ASME B31.11-2002矿浆输送管道系统.pdf

1 ASME B31.11-2002 （（ASME B31.11-1989 修订版）修订版） 矿浆输送管道系统矿浆输送管道系统 美国机械工程师协会，美国机械工程师协会， B31 压力管道代码压力管道代码 美国国家标准美国国家标准 美国机械工程师协会美国机械工程师协会 2 美 国 国 家 标 准美 国 国 家 标 准 矿浆输送管道系统 ASME B31.11-2002 （（ASME B31.11-1989 修订版）修订版） 美国机械工程师协会，美国机械工程师协会， B31 压力管道代码压力管道代码 3 出版日期2003 年 3 月 30 日 法定生效日期2003 年 10 月 28 日 本标准的下一版本预定于 2007 年出版。此版将不发行附录。 美国机械工程师协会（ASME）发行书面询问的回复，它涉及本标准技术方 面的解释。 这些解释公布在美国机械工程师协会的网址上， 委员会的网页为 http //www.asme.org/codes。 美国机械工程师协会 B31 委员会（ASME B31 Committee）定期的某些行动 将作为案例出版。然而这些案例不构成此代码的前修订本，它们可以用作说明， 或其它的作为呈现给委员会考虑的意见。这些案例不是本代码的组成部分，不单 独出版。 本代码用户将注意到美国惯用的公制等价单位多次在本代码的许多处出现。 用美国惯用单位表达的值视为标准值，除非合同双方有其它的认可。 ASME 是美国机械工程师协会的注册商标 本代码或标准是在满足美国国家标准认可的程序下开发的。 同意此代码或标准的标准委 员会协调保证有能力以及有兴趣的个人能有机会参与。 所建议的代码和标准可供公众审阅和 评论，以便给来自于工业领域、学术界、规定制定机构和普通大众提供补充输入机会。 美国机械工程师协会（ASME）不“同意” 、不“评定” 、不“签署”任何条款、解释、 专利装置、或行为。 美国机械工程师协会不承担有关宣称与本文所提项目有联系的专利权的有效性责任， 并 且不能保证防止它人利用标准，对任何适用文字专利的侵犯，也不承担任何这类责任。代码 或标准的用户明确地忠告此类专利权有效性的确定，以及此权利侵犯的危险，完全是他们 自己的责任。 联邦机构代表或附属工业的个人参与，不作为本代码或标准的政府或工业认可的解释。 美国机械工程师协会仅接受对本发行文件解释的责任， 本发行文件遵照已建立的 ASME 程序和方针，它排除由个人发行解释。 没有出版者事先书面许可，本文件不许以任何形式进行复制， 也不允许以电子检索系统或别的方式进行复制。 美国机械工程师协会 Three Park Avenue，New York，NY 100616-5990 美国机械工程师协会 版权所有 目目 录录 4 序言 委员会人员名单 导论 变更汇总表 第一章第一章 范围和定义范围和定义 1100 总述 第二章第二章 设计设计 第一部分条件和标准第一部分条件和标准 1101 设计条件 1102 设计标准 第二部分第二部分 管道组件的压力设计管道组件的压力设计 1103 管道组件的压力设计标准 1104 管道组件的压力设计 第三部分第三部分 管道组件选择和限制的设计应用管道组件选择和限制的设计应用 1105 管道 1106 装备、弯头、弯管以及相交 1107 阀门 1108 法兰、 法兰面、垫圈以及螺栓 1109 用过的管道组件和设备 第四部分第四部分 管道连接的选择和限制管道连接的选择和限制 1111 焊接连接 1112 法兰连接 1114 螺纹连接 1118 套筒、耦合、以及其他所有的连接 第五部分第五部分 膨胀、弹性、结构附件、支撑以及约束膨胀、弹性、结构附件、支撑以及约束 1119 膨胀和弹性 1120 设备上的荷载 1121 管道支撑要素的设计 第六部分第六部分 其他特殊管道其他特殊管道 1122 设计要求 第三章第三章 材料材料 1123 材料------总体要求 1124 应用于杂项部件的材料 第四章第四章 尺寸要求尺寸要求 1125 标准以及非标准管道组件的尺寸要求 第五章第五章 施工、焊接以及组装施工、焊接以及组装 1134 施工 1135 管道组件的组装 第六章第六章 检查以及测试检查以及测试 1136 检查 1137 测试 第七章第七章 操作以及维护程序操作以及维护程序 1150 影响矿浆管道输送系统安全的操作和维护程序 5 1151 管道的操作与维护 1152 泵站、输送终端以及储存操作与维护 1153 腐蚀---侵蚀控制 1154 紧急计划 1155 记录 1156 使管道系统适合更高的操作压力 1157 废弃管道系统 第八章第八章 腐蚀与侵蚀控制腐蚀与侵蚀控制 1160 总述 1161 外部腐蚀---埋入或浸没管道 1162 外部腐蚀---暴露于大气中的管道 1163 内部侵蚀---腐蚀控制 1166 记录 法定附录法定附录 Ⅰ 参考标准 Ⅱ 提交给压力 B31 管道委员会的技术咨询 索引索引 图图 1104.3.1（b） （3） 加固的压延出口 1104.3.1（c） （1） 具有完整环型加固开口的焊接详情 1104.3.1（c） （2） 具有局部加固型开口的焊接详情 1104.3.1（c） （3） 除管座和支管壁外，无加固的开口焊接详情 1104.3.1（d） （2） 支管连接的加固 1119.6.4（c） 弹性因素，K，以及应力增强因素，I 1134.8.6（a）-（1） 对等壁厚可接受的对接焊接的设计 1134.8.6（a）-（2） 非等壁厚可接受的对接焊接的设计 1134.8.6（b） 推荐的法兰附件详情 1151.6.2（a） （7） 用于腐蚀区域强度分析的参数 表表 1102.3.1（a） 在本代码范围内用于管道系统的许可应力表格参考实例 1102.4.3 焊接连接因素，E 1104.3.1（c） 焊接支管连接设计标准 1106.2.1（b） 场地冷弯曲的最小半径 1123.1 材料以及尺寸标准 1126.1 尺寸标准 1134.6（a） 埋入管道的最小覆盖 1137.6.5 试验焊接的最小个数 1137.6.6 张力试验的最小个数 序序 言言 6 自从 1915 至 1925 年，压力管道国家代码的需求变得越来越迫切。为了满足此需要，美 国工程标准委员会（the American Engineering Standards Committee） （后来改名为美国标准 协会，the American Standards Association） ，在美国机械工程师协会（ASME）的请求下，作 为唯一的主办者在 1926 年发起了 B31 项目。 经 B31 部门委员会以及分委员会几年的努力后， 第一版于 1935 年出版，作为美国压力管道暂定的标准代码。 原暂定标准的修订始于 1937 年，多年后通过部门之间的定位统一，同时消除分歧的要 求和差异， 并保持代码在焊接技术、 应力计算、 以及对新尺寸和新材料标准的参考符合时代。 在此期间， 加入了一个有关制冷管道的新部门， 由美国制冷工程师协会和补充的美国机械致 冷标准代码合作筹备。此项工作于 1942 年达成美国压力管道标准代码。 1942 年的补充代码 1 和补充代码 2， 分别于 1944 年和 1947 年出现， 它引入了新尺寸和 新材料标准管道壁厚的一个新公式，以及更广泛的仪表和控制管道的要求。1942 年后不久， 代码发行，建立了涉及代码要求所需解释的询问程序，并在“ 机械工程”出版这些询问和 答复，以及所有关心的信息。 随着新材料的同时发展以及设计要满足更高的要求，服务条件的苛刻（严格）性与日俱 增，到 1948 年，提出对代码更加之泛修改的要求并非补充代码所能及的决定。此决定由美 国标准协会和重组的部门委员会及其几个分委员会的主办者共同达成， 并邀请各类有兴趣的 团体再次肯定他们的代表，或指定新的代表。随后进行重组、B31 部门委员会对 1942 代码 进行了广泛的审查， 并于 1951 年 2 月同意并出版， 修改过的代码被指定为 ASA B 31.1-1951， 它包括 （a）一本普通版本以及同意当时实际要求的延伸本。 （b）对现有的尺寸标准和材料规格的参考版本，对新版本的参考副本。 （c）不明确的或有冲突需要澄清的地方。 1953 年 B31.1 补充 1 号作为 ASA B31.1a-1953 获得同意并出版。此补充和其它获得同 意的修订版本合并成 B31.1 新版本于 1955 年出版，指定名称为 ASA B31.1-1995。 1955 年由 B31.1 执行委员会和部门委员会审查决定，开发和出版工业部分作为独立代 码文件---美国国家标准压力管道 B31 代码。此后不久，独立代码文件由当时现有的管道系 统，在美国国家标准压力管道 B31 代码范围内进行各自准备。 美国标准协会于 1966 年重组为美国标准院， 1969 年重组为美国国家标准院， 有限公司。 B31 部门委员会被重组指定为美国国家标准委员会 B31 压力管道代码。1978 年 12 月，美国 国家标准委员会 B31 更名为美国机械工程协会压力管道代码 B31 委员会，在美国机械工程 师协会和 ANSI 的认可下进行程序开发。 1977 年矿浆管道输送技术得到大大发展，以至于需要准备一个代码，就在那年矿浆管 道输送工业的代表请求 B31 委员会准备此代码。 委员会同意了该请求，ASNI/ASME B31.11--1986 矿浆输送管道系统， 就是这次努力的结果。 获得 B31 委员会和美国机械工程师 协会（ASME 主办者）同意后，该代码于 1986 年 6 月由美国国家标准院批准。 随后出版了 1986 版本， B31.11 部门委员会对当时存在的尺寸标准和材料规格进行参考， 修改，并增加了新的参考内容。同时进行了其它澄清和编辑修改以便改进此文本。这些修订 导致了.B31.11 附录出版。附录“a”至 B31.11 于 1988 年作为 ASNI/ASME B31.11a1998 获得批准并出版。 B31.11 的 2002 年版本包含了以前出版的附录，加入 1989 年版以及大量的文本修改和最 新参考。2002 年版于 2000 年 8 月 5 日由美国国家标准院批准并指定命名为 ASME B31.11-2002。 美国机械工程师协会（美国机械工程师协会（ASME）压力管道代码，）压力管道代码，B31 7 （以下是当时同意本代码的人员名单） 官员官员 L.E.Hayden,Jr., 主席主席 B.P.Holbrook, 副主席副主席 P.D.Stumpf, 秘书秘书 委员会人员委员会人员 .. . H．A．Ainsworth，Consultant R.Gpayne，ABB-Combustion Engineering R．J．Appleby，Exxon Mobile Upstream Res.Co. P.Pertuit Ⅲ，Black Mesa Pipeline，Inc. A．E.Beyer，Fluor Daniel，Inc J.T.Power，Parson Energy Chemicals K.C.Bodenhamer，Enterprise Products E.H.Rinaca， Virginia Power Co. J.D.Byers,Mobile Technology M.J.Rosenfeld,Kiefner Associates,Inc. J.S.Chin,ANR Pipeline Co. R.J.Silvia, Process Eng. Instructors,Inc. D.M.Fox,Texas Utilities-Pipeline Services W.J.Sperko,Sperko Engeeing Service,Inc. J.W.Frey,Reliant Energy Co. G.W.Spohn Ⅲ,Coleman Spohn Corp. D.R.Frikken,Solutia,Inc. R.W.Straition, Consultant P.H.Gardner,Consultant P.R.Stumpf, ASME R.R.Hoffman,Federal Energy Regulatory Commission A.L.Watkins,The Perry Nuclear Power Plant G.A.Jolly,Edward Vogt Valve Co. R.B.West,State of Lowa,Div. Of Labor Service J.M.Kelly, Willbros Engineers,Inc. P.A.Bourquin,Ex-officio Member,Consultant W.J.Koves,UOP LLC P.D.Flenner, Ex-officio Member,Consumers Energy Co. K.K.Kyser,Frick York International R.W.Haupt,Ex-officio Member,Pressure Piping Engineering J.E.Meyer,Middough Association,Inc. W.B.McGehee,Ex-officio Member, Consultant E.Michalopoupos,General Eng. and Commerical Co. A.D.Nance,Ex-officio Member,A.D.Nance Asso.Inc T.J.O’GradyⅡ,Veco Alaska,Inc. W.V. Richards,Ex-officio Member,Consultant . 31.4/11 流体及矿浆管道输送系统部门委员会流体及矿浆管道输送系统部门委员会 K.C.Bodenhamer,Chair,Enterprise Products A.I.Macdonald, Consultant T.J.O’Grady Ⅱ,Vice Chair,Veco Alaska,Inc. M.H.Matheson,American Petroleum Institute P.Pertuit Ⅲ,Vice Chair,Black Mesa pipeline,Inc. W.M.Olson,Gulf intersate Engineering Co. G.E.Moino,Secretary,The Americal Society of Mechanical Engineers S.R.Peterson,Enbridge Energy A.E.Beyer,Fluor Daniel,Inc. J.T.Powers,Parsons Energy Chemicals J.A.Cox,retired L.J.Schmitz,Phillps Pipe Line Co. R.D.Deaver,Deatech Consulting Co. R.N.Tennille,Tennille Consulting Services F.E.Fischer,Shell Pipeline Company Lp R.D.Turley,Marathon Ashland Petroleum,LLC R.J.Hall,General PhysicsCorp. D.R.Turner,Consultant D.M.Harnett,BlackMesa Pipeline L.W.Ulrich,Retailed D.B. Kadakia,TD Williamson,Inc. G.P.Vinjamurl,U.S.Department of Transportation J.F.Kiefner,kiefner Associates,Inc. M.D.Weston,Bechtel Corp. R.D.Lewis,H.Rosen USA,Inc. T.A.Wicklund,BP Pipeline North America J.E.Zimemerhanzel,Retailed ... B31 行政委员会行政委员会 8 L.E.Hayden,Jr.,Chair,Victaulic Co. Of America P.H.Gerner,Consultant B.P.Holbrook,Vice Chair,D.B.Riley,Inc RR.Hoffmann,Federal Energy Regulatory Commision P.D. Stumpf,Secretary,The American Society of Mechanical Engineers G.A.Jolly,Edward Vogt Valve Co. K.C.Bodenhamer,Williams Energy Service E.Michalopoulos,General Engineering and Commerical Co. J.D.Byers,Mobil E Technology A.D.Nance,A.D.Nance Associates,Inc P.D.Flenner,Consumers Energy Co G.W.Spohn Ⅲ, Coleman Spohn Corp. D,M,Fox,Texas Utilities-Pipeline Services R.B.West,State of lowa,Div. Of Labor Services D.R.Frikken,Solutia,Inc. P.A.Bourquin,Ex-officio Member,Consultant R.W.Haupt,Ex-officio Member,Pressure Piping W.B.Mcgehee,Ex-officio Member,Consultant Engineering Associates,Inc. W.V.Richards,Ex-officio Member,Consultant .. B31 制造以及检查委员会制造以及检查委员会 P.D.Flenner,Chair,Consumer Energy Co. W.G.Scruggs,E.I.du Pont de Nemours Co. P.D. Stumper,Secretary, the American Society Mechnical Engineers R.I.Seals,Consultant J.P.Ellenberger,WFI International,Inc. R.J.Silvia,Process Engineering Constructiors,Inc. D.J.Fetzner,Arco Alaska,Inc. W.j.Sperko,SperkoEngineering Services,Inc. E.Michalopoulos,General Engineering and Commercial Co. E.F.Summer,Jr.,Babcock Wilcox .. B31 材料技术委员会材料技术委员会 M.L.Nayyar,Chair,bechtel Power Corp. R.P.Deubler,Shaw Group/Fronek Co. G.E.Moino,Secretary,The American Society of C.L.Henley,Black Veatch Mechancial Engineers D.W.Rahol,CCM 2000 M.H.Barnes,Sebesta Blomgerg Associates R.A. Schmidt,Trinity-ladish .. B31 机械设计技术委员会机械设计技术委员会 R.W.Haupt,Chair,Pressure Piping Engineering Associates,Inc. T.Q.McCawley,Consultant S.J.Rossi,Secretary,The American Society of E. Michalopoulos,General Engineering and Commericial Co. Mechnical Engineers J.C.Minichiello,J.C.Minichiello Consulting,Inc. G.A. Antaki,Westinghouse Savannah River Site AS.D.Nance,A.D. Nance Associates,Inc C.Becht Ⅳ,Becht Engineering Co. T.J.O’Grady Ⅱ,veco Alaska,Inc. J.P.Breen,Pressure Science,Inc. A.W.Paulin,Paulin Research Group J.P.Ellenberger,WFI International,Inc. P.S. Rampone,Hart Design Group D.J.Fetzner,Arco Alaska,Inc. R.A.Robleto,Kellogg Brown Root,Inc. J.A.Graziano,Tennessee Valley Authorty M.J.Ronsenfeld,Kiefner Associatea,Inc. J.D. Hart,SSD,Inc. G.Stevick,Berkely Engineering Research,Inc. B.P.Holbrook,D.B.Riley,Inc. Q.N.Truong,Kellong Brown Root,Inc. W.J.Koves,UOP LLC G.E.Woods, Technipusa G.Mayers, Naval Sea Systems Comm. E.C.Rodabough,Honorary Member,Consultant E.A.Wais,Wais and Associates,Inc. .. B31 会议组会议组 T.A.ell,Pipeline Safty Engineer R.F.Mullaney,Boiler and Pressure Vessel Safety Branch G.Bynong,Texas Department of Labor and Standards W.A. Owen,North Dakota Public Service Commission R.A.Coomes,State of Kentucky, Department of P.Sher,State of Connecticut 9 Housing/Boiler Section M.E.Skarda, State of Arkansas,Departmant of Labor J.W.Greenawalt,Jr.,Oklahoma Department of Labor D.A.Starr,Nebraska Department of Labor D.H.Hanrath,North Carolina Department of Labor, D.j.Stursma, Lowa Utilities Board C.J. Harvey,Alabama Public Service Commission R.P.Sullivan,The National Board of Boiler and D.T.Jagger,Ohio Department of Commerce Pressure,Vessel Inspectors M.kotb,Regie du Batiment Du Quebec J.E.Troppman,Division of Labor/State of Colorado Boiler Inspections K.T.Lau,Alberta Boilers Safety Association C.H.Walters,National Board of Boiler and R.G.Marini,New Hampshire Public Utilities Commision Pressure Vessel Inspectors I.W.Mault,Manitoba Department of Labor W.A.West,ACI Central A.W.Meiring, Fire and Building Boiler and T.F.Wickham,Rhode Island Department of Labor Pressure Vessel Division .. B31 国家利益审查组国家利益审查组 American Pipe Fitting AssociationH.Thielsch American Society of Heating,Refrigeration and Air Condition EngineersH.R.Kornblum Chemical Manufacturers AssociationD.R.Frikken Copper Development AssociationA.Cohen Ductile Iron Pipe Research AssociationT.F.Stroud Edison Electric InstituteR.L.Willams International District Heating AssociationG.m.Von Bargen Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings IndustryR.A.Schmidt National Association of Plumbing-Heat-Colling ContractorsR.E.White National Certificated Pipe Welding BureauJ.Hansmann National Fire Protection AssociationT.C.Lemoff National Fluid Power AssociationH.G.Anderson Valve Manufacturers AssociationR.A.Handschumacher .. . 导导 论论 10 美国机械工程师协会（ASME）B31 压力管道代码包含大量单个已出版的章节，每个部 分都是美国国家标准。在本导论及本代码部分 B31.11 的文本中， “代码”一词所用之处，如 果没有特别说明，它指的是本代码部分。 代码是为满足压力管道安全设计及施工的要求而设定的， 虽然安全是最基本的考虑， 但 此独立因素将不必要对任何管道系统的最终规范起控制作用。 设计者注意到 本代码不是一 本设计手册；它没有废除设计者的需要，也没有废除对合格工程的判断。 为了尽可能地延伸，设计所需的代码，采用基础设计原理及公式来进行陈述。它们作为 必要的特殊要求得到补充， 以确保原理的统一应用。 同时对管道进行有指导性的选择和应用。 代码禁止了设计及实际过程中已知的不安全要素， 并且包括了何处是正当的警告， 但不是禁 止。 本代码部分包括 （a）可接受的材料说明参考及组件标准，它包括尺寸要求及压力温度定值参数。 （b）组件的设计要求及组装，包括管道支撑。 （c）对评估和应力限制、反应、以及伴随着压力的运动、温度变化、以及其它力的要 求和数据。 （d）有关材料，组件及连接方法的选择和应用指南和限制。 （e）润滑、组装及管道安装时的要求。 （f）管道考核，检查及试验的要求。 （g）公众安全基本的操作，维护程序 （h）保护管道内部，外部不被腐蚀的规定。 本代码部分 B31.11 版本以及随后的附录不具有追溯力，除非合同双方特别地制定协议 采用另一版本，或调节团体有权限使用另外的版本、最新版本、以及至少在原合同日期 6 个月前出版附录，对第一期工程涉及管道体系或系统将作为所有设计、材料、制造、管道安 装，检查及管道测试时的控制文件，以控制工程的完工及完成初始运行。 本代码的用户应注意防止使用那些没有确定的修改代码， 这些修改的代码对专门授权机 构进行管道安装时，在其权限范围内是可以接受的。 代码用户将注意到代码段落不必是连续的编号。 这些中断编号为所有代码分节在可实行 的范围内产生一个共同大纲。 通过此方式， 在大多数代码分节中相关的材料对应相应的编号， 因而使得那些不止使用一个代码分节的人参考变的更加容易。 本代码是美国机械工程师协会委员会 （ASME Committee） 指导下的 B31 压力管道代码， 由美国国家标准研究院（The American National Standards Institute）认可的美国机械工程师 协会所规定的程序下进行组织和操作。该委员会连续不断地并保持拥有当今材料、建筑、以 及工业实践发展的全部新代码。附录定期发行。新版本每 3 至 5 年时间间隔出版一次。 对于特殊的压力管道， 无美国机械工程师学会代码适用于该管道系统时， 用户可以根据 其自身的判断力选择确定任何适用的部分。 然而应注意对所选部分的附加要求或许有必要为 一个安全管道系统提供其打算的申请。不同代码分部的技术限制、法定的要求、其它代码或 标准的可适用性是用户在决定本代码任何部分的适用性时应当考虑的一些因素。 委员会已经建立了一个有序程序来考虑代码需要解释修正的请求。 为了接收这方面的考 虑， 必需以书面形式进行询问并且必须给出全部细节 （参阅涉及技术询问准备方面的强制性 附录） 对一个询问的批准答复将直接送至询问的人。 另外， 问题和答复将作为补充解释的部分 出版发行到适用的代码部门。 当研究表明代码措词需要澄清时， 或在答复修改现有的代码要求时， 或批准同意使用新 材料，或二者择一的施工方法时，对一个询问采取规定的答复形式就是一个案例。建议的案 11 例在“机械工程”上出版供公众复审。此外，案例将作为案例补充的部分出版发行到适用代 码的部门。 一个案例通常在有限的周期发行，此后，它可能被更新，合订成代码本，或如果没有进 一步需要的迹象准许到期。尽管如此，某个案例的规定可能在其过期或收回之后使用，只要 该案例在原合同日期上是有效的，或在完工之前采用，同时合同双方同意使用。 应力表中所列的材料仅仅表明在代码范围内大量使用管道时的情形。 材料可以被一个案 例覆盖， 请求列表应包括满意用量的证据以及允许许可应力建立的特定数据、 最大和最小温 度限制、以及其它限制。附加标准在有关美国机械工程师协会（ASME）的压力锅炉和压力 容器代码关于新材料添加指南中找到，见附录 B 第一部分中的第一节，第八节。 （为了拓展 用途和获得经验，没有列出的材料也可以使用，见相关段落 1123.1.所述） 请求代码解释及代码修订建议应写信至 Secretary，ASME B31 Committee， Three Park Avenue， New Tork， NY 10016-5990。 美国机械工程师协会美国机械工程师协会 B31.11-2002（（ASME B31.11-2002）） 改动汇总改动汇总 12 下文征得 B31 委员会以及美国机械工程师协会（ASME）的同意，公众重阅之后，由美 国标准院（the American Standards Institute）在 2002 年 8 月