壓力管道不同標(biāo)準(zhǔn)之間的對比
發(fā)布時間：2017/10/21 16:20:07
近幾年，我國相繼發(fā)布實施了一系列工業(yè)壓力管道的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)， 2006年發(fā)布實施的國家標(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》（以下簡稱《規(guī)程》），對工業(yè)管道實施安全監(jiān)察的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，是集設(shè)計、材料、制作安裝 、檢驗檢查于一體得工業(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，也將成為我國其他工業(yè)管道設(shè)計、施工驗收規(guī)范修訂的依據(jù)，當(dāng)然這也需要一個較長的相互協(xié)調(diào)得過程。2011年6月1日正式實施的《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)計規(guī)范》（2008年版）及GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(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)督檢驗工作過程中遇到的實際問題，對上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析比較，提出幾個現(xiàn)階段監(jiān)督檢驗工作中應(yīng)注意的問題，希望能為監(jiān)督檢驗人員提供一些借鑒。
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均無對壓力管道定級的規(guī)定，對于管道危險程度及安裝、檢驗、無損檢測等要求的判定是依據(jù)GB50316對流體的分類，A1類流體相當(dāng)于國家標(biāo)準(zhǔn)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044中Ⅰ級（極度危害）的介質(zhì)，A2類流體相當(dāng)于GB5044中Ⅱ級及以下（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)布實施后，管道定級更加嚴(yán)格了，原來規(guī)定只有輸送極度危害介質(zhì)的管道才屬于GC1級壓力管道，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)沸點的高度危害液體介質(zhì)的管道為GC1級壓力管道，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)計單位主要設(shè)計依據(jù)為GB50316，多數(shù)工業(yè)管道設(shè)計圖紙中僅標(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實施以前，輸送A2類流體的介質(zhì)均為GC2或GC3級壓力管道，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)針對具體介質(zhì)危害程度仔細(xì)判斷管道級別，防止出現(xiàn)超資質(zhì)施工。
2、關(guān)于沖擊試驗免除條件
2.1 小截面試樣
GB50316和GB/T20801沖擊試驗免除條件不同，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，如果無法制備5mm厚小截面試樣時，可免除低溫沖擊試驗；而GB/T20801中將小截面試樣的尺寸規(guī)定為2.5mm×10mm×55mm，相對來說要求更加嚴(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)力工況指的是同時滿足下列各項條件的工況：
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（計算位移應(yīng)力時，不計入應(yīng)力增大系數(shù)）；
c) 僅限于GC2級管道，且最低設(shè)計溫度不低于-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”不超過常溫屈服點的1/6，且不大于50MPa不利于實際操作，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“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)計溫度加50℃后，高于-20℃時；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。
2.3 材料厚度
GB/T20801中增加了對免除沖擊試驗的材料厚度的要求，對適用于碳鋼免除沖擊試驗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時可免沖擊試驗；所謂的“免除沖擊試驗”是指GB/T20801.2-2006不要求材料及其焊接接頭進(jìn)行沖擊試驗，并不是指免除“材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的沖擊試驗”。因為GB/T20801規(guī)定的“免除”是考慮了材料標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了沖擊試驗的要求，免除沖擊試驗指的是在按GB/T20801.2-2006規(guī)定選用材料的前提下，免除對材料及其焊接接頭的沖擊試驗要求。
2.4 奧氏體不銹鋼
GB/T20801對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)同時滿足下列條件：
a) 母材最低設(shè)計溫度不小于-196℃、焊縫金屬最低設(shè)計溫度不小于-101℃和因材料截面尺寸限制無法制備2.5mm×10mm×55mm沖擊試樣三個條件之一者；
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對奧氏體不銹鋼沖擊試驗免除的條件要求比GB50316更加嚴(yán)格、具體，在監(jiān)督檢驗過程中，應(yīng)根據(jù)GB/T20801的條件來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。
2.5 GC3級管道
GC3級壓力管道為輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，設(shè)計壓力小于或等于1.0MPa且設(shè)計溫度大于-20℃但不大于185℃的壓力管道；因其脆性斷裂的風(fēng)險幾率和后果均較低，因此GB/T20801規(guī)定GC3級壓力管道可免除沖擊試驗，其他國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中則無此規(guī)定。
3、材料使用限制要求
GB50316對管道材料選用只提出一些原則性的要求，而TSG D0001-2009和GB/T20801除了對管道材料使用的溫度和壓力條件限制外，還對碳鋼、奧氏體不銹鋼及其對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)的碳鋼無縫管及對接焊管件不得用于GC1級管道；碳鋼和奧氏體不銹鋼焊接鋼管及其對焊管件，除奧氏體不銹鋼電熔焊鋼管（添加填充金屬）的縱縫經(jīng)射線檢測者外，不得用于劇烈循環(huán)工況和GC1級管道。
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，忽視了對新的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，在管道設(shè)計圖紙審查過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)設(shè)計單位材料選用不符合《規(guī)程》的要求。
4、焊接工藝評定
GB/T20801規(guī)定工業(yè)壓力管道焊接工藝評定應(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)布實施；許多設(shè)計單位仍規(guī)定工業(yè)壓力管道焊接工藝評定按照《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50236-1998實施。這幾個焊接工藝評定標(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，但對于T≥8時焊縫金屬的認(rèn)可厚度JB4708中規(guī)定為1.5S，比GB50236嚴(yán)格；對于其他鋼材，只有當(dāng)焊件規(guī)定進(jìn)行沖擊試驗時，試件評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，總體來說JB4708對焊件厚度覆蓋范圍的規(guī)定相對寬松。而GB/T20801對需要進(jìn)行沖擊試驗的焊接接頭，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，其焊接工藝評定組別評定規(guī)則均不同，監(jiān)檢人員在審查焊接工藝評定時應(yīng)充分注意其差別。
4.3沖擊試驗溫度的規(guī)定不同
當(dāng)對工業(yè)管道進(jìn)行焊接工藝評定時，除滿足JB4708的相關(guān)要求外，對于沖擊試驗溫度還應(yīng)滿足GB/T20801關(guān)于沖擊試驗溫度的要求：標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊試驗溫度應(yīng)不大于最低設(shè)計溫度；同時，GB/T20801還提出，若因截面尺寸限制無法制備10mm×10mm×55mm的沖擊試樣時，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%；研究人員通過對比試驗發(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，就應(yīng)采用更低的沖擊試驗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)定了沖擊試驗溫度降低值，沖擊試驗溫度應(yīng)在設(shè)計溫度降低相應(yīng)的溫度下進(jìn)行。
由于JB4708-2000為鋼制壓力容器焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，主要針對常溫下的焊接工藝評定，對于低溫壓力容器，其焊接工藝評定的要求應(yīng)符合GB150附錄C的規(guī)定，因此JB4708中沖擊試驗溫度均為常溫，無對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中針對常溫沖擊試驗沖擊功不低于27J，至多允許有1個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)，同時應(yīng)注意，GB/T20801中規(guī)定的單個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，沖擊功合格標(biāo)準(zhǔn)按試樣寬度的比例降低。
GB/T20801對于不銹鋼沖擊試驗的側(cè)向膨脹量規(guī)定了具體的合格標(biāo)準(zhǔn)，要求三個試樣均合格，采用小尺寸試樣時，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，確保焊接工藝評定能夠完全覆蓋工業(yè)管道工程，保證工程焊接質(zhì)量。
