壓力管道不同標(biāo)準(zhǔn)之間的對(duì)比
發(fā)布時(shí)間:2017/10/21 16:20:07
近幾年,我國(guó)相繼發(fā)布實(shí)施了一系列工業(yè)壓力管道的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn), 2006年發(fā)布實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20801-2006《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》配合TSG D0001-2009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》),對(duì)工業(yè)管道實(shí)施安全監(jiān)察的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),是集設(shè)計(jì)、材料、制作安裝 、檢驗(yàn)檢查于一體得工業(yè)管道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),是以安全為目標(biāo)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。雖然該標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn),但經(jīng)《規(guī)程》引用后在一定意義上說具有更高的權(quán)威性,也將成為我國(guó)其他工業(yè)管道設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收規(guī)范修訂的依據(jù),當(dāng)然這也需要一個(gè)較長(zhǎng)的相互協(xié)調(diào)得過程。2011年6月1日正式實(shí)施的《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB 50235-2010許多內(nèi)容就是依據(jù)GB/T20801進(jìn)行修訂的,其他工業(yè)管道相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在修訂過程中。而GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》(2008年版)及GB50236-98《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等工業(yè)管道標(biāo)準(zhǔn)仍在使用,那么現(xiàn)階段在工業(yè)管道安裝監(jiān)督檢驗(yàn)過程中如何協(xié)調(diào)這些標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,應(yīng)注意哪些問題呢?筆者結(jié)合監(jiān)督檢驗(yàn)工作過程中遇到的實(shí)際問題,對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析比較,提出幾個(gè)現(xiàn)階段監(jiān)督檢驗(yàn)工作中應(yīng)注意的問題,希望能為監(jiān)督檢驗(yàn)人員提供一些借鑒。
上述法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)之間關(guān)于壓力管道定級(jí)存在一定的差異,最初的工業(yè)管道系列規(guī)范如GB50316、GB50235均無(wú)對(duì)壓力管道定級(jí)的規(guī)定,對(duì)于管道危險(xiǎn)程度及安裝、檢驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)等要求的判定是依據(jù)GB50316對(duì)流體的分類,A1類流體相當(dāng)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》GB5044中Ⅰ級(jí)(極度危害)的介質(zhì),A2類流體相當(dāng)于GB5044中Ⅱ級(jí)及以下(高度、中度、輕度危害)的介質(zhì);《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》TSGD0001-2009發(fā)布實(shí)施后,管道定級(jí)更加嚴(yán)格了,原來(lái)規(guī)定只有輸送極度危害介質(zhì)的管道才屬于GC1級(jí)壓力管道,而最新版的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定除輸送極度介質(zhì)的管道外,輸送高度危害氣體介質(zhì)和工作溫度高于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的高度危害液體介質(zhì)的管道為GC1級(jí)壓力管道,即部分輸送A2介質(zhì)的工業(yè)管道劃分為GC1管道;目前設(shè)計(jì)單位主要設(shè)計(jì)依據(jù)為GB50316,多數(shù)工業(yè)管道設(shè)計(jì)圖紙中僅標(biāo)注介質(zhì)類別,給我們的監(jiān)檢工作判斷管道級(jí)別造成了一定的困難。《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》TSGD0001-2009實(shí)施以前,輸送A2類流體的介質(zhì)均為GC2或GC3級(jí)壓力管道,而現(xiàn)在A2類流體中的一部分介質(zhì)可界定到GC1級(jí)管道,而多數(shù)安裝單位資質(zhì)為GC2,因此在監(jiān)檢過程中應(yīng)針對(duì)具體介質(zhì)危害程度仔細(xì)判斷管道級(jí)別,防止出現(xiàn)超資質(zhì)施工。
2、關(guān)于沖擊試驗(yàn)免除條件
2.1 小截面試樣
GB50316和GB/T20801沖擊試驗(yàn)免除條件不同,GB50316中規(guī)定:使用溫度等于或高于-45℃,且不低于材料使用溫度下限時(shí),如果無(wú)法制備5mm厚小截面試樣時(shí),可免除低溫沖擊試驗(yàn);而GB/T20801中將小截面試樣的尺寸規(guī)定為2.5mm×10mm×55mm,相對(duì)來(lái)說要求更加嚴(yán)格了;
2.2 低溫低應(yīng)力工況
GB50316關(guān)于低溫低應(yīng)力工況的規(guī)定與GB/T20801有較大的區(qū)別,GB50316規(guī)定:低溫低應(yīng)力工況為設(shè)計(jì)溫度低于或等于-20℃的受壓管道組成件,其環(huán)向應(yīng)力小于或等于鋼材標(biāo)準(zhǔn)中屈服點(diǎn)的1/6,且不大于50MPa的工況。而GB/T20801中規(guī)定的低溫低應(yīng)力工況指的是同時(shí)滿足下列各項(xiàng)條件的工況:
a) 低溫下的最大工作壓力不大于常溫下最大工作壓力的30%;
b) 管道由壓力、重量及位移產(chǎn)生的軸向(拉)應(yīng)力總和不大于10%材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小抗拉強(qiáng)度值(計(jì)算位移應(yīng)力時(shí),不計(jì)入應(yīng)力增大系數(shù));
c) 僅限于GC2級(jí)管道,且最低設(shè)計(jì)溫度不低于-101。
GB/T20801標(biāo)準(zhǔn)中的條款a)的規(guī)定與GB50316中關(guān)于低溫低應(yīng)力工況的規(guī)定基本是一致的,但GB50316對(duì)低溫低應(yīng)力工況規(guī)定僅考慮“環(huán)向應(yīng)力”不超過常溫屈服點(diǎn)的1/6,且不大于50MPa不利于實(shí)際操作,尤其是壓力管道安裝過程中,主要存在的是承受軸向應(yīng)力的環(huán)焊縫,只考慮環(huán)向應(yīng)力不能有效防止脆性斷裂;而GB/T20801的規(guī)定可操作性更強(qiáng),在監(jiān)檢過程中可參照GB/T20801的規(guī)定對(duì)“低溫低應(yīng)力工況”作出判定。
GB50316規(guī)定:除了抗拉強(qiáng)度下限值大于540MPa的鋼材及螺栓材料,在低溫低應(yīng)力工況下使用,若設(shè)計(jì)溫度加50℃后,高于-20℃時(shí);而GB/T20801只限定了低溫低應(yīng)力工況的最低溫度為-101℃,只要碳鋼管道使用條件屬于低溫低應(yīng)力工況,均免除沖擊試驗(yàn)。
2.3 材料厚度
GB/T20801中增加了對(duì)免除沖擊試驗(yàn)的材料厚度的要求,對(duì)適用于碳鋼免除沖擊試驗(yàn)的最低使用溫度圖中曲線A的材料,厚度小于或等于10mm及適用于曲線 B的材料厚度小于或等于15mm時(shí)可免沖擊試驗(yàn);所謂的“免除沖擊試驗(yàn)”是指GB/T20801.2-2006不要求材料及其焊接接頭進(jìn)行沖擊試驗(yàn),并不是指免除“材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的沖擊試驗(yàn)”。因?yàn)镚B/T20801規(guī)定的“免除”是考慮了材料標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了沖擊試驗(yàn)的要求,免除沖擊試驗(yàn)指的是在按GB/T20801.2-2006規(guī)定選用材料的前提下,免除對(duì)材料及其焊接接頭的沖擊試驗(yàn)要求。
2.4 奧氏體不銹鋼
GB/T20801對(duì)于奧氏體不銹鋼免除低溫沖擊的條件規(guī)定得比GB50316更加具體更加嚴(yán)格,不僅僅要求使用溫度不小于-196℃,應(yīng)同時(shí)滿足下列條件:
a) 母材最低設(shè)計(jì)溫度不小于-196℃、焊縫金屬最低設(shè)計(jì)溫度不小于-101℃和因材料截面尺寸限制無(wú)法制備2.5mm×10mm×55mm沖擊試樣三個(gè)條件之一者;
b)材料含碳量不大于0.10%且為固溶熱處理狀態(tài);
c)焊縫填充金屬含碳量不大于0.10%。
可見,GB/T20801對(duì)奧氏體不銹鋼沖擊試驗(yàn)免除的條件要求比GB50316更加嚴(yán)格、具體,在監(jiān)督檢驗(yàn)過程中,應(yīng)根據(jù)GB/T20801的條件來(lái)確定奧氏體不銹鋼壓力管道材料及焊接接頭是否需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。
2.5 GC3級(jí)管道
GC3級(jí)壓力管道為輸送無(wú)毒、非可燃流體介質(zhì),設(shè)計(jì)壓力小于或等于1.0MPa且設(shè)計(jì)溫度大于-20℃但不大于185℃的壓力管道;因其脆性斷裂的風(fēng)險(xiǎn)幾率和后果均較低,因此GB/T20801規(guī)定GC3級(jí)壓力管道可免除沖擊試驗(yàn),其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中則無(wú)此規(guī)定。
3、材料使用限制要求
GB50316對(duì)管道材料選用只提出一些原則性的要求,而TSG D0001-2009和GB/T20801除了對(duì)管道材料使用的溫度和壓力條件限制外,還對(duì)碳鋼、奧氏體不銹鋼及其對(duì)焊管件提出了具體的使用限制規(guī)定,如于用于焊接的碳鋼、低合金鋼的含碳量小于或等于0.30%;GB/T9711.1、GB/T8163-2008及GB3087-2008標(biāo)準(zhǔn)的碳鋼無(wú)縫管及對(duì)接焊管件不得用于GC1級(jí)管道;碳鋼和奧氏體不銹鋼焊接鋼管及其對(duì)焊管件,除奧氏體不銹鋼電熔焊鋼管(添加填充金屬)的縱縫經(jīng)射線檢測(cè)者外,不得用于劇烈循環(huán)工況和GC1級(jí)管道。
在工業(yè)管道監(jiān)檢過程中,應(yīng)注意這些限制條件,現(xiàn)階段許多設(shè)計(jì)單位仍按照GB50316及其他相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓力管道設(shè)計(jì),忽視了對(duì)新的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí),在管道設(shè)計(jì)圖紙審查過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)單位材料選用不符合《規(guī)程》的要求。
4、焊接工藝評(píng)定
GB/T20801規(guī)定工業(yè)壓力管道焊接工藝評(píng)定應(yīng)符合JB4708的要求,而現(xiàn)在JB4708仍執(zhí)行2000版,新版正在修訂之中尚未發(fā)布實(shí)施;許多設(shè)計(jì)單位仍規(guī)定工業(yè)壓力管道焊接工藝評(píng)定按照《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50236-1998實(shí)施。這幾個(gè)焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)有許多相似之處,但在細(xì)節(jié)上仍存在差別,應(yīng)引起監(jiān)檢人員的注意。
4.1 焊件母材厚度及焊縫金屬覆蓋范圍不同
GB50236統(tǒng)一規(guī)定,評(píng)定合格的焊接工藝其厚度的認(rèn)可范圍如表1所示:
表1 評(píng)定合格的焊接工藝及其厚度的認(rèn)可范圍(mm)
上述關(guān)于母材厚度認(rèn)可范圍的要求與JB4708-2000中母材為Ⅳ-2耐熱鋼和標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于54OMPa的強(qiáng)度型低合金鋼的要求相同,但對(duì)于T≥8時(shí)焊縫金屬的認(rèn)可厚度JB4708中規(guī)定為1.5S,比GB50236嚴(yán)格;對(duì)于其他鋼材,只有當(dāng)焊件規(guī)定進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí),試件評(píng)定合格后其適用的焊件母材厚度下限值為0.75T,母材及焊縫金屬厚度上限值均為均為試件母材和焊縫金屬厚度的2倍,總體來(lái)說JB4708對(duì)焊件厚度覆蓋范圍的規(guī)定相對(duì)寬松。而GB/T20801對(duì)需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的焊接接頭,可覆蓋的厚度范圍有專門的規(guī)定:試件厚度為T,則可覆蓋的厚度范圍為T/2至T+6mm。
4.2 母材分類分組不同
GB50236-1998與JB4708-2000對(duì)于母材分類分組不同,在GB50236中將抗拉強(qiáng)度下限為480-550MPa的低合金結(jié)構(gòu)鋼分為一組,如16Mn、16MnR與15MnV、15MnVR分為一組,而JB4708中它們分別屬于不同的組別;在JB4708中,12CrMo與15CrMo、12Cr1MoV屬于同一組,而在GB50236中則不同;在GB50236中18Cr-8Ni與18Cr-12Ni-2Mo、18Cr-13Ni-3Mo系列奧氏體不銹鋼屬于同一組,而在JB4708中則分屬不同的組別;組別不同,其焊接工藝評(píng)定組別評(píng)定規(guī)則均不同,監(jiān)檢人員在審查焊接工藝評(píng)定時(shí)應(yīng)充分注意其差別。
4.3沖擊試驗(yàn)溫度的規(guī)定不同
當(dāng)對(duì)工業(yè)管道進(jìn)行焊接工藝評(píng)定時(shí),除滿足JB4708的相關(guān)要求外,對(duì)于沖擊試驗(yàn)溫度還應(yīng)滿足GB/T20801關(guān)于沖擊試驗(yàn)溫度的要求:標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)不大于最低設(shè)計(jì)溫度;同時(shí),GB/T20801還提出,若因截面尺寸限制無(wú)法制備10mm×10mm×55mm的沖擊試樣時(shí),也可采用厚度為7.5mm、5.0mm、2.5mm的小尺寸試樣或盡可能寬的小尺寸試樣,小尺寸缺口試樣的寬度一般應(yīng)不小于材料厚度的80%;研究人員通過對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi),若以同樣的單位斷口面積沖擊功來(lái)衡量材料的轉(zhuǎn)變溫度,同一材料小試樣所反映的脆性轉(zhuǎn)變溫度比標(biāo)準(zhǔn)試樣低得多,試樣尺寸越小,脆性轉(zhuǎn)變溫度越低,采用小試樣時(shí),就應(yīng)采用更低的沖擊試驗(yàn)溫度或者提高單位斷口面積的沖擊功要求,因此GB/T20801根據(jù)小尺寸試樣材料厚度或試樣缺口寬度規(guī)定了沖擊試驗(yàn)溫度降低值,沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)在設(shè)計(jì)溫度降低相應(yīng)的溫度下進(jìn)行。
由于JB4708-2000為鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),主要針對(duì)常溫下的焊接工藝評(píng)定,對(duì)于低溫壓力容器,其焊接工藝評(píng)定的要求應(yīng)符合GB150附錄C的規(guī)定,因此JB4708中沖擊試驗(yàn)溫度均為常溫,無(wú)對(duì)低溫沖擊溫度的相關(guān)規(guī)定。
4.4 沖擊功合格指標(biāo)不同
JB4708中針對(duì)常溫沖擊試驗(yàn)沖擊功不低于27J,至多允許有1個(gè)試樣的沖擊吸收功低于規(guī)定值,但不低于規(guī)定值得70%。而GB/T20801中針對(duì)不同材料及其抗拉強(qiáng)度最小抗拉強(qiáng)度值規(guī)定了具體的沖擊功合格指標(biāo),同時(shí)應(yīng)注意,GB/T20801中規(guī)定的單個(gè)試樣沖擊功最低值要求比GB50316略有提高,且規(guī)定當(dāng)采用小尺寸試樣時(shí),沖擊功合格標(biāo)準(zhǔn)按試樣寬度的比例降低。
GB/T20801對(duì)于不銹鋼沖擊試驗(yàn)的側(cè)向膨脹量規(guī)定了具體的合格標(biāo)準(zhǔn),要求三個(gè)試樣均合格,采用小尺寸試樣時(shí),側(cè)向膨脹量的合格標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)試樣相同。
關(guān)于工業(yè)管道的焊接工藝評(píng)定,不能直接套用JB4708,要充分注意GB/T20801中的特殊規(guī)定,確保焊接工藝評(píng)定能夠完全覆蓋工業(yè)管道工程,保證工程焊接質(zhì)量。