asmeb31.12标准在国内氢气长输管道工程上的应用.pdf
《asmeb31.12标准在国内氢气长输管道工程上的应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《asmeb31.12标准在国内氢气长输管道工程上的应用.pdf(5页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、A S M E B 3 1 1 2标准在国内氢气长输管道 工程上的应用 张小强 , 蒋庆梅 ( 中国石油天然气管道工程有限公司 , 河北 廊坊0 6 5 0 0 0 ) 摘要: 氢气长输管道设计技术在 国外 已经十分成熟 , 技术标准也相对完善, 但在国内却是空 白。介 绍 了国外氢气管道标准 A S ME B 3 1 1 2在 国内某氢 气长输管道工程的应用情况, 从管道选材、 管道 设计计算、 无损检测和压力试验 等方面介绍了 A S ME B 3 1 1 2标准的技术要求以及具体 应用情况 , 为今后国内氢气长输管道 的建设可提供一定 的借鉴。 关键词: 氢气长输管道 ; A S M E
2、 B 3 1 1 2; 管道设计 中图分类号: T H1 2 2 ; T一 6 5 ; T Q o 5 5 8 文献标志码: B 文章编号 : 1 0 0 1- 4 8 3 7 ( 2 0 1 5 ) l 1 0 0 4 7-0 5 d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 4 8 3 7 2 0 1 5 1 1 0 0 8 App l i c a t i o n o f AS M E B3 1 1 2 i n a Do me s t i c Lo ng Di s t a n c e Hy d r o g e n P i p e l i n e P r o j
3、 e c t Z HA N G Xi a oq i a n g , J I A N G Qi n g r n e i ( C h i n a P e t r o l e u m P i p e l i n e E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n , L a n g f a n g 0 6 5 0 0 0 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h e d e s i g n t e c h n i q u e o f l o n g d i s t a n c e h y d r o g e n p i p e l
4、 i n e p r o j e c t i s v e r y ma t u r e a b r o a d , a n d t h e t e c hn i c a l s t a n d a r d s i s c o mp r e h e n s i v e, b u t i t i s a b l a n k i n Ch i n a The a p p l i c a t i o n o f AS ME B3 1 1 2 i n a d o me s t i c h y d r o g e n p i p e l i n e p r o j e c t f r o m t h e
5、p i p e ma t e ri a l , p i p e d e s i g n c a l c u l a t i o n , n o n d e s t r u c t i v e t e s t i n g a n d p r e s s u r e t e s t i n g wa s d e s c ribe d Th e s e r e q u i r e me n t s a n d a p p l i c a t i o ns c a n p r o v i d e a r e f e r e n e e f o r f ut u r e l o n g di s t a
6、 n c e h y d r o g e n p i p e l i ne c o n s t r uc t i o n i n Chi na Ke y wo r d s: l o ng d i s t a nc e h y d r o g e n p i p e l i n e; AS ME B3 1 1 2; p i p e l i ne d e s i g n 0 引言 使用管道对氢气进行 长距离输送 已有 6 0余 年的历史 J , 在 发达 国家 已经具有一 定 的规模 。 1 9 3 8 年, 德国鲁尔建成最早的氢气长输管道, 其 总长达 2 0 8 k m。欧洲 大约有 1 5
7、0 0 k m 的低压 氢 气管道 , 美 国现有 的氢气管道超 过 1 4 0 0 k m。世 界最长的氢气管道位于法国和 比利 时之 间, 长约 4 0 0 k m。2 0 1 4年 , 中国建成 的最长氢 气长输 管 道巴陵 石 化 氢 气 长 输 管 道 , 全 长 4 2 k m。 2 0 1 5年 , 我 国又一 条氢气长输 管道 急需设计 施 工, 其主要功能是为石化行业加氢反应器提供氢 气原料 , 为进一步扩大石化企业的产能提供基础 保障。 在国外 , 氢气长输管道技术 已经十分成熟 , 对 应的设计标准规范的研究也比较全面 , 例如美国的 A S M E B 3 1 1 2
8、- 2 0 1 4 H y d r o g e n P i p i n g a n d P i p e - A S ME B 3 1 1 2标准在国内氢气长输管道工程上的应用 li n e s ) ( 以下简称 A S M E B 3 1 1 2 ) 、 欧洲的( H y d r o - g e n T r a n s p o r t a t i o n P i p e l i n e s ( 同 时 也 发 表 成 C G A G一 5 6 _2 0 0 5 H y d r o g e n P i p e l i n e S y s t e m s ) H ) 等标准。但是在国内, 还没有关
9、于氢 气长输管道的设计标准规范 , G B 5 0 2 5 1 -2 0 1 5 输 气管道工程设计规范 和 G B 5 0 1 7 7 -2 0 0 5 ( 氢气 站设计规范 也只能参照执行, 并不完全适用。 因此 , 本次氢气长输管道设计施工主要按照 A S ME B 3 1 1 2 2 0 1 4 H y d r o g e n P i p i n g a n d P i p e l i n e s 执 行 , 本文主要针对 A S M E B 3 1 1 2在 国内某氢气长 输管道工程中的执行隋况进行详细的论述 。 1 A S ME B 3 1 1 2简介 1 1 适用 范 围 A S
10、 ME B 3 1 1 2适用于氢气管道及配送系统 , 主要包括设计 、 施工 、 维护等多方面 , 可用于氢气 工业管道和长输管道 。 1 2主要 内容 A S ME B 3 1 1 2由四部分组成 , 分别是通用要 求 、 工业管道、 长输管道和附录。 ( 1 ) 通用要求 。 本部分主要介绍标准的基本要求 、 定义和术 语 , 主要 内容包括管道材料 、 焊接与热处理 、 检测 与检验 、 操作与维护 。 管道材料主要 包括碳 钢、 低合 金钢 、 中合金 钢 、 不锈钢 、 镍基合金 、 铝合金 和钛合金等。对 于 氢气长输管道 , 管道材料基本全部选择碳钢 , 管道 材料性能及制造标
11、 准为 A P I S p e c 5 L r 。焊接 与 热处理部分主要对焊接与热处理的方法 、 步骤及 检验合格标准进行 了详细介绍 ; 检测与检验部分 主要介绍了检测与检验方法 、 要求 ; 最后一部分提 出了操作与维护 的各种注意事项 , 包括常规操作 、 维护、 泄漏检查、 维修等。 ( 2 ) 工业管道。 工业管道部分主要针对的是氢气的工业应用 领域, 包括炼化、 加油站、 化工、 发电等。工业管道 与长输管道分属不 同的管道系统 , 与本工程应用 无关 , 本文不再详细说明。 ( 3 ) 长输管道。 长输管道部分主要针对管材选择 、 管道设计 、 管道敷设与测试 等方 面提 出了
12、要求 , 重点介绍 了 管材性能指标要求 、 管道线路地区等级划分标准 、 48 管材壁厚计算及设计系数选取、 管件设计与计算、 阀室设置、 管道敷设检验、 管道焊接与检验、 管道 清管试压干燥等。 ( 4 ) 附录。 附录是对标准的前三部分的补充说明。附录 的内容包括强制性 目录 9个 、 非强制性 目录 6个 。 主要包括地上氢气管道设备设计 、 A S ME引用标 准、 管道需用应力和质量因数等。 2 A S ME B 3 1 1 2标准的应用 2 0 1 5年 3月 , 我国口径最大的氢气长输管道 开建 , 全面进入施工建设期 , 本文主要从 以下几个 方面介绍 A S ME B 3
13、1 1 2标准在该氢气长输管道 工程中的应用情况。 2 1 管材选择 A S ME B 3 1 1 2中将 可用 于氢气长输管道 的 材料分为两大类 , 分别是 A S T M系列和 A P I 系列 , 详见表 1 。同时, A S ME B 3 1 1 2中明确要求应用 表 1中所有材料 的管道最大输送压力 不能大于 3 0 0 0 p s i ( 2 0 6 8 5 MP a ) , 除非材料在 氢气环境 中 的性能指标满足 A S M E B P V C o d e S e c t i o n D i v i s i o n 3 E s 3 A r t i c l e K D一1 0中
14、的要求。另外 , 对于 AS T M A 3 8 1 C l a s s Y一6 5和 AP I 5 L X 6 5 X7 0 X8 0 等材料 , 管道 的最 大输送压力不能大于 1 5 0 0 p s i ( 1 0 3 4 MP a ) 。 表 1 氢气长输管道材料分类汇 总 标准名称 等级 A S T M A 5 3, A1 0 6, A1 3 5, A1 3 9, A3 3 3, A3 8 1 A P I 5 L A, B, X4 2, X5 2, X 5 6, X 6 0, X6 5, X7 0, X 8 0 同时, 在 A S M E B 3 1 1 2的附录 A中指出氢脆 现象
15、对材料的强度十分敏感 , 强度越高 、 氢脆越严 重 , 所 以在选择材料时 , 不仅要对材料的屈服强度 最低值提出要求 , 还要对材料 的屈服强度上限值 加以要求 。附录 A 中还结合欧美地 区已建氢气 长输管 道 2 0多 年 的安 全 运 营情 况 , 推荐 选 用 AS TM A 1 0 6 Gr a d e B, AS TM A53 Gr a de B, AP I 5L X 4 2和 A P I 5 L X 5 2等钢级。 结合 A S ME B 3 1 1 2中规定 的材料等级以及 氢脆 的特点 , 最大 限度地降低 管道材料对氢的敏 感性 , 在此次氢气长输管道工程中选取钢级较低
16、 第 3 2卷第 1 1 期 压 力 容 器 总第 2 7 6期 的 A P I 5 L B级( P S L 2 ) 钢管 。 2 2 设计计算 A S ME B 3 1 1 2中管道壁厚计算公式如下 : P = FE T 式 中P 设计压力 , MP a s 材 料 屈 服 强 度 ,MP a ,按A S ME B 3 1 1 2 中表 I X一1 B选取 管道壁厚 , mm D管道外径 , mm 设 计 系数 , 按 A S ME B 3 1 1 2 中表 P L一 3 7 1 1 和 表 P L一3 7 12 中选取 E 焊缝系数 , 对于新建管道取 1 0 卜温度折减系数 , 按 A
17、S M E B 3 1 1 2中 表 P L一 3 7 1 3选取 日 厂一 材料性能系数 , 按 A S ME B 3 1 1 2中 表 I X一 5 A选取 2 2 1 设计系数 在 A S ME B 3 1 1 2中, 给出了A B两组设计系 数供选择 , 具体见表 2 。 表 2 设计 系数 F 分组 一级地区 二级地区 三级地区 四级地区 A组 O 5 O 5 O 5 O 4 曰组 O 7 2 0 6 0 5 0 4 A组是规范化 的设计 系数 , 管道需按 照 A P I 5 L附录 G中的要求进行韧性试验 , 要求夏 比冲击 试验剪切面积 3 个试样平均值不能低于 8 0 ( 全
18、 尺寸试样) 或者 8 5 ( 非全尺寸试样) , 或者落锤 试验剪切面积不小于 4 0 , 且要求夏 比冲击功满 足下式的要求 : C V N= 0 0 0 8 ( ) o - 式中c 一 全尺寸夏比冲击功 , fil b 尺 管道半径 , i n 卜管道壁厚 , i n 设计压力条件下 的管道环 向应力 , k s i 此组设计系数对管道韧性 的要求较 A P I 5 L 标准偏低 , 按照 A P I 5 L标准生产的管道基本符合 要求。 B组是基于管道性能的设计 系数 , 首先 , 要求 管道满足 A P I 5 L P S L 2的相关要求 ; 其次, 要求置 于氢气环境 中的管道满
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- asmeb31 12 标准 国内 氢气 管道工程 应用
限制150内