欧式法兰和美式法兰压力等级：PNOl0.250.61.01.62.54.06310.016.025.040.0MPa欧式法兰（DIN）PN2.05.06.810.015.025.042.0MPa美式法兰（ANSl）CL15030040060090015002500Psi由此可以看出，无论是法兰还是管子，上述两个系列或两个体系是不能混合使用的。ANSI美国国家标准化组织ASTMAmericanSocietyofTestingMaterials,美国材料实验协会钢管壁厚表示方法钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法1）是以管子表号"Sch"表示壁厚。管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以IoOo,并经圆整后的数值。即：Sch=Pot×1000ANSlB36.10壁厚等级：SChI0、Sch20xSCh30、SCh40、Sch60xSCh80、SchlOOxSchl20xSchl40.SChI60十个等级；ANSlB36.19壁厚等级：Sch5s、SchlOsxSCh40s、SCh80s四个等级；2）以钢管壁厚尺寸表示中国、ISO、日本部分钢管标准采用3）是以管子重量表示它将管子壁厚分为三种：a.标准重量管,以STD表示b.加厚管，以XS表示c.特厚管，以XXS表示。对于DN250mn的管子,Sch40相当于STD,DN<200mm的管子,Sch80相当于XS。国际上常用的标准体系随着我国对外改革开放和加入WTe）,各行业与国际上联系越来越多，为了更好地与国际接轨，就要求从事压力管道设计的人员对国际上通用的和先进的相关标准体系有所了解。下面介绍几个主要的应用标准体系。1德国及前苏联应用标准体系a.德国（DIN）管子：大外径系列管法兰：欧式法兰压力等级：PNO.lx0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.013个等级公称直径：DN64000mm法兰密封面：平面、凸台面、凹凸面、樟槽面、橡胶环连接面、透镜面及膜片焊接面7种法兰型式：平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊翻边松套式、对焊环翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰盖9种常用的标准DIN2410.T.1管子及钢管标准概述DIN2448无缝钢管尺寸及单位长度质量DIN2458焊接钢管尺寸及单位长度质量DIN2500法兰一般说明DIN2501.T.1法兰连接尺寸DIN2519钢法兰交货技术条件DIN2980带螺纹的钢管配件b.前苏联（OCT）管子：小外径系列外径尺寸同我国的JB系列管法兰：欧式法兰压力等级：PN0.1,0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、20.011个等级公称直径：DN63000mm法兰密封面：全平面、凸台面、凹凸面、聚四氟乙烯用棒槽面、透镜面及椭圆型环连接面7种法兰型式：平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰7种德国管法兰标准DIN和前苏联管法兰标准OCT在PN16.0的等级中可以配对使用,但已不能互换（因为接管尺寸系列不同）。随着前苏联解体,其应用标准体系OCT目前在国际工程上已很少用。2美国应用标准体系(ANSl)美国国家标准ANSIB16.5钢制管法兰及法兰管件是一个比较完整、比较成熟同时也是国际上比较流行、比较通用的先进标准。该标准与其它相关的ANSLAPI、ASTM.MSS组成的压力管道应用标准体系形成于大量的试验研究基础之上,并经历了数十年的实践检验,因此不失为一个科学、先进的标准,并广泛为各个国家所接受。管子：大外径系列(ANSlB36.10和B36.19)公称直径范围：(DN6DN2000)mm壁厚表示方法：1)是以管子表号"Sch”表示壁厚;2)是以管子重量表示管壁厚度。管法兰：美式法兰压力等级：CLl5030040060090015002500Psi7个等级公称直径：DN15-600mm法兰密封面：凸台面(RF)、凹凸面(MR)、梯槽面(TAG)、金属环连接面4种法兰型式：平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖6种美国应用标准体系ANSI中常用的标准有：ANSI/ASMEB36.10无缝及焊接钢管ANSI/ASMEB36.19不锈钢无SI及焊接钢管ANSI/ASMEB16.9工厂制造的钢对焊管件ANSI/ASMEB16.ll承插焊和螺纹锻造管件ANSI/ASMEB16.28钢制对焊小半径弯头和回弯头ASME/ANSIB16.34法兰连接、螺纹连接和焊接连接的阀门ASME/ANSIB16.5管法兰和法兰管件ASME/ANSIB16.36孔板法兰ASME/ANSIB16.42球墨铸铁法兰和法兰管件ASME/ANSIB16.47大直径钢法兰ASME/ANSIB16.20管法兰用缠绕式、包覆式垫片和环槽式用金属垫片ASME/ANSIB16.21管法兰用非金属平垫片ASME/ANSIB18.2.1方头和六角头螺栓和螺纹ASME/ANSIB18.2.2方头和六角头螺母APIStd605大口径法兰、法兰盖APIstd526法兰连接钢制泄压阀APIstd598阀门的检验与试验APIstd599法兰连接和焊接连接的金属旋塞阀APIstd600法兰和对焊连接的钢制闸阀APIstd602小型钢闸阀(紧凑型闸阀)APIstd603150磅耐腐蚀用法兰阀APIstd608法兰连接和对焊连接的金属球阀APIstd609支耳型和对夹型蝶阀APIstd6D管道阀门规范MSSSP-44带颈平焊法兰3日本应用标准体系(JlS)管子：大外径系列(JlSG3454、JISG3458.JISG3459)与ANSl大多数相同无缝钢管公称直径：(DN6DN650)mm壁厚表示方法：管子表号"Sch"表示壁厚碳钢及合金钢JISG3454、JISG3458：SChI0、SCh20、SCh30、Seh40、SCh60、SCh80、SChIo0、Schl20>Schl40>Schl6010个等级；不锈钢JISG3459:Sch5s、SChIOs、Sch20s、Sch40sxSch80s.Schl20ssSchl60s7个等级；焊接钢管公称直径：(DN350DN2000)mm壁厚表示方法：直接用壁厚数值表示。管法兰：(JlSB2201、JISB2220等)自成体系,既不属于"美式法兰，也不属于欧式法兰”公称直径：(DNlODN1000)mm公称压力等级：2K、5K、I0K、16K、20K、30K、40K、63K共8个等级法兰密封面：光滑面、大凸台面、小凸台面、凹凸面、梯槽面5种法兰型式：平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖6种JIS应用标准体系与ANSl和DIN等都不能配套使用。为了弥补这个缺陷,日本石油学会编制了一套JPl标准,它基本上等效采用了ANSI/API应用标准体系,故它能与ANSl互换。日本应用标准体系JIS中常用的标准有：JISG3452普通用途碳钢管JISG3454承压用碳钢管JISG3455承压用碳钢管JISG3456高温用碳钢管JISG3457电弧焊碳钢管JISG3458合金钢管JISG3459不锈钢钢管JISG3468电弧焊大直径不锈钢钢管JISB2201铁素体材料管法兰压力等级JISB2202管法兰尺寸JISB2210铁素体材料管法兰基础尺寸JISB2220钢制管法兰JISB2302钢制螺纹连接管件JISB2311普通用途的钢制对焊管件JISB2312钢制对焊管件JISB2313钢板制对焊管件JISB2316承插焊管件JISB2401O形环JISB2404管阀兰用缠绕式垫片JISB3453压缩石棉垫片4国际标准化组织(ISO)管子：基本上属大外径系列(ISe)4200)标准(ISC)4200)系歹U1基本上采用了ANSl的尺寸,仅DN>1100mm时(已不太常用)则使用了“小外径系列”的尺寸。管法兰：同时包括了-美式法兰”和欧式法兰"两个系列。(ISC)7005-1)它代表了当前世界法兰标准的应用趋势。公称压力等级：第一系列：PN1.0、1.6、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.08个等级；第二系列：PNO.25、0.6、2.5、4.0共4个等级。第一系列为基本系列,第二系列为限制系列。两个系列中：PNO.25、PNO.6、PNl.0、PNl.6、PN2.5、PN4.0六个等级属"欧式法兰，PN2.0、PN5.0、PN11.0(600Psi).PNI5.0、PN26.0(1500Psi)、PN42.0属"美式法兰"：二者在结构尺寸和密封面尺寸上不能互换的CISO应用标准体系中常用的标准有：ISO6708管件公称尺寸定义ISO7268管件公称压力定义IS04200焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度ISOll27不锈钢钢管尺寸公差和单位长度质量ISO3183石油和天然气工业用钢管ISO6759热交换器用无缝钢管IS07005-1金属管法兰ISO7483符合IS07005标准的管法兰密封垫片ISO3419非合金钢和合金钢管件ISO5251不锈钢对焊管件ISO7121法兰型钢制球阀ISC)IO497阀门试验防火试验要求5英国和法国应用标准体系a.英国应用标准体系(BS)管子：大外径系列BS1600其直径范围和壁厚分级同ANSIB36.10/B36.11;BS3600基本上等同采用了ISO标准，其直径范围和壁厚分级同IS04200o法兰标准：同时包括了美式法兰和欧式法兰"两个系列。BS1560基本上等同采用了ANSI标准,其结构型式和密封面型式同ANSIBl6.5;BS4504基本上等同采用了DIN标准,其结构型式和密封面型式同DIN2500。BS中常用的标准有：BS1600石油工业用钢管尺寸BS3600承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量BS3605.1承压用焊接和无缝不锈钢钢管与BS1560管法兰(美式法兰)BS4504管法兰(欧式法兰)BS1740.1锻钢制管件BS1965对焊承压管件BS1640石油工业用对焊管件BS3799石油工业用螺纹及承插焊管件b.法国应用标准体系(NF)与英国应用标准体系类似。由此可见，世界上各国应用的标准体系有很多，不同的国家不同的行业有不同的应用标准和标准体系，它们之间有些相差很多，无法配套使用和互换因而给使用者带来不少麻烦。因此，压力管道设计的第一步就是选择应用标准体系，并作为设计的统一规定，以免各相关专业因采用不能互换的其它标准体系而导致错误。国内的压力管道及其元件的应用标准很多,又均不完整。以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准(GB)、机械行业标准(JB)、石化行业标准(SH)和化工行业标准(HG)等。这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。为了能很好地应用这些标准，介绍一下目前国内常用的压力管道应用标准体系。1石化行业应用标准体系管子尺寸系列标准(SH3405)基本属于“大外径系列”SH3405等效采用了IS04200标准，故当DNWllOOmm时,它能与ANSIB36.I/36.19标准配套使用。SH3405直径范围和壁厚分级序号钢管类别公称直径范围壁厚分级1奥氏体不锈钢无缝钢管10-400SCh5s、SchlOs.SCh20s、Sch40s.Sch80s2碳素钢、合金钢无缝钢管10600SCh20、SCh30、Sch40.SCh60、SCh80、SchlOO,Schl20.Schl40>Schl60.XXS3奥氏体不锈钢焊接钢管8010002.012mm4碳素钢、合金钢焊接钢管15020004.018mm法兰标准(SH3406)属于1美式法兰公称压力：PNlOPN20(CL150)PN50(CL300)PN68(CL400)PN100(CL600)PN150(CL900)PN250(CL1500)PN420(CL2500)8个等级公称直径：DN15-DN1500mm法兰密封面：当DNW600时，凸台面、凹凸面、全平面、梯槽面、环槽面5种，DN2650时，凸台面1种法兰型式：当DN600时，平焊、对焊、承插焊、螺纹连接、松套5种，DN2650时对焊1种SH3406等效采用了ANSIB16.5和API605标准,。SH3406在结构尺寸和密封面型式上与ANSlBi6.5/API605有着很好的互换性，它能与ANSI、APLMSS等标准的管道元件配套使用。因为SH3406采用了我国材料标准而不是美国材料标准(ASTM),二者的温度-压力表有少许偏差,故在考虑二者互换时,应注意并核对它们的温度-压力对应允许值。石化行业应用标准体系中的常用标准SH3401管法兰用石棉橡胶板垫片SH3402管法兰用聚四氨乙烯包覆垫片SH3403管法兰用金属环垫片SH3404管法兰用紧固件SH3405石油化工企业钢管尺寸系列SH3406石油化工钢制管法兰SH3407管法兰用缠绕式垫片SH3408钢制对焊无缝管件SH3409钢板制对焊管件SH3410锻钢制承插焊管件石化行业应用标准体系属于一个比较完整的应用标准体系。因为它等效采用了ANSl标准,因此代表着先进和发展方向。又由于它的法兰(SH3406)能与APl标准阀门匹配使用。通过近几年的应用证明,这套应用标准体系是一个科学的、先进的、同时又是可操作性好的标准体系。2化工行业应用标准体系管子尺寸系列标准(HG20553)A系列：属于大外径系列B系列：属于"小外径系列"法兰标准同时包含欧式法兰和美式法兰欧式法兰(HG20592HG20605)压力等级：PN2.5、6、10、16、25、40、63、100、160等9个等级公称直径：DNlODN2000mm法兰型式：板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种密封面型式：突面、凹凸面、梯槽面、环连接面、全平面等5种。它可以与JB阀门配套使用。美式法兰标准(HG20615-HG20626)公称压力：PN2.0(CL150)PN5.0(CL300)PNl1.0(CL600)PN15.0(CL900)PN26.0(CL1500)PN42.0(CL2500)6个压力等级公称直径：DNl51500法兰型式：带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种，密封面型式：突面、凹凸面、梯槽面、环连接面、全平面等5种型式。化工行业压力管道应用标准体系也是一个相对比较完整的标准体系，而且经历了若干年的生产实践检验,具有成熟的使用经验。由于它同时具有大外径系列”和.小外径系列"、"欧式法兰"和"美式法兰.两个系列,故其使用面比较广,它既可以与国外的ANSI、DIN、ISo等标准配合使用,又可以与国内的GB、SH、JB等标准配合使用。 化工行业应用标准体系中的常用标准HG20537.1奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定HG20553化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列HG/T21634锻钢制承插焊管件HG/T21635碳钢、低合金钢元缝对焊管件HG/T21631钢制有缝对焊管件HG/T21632锻钢制承插焊、螺纹和对焊接管台HG/T21637化工管道过滤器HG/T21577快速特种接头HG2059220605钢制管法兰（欧洲体系）HG2061520626钢制管法兰（美洲体系）HG2060620612钢制管法兰用垫片（欧洲体系）HG2062720633钢制管法兰用垫片一（美洲体系）HG20613钢制管法兰紧固件（欧洲体系）HG20634钢制管法兰紧固件（美洲体系）3机械行业应用标准体系 管子尺寸属于"小外径系列” 法兰标准欧式法兰压力等级：PN2.5、6.0、10、16、25、40、63、100、160、200等10个压力等级公称直径：DN15DN1600mm法兰型式：整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种密封面型式：平面、凸面、凹凸面、梯槽面、环连接面5种。JB没有相应的管子尺寸系列标准、管件标准，体系很不完善，需要GB体系作支持；JB法,.标准把不同等级的材料列入同一温度一压力表中，以至:失去了其科学性；JB阀门标准以有限的型号给出选用系歹J（从各产品汇编中体现出来），既限制了其使用范围，又失去了其灵活性。从许多生产装置的应用情况来看JB阀门的使用性能也不尽人意；JB曦皆能与ANSl配伍使用,不便瑁窗界机械行业应用标准体系中的常用标准有：JB/T74管路法兰技术条件JB/T75管路法兰类型JB/T79.1-79.4整体铸钢管法兰JB/T81板式平焊钢制管法兰JBT82.182.4对焊钢制管法兰JBT830.25s0.6、1.0、1.6、2.5MPa平焊环式松套钢制管法兰JB/T844.0.6.3、10.0MPa凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰JBT850.25s0.6MPa翻边式松套钢制管法兰JBT86.186.2钢制管法兰盖，JB/47004703压力容器用法兰JBT8790管路法兰用垫片JB47044706压力容器用垫片4国家应用标准体系管子尺寸系列标准GB17395属于"大外径系列”法兰标准：(GB/T9112-2000)包括欧式法兰和美式法兰接管分为系列I、系列11系列I为"大外径系列”，以期能与SH标准等匹配；系列11为“小外径系列”，以期能与JB标准等匹配。欧式法兰：分为系列I、系列H,公称压力PN0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0MPa9个等级公称通径DNlO2000mm法兰型式：整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、板式平焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边环板式松套和法兰盖等9种密封面型式：平面、突面、凹凸面、樟槽面4种。美洲法兰：系列1(大外径)公称压力PN2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa6个等级公称通径DNlO-600mm法兰型式：整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、对焊环带颈松套和法兰盖等7种密封面型式：平面、突面、凹凸面、梯槽面、环连接面5种。它基本上能含盖JB标准和HG标准的"欧洲体系-标准,为取代这两个标准创造了条件；欧式法兰"和"美式法兰,其温度-压力等级值的确定是将中国材料与欧洲材料和美洲材料进行性能对比后,选用IS07005-1中规定的相应材料的压力一温度参数。压力管道国家标准体系也是一个比较完整的标准体系。它的管件标准分为A、B两个系列，其中A系列为“大外径系列”，以期能与SH标准等匹配；B系列为“小外径系列”，以期能与JB标准等匹配。中国国家应用标准体系常用标准GB12459钢制对焊无缝管件GB/T13401钢板制对焊管件GB/T14626锻钢制螺纹管件GB/T14382管道用三通过滤器GB/T14383锻钢制承插焊管件GBT9112-9124钢制管法兰GB4622.13管法兰用缠绕式垫片GB9126.14管法兰用石棉橡胶垫片GB9128.12管法兰用金属环垫片GB/T13404管法兰用聚四氯乙烯包覆垫片GB/T15601管法兰用金属包覆垫片GB30六角螺栓GB52六角螺母GB56六角厚螺母GB901等长双头螺柱B级GB6170I型六角螺母A和B级GB6171I型六角螺母细牙A和B级GB617511型六角螺母A和B级.GB6176皿型六角螺母细牙A和B级GB12220通用阀门标志GB12221法笠连接金属阀门结构长度GB12224钢制阀门一般要求GB12234通用阀门法兰和对焊连接钢制闸阀.GB12235通用阀门法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀GB12236通用阀门法兰连接钢制旋启式止回阀GB12237通用阀门法兰和对焊连接钢制球阀GB12238通用阀门法兰和对夹连接蝶阀GB12239通用阀门隔膜阀GB1224412246减压阀GB1224712251蒸汽疏水阀GB/T13927通用阀门压力试验5压力管道应用标准体系配伍a.可用的压力管道应用标准体系比较多，而且各标准体系之间有些是不能配套使用的,有些虽然基本能配套使用但尚有个别问题应注意。b.一个装置或同时建设的几个装置应尽量采用同一个应用标准体系,这样可以避免由于不同标准体系之间的配合问题而带来的一些错误。c.工程中经常遇到在一个装置上同时采用两套或多套应用标准体系的情况,或者是由于某套标准体系的应用标准不完善,需要其它体系的标准进行支持。这就要求材料工程师除了在了解有关的标准体系之外,还应知道各体系之间的标准配合问题。d.注意核对各标准的温度-压力值。