某工程建設在嚴寒地區,如常溫流體工藝流體、氮氣、工廠空氣等所有管道必須選用低溫鋼(gang)嗎?其實嚴寒地區管道可以不選用低溫鋼,應主要基于低溫低應力工況的設計原則。
GB/T 20801《壓力管(guan)道規(gui)范 工業管(guan)道》將同時(shi)滿足下列三(san)個條件的(de)工況定義(yi)為低溫低應(ying)力工況:
①. 低溫(wen)下的(de)最大(da)(da)工作(zuo)壓(ya)力不大(da)(da)于常溫(wen)下最大(da)(da)允許工作(zuo)壓(ya)力的(de)30%;
②. 管(guan)道由壓力(li)、重量及位移產生的軸向(拉(la))應力(li)總和(he)不(bu)大于10%材料(liao)標準(zhun)規定最小抗拉(la)強度值;
③. 僅(jin)限(xian)于(yu)GC2級管道(dao),且最低設計(ji)溫度(du)不低于(yu)-101℃。
低(di)(di)溫(wen)低(di)(di)應(ying)(ying)力工(gong)況(kuang)下管道(dao)或(huo)其(qi)(qi)管道(dao)元件的(de)設計溫(wen)度雖然低(di)(di)于或(huo)等于規(gui)(gui)范(fan)規(gui)(gui)定的(de)材料低(di)(di)溫(wen)界限(xian),但(dan)其(qi)(qi)總體應(ying)(ying)力小于或(huo)等于規(gui)(gui)定的(de)低(di)(di)應(ying)(ying)力水平,此時管道(dao)不(bu)會(hui)發(fa)生脆性(xing)斷裂。復雜(za)管道(dao)布置應(ying)(ying)經過(guo)詳細(xi)應(ying)(ying)力分(fen)析以保(bao)證管道(dao)軸向應(ying)(ying)力小于10%材料最小抗拉強度。低(di)(di)溫(wen)低(di)(di)應(ying)(ying)力工(gong)況(kuang)是GC2管道(dao)免除沖擊(ji)試(shi)驗的(de)條件之一,最大應(ying)(ying)力滿足規(gui)(gui)范(fan)要求的(de)低(di)(di)應(ying)(ying)力水平,不(bu)適用于GC1級和劇烈循環工(gong)況(kuang)。
實際上,基于低(di)溫低(di)應(ying)力(li)(li)工(gong)況的原則,正常投(tou)運(yun)時管(guan)道(dao)溫度很難達到(dao)環境(jing)低(di)溫。在工(gong)廠停運(yun)時,管(guan)道(dao)溫度可(ke)能達到(dao)環境(jing)低(di)溫,但是管(guan)道(dao)內壓往往已經泄去,管(guan)道(dao)綜(zong)合應(ying)力(li)(li)難以(yi)接(jie)近抗(kang)拉強度。
低溫低應力工況的(de)比較(jiao)分析與詳述見《工業管道配管設計與工程應用》、《管道器材(cai)選用與工程應用》。

