GB/T 20801.3-2020 压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算

　　ICS 23 . 040 J 74

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20801 . 3—2020代替 GB/T 20801 . 3—2006

　　压力管道规范 工业管道

　　第 3 部分：设计和计算

　　pressurepipingcode—Industrialpiping—part3：Designandcalculation

　　2020-1 1-19 发布 2021-06-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　前 言

　　GB/T 20801《压力管道规范 工业管道》分为以下 6 个部分：

　　— 第 1 部分：总则;

　　— 第 2 部分：材料;

　　— 第 3 部分：设计和计算;

　　— 第 4 部分：制作与安装;

　　— 第 5 部分：检验与试验;

　　— 第 6 部分：安全防护。

　　本部分为 GB/T 20801 的第 3 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 20801 . 3—2006《压 力 管 道 规 范 工 业 管 道 第 3 部 分：设 计 和 计 算》，与GB/T 20801 . 3—2006 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 增加了高温蠕变工况的定义及其使用规定(见 3 . 2、4 . 2 . 7 . 1、5 . 2 . 2 . 7、6 . 7 . 2 . 4) ;

　　— 修改了剧烈循环工况的定义(见 3 . 4 , 2006 年版的 3 . 4) ;

　　— 增加了强韧型铁素体耐热钢的定义(见 3 . 12) ;

　　— 增加了用于挥发性有机物系统阀门的密封控制要求(见 5 . 1 . 11 . 8) ;

　　— 修改了球墨铸铁的许用应力准则(见表 1 , 2006 年版的表 1) ;

　　— 增加了法兰接头最大螺栓安装载荷的确定准则(见 5 . 2 . 3 . 5) ;

　　— 修改了典型管道组成件型式尺寸标准(见表 13 , 2006 年版的表 14) ;

　　— 增加了表列标准(表 13)以外的管道元件标准适用要求(见 5 . 3 . 3) ;

　　— 增加了管法兰承受外载荷能力的评定准则(见 6 . 4) ;

　　— 修改了管道应力分析的方法及其适用范围(见 7 . 2 , 2006 年版的 7 . 1 . 1、7 . 1 . 2) ;

　　— 修改了持续荷载的应力强度条件(见 7 . 5 . 2 , 2006 年版的 7 . 3 . 1) ;

　　— 修改了柔性分析方法(见 7 . 5 . 5 . 7 , 2006 年版的 7 . 3 . 3 . 6) ;

　　— 修改了支承反力的确定方法(见 7 . 5 . 5 . 8 , 2006 年版的 7 . 3 . 4) ;

　　— 修改了管道支吊架的相应要求(见第 8 章，2006 年版的 7 . 4) ;

　　— 修改了“风荷载和地震荷载的计算”(见附录 A, 2006 年版的附录 D) ;

　　— 增加了“管道布置”(见附录 B) ;

　　— 修改了“国际通用石油化工阀门标准”(见附录 C, 2006 年版的附录 A) ;

　　— 增加了“低泄漏阀门阀杆密封通用要求”(见附录 D) ;

　　— 修改了“柔性系数和应力增大系数”(见附录 G, 2006 年版的附录 C) ;

　　— 增加了“静设备管口许用荷载”(见附录 I) ;

　　— 修改了“金属波纹膨胀节”(见附录 J, 2006 年版的附录 F) 。

　　本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)提出并归口 。

　　本部分起草单位：全国化工设备设计技术中心站、中国寰球工程有限公司北京分公司、国家市场监督管理总局特种设备安全监察局、中石油华东设计院有限公司、中石化宁波工程有限公司、上海华谊工程有限公司、华陆工程科技有限责任公司。

　　本部分主要起草人：应道宴、张世忱、徐锋、黄正林、岳进才 、李中央、刘洪福、李永红、康美琴、郭卫

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　疆、蔡暖姝。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 20801 . 3—2006 。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　压力管道规范 工业管道

　　第 3 部分：设计和计算

　　1 范围

　　GB/T 20801 的本部分规定了压力管道的设计和计算的基本要求，这些基本要求包括设计条件、设计准则、管道组成件及其压力设计、管道应力分析等方面的规定。

　　本部分适用于 GB/T 20801 . 1 范围界定的压力管道的设计和计算。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 150(所有部分) 压力容器

　　GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸

　　GB/T 197 普通螺纹 公差

　　GB/T 1031 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值GB/T 1047 管道元件 公称尺寸的定义和选用

　　GB/T 1048 管道元件 公称压力的定义和选用

　　GB/T 3287 可锻铸铁管路连接件

　　GB/T 3420 灰口铸铁管件

　　GB/T 3422 连续铸铁管

　　GB/T 3733 卡套式端直通管接头

　　GB/T 3734 卡套式锥螺纹直通管接头

　　GB/T 3735 卡套式端直通长管接头

　　GB/T 3736 卡套式锥螺纹长管接头

　　GB/T 3737 卡套式直通管接头

　　GB/T 3738 卡套式可调向端弯通管接头

　　GB/T 3739 卡套式锥螺纹弯通管接头

　　GB/T 3740 卡套式弯通管接头

　　GB/T 3741 卡套式可调向端三通管接头

　　GB/T 3742 卡套式锥螺纹三通管接头

　　GB/T 3743 卡套式可调向端弯通三通管接头

　　GB/T 3744 卡套式锥螺纹弯通三通管接头

　　GB/T 3745 卡套式三通管接头

　　GB/T 3746 卡套式四通管接头

　　GB/T 3747 卡套式焊接管接头

　　GB/T 3748 卡套式过板直通管接头

　　GB/T 3749 卡套式过板弯通管接头

　　GB/T 3750 卡套式铰接管接头

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　GB/T 3751 卡套式压力表管接头

　　GB/T 3752 卡套式组合弯通管接头

　　GB/T 3753 卡套式组合三通管接头

　　GB/T 3754 卡套式锥密封组合弯通管接头

　　GB/T 3755 卡套式锥密封组合三通管接头

　　GB/T 3756 卡套式锥密封组合直通管接头

　　GB/T 3757 卡套式过板焊接管接头

　　GB/T 3758 卡套式管接头用锥密封焊接接管

　　GB/T 3759 卡套式管接头用连接螺母

　　GB/T 3760 卡套式管接头用锥密封堵头

　　GB/T 3763 管接头用六角薄螺母

　　GB/T 3764 卡套

　　GB/T 3765 卡套式管接头技术条件

　　GB/T 5625 扩口式端直通管接头

　　GB/T 5626 扩口式锥螺纹直通管接头

　　GB/T 5627 扩口式锥螺纹长管接头

　　GB/T 5628 扩口式直通管接头

　　GB/T 5629 扩口式锥螺纹弯通管接头

　　GB/T 5630 扩口式弯通管接头

　　GB/T 5631 扩口式可调向端弯通管接头

　　GB/T 5632 扩口式组合弯通管接头

　　GB/T 5633 扩口式可调向端三通管接头

　　GB/T 5634 扩口式组合弯通三通管接头

　　GB/T 5635 扩口式锥螺纹三通管接头

　　GB/T 5637 扩口式可调向端弯通三通管接头

　　GB/T 5638 扩口式组合三通管接头

　　GB/T 5639 扩口式三通管接头

　　GB/T 5641 扩口式四通管接头

　　GB/T 5642 扩口式焊接管接头

　　GB/T 5643 扩口式过板直通管接头

　　GB/T 5644 扩口式过板弯通管接头

　　GB/T 5645 扩口式压力表管接头

　　GB/T 5646 扩口式管接头管套

　　GB/T 5647 扩口式管接头用 A 型螺母

　　GB/T 5648 扩口式管接头用 B 型螺母

　　GB/T 5649 管接头用锁紧螺母和垫圈

　　GB/T 5650 扩口式管接头用空心螺栓

　　GB/T 5651 扩口式管接头用密合垫

　　GB/T 5652 扩口式管接头扩口端尺寸

　　GB/T 5653 扩口式管接头技术条件

　　GB/T 5782 六角头螺栓

　　GB/T 6170 1 型六角螺母

　　GB/T 6175 2 型六角螺母

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　GB/T 7306 . 1 55°密封管螺纹 第 1 部分：圆柱内螺纹与圆锥外螺纹

　　GB/T 7306 . 2 55°密封管螺纹 第 2 部分：圆锥内螺纹与圆锥外螺纹GB/T 8464 铁制和铜制螺纹连接阀门

　　GB/T 9065 . 1 液压软管接头 第 1 部分：O 形圈端面密封软管接头GB/T 9065 . 2 液压软管接头 第 2 部分：24°锥密封端软管接头

　　GB/T 9065 . 5 液压软管接头 第 5 部分：37°扩口端软管接头GB/T 9124 . 1 钢制管法兰 第 1 部分：PN 系列

　　GB/T 9124.2 钢制管法兰 第 2 部分：Class 系列

　　GB/T 9711 石油天然气工业 管线输送系统用钢管GB/T 12220 工业阀门 标志

　　GB/T 12221 金属阀门 结构长度

　　GB/T 12224 钢制阀门 一般要求

　　GB/T 12232 通用阀门 法兰连接铁制闸阀

　　GB/T 12233 通用阀门 铁制截止阀与升降式止回阀

　　GB/T 12234 石油、天然气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀

　　GB/T 12235 石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀

　　GB/T 12236 石油、化工及相关工业用的钢制旋启式止回阀

　　GB/T 12237 石油、石化及相关工业用的钢制球阀

　　GB/T 12238 法兰和对夹连接弹性密封蝶阀

　　GB/T 12239 工业阀门 金属隔膜阀GB/T 12240 铁制旋塞阀

　　GB/T 12241 安全阀 一般要求

　　GB/T 12243 弹簧直接载荷式安全阀

　　GB/T 12246 先导式减压阀

　　GB/T 12459—2017 钢制对焊管件 类型与参数

　　GB/T 12716 60°密封管螺纹

　　GB/T 12777 金属波纹管膨胀节通用技术条件

　　GB/T 13295 水及燃气用球墨铸铁管、管件和附件

　　GB/T 13402 大直径钢制管法兰

　　GB/T 13927 工业阀门 压力试验

　　GB/T 13932 铁制旋启式止回阀

　　GB/T 14383 锻制承插焊和螺纹管件GB/T 17116(所有部分) 管道支吊架GB/T 17185 钢制法兰管件

　　GB/T 17186 . 1 管法兰连接计算方法 第 1 部分：基于强度和刚度的计算方法GB/T 17241 铸铁管法兰

　　GB/T 17395 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差

　　GB/T 18615 波纹金属软管用非合金钢和不锈钢接头

　　GB/T 19326 锻制承插焊、螺纹和对焊支管座

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　GB/T 20801 . 6—2020 压力管道规范 工业管道 第 6 部分：安全防护

　　GB/T 26480 阀门的检验和试验

　　GB/T 26481 阀门的逸散性试验

　　GB/T 29168 . 1 石油天然气工业 管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰 第 1 部分：感应加热弯管

　　GB/T 29168 . 2 石油天然气工业 管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰 第 2 部分：管件

　　GB/T 29168 . 3 石油天然气工业 管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰 第 3 部分：法兰GB/T 32294 锻制承插焊和螺纹活接头

　　GB/T 38343 法兰接头安装技术规定

　　HG/T 3651 钛制对焊无缝管件

　　HG/T 20553 化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列

　　HG/T 20592 钢制管法兰(PN 系列)

　　HG/T 20606 钢制管法兰用非金属平垫片(PN 系列)

　　HG/T 20607 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片(PN 系列)

　　HG/T 20609 钢制管法兰用金属包覆垫片(PN 系列)

　　HG/T 20610 钢制管法兰用缠绕式垫片(PN 系列)

　　HG/T 20611 钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫(PN 系列)

　　HG/T 20612 钢制管法兰用金属环形垫(PN 系列)

　　HG/T 20613 钢制管法兰用紧固件(PN 系列)

　　HG/T 20614 钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定(PN 系列)

　　HG/T 20615 钢制管法兰(Class 系列)

　　HG/T 20623 大直径钢制管法兰(Class 系列)

　　HG/T 20627 钢制管法兰用非金属平垫片(Class 系列)

　　HG/T 20628 钢制管法兰聚四氟乙烯包覆垫片(Class 系列)

　　HG/T 20630 钢制管法兰用金属包覆垫片(Class 系列)

　　HG/T 20631 钢制管法兰缠绕式垫片(Class 系列)

　　HG/T 20632 钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫(Class 系列)

　　HG/T 20633 钢制管法兰用金属环形垫(Class 系列)

　　HG/T 20634 钢制管法兰用紧固件(Class 系列)

　　HG/T 20635 钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定(Class 系列)

　　HG/T 21547 管道用钢制插板、垫环、8 字盲板系列

　　JB/ T 2768 阀门零部件 高压管子、管件和阀门端部尺寸

　　JB/ T 2769 阀门零部件 高压螺纹法兰

　　JB/ T 2772 阀门零部件 高压盲板

　　JB/ T 2776 阀门零部件 高压透镜垫

　　JB/ T 2778 阀门零部件 高压管件和紧固件温度标记

　　JB 4732 压力容器分析设计标准

　　JB/ T 6439 阀门受压件磁粉探伤检验

　　JB/ T 6440 阀门受压铸钢件射线照相检验

　　JB/ T 6899 阀门的耐火试验

　　JB/T 6902—2008 阀门液体渗透检测

　　JB/ T 6903—2008 阀门锻钢件超声波检查方法

　　JB/ T 7747 针形截止阀

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　JB/ T 7927—2014 阀门铸钢件外观质量要求

　　JB/ T 8527 金属密封蝶阀

　　JB/ T 8937 对夹式止回阀

　　NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定

　　SH/T 3419 石油化工钢制异径短节

　　SH/T 3425 钢制管道用盲板技术标准

　　ISO 15848-1 工业阀门 散逸性介质泄漏的测量、试验和鉴定程序 第 1 部分：阀门的分类体系

　　和型式试验鉴定程序 (Industrial valves—Measurement, test and qualification procedures for fugitive emissions—Part 1 : Classification system and qualification procedures for type testing of valves)

　　API 600 钢制闸阀 法兰连接端和对焊端、螺栓连接阀盖(Steel Gate—Valves Flanged and Butt- welding Ends, Bolted Bonnets)

　　ASME BPV Code Ⅷ-2 ASME锅炉及压力容器规范 Ⅷ 第 2 册 压力容器建造另一规则(ASME BPVC Section Ⅷ —Rules for Construction of Pressure Vessels Division 2 Alternative Rules)

　　ASME B16.9 工厂制造的轧制对焊管件(Factory Made Wrought Butt-welding Fittings)

　　ASME B16.11 承插焊和螺纹锻制管件(Forged Fittings, Socket-welding and Threaded)

　　ASME B36.10M 无缝和焊接钢管(Welded and Seamless Wrought Steel Pipe)

　　ASME B36.19M 不锈钢钢管(Stainless Steel Pipe)

　　3 术语和定义

　　GB/T 20801 . 1—2020 、GB/T 20801 . 2—2020 、GB/T 20801 . 4—2020 、GB/T 20801 . 5—2020 和GB/T 20801 . 6—2020 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　管道系统 pipingsystem

　　由同一设计条件确定且相互连接的管道。

　　3.2

　　高温蠕变工况 elevatedtemperaturefluidservice

　　材料使用温度处于焊接接头高温强度降低系数 W 小于 1(见 4 . 2 . 7 及表 5)的工况，相当于工作温度处于由材料长期强度决定许用应力温度范围的工况。

　　3.3

　　流体工况 fluidservice

　　涉及管道系统应用的综合性术语，综合考虑流体性质、操作条件和其他因素，构成管道系统设计的基础。

　　3.4

　　剧烈循环工况 severecyclicconditions

　　发生以下情况之一的工况：

　　a) 管道系统中的管子、管道元件或接头中的位移应力范围 sE[按式(39)计算]超过许用应力范围sA[按式(34)或式(35)计算]的 0 . 8 倍，同时当量循环次数 N[按式(37)计算]超过 7 000 ;

　　b ) 设计人员根据经验判定的其他具有相同效应[位移应力范围sE 接近许用应力范围sA,且许用应力范围折减系数 f(按式(36)计算或通过图 12 查得)接近 1 . 0]的工况。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　3.5

　　支管连接管件 branchconnectionfitting

　　通过对焊连接、承插焊连接、螺纹连接，将支管连接于主管的整体补强管件。

　　注：如支管座、半管接头等。

　　3.6

　　额定值 ratingvalue

　　标准规定的管道组成件压力值。

　　3.7

　　管标号 schedulenumber

　　管子壁厚系列的数值代号。

　　3.8

　　位移应变 displacementstrain

　　在管道组成件中，由管道约束点发生位移、端点附加位移所产生的应变以及因温度变化所产生的应变。

　　3.9

　　位移应力 displacementstress

　　管道组成件中由位移应变引起的应力。

　　3 . 10

　　管部 structuralattachments;attachmentofsupportonpiping

　　采用焊接、螺栓连接或卡箍方式与管道或其绝缘层直接连接的支吊架零件的总称。

　　3 . 1 1

　　最低设计温度 designminimum temperature

　　预期工况中组件的最低温度，按此温度确定特殊设计要求和材料评定要求。

　　3 . 12

　　强韧型铁素体耐热钢 creepstrengthenhancedferriticsteels;CSEF

　　通过析出强化和细晶化提高蠕变断裂强度的铬钼铁素体钢。

　　注：通常包括 91 、92、911 、122 和 23 铬钼铁素体钢。

　　3 . 13

　　挥发性有机物 volatileorganiccompounds;VoC

　　参与大气光化学反应的有机化合物或任何能向大气释放有机化合物的符合以下任一条件的有机液体：

　　a) 20 ℃时，挥发性有机液体的真实蒸气压大于 0 . 3 kPa;

　　b ) 20 ℃时，空气与有机化合物的混合物中，真实蒸气压大于 0 . 3 kPa 的纯有机化合物的总质量分数等于或者高于 20%,参见 GB 31570 和 GB 31571。

　　4 设计条件和设计准则

　　4 . 1 设计条件

　　4 . 1 . 1 设计压力

　　4 . 1 . 1 . 1 一般规定

　　4 . 1 . 1 . 1 . 1 管道系统中每个管道组成件的设计压力，应不小于在操作中可能遇到的最苛刻的压力和温

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　度组合工况下的压力，但 4 . 2 . 3 规定的情况除外。

　　4 . 1 . 1 . 1 . 2 最苛刻的工况导致管道组成件具有最大厚度和最高压力等级。

　　4 . 1 . 1 . 1 . 3 最苛刻的压力和温度组合工况应考虑压力源(如泵、压缩机)、压力脉动、不稳定流体的分解、静压头、控制装置和阀门的失效或操作失误、环境影响等可能产生的运行条件。

　　4 . 1 . 1 . 2 设计压力的确定原则

　　4 . 1 . 1 . 2 . 1 装有安全泄放装置的管道，其设计压力应不小于安全泄放装置的设定压力(或最大标定爆破压力)，但 GB/T 20801.6—2020 中 4.1.5 a)2) 和 4.1.5 c)规定的情况除外。

　　4 . 1 . 1 . 2 . 2 未设置压力泄放装置或可能发生与压力泄放装置隔离、堵塞的管道，其设计压力应不小于可能因此而产生的最大压力。

　　4 . 1 . 1 . 2 . 3 当管道与设备直接连接作为一个压力系统时，管道的设计压力应不小于设备的设计压力。

　　4 . 1 . 1 . 2 . 4 离心泵出口管道的设计压力应不小于泵的关闭压力。

　　4 . 1 . 1 . 2 . 5 输送制冷剂、液化烃类低沸点介质的管道，其设计压力应不小于阀门切断时或介质不流动时介质可能达到的最大压力。

　　4 . 1 . 1 . 2 . 6 当管道被分隔件(包括夹套管、盲板等)分隔为几个单独的受压段时，该分隔件的设计压力应不小于在操作中两侧受压室可能遇到的最苛刻的压差和温度组合工况的压力。

　　4 . 1 . 1 . 2 . 7 装有安全控制装置的真空管道，设计压力取最大压差的 1 . 25 倍或 0 . 1 MPa 中的较小值，并按外压条件进行设计;对于没有安全控制装置的真空管道，设计压力取 0 . 1 MPa。

　　4 . 1 . 2 设计温度

　　4 . 1 . 2 . 1 一般规定

　　4 . 1 . 2 . 1 . 1 管道系统中每个管道组成件的设计温度应按操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况的温度确定。

　　4 . 1 . 2 . 1 . 2 同一管道中的不同管道组成件的设计温度可以不同。

　　4 . 1 . 2 . 1 . 3 确定设计温度时，应考虑流体温度、环境温度、阳光辐射、加热或冷却介质的温度以及管道隔热、传热的影响。

　　4 . 1 . 2 . 2 设计温度的确定原则

　　4 . 1 . 2 . 2 . 1 对无外隔热层的管道，介质温度低于 65 ℃时，管道组成件的设计温度与介质温度相同，但应考虑阳光辐射或其他可能导致介质温度升高的因素;介质温度高于或等于 65 ℃时，管道组成件的设计温度确定应符合以下规定：

　　a) 对于阀门、管子、翻边端部和焊接管件，取介质温度的 95% ;

　　b ) 对于松套法兰以外的法兰，取介质温度的 90% ;

　　c) 对于松套法兰，取介质温度的 85% ;

　　d) 对于螺栓，取介质温度的 80% ;

　　e) 也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温。

　　4 . 1 . 2 . 2 . 2 外部隔热管道的设计温度一般取介质温度，但也可以取实测的平均壁温或根据传热计算得到的平均壁温，采用伴管或夹套结构的管道应考虑加热或冷却对设计温度的影响。

　　4 . 1 . 2 . 2 . 3 内部隔热管道的管道组成件，设计温度应按传热计算或试验确定。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　4 . 1 . 2 . 3 最低设计温度

　　管道设计时应考虑最低设计温度对管道设计、材料选用和 7 . 5 . 5 应力分析的影响。

　　4 . 1 . 3 荷载条件

　　4 . 1 . 3 . 1 持久荷载

　　持久荷载系指作用于管道的载荷，包括：

　　a) 介质压力：管道内压、外压或最大压差(设计压力应与对应的设计温度一起作为荷载条件)。

　　b ) 重力荷载：管道设计应计入的重力荷载包括：

　　1) 静荷载：管道组成件、隔热材料重量以及施加在管道上由管道支承的其他永久性荷载;

　　2) 活荷载：输送介质的重量或液压试验介质的重量以及由于环境和操作条件造成的冰、雪的重量。

　　4 . 1 . 3 . 2 偶然性荷载

　　偶然性荷载系指短时间作用于管道的载荷，包括：

　　a) 风荷载：设计室外管道时，应计算风荷载，其计算方法可参见附录 A ;

　　b ) 地震荷载：设计管道时，应计算由地震引起的水平力，其计算方法可参见附录 A ;

　　c) 流体排放反力：由于流体的减速或排放而产生的反作用力，管道的设计、布置、支承应能承受此反作用力。

　　4 . 1 . 3 . 3 温度及位移荷载

　　温度及位移载荷系指管道系统由温度及位移而引起的荷载，包括：

　　a) 因约束产生的荷载：温度变化时，因管道受约束使管道不能 自 由热胀冷缩而产生的轴向力和力矩;

　　b ) 端点位移引起的荷载：管道支吊架或管道连接的设备发生位移引起的荷载;

　　c) 由于膨胀特性不同产生的荷载：材料热胀系数差异导致热膨胀的不同而产生的荷载，如双金属管道、夹套管道、非金属衬里管道等;

　　d) 温度梯度形成的荷载：因温度剧变或分布不均匀而在管壁中产生的应力所形成的荷载，如高温流体通过厚壁管或流体分层流动而产生的管道弯曲。

　　4 . 1 . 3 . 4 循环荷载

　　循环荷载系指管道系统由压力循环、热循环以及其他循环引起的疲劳的荷载。

　　4 . 1 . 3 . 5 冲击

　　冲击系指外部或内部条件引起的冲击力，包括介质流动导致的冲击、介质流速的变化、压力波动、液体闪蒸、水击、液体或固体的猛击、暴涨和喷发。

　　4 . 1 . 3 . 6 振动

　　振动系指由冲击、压力脉动、紊流涡流、压缩机共振以及风荷载引起的振动。 管道设计、布置、支承应能消除过度和有害的振动影响。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　4 . 1 . 4 厚度附加量

　　4 . 1 . 4 . 1 腐蚀裕量

　　管道设计应有足够的腐蚀裕量，腐蚀裕量应根据预期的使用寿命和介质对材料的腐蚀速率来确定，还应考虑冲蚀和局部腐蚀等因素。

　　4 . 1 . 4 . 2 其他附加量

　　确定管道组成件最小厚度时，应包括腐蚀、冲蚀、螺纹深度或沟槽深度所需的裕量。 为防止因支承、结冰、回填、运输和装卸等引起的超载应力和变形，从而可能产生的损坏、垮塌或失稳等现象，应考虑增加管壁厚度。

　　4 . 1 . 5 环境影响

　　4 . 1 . 5 . 1 压力

　　对于被隔断管道中的流体，应考虑因受环境加热产生膨胀所导致的压力升高或因受环境冷却而导致管道的压力下降甚至真空。

　　4 . 1 . 5 . 2 温度

　　当管道系统的设计温度低于 0 ℃时，应考虑因表面冷凝、冰冻而引起的阀门、泄压装置或排放管道故障以及低温对柔性分析和材料选用等的影响。

　　4 . 1 . 6 管道布置和特定管道系统的设计要求

　　管道布置和特定管道系统，如泄放管道、埋地管道、可燃介质和有毒介质管道、蒸汽管道、低温管道、管道的隔热和静电接地设计要求等参见附录 B。

　　4 . 2 设计准则

　　4 . 2 . 1 管道组成件压力-温度设计准则

　　管道组成件的压力-温度设计应采用 4 . 2 . 1 . 1~4 . 2 . 1 . 4 规定的方法之一 。

　　4 . 2 . 1 . 1 压力-温度额定值方法

　　管道组成件的压力-温度额定值的确定应符合下列规定：

　　a) 除本部分另有规定外，表 13 中已规定压力-温度额定值的管道组成件，其设计温度下的最大允许工作压力按相关标准规定的压力-温度额定值;

　　b ) 如设计温度高于表 13 中相关标准给出的温度额定值，但不高于 GB/T 20801 . 2 规定的材料使用温度上限者，设计者可根据相关温度下的材料许用应力折算;

　　c) 对于表 13 中仅标明公称压力的管道组成件，设计温度下的最大允许工作压力可根据设计温度和常温下的材料许用应力折算;

　　d) 表 13 中未列入的管道组成件，其适用的压力-温度值应符合 5 . 3 . 3 的规定。

　　4 . 2 . 1 . 2 压力设计方法

　　管道组成件的压力设计应符合下列规定：

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　a) 直管、斜接弯头、弯管、盲板、非标法兰和非标对焊管件等管道组成件应按第 6 章设计;

　　b ) 对于按壁厚系列规定的承插焊管件和螺纹管件，其设计温度下的最大允许工作压力应不大于具有相同壁厚系列和相同许用应力的无缝直管按有效厚度确定的最大允许工作压力;

　　c) 支管与主管直接连接的压力设计应符合 6 . 7、6 . 8 的规定。

　　4 . 2 . 1 . 3 验证性压力试验方法

　　管道组成件的验证性压力试验应符合下列规定：

　　a) 对于表 13 中的对焊管件，如未按 4 . 2 . 1 . 2 a)进行压力设计，可进行验证性压力试验并在验证性压力试验的覆盖范围内按 4 . 2 . 1 . 2 b)确定其设计温度下的最大允许工作压力;

　　b ) 其他管道组成件也可根据验证性压力试验确定其最大允许工作压力。

　　4 . 2 . 1 . 4 其他方法

　　除 4 . 2 . 1 . 1 、4 . 2 . 1 . 2 和 4 . 2 . 1 . 3 规定的方法外，管道组成件的最大允许工作压力也可以采用对比经验分析、应力分析或实验应力分析方法确定。

　　4 . 2 . 2 管道系统压力-温度设计准则

　　管道系统的压力-温度设计应符合下列规定：

　　a) 除 4 . 2 . 3 的规定外，管道的设计压力应不大于该管道系统中所有管道组成件按 4 . 2 . 1 确定的设计温度下的最大允许工作压力的最小值;

　　b ) 不同流体工况的管道连接时，分隔阀门的额定值应按苛刻工况确定。 但位于阀门任一侧的管道均应按相应的工况条件进行设计。

　　4 . 2 . 3 压力和温度的允许变动范围

　　4 . 2 . 3 . 1 确定设计压力和设计温度时，应考虑管道系统运行时发生的压力和温度的变动。

　　4 . 2 . 3 . 2 GC1 级管道压力和温度不得超出设计范围。

　　4 . 2 . 3 . 3 除符合下列各项条件以及 4 . 2 . 3 . 4 的要求外，GC2 和 GC3 级管道应按压力和温度变动中的最苛刻组合确定设计条件：

　　a) 管道系统中没有铸铁或其他脆性金属材料的管道组成件;

　　b ) 由压力产生的管道名义应力不超过材料在相应温度下的屈服强度;

　　c) 总应力符合 7 . 5 . 5 的规定;

　　d) 管道系统预期寿命内，超过设计条件的压力-温度变化的总次数不大于 1 000 次 ;

　　e) 压力变动的上限值不大于管道系统的试验压力;

　　f) 持续和周期性变动不改变管道系统中所有管道组成件的操作安全性能;

　　g) 温度变动的下限值不小于 GB/T 20801 . 2 规定的材料最低使用温度;

　　h) 阀门闭合元件的压力差不超过阀门制造商规定的最大额定压力差。

　　4 . 2 . 3 . 4 超过设计条件的压力偶然变动应限制在下列任一范围内：

　　a) 压力超过相应温度下的压力额定值或由压力产生的管道名义应力超过材料许用应力值的幅度和频率应满足下列条件之一：

　　1) 变动幅度不大于 33%,每次变动时间不超过 10 h,且每年累计变动时间不超过 100 h ;

　　2) 变动幅度不大于 20%,每次变动时间不超过 50 h,且每年累计变动时间不超过 500 h。

　　b ) 当波动为自限(例如压力泄放)时，在每次变动时间不超过 50 h 且每年累计变动时间不超过

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　500 h条件下，压力额定值变动幅度不大于 20%,或管道名义应力超过材料许用应力值的幅度不大于 20% 。

　　4 . 2 . 4 许用应力

　　4 . 2 . 4 . 1 金属材料许用应力和螺栓材料许用应力应符合 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 1 和表 A. 2 的规定。

　　注：表中许用应力值未包括材料的纵向焊接接头系数 Φw、焊接接头高温强度降低系数 W 和铸件质量系数 ΦC(见表 4)。

　　4 . 2 . 4 . 2 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 1 和表 A. 2 以外的金属材料和螺栓材料应按表 1 和表 2 规定的准则确定各自的许用应力。

　　4 . 2 . 4 . 3 拉伸许用应力按 4 . 2 . 4 . 1 和 4 . 2 . 4 . 2 取值 。

　　4 . 2 . 4 . 4 压缩许用应力应符合结构稳定性的要求，且不大于拉伸许用应力。

　　4 . 2 . 4 . 5 剪切许用应力取拉伸许用应力的 80%,接触许用应力取拉伸许用应力的 160%。

　　4 . 2 . 5 纵向焊接接头系数 Φw

　　管子和对焊管件的纵向焊接接头系数 Φw 应按表 3 规定的准则或 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 3确定。

　　表 1 金属材料许用应力准则

　　表 2 螺栓材料许用应力准则

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　表 2(续)

　　表 3 纵向焊接接头系数 Φw

　　表 4 铸件质量系数 ΦC 及附加无损检测要求

　　4 . 2 . 6 铸件质量系数 ΦC

　　4 . 2 . 6 . 1 铸铁件(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁)的铸件质量系数 ΦC 取 1 . 0 。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　4.2.6.2 除铸铁外，GB/T 20801.2—2020 表 A.1 中金属静态铸件应按 JB/T 7927 进行外观检查，且不低于 B级要求，铸件质量系数取 0 . 8 。

　　4 . 2 . 6 . 3 对需要进行附加无损检测的铸件可取表 4 中的铸件质量系数，但铸件质量系数 ΦC 的改变并不影响管道组成件的压力-温度额定值。

　　4 . 2 . 7 焊接接头高温强度降低系数w

　　4 . 2 . 7 . 1 使用表 5 所列高温蠕变工况的铬钼合金钢、强韧型铁素体耐热钢、300 系奥氏体不锈钢、800 和600 镍基合金焊接接头的长期工作强度可能低于母材。

　　按第 6 章设计承受内压的焊接直管和弯管、弯头、斜接弯头、异径管等对焊管件壁厚时，许用应力与纵向焊接接头系数的乘积 sΦw 还应乘以焊接接头高温强度降低系数 W;计算由持续性荷载产生的轴向应力时，环焊缝的许用应力 sh 也应乘以 W。

　　4 . 2 . 7 . 2 符合下列条件之一者，可不计焊缝接头高温强度降低系数 W：

　　a) 评价临时荷载(如风荷载、地震荷载)时;

　　b ) 按 4 . 2 . 3 评价的压力和温度允许变动范围时;

　　c) 按 a)或 b)条件的额定压力或许用应力;

　　d) 按 7 . 5 . 5 . 3 计算柔性分析的许用应力范围 sA 时 。

　　4.2.7.3 对于表 5 以外的材料，除 4.2.7.4 以外，温度不高于 510 ℃时，W 取 1.0;温度为 815 ℃时，W 取0 . 5,中间数值采用线性内插法计算;温度高于 815 ℃时，由设计者确定 W。

　　4 . 2 . 7 . 4 允许通过焊接接头蠕变断裂试验确定大于表 5 或 4 . 2 . 7 . 3 的 W 值，但应符合下列规定：

　　a) 应采用全厚度包括母材、焊缝及热影响区的横向焊接接头试样;

　　b ) 持久断裂时间不低于 1 000 h。

　　表 5 焊接接头高温强度降低系数 wg

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　5 管道组成件

　　5 . 1 管道组成件的选用

　　5 . 1 . 1 一般规定

　　应根据流体的性质、各种可能出现的操作工况以及外部环境的要求和经济合理性选用管道组成件。

　　5 . 1 . 2 管子和对焊管件

　　5 . 1 . 2 . 1 按 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 1 和表 13 选用的管子和对焊管件，其壁厚计算应符合本部分第6 章的相关规定。

　　5 . 1 . 2 . 2 按 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 1 和表 13 选用的管子，还应考虑设计条件和各种可能出现的操作工况。

　　5 . 1 . 2 . 3 管子和对焊管件材料的使用限制应符合 GB/T 20801 . 2 的相关规定。

　　5 . 1 . 2 . 4 用于 GC1 级管道和剧烈循环工况的对焊管件应符合下列规定：

　　a) 符合 GB/T 12459—2017 附录 B 的最小壁厚要求;

　　b ) 采用带折边异径管，且半锥角不大于 30°。

　　5. 1 .2.5 采用 GB/T 9711 中 L290(X42) ~L555(X80) 的管道系统，对焊管件应符合 GB/T 29168.2 的相关要求。

　　5 . 1 . 3 弯管

　　5 . 1 . 3 . 1 弯管的制作应符合 GB/T 20801 . 4 的相关规定。

　　5 . 1 . 3 . 2 弯管最小壁厚应符合 6 . 2 的规定。

　　5 . 1 . 3 . 3 带褶皱和波浪的弯管(见 GB/T 20801 . 4—2020 的图 1) 不得用于 GC1 级管道和剧烈循环工况。

　　5. 1 .3.4 采用 GB/T 9711 中 L290(X42) ~L555(X80) 的管道系统，弯管应符合 GB/T 29168.1 的相关要求。

　　5 . 1 . 4 斜接弯头(虾米弯)

　　5 . 1 . 4 . 1 斜接弯头的使用应符合以下规定：

　　a) 设计压力 P≤2 . 0 MPa,且设计温度低于材料的蠕变温度;

　　b ) 斜接弯头的变方向角 α 大于 45°者，仅适用于 GC3 级管道;

　　c) 斜接弯头的变方向角 α 大于 22 . 5°者，不得用于 GC1 级管道和剧烈循环工况;

　　d) 斜接弯头的变方向角 α 小于或等于 3°者，可作为直管而不作为斜接弯头。

　　5 . 1 . 4 . 2 除满足 5 . 1 . 4 . 1 的规定外，非标准斜接弯头应按第 6 章进行压力设计，其焊接和制作还应符合GB/T 20801 . 4 的相关规定。

　　5 . 1 . 5 短半径弯头

　　短半径弯头和短半径回弯头(R=1 . 0D)应符合 GB/T 12459 的规定。

　　弯头中心线所在平面的内弧侧壁厚不小于管件公称壁厚的 1 . 25 倍者，其最大允许工作压力与4 . 2 . 1 . 3 a)确定的最大允许工作压力相同。

　　内弧侧壁厚小于管件公称壁厚的 1 . 25 倍者，其最大允许工作压力应不大于按 4 . 2 . 1 . 3 a)确定的最大允许工作压力的 80%。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　5 . 1 . 6 翻边接头

　　5 . 1 . 6 . 1 翻边接头的选用应符合表 13 所列相应标准的规定。

　　5 . 1 . 6 . 2 现场制作的焊制翻边接头应符合下列规定：

　　a) 应采用图 1 规定的焊制翻边接头的基本型式，但对于剧烈循环工况，则应采用图 1 d)、图 1 e)所示的圆角结构;

　　b ) 外径应符合 GB/T 12459 的相关要求，翻边接头的密封面应按相应管法兰密封面的要求加工;

　　c) 厚度应不小于与其连接管子的公称壁厚;

　　d) 材料的许用应力应不小于与其连接的管子在 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 1 中规定的许用应力;

　　e) 制作和检验应符合 GB/T 20801.4 和 GB/T 20801.5 的有关规定。

　　a) b) c) d) e)

　　图 1 焊制翻边接头的基本型式

　　5 . 1 . 6 . 3 现场制作的扩口翻边接头应符合以下规定：

　　a) 不得用于剧烈循环工况;

　　b ) 扩口翻边用管子应符合 GB/T 20801 . 2—2020 表 A. 1 相应材料标准以及相应的扩口翻边加工工艺要求;

　　c) 翻边接头的密封面外径应符合 GB/T 12459 的相关要求，密封面应按相应管法兰密封面的要求加工;

　　d) 内圆角半径应不大于 3 mm;

　　e) 最小厚度应不小于管子最小壁厚的 95% ;

　　f) 压力设计应符合 4 . 2 . 1 . 2 的规定。

　　5 . 1 . 6 . 4 现场制作的扩 口翻边接头用于 GC1 级管道时，除符合 5 . 1 . 6 . 3 的规定以外，还应满足以下要求：

　　a) 公称直径应不大于 DN100,且扩口翻边前管子壁厚应大于 Sch10;

　　b ) 最高允许工作压力应不大于 PN20 法兰规定的相应额定值;

　　c) 工作温度应不高于 200 ℃ 。

　　5 . 1 . 6 . 5 满足以下任一要求的翻边接头可用于剧烈循环工况下：

　　a) 符合 GB/T 12459 的翻边接头;

　　b ) 在管端整体锻制翻边接头;

　　c) 符合 5 . 1 . 6 . 2 并且采用图 1 d)、图 1 e)所示的圆角结构。

　　5 . 1 . 7 支管连接及其管件

　　5 . 1 . 7 . 1 支管连接包括支管直接与主管的焊接连接和通过支管连接管件与主管的连接两种形式，支管连接管件包括支管座、半管接头和三通等。 用于 GC1 级管道的支管连接管件应符合 5 . 1 . 7 . 2 的规定。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　支管直接与主管的焊接连接应符合 5 . 1 . 7 . 3 的规定。

　　5 . 1 . 7 . 2 用于 GC1 级管道的支管连接管件应符合下列规定：

　　a) GC1 级管道用支管连接管件宜采用整体补强的支管连接管件或三通;

　　b ) 承插或螺纹支管座和半管接头的公称直径应不大于 DN80 ;

　　c) 螺纹管件的选用应符合 5 . 2 . 5 的有关规定。

　　5 . 1 . 7 . 3 支管直接与主管的焊接连接应符合下列规定：

　　a) 应按 6 . 7、6 . 8 的规定进行压力设计，焊接应符合 5 . 2 . 2 . 1 的规定。

　　b) 用于剧烈循环工况时，除应符合 5.1.7.3 a) 的规定外，还应采用 GB/T 20801.4—2020 图 10 b)、图 10 d)、图 10 f) 的结构 。

　　c) 支管直接与主管的焊接连接不宜在以下场合使用：

　　1) 支管尺寸与主管相近;

　　2) 连接部位存在振动、脉动、温度循环等荷载引起的循环应力。

　　d) 支管与主管尺寸相差悬殊时，支管应具有足够的柔性，以补偿主管的热膨胀及其他位移(参见

　　7 . 5 . 5) 。

　　5 . 1 . 8 法兰

　　5 . 1 . 8 . 1 法兰一般应按表 13 选取，并应按相应标准规定的压力-温度额定值使用。

　　5. 1 .8.2 当选用表 13 以外的法兰时，应符合 4.2.1.2~4.2.1.4 的规定。

　　5 . 1 . 8 . 3 平焊法兰和松套法兰的附加要求：

　　a) 平焊法兰不得用于温度频繁变化的工况，特别是法兰未作隔热的场合;

　　b ) 带颈平焊法兰与翻边短节配合的使用范围应符合表 6 的规定;

　　表 6 与翻边短节配合的带颈平焊法兰的使用范围

　　c) 松套法兰或带颈平焊法兰与翻边接头(包括现场制作的焊制翻边、扩口翻边等)配合使用时，应考虑法兰内孔与翻边转角的配合。

　　5 . 1 . 8 . 4 承插焊法兰的焊接应符合 5 . 2 . 2 . 3 的规定。

　　5 . 1 . 8 . 5 螺纹法兰(采用锥管螺纹连接的法兰)附加要求：

　　a) 螺纹法兰的连接应符合 5 . 2 . 5 规定;

　　b ) 选用 DN65、DN125 和 DN150 螺纹法兰时，其钢管外径还应符合表 7 的规定。

　　表 7 螺纹法兰的钢管外径

　　5 . 1 . 8 . 6 法兰型式的选用应考虑法兰的刚度对法兰接头密封性能的影响。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　5 . 1 . 8 . 7 剧烈循环工况下，应选用整体法兰或带颈对焊法兰。

　　5 . 1 . 8 . 8 确定法兰密封面型式及表面粗糙度时，应考虑流体性质和垫片性能。

　　5 . 1 . 8 . 9 有毒、可燃介质管道不得采用板式平焊法兰。

　　5 . 1 . 8 . 10 胀接法兰和螺纹法兰(不包括高压用螺纹法兰-透镜垫密封型式)不得用于 GC1 级管道。

　　5 . 1 . 9 垫片

　　5 . 1 . 9 . 1 垫片的选用应考虑流体性质、工作温度、压力以及法兰密封面等因素。 垫片的密封荷载应与法兰的压力等级、密封面型式、表面粗糙度和紧固件相匹配。

　　5 . 1 . 9 . 2 有冷流倾向的垫片，其密封面型式宜采用全平面、凹凸面或榫槽面。

　　5 . 1 . 9 . 3 选用缠绕式垫片、金属包覆垫等半金属垫或金属环垫的公称压力小于或等于 PN20 的标准管法兰，应采用带颈对焊等刚性较大的结构型式。

　　5 . 1 . 9 . 4 可燃材料(如橡胶)制成的垫片，不得用于输送强氧化性介质的管道。

　　5 . 1 . 10 紧固件

　　5 . 1 . 10 . 1 紧固件包括六角头螺栓、等长双头螺柱、全螺纹螺柱、螺母，紧固件强度按表 8 分类。

　　表 8 紧固件强度分类

　　5 . 1 . 10 . 2 紧固件应符合预紧及操作条件下垫片的密封要求。

　　5 . 1 . 10 . 3 较高强度等级的紧固件可代用较低强度等级的紧固件。 高温条件下使用的紧固件应与法兰材料具有相近的热膨胀系数。 螺栓的工作温度宜不高于其蠕变阈值温度。

　　5 . 1 . 10 . 4 配对法兰中一侧为铸铁法兰或铜合金法兰时，应采用低强度紧固件。 但以下情况除外：

　　a) 两侧法兰的密封面均为全平面且采用全平面垫片的场合;

　　b ) 规定了螺栓拧紧力矩和拧紧程序的场合。

　　5 . 1 . 10 . 5 低强度紧固件不得用于剧烈循环工况下的法兰接头。

　　5 . 1 . 1 1 阀门

　　5 . 1 . 1 1 . 1 应根据管道的设计温度、设计压力、介质性质和阀门用途来选用阀门，并应考虑外部荷载对阀门操作性能和密封性能的影响。

　　5 . 1 . 1 1 . 2 阀门应按表 13 选取，也可参见附录 C选取，并应按相应标准规定的压力-温度额定值使用。阀门内件采用非金属材料时，应根据非金属材料所能承受的压力-温度额定值确定阀门的压力-温度额定值。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　5 . 1 . 1 1 . 3 阀盖与阀体的连接应满足以下要求：

　　a) 采用螺纹阀盖的阀门应设有防止阀盖松动的安全装置，如锁紧装置等;

　　b ) 阀盖与阀体的连接螺栓个数少于 4 或采用 U形螺栓连接的阀门，仅适用于 GC3 级管道。

　　5 . 1 . 1 1 . 4 对于内部可能滞留流体介质的阀门(如双密封阀座阀门)，应采取适当的安全措施防止因温度升高导致的压力增加。

　　5 . 1 . 1 1 . 5 对于阀杆填料和管道内流体介质温差较大的工况以及阀门设计温度低于- 46 ℃的低温工况，应采用加长阀盖的结构形式。

　　5 . 1 . 1 1 . 6 对于 GC1 级管道和剧烈循环工况，其阀门的选用应符合以下规定：

　　a) 除本部分另有规定外，宜选用重载(GB/T 12234、GB/T 12235 或 API 600)阀门。

　　b ) 阀帽或阀盖的密封结构应采用下列型式之一 ：

　　1) 法兰连接，螺栓数量大于或等于 4,且法兰接头及其螺栓上紧应符合 5 . 2 . 3 . 5 的相应规定;

　　2) 压力密封阀盖;

　　3) 全焊透焊接结构。

　　c) 不得采用螺纹连接的阀盖密封结构。

　　d) 用于剧烈循环工况的阀门铸件质量系数 ΦC 应大于或等于 0 . 90 。

　　5 . 1 . 1 1 . 7 采用非金属密封材料内件，且用于可燃流体的阀门，应符合耐火试验要求，并应根据非金属材料所能承受的压力-温度额定值确定阀门的压力-温度额定值。

　　5 . 1 . 1 1 . 8 用于 GC1 级(毒性、易燃性)以及挥发性有机物(VOC)的阀门应采用低逸散结构，控制阀杆填料处的泄漏，且符合 ISO 15848-1(型式试验)和 GB/T 26481(阀门检验)的相应要求，参见附录 D表 D. 3所列要求。

　　5 . 1 . 1 1 . 9 对于 5 . 1 . 11 . 1~5 . 1 . 11 . 8 的规定同样适用于管道过滤器、疏水器及分离器等与阀门类似的管道组成件。

　　5 . 2 管道组成件连接形式的选用

　　5 . 2 . 1 一般规定

　　管道组成件连接形式的选用应与管道材料和流体工况相适应，并应考虑在预期的使用和试验工况下，压力、温度和外荷载对连接接头密封性能和机械强度的影响。

　　5 . 2 . 2 焊接接头

　　5 . 2 . 2 . 1 管道组成件的连接形式宜优先选用焊接接头。 管道组成件在制作和安装过程中的焊接、预热和热处理应符合 GB/T 20801 . 4 的有关规定，其检查及检验应符合 GB/T 20801 . 5 的有关规定。

　　5 . 2 . 2 . 2 衬环和熔化性嵌条应符合以下规定：

　　a) 对于腐蚀、振动或剧烈循环工况，焊接时应尽量避免使用衬环;如需采用衬环，应在焊后去除衬环并打磨接头内表面;在不可能去除衬环时，应考虑使用不带衬环的焊接，或使用可熔化性嵌条替代衬环，或焊后能去除的非金属衬环。

　　b ) 对于剧烈循环工况或 GC1 级管道，不应使用不连续的开口衬环。

　　5 . 2 . 2 . 3 采用承插焊的焊接接头应符合以下规定：

　　a) 一般用于公称直径小于或等于 DN50 的管道。

　　b ) 承口尺寸应符合相应法兰或管件标准的规定，承插焊焊缝尺寸应不小于 GB/T 20801. 4—2020 图 8 、图 9所示尺寸。

　　c) 以下场合不得采用承插焊焊接：

　　1) 可能产生缝隙腐蚀或严重冲蚀的场合;

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　2) 要求焊接部位及管道内壁光滑过渡的场合;

　　3) 剧烈循环工况、GC1 级管道且公称直径大于 DN50 的场合。

　　d) 管道组成件上开设的旁通管和排放孔可采用承插焊连接，其承口尺寸应符合图 2 a) 以及表 9的规定。

　　e) 开设旁通管和排放孔的管道组成件的壁厚如不能满足表 9 的尺寸要求或需要开孔补强时，应增加凸缘[如图 2 b)所示]，凸缘的尺寸应符合表 10 的规定。

　　a)

　　b)

　　图 2 承口和凸缘

　　表 9 承口尺寸

　　表 10 凸缘尺寸

　　5 . 2 . 2 . 4 角焊缝应符合以下规定：

　　a) 符合 GB/T 20801 . 4—2020 图 7、图 8 和图 9 的角焊缝，可用于连接承插焊元件和平焊法兰的主要焊缝;

　　b ) 角焊缝也可用于连接补强元件和结构附件，以增加强度或降低应力集中。

　　5 . 2 . 2 . 5 密封焊焊缝仅用于防止螺纹连接接头的泄漏，而不应考虑其对连接强度的影响。

　　5 . 2 . 2 . 6 用于剧烈循环工况的焊接接头除应符合 5 . 2 . 2 . 1~5 . 2 . 2 . 4 的要求外，其焊接接头的检查还应符

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　合 GB/T 20801 . 5—2020 第 6 章的相关要求。

　　5 . 2 . 2 . 7 用于高温蠕变工况的焊接接头除应符合 4 . 2 . 7、5 . 2 . 2 . 1~5 . 2 . 2 . 4 的要求外，其焊接接头的检查还应符合 GB/T 20801 . 5—2020 第 6 章的相关要求。

　　5 . 2 . 3 法兰连接

　　5 . 2 . 3 . 1 法兰连接的选用应根据设计条件、荷载、流体特性、泄漏率等因素来考虑，同时还应综合考虑法兰、垫片和紧固件的选用和配合。

　　5 . 2 . 3 . 2 金属法兰与非金属或铸铁法兰连接时，法兰的密封面应采用全平面型式，且一般配以全平面型式垫片。 如果采用全平面型式以外的垫片，应控制螺栓拧紧力矩，防止非金属或铸铁法兰过载。

　　5 . 2 . 3 . 3 配对的两个法兰如具有不同的压力额定值，该连接接头的最高无冲击工作压力应按较低额定值确定，并应控制安装时的螺栓扭矩，防止低额定值法兰过载。

　　5 . 2 . 3 . 4 高温或承受较大温度梯度的法兰接头，除应符合 5 . 1 . 8~5 . 1 . 10 的要求外，还应考虑法兰的高温变形、温差和螺栓材料的应力松弛以及垫片蠕变。

　　5 . 2 . 3 . 5 GC1 级(毒性、易燃性)管道以及高温或低温、剧烈循环以及振动、疲劳等工况条件下，应满足下列各项要求：

　　a) 采用表 8 所示的高强度(或中强度)紧固件。

　　b ) 法兰接头的螺栓安装载荷应能保证法兰接头在安装、试验及运行过程中满足下列各项要求：

　　1) 螺栓安装载荷应在法兰不变形、垫片不压溃或压碎、螺栓不屈服的条件下取最大值。 螺栓安装目标应力(以螺栓根径截面积计)不大于 70%螺栓材料屈服强度。 采用高强度紧固件时，螺栓安装目标应力一般可取 350 MPa。

　　2) 考虑螺栓材料的应力松弛、垫片蠕变以及法兰偏转而致使螺栓安装载荷的衰减。

　　3) 考虑安装偏差而导致螺栓安装载荷的损失。

　　4) 考虑管道各种工作(包括试验)压力及外加载荷(包括温度及温差)而导致垫片密封应力的降低。

　　5) 运行条件下维持足够的垫片密封应力，满足设计要求的连接紧密性。

　　c) 采用 GB/T 38343 规定的最大螺栓安装载荷控制技术，法兰接头装配、紧固方法和紧固程序的要求符合 GB/T 20801 . 4—2020 中 10 . 2 的相关规定。

　　5 . 2 . 4 胀接接头

　　5 . 2 . 4 . 1 胀接接头不得用于剧烈循环工况或 GC1 级管道。

　　5 . 2 . 4 . 2 应采取适当措施以防止胀接接头的松动、分离。

　　5 . 2 . 4 . 3 用于输送有毒介质的胀接接头，应采取安全防护措施。

　　5 . 2 . 4 . 4 对承受温度循环、振动、不均匀(或局部)膨胀或收缩以及外部机械荷载的管道，当采用胀接接头连接时，应保证胀接接头的密封性能，并采取安全防护措施。

　　5 . 2 . 5 螺纹密封的管螺纹连接

　　5 . 2 . 5 . 1 螺纹密封的管螺纹型式应符合表 11 的规定。

　　表 1 1 螺纹牙型角

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　5 . 2 . 5 . 2 锥管螺纹(NPT 和 R/RC)应符合以下规定：

　　a) 对于可能发生应力腐蚀、缝隙腐蚀、冲蚀或由于振动、压力脉动及温度变化等可能产生交变荷载的部位，不宜采用螺纹连接;

　　b ) 除温度计套管外，急性毒性类别 1 和类别 2 介质的管道和剧烈循环工况管道不应采用螺纹连接;

　　c) 采用螺纹接头的管道系统，应考虑减小螺纹接头上的应力，特别是由热膨胀和阀门(尤其是端部阀门)操作产生的应力，以防止螺纹接头松动;

　　d) 除 GC3 级管道外，不得采用管端伸出螺纹法兰作为密封面的结构型式，如图 3 所示(不包括高压用螺纹法兰透镜垫密封型式);

　　e) 圆锥外螺纹元件的公称直径和最小壁厚应符合表 12 的规定;

　　f) 圆锥内螺纹元件与外螺纹元件应具有同等的强度和韧性，且符合流体工况的要求;

　　g) 未承受外部弯矩作用的螺纹元件(如温度计套管)，可用于剧烈循环工况。

　　图 3 管端伸出螺纹法兰作为密封面的结构

　　表 12 圆锥外螺纹元件的最小壁厚

　　5 . 2 . 5 . 3 锥/平管螺纹(R/RP)应符合以下规定：

　　a) 圆锥外螺纹与圆柱内螺纹的配合(R/RP),仅适用于 GC3 级管道;

　　b ) 用于水、低压蒸汽和空气系统管道时，可采用密封剂或密封带;

　　c) 还应符合 5 . 2 . 5 . 1 的规定。

　　5 . 2 . 6 直螺纹连接

　　直螺纹连接接头可采用图 4 所示的靠一对接触表面密封(非螺纹密封)结构，且仅适用于 GC3 级管道。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　a) b) c)

　　图 4 典型的非螺纹密封直螺纹接头

　　5 . 2 . 7 扩口、非扩口压合型管件的连接

　　5 . 2 . 7 . 1 扩口、非扩口压合型管件(如图 5 所示)连接型式的选用，应考虑装拆、循环荷载、振动、冲击、热膨胀和收缩等因素可能产生的不利影响。

　　a) b)

　　图 5 扩口、非扩口压合型管件连接结构

　　5 . 2 . 7 . 2 表 13 所列扩口、非扩口压合型管件的连接应满足以下要求：

　　a) 管件的最大及最小壁厚应满足相连管子的连接要求，且符合相应管件标准的规定;

　　b ) 扩口压合型管件仅适用于 GC3 级管道，当用于剧烈循环工况选用非扩口压合型管件时，应采取安全防护措施。

　　5 . 2 . 7 . 3 表 13 中未列入的扩口、非扩口压合型管件，如能满足压力和其他荷载要求，可按 5 . 2 . 7 . 2 的规定使用，且应符合 5 . 3 . 3 的相关规定。

　　5 . 2 . 8 填函接头

　　填函接头应符合以下规定：

　　a) 在承口和插口的环形空间之间注入或压入填充物的填函接头，仅适用于 GC3 级管道;

　　b ) 使用温度应不高于 93 ℃ ;

　　c) 应采取预防措施，以防止接头松动和管道变形，并能承受由于支管连接等原因引起的横向作用力。

　　5 . 2 . 9 钎焊

　　5 . 2 . 9 . 1 软钎焊接头应符合以下规定：

　　a) 软钎焊接头仅限用于 GC3 级管道;

　　b ) 不准许采用填角式软钎焊接头;

　　c) 在可能遇到明火或高温的场合，应考虑软钎料熔点的适应性。

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　5 . 2 . 9 . 2 硬钎焊和钎接焊接头应符合以下规定：

　　a) 用于可燃、有毒或对人体有害的流体工况时，应采取安全防护措施;

　　b ) 不得用于剧烈循环工况;

　　c) 在可能遇到明火的场合，应考虑低熔点焊接合金的影响;

　　d) 不准许采用填角式硬钎焊接头。

　　5 . 2 . 10 特殊管接头

　　5 . 2 . 10 . 1 特殊管接头是指 5 . 2 . 1~5 . 2 . 9 不包括的管接头形式，如图 6 所示的承口式(钟形)、填函式等特殊管接头、机械连接接头等。

　　5 . 2 . 10 . 2 表 13 所列特殊管接头不得用于 GC1 级管道。

　　5 . 2 . 10 . 3 表 13 中未列入的特殊管接头应符合 5 . 3 . 3 的规定。

　　5 . 2 . 10 . 4 连接结构应具有足够的强度，并在预期的使用工况下，保证连接的完整性，以防止接头松动。

　　5 . 2 . 10 . 5 用于吸收热膨胀的填料接头，在承接口底部应留有适当的间隙以供膨胀时移动。

　　5 . 2 . 10 . 6 机械连接接头、承口-填料式连接接头不得用于剧烈循环工况。

　　图 6 承口式管件连接结构示意图

　　5 . 3 管道组成件的型式和尺寸标准

　　5 . 3 . 1 表 13 给出了符合 GB/T 20801 要求的管道组成件的型式和尺寸常用(典型)标准，表 14 给出了符合 GB/T 20801 要求的管道组成件的常用(典型)基础标准及检验、试验标准。

　　5 . 3 . 2 表 13 所列标准规定的压力-温度额定值、公称压力、壁厚等级均符合 4 . 2 . 1 的规定，可作为管道组成件的压力-温度设计准则。

　　5 . 3 . 3 表 13 中未列入的管道组成件标准的选用应符合下列和本部分的其他相应要求：

　　a) 非表 13 所列管道组成件标准包括下列两类：

　　1) 其他管道组成件国家标准与行业标准;

　　2) 制造商标准、工程标准及设计规定。

　　b ) 非表 13 所列其他管道组成件国家标准与行业标准的选用前，设计或业主应确认该标准的设计、材料、制造、检验和质量保证符合本部分的相应要求。

　　c) 由制造商标准或工程设计标准规定的其他管道组成件标准选用，应符合下列各项要求：

　　1) 设计。 采用本部分第 6 章或应力分析的方法进行压力设计，或采用与表 13 所列标准对比的方法来确定最大允许工作压力-温度值，对比时应注意型式、壁厚及通径的可比性。

　　2) 材料。 采用本部分适用的材料，应关注材料在设计温度上限或下限时以及苛刻工况下对特定管道组成件的适用性和可能出现的失效风险。

　　3) 制造。 管道元件的制造工艺应符合本部分的要求以及类似表 13 所列管道组成件标准的要求。

　　4) 检验和质量保证。 管道元件的检验和质量保证应符合本部分的要求以及类似表 13 所列

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　管道组成件标准的要求。

　　5) 应经设计或业主审核和同意。

　　表 13 典型管道组成件型式尺寸标准

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　表 13(续)

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　表 14 典型基础标准及检验、试验标准

　　6 管道组成件的压力设计

　　6 . 1 直管

　　6 . 1 . 1 符号

　　A — 与几何参数有关的外压(或真空)设计系数;

　　As —加强圈横截面积，单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　B —与材料有关的外压(或真空)设计系数，单位为兆帕(MPa) ;

　　C —厚度附加量，为腐蚀、冲蚀裕量和机械加工深度的总和，即 C= C2 +C3 ,见图 7,单

　　位为毫米(mm) ;

　　C1 —材料厚度负偏差，按材料标准规定，见图 7,单位为毫米(mm) ;

　　C2 —腐蚀、冲蚀裕量，见图 7,单位为毫米(mm) ;

　　C3 —机械加工深度，见图 7,单位为毫米(mm) ;

　　对带螺纹的管道组成件，取公称螺纹深度;

　　对未规定公差的机械加工表面或槽，取规定切削深度加 0 . 5 mm; D —管外径，取管子外径的名义值，或由实测所得，单位为毫米(mm) ;

　　d —管内径，用于压力计算时，应是材料标准允许的最大值，单位为毫米(mm) ;

　　E — 设计温度下材料的弹性模量，由 GB/T 20801 . 2—2020 的表 B. 3 确定，单位为兆帕

　　( MPa) ;

　　L —外压(或真空)管道的计算长度，单位为毫米(mm) ;

　　1) 对于直管，取两相邻支撑线之间的距离，按 GB/T 150 . 3 的规定确定;

　　2) 当直管带有焊接相连的(即相接处不作为支撑线)弯头或弯管、斜接弯头时，取直管包括弯头、弯管或斜接弯头的轴线在内的两相邻支撑线之间的距离;

　　GB/T 2080 1 . 3—2020

　　3) 当直管带有异径管时，一般取包括异径管轴向长度在内，大端直管支撑线到小

　　端直管支撑线之间的距离(见 GB/T 150 . 3—2011 图 4-1) ;

　　Ls — 一个加强圈对直管的加强长度，取加强圈中心线到相邻两侧加强圈中心线距离之和的

　　一半，若直管与凸形封头相邻，则应计入封头曲面深度的 1/3,单位为毫米(mm); P —设计压力，单位为兆帕(MPa) ;

　　[P] —许用外压，单位为兆帕(MPa) ;

　　S — 设计温度下管道组成件金属材料的许用应力，由 GB/T 20801 . 2—2020 中表 A. 1 查

　　取，单位为兆帕(MPa) ;

　　T —最小厚度，为实测所得或取名义厚度减去材料厚度负偏差C1,见图7,单位为毫米(mm);

　　-

　　T —名义厚度，材料标准规定的厚度，单位为毫米(mm) ;

　　Te —