SH/T 3059-2012石油化工(gong)管道設計(ji)器(qi)材選用(yong)規(gui)范(fan)主要是石油化工行業鋼管的選用,對毒性介質、酸堿腐蝕性介質、高溫介質等不(bu)銹鋼管提出了選用要求。
(1)設計溫度低于或等于-20℃的低溫管道用鋼材,除含碳量小于或等于0.10%且符合標準的鉻鎳奧氏體(ti)不銹鋼(gang),在材料溫度不低于-196℃時不做低溫沖擊試驗外,其余鋼材均應做復比(V形缺口)低溫沖擊試驗,試驗要求應符合GB/T 150的規定。
(2)壓力管道(dao)受壓元(yuan)件用鋼,應采用平爐(lu)(lu)、電(dian)爐(lu)(lu)或純氧(yang)頂(ding)吹(chui)轉爐(lu)(lu)冶煉。鋼材的技(ji)術要求應符合國家標準、行(xing)業(ye)標準和有關技(ji)術條件的規定。
(3)輸(shu)送極(ji)度(du)危害介質(zhi)、高度(du)危害介質(zhi)及液化烴的壓力管(guan)(guan)道應采用優質(zhi)鋼(gang)制造;輸(shu)送可(ke)燃介質(zhi)的管(guan)(guan)道不得采用沸騰(teng)鋼(gang)制造。含(han)碳量(liang)大(da)于0.24%的材(cai)料,不宜用于焊制管(guan)(guan)子及管(guan)(guan)件。
(4)輸送腐(fu)蝕(shi)性介(jie)質管(guan)道用(yong)材料應(ying)有(you)耐腐(fu)蝕(shi)能力。除晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)和其(qi)他局部性腐(fu)蝕(shi)需(xu)按(an)具體情(qing)況(kuang)考慮外(wai),一般可根據介(jie)質對金屬材料的腐(fu)蝕(shi)速率選(xuan)用(yong)。
(5)管道金屬材料(liao)的耐(nai)腐蝕(shi)能力根(gen)據介質對金屬材料(liao)的腐蝕(shi)速率,可(ke)分為下列4類:
①. 年腐蝕速率(lv)不超過0.05mm的材(cai)料為充分耐腐蝕材(cai)料;
②. 年腐(fu)蝕速(su)率在(zai)0.05~0.1mm的材料為(wei)耐腐(fu)蝕性(xing)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(fu)蝕(shi)速(su)率超過0.5mm的材料為不耐腐(fu)蝕(shi)材料。
(6)對(dui)于尚耐(nai)腐蝕材料,可根據技術經(jing)濟比較(jiao)(jiao),確定是(shi)在較(jiao)(jiao)大(da)腐蝕裕量的條(tiao)件下應(ying)用(yong)或(huo)者另選用(yong)較(jiao)(jiao)高級(ji)別的耐(nai)腐蝕材料。
(7)高溫管道鋼(gang)材,應(ying)符合下列要求:
①. 受(shou)壓(ya)元件的(de)鋼材(cai)使用溫(wen)(wen)度,不應超過GB/T150《壓(ya)力(li)容(rong)器》中(zhong)材(cai)料(liao)許用應力(li)值所(suo)對應的(de)溫(wen)(wen)度上限(xian);
②. 非受壓元(yuan)件的(de)鋼(gang)材使用溫(wen)度,不應(ying)超過鋼(gang)材的(de)極(ji)限氧(yang)化溫(wen)度;
③. 長(chang)期使用(yong)在高溫(wen)條(tiao)件下,碳素鋼(gang)的使用(yong)溫(wen)度不(bu)應超(chao)過425℃,0.5Mo鋼(gang)不(bu)應超(chao)過468℃;
④. 含鉻(ge)12%以(yi)上的鐵素體不銹鋼受壓(ya)元件,使用溫(wen)度不宜超過370℃;
⑤. 奧氏體不銹(xiu)鋼使用于可能引起(qi)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)的環境(jing)時,應(ying)按GB 4334.1~4334.5《不銹(xiu)鋼晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)方法》進(jin)行晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向(xiang)性試(shi)驗(yan)。
(8)對(dui)操(cao)作(zuo)(zuo)溫度等于或高(gao)于200℃介(jie)質中含有氫氣(qi)的(de)(de)碳鋼(gang)及低合金耐(nai)熱(re)鋼(gang)管道,應根據最高(gao)操(cao)作(zuo)(zuo)溫度加20~40℃的(de)(de)裕量(liang)和介(jie)質中氫氣(qi)分(fen)壓按Nelson 曲線(曲線摘自(zi) API RP941《煉油廠和石油化工廠用高(gao)溫高(gao)壓臨氫作(zuo)(zuo)業用鋼(gang)》),如圖4.2.6及圖4.2.7所示,選擇(ze)適當的(de)(de)抗氫鋼(gang)材。
(9)對操作溫度等于或高于250℃、介質為H2S+H2的材料,應根據高溫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計選材導則》和SY/T 0599《天然氣地面設施抗硫化物應力開裂和抗應力腐蝕開裂的金屬材料要求》均有此規定)。
(10)高溫硫和環(huan)烷酸(suan)腐蝕用鋼應根據原油中總硫及環(huan)烷酸(suan)的含(han)量,按下列要求選取:
①. 對輕微腐蝕(shi)的介質(含S<0.5%,酸值<0.5mgKmgKOH/g原油)可用(yong)碳鋼、15CrMo、1Cr5Mo或0Cr13等材料(liao);
②. 對嚴重(zhong)腐蝕介質(含(han)S≥0.5%,酸(suan)值<0.5mgKOH/g原油)可選用0Cr13、0Cr19Ni9等材料;
③. 對(dui)環烷酸腐蝕介質(酸值≥0.5mgKOH/g原(yuan)油)可(ke)選用(yong)0Cr17Nil2Mo2、0Crl8Ni13Mo3、0Cr17Ni14Mo2等材料。
(11)在濕H2S應力腐蝕環境中,管道用材料應符合下列要求:
①. 材料標準規定的屈服強度(du)σ,≤355MPa;
②. 材料實測的抗拉強度σ≤630MPaa;
③. 材料適用狀態應為(wei)正火(huo)或正火(huo)+回火(huo)、退火(huo)調質狀態;
④. 碳(tan)當量(liang)CE限制:低碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)碳(tan)錳鋼(gang)(gang)(gang)(CE≤0.40),低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(包(bao)括(kuo)低溫鎳鋼(gang)(gang)(gang),CE≤0.45);
⑤. 壓力管道需經焊(han)后(hou)熱處理,熱處理后(hou)焊(han)縫(含(han)熱影(ying)響區)的硬度不大(da)于200HB;
⑥. 鋼板厚(hou)度大于20mm時(shi),應按JB 4730《壓(ya)力(li)容(rong)器無(wu)損(sun)檢測》進行超聲波(bo)探傷,符合II級要求;
⑦. 選用(yong)(yong)鎮靜碳鋼,可用(yong)(yong)鋼材為Q235B、Q235C、20、20g、16Mn等。
(12)NaOH 溶(rong)液應力腐蝕(shi)(shi)用鋼應按圖4.2.16選取。在液氨應力腐蝕(shi)(shi)環(huan)境中,使用低碳鋼和低合金高強度鋼(包括焊(han)接接頭)應符合下(xia)列要(yao)求:
①. 對(dui) Q235A、Q235B、20、16Mn鋼應(ying)采(cai)取下列措(cuo)施之一:a. 焊后應(ying)進行消除應(ying)力熱處理;b.控制焊接接頭(包括(kuo)熱影響區)的硬度值HB≤200;c.使液氨含水(shui)量大(da)于0.2%(質)。
②. 對于15MnV、18MnMoNb低合金(jin)高強(qiang)度鋼(gang),焊后必須(xu)進行消除應力(li)熱處理。
(13)除產(chan)品標準明(ming)確(que)規(gui)定,并經設計確(que)認可用于(yu)壓(ya)力(li)、溫(wen)度參(can)數(shu)較高或特定條(tiao)件外,焊接(jie)鋼管宜按下列(lie)規(gui)定選用:
①. 鍛焊(爐焊)直縫鋼管(guan)主要用于水、空氣系統,且溫度為-100℃,設計壓力(li)不超過1.0MPa;
②. 電阻(zu)焊(han)碳鋼直縫鋼管,宜用(yong)于設計溫度(du)不超過200℃的無毒介質(zhi)管道(dao);
③. 螺旋縫埋弧焊鋼管主要用(yong)于(yu)設計(ji)溫度(du)不超(chao)過300℃的(de)非極度(du)、高度(du)危害介質管道;
④. 電(dian)弧焊直縫鋼(gang)管的使用溫度,碳鋼(gang)不(bu)宜(yi)超過425℃,奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)不(bu)宜(yi)超過600℃;
⑤. 焊接鋼管(guan)應符(fu)合(he)現行GB/T 9711.1《石油天然氣工(gong)業輸送鋼管(guan)交貨(huo)技術(shu)條件 第1部分:A級(ji)鋼管(guan)》的要(yao)求。