PDF《20 钢钢 管 的应 用 探讨》

李永红

2 0 #

4 ~ 管的应用探 讨1概述20钢钢管 的应用探讨 李永红 中国石化集团兰州设计 院 兰州

7 3

0 0

6 0 摘要 以2

0 # 钢为例,通过对不同标准的对应、比较和分析,阐述正确选择材料的重要性.

关键词 无缝钢管 标准 选择 石油化工装置中管道的投资 占整个装置投资 的相当部分 .如何正确选择管道材料 , 无论从装 置操作 的安全性 , 还是在节约装置一次性投资方 面都起到非常关键 的作用.多年来 ,2

0 # 钢以其 优 良的性能和适宜的价格广泛应用于石油化工及 其它行业中.在我国由于同一钢种存在几个不 同 的标 准 ,给设计选 用带来一定 的困难 ,同样是

2 0 # 钢 ,在 价格 上和使用 效果 上存在 较大 的差 别.本文以

2 0 # 钢为例 ,通过对不同标准的对照 和比较 ,阐述正确选择材料的重要性 . 的钢管尺寸允许偏差、弯曲度、压扁变形系数等 指标严于 I S O

9 3

2 9 _ -

2 ,力学性 能指标与该标准 相当. G B / r

8 1

6 3标 准非 等效 采用 I S C Y

3 5

9 :1

9 9

1 <

清水污水用 管>

.该 标准 的尺 寸允许偏差 严于 I S C Y

3 5

9 ,其他指标与该标准相当. 以上几个标准中均列有

2 0 # 钢钢管 ,这反映 了20#钢钢管在国内钢铁行业 的丰富经验 以及各 行各业对它的认知程度和使用经验. 但是 ,也正是 因为同一钢号存在多个不 同的 标准 ,使得工程设计人员在选择

2 0 # 钢钢管应采 用何标准存在一定 的误区 ,导致不能正确选用标 准.2标准的现状

3 不 同标准的比较 由于历史原 因以及不 同行业对钢管质量的要 求存在差别 ,相 同材 料存在几个要求不 同的标 准.以2o#钢为例 ,有GB/r8163―1

9 9 9<

流体 输送用无 缝 钢管>

、G B

6 4

7 9 -

2 0

0 0<

高压化 肥设 备用无缝 钢管>

、G B

9 9

4 8 -

8 8 <

石 油裂化用无缝 钢管>

和GB3087―1999<

低 中压锅 炉用 无缝 钢管>

等国家标准. G 】 强0

8 7 标 准非 等效采用 I s

0 9

3 2

9 ―

1 :1

9 8

9 <

压力用无缝 钢管交货技术条件 一第1部分 :规 定室温的非合金钢管>

.该标准的外 径和壁厚允 许偏差严于 I S O

9 3

2 9 - -

1 ,其他 指标与该标 准相 当. G B

6 4

7 9标 准非等 效采用 I S O

9 3

2 9 -

2 :1

9 9

7 <

压力容器用无缝钢管―交货技术条件一第

2 部分:规定高温性能 的碳素钢和合金钢>

.该标准 为了清楚地说 明20#钢钢管在不 同标准中的 差别 ,将不 同标准列 于表 内.表1为标 准对 比表,表

2 为钢管的力学性能对比表 ,表3为钢管 的液压试验对比表.

4 标准之间的主要差别

4 .

1 壁厚的允许偏差 壁厚的允许偏差有差异 ,经 比较不同标准的 要求严格程度 为GB6479>

G B

9 9

4 8 >

G B

3 0

8 7 >

G B / r

8 1

6 3 ,在计算和确定钢管壁 厚时要引起注 意.

4 .

2 S 和 P含量 在钢中的 S和 P含量上 ,G I

7 9 要求较严 格 ,它规定 P和 S的含量要≤0 .

0 3 %. ・ 李永红: 高级工程师,1

9 8 2年毕业于哈尔滨工业大学.长期从事石油化工管道材料选择和管道柔性分析工作.联系

电话: ( O

9 3

1 )7

5 s

7 2

0 l - -

3 1

0 6 . Download From http://www.boilertube.cn Download From http://www.boilertube.cn 、 化 工设 计2003,13(2)表1标准对 比表 牌号 标准号 抗拉强度 屈服点 断后伸长率 冲击功 备注注:对 于GB6479标准 ,制造 厂还应提供钢管的夏 比(V型缺 口)冲击试验结果 .冲击结果 的评定按 G B / r

1 7

5 0

5 . Download From http://www.boilertube.cn Download From http://www.boilertube.cn 李永红

2 0 # 钢钢管的应 用探讨 表3钢管的液压试验对 比表

4 .

3 交货的热处理状态 各标 准对钢管交货的热处理要求不同, G B

6 4

7 9 要求正火状态交货 ,其他标准的要求基 本相同.

4 .

4 内表面质量 在 内表面质量方面 ,各标准的要求严格程度 为GB9948>

C

6 4

7 9 =G B

3 0

8 7 >

G B / , 】

1 6

3 .

4 .

5 无损检验 在无损检验方面,各标准的要求严格程度为 GB6

4 7 9=GB ;

9 9

4 8>

GB

3 0

8 7>

GB / , ] 陷163.4.6力学性能 在钢管的力学性能方面,G B

6 4

7 9标准 中对 断后伸长率的要求较其他标准均更加严格.对于 D ≥5

7 ,艿≥14时,该标 准与 G B

9 9

4 8一样要 求 做标 准试 样U型缺 口冲 击试 验.但是 ,对于GB6479标准 ,制造厂 还应提供钢管 的夏 比(V型缺 口)冲击试验结果 . G B

3 0

8 7 标准提 出了钢管在高温下 的屈服强 度最小值要求 .这一点 ,其他标准均未提出.

4 .

7 液压试验 钢管的液压试验是检验钢管承压能力和严密 性的一个非常重要的指标 .在最大试验压力和稳 压时间方面 ,G B

6 4

7 9较其他标准更加严格.虽 然各标准液压试验压力计算公式相同 ,但是壁厚 大于

1 5 m m时 ,按照 G B

3 0

8 7 标准 ,其屈服点 为225MP a ,比其他标 准低.即GB3087标准比其 他标准的试验压力低 . 在代替压力试验 的方法方 面,G B

3 0

8 7 标准 规定供需双方协商确定 ,G B / '

T S

1 6

3 标准甚至规 定可以用超声波探伤代替液压试验.因此在这方 面GB/'

r8163标准的要求最低.

5 使 用特 点5.

1 GB6 .

1 7

9 G B

6 4

7 9 标准不仅要求钢管要 进行液压强度 试验 , 还要求钢管逐根进行超声波探伤检验.钢 管的交货热处理状态为正火 ,它可提高钢材 的机 械性能 ,细化晶粒 ,改善组织 ;

S和 P含量上要 求更加严格 ,而 S和 P在钢材 中均为有害元 素, S 会使钢材产生高温脆性 ,P 会使钢材产生低 温 脆性.制造厂还应提供 钢管 的夏 比(V型缺 口) 冲击试验结果.由于有这些特殊要求,制造成本 会增加 , 但它适用 于输送要求较高的介质. 5.

2 GB9

9 4

8 G B

9 9

4 8 标准不仅要求钢管要 进行液压强度 试验 ,还要求钢管逐根进行超声波探伤检验 .而 且还要求做标准试样 U型缺 口冲击试验. 5.

3 GB3 O

87 G B

3 0

8 7 对钢管在高温下 的屈 服强度最小值 有具体规定 ,从而保证 了钢材在高温下各项指标 的稳定性.它适合在温度较高的工况下使用. 5.

4 GB/ T8

1 6

3 G B /

1 6

3 标准是要求最低 的钢 管,由于在 技术要求和工艺性能上没有特殊 的要求 ,它仅适 用于要求不高、危害性不大的一般流体输送用钢 管 ,不宜用 来输送有毒、可燃 和温度较 高的介 质.6结语 (

1 )2

0 # 钢以其优 良的性能和适宜的价格广 泛应用于石油 化工及其 它行业 中.同样是

2 0 # 钢 ,由于设计采用的标准不同 ,将导致价格和使 用效果上存在较大的差别 . (

2 )在采购阶段或现场施工过程中 ,建设单 位常常向设计单位提出材料代用问题.除了管道 ( 下转 第35页) Download From http://www.boilertube.cn Download From http://www.boilertube.cn 周 晓翔 自动控制加 药装置在循环冷却水处理 中的应用

3 5

4 应用 扬子石化公 司炼油厂循环冷却水系统的循环 冷却 水 量约

5 5

0 0 m~ / h ,补 充水 量约150m3 / h . ( 工业循 环冷却水处 理设计规范》G B

5 0

0 5

0 ―9

5 第3.1.9条规定 : 敞开式系统循环冷却水的设 计浓缩倍数不宜小 于3.0. 炼 油厂循环冷却水 系统即为敞开式 ,而循环冷却水浓缩倍数实际仅 为1.2~1 .

5 .原系统循环冷 却水处理投加 的缓 蚀阻垢剂分别为液体阻垢剂和固体缓蚀剂 ;

投加 方法为原始的定时定量人工倾倒式.这种投加方 法劳动强度大 ,且人为因素的影响较大,虽然基 本上能够控制循环冷却水 中药剂的含量 ,但当循 环冷却水系统的运行状况波动时 ,经常出现加药 滞后 的情况 ,使循环冷却水中药剂的含量或者过 量 ,或者不足 ,既影响循环冷却水处理效果 ,也 造成药剂浪费. 采用 流量 比例 式投加法 的SY―l型自动控制加药装置 自从

1 9

9 7年初 投入使用后 ,扬 子石化公 司炼油厂循环冷却水处理投加阻垢剂、 缓蚀剂的方法由原始的定时定量人工倾倒式到 自 动控制加药 ,发生了根本性的变化 ,见表

1 . 由表 1可见,采用 流量 比例式投加法 的SY一1 型 自动控制加药装置的加药量在使用过程 中随着补充水量的变化 而呈现同步变化 的态势. 在控制循环冷却水 中药剂含量方面 ,使用初期循 环冷却水中有机磷含量

4 .

5 ~5 .

5 m g / L,后来调 整为

3 .

0 ~4 .

0 n g / I . , ,从 效果来 分析是理 想的. 在控制加药量方面,1

9 9

7 年1~2 月 的加药量偏 大.后经查明是由于工艺装置换热器泄漏而造成 循环冷却水中氧化性杀菌剂的投加量过大 ,使循 环冷却水 中有机磷降解 ,只有增加补充水量且 同 步增加加药量 ,才能够使循环冷却水中有机磷 的 含量在正常范围之内,经过修改药剂配方和工艺 装置的补救后,加药量很快 回落至正常范 围.经过6个月运行和各类相关工艺参数表明 ,只要循 环冷却水 系统在运行过程中不遇到工艺装置换热 器泄漏或者外界因素干扰 ,那么采用 流量 比例 式投加法 的SY一1型 自动 控制加药 装置在药 剂配方和药剂浓度设计合理的条件下 ,一定能够 保证循环冷却水处理的效果 .

5 结语 采用 流量 比例式投加法 的SY一1型自动控制加药装置实行无人化操作 ,管理方便 ,具有自动化程度高、运行安全可靠、控制准确的优 点 ,而且节省人力、物力 ( 节省 大约

3 0 %的加 药量) .该自动控制加药装置 自从1997年初在扬 子石化公司炼油厂循环冷却水处理中投入使用至 今 ,效果 良好 ,达到了生产要求 . ( 收稿 日期

2 0

0 2 ―1

1 ―2

6 ) ( 上接第

2 5页) 规格不同而要求代用外 ,当采用按其他标准生产 的钢管来代替时 ,设计人员应注意设计条件 和标 准的差别 以便正确地签单确认. (

3 )在 同等规格 的前提 下 ,按 G B

6 4

7 9和GB9948标准生产的

2 0 # 钢钢管可代替按 G B

3 0

8 7 和GB/r8163标准生产的

2 0 # 钢钢管. (

4 )由于按 GB

6 4

7 9和GB9948生产 的20#钢管具有优 良的韧性 ,因此 ,用于不低于 -

2 0

1 3 的低 温下的钢管,建 议采用按GB6479和GB9948标准生产 的20#钢钢管. (

5 )按GB/TS

1 6

3 标准生产的

2 0 # 钢钢管仅 用于一般 流体 .由于 G B

3 0

8 7标准较 G B / TS

1 6

3 标准在壁厚允许偏差 、弯曲试验、低倍检验和表 面质量方面的要求要高一些 ,另外 G B

3 0

8 7标准 还规定了高温强度要求 ,因此在最大试验压力不 大于

1 0 MP a的条件 下 ,按 G B

3 0

8 7标 准生产 的20#钢钢管可替代按 G B / r

8 1

6 3 标准生产 的20#钢钢管.当钢管的壁厚≥

1 5 m m 时 ,替代时要注 意计算钢管的壁厚. 参考文献GB3087.1999低中压锅炉用无缝钢管 G B

6 4

7 9 .

2 0

0 0高压化肥设备用无缝钢管 G B /

1 6

3 .

1 9

9 9 输送流体用无缝钢 管GB9948.88石油裂化用无缝钢管 ( 收稿 日期

2 0

0 2 ―0

9 ―0

9 ) Download From http://www.boilertube.cn Download From http://www.boilertube.cn ........