一(yi)、不同標(biao)準規范對(dui)低(di)溫(wen)管道的定義


  我(wo)國(guo)標準(zhun)一般(ban)規定設(she)計溫(wen)度(du)低于(yu)或等于(yu)-20℃的(de)管(guan)道(dao)屬(shu)(shu)于(yu)低溫(wen)管(guan)道(dao)。GB 50316、SH3059和GB150標準(zhun)規定設(she)計溫(wen)度(du)低于(yu)或等于(yu)-20℃的(de)壓力管(guan)道(dao)屬(shu)(shu)于(yu)低溫(wen)管(guan)道(dao)。GB 50235、SH 3501 標準(zhun)規定設(she)計溫(wen)度(du)低于(yu)或等于(yu)-29℃的(de)壓力管(guan)道(dao)屬(shu)(shu)于(yu)低溫(wen)管(guan)道(dao)。


  ASTM、ASME標準規定設計溫度(du)低(di)于(yu)或等于(yu)-29℃的管道屬于(yu)低(di)溫管道。


  前ASTM、ASME對于低溫(wen)(wen)管(guan)道采用了根據(ju)材(cai)料(liao)組別(bie)、厚(hou)度、應(ying)力(li)水平和(he)熱處理狀態確(que)定(ding)材(cai)料(liao)最低設計金屬(shu)溫(wen)(wen)度的(de)方(fang)法,這(zhe)種方(fang)法建(jian)立在大量實驗研(yan)究的(de)基礎上,運用斷裂力(li)學的(de)判據(ju),針對每種材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能、厚(hou)度、熱處理狀態分別(bie)確(que)定(ding)低溫(wen)(wen)限,是比較(jiao)科學的(de)方(fang)法。我國標準將低溫(wen)(wen)限統一定(ding)為-20℃,這(zhe)是根據(ju)經驗人為地劃(hua)定(ding)的(de)界限,對于一些(xie)材(cai)料(liao)具有不合理性(xing)。



二、低溫管道沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)與低溫低應力工(gong)況


  設計溫度低于或等于-20℃的低溫管道用鋼材,除含碳量小于和等于0.10%且符合標準的鉻鎳奧(ao)氏體不銹鋼在材料溫度不低于-196℃時不做低溫沖擊試驗外,其余鋼材均應做夏比(V形缺口)低溫沖擊試驗。試驗要求應符合GB 150《鋼制壓力容器》和GB50316《工業金屬管道設計規范》的規定。


  低(di)(di)溫管(guan)道用鋼材做(zuo)低(di)(di)溫沖(chong)擊試(shi)驗不包括“低(di)(di)溫低(di)(di)應力(li)工況”。低(di)(di)溫低(di)(di)應力(li)工況系指壓(ya)力(li)1/6,且不大于50MPa”是低(di)(di)溫低(di)(di)應力(li)工況的判據。


“GB 150、GB 50316、GB/T 20801.2和HG 20585《鋼制低溫壓(ya)(ya)力容(rong)器(qi)技術規定》。同時規定,除(chu)抗拉(la)強度(du)下限(xian)值大于540MPa的鋼材及(ji)螺栓材料外,壓(ya)(ya)力容(rong)器(qi)殼體及(ji)其受(shou)壓(ya)(ya)元(yuan)件或受(shou)壓(ya)(ya)的管道組成件在低溫低應(ying)力工況(kuang)下,若設計溫度(du)加(jia)50℃后高(gao)于-20℃時,壓(ya)(ya)力容(rong)器(qi)和管道材料可免做低溫沖擊試驗。



三、低溫工況管道材料(liao)的選用


  具有面心立方晶格(ge)的金(jin)屬材(cai)(cai)料(如銅Cu、鎳Ni、奧氏體鋼(gang)(gang)等)一(yi)般(ban)沒有低(di)溫冷脆現象,是(shi)最好的低(di)溫用材(cai)(cai),故(gu)含(han)銅、鎳等元素(su)的合金(jin)鋼(gang)(gang)常(chang)用于低(di)溫工況。晶粒越(yue)細鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)的低(di)溫沖擊(ji)韌(ren)性越(yue)好,故(gu)一(yi)般(ban)鐵素(su)體鋼(gang)(gang)要正火(huo)處(chu)理后使(shi)用。雜(za)質元素(su)硫(S)、磷(P)、氧(O)都將(jiang)降低(di)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)的低(di)溫沖擊(ji)韌(ren)性,一(yi)般(ban)要嚴格(ge)控制。


  中國的低溫用鋼有16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb或奧氏體不銹鋼。但前幾種一般適應的低溫溫度不宜太低,而奧氏體不銹鋼又比較貴,故這里介紹ASTM中常的低溫用鋼,即鎳(Ni)鋼。



四(si)、低溫(wen)用鋼及(ji)低溫(wen)界線


  Q235-B,Q235-A使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)0℃;20鋼使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)-19℃;L245,A105,WPB,WCB使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)-29℃;16Mn、16MnD使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)-40℃;10MnD,A333Gr6,WPL6,LF2,LCB使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)-46℃;3.5Ni使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)-101℃;奧氏體(ti)不銹鋼,Al,Cu使(shi)(shi)用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)限(xian)溫度為(wei)(wei)-196℃。



工程應用:某寒冷地區(qu)配管設(she)計管道器材選用


  某(mou)寒冷地區的工程設計(ji),當地最(zui)低氣溫為-40℃。沒(mei)有選用不銹(xiu)鋼材(cai)質(zhi)管子,而是根據低溫低應力工況,選用了16Mn材(cai)質(zhi)管道(dao)材(cai)料。





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