SH/T 3059-2012石油化工管道設(shè)計器材選用規(guī)范主要是石油化工行業(yè)鋼管的選用,對毒性介質(zhì)、酸堿腐蝕性介質(zhì)、高溫介質(zhì)等不銹鋼管提出了選用要求。
(1)設(shè)計溫度低于或等于-20℃的低溫管道用鋼材,除含碳量小于或等于0.10%且符合標(biāo)準(zhǔn)的鉻鎳奧氏體不銹鋼,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(yīng)做復(fù)比(V形缺口)低溫沖擊試驗,試驗要求應(yīng)符合GB/T 150的規(guī)定。
(2)壓力管道受壓元件用鋼,應(yīng)采用平爐、電爐或純氧頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉。鋼材的技術(shù)要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定。
(3)輸送極度危害介質(zhì)、高度危害介質(zhì)及液化烴的壓力管道應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)鋼制造;輸送可燃介質(zhì)的管道不得采用沸騰鋼制造。含碳量大于0.24%的材料,不宜用于焊制管子及管件。
(4)輸送腐蝕性介質(zhì)管道用材料應(yīng)有耐腐蝕能力。除晶間腐蝕和其他局部性腐蝕需按具體情況考慮外,一般可根據(jù)介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率選用。
(5)管道金屬材料的耐腐蝕能力根據(jù)介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率,可分為下列4類:
①. 年腐蝕速率不超過0.05mm的材料為充分耐腐蝕材料;
②. 年腐蝕速率在0.05~0.1mm的材料為耐腐蝕性材料;
③. 年腐蝕速率0.1~0.5mm的材料為尚耐腐蝕性材料;
④. 年腐蝕速率超過0.5mm的材料為不耐腐蝕材料。
(6)對于尚耐腐蝕材料,可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較,確定是在較大腐蝕裕量的條件下應(yīng)用或者另選用較高級別的耐腐蝕材料。
(7)高溫管道鋼材,應(yīng)符合下列要求:
①. 受壓元件的鋼材使用溫度,不應(yīng)超過GB/T150《壓力容器》中材料許用應(yīng)力值所對應(yīng)的溫度上限;
②. 非受壓元件的鋼材使用溫度,不應(yīng)超過鋼材的極限氧化溫度;
③. 長期使用在高溫條件下,碳素鋼的使用溫度不應(yīng)超過425℃,0.5Mo鋼不應(yīng)超過468℃;
④. 含鉻12%以上的鐵素體不銹鋼受壓元件,使用溫度不宜超過370℃;
⑤. 奧氏體不銹鋼使用于可能引起晶間腐蝕的環(huán)境時,應(yīng)按GB 4334.1~4334.5《不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》進行晶間腐蝕傾向性試驗。
(8)對操作溫度等于或高于200℃介質(zhì)中含有氫氣的碳鋼及低合金耐熱鋼管道,應(yīng)根據(jù)最高操作溫度加20~40℃的裕量和介質(zhì)中氫氣分壓按Nelson 曲線(曲線摘自 API RP941《煉油廠和石油化工廠用高溫高壓臨氫作業(yè)用鋼》),如圖4.2.6及圖4.2.7所示,選擇適當(dāng)?shù)目箽滗摬摹?/span>
(9)對操作溫度等于或高于250℃、介質(zhì)為H2S+H2的材料,應(yīng)根據(jù)高溫H2S+H2對各鋼種的腐蝕率按圖4.2.8~圖4.2.15選用(最新版“柯柏曲線”,SH/T3129《加工高硫原油重點裝置主要管道設(shè)計選材導(dǎo)則》和SY/T 0599《天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂和抗應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料要求》均有此規(guī)定)。
(10)高溫硫和環(huán)烷酸腐蝕用鋼應(yīng)根據(jù)原油中總硫及環(huán)烷酸的含量,按下列要求選?。?/span>
①. 對輕微腐蝕的介質(zhì)(含S<0.5%,酸值<0.5mgKmgKOH/g原油)可用碳鋼、15CrMo、1Cr5Mo或0Cr13等材料;
②. 對嚴重腐蝕介質(zhì)(含S≥0.5%,酸值<0.5mgKOH/g原油)可選用0Cr13、0Cr19Ni9等材料;
③. 對環(huán)烷酸腐蝕介質(zhì)(酸值≥0.5mgKOH/g原油)可選用0Cr17Nil2Mo2、0Crl8Ni13Mo3、0Cr17Ni14Mo2等材料。
(11)在濕H2S應(yīng)力腐蝕環(huán)境中,管道用材料應(yīng)符合下列要求:
①. 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強度σ,≤355MPa;
②. 材料實測的抗拉強度σ≤630MPaa;
③. 材料適用狀態(tài)應(yīng)為正火或正火+回火、退火調(diào)質(zhì)狀態(tài);
④. 碳當(dāng)量CE限制:低碳鋼和碳錳鋼(CE≤0.40),低合金鋼(包括低溫鎳鋼,CE≤0.45);
⑤. 壓力管道需經(jīng)焊后熱處理,熱處理后焊縫(含熱影響區(qū))的硬度不大于200HB;
⑥. 鋼板厚度大于20mm時,應(yīng)按JB 4730《壓力容器無損檢測》進行超聲波探傷,符合II級要求;
⑦. 選用鎮(zhèn)靜碳鋼,可用鋼材為Q235B、Q235C、20、20g、16Mn等。
(12)NaOH 溶液應(yīng)力腐蝕用鋼應(yīng)按圖4.2.16選取。在液氨應(yīng)力腐蝕環(huán)境中,使用低碳鋼和低合金高強度鋼(包括焊接接頭)應(yīng)符合下列要求:
①. 對 Q235A、Q235B、20、16Mn鋼應(yīng)采取下列措施之一:a. 焊后應(yīng)進行消除應(yīng)力熱處理;b.控制焊接接頭(包括熱影響區(qū))的硬度值HB≤200;c.使液氨含水量大于0.2%(質(zhì))。
②. 對于15MnV、18MnMoNb低合金高強度鋼,焊后必須進行消除應(yīng)力熱處理。
(13)除產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定,并經(jīng)設(shè)計確認可用于壓力、溫度參數(shù)較高或特定條件外,焊接鋼管宜按下列規(guī)定選用:
①. 鍛焊(爐焊)直縫鋼管主要用于水、空氣系統(tǒng),且溫度為-100℃,設(shè)計壓力不超過1.0MPa;
②. 電阻焊碳鋼直縫鋼管,宜用于設(shè)計溫度不超過200℃的無毒介質(zhì)管道;
③. 螺旋縫埋弧焊鋼管主要用于設(shè)計溫度不超過300℃的非極度、高度危害介質(zhì)管道;
④. 電弧焊直縫鋼管的使用溫度,碳鋼不宜超過425℃,奧氏體不銹鋼不宜超過600℃;
⑤. 焊接鋼管應(yīng)符合現(xiàn)行GB/T 9711.1《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件 第1部分:A級鋼管》的要求。